JPH06233240A

JPH06233240A - 磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH06233240A
Application number: JP50A
Authority: JP
Inventors: Fujio Okamura; 富二男岡村; Keizo Nishimura; 恵造西村; Naozumi Sugimura; 直純杉村; Hideo Arai; 英雄新井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1993-02-04
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】高速再生時でも、良好な再生画像の構築を可
能とする。【構成】入力端子１００からの映像信号は、ディジタ
ル画像信号に変換された後、直交変換回路２で処理さ
れ、ビット数削減符号化回路４で直交変換係数のビット
数が低減され、画像情報データとして回転磁気ヘッド７
により磁気テープ９に記録される。また、ディジタル画
像信号は平均値演算符号化処理回路５で処理され、１フ
ィールド毎に複数のブロックに分割されて、各ブロック
毎に画素の平均値を示す平均値データが形成され、固定
磁気ヘッド８によって磁気テープ９に記録される。通常
再生時では、回転磁気ヘッド７により再生された画像デ
ータが再生処理されて出力端子１１０から出力される
が、高速再生時には、固定磁気ヘッド８によって再生さ
れた平均値データが画像データ復号化処理回路１３で復
号処理され、メモリ１７で画像信号に構築されて出力端
子１１０から出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号を時間軸方向
にサンプリング量子化してディジタル画像信号に変換
し、さらに、画像デ−タ量を圧縮して記録する磁気記録
再生装置に係り、特に、記録時とは異なるテープ速度で
の再生時でも良好な再生画像を得ることができるように
した磁気記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号をディジタル画像信号に変換し
て伝送する場合、その１サンプル当りの量子化ビット数
は、直線量子化の場合で、通常７〜８ビットが必要とさ
れている。この直線量子化で画像信号をそのままディジ
タル化すると、そのディジタル画像信号の伝送レ−ト
は、標準テレビジョン方式（このときのサンプリング周
波数は、輝度信号で１３．５ＭＨｚ、色差信号（Ｃr，
Ｃb）で６．７５ＭＨｚである）の場合で１５０Ｍｂｐ
ｓ以上必要となる。

【０００３】かかる画像信号をディジタル画像信号とし
て磁気記録する装置（以下、これをディジタルＶＴＲと
いう）では、上記のように伝送レ−トが著しく高いた
め、従来のアナログＶＴＲと比べて、磁気テ−プの記録
密度が実質的に低下して充分な記録時間が得られない
し、また、取り扱う信号も非常に広帯域となってため、
ディジタル画像信号処理回路の動作速度も問題となり、
技術的にも困難が伴なう。そして、これらのことが、デ
ィジタルＶＴＲを家庭用等として広く普及させるための
大きな障害となっている。

【０００４】こうした問題を改善するために、いわゆる
高能率符号化の検討が従来から行われており、その有効
な手法として、入力される時系列信号を直交する周波数
成分に変換する直交変換符号化がある。

【０００５】ところで、かかる直交変換によって圧縮さ
れたデ−タを記録再生するディジタルＶＴＲにおいて
も、アナログＶＴＲと同様、磁気テープを高速走行させ
ながら画像再生を行なう高速再生モードが可能に構成さ
れているが、高速再生時でも、通常再生時と同様の信号
処理が行なわれるのが通常である。しかし、かかる信号
処理によると、通常再生の場合に比べて再生画面の画質
が劣化する。これは、通常再生時では、記録されたデ−
タが全て再生され、逆ＤＣＴ（逆離散コサイン変換）処
理により元の画像信号を再現できるが、高速再生の場合
には、記録されたデ−タを常に連続して再生することは
不可能であり、断続的なデ−タしか再生されないからで
ある。このため、逆ＤＣＴ処理するのに必要な直交成分
が供給されない状態で逆ＤＣＴ処理を行なってしまい、
再生画像の画質を著しく劣化させてしまう。

【０００６】このような画質劣化を抑えるようにしたデ
ィジタルＶＴＲの１例として、例えば特開平４−９６４
８４号公報に記載のものがある。これは、高速再生時
に、記録された直交変換係数のうち低域成分のデ−タが
検出された場合のみ、検出デ−タにより、この検出デ−
タを含む画面領域を構築するようにし、さらに、直交変
換係数のうち低域成分のデ−タのみしか再生されない場
合には、この検出デ−タを含む画面領域に既に存在して
いる画像信号の低域成分と比較し、これらが略同等であ
れば、上記検出デ−タで画像信号を構築しないようにす
る。

【０００７】これによると、直交変換係数のうち低域成
分デ−タが検出された場合にのみ画面更新を行ない、さ
らに、画面上に存在している画像データと比較して適応
的に画面更新を行なうので、シ−ンチェンジ等の動きの
速い画像においても、画質劣化が抑えられて、高速再生
時でも、良好な画質の再生画像を得ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術でも、高速再生時では、記録再生用の回転磁気ヘッド
が複数個の記録トラックを横切って走査するため、記録
デ−タは断片的に再生される。１画面を複数のブロック
に分割してブロック単位で記録する場合には、ブロック
情報を検出し、これにより再生デ−タを含むブロックの
画面上の位置を検出することは容易であるが、同一ブロ
ック内のデ−タをトラックにばらまいて記録する場合に
は、時系列的に連続して再生されるデ−タは夫々異なる
ブロック内のデ−タであり、従って、各再生デ−タにブ
ロック情報を付加しないかぎり、再生デ−タの画面上の
位置を検出することは困難である。

【０００９】また、直交変換処理した後、より伝送レ−
トを低減させるために、例えば各ブロックの直流成分の
変換係数を１個前のブロックの直流成分の変換係数との
差分を符号化する差分符号化処理を行なうような場合に
は、高速再生時にトラックを横切った直後のブロックと
前のブロックとの間の連続性が保たれないため、差分符
号化された直流成分の変換係数を復号することができ
ず、数ブロックに渡って再生画像を構築することが不可
能となる。

【００１０】さらに、例えば回転磁気ヘッドのＮ回（但
し、Ｎは１以上の整数）の走査によって１フィ−ルド分
の画像デ−タが記録再生される所謂Ｎセグメント記録方
式では、Ｎ倍速再生のように、テ−プ速度によって再生
されるブロックが固定されるため、全く再生されないブ
ロックが存在してしまい、１枚の再生画像を構築するこ
とができなくなる等の問題がある。

【００１１】本発明の目的は、かかる問題を解消し、再
生時のテープ速度に拘らず、再生ディジタル画像信号か
ら再生画像を良好に構築することができるようにした磁
気記録再生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】上記目的を達成するため
に、本発明は、ディジタル画像信号の各フィ−ルドまた
はフレームを、フィールドまたはフレームを構成する画
素が画面上で２次元的に配列されたときの縦方向にＫ
個，横方向にＬ個のＫ×Ｌ（但し、Ｋ，Ｌは任意の整
数）個の画素からなる同じく縦方向にＫ’個，横方向に
Ｌ’個のＫ'×Ｌ’（但し、Ｋ’，Ｌ’はＫ，Ｌで決ま
る任意の整数）個のブロックに分割し、該ブロック毎に
直交変換処理を行なう変換処理手段と、該変換処理手段
から出力される該ブロック毎の直交変換係数を、その平
均ビット数を削減して、量子化し、回転磁気ヘッドで該
磁気テ−プに記録する第１の記録手段と、該ブロック毎
に画素の平均値を求める演算手段と、該演算手段によっ
て得られる該画素の平均値を該磁気テ−プの端部に固定
磁気ヘッドで記録する第２の記録手段と、高速再生時、
該磁気テ−プの端部から再生される該画素の平均値から
画像信号を形成する画像信号形成手段とを有する。

【００１３】また、本発明は、Ｍ個のフィールド毎に、
上記演算手段からの画素の平均値を１画像を構成するよ
うに適宜抽出する抽出手段を設け、上記第２の記録手段
は該抽出手段で抽出された該画素の平均値を記録するよ
うにする。

【００１４】

【作用】画像信号はディジタル画像信号に変換され、デ
ータ圧縮されて、回転磁気ヘッドにより、磁気テープに
記録されるが、これと同時に、該ディジタル画像信号の
各ブロック毎に画素の平均値が生成され、これら画素の
平均値が固定磁気ヘッドによって該磁気テープに記録さ
れる。通常再生のときには、該データ圧縮されたディジ
タル画像信号が再生されるが、高速再生等記録時と異な
るテープ速度で再生する場合には、磁気テープから再生
される画素の平均値から各フィールド毎の画像信号を形
成し、これでもって再生画像を得る。この場合、画素の
平均値は、画素のエネルギーが大部分集中しており、こ
れにより、該画像信号による画像は、ほぼ元の画像内容
を表わす。かかる画像信号は、固定磁気ヘッドで記録再
生されるものであるから、記録された全ての画素の平均
値からなっており、従って、得られる画像は比較的良好
な画質である。

【００１５】また、Ｍ個のフィールドの画素の平均値か
ら１画像分の画素の平均値を抽出して記録するものであ
るから、記録データ量を低減できて、かつ比較的良好な
画質の再生画像が得られる。この場合、Ｍフィールドの
期間、かかる画像が繰返し再生表示されるのであるが、
サーチのための高速再生時等では、かかる画像でも充分
である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図１は本発明による磁気記録再生装置の一実施例を
示すブロック図であって、１はＡ／Ｄ（アナログ／ディ
ジタル）変換回路、２はメモリ、３は離散コサイン変換
処理回路（以下、ＤＣＴ処理回路という）、４はビット
数削減符号化処理回路、５は平均値演算処理回路、６は
メモリ、７は回転磁気ヘッド、８は固定磁気ヘッド、９
は磁気テープ、１０は復号化処理回路、１１は逆離散コ
サイン変換処理回路（以下、ＩＤＣＴ処理回路とい
う）、１２はメモリ、１３は画像データ復号化処理回
路、１４はメモリ、１５はデータセレクタ、１６はＤ／
Ａ（ディジタル／アナログ）変換回路、１７はメモリ、
１１０は出力端子である。

【００１７】図１において、入力端子１００から入力さ
れる画像信号はＡ／Ｄ変換回路１に供給され、量子化ビ
ット数ｍのディジタル画像信号に変換される。このディ
ジタル画像信号は、メモリ２に一旦記憶された後、ＤＣ
Ｔ処理回路３と平均値演算処理回路５とに供給される。
ＤＣＴ処理回路３では、供給されたディジタル画像信号
の各フィ−ルドが、この１フィールド分の画素が水平及
び垂直方向に２次元的に配列されたものとして、かかる
配列での８×８画素を１ブロックとして、Ｋ’×Ｌ’個
（但し、Ｋ’，Ｌ’は１ブロックの画素数に応じた任意
の整数）のブロックに分割され、各ブロック毎に２次元
のＤＣＴ処理がなされる。従って、メモリ２は、例えば
少なくとも８本の水平走査線（以下、ラインという）分
の画像データに相当する容量のメモリを２面有し、面単
位（８ライン単位）で交互に読出し，書込みが行われる
とともに、１ライン当り８サンプルずつ読み出され、１
ブロックを構成する８×８サンプル単位でＤＣＴ処理回
路３に供給される。

【００１８】ＤＣＴ（離散コサイン変換）は周波数領域
における直交変換の一種であって、入力画像デ−タをｆ
（ｉ，ｊ）（但し、ｉ＝０，１，２，……，７、ｊ＝
０，１，２，……，７）、ＤＣＴ変換係数をＦ（ｕ，
ｖ）（但し、ｕ＝０，１，２，……，７、ｖ＝０，１，
２，……，７）とすると、

【００１９】

【数１】

【００２０】で定義される。これによって得られるＤＣ
Ｔ変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）は、１ブロック分の入力画像デ
−タを空間周波数に分解した各成分を示す。

【００２１】かかるＤＣＴ変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）のう
ち、ＤＣＴ変換係数Ｆ（０，０）は入力画像デ−タｆ
（ｉ，ｊ）の１ブロックの８×８画素の平均値に比例し
た値、即ち直流成分（以下、ＤＣ成分という）を表わし
ており、ｕ，ｖが大きくなるにつれて空間周波数の高い
交流成分（以下、ＡＣ成分という）を表わしている。ま
た、通常、画像デ−タは低周波数にエネルギ−が集中し
ているので、ＤＣＴ変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）の高周波数成
分は低い値となる。

【００２２】このＤＣＴ処理回路３から出力されるＤＣ
Ｔ変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）は、ビット数削減符号化処理回
路４に供給される。ここで、図２により、このビット数
削減符号化処理回路４の一具体例について説明する。但
し、１２０は入力端子、２０は量子化回路、２１はジグ
ザグスキャン処理回路２２はメモリ、２３はデータセレ
クタ回路、２４はＡＣ成分符号化処理回路、２５はＤＣ
成分符号化処理回路、２６はデータセレクタ、１３０，
１４０は出力端子である。

【００２３】同図において、ＤＣＴ変換係数Ｆ（ｕ，
ｖ）は入力端子１２０から量子化回路２０に供給され
る。量子化回路２０では、各ブロック毎に、輝度信号と
色差信号のＤＣＴ変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）が、例えば図
３，図４に示す８×８個の閾値からなる量子化マトリク
スの夫々閾値で除算されて量子化される。なお、図３は
輝度信号に対する量子化マトリクスを、図４は色差信号
に対する量子化マトリクスを夫々示している。これら量
子化マトリクスは、ｕ，ｖが大きくなる高周波数成分の
ＤＣＴ変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）を除算する閾値が大きな値
となっている。従って、量子化回路２０から出力される
ＤＣＴ変換係数は、ほとんどの高周波数成分の値が零と
なる。このＤＣＴ変換係数は、次に、ジグザグスキャン
処理回路２１でジグザグスキャン処理される。

【００２４】ジグザグスキャン処理回路２１では、各ブ
ロック毎にＤＣＴ変換係数を図５に示すジグザグスキャ
ンのテーブルに示す数字の順序で一次元の数列に変換し
て出力する。図５に示すジグザグスキャンのテーブルに
示す数字の順序は、各ブロックのＤＣＴ変換係数のう
ち、ＤＣ成分から順次より高い周波数の成分となるよう
に配列されている。このジグザグスキャン回路２１の出
力信号は、１フィールド分ずつ画像データがメモリ２２
に書き込まれる。メモリ２２から読み出されたＤＣＴ変
換係数はデータセレクタ２３に供給されてＡＣ成分とＤ
Ｃ成分とに分離され、ＡＣ成分はＡＣ成分符号化処理回
路２４に、ＤＣ成分はＤＣ成分符号化処理回路２５に夫
々供給される。

【００２５】ＡＣ成分符号化処理回路２４では、ＡＣ成
分のＤＣＴ変換係数が例えば連続する零データの個数を
圧縮するランレングス符号化（ゼロランレングス符号
化）及びハフマン符号化処理される。これにより、ＡＣ
成分のＤＣＴ変換係数は、ランレングス符号化された連
続する零データの個数データと有効係数のビット数デー
タとで２次元のハフマン符号化される。ハフマン符号化
は、量子化された係数値そのものを使用せず、その値を
表現するのに必要なビット数をハフマン符号化する。そ
して、ハフマン符号とは別に、そのビット数の値を付加
情報として付け加える。例えば、量子化したＤＣＴ変換
係数の値が３（１０進数）の場合、２進数では「０００
０……０１１」と表わされるが、これを表現するのに必
要なビット数２をハフマン符号化し、２ビットのデータ
「１１」を付加ビットとして付け加える。このＡＣ成分
符号化処理回路２４によって符号化されたデータは、デ
ータセレクタ２６に供給される。

【００２６】次に、ＤＣ成分符号化処理回路２５の一具
体例を図６によって説明する。但し、１７０は入力端
子、４０は減算回路、４１はビット数圧縮回路、４２は
データセレクタ、４３はビット数伸長回路、４４は加算
回路、４５はデータセレクタ、４６は遅延回路、１８０
は出力端子である。この具体例は、ＤＣ成分のＤＣＴ変
換係数を差分符号化処理するものである。

【００２７】図６において、データセレクタ２３（図
２）からのＤＣ成分のＤＣＴ変換係数は入力端子１７０
から減算回路４０に供給されて、遅延回路４６からの１
つ前のブロックのＤＣ成分のＤＣＴ変換係数に相当する
データとの差分がとられ、このｍビットの差分がビット
数圧縮回路４１に供給される。ビット数圧縮回路４１で
は、減算回路４０からの差分データをｍより少ないビッ
ト数ｍ´の圧縮データに符号化する。ビット数圧縮回路
４１からのビット数ｍ´の圧縮データは、データセレク
タ４２に供給されるとともに、ビット数伸長回路４３に
供給されて元のビット数ｍのデータに伸長され、減算回
路４０からの差分データに相当するデータとして出力さ
れる。このビット数伸長回路４３の出力データは加算回
路４４で遅延回路４６からの１つ前のブロックのＤＣ成
分のＤＣＴ変換係数に相当するデータと加算され、デー
タセレクタ４５に供給される。

【００２８】ここで、この実施例でのＤＣ成分の符号化
処理は、画面上に２次元的に配列されるブロックのうち
の、横方向に並んで配列されるＬ’個のブロックでのＤ
Ｃ成分のデータ列夫々に独立に差分符号化処理がなされ
る。以下、このことについて説明する。

【００２９】図７（ａ）は１フィールドの画像信号での
各ブロックのＤＣ成分の画面上での２次元的配列を示し
ており、図示するように、１画面が縦Ｋ’個、横Ｌ’個
のブロックに分割され、夫々のブロックのＤＣ成分のデ
ータをＤＣ（１,１）、ＤＣ（１，２）、……、ＤＣ
（１，Ｌ’）、ＤＣ（２，１）、ＤＣ（２，２）……、
ＤＣ（２，Ｌ’）、……、ＤＣ（Ｋ’，Ｌ’）としてい
る。

【００３０】そして、図７（ｂ）に示すように、横方向
に配列されるＤＣ成分のデータＤＣ（１，１）、ＤＣ
（１，２）、……、ＤＣ（１，Ｌ’）の列を第１データ
列、ＤＣ成分のデータＤＣ（２，１）、ＤＣ（２，
２）、……、ＤＣ（２，Ｌ’）の列を第２データ列、Ｄ
Ｃ成分のデータＤＣ（Ｋ'−1，１）、ＤＣ（Ｋ'−1，
２）、……、ＤＣ（Ｋ'−1，Ｌ’）の列を第（Ｋ'−1）
データ列、ＤＣ成分のデータＤＣ（Ｋ’，１）、ＤＣ
（Ｋ’，２）、……、ＤＣ７（Ｋ’，Ｌ’）の列を第
Ｋ’データ列とすると、差分符号化処理はこれらデータ
列毎に独立に行われている。即ち、各データ列の最初の
データＤＣ（１，１）、ＤＣ（２，１）、……、ＤＣ
（Ｋ’，１）はビット数ｍのデータとしてそのまま符号
化されるが、これに続く（Ｌ'−１）個のＤＣ成分のデ
ータは１つ前のデータとの差分がとられてビット数ｍ
より少ないビット数ｍ’で符号化されたものである。

【００３１】図６でのデータセレクタ４２，４５は、各
データ列の最初のデータＤＣ（１，１）、ＤＣ（２，
１）、……、ＤＣ（Ｋ'−1，１）、ＤＣ（Ｋ’，１）が
入力端子１７０から供給される期間のみ、これらデータ
を選択して出力し、それ以外の期間では、それ以外のデ
ータを選択して出力する。そして、データセレクタ４５
からの出力データは、遅延回路４６でデータ１個分に相
当する期間だけ遅延された後、減算回路４０と加算回路
４４とに供給される。また、データセレクタ４２からの
出力データは図２のＤＣ成分符号化回路２５の出力デー
タであり、出力端子１８０から図２のデータセレクタ２
６に供給される。

【００３２】このデータセレクタ２６では、データセレ
クタ２３と同様に、ＡＣ成分符号化回路２４からＡＣ成
分のデータが供給される期間ではこのＡＣ成分のデータ
が、ＤＣ成分符号化回路２５からＤＣ成分のデータが供
給される期間ではこのＤＣ成分のデータが夫々選択さ
れ、図１のビット数削減符号化回路４の出力データとし
て出力端子１３０から出力される。この出力データは、
図示しない処理回路によって画像データとして同期信号
や誤り検出符号が付加された後、回転磁気ヘッド７に供
給されて逐次磁気テ−プ９に記録される。ここで、この
実施例はヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置とし
ており、２個の回転磁気ヘッド７で磁気テ−プ上の２本
のトラックに略同時に走査し、かつ１フィールドが夫々
の回転磁気ヘッド７の２回ずつの走査によって記録する
ものとしており、従って、図８に示すように、１フィー
ルドは４本のトラックに記録されることになる。

【００３３】また、図１において、これと同時に、平均
値演算符号化処理回路５では、１ブロックを構成する８
×８サンプル単位でメモリ２から供給される６４個のサ
ンプル値の平均値を演算によって求められ、その平均値
が符号化されてメモリ６に供給される。但し、この実施
例では、上記のように、ＤＣＴ変換係数のＤＣ成分は８
×８画素の平均値に比例した値を示すものであることを
考慮し、平均値演算符号化処理回路５からの出力データ
と同等のデータとなる図２のＤＣ成分符号化処理回路２
５からの出力データを、出力端子１４０からメモリ６に
供給するようにしてもよい。

【００３４】このメモリ６はかかる各ブロックの平均値
データの記録タイミングを調整するためのものであり、
かかる調整がなされた各ブロックの平均値の符号化デー
タ、即ち、図７に示した同一データ列のＬ’個のブロッ
クの平均値で構成されるデータ列夫々独立に差分符号化
処理された１フィールド当りＫ’個のデータ列は、固定
磁気ヘッド８により、図８に示すように、磁気テ−プ９
の端部のテープ長手方向の記録トラックに記録される。

【００３５】次に、この実施例の再生時の動作について
説明する。図１において、再生時では、上記のように画
像データが記録されている磁気テ−プ９から、回転磁気
ヘッド７により、ＤＣ成分とＡＣ成分とからなる画像デ
ータが再生されて復号化処理回路１０に供給され、これ
と同時に、固定磁気ヘッド８により、各ブロックの平均
値の符号化データが再生されてメモリ１２に供給され
る。

【００３６】ここで、図９により、この復号化処理回路
１０の一具体例を説明する。但し、１５０は入力端子、
２７はデータセレクタ、２８はＡＣ成分復号化処理回
路、２９はＤＣ成分復号化処理回路、３０はメモリ、３
１はジグザグスキャンデコ−ド処理回路、３２は逆量子
化回路、１６０は出力端子である。

【００３７】同図において、再生された画像データは入
力端子１５０からデータセレクタ２７に供給され、ＡＣ
成分のデータとＤＣ成分のデータとに分離されて夫々Ａ
Ｃ成分復号化処理回路２８、ＤＣ成分復号化処理回路２
９に供給される。ＡＣ成分復号化処理回路２８では、図
２でのＡＣ成分符号化処理回路２４のハフマン符号化処
理やゼロランレングス符号化処理に対応するハフマン復
号化処理，ゼロランレングス復号化処理が行なわれる。
また、ＤＣ成分復号化処理回路２９では、図６での差分
符号化処理に対する差分復号化処理が行われる。

【００３８】図１０はこのＤＣ成分復号化処理回路２９
の一具体例を示すブロック図であって、１９０は入力端
子、５０はビット数伸長回路、５１は加算回路、５２は
遅延回路、５３，５４はデータセレクタ、２００は出力
端子である。

【００３９】同図において、図９のデータセレクタ２７
から入力端子１９０を介して供給されるビット数ｍ’の
ＤＣ成分のデータは、ビット数伸長回路５０とデータセ
レクタ５３，５４とに供給される。ビット数伸長回路５
０では、入力端子１９０供給されるビット数圧縮された
ＤＣ成分のデータが図６のビット数圧縮回路４１に入力
される差分データのビット数ｍと同じビット数のデータ
に変換され、このビット数圧縮回路４１に入力される差
分データに相当する差分データが得られる。

【００４０】ビット数伸長回路５０からのこの差分デー
タは加算回路５１に供給され、遅延回路５２からの１つ
前のブロックのＤＣ成分のＤＣＴ変換係数に相当するデ
ータと加算される。この加算回路５１からの出力データ
はＤＣ成分のＤＣＴ変換係数に相当するデータであり、
データセレクタ５３，５４に供給される。

【００４１】ここで、入力端子１９０から入力されるＤ
Ｃ成分のデータ列は、図７（ｂ）に示すように、画面上
の横方向に連続して並んだＬ’個のＤＣ成分のデータ列
夫々に独立に、かつ各データ列の最初のデータはビット
数ｍでそのまま符号化されている。従って、データセレ
クタ５３，５４では、各データ列のビット数圧縮されて
いないビット数ｍの最初のＤＣ成分のデータが供給され
る期間では、これが選択され、それ以外の期間では、加
算回路５１からのデータが選択される。

【００４２】そして、データセレクタ５３で選択された
データは、遅延回路５２でデータの１サンプルに相当す
る期間だけ遅延されて、１ブロック前のＤＣ成分のデー
タとして、加算回路５１に供給される。また、データセ
レクタ５４で選択されたデータは、出力端子２００から
図９のメモリ３０に供給される。

【００４３】図９に戻って、ＡＣ成分復号化処理回路２
８及びＤＣ成分復号化処理回路２９の出力データはメモ
リ３０に供給される。このメモリ３０では、少なくとも
８ライン分（１ブロック分）のＤＣＴ変換係数に相当す
るデータが書き込まれる。このメモリ３０に同一ブロッ
ク内のＤＣＴ変換係数が書き込まれると、これらＤＣＴ
変換係数が低周波数成分から高周波数成分に順次ブロッ
ク毎に読み出され、ジグザグスキャンデコ−ド処理回路
３１に供給される。

【００４４】ジグザグスキャンデコ−ド処理回路３１で
は、図５に示したジグザグスキャンのテーブルに示す数
字の順序で一次元の数列状態で供給される変換係数をジ
グザグスキャン処理回路２１に供給される変換係数の順
序に並び替え、即ち、８×８個のＤＣＴ変換係数から成
る２次元のブロックを構成する。そして、逆量子化回路
３２で、１ブロックの変換係数毎に、例えば図３，図４
に示した８×８個の閾値から成る量子化マトリクスの各
閾値を乗算して逆量子化処理を行ない、出力端子１６０
から図１の逆離散コサイン変換処理回路（ＩＤＣＴ）１
１に供給する。この逆離散コサイン変換処理回路１１で
は、次の数２で定義される逆離散コサイン変換を行な
う。

【００４５】

【数２】

【００４６】この逆離散コサイン変換処理回路（ＩＤＣ
Ｔ）１１により、各ブロック単位で画像データが復元さ
れ、メモリ１４に供給される。このメモリ１４からはラ
イン順にビット数ｍのディジタル画像データが出力され
て、通常再生時には、元のディジタル画像信号が復元さ
れ、このディジタル画像信号がデータセレクタ１５を介
してＤ／Ａ変換回路１６に供給され、アナログ画像信号
として出力端子１１０に出力される。

【００４７】一方、高速再生時では、固定磁気ヘッド８
によって磁気テ−プ９から再生された平均値データが、
メモリ１２でタイミング調整された後、画像データ復号
化処理回路１３に供給される。この画像データ復号化処
理回路１３に供給される平均値データは、先に説明した
ように、各ブロックのＤＣ成分を差分符号化したデータ
であり、回転磁気ヘッド７によって磁気テープ９から再
生されるデータのうちの図９のＤＣ成分復号化処理回路
２９に供給されるＤＣ成分のデータと同等である。従っ
て、画像データ復号化処理回路１３では、図９でのＤＣ
成分復号化処理回路２９と同様に、図１０で説明したの
と同様の差分復号化処理が行われ、各ブロックを構成す
る画素の平均値が復号される。

【００４８】かかる復号された画素の平均値が１フィー
ルド分メモリ１７に書き込まれる。ここで、かかる画素
の平均値は８×８がその平均値であるから、メモリ１７
の容量としては、少なくとも１／６４フィールド分以上
あればよい。このメモリ１７からは、画像信号のサンプ
リング周波数の１／８の周波数のクロックで各画素の平
均値が読み出されるとともに、同一ラインを８ラインの
期間連続して読み出すことにより、ブロックを構成する
６４サンプル全てを復号したそのブロックの平均値デー
タからなるディジタル画像信号が得られる。高速再生
時、このディジタル画像信号がデータセレクタ１５を介
してＤ／Ａ変換回路１６に供給され、アナログ画像信号
に変換されて出力端子１１０に出力される。

【００４９】以上のように、この実施例では、１フィー
ルド（１フレ−ムでもよい）の１枚の画像がＫ’×Ｌ’
個のブロックに分割され、各ブロックを構成する画素の
平均値が求められて磁気テ−プ上のテープ長手方向の記
録トラックに記録され、この平均値をもって高速再生時
での画像再生を行なうものであるから、テープ走行速度
の如何に拘らず、記録された平均値データが全て記録の
順序で再生されることになり、各平均値データにブロッ
ク情報を必要とせずにこれら平均値データの時系列順序
が一意的に決まることになり、再生画像の構築が容易に
行なうことができるし、また、画像データのうちでもエ
ネルギーが集中している平均値データであるＤＣ成分が
使用されるため、記録情報量を格別多くすることなく、
しかも、記録した全ての平均値データを再生することが
できるから、比較的画質が良好な再生画像を得ることが
できる。

【００５０】なお、本発明は上記の実施例のみに限定さ
れるものではない。即ち、図７（ａ）に示したように横
方向に連続したＬ’個のブロックの平均値で構成される
データ列の全てを記録するのではなく、各フィールド毎
でこれらデータ列のうちの所定の順序で抽出されるＫ’
／Ｍ個（但し、Ｍは１以上の整数）のデータ列を記録す
るようにしてもよい。

【００５１】図１１は１例を示すものであって、ここで
は、各フィールドでＭ個おきのデータ列を抽出し、なお
かつ各フィールドで抽出するデータ列を異ならせて記録
するようにする。即ち、図示するように、第１フィール
ドでは、第１データ列、第（Ｍ＋１）データ列、……、
第（Ｋ'＋１−Ｍ）データ列を、第２フィールドでは、
第２データ列、第（Ｍ＋２）データ列、……、第（Ｋ'
＋２−Ｍ）データ列を、…………、第Ｍフィールドで
は、第Ｍデータ列、第２Ｍデータ列、……、第Ｋ’デー
タ列を夫々抽出して記録するし、高速再生時には、これ
ら第１フィールドから第Ｍフィールドまでのデータ列を
図１１に示すように配列して１枚の画像を形成し、図１
のメモリ１７から同一画像のデータをＭ回繰り返し読み
出すようにすることもできる。

【００５２】また、Ｍフィールド毎に１フィールドずつ
平均値データを抽出し、抽出された平均値データを、デ
ータ列を単位として、回転磁気ヘッド７によって記録す
るＭフィールドのビデオ信号の記録範囲に対向して磁気
テ−プ９の端部に固定磁気ヘッド８で記録し、高速再生
時、再生された１フィールド分の平均値データを図１の
メモリ１７に書込み、これによって形成される画面をＭ
回ずつ繰り返し読み出すようにしてもよい。

【００５３】さらに、上記実施例では、２セグメント分
割２チャネル記録のディジタルＶＴＲを例としたが、本
発明はこれに限るものではなく、任意のセグメント分
割、任意のチャネル記録のＶＴＲの全ての場合に適用で
きることはいうまでもない。

【００５４】さらにまた、上記実施例では、図２のＤＣ
成分符号化処理回路２５や図１の平均値演算符号化処理
回路５は差分符号化処理のみを行なうものとしたが、本
発明はこれに限らず、差分符号化処理したデータに対し
てハフマン符号化処理等のエントロピ−符号化処理を行
なうようにしてもよい。

【００５５】さらにまた、上記実施例では、直交変換処
理として離散コサイン変換処理を例に説明したが、本発
明はこれに限るものではなく、アダマ−ル変換処理等の
他の直交変換処理を用いてよい。

【００５６】さらにまた、上記実施例では、図７（ａ）
に示すような画面上の横方向に連続したＤＣ成分のＤＣ
Ｔ変換係数のデータ列を差分符号化するものとしたが、
本発明はこれに限らず、縦方向に連続したＤＣ成分のＤ
ＣＴ変換係数のデータ列を差分符号化するようにしても
よい。即ち、図７（ｃ）に示すように、データＤＣ
（１，１）、ＤＣ（２，１）、……、ＤＣ（Ｋ’，１）
を第１データ列、…………、データＤＣ（１，Ｌ’）、
ＤＣ（２，Ｌ’）、……、ＤＣ（Ｋ’，Ｌ’）を第Ｌ’
データ列とし、ＤＣ（１，１）、……、ＤＣ（１，
Ｌ’）をそのままのビット数ｍで符号化し、他のデータ
をビット数ｍ’（ｍ’＜ｍ）で符号化するようにしても
よい。

【００５７】さらにまた、上記実施例では、１フィール
ドの入力画像信号を８×８画素からなる複数個のブロッ
クに分割するものとしたが、本発明はこれに限らず、Ｋ
×Ｌ画素（但し、Ｋ，Ｌは任意の整数）からなる複数個
のブロックに分割するようにしてもよい。

【００５８】さらにまた、上記実施例では、図１の平均
値演算符号化処理回路５にも図１のビット数削減符号化
処理回路４を兼用し、このビット数削減符号化処理回路
４の一具体例を示す図２のＤＣ成分符号化処理回路２５
からのＤＣ成分を平均値演算符号化処理回路５からの出
力として処理することができる場合についても説明した
が、本発明はこれに限らず、例えば図１２（ａ）に示す
ように、１フィールドの画像をｋ'×ｌ’個（Ｋ’＜
ｋ’、Ｌ’＜ｌ’）のブロックに分割し、各ブロックを
構成する画素の平均値Ａvk(ｉ，ｊ）（但し、ｉ＝１，
２，……，ｋ’、ｊ＝１，２，……，ｌ’）を演算で求
め、図１２（ｂ）に示すように、横方向に連続したｌ’
個の平均値のデータ列毎に、或いは図１２（ｃ）に示す
ように、縦方向に連続したｋ’個の平均値のデータ列毎
に差分符号化処理するように、別個に平均値演算符号化
処理回路５を設ける用にしてもよい。

【００５９】さらにまた、上記実施例では、平均値デー
タ列を磁気テ−プに１個の磁気ヘッドでもって記録する
ようにしたが、本発明はこれに限らず、複数個の固定磁
気ヘッドで複数チャネルに分割して平均値データ列を略
同時に記録するようにしてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高速再生時等テープ走行速度の如何に拘らず、記録され
た平均値データが全て記録の順序で再生され、各平均値
データにブロック情報を必要とせずにこれら平均値デー
タの時系列順序が一意的に決まることになるから、再生
画像の構築が容易に行なうことができるし、また、画像
データのうちでもエネルギーが集中している平均値デー
タであるＤＣ成分が使用されるため、記録情報量を格別
多くすることなく、しかも、記録した全ての平均値デー
タを再生することができるから、比較的画質が良好な再
生画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気記録再生装置の一実施例を示
すブロック図である。

【図２】図１におけるビット数削減符号化回路の一具体
例を示すブロック図である。

【図３】図２における量子化回路の動作を説明するため
の輝度信号の量子化マトリクスを示す図である。

【図４】図２における量子化回路の動作を説明するため
の色差信号の量子化マトリクスを示す図である。

【図５】図２におけるジグザグスキャン回路の動作を説
明するためのジグザグスキャンのテーブルを示す図であ
る。

【図６】図２におけるＤＣ成分符号化処理回路の一具体
例を示すブロック図である。

【図７】図１に示した実施例での１画像のブロック配列
と各ブロックの平均値データとの一具体例を示す図であ
る。

【図８】図１に示した実施例での磁気テープ上でのトラ
ックパターンの一具体例を示す図である。

【図９】図１における復号化回路の一具体例を示すブロ
ック図である。

【図１０】図９におけるＤＣ成分復号化処理回路の一具
体例を示すブロック図である。

【図１１】図１に示した実施例での記録される平均値デ
ータ列の他の具体例を示す図である。

【図１２】図１に示した実施例での１画像のブロック配
列と各ブロックの平均値データとの他の具体例を示す図
である。

【符号の説明】

３離散コサイン変換処理回路４ビット数削減符号化処理回路５平均値演算符号化処理回路１１逆離散コサイン変換処理回路１３画像データ復号化処理回路２４交流成分符号化処理回路２５直流成分符号化処理回路２８交流成分復号化処理回路２９直流成分復号化処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新井英雄神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号をサンプリング量子化してディ
ジタル画像信号にし、磁気テ−プ上に記録するヘリカル
スキャン方式の磁気記録再生装置において、該ディジタル画像信号の各フィ−ルドまたはフレーム
を、該フィールドまたはフレームを構成する画素が画面
上で２次元的に配列されたときの縦方向にＫ個，横方向
にＬ個のＫ×Ｌ（但し、Ｋ，Ｌは任意の整数）個の画素
からなる同じく縦方向にＫ’個，横方向にＬ’個のＫ'
×Ｌ’（但し、Ｋ’，Ｌ’はＫ，Ｌで決まる任意の整
数）個のブロックに分割し、該ブロック毎に直交変換処
理を行なう変換処理手段と、該変換処理手段から出力される該ブロック毎の直交変換
係数を、その平均ビット数を削減して、量子化し、回転
磁気ヘッドで該磁気テ−プに記録する第１の記録手段
と、該ブロック毎に画素の平均値を求める演算手段と、該演算手段によって得られる該画素の平均値を該磁気テ
−プの端部に固定磁気ヘッドで記録する第２の記録手段
と、記録時とは異なるテープ速度での再生時、該磁気テ−プ
の端部から再生される該画素の平均値から画像信号を形
成する画像信号形成手段とを有することを特徴とする磁
気記録再生装置。
【請求項２】画像信号をサンプリング量子化してディ
ジタル画像信号にし、磁気テ−プに記録するヘリカルス
キャン方式の磁気記録再生装置において、該ディジタル画像信号の各フィ−ルドまたはフレーム
を、該フィールドまたはフレームを構成する画素が画面
上で２次元的に配列されたときの縦方向にＫ個，横方向
にＬ個のＫ×Ｌ（但し、Ｋ，Ｌは任意の整数）個の画素
からなる同じく縦方向にＫ’個，横方向にＬ’個のＫ'
×Ｌ’（但し、Ｋ’，Ｌ’はＫ，Ｌで決まる任意の整
数）個のブロックに分割し、該ブロック毎に直交変換処
理を行なう変換処理手段と、該変換処理手段から出力される該ブロック毎の直交変換
係数を、その平均ビット数を削減して、量子化し、回転
磁気ヘッドで該磁気テ−プに記録する第１の記録手段
と、該ブロック毎に画素の平均値を求める演算手段と、Ｍ個（但し、Ｍは２以上の整数）毎に１フィ−ルドの各
ブロックの画素の平均値を抽出する抽出手段と、該抽出手段によって抽出された該画素の平均値を該磁気
テ−プの端部に固定磁気ヘッドによって記録する第２の
記録手段と、記録時とは異なるテープ速度での再生時、該磁気テ−プ
の端部から再生される該画素の平均値から画像信号を形
成する画像信号形成手段とを有することを特徴とする磁
気記録再生装置。
【請求項３】画像信号をサンプリング量子化してディ
ジタル画像信号にし、磁気テ−プに記録するヘリカルス
キャン方式の磁気記録再生装置において、該ディジタル画像信号の各フィ−ルドまたはフレーム
を、該フィールドまたはフレームを構成する画素が画面
上で２次元的に配列されたときの縦方向にＫ個，横方向
にＬ個のＫ×Ｌ（但し、Ｋ，Ｌは任意の整数）個の画素
からなる同じく縦方向にＫ’個，横方向にＬ’個のＫ'
×Ｌ’（但し、Ｋ’，Ｌ’はＫ，Ｌで決まる任意の整
数）個のブロックに分割し、該ブロック毎に直交変換処
理を行なう変換処理手段と、該変換処理手段から出力される該ブロック毎の直交変換
係数を、その平均ビット数を削減して、量子化し、回転
磁気ヘッドで該磁気テ−プに記録する第１の記録手段
と、該ブロック毎に画素の平均値を求める演算手段と、Ｍ個（但し、Ｍは２以上の整数）のフィールドを繰返し
周期とし、該Ｍ個のフィールドの各フィールド毎に、該
演算手段によって得られる該画素の平均値の総数の１／
Ｍ個であって、かつ該Ｍ個のフィールド間で互いに位置
が異なる画素の平均値を抽出する抽出手段と、該抽出手段によって抽出された該画素の平均値を該磁気
テ−プの端部に固定磁気ヘッドによって記録する第２の
手段と、記録時とは異なるテープ速度での再生時、該磁気テ−プ
の端部から再生される該画素の平均値から画像信号を形
成する画像信号形成手段とを有することを特徴とする磁
気記録再生装置。
【請求項４】請求項３において、前記抽出手段は、前記各フィールド毎に、前記Ｌ’個の
ブロックからなる前記縦方向に配列された前記Ｋ’個の
データ列のうちのＭ個おきのデータ列における前記画素
の平均値を抽出することを特徴とする磁気記録再生装
置。
【請求項５】請求項３において、前記抽出手段は、前記各フィールド毎に、前記Ｋ’個の
ブロックからなる前記横方向に配列された前記Ｌ’個の
データ列のうちのＭ個おきのデータ列における前記画素
の平均値を抽出することを特徴とする磁気記録再生装
置。
【請求項６】請求項４または５において、前記抽出手段は、抽出した前記データ列毎に、前記画素
の平均値とこれより１つ前の前記画素の平均値との差分
データを生成する演算手段と、該差分デ−タのビット数を削減して符号化する差分符号
化手段とを設け、前記第２の記録手段は、該差分符号化
手段の出力データを記録することを特徴とする磁気記録
再生装置。
【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６にお
いて、前記演算手段は、前記直交変換処理手段によって得られる各ブロックの直
交変換係数のうち直流成分のみを抽出する手段からなる
ことを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項８】画像信号をサンプリング量子化してディ
ジタル画像信号にし、磁気テ−プに記録するヘリカルス
キャン方式の磁気記録再生装置において、該ディジタル画像信号の各フィ−ルドまたはフレーム
を、該フィールドまたはフレームを構成する画素が画面
上で２次元的に配列されたときの縦方向にＫ個，横方向
にＬ個のＫ×Ｌ（但し、Ｋ，Ｌは任意の整数）個の画素
からなる同じく縦方向にＫ’個，横方向にＬ’個のＫ'
×Ｌ’（但し、Ｋ’，Ｌ’はＫ，Ｌで決まる任意の整
数）個の第１のブロックに分割し、該第１のブロック毎
に直交変換処理を行なう変換処理手段と、該変換処理手段から出力される該第１のブロック毎の直
交変換係数を、その平均ビット数を削減して、量子化
し、回転磁気ヘッドで該磁気テ−プに記録する第１の記
録手段と、該ディジタル画像信号の各フィ−ルドまたはフレーム
を、該フィールドまたはフレームを構成する画素が画面
上で２次元的に配列されたときの縦方向にｋ個，横方向
にｌ個のｋ×ｌ（但し、ｋ，ｌは任意の整数であって、
ｋ＜Ｋ，ｌ＜Ｌ）個の画素からなる同じく縦方向にｋ’
個，横方向にｌ’個のｋ'×ｌ’（但し、ｋ’，ｌ’は
ｋ，ｌで決まる整数であって、Ｋ’＜ｋ、’Ｌ’＜
ｌ’）個の第２のブロックに分割し、該第２のブロック
毎に画素の平均値を求める演算手段と、Ｍ個（但し、Ｍ
は１以上の整数）毎に１フィ−ルドの該各第２のブロッ
クの画素の平均値を抽出する抽出手段と、該抽出手段によって抽出された該画素の平均値を該磁気
テ−プの端部に固定磁気ヘッドによって記録する第２の
手段と、記録時とは異なるテープ速度での再生時、該磁気テ−プ
端部から再生される該第２の各ブロックの画素の平均値
から画像信号を形成する画像信号形成手段とを有するこ
とを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項９】画像信号をサンプリング量子化してディ
ジタル画像信号にし、磁気テ−プに記録するヘリカルス
キャン方式の磁気記録再生装置において、該ディジタル画像信号の各フィ−ルドまたはフレーム
を、該フィールドまたはフレームを構成する画素が画面
上で２次元的に配列されたときの縦方向にＫ個，横方向
にＬ個のＫ×Ｌ（但し、Ｋ，Ｌは任意の整数）個の画素
からなる同じく縦方向にＫ’個，横方向にＬ’個のＫ'
×Ｌ’（但し、Ｋ’，Ｌ’はＫ，Ｌで決まる任意の整
数）個の第１のブロックに分割し、該第１のブロック毎
に直交変換処理を行なう変換処理手段と、該変換処理手段から出力される該第１のブロック毎の直
交変換係数を、その平均ビット数を削減して、量子化
し、回転磁気ヘッドで該磁気テ−プに記録する第１の記
録手段と、該ディジタル画像信号の各フィ−ルドまたはフレーム
を、該フィールドまたはフレームを構成する画素が画面
上で２次元的に配列されたときの縦方向にｋ個，横方向
にｌ個のｋ×ｌ（但し、ｋ，ｌは任意の整数であって、
ｋ＜Ｋ，ｌ＜Ｌ）個の画素からなる同じく縦方向にｋ’
個，横方向にｌ’個のｋ'×ｌ’（但し、ｋ’，ｌ’は
ｋ，ｌで決まる整数であって、Ｋ’＜ｋ、’Ｌ’＜
ｌ’）個の第２のブロックに分割し、該第２のブロック
毎に画素の平均値を求める演算手段と、Ｍ個（但し、Ｍ
は２以上の整数）のフィールドを繰返し周期とし、該Ｍ
個のフィールドの各フィールド毎に、該演算手段によっ
て得られる該第２のブロックの画素の平均値の総数の１
／Ｍ個であって、かつ該Ｍ個のフィールド間で互いに位
置が異なる画素の平均値を抽出する抽出手段と、該抽出手段によって抽出された該画素の平均値を該磁気
テ−プの端部に固定磁気ヘッドによって記録する第２の
記録手段と、記録時とは異なるテープ速度での再生時、該磁気テ−プ
端部から再生される該第２の各ブロックの画素の平均値
から画像信号を形成する画像信号形成手段と
【請求項１０】請求項９において、前記抽出手段は、前記各フィールド毎に、前記ｌ’個の
第２のブロックからなる前記縦方向に配列された前記
ｋ’個のデータ列のうちのＭ個おきのデータ列における
前記画素の平均値を抽出することを特徴とする磁気記録
再生装置。
【請求項１１】請求項９において、前記抽出手段は、前記各フィールド毎に、前記ｋ’個の
第２のブロックからなる前記横方向に配列された前記
ｌ’個のデータ列のうちのＭ個おきのデータ列における
前記画素の平均値を抽出することを特徴とする磁気記録
再生装置。
【請求項１２】請求項１０または１１において、前記抽出手段は、抽出した前記データ列毎に、前記画素
の平均値とこれより１つ前の前記画素の平均値との差分
データを生成する演算手段と、該差分デ−タのビット数を削減して符号化する差分符号
化手段とを設け、前記第２の記録手段は、該差分符号化
手段の出力データを記録することを特徴とする磁気記録
再生装置。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれか１項におい
て、前記第２の記録手段は、Ｎ（但し、Ｎは１以上の整数）個の前記固定磁気ヘッド
と、順次供給される前記画素の平均値を逐次循環的に該Ｎ個
の固定磁気ヘッドに分配する手段とを有し、前記画素の
平均値をＮチャンネルに分割して前記磁気テープに記録
することを特徴とする磁気記録再生装置。