JPH06176488A - ディジタルビデオ信号記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＨＤ信号を記録する時に、シンクブロック長を
ＳＤ信号と等しくして回路の共通化を図る。 【構成】並列化された各チャンネルのデータは、シャフ
リング、ＤＣＴ符号化、バッファリング等の処理がなさ
れる。バッファリングは、５２ＤＣＴブロック（＝８マ
クロブロック＋４ＤＣＴブロック）が５個のシンクブロ
ックのデータ区間に詰め込まれるようにデータ量を制御
する処理である。シンクブロック長（９０バイト）およ
びシンクブロック内のデータ区間（＝７４バイト）は、
ＳＤ信号と等しいものである。色差信号用の固定区間の
長さが５バイトおよび４バイトの二つが存在し、より長
い方の区間（５バイト）に、視覚上の破綻が目立ち易い
赤色の成分の符号化出力を配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば高解像度ビデ
オ信号（ＨＤ信号）を圧縮符号化し、この符号化出力を
磁気テープ上に記録するのに適用されるディジタルビデ
オ信号記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルビデオ信号を例えば回転ヘッ
ドにより磁気テープに記録するディジタルＶＴＲが知ら
れている。ディジタルビデオ信号の情報量が多いので、
その伝送データ量を圧縮するための高能率符号化が採用
されることが多い。種々の高能率符号化の中でも、ＤＣ
Ｔ（Discrete Cosine Transform)の実用化が進んでい
る。

【０００３】ＤＣＴは、１フレームの画像を例えば（８
×８）のブロック構造に変換し、このブロックを直交変
換の一種であるコサイン変換処理するものである。その
結果、（８×８）の係数データが発生する。このような
係数データは、ランレングス符号、ハフマン符号等の可
変長符号化の処理を受けてから伝送される。伝送時に
は、再生側でのデータ処理を容易とするために、符号化
出力であるコード信号を一定長のシンクブロックのデー
タエリア内に挿入し、コード信号に対して同期信号、Ｉ
Ｄ信号が付加されたシンクブロックを構成するフレーム
化がなされる。

【０００４】磁気テープを使用するディジタルＶＴＲ、
ディスク状記録媒体を使用するディスク記録装置等で
は、１フィールドあるいは１フレームのビデオデータが
複数個のトラックに記録されるのが普通である。しかし
ながら、上述のＤＣＴのように、可変長出力が形成され
る時には、これらの所定期間のデータ量が変動する。こ
のため、所定期間のデータ量を目標値以下とするための
等長化処理（バッファリング処理と称する）がなされ
る。所定期間としては、１フィールド、１フレームでも
良いが、必要なメモリ容量を少なくするために、より短
い期間（バッファリング単位と称する）のデータ量を制
御するのが好ましい。

【０００５】５２５／６０システムのような標準解像度
ビデオ信号（ＳＤ信号と称する）に関しては、記録／再
生データの伝送レートが例えば２５ＭＢＰＳとされる。
ＨＤ信号は、ＳＤ信号に対して水平方向の画素数が約２
倍、水平走査線数が約２倍であるので、元々の情報量が
ＳＤ信号のそれの約４倍である。かかるＨＤ信号を記録
／再生できるディジタルＶＴＲとしては、並列２トラッ
クを同時に形成するマルチトラック方式を使用するもの
がある。ＨＤ信号を処理することによって、５０ＭＢＰ
Ｓの伝送レートを達成すれば、同じ時間内に形成される
トラック数がＳＤ信号の２倍とできるマルチトラック方
式によって、ＨＤ信号を記録することができる。この方
法は、ＳＤ信号用ＶＴＲと同一の回転ヘッドおよび磁気
テープを含む機構部を使用し、テープ速度をＳＤ信号用
ＶＴＲの２倍に変更することで、ＨＤ用ディジタルＶＴ
Ｒを実現可能とする。

【０００６】このようなＨＤＶＴＲを実現する場合の一
つの問題は、ＤＣＴ変換等の符号化処理のハードウエア
にとって、ディジタルＨＤ信号のデータレートが高すぎ
ることである。ＳＤ信号用の符号化処理ハードウエアを
利用しようとすると、この問題が特に厳しい。この問題
を解決する通常の手法は、ディジタルＨＤ信号を並列化
することである。Ｎ個のデータ系列を並列化で形成する
ことによってデータレートを１／Ｎとすることができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さらに、ＨＤ信号用の
信号処理用ハードウエアとＳＤ信号用のものとを共用す
る上で、種々のパラメータが同一であることが好まし
い。その一つとして、シンクブロック長が同一であるこ
とが望まれる。また、変速再生時には、シンクブロック
単位でデータの有効／無効が判断されるので、一つのシ
ンクブロック内には、整数個のマクロブロックのデータ
が平均的に含まれることが効率的である。マクロブロッ
クは、同一位置の輝度信号ブロック、二つの色差信号ブ
ロックを集めたものである。

【０００８】さらに、可変長符号化出力をシンクブロッ
ク内に配置する時に、エラー伝播を防止するために、輝
度信号のＤＣＴブロックから生じた符号化出力の区間
と、色信号のＤＣＴブロックから生じた符号化出力の区
間とを固定したものとして規定するデータ構成が使用さ
れる。一般的に輝度信号の符号化出力の方が色信号のそ
れよりも多いので、シンクブロック内の輝度信号用の区
間の方が色信号用のものよりも長くされる。また、二つ
の色信号用の区間の長さが等しいのが普通である。

【０００９】しかしながら、ＳＤ信号のシンクブロック
長と同一のシンクブロック長を必要とするとの制約下で
は、必ずしも二つの色信号用の区間を等しくすることが
できない問題がある。

【００１０】従って、この発明の一つの目的は、ＳＤ信
号と同様にＨＤ信号を処理する時に、シンクブロック長
をＳＤ信号と等しくするようにしたディジタルビデオ信
号記録装置を提供することにある。

【００１１】この発明の他の目的は、シンクブロック内
で二つの色信号の符号化出力を配する区間の長さが異な
る場合に、視覚上破綻がより目立ち易い一方の色信号の
符号化出力に対してより長い区間を割り当てるように改
良されたディジタルビデオ信号記録装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
入力ディジタルビデオ信号を直交変換および可変長符号
化により符号化し、符号化出力を記録媒体上に複数のト
ラックとして記録するようにしたディジタルビデオ信号
記録装置であって、ディジタルビデオ信号の１枚の画像
の主たる範囲の垂直方向を記録トラック数で分割し、範
囲の水平方向を固定長化単位内に含まれるマクロブロッ
ク数で分割することで、複数のサブ領域を形成し、サブ
領域を単位として、ディジタルビデオ信号のシャフリン
グを行うシャフリング回路と、シャフリング回路からの
出力を直交変換および可変長符号化するとともに、固定
長化単位内の符号化出力のデータ量を複数のシンクブロ
ックのデータ領域内に収まるように、制御するための符
号化回路と、符号化手段の出力をシンクブロックの構成
の記録データとして、記録媒体上に記録するための装置
とを備え、シンクブロック長は、標準解像度ディジタル
ビデオ信号および高解像度ディジタルビデオ信号間で等
しく設定されることを特徴とするディジタルビデオ信号
記録装置である。

【００１３】請求項２記載の発明は、シンクブロックの
構成は、直交符号化出力中の直流成分を配置するための
規則的な直流成分用区間が設けられるとともに、引き続
く直流成分用区間の間に係数データの交流成分を低域か
ら順に配置するための交流成分用区間が設けられ、シン
クブロック内に１以上の整数個のマクロブロックの係数
データを詰め込み、マクロブロック内の第１の色差成分
に割り当てられる交流成分用区間よりも、第２の色差成
分に割り当てられる交流成分用区間が若干短く設定され
たことを特徴とするディジタルビデオ信号記録装置であ
る。

【００１４】さらに、この発明では、色差成分に割り当
てられる交流成分用区間に関し、ＨＤ信号の場合には、
赤色成分の符号化出力が配される区間の方が青色成分の
ものが配される区間よりも若干長いものに設定される。

【００１５】

【作用】シンクブロック長がＳＤ信号と等しいので、回
路あるいは処理を共通とするのが可能である。赤色成分
の配される区間が青色成分の配される区間よりも長いの
で、視覚上、破綻が目立ちやすい赤色成分のエラー伝播
に対する保護を青色信号よりも強力とすることができ
る。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は、ディジタルＶＴＲの記録側に
設けられるビデオデータの処理回路の構成を示す。図１
において、１Ｙ、１Ｒ、１Ｂで示す入力端子には、ＨＤ
ビデオ信号の各コンポーネントＹ、Ｐ_R 、Ｐ_B が供給さ
れる。各コンポーネントが帯域制限用のローパスフィル
タ２Ｙ、２Ｒ、２Ｂにそれぞれ供給される。ローパスフ
ィルタ２Ｙ、２Ｒ、２Ｂの出力信号がＡ／Ｄ変換器３
Ｙ、３Ｒ、３Ｂにそれぞれ供給される。Ａ／Ｄ変換器３
Ｙ、３Ｒ、３Ｂからは、ディジタル化されたＨＤ信号の
コンポーネント信号が得られる。

【００１７】図２に示すように、この実施例は、１１２
５／６０システム（ハイビジョンシステムとも称され
る）、または１２５０／５０システム（ＨＤ−ＭＡＣシ
ステムとも称される）を対象とする。サンプリング周波
数は、サンプリング位置が２次元格子状に並ぶために
は、水平ライン周波数の整数倍の必要がある。信号の帯
域とサンプリング後の情報量のトレードオフとして、４
４．５５ＭHz（１１２５／６０システム）と４５．０Ｍ
Hz（１２５０／５０システム）を選ぶ。これは、Ｙ信号
の場合であるが、色信号に関しては、Ｙ信号のものの半
分のサンプリング周波数（２２．２７５ＭHz／２２．５
ＭHz）を選ぶ。

【００１８】また、色信号は、Ａ／Ｄ変換器３Ｒ、３Ｂ
の後に設けられたマルチプレクサ４および間引きフィル
タ５により、線順次信号への変換と１／２の間引き処理
を受ける。このような前処理の後に、ブランキング区間
等を除いた部分が有効領域として圧縮符号化される。図
３に１１２５／６０システムの有効領域を示し、図４に
１２５０／５０システムの有効領域を示す。図３中の数
字は、マクロブロック数を表す。

【００１９】フレーム内の（８×８）画素が変換符号化
の最小単位（ＤＣＴブロック、但し、以下の記載では、
単にブロックと称する）である。空間的に同一位置を占
める４個のＹ信号ブロックと各１個のＰ_R 信号ブロック
およびＰ_B 信号ブロックとの計６ブロックにより、１マ
クロブロックが構成されるものと定義すると、１フレー
ム内のマクロブロック数は、 ７２×６５＝４６８０（１１２５／６０システム） ７５×７２＝５４００（１２５０／５０システム） となる。

【００２０】ここで、ハードウエアの共用を図るため
に、圧縮されたデータが配されるシンクブロックのデー
タ構成をＳＤ信号用ＶＴＲにおけるものと同一とする
と、１フレームのシンクブロック数は、 １３５（シンクブロック／トラック）（１１２５／６０
システムおよび１２５０／５０システム） １０×２（トラック／フレーム）（１１２５／６０シス
テム） １２×２（トラック／フレーム）（１２５０／５０シス
テム） より、 １３５×１０×２＝２７００（シンクブロック／フレー
ム）（１１２５／６０システム） １３５×１２×２＝３２４０（シンクブロック／フレー
ム）（１２５０／５０システム） となる。

【００２１】さらに、ＳＤ信号の処理と同様に、バッフ
ァリング単位（すなわち、固定長化の単位）を５シンク
ブロックとすると、 （４６８０／２７００）×５×６＝５２ブロック＝８マ
クロブロック＋４ブロック（１１２５／６０システム） （５４００／３２４０）×５×６＝５０ブロック＝８マ
クロブロック＋２ブロック（１２５０／５０システム） がバッファリング単位となる。

【００２２】さて、図１に戻って記録処理の構成につい
て説明すると、Ａ／Ｄ変換器３ＹからのディジタルＹ信
号が遅延回路６を介して直列／並列変換回路７Ｙに供給
される。間引きフィルタ５の出力信号が直列／並列変換
回路７Ｃに供給される。これらの直列／並列変換回路７
Ｙ、７Ｃは、直列データ系列を３個のデータ系列Ｙ０、
Ｙ１、Ｙ２、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２に並列化する。これによ
って、データのクロックレートを１／３に低減すること
ができる。

【００２３】直列／並列変換回路７Ｙ（７Ｃも同様の構
成である）の一例を図５に示す。入力輝度信号がディマ
ルチプレクサ１１に供給され、３個のデータ系列に振り
分けられる。ディマルチプレクサ１１は、制御信号ＣＯ
ＮＴで制御される。データ系列のそれぞれがＦＩＦＯ
（First In First Out) メモリ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ
にそれぞれ供給される。

【００２４】ＦＩＦＯメモリ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに
は、共通に書込みクロックＷＣＫと読出しクロックＲＣ
Ｋとが供給される。読出しクロックＲＣＫの周波数は、
書込みクロックの周波数の１／３である。ＦＩＦＯメモ
リによって時間軸伸長され、１／３にクロックレートが
下げられたデータ系列Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２が形成される。
この直列／並列変換回路７Ｙ、７Ｃでなされる並列化の
処理については、後でより詳細に説明する。

【００２５】図１に示すように、直列／並列変換回路７
Ｙ、７Ｃの出力データ系列がエンコーダブロック８Ａ、
８Ｂ、８Ｃにそれぞれ供給される。これらのエンコーダ
ブロックは、互いに同一の構成であって、図６に示す構
成を有している。また、これらのエンコーダブロック
は、ＳＤ信号用のものと共用可能である。最初に設けら
れているブロック化およびシャフリング回路２１では、
インターレス走査の順序のビデオデータが例えば（８×
８）のブロックの構造のデータに変換されるブロック化
の処理と、１フレーム内で、マクロブロックを単位とし
て、空間的な位置を元のものと異ならせる処理、すなわ
ち、シャフリングがなされる。

【００２６】ブロック化およびシャフリング回路２１の
出力がＤＣＴ（コサイン変換）回路２２に供給される。
ＤＣＴ回路２２からは（８×８）の係数データ（すなわ
ち、直流分ＤＣ、交流分ＡＣの係数データ）が発生す
る。マクロブロックは、ＤＣＴブロック当りの（８×
８）の係数データを複数ブロック集めたものであり、１
フレーム内の同一位置の、４個のＹブロックと１個のＰ
_R ブロックと１個のＰ_B ブロックとの計６ブロックが１
マクロブロックを構成する。

【００２７】ＤＣＴ回路２２で発生した（８×８）の係
数データの内の直流分ＤＣが圧縮されずに後段の回路に
伝送され、その内の６３個の交流分がバッファ２３を介
して量子化回路２４に供給される。交流分の係数データ
は、ジグザク走査の順で次数が低い交流分からこれが高
いものに向かって順に伝送される。また、この交流分の
係数データがデータ量見積り器２５に供給される。バッ
ファ２３は、見積り器２５で適切な量子化ステップが決
定されるのに必要な時間、係数データを遅延させる。見
積り器２５からの量子化ステップと対応する量子化番号
ＱＮｏは、量子化回路２４に供給されるとともに、後段
に伝送される。

【００２８】量子化回路２４では、係数データ内の交流
分が量子化される。すなわち、適切な量子化ステップで
交流分の係数データが割算され、その商が整数化され
る。この量子化ステップが見積り器２５からの量子化番
号ＱＮｏによって決定される。ＤＣＴおよび可変長符号
化で発生するデータ量は、符号化の対象の絵柄によって
変化するので、１フィールドあるいは１フレーム期間よ
り短いバッファリング単位の発生データ量を目標値以下
とするためのバッファリング処理がなされる。バッファ
リング単位を短くするのは、バッファリングのためのメ
モリ容量を低減するなど、バッファリング回路の簡略化
のためである。この例では、上述のように、５２ブロッ
ク（１１２５／６０システム）、５０ブロック（１２５
０／５０システム）をバッファリング単位とし、この単
位で生じたデータを５シンクブロック内に収まるよう
に、量子化ステップを制御している。

【００２９】量子化回路２４の出力が可変長符号化回路
２６に供給され、ランレングス符号化、ハフマン符号化
等がなされる。例えば係数データの“０”の連続数であ
るランレングスと係数データの値とをＲＯＭ内に格納さ
れたハフマンテーブルに与え、可変長コード（符号化出
力）を発生する２次元ハフマン符号化が採用される。可
変長符号化回路２６からのコード信号が後段に供給され
る。見積り器２５と関連して、可変長符号化回路２６で
参照されるのと同一のハフマンテーブルが設けられてい
る。このハフマンテーブルは、可変長符号化した時の出
力コードのビット数データを発生する。見積り器２５で
最適な量子化ステップが判定され、量子化回路２４がこ
の量子化ステップで係数データを量子化する。

【００３０】図６は、エンコーダブロックの概略的構成
であって、より具体的には、ＤＣＴ変換を静止ブロック
と動きブロックとで区別する処理、係数データの量子化
ステップをブロックの精細度（アクティビィティ）に応
じて可変する処理、係数データの次数によって量子化ス
テップを可変する処理等が行われる。但し、これらの処
理は、この発明の本質と関係が少ないので、それらの詳
細な説明は、省略する。

【００３１】上述のエンコーダブロック８Ａ、８Ｂ、８
Ｃで発生したデータ（直流分データ、可変長符号化出
力、量子化番号ＱＮｏ、動きフラグ、アクティビィティ
コード）が後段のフレーム化回路９Ａ、９Ｂに供給され
る。フレーム化回路において、エラー訂正符号化の処理
と記録データのフレーム構造への変換の処理とトラック
シャフリングとがなされる。フレーム化回路９Ａ、９Ｂ
の出力端子１０Ａ、１０Ｂには、２チャンネルの記録デ
ータが現れる。記録データは、チャンネル符号化回路、
記録アンプを介して２個の回転ヘッドに供給され、磁気
テープ上に記録される。

【００３２】さらに、磁気テープ上には、２本のトラッ
クが二つの近接して配された回転ヘッドによって同時に
形成され、１フレームのデータが複数のトラックに分割
して記録される。上述のように、ＳＤ信号（５２５／６
０システム）では、１フレームのデータが１０本のトラ
ックに記録され、ＳＤ信号（６２５／５０システム）で
は、１フレームのデータが１２本のトラックに記録され
る。これに対して、１１２５／６０システムでは、１フ
レームが２０本のトラックに記録され、１２５０／５０
システムでは、１フレームが２４本のトラックに記録さ
れる。

【００３３】以上の記録系中の直列並列変換回路７Ｙ、
７Ｃにおいてなされる並列化処理のいくつかの例につい
て以下に説明する。図７は、１フレームが（７２×６５
＝４６８０）マクロブロックの１１２５／６０システム
に対して適用される並列化の一例である。この１フレー
ムが水平方向において２４分割され、（３×６５）マク
ロブロックの分割領域が形成される。各分割領域におい
て、第１の（１×６５）マクロブロックが符号化ブロッ
クＡ（すなわち、エンコーダブロック８Ａに対する入力
データ系列）とされ、第２の（１×６５）マクロブロッ
クが符号化ブロックＢ（すなわち、エンコーダブロック
８Ｂに対する入力データ系列）とされ、第３の（１×６
５）マクロブロックが符号化ブロックＣ（すなわち、エ
ンコーダブロック８Ｃに対する入力データ系列）とされ
る。その結果、各符号化ブロックの大きさは、（２４×
６５＝１５６０）マクロブロックとなる。符号化ブロッ
クは、水平方向に疑似的に縮小したような画像である。

【００３４】図８は、１１２５／６０システムに対して
適用可能な並列化の処理の他の例を示す。１フレームの
画面が水平方向に８分割され、（９×６５）マクロブロ
ックの分割領域が形成される。各分割領域において、
（３×６５）マクロブロックのストライプが３個形成さ
れる。分割領域内の第１のストライプが符号化ブロック
Ａとされ、第２のストライプが符号化ブロックＢとさ
れ、第３のストライプが符号化ブロックＣとされる。そ
の結果、各符号化ブロックの大きさは、上述の例と等し
く（２４×６５）マクロブロックとなる。

【００３５】図９は、１２５０／５０システムに対して
適用される並列化の処理の一例を示す。１フレームが
（７５×７２）マクロブロックであり、水平方向のマク
ロブロック数が３の倍数でない。そこで、３の倍数であ
る垂直方向において、８分割され、（７５×９）の分割
領域が形成される。各分割領域が（７５×３）のストラ
イプにさらに分割される。各分割領域において、第１の
ストライプが符号化ブロックＡとされ、第２のストライ
プが符号化ブロックＢとされ、第３のストライプが符号
化ブロックＣとされる。その結果、各符号化ブロックの
大きさは、（７５×２４）マクロブロックとなる。

【００３６】図７、図８、図９に示す並列化の処理は、
符号化ブロックを構成するデータが１フレームの画面の
全体から集められたものである。従って、符号化ブロッ
クに対してシャフリング処理を行った時に、このシャフ
リング処理は、実質的に１フレームの全体領域に関して
行われている。このことによって、シャフリング処理の
効果が良好に発揮される。すなわち、記録／再生過程で
生じたエラーを分散させる効果、バッファリング単位内
で発生情報量を平均化する効果が良好に発揮される。な
お、上述の一実施例では、３系統に並列化しているが、
３以外の数のデータ系列に並列化しても良い。

【００３７】図１０は、１１２５／６０システムにおけ
るシャフリング処理を説明する。図７あるいは図８に示
したように形成された、一つの符号化ブロック（２４×
６５）マクロブロックの上下の端部の５マクロブロック
を除く領域が（８×１０）のサブ領域に分割される。各
サブ領域の（３×６）マクロブロックに対して、図示の
ように、０〜１７のマクロブロック番号が規定される。
バッファリング単位が５２ブロック（＝８マクロブロッ
ク＋４ブロック）であるのと対応して、符号化ブロック
が水平方向に８分割される。また、１フレームのデータ
が記録されるセグメント数（２チャンネル同時記録であ
るので、トラック本数の半分の１０である）と対応し
て、符号化ブロックが垂直方向に１０分割される。

【００３８】各列の１０個のサブ領域に対して図示のよ
うにサブ領域番号０〜９が規定される。各列間で、サブ
領域番号にオフセットを持たせることによって、シャフ
リングが達成される。すなわち、隣接する列間で同じ順
番が付されたサブ領域間の距離が最大となるような番号
付けがなされる。バッファリング単位の５２ブロックの
うちの４８ブロック（＝８マクロブロック）を集める時
には、各列から同一の（サブ領域番号−マクロブロック
番号）のマクロブロックを集める。残りの４ブロック
は、上下の端部の領域から持ってくる。以上は、符号化
ブロックＡ、ＢおよびＣのそれぞれに関して、上述と同
様のシャフリングがなされる。

【００３９】シャフリングされたビデオデータが上述の
ように、ＤＣＴ変換、バッファリング処理、可変長符号
化等の処理により、一つのバッファリング単位が５個の
シンクブロックに含まれる記録データとされ、この記録
データが磁気テープに記録される。１１２５／６０シス
テムに関して、一つのバッファリング単位に含まれる５
シンクブロックを上から順に並べて図１１に示す。ま
た、１２５０／５０システムに関して、一つのバッファ
リング単位に含まれる５シンクブロックを上から順に並
べて図１２に示す。

【００４０】図１３は、６２５／５０システム（ＳＤ信
号）の場合に、上述と同様の処理を行った結果のデータ
構成を示す。但し、ＳＤ信号では、ＨＤ信号と異なり、
並列化の処理が不要である。ＳＤ信号では、１フレーム
内に（９０×７２＝６４８０）の輝度信号のブロック
と、（４５×３６×２＝３２４０）の色差信号ブロック
とが含まれ、合計で９７２０ブロック（＝１６２０マク
ロブロック）存在する。従って、マクロブロックの構成
は、水平方向が４５マクロブロックであり、垂直方向が
３６マクロブロックである。

【００４１】ＳＤ信号の場合には、バッファリング単位
が５マクロブロック（＝３０ブロック）と対応して、水
平方向に１フレームの領域が５分割され、１フレームの
記録トラック数と対応して、垂直方向にこれが１２分割
される。各分割領域内の１２個のサブ領域に対して、０
〜１１のサブ領域番号が付けられ、この番号付けによっ
て上述と同様にシャフリングがなされる。

【００４２】ＳＤ信号では、５シンクブロック内に５マ
クロブロックが平均的に含まれるので、図１３に示すよ
うに、各シンクブロックに１マクロブロックの符号化出
力が配される区間が設定される。すなわち、４個の輝度
信号の交流成分用区間と２個の色差信号の交流成分用区
間とが各シンクブロックに設けられる。シンクブロック
長が９０バイトであり、直流成分用区間と動きフラグＭ
およびアクティビィティコードＡＴの区間と交流成分用
区間とからなるデータ区間の長さが（１４×４＋９×２
＝７４バイト）である。

【００４３】上述のＳＤ信号とＨＤ信号の間で、シンク
ブロックの構成が同様であることは、信号処理用の回路
を共通化するうえで好ましい。図１１及び図１２のＨＤ
信号のシンクブロック構成は、この点を考慮したもので
ある。すなわち、１シンクブロックの長さおよびデータ
区間の長さは、ＳＤ信号と等しく９０バイト、７４バイ
トである。

【００４４】シンクブロックの先頭にブロック同期信号
ＳＹＮＣ（２バイト）が位置し、その後に、ＩＤ信号が
位置する。このＩＤ信号は、２バイトのＩＤ信号（ＩＤ
０、ＩＤ１）およびＩＤ信号に対するパリティＩＤＰ
（１バイト）からなる。この後に、量子化ステップを識
別するための１バイトの量子化番号ＱＮＯおよび補助コ
ードＡＵＸが位置する。残りのバイトの内の７４バイト
がデータ（直流成分、動きフラグＭ、アクティビィティ
コードＡＴ、可変長コードあるいは外符号化のパリテ
ィ）区間であって、最後の８バイトが積符号の内符号の
パリティである。

【００４５】７４バイトの区間が例えば１９バイトの長
さの２個の区間と１８バイトの長さの２個の区間とに分
割され、この１９バイトがさらに７、７および５バイト
をそれぞれ有する固定区間に分割され、１８バイトがさ
らに７、７および４バイトをそれぞれ有する固定区間に
分割される。分割された各区間の固定位置に、Ｙまたは
ＣのＤＣＴブロックで発生した直流成分（９ビット）、
動きフラグＭおよびアクティビィティコードＡＴが配置
される。７バイトの区間には、輝度信号のブロックで発
生した交流分の係数データがジグザグ走査の順に詰め込
まれる。

【００４６】色差信号用の区間としては、５バイトの区
間と４バイトの区間とが存在する。５バイトの区間に
は、一方の色差信号Ｐ_R の交流成分のデータが詰め込ま
れ、４バイトの区間には、他方の色差信号Ｐ_B の交流成
分のデータが詰め込まれる。固定された区間は、可変長
コードのエラー伝播に対してデータを保護するうえで有
効である。従って、より長い固定区間に配される色差信
号Ｐ_R に対しての保護は、色差信号Ｐ_B よりも強力であ
る。これは、色差信号Ｐ_R の方がＰ_B よりも視覚上の破
綻が目立ちやすいことを考慮しているからである。

【００４７】さらに、各シンクブロックの固定区間にブ
ロックのデータが全て入りきらない場合は、ワードの切
れ目で詰めるのを停止し、入りきらなかったデータをオ
ーバーフローメモリに格納する。この操作をＹおよびＣ
の文字を記入した各固定区間について、バッファリング
単位のブロックについて行う。

【００４８】次に、オーバーフローメモリに格納された
データは、固定領域の余った領域とＡＣＨ区間に順次詰
められる。固定長化単位が５２データブロック（８マク
ロブロック＋４ブロック）であるから、５シンクブロッ
クの内、４シンクブロックに関しては、各シンクブロッ
クが２マクロブロック（＝１２ブロック）分の固定領域
に区切られる。残りの１シンクブロックは、４ブロック
分の固定領域を持ち、残りがＡＣＨ区間となる。

【００４９】１２５０／５０システムに関しても、１１
２５／６０システムと同様にシャフリング、フレーム化
の処理がなされ、図１２に示すような一つのバッファリ
ング単位である５個のシンクブロックが構成される。デ
ータの詰め方は、上述の１１２５／６０システムと同様
であり、シンクブロック長およびデータ区間長がＳＤ信
号のものと等しくされている。このシステムでは、バッ
ファリング単位が５０ブロックであるから、５シンクブ
ロックの内、４シンクブロックの各シンクブロックは、
２マクロブロック（＝１２ブロック）分の固定領域に区
切られ、残りの１シンクブロックは、２ブロック分の固
定領域とＡＣＨ区間とを有する。

【００５０】図１４は、１回の走査で同時に形成される
二つのトラック（それぞれチャンネルＡおよびチャンネ
ルＢと称する）の記録データの配置を示す。各トラック
の区切りが１バッファリング単位（５シンクブロック）
を表している。例えばＡ０-0の参照文字は、符号化ブロ
ックＡ、サブ領域番号０、マクロブロック番号０を意味
する。前述のシャフリングを説明する図１０の符号化ブ
ロックがＡと仮定すると、各列のサブ領域番号０により
規定され８個のサブ領域であって、そのサブ領域内のマ
クロブロック番号０で規定されるマクロブロック（合計
８マクロブロック）と上下の端部の領域から取り出した
４ブロックとの合計（８マクロブロック＋４ブロック）
がＡ０-0である。

【００５１】トラックＡについては、符号化ブロックの
参照文字がＡ、Ｂ、Ａの順序を繰り返し、トラックＢに
ついては、符号化ブロックの参照文字がＣ、Ｂ、Ｃの順
序を繰り返す。１トラックには、２７個のバッファリン
グ単位が記録される。３個の符号化ブロックの配列順序
を上述のように制御することは、変速再生時の再生画像
の質を向上させるのに有効である。このような配列の制
御は、フレーム化回路９Ａ、９Ｂにそれぞれ設けられて
いる回路によってなされる。すなわち、３個のエンコー
ダブロック８Ａ、８Ｂ、８Ｃからの出力データを上述の
順序でもって、２チャンネルに振り分ける処理がなされ
る。このための構成としては、図１５に概略的に示すも
のを採用できる。

【００５２】エンコーダブロックからの３系統の出力デ
ータがＦＩＦＯメモリ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃにそれぞ
れ入力される。ＦＩＦＯメモリ３１Ａの出力データがＲ
ＡＭ３２Ａおよび３２Ｂに供給され、ＦＩＦＯメモリ３
２Ｂの出力データがスイッチング回路３５に供給され、
ＦＩＦＯメモリ３１Ｃの出力データがＲＡＭ３３Ａおよ
び３３Ｂに供給される。ＲＡＭ３２Ａおよび３２Ｂは、
２バンクを構成し、ＲＡＭ３２Ａおよび３２Ｂも２バン
クを構成する。スイッチング回路３５は、エンコーダブ
ロック８Ｂの出力データを交互に二つのチャンネルに分
配する。

【００５３】図１６は、図１５の構成の動作を基本的に
示すタイミング図である。ＦＩＦＯメモリ３１Ａ、３１
Ｂ、３１Ｃに対する書込みクロックＷＣＫの周波数の２
倍の周波数に読出しクロックＲＣＫの周波数が有し、従
って、ＦＩＦＯメモリにより時間軸が半分に圧縮され
る。また、ＦＩＦＯメモリ３１Ｂは、他のＦＩＦＯメモ
リ３１Ａ、３１Ｂに対して、遅延されたタイミングでデ
ータを出力する。

【００５４】２バンクのＲＡＭは、その一方が書込み動
作を行っている期間にその他方が読出し動作を行う。Ｒ
ＡＭ３２Ａに対しては、時間軸圧縮されたＡ、Ｂ、Ａが
順に書込まれ、次のサイクルでＲＡＭ３２Ａからは、時
間軸伸長されたデータがＡ、Ｂ、Ａの順序で読出され
る。従って、ＲＡＭ３２Ａ、３２Ｂから発生するチャン
ネルＡのデータは、Ａ、Ｂ、Ａの順序で符号化ブロック
のデータが配列されたものである。

【００５５】ＲＡＭ３３Ａ、３３Ｂによりなされる処理
も同様であるが、書込み時には、Ｃ、Ｃ、Ｂの順序でデ
ータが取り込まれ、読出し時には、順序が変更され、
Ｃ、Ｂ、Ｃの順序でデータが出力される。従って、ＲＡ
Ｍ３３Ａ、３３Ｂから発生するチャンネルＢのデータ
は、Ｃ、Ｂ、Ｃの順序となる。また、チャンネルＡおよ
びＢのトラックの次に同時に書かれる２個のトラックを
チャンネルＡ´およびＢ´と表す。

【００５６】図１４に示すような３個の符号化ブロック
の配列は、変速再生時に有効である。記録時と異なるテ
ープ速度で再生を行うと、複数のトラックを跨がって回
転ヘッドがテープを走査し、隣接する数個のバッファリ
ング単位のデータを間欠的に再生する。この変速再生時
に、図１４の配列では、符号化ブロックのＡ、Ｂ、Ｃが
まとまった位置に記録されているので、画面上のまとま
った領域の再生データが得られる。変速再生時には、有
効データとして扱われるものの面積が大きい方が再生画
質を向上できる。

【００５７】図１７は、１１２５／６０システムのトラ
ックパターンを示す。１フレームの記録データが１０セ
グメント（２０トラック）として記録される。奇数フレ
ーム奇数フレームのトラックと偶数フレームのトラッと
の間では、記録順序が変更（この制御をトラックシャフ
リングと称する）されている。この変更は、１セグメン
ト（２トラック）単位でなされるものと、１トラック内
でのオフセットとがある。奇数フレームのチャンネル
Ａ、ＢとチャンネルＡ´、Ｂ´とそれぞれに記録される
データとの関係が偶数フレームでは、入れ替えられてい
る。また、１トラックを略々２分割して、上側のデータ
とその下側のデータとを考えた時に、偶数フレームで
は、奇数フレームと上下の関係が逆となるオフセットが
存在する。

【００５８】２トラック単位で記録データを入れ替える
のは、回転ヘッドのクロッグ対策である。チャンネルＡ
およびＢのデータを記録するためのヘッド例えばダブル
アジマスヘッドと、チャンネルＡ´およびＢ´のデータ
を記録するためのダブルアジマスヘッドとが１８０°の
角度で対向される。２トラック単位の順序の入れ替え
は、一方のダブルアジマスヘッドがクロッグした時に、
このクロッグによって画面上の固定の領域が再生できな
い問題を防止することができる。また、テープ長手方向
に傷が発生した時でも、トラック内のオフセットによっ
て、画面上の固定した領域が再生できない問題を防止で
きる。

【００５９】

【発明の効果】この発明によれば、シンクブロック長が
ＳＤ信号と等しいように、ＨＤ信号の符号化出力をフレ
ーム化することができる。従って、信号処理のための回
路構成を共通とすることができる。また、輝度信号およ
び色差信号の符号化出力が配されるための固定区間を設
ける場合、二つの色差信号の符号化出力がそれぞれ配さ
れる固定区間の内で、より長い区間に対して、視覚上の
破綻が他方より目立ちやすい一方の色差信号の符号化出
力を配することにより、再生画像の画質を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディジタルＶＴＲの記録データ処理回路のブロ
ック図である。

【図２】この発明を適用できるディジタルＨＤ信号の説
明に用いる略線図である。

【図３】マクロブロックの説明に用いる略線図である。

【図４】マクロブロックの説明に用いる略線図である。

【図５】直列並列変換回路の一例のブロック図である。

【図６】エンコーダブロックの一例のブロック図であ
る。

【図７】直列並列変換処理の一例を示す略線図である。

【図８】直列並列変換処理の他の例を示す略線図であ
る。

【図９】直列並列変換処理のさらに他の例を示す略線図
である。

【図１０】シャフリング処理の説明に用いる略線図であ
る。

【図１１】バッファリング単位の５シンクブロックのデ
ータ構成の一例を示す略線図である。

【図１２】バッファリング単位の５シンクブロックのデ
ータ構成の他の例を示す略線図である。

【図１３】ＳＤ信号に関して、バッファリング単位の５
シンクブロックのデータ構成の一例を示す略線図であ
る。

【図１４】各符号化ブロックのデータをトラックとして
記録する時の順序を説明するための略線図である。

【図１５】各符号化ブロックのデータを２チャンネルに
振り分けるための構成を示すブロック図である。

【図１６】図１５の構成の説明のためのタイミング図で
ある。

【図１７】テープ上に記録されたトラックパターンの一
例の略線図である。

【符号の説明】

７Ｙ、７Ｃ 直列並列変換回路 ８Ａ、８Ｂ、８Ｃ エンコーダブロック ２１ ブロック化およびシャフリング回路 ２２ ＤＣＴ回路

Claims (6)

【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直交変換お
   よび可変長符号化により符号化し、上記符号化出力を記
   録媒体上に複数のトラックとして記録するようにしたデ
   ィジタルビデオ信号記録装置であって、 上記ディジタルビデオ信号の１枚の画像の主たる範囲の
   垂直方向を記録トラック数と関連する数で分割し、上記
   範囲の水平方向を固定長化単位内に含まれるマクロブロ
   ック数で分割することで、複数のサブ領域を形成し、上
   記サブ領域を単位として、上記ディジタルビデオ信号の
   シャフリングを行う手段と、 上記シャフリング手段からの出力を直交変換および可変
   長符号化するとともに、上記固定長化単位内の符号化出
   力のデータ量を複数のシンクブロックのデータ領域内に
   収まるように、制御するための符号化手段と、 上記符号化手段の出力をシンクブロックの構成の記録デ
   ータとして、上記記録媒体上に記録するための手段とを
   備え、 上記シンクブロック長は、標準解像度ディジタルビデオ
   信号および高解像度ディジタルビデオ信号間で等しく設
   定されることを特徴とするディジタルビデオ信号記録装
   置。
2. 【請求項２】 入力ディジタルビデオ信号を直交変換お
   よび可変長符号化により符号化し、上記符号化出力を記
   録媒体上に複数のトラックとして記録するようにしたデ
   ィジタルビデオ信号記録装置であって、 上記ディジタルビデオ信号の１枚の画像の主たる範囲の
   垂直方向を記録トラック数と関連する数で分割し、上記
   範囲の水平方向を固定長化単位内に含まれるマクロブロ
   ック数で分割することで、複数のサブ領域を形成し、上
   記サブ領域を単位として、上記ディジタルビデオ信号の
   シャフリングを行う手段と、 上記シャフリング手段からの出力を直交変換および可変
   長符号化するとともに、上記固定長化単位内の符号化出
   力のデータ量を複数のシンクブロックのデータ領域内に
   収まるように、制御するための符号化手段と、 上記符号化手段の出力をシンクブロックの構成の記録デ
   ータとして、上記記録媒体上に記録するための手段とを
   備え、 上記シンクブロックの構成は、直交符号化出力中の直流
   成分を配置するための規則的な直流成分用区間が設けら
   れるとともに、引き続く上記直流成分用区間の間に上記
   係数データの交流成分を低域から順に配置するための交
   流成分用区間が設けられ、 上記シンクブロック内に１以上の整数個の上記マクロブ
   ロックの上記係数データを詰め込み、上記マクロブロッ
   ク内の第１の色差成分に割り当てられる上記交流成分用
   区間よりも、第２の色差成分に割り当てられる上記交流
   成分用区間が若干短く設定されたことを特徴とするディ
   ジタルビデオ信号記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、直交
   変換がＤＣＴであることを特徴とするディジタルビデオ
   信号記録装置。
4. 【請求項４】 請求項２において、上記入力ディジタル
   ビデオ信号が高解像度信号であることを特徴とするディ
   ジタルビデオ信号記録装置。
5. 【請求項５】 請求項２において、上記第１の色差成分
   用の区間の方が上記第２の色差成分用区間よりも長いこ
   とを特徴とするディジタルビデオ信号記録装置。
6. 【請求項６】 請求項４において、上記第１の色差成分
   が赤色信号であり、上記第２の色差成分が青色信号であ
   ることを特徴とするディジタルビデオ信号記録装置。