JPH0549002A - デイジタルビデオ信号の記録装置 - Google Patents

デイジタルビデオ信号の記録装置

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JPH0549002A
JPH0549002A JP22501491A JP22501491A JPH0549002A JP H0549002 A JPH0549002 A JP H0549002A JP 22501491 A JP22501491 A JP 22501491A JP 22501491 A JP22501491 A JP 22501491A JP H0549002 A JPH0549002 A JP H0549002A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】変換符号化および可変長符号化で発生したデー
タを一定長のシンクブロックとする。 【構成】ＤＣＴ変換回路２Ｙで発生した係数データがシ
ャフリング回路３Ｙに供給され、１フィールド内でシャ
フリングがなされる。ブロック毎に発生する係数データ
の量がシャフリングによって、平均化される。そして、
バッファリング回路６で、係数データによって一定長の
シンクブロックが形成される。この場合、ブロックの係
数データが直流成分のものを先頭とし、以下、次数が低
いものから順にバッファリング回路６に供給される。バ
ッファリング回路６では、次数の高い係数データのビッ
トが他のシンクブロックに移されたりする制御を受け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディジタルビデオ信
号を変換符号化により圧縮してから磁気テープに記録す
る記録装置に関し、特に、記録・再生時に生じるエラー
を良好に修整できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、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ディジタルＶＴ
Ｒとしては、放送局用のＤ１フォーマットのコンポーネ
ント形のディジタルＶＴＲおよびＤ２フォーマットのコ
ンポジット形のディジタルＶＴＲが実用化されている。
これらのディジタルＶＴＲは、コンポーネント信号ある
いはコンポジット信号を圧縮することなしに磁気テープ
に記録していた。
【０００３】記録に必要なテープ量を減少させ、小形の
テープカセットを利用できるように、ディジタルビデオ
信号の情報量を高能率符号化によって圧縮することが考
えられている。高能率符号化の方式の一つとして、変換
符号化が知られている。変換符号化、特に２次元のもの
は、画像データを例えば（８×８）画素のブロックに分
割し、ブロック毎に直交変換するものである。変換成分
（係数と称する）は、直流成分から高周波成分に分けら
れる。一般的に、直流成分が大きく、高周波成分が小さ
いので、各係数に適当なビット数を割り当てることによ
り、全体としてビット数が低減される。最近では、特に
ＤＣＴ（DiscreteCosine Transform)が注目されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】変換符号化例えば２次
元ＤＣＴを採用するディジタルＶＴＲでは、係数データ
を可変長符号化しているので、画像中の高周波成分の量
によって、１ブロック当りのデータの量が変化する。記
録時には、一定長のシンクブロックを形成するのが普通
であるが、１ブロック当りの符号化出力が１あるいは整
数のシンクブロックに区切ることができるとは、限らな
い。そこで、シンクブロック内に、符号化出力を順次挿
入して、１ブロック毎の区切りを識別するためのＩＤコ
ードを挿入することが考えられる。しかしながら、この
方法では、付加的な情報を必要とし、冗長度が大きくな
り、また、再生系で区切りを検出するための回路が必要
となる。他の方法として、１ブロック当りのデータの最
長のものを基準として、それより短い係数データの場合
には、ダミーデータ（ゼロデータ）を付加して、１ブロ
ック当りのデータを一定の長さとすることが可能であ
る。しかし、この場合でも、冗長度が大きくなる。
【０００５】また、変換符号化を使用した時に、生じる
他の問題として、各ブロックのデータを磁気テープ上で
連続して記録しているため、バーストエラーのようなエ
ラー訂正符号で訂正しきれない連続的なエラーが発生し
た場合、ブロックの情報が全て失われることがある。こ
の場合には、再生系において、隣接する係数ブロックの
エラーでない係数データによって、エラーである係数デ
ータを修整することが難しくなる。
【０００６】従って、この発明の目的は、係数データが
含まれるシンクブロックの長さを良好に一定長とするこ
とができるディジタルビデオ信号の記録装置を提供する
ことにある。この発明の他の目的は、変換符号化を行っ
た時に、再生側で係数データのエラー修整を良好に行う
ことができるディジタルビデオ信号の記録装置を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明
は、入力ディジタルビデオ信号を複数の画素データから
なるブロック単位のデータに細分化し、ブロック毎に入
力ディジタルビデオ信号を変換符号化し、変換符号化で
生成された係数データを回転ドラムに装着された複数の
磁気ヘッドによって磁気テープに記録するようにしたデ
ィジタルビデオ信号の記録方法において、係数データを
低い次数から高い次数に順に並べて出力する回路（３
Ｙ、３Ｃ）と、並べられた係数データが供給され、係数
データを可変長符号化する回路（５Ｙ、５Ｃ）と、可変
長符号化回路（５Ｙ、５Ｃ）と結合され、各ブロックの
係数データの時間的に終わりの部分を動かすことによっ
て、シンクブロックの長さを一定に制御するためのバッ
ファリング回路（６）とからなるディジタルビデオ信号
の記録装置である。
【０００８】この発明の第２の発明は、所定量の係数デ
ータに関して、シャフリングを行い、そして、シャフリ
ングされた係数データを低い次数から高い次数に順に並
べて出力するシャフリング回路（３Ｙ、３Ｃ）を含み、
シャフリング回路（３Ｙ、３Ｃ）の出力が可変長符号化
回路（５Ｙ、５Ｃ）で符号化され、バッファリング回路
（６）が符号化された各ブロックの係数データの時間的
に終わりの部分を動かすことによって、シンクブロック
の長さを一定に制御する。
【０００９】
【作用】可変長符号化回路５Ｙ、５Ｃの出力をシンクブ
ロックとする時に、一定長のシンクブロックとすること
ができ、エラー訂正符号化の処理が容易となる。また、
シャフリングによって、伝送時にバーストエラーが発生
しても、エラーである係数データを良好に修整できる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の一実施例について説明す
る。図１は、この実施例の記録系および再生系の信号処
理部を示す。１Ｙで示す入力端子にディジタル輝度信号
が供給され、１Ｃで示す入力端子にディジタル色差信号
ＣＲ、ＣＢが供給される。この場合、各信号のサンプリ
ング周波数が１３．５ＭHz、６．７５ＭHzとされ、且つ
これらの１サンプル当たりのビット数が８ビットとされ
ている。この（４：２：２）の入力ビデオ信号のうちブ
ランキング期間のデータを除去し、有効領域の情報のみ
が記録／再生される。また、これらの入力信号は、図示
せずも、ブロック化回路によって、データの順序がラス
ター走査の順序からブロックの順序に変換されたもので
ある。
【００１１】この例では、１フィールドを（８×４）画
素の多数のブロックに細分化する。図２は、輝度信号の
有効領域とブロック化を示す。輝度信号Ｙについては、
図２Ａに示す（７２０画素×３０４ライン）の有効情報
が図２Ｂに示すように、（９０×７６）ブロックに分割
される。色差信号ＣＲ、ＣＢは、図３Ａに示す（３６０
画素×３０４ライン）の１フィールドの有効情報から図
３Ｂに示す（４５×７６）ブロックが形成される。
【００１２】ブロック化された輝度信号および色差信号
がＤＣＴ変換回路２Ｙ、２ＣでそれぞれＤＣＴ変換され
る。ＤＣＴ変換回路２Ｙ、２Ｃのそれぞれからの係数デ
ータ（例えば１サンプル、１２ビット）がシャフリング
回路３Ｙ、３Ｃにそれぞれ供給される。シャフリング回
路３Ｙ、３Ｃは、例えばフィールドメモリからなり、係
数データの配列を変更するものである。また、シャフリ
ング回路３Ｙ、３Ｃでは、シャフリングとともに、各フ
ィールドの係数データを２分割する。
【００１３】すなわち、シャフリング回路３Ｙ、３Ｃで
は、図２Ｃに示すように、１フィールド内の輝度データ
Ｙの係数データＹ´が斜線のものＹａと、斜線がないも
のＹｂとに２分割される。それぞれは、（９０×３８）
ブロックである。同様に、図３Ｃに示すように、１フィ
ールド内の色差データＣＲ、ＣＢの１フィールドの係数
データＣＲ´、ＣＢ´がそれぞれ分割され、それぞれが
（４５×３８）の４個の係数データＣＲａ、ＣＲｂ、Ｃ
Ｂａ、ＣＢｂが形成される。
【００１４】そして、図４に示すように、係数データＹ
ａと係数データＣＲａ、ＣＢａとから、Ｔｋ＝０および
Ｔｋ＝１と表すそれぞれが１／４フィールド分の記録デ
ータが形成され、同様に、係数データＹｂと係数データ
ＣＲｂ、ＣＢｂとから、Ｔｋ＝０およびＴｋ＝１と表す
それぞれが１／４フィールド分の記録データが形成され
る。この１／４フィールド分の記録データが４本のトラ
ックとしてそれぞれ記録される。この実施例では、２個
の磁気ヘッドが近接して配置されたダブルアジマスヘッ
ドを１８０°の対向間隔で配置し、２本のトラックが同
時に磁気上に形成され、４本のトラックによって、１フ
ィールド分の輝度信号および色差信号に関する係数デー
タを記録するようにしている。
【００１５】この場合、係数データのブロックの斜線を
付したものとそうでないものとを交互に複数のチャンネ
ルに振り分けることにより、一つの磁気ヘッドにクロッ
グが生じた時でも、その磁気ヘッドの係数ブロックの上
下左右に位置する係数ブロックが他の磁気ヘッドにより
再生され、係数データの修整が容易となる。シャフリン
グされた結果の係数データは、直流成分の係数データを
先頭として、以下、低い次数から高い次数の順序の交流
成分の係数データが続く順序で出力される。一例とし
て、シャフリングされた係数データがシンクブロック
（例えば３２×１０×２＝６４０個の係数データ）でシ
ャフリング回路３Ｙ、３Ｃから出力され、量子化回路４
Ｙ、４Ｃに供給される。量子化回路４Ｙ、４Ｃでは、１
２ビットの係数データがそれより短いｎビット長のもの
に量子化される。
【００１６】量子化回路４Ｙ、４Ｃのそれぞれの出力が
可変長符号化回路５Ｙ、５Ｃにそれぞれ供給され、例え
ばハフマン符号化される。但し、後述のように、係数デ
ータの中で重要度が高い直流成分の係数は、ハフマン符
号化されない。可変長符号化回路５Ｙ、５Ｃの出力に
て、輝度信号の係数データと色差信号の係数データとが
交互に混合される。この出力データがバッファリング回
路６および７にそれぞれ供給される。バッファリング回
路６は、シンクブロックの長さを一定とするもので、バ
ッファリング回路７は、トラック毎の情報量を一定とす
るものである。
【００１７】上述のように、シャフリング回路３Ｙ、３
Ｃからは、シンクブロックの単位で所定数（６４０個）
の係数データが取り出される。シャフリング操作によっ
て、１フィールド内の各ブロックの係数データの量のバ
ラツキが平均化される。従って、可変長符号化回路５
Ｙ、５Ｃの出力は、かなり長さのばらつきが少なくなっ
ているが、まだ、長さの差があるので、バッファリング
回路６によって、シンクブロック毎の長さが一定とされ
る。
【００１８】図５は、１トラックに記録されるシンクブ
ロックを一定の長さとするバッファリング回路６の処理
を示す。１トラックには、１７１個のシンクブロックが
記録される。図５において、Ｌ（＝６４０）が最終的な
シンクブロック長を表している。この図５で、各シンク
ブロックでは、直流成分の係数データが先頭に位置し、
以下、次数が低い係数データほど、後側に位置してい
る。図５の例では、シンクブロック番号１のデータがＬ
より長く、その超過した分をＬより短いシンクブロック
番号２のシンクブロックおよびシンクブロック番号４の
シンクブロックに挿入し、シンクブロック番号３および
５の超過分をシンクブロック番号４のシンクブロックに
挿入し、シンクブロック番号１７１の超過分をシンクブ
ロック番号１７０のシンクブロックに挿入している。シ
ンクブロック番号１７０のシンクブロックには、空きが
生じている。
【００１９】この一定長化の処理を行った場合には、再
生側でもとの１ブロックの係数データを復元するため
に、一つの係数データのブロックにおける可変長部分
（すなわち、交流成分の係数データ）の長さを示すＩＤ
コードを記録するとともに、ブロックの超過分がどのア
ドレスのシンクブロックに移されたかを示すＩＤコード
を記録する必要がある。このようにして、バッファリン
グ回路６の出力では、シンクブロックの長さが一定とさ
れる。
【００２０】バッファリング回路７は、量子化回路４
Ｙ、４Ｃにおける量子化ステップ幅を制御することで、
１トラック当りの情報量を一定にしようとするものであ
る。すなわち、量子化ステップ幅を大きくすることで、
係数データのビット数ｎがより小さくなり、逆に、量子
化ステップ幅を小さくすることで、係数データのビット
数ｎがより大きくなる。バッファリング回路７では、前
フィールドのデータ量から現フィールドの発生データ量
を推定する回路が設けられ、推定された発生データ量に
応じて量子化ステップ幅の制御がなされる。この例で
は、トラック単位で可変長符号化回路５Ｙ、５Ｃの出力
の長さの総和が（Ｌ×１７１）以下となるように制御さ
れる。
【００２１】バッファリング回路６の出力データがパリ
ティ生成回路８に供給され、エラー訂正符号化の処理を
受ける。一例として、図６に示すように、（１６０×１
７１）の１トラックの記録データ毎に、リードソロモン
符号を使用した積符号が用いられる。すなわち、水平方
向の各シンクブロックの係数データに対して、リードソ
ロモン符号のＨパリティが形成され、垂直方向の係数デ
ータおよびＨパリティに対して、リードソロモン符号の
Ｖパリティが形成される。他のトラックの係数データに
も同様のエラー訂正符号化がなされる。
【００２２】パリティ生成回路８の出力が同期およびＩ
Ｄ付加回路９に供給され、シンクブロック毎に、同期信
号およびＩＤコードが付加される。同期およびＩＤ付加
回路９の出力がチャンネル符号化のエンコーダ１０に供
給される。チャンネル符号化は、記録データの直流分を
減少させる。チャンネルエンコーダ１０の出力データが
図示せずも、記録アンプを介してテープ・ヘッド系１１
の４個の磁気ヘッドに供給され、磁気テープに２トラッ
クずつ記録される。
【００２３】図７を参照して、シャフリング操作につい
て説明する。図７は、輝度信号の係数データＹ´のシャ
フリング操作を示しているが、色差信号についても同様
の操作がなされる。図７Ａは、図２Ｃに示されている
（９０×３８）ブロックの係数データであり、係数デー
タの総数は、（９０×３８×３２＝１０９，４４０）で
ある。６４０個の係数データが一つのシンクブロックに
含まれるので、１フィールド内のシンクブロックが１７
１個となる。この２次元配列に関して、水平位置Ｈ（＝
０〜８９）とその垂直位置Ｖ（＝０〜３７）が規定され
る。また、１ブロック内の３２個の係数データに関し
て、図７Ｂに示すように、係数番号Ｃ０が定義される。
左上コーナの係数データ（Ｃ０＝８）が直流成分のもの
で、以下、ジグザク走査の順序で次数が高く、すなわ
ち、高周波成分の係数データとなる。
【００２４】シャフリングは、トラックの番号Ｔｋとシ
ンク番号ＳＹと係数番号Ｃｎとが以下の式に従って決定
される処理である。 Ｔｋ＝〔（Ｃ０￥１６）＋Ｈ＋Ｖ〕mod.２ ＳＹ＝〔９×Ｖ＋６７×Ｈ＋１７１×Ｃｎ）／１６〕mod.１７１ Ｃｎ＝〔Ｃ０＋８＋４×（Ｃ０￥１６）〕mod.１７１ ここで、（Ｃ０￥１６）は、Ｃ０の０から１５を０と
し、１６から３１を１とすることを意味する。
【００２５】上式により、０または１のトラック番号が
決定され、０〜１７０のシンクブロック番号が決定さ
れ、０〜１５の係数番号Ｃｎが決定される。図７Ｃは、
シャフリングの具体的例を示すもので、上から順に（Ｔ
ｋ＝０、ＳＹ＝０、Ｃ０＝８）、（Ｔｋ＝１、ＳＹ＝
０、Ｃ０＝８）、（Ｔｋ＝０、ＳＹ＝０、Ｃ０＝１）の
場合をそれぞれ示す。この図７Ｃに示すように、（９０
×３８）ブロックの係数データが（９×３８）の大きさ
の領域に１０分割され、各領域の図示のようなＤＣＴブ
ロックから取り出された係数データが同じシンクブロッ
クに含まれるようになされる。
【００２６】このシャフリングされた結果は、図７Ｄに
示すように、低次から高次の順序で出力される。図７Ｄ
の左側の２個のデータは、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃ
のそれぞれに関する量子化レベルを示すものである。次
の（１０×２）個のデータは、ＹおよびＣのそれぞれに
関して、１０個のＤＣＴブロックからの直流成分の係数
データである。さらに、次の（１０×３１×２）個の係
数データは、ＹおよびＣのそれぞれに関して、１０個の
ＤＣＴブロックからの交流成分の係数データである。直
流成分のデータに関しては、可変長符号化（具体的に
は、ハフマン符号化）の処理がされず、交流成分の係数
データがハフマン符号化される。この３１×１０個の交
流成分の係数データは、低い次数から高い次数の順序で
配列されている。この順序の結果、上述のように、シン
クブロックの長さを一定とする処理を受ける係数データ
のビットが高次の係数データのものとなる。この過不足
分の制御を受けるビットは、他のシンクブロックのエラ
ーの影響を受けるので、直流成分のデータと比して重要
度が低い高次の係数データとするのが好ましい。
【００２７】テープ・ヘッド系１１からの再生データが
チャンネル符号化の復号回路２１を介してデータ再生回
路２２に供給される。データ再生回路２２からの再生デ
ータが内符号のデコーダ２３に供給される。デコーダ２
３では、水平方向のＨパリティを使用したエラー訂正が
される。そして、次の外符号のデコーダ２４において、
垂直方向のＶパリティを使用したエラー訂正がされる。
このデコーダ２４からのエラー訂正された再生データ中
の輝度信号に関するデータが可変長のデコーダ２５Ｙに
供給され、その中の色差信号に関するデータがデコーダ
２５Ｃに供給される。デコーダ２５Ｙ、２５Ｃから後
は、輝度信号および色差信号で分離した処理がされる。
但し、これらの処理は、同様である。
【００２８】可変長符号のデコーダ２５Ｙと逆量子化回
路２６Ｙが結合され、逆量子化回路２６Ｙにより、量子
化レベルが代表値に変換される。この場合、デコーダ２
４から逆量子化回路２６Ｙに対して、供給される量子化
レベルを示すデータが使用される。この代表値がディシ
ャフリング回路２７Ｙに供給され、記録系のシャフリン
グ回路３Ｙと逆にデータの配列を順序をもとに戻す処理
がなされる。ディシャフリング回路２７Ｙの出力がエラ
ー修整回路２８Ｙに供給される。
【００２９】エラー修整回路２８Ｙは、デコーダ２３お
よび２４によって、訂正できないエラー（これは、エラ
ーフラグで示される）を周囲の他のＤＣＴブロックに含
まれる正しい係数データで修整する。シャフリングおよ
びディシャフリングの処理によって、ある一つのブロッ
クの全ての係数データが誤ることを防止でき、画質の劣
化を防止できる。これとともに、周囲の他の係数ブロッ
ク内に含まれ、修整しようとする係数データと同じ次数
のものがエラーとなるおそれを少なくできる。従って、
エラー修整能力を高くすることができる。エラー修整回
路２８Ｙの出力データが逆変換回路２９Ｙに供給され
る。係数データから復元された輝度データが出力端子３
０Ｙに得られる。
【００３０】色差信号に関しても、上述の輝度信号と同
様に、可変長符号のデコーダ２５Ｃ、逆量子化回路２６
Ｃ、ディシャフリング回路２７Ｃ、エラー修整回路２８
Ｃ、逆変換回路２９Ｃが設けられている。出力端子３０
Ｃに復元された色差データが得られる。出力端子３０
Ｙ、３０Ｃに得られる復元データは、ブロックの順序で
あるので、図示せずブロック分解回路によって、ラスタ
ー走査の順にデータの順序が変換される。
【００３１】
【発明の効果】この発明は、変換符号化で発生した係数
データをシャフリングしているので、伝送時にバースト
エラーが発生しても、画質の劣化を少なくでき、また、
周囲の係数データを使用して、エラーである係数データ
を修整することが容易である。また、シャフリングによ
って、磁気テープ上では、高速再生の場合でも、画面上
のデータを比較的均等に再生することができ、再生画像
の質を良好とできる。さらに、この発明は、可変長符号
化を使っていても、最終的なシンクブロックの長さを固
定とできるので、積符号の構成のエラー訂正符号を使用
することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の記録系および再生系を示
すブロック図である。
【図２】この発明の一実施例の輝度信号の処理の説明に
用いる略線図である。
【図３】この発明の一実施例の色差信号の処理の説明に
用いる略線図である。
【図４】この発明の一実施例の信号処理の説明に用いる
略線図である。
【図５】この発明の一実施例のシンクブロックの形成の
説明に用いる略線図である。
【図６】この発明の一実施例で得られる記録信号の説明
に用いる略線図である。
【図７】この発明の一実施例のシャフリングの処理の説
明に用いる略線図である。
【符号の説明】
２Ｙ、２Ｃ ＤＣＴ変換回路 ３Ｙ、３Ｃ シャフリング回路 ６ シンクブロックを一定の長さとするためのバッファ
リング回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力ディジタルビデオ信号を複数の画素
    データからなるブロック単位のデータに細分化し、上記
    ブロック毎に上記入力ディジタルビデオ信号を変換符号
    化し、上記変換符号化で生成された係数データを回転ド
    ラムに装着された複数の磁気ヘッドによって磁気テープ
    に記録するようにしたディジタルビデオ信号の記録方法
    において、 上記係数データを低い次数から高い次数に順に並べて出
    力する手段と、 上記並べられた係数データが供給され、上記係数データ
    を可変長符号化する手段と、 上記可変長符号化手段と結合され、上記各ブロックの係
    数データの時間的に終わりの部分を動かすことによっ
    て、シンクブロックの長さを一定に制御するための手段
    とからなるディジタルビデオ信号の記録装置。
  2. 【請求項２】 入力ディジタルビデオ信号を複数の画素
    データからなるブロック単位のデータに細分化し、上記
    ブロック毎に上記入力ディジタルビデオ信号を変換符号
    化し、上記変換符号化で生成された係数データを回転ド
    ラムに装着された複数の磁気ヘッドによって磁気テープ
    に記録するようにしたディジタルビデオ信号の記録方法
    において、 所定量の上記係数データに関して、シャフリングを行
    い、そして、シャフリングされた係数データを低い次数
    から高い次数に順に並べて出力するシャフリング手段
    と、 上記シャフリング手段と結合され、上記係数データを可
    変長符号化する手段と、 上記可変長符号化手段と結合され、各ブロックの係数デ
    ータの時間的に終わりの部分を動かすことによって、シ
    ンクブロックの長さを一定に制御するための手段とから
    なるディジタルビデオ信号の記録装置。
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