JPH0548995A - デイジタル磁気記録装置 - Google Patents

デイジタル磁気記録装置

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JPH0548995A
JPH0548995A JP3205037A JP20503791A JPH0548995A JP H0548995 A JPH0548995 A JP H0548995A JP 3205037 A JP3205037 A JP 3205037A JP 20503791 A JP20503791 A JP 20503791A JP H0548995 A JPH0548995 A JP H0548995A
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JP
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circuit
signal
scene change
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JP3205037A
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Akihiro Uetake
昭浩 上竹
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Sony Corp
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  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Indexing, Searching, Synchronizing, And The Amount Of Synchronization Travel Of Record Carriers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気テープに収録した各映像シーンの高速検索
を可能とする。 【構成】平均回路121は、現フレームのブロック化さ
れた輝度信号を入力とし、ブロック毎の平均輝度を出力
する。この平均輝度は差分絶対値回路123に入力Bと
して供給されると共に、1フレーム遅延回路122を介
して入力Aとして供給される。差分絶対値回路123は
現フレームと前フレームの対応ブロック間の平均輝度の
差分絶対値を出力し、累加算回路124は1フレーム期
間これを累加算して比較回路125に出力する。比較回
路125は、累加算値がしきい値Thより大きい場合シ
ーンチェンジ信号を出力し、サブデータ発生回路111
(図2)はシーンチェンジIDを生成する。このシーン
チェンジIDは高速検索用コントロールIDとしてサブ
データ領域に磁気記録される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ビデオ信号、オーデ
ィオ信号、制御用のサブデータ等を磁気テープ上にディ
ジタル記録するディジタル磁気記録装置、特に映像シー
ンの変り目を検出し、この変り目を高速検索可能なコン
トロール識別符号としてサブデータ領域にリアルタイム
に記録するディジタル磁気記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カラービデオ信号をディジタル化して磁
気テープ等の記録媒体に記録する業務用、放送局用のデ
ィジタルVTRとして、コンポーネント信号の記録再生
を行なうD1方式のディジタルVTR及びコンポジット
信号の記録再生を行なうD2方式のディジタルVTRが
実用化されている。
【0003】前者のD1フォーマットのディジタルVT
Rは、輝度信号及び第1、第2の色差信号を夫々13.
5MHz、6.75MHzのサンプリング周波数でA/D変
換した後、所定の信号処理を行なってテープ上に記録す
るもので、これらコンポーネント成分のサンプリング周
波数の比が4:2:2であるところから、4:2:2方
式とも称されている。
【0004】後者のD2フォーマットのディジタルVT
Rは、コンポジットカラービデオ信号をカラー副搬送波
信号の周波数fscの4倍の周波数の信号でサンプリング
を行なってA/D変換し、所定の信号処理を行なった
後、磁気テープに記録するようにしている。
【0005】これらディジタルVTRは、共に業務用や
放送局用に使用されることを前提として設計されている
ため、画質最優先とされ、1サンプルが例えば8ビット
にA/D変換されたディジタルカラービデオ信号を実質
的に圧縮することなしに、記録するようにしている。
【0006】一例として、前者のD1フォーマットのデ
ィジタルVTRのデータ量について説明する。カラービ
デオ信号の情報量は、上述のサンプリング周波数で、各
サンプル当り8ビットでA/D変換した場合に、約21
6Mbps(メガビット/秒)の情報量となる。このう
ち水平及び垂直のブランキング期間のデータを除くと、
1水平期間の輝度信号の有効画素数が720、色信号の
有効画素数が360となり、各フィールドの有効走査線
数がNTSC方式(525/60)では250となるの
で、1秒間の映像信号のデータ量Dvは Dv=(720+360+360)×8×250×60 =172.8Mbps となる。
【0007】PAL方式(625/50)でもフィール
ド毎の有効走査線数が300で、1秒間でのフィールド
数が50であることを考慮すると、そのデータ量がNT
SC方式と等しくなることが判る。これらのデータにエ
ラー訂正及びフォーマット化のための冗長成分を加味す
ると、映像データのビットレートが合計で約205.8
Mbpsとなる。
【0008】また、オーディオ・データDaは約12.
8Mbpsとなり、更に編集用のギャップ、プリアンプ
ル、ポストアンプル等の付加データDoが約6.6Mb
psとなるので、NTSC方式のときの記録データ全体
の情報量Dtは以下の通りとなる。 Dt=Dv+Da+Do =172.8+12.8+6.6=192.3Mbps この情報量を有するデータを記録するため、D1フォー
マットのディジタルVTRでは、トラックパターンとし
て、NTSC方式では1フィールドで10トラック、ま
た、PAL方式では12トラックを用いるセグメント方
式が採用されている。
【0009】また、記録テープとしては19mm幅のもの
が使用され、テープ厚みは13μmと16μmの2種類
があり、これを収納するカセットには大(L)、中
(M)、小(S)の3種類のものが用意されている。こ
れらのテープに上述したフォーマットで情報データを記
録しているため、データの記録密度としては約20.4
μm2/bit程度となっている。記録密度が高いと、
符号間干渉あるいはヘッド・テープの電磁変換系の非線
形性による波形劣化によって、再生出力データのエラー
が発生し易くなる。従来の記録密度としては、エラー訂
正符号化を行なっているとしても、上述の数値が限界で
あった。
【0010】以上のパラメータを総合すると、D1フォ
ーマットのディジタルVTRの各サイズのカセットの記
録再生時間は下記の通りとなる。
【0011】テープ厚みが13μmの場合、カセットサ
イズSで13分、Mで41分、Lで94分である。テー
プ厚みが16μmの場合、カセットサイズSで11分、
Mで34分、Lで76分である。
【0012】このようにD1フォーマットのディジタル
VTRは放送局のVTRとして、画質最優先の性能を求
めたものとしては十分のものであるが、19mm幅を有す
るテープを装着した大型のカセットを使用しても、高々
1.5時間程度の記録再生時間しか得られず、家庭用の
VTRとして使用するには、頗る不適当なものといえ
る。
【0013】一方、現在家庭用VTRとしては、β方
式、VHS方式、8mm方式等が実用化されているが、い
ずれもアナログ信号の形態で記録・再生を行なうもの
で、夫々の画質が改良されているものの、例えばカメラ
で撮像して記録したものをダビングしてコピーしようと
した時、このダビングの段階でかなりの画質劣化が生
じ、これを複数回繰り返した場合には、ほとんど鑑賞に
耐えられないものとなってしまう欠点があった。
【0014】従って、記録情報量を再生歪みが少ないよ
うな形で圧縮し、かつ記録密度を上げることによって、
テープ幅が8mmあるいはそれ以下の幅狭の磁気テープを
使用しても、長時間の記録が可能なディジタルデータの
磁気記録装置が本願出願人により考えられている。
【0015】また、ディジタルVTRでは、ディジタル
画像信号以外にディジタルオーディオ信号、サブデー
タ、トラッキング用のパイロット信号等をトラック上に
記録する必要がある。上述のD1フォーマットのディジ
タルVTRでは、オーディオデータをトラックの中央部
に記録し、タイムコード、トラッキング用のコントロー
ル信号をテープの長手方向に記録している。D2フォー
マットでは、オーディオデータをトラックの両端部に記
録し、D1フォーマットと同様に、タイムコード、トラ
ッキング用のコントロール信号をテープの長手方向に記
録している。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】例えば、上述した従来
のディジタルVTRを用いたビデオ編集等において、磁
気テープに記録された多数の映像シーンのうち所望の映
像シーンの検索を行なう場合、磁気テープの早送り(キ
ュー)や巻戻し(レビュー)を繰り返して所望の映像シ
ーンの頭出しを行なっていた。
【0017】このため、映像シーンの頭出しは、一般に
手間と根気と習熟とを必要とするものであった。特に、
前述した長時間記録の可能なディジタルVTRは一般家
庭用であるため、上述のような操作上の習熟は期待でき
ず、映像シーンの頭出しは一層の困難を伴うものであっ
た。
【0018】そこで、この発明は、磁気テープ上へのデ
ィジタルビデオデータ等の記録時に、リアルタイムで映
像シーンの変り目を検出し、この変り目を高速サーチ可
能なシーンチェンジIDとしてサブデータ領域に記録す
ることにより、所望の映像シーンの頭出しを迅速かつ容
易なものとすることを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、入力する現フレームの前フレ
ームに対するディジタル画像信号の累積差分絶対値を算
出する計算手段と、計算手段から入力する累積差分絶対
値が、予め設定された閾値を超えた時にシーンチェンジ
信号を発生する比較手段と、比較手段から入力するシー
ンチェンジ信号に基づいて、高速検索可能な制御識別符
号としてのシーンチェンジ識別符号を生成するサブデー
タ発生手段とを有するものである。
【0020】
【作用】この発明に係るディジタル磁気記録装置に搭載
されたシーンチェンジ検出回路115の一例を示す図1
において、平均回路121は、記録系のブロック化回路
5(図2)から順次供給される現フレームのブロック化
された輝度信号を入力とし、ブロック内の全画素の平均
輝度を順次出力する。
【0021】このブロック内平均輝度は、入力Bとして
直接差分絶対値回路123に供給されると共に、1フレ
ーム遅延回路122を介して1フレーム遅れの入力Aと
して差分絶対値回路に供給される。
【0022】差分絶対値回路123は、入力Aと入力B
の差分の絶対値、つまり現フレームと前フレームの対応
ブロック間の平均輝度の差分絶対値を算出して、累加算
回路124に出力する。
【0023】累加算回路124は、差分絶対値回路12
3から順次入力するブロック平均輝度の差分絶対値を1
フレーム期間累加算して比較回路125に出力する。
【0024】比較回路125は、累加算回路124から
入力するブロック平均輝度のフレーム当りの累積差分絶
対値を、予め設定されたしきい値Thと比較し、前者が
後者より大きい時に現フレームにシーンチェンジが発生
したと判断してシーンチェンジ信号を記録系のサブデー
タ発生回路111(図2)に出力する。
【0025】サブデータ発生回路111は、比較回路1
25から入力するシーンチェンジ信号に基づいて、シー
ンチェンジIDを生成する。このシーンチェンジIDは
トラックパターン中のサブデータ領域に高速サーチ可能
なコントロールIDとしてリアルタイムで記録される。
【0026】このようにして記録された磁気テープを再
生する場合、磁気テープに収録された各映像シーンの頭
には、シーンチェンジIDが高速サーチ可能なコントロ
ールIDとして記録されているので、確実、容易かつ迅
速に各映像シーンの変り目の頭出しが可能となる。
【0027】
【実施例】続いて、この発明の実施例について、図面を
参照して詳細に説明する。
【0028】図2は、記録情報量を圧縮して長時間記録
を可能としたディジタルVTRに、この発明に係るシー
ンの変り目(以下、シーンチェンジという)の検出機能
を付与した一例を示すディジタル記録系のブロック図で
ある。
【0029】まず、ディジタル記録系の動作について説
明する。
【0030】入力端子1Y,1U,1Vには、例えばカ
ラービデオカメラから三原色信号R,G,Bから形成さ
れたディジタル輝度信号Yとディジタル色差信号U,V
が入力する。ここで、各信号のクロックレートは上述の
D1フォーマットの各コンポーネント信号の周波数と同
一とされる。即ち、夫々のサンプリング周波数が13.
5MHz、6.75MHzとされ、且つこれらの1サンプル
当りのビット数が8ビットとされている。従って、入力
端子1Y,1U,1Vに供給される信号のデータ量とし
ては、上述したように、約216Mbpsとなる。この
信号のうちブランキング期間のデータを除去し、有効領
域の情報のみを取り出す有効情報抽出回路2によってデ
ータ量が約167Mbpsに圧縮される。有効情報抽出
回路2の出力の内で輝度信号Yが周波数変換回路3に供
給され、サンプリング周波数が13.5MHzからその3
/4に変換される。この周波数変換回路3としては、例
えば間引きフィルタが使用され、折り返し歪みが生じな
いようになされている。周波数変換回路3の出力信号が
ブロック化回路5に供給され、輝度データの順序がブロ
ックの順序に変換される。ブロック化回路5は、後段に
設けられたブロック符号化回路8のために設けられてい
る。
【0031】図3は、符号化の単位のブロックの構造を
示す。この例は、3次元ブロックであって、例えば2フ
レームに跨る画面を分割することにより、図3に示すよ
うに、(4ライン×4画素×2フレーム)の単位ブロッ
クが多数形成される。図3において、実線は奇数フィー
ルドのラインを示し、破線は偶数フィールドのラインを
示す。
【0032】また、有効情報抽出回路2の出力のうち、
2つの色差信号U,Vがサブサンプリング及びサブライ
ン回路4に供給され、サンプリング周波数が夫々6.7
5MHzからその半分に変換された後、2つのディジタル
色差信号が交互にライン毎に選択され、1チャネルのデ
ータに合成される。従って、このサブサンプリング及び
サブライン回路4からは線順次化されたディジタル色差
信号が得られる。この回路4によってサブサンプリング
及びサブライン化された信号の画素構成を図4に示す。
図4において、○は第1の色差信号Uのサンプリング画
素を示し、△は第2の色差信号Vのサンプリング画素を
示し、×はサブサンプルによって間引かれた画素の位置
を示す。
【0033】サブサンプリング及びサブライン回路4の
線順次出力信号がブロック化回路6に供給される。ブロ
ック化回路6ではブロック化回路5と同様に、テレビジ
ョン信号の走査の順序の色差データがブロックの順序の
データに変換される。このブック化回路6は、ブロック
化回路5と同様に、色差データを(4ライン×4画素×
2フレーム)のブロック構造に変換する。ブロック化回
路5の出力信号は合成回路7に供給されると共に、後述
するシーンチェンジ検出回路115に供給される。ま
た、ブロック化回路6の出力信号は合成回路7に供給さ
れる。
【0034】合成回路7では、ブロックの順序に変換さ
れた輝度信号および色差信号が1チャネルのデータに変
換され、合成回路7の出力信号がブロック符号化回路8
に供給される。このブロック符号化回路8としては、例
えばブロック毎のダイナミックレンジに適応した符号化
回路(ADRCと称する)、DCT(Discrete Cosin
e Transform)回路等が適用できる。ブロック符号化回
路8の出力信号がフレーム化回路9に供給され、フレー
ム構造のデータに変換される。このフレーム化回路9で
は、画像系のクロックと記録系のクロックとの乗り換え
が行なわれる。
【0035】また、1Aで示す入力端子からディジタル
オーディオ信号が供給され、オーディオ符号化回路15
に供給される。このオーディオ符号化回路15は、例え
ばDPCMによりオーディオデータのデータ量を圧縮す
る。オーディオ符号化回路15の出力データがフレーム
化回路9に供給され、ブロック符号化された画像データ
と共に、フレーム構造に変換される。このフレーム化回
路9に供給されるオーディオデータは、画像データと関
連する意味でリアルタイムのものである。
【0036】フレーム化回路9の出力信号がエラー訂正
符号のパリティ発生回路10に供給され、エラー訂正符
号のパリティが生成される。パリティ発生回路10の出
力信号が混合回路14に供給される。混合回路14に
は、パリティ発生回路16および17の出力信号が夫々
供給される。パリティ発生回路16は、オーディオ符号
化回路15の出力データに対して、エラー訂正符号のパ
リティを生成する。最初の記録時では、上述のフレーム
化回路9に供給されるオーディオデータとパリティ発生
回路16に供給されるオーディオデータとは、同一のも
のである。パリティ発生回路17は、入力するサブデー
タに対するエラー訂正符号化の処理を行い、パリティを
生成する。
【0037】このサブデータは、111で示すサブデー
タ発生回路から供給される。また、112はID信号発
生回路、113は同期信号発生回路、114はタイミン
グ発生回路、115は後述するシーンチェンジ検出回路
である。サブデータは、例えばユーザーのキー操作で発
生することができる。
【0038】混合回路14では、1セグメントの後述す
る所定の位置に、これらの画像データ、オーディオデー
タ、サブデータが挿入されたデータを形成する。混合回
路14の出力信号がチャネルエンコーダ11に供給さ
れ、記録データの低域成分を減少させるようなチャネル
コーディングがなされる。チャネルエンコーダ11の出
力信号が混合回路18に供給される。混合回路18に
は、ATF(自動トラック追従制御)用のパイロット信
号が供給される。このパイロット信号は、記録データと
周波数分離できる程度の低周波の信号である。混合回路
18の出力信号が記録アンプ12A,12Bと回転トラ
ンス(図示せず)を介して磁気ヘッド13A,13Bに
供給され、磁気テープに記録される。
【0039】上述の信号処理によって、入力のデータ量
216Mbpsが有効走査期間のみを抽出することによ
って約167Mbpsに低減され、更に周波数変換とサ
ブサンプル、サブラインとによって、これが84Mbp
sに減少される。このデータは、ブロック符号化回路8
で圧縮符号化することにより、約25Mbpsに圧縮さ
れ、その後のパリティ、オーディオ信号等の付加的な情
報を加えて、記録データ量としては31.56Mbps
程度となる。
【0040】次に、この発明に係るシーンチェンジの検
出について説明する。
【0041】図1は、シーンチェンジ検出回路115の
一例を示すブロック図である。
【0042】ブロック化回路5によりブロック化(この
例ではブロック当り4ライン×4画素)された現フレー
ムのディジタル輝度信号は、平均回路121において単
位ブロック内の全画素の平均輝度が算出され、差分絶対
値回路123に入力Bとして順次供給される。これと同
時に、平均回路121の出力は、1フレーム遅延回路1
22にも供給されているので、差分絶対値回路123に
は入力Aとして前フレームの入力Bに対応する単位ブロ
ックの平均輝度が順次供給される。
【0043】差分絶対値回路123は、入力Aと入力B
の差分絶対値(つまり、現フレームと前フレームの対応
ブロック間における平均輝度の差分絶対値)を算出して
累加算回路124に順次出力する。累加算回路124
は、現フレーム内の全単位ブロックにおける平均輝度の
差分絶対値を累加算して比較回路125に出力する。
【0044】比較回路125には予めしきい値Thが与
えられており、累加算回路124から供給される現フレ
ームのブロック平均輝度の累積差分絶対値がこのしきい
値Thより大きい場合、比較回路125は現フレームに
シーンチェンジが発生したと判断し、シーンチェンジ信
号をサブデータ発生回路111に出力する。サブデータ
発生回路111は、このシーンチェンジ信号が入力する
とシーンチェンジIDを高速サーチ可能なコントロール
IDとして出力する。この結果、トラックパターン上の
サブデータ領域に高速サーチ可能なコントロールIDと
してシーンチェンジIDが記録される。
【0045】図5は、上述のディジタルVTRによって
磁気テープ上に形成されるトラックパターンを示す図で
ある。
【0046】図5(A)において、トラック両端のマー
ジン領域とIBG(インタブロックギャップ)領域には
データは記録されない。プリアンブルとポストアンブル
領域には再生系のPLL回路(図示せず)によるビット
クロック再生のためのアンブルパターンが記録される。
AFT用のパイロット信号領域にはトラッキングエラー
検出用のパイロット信号が記録される。多数のシンクブ
ロックからなるビデオ及びオーディオデータ領域には、
符号化されたビデオデータ及びオーディオデータが記録
される。オーディオデータ領域に記録されるオーディオ
データは、アフターレコーディングで書き換えが可能で
ある。また、サブデータ領域はビデオ及びオーディオデ
ータ領域と同様に複数のシンクブロックで構成される。
【0047】図5(B)はサブデータ領域における1シ
ンクブロックのフォーマットの一例を示す図である。
【0048】サブデータ領域の1シンクブロックは、図
示の例ではブロックの開始を示すブロック同期信号SY
NC、サブコード部(図5(B)に「ID」と示す)、
サブデータ部及びサブデータのパリティ部で構成され
る。
【0049】サブコード部IDには、サブデータ領域の
識別コード、フレームID、トラックアドレス、プログ
ラム番号、ブロック番号等の外に、スタートIDやスキ
ップID等高速サーチ用のコントロールIDが記録され
る。スタートIDはプログラムの始まりを、またスキッ
プIDはプログラムの不要部分を示すために使用される
コントロールIDである。このコントロールIDは、再
生モードにおける高速サーチの場合でも確実に読み取れ
るようにフォーマットされており、迅速なプログラムの
頭出しを可能とする。
【0050】前述のように、シーンチェンジ検出回路1
15から入力するシーンチェンジ信号により、サブデー
タ発生回路111はシーンチェンジIDを発生する。こ
のシーンチェンジIDは高速サーチ可能なコントロール
IDとしてサブデータ領域のサブコード部(図5(B)
のID)に記録される。従って、再生時、このシーンチ
ェンジIDを高速サーチすることにより、各映像シーン
(つまり、映像シーンの変り目)の確実、容易かつ迅速
な頭出しが可能となる。
【0051】なお、上述の実施例において、シーンチェ
ンジをフレーム間の輝度信号の差に基づいて検出した
が、クロマ信号の差に基づいて検出してもよく、あるい
は輝度信号の差に基づくシーンチェンジ出力とクロマ信
号の差に基づくシーンチェンジ出力との論理和または論
理積に基づいて検出してもよい。
【0052】また、シーンチェンジ検出回路115の入
力信号をブロック符号化のために設けられたブロック化
回路5から供給する実施例について上述したが、シーン
チェンジ検出回路115にシーンチェンジ検出のための
ブロック化回路を設け、任意のサイズのブロック化を行
なうようにしてもよく、あるいは輝度信号のブロック化
を行なわず、フレーム間の対応画素同士について輝度の
差分絶対値を1フレーム期間累加算し、この累加算値に
基づいてシーンチェンジを検出してもよい。
【0053】
【発明の効果】この発明によれば、ディジタルVTRに
よる信号記録の際に、映像シーンの変り目を順次リアル
タイムで検出してシーンチェンジIDを生成し、これを
高速サーチ可能なコントロールIDとしてサブデータ領
域にリアルタイムで記録するので、再生モードにおいて
任意の映像シーンの頭出しが確実、容易且つ迅速に実行
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るシーンチェンジ検出回路の一例
を示すブロック図である。
【図2】この発明に係るシーンチェンジ検出回路を搭載
したディジタルVTRにおける記録系の一例を示すブロ
ック図である。
【図3】輝度信号のブロック化の説明図である。
【図4】色差信号のブロック化の説明図である。
【図5】図2のディジタルVTRにおけるトラックパタ
ーンの模式図である。
【符号の説明】
1Y,1U,1V コンポーネントビデオ信号入力端子 5,6 ブロック化回路 8 ブロック符号化回路 10,16,17 パリティ発生回路 11 チャネルエンコーダ 12A,12B 記録アンプ 13A,13B 記録ヘッド 111 サブデータ発生回路 112 ID発生回路 113 同期信号発生回路 115 シーンチェンジ検出回路 121 平均回路 122 1フレーム遅延回路 123 差分絶対値回路 124 累加算回路 125 比較回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力する現フレームの前フレームに対す
    るディジタル画像信号の累積差分絶対値を算出する計算
    手段と、 上記計算手段から入力する累積差分絶対値が、予め設定
    された閾値を超えた時にシーンチェンジ信号を発生する
    比較手段と、 上記比較手段から入力するシーンチェンジ信号に基づい
    て、高速検索可能な制御識別符号としてシーンチェンジ
    識別符号を生成するサブデータ発生手段とを有すること
    を特徴とするディジタル磁気記録装置。
JP3205037A 1991-08-15 1991-08-15 デイジタル磁気記録装置 Pending JPH0548995A (ja)

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