JPH0638239A - 符号化映像データ用ディジタルvtr - Google Patents
符号化映像データ用ディジタルvtrInfo
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- JPH0638239A JPH0638239A JP4190616A JP19061692A JPH0638239A JP H0638239 A JPH0638239 A JP H0638239A JP 4190616 A JP4190616 A JP 4190616A JP 19061692 A JP19061692 A JP 19061692A JP H0638239 A JPH0638239 A JP H0638239A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】異なるテレビ方式のディジタルVTRにて、構
成要素の共通化を図ること。 【構成】色差信号の画素密度を輝度信号の1/nとし
て、画面のセグメント分割手段、能率符号化手段、記録
手段を備え、1セグメントを1記録トラックに記録す
る。 【効果】1セグメントに対する高能率符号化手段、記録
手段をテレビ方式によらず同一の処理とすることができ
る。
成要素の共通化を図ること。 【構成】色差信号の画素密度を輝度信号の1/nとし
て、画面のセグメント分割手段、能率符号化手段、記録
手段を備え、1セグメントを1記録トラックに記録す
る。 【効果】1セグメントに対する高能率符号化手段、記録
手段をテレビ方式によらず同一の処理とすることができ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号のディジタル
データを効能率符号化した後、磁気テープ等の記録媒体
に記録し、再生するディジタルVTRに関する。
データを効能率符号化した後、磁気テープ等の記録媒体
に記録し、再生するディジタルVTRに関する。
【0002】
【従来の技術】映像信号のディジタルデータを高能率符
号化して、データ量を低減する方法として、映像信号の
画素に対応したデータ(以下画素データと記す)を8画
素×8ライン(走査線)の2次元に配列したブロックに
対して、離散コサイン変換等の演算を行い、画素間の相
関成分を除去したり、発生する画像歪みの多くを視覚的
に目立ちにくい高周波領域に集中させるようにして、高
能率符号化する方法が一般的に行われている。また、こ
うした映像信号の高能率符号化装置を応用したディジタ
ルVTRの提案が、アイイーイーイー トランザクショ
ンズ オン コンスマーエレクトロニクス(IEEE Transa
ctions on Consumer Electronics)、35巻3号(Vol.35
No.3)の450頁〜457頁に記載されている。該提案
では、日本および米国のテレビ放送方式である525/
60方式(1フレームの走査線の総数が525本で、1
フィールドの繰り返し周波数が60Hzのもの、1フレ
ームはインタレース走査した2つのフィールドで構成さ
れる)および欧州のテレビ方式である625/50方式
を共通のVTRで記録できるよう、標本化周波数が前記
両方式に共通したコンポーネント信号(輝度信号と2つ
の色差信号からなる)を入力として選ぶ配慮がなされて
いる。
号化して、データ量を低減する方法として、映像信号の
画素に対応したデータ(以下画素データと記す)を8画
素×8ライン(走査線)の2次元に配列したブロックに
対して、離散コサイン変換等の演算を行い、画素間の相
関成分を除去したり、発生する画像歪みの多くを視覚的
に目立ちにくい高周波領域に集中させるようにして、高
能率符号化する方法が一般的に行われている。また、こ
うした映像信号の高能率符号化装置を応用したディジタ
ルVTRの提案が、アイイーイーイー トランザクショ
ンズ オン コンスマーエレクトロニクス(IEEE Transa
ctions on Consumer Electronics)、35巻3号(Vol.35
No.3)の450頁〜457頁に記載されている。該提案
では、日本および米国のテレビ放送方式である525/
60方式(1フレームの走査線の総数が525本で、1
フィールドの繰り返し周波数が60Hzのもの、1フレ
ームはインタレース走査した2つのフィールドで構成さ
れる)および欧州のテレビ方式である625/50方式
を共通のVTRで記録できるよう、標本化周波数が前記
両方式に共通したコンポーネント信号(輝度信号と2つ
の色差信号からなる)を入力として選ぶ配慮がなされて
いる。
【0003】しかしながら該提案では、高能率符号化
(以下単に符号化と記す)部やテープへの記録再生部に
おいて、いかに共通化を図るかということについてはま
ったく記述しておらず、符号化を用いたディジタルVT
Rで2つの異なるテレビ方式を共通に記録、再生するこ
と、あるいは2つのテレビ方式に対応した2つのディジ
タルVTRにおいて構成要素を大幅に共通化して製造コ
ストの低減を達成することの目的に対して、十分な提案
とはいえない。
(以下単に符号化と記す)部やテープへの記録再生部に
おいて、いかに共通化を図るかということについてはま
ったく記述しておらず、符号化を用いたディジタルVT
Rで2つの異なるテレビ方式を共通に記録、再生するこ
と、あるいは2つのテレビ方式に対応した2つのディジ
タルVTRにおいて構成要素を大幅に共通化して製造コ
ストの低減を達成することの目的に対して、十分な提案
とはいえない。
【0004】またこれにつけ加えれば、該提案では、色
差信号の帯域を輝度信号の1/4としているが、自然画
だけでなくコンピュータグラフィックスなどの広範囲な
映像信号を考えたとき、色信号の帯域が不足するという
問題もある。
差信号の帯域を輝度信号の1/4としているが、自然画
だけでなくコンピュータグラフィックスなどの広範囲な
映像信号を考えたとき、色信号の帯域が不足するという
問題もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した課題および問題を解決し、前記2つのテレビ方式に
対して入力信号部のみならず、符号化部および記録再生
部の大幅な共通化を実現するとともに、色信号の帯域を
改善したディジタルVTRを提供することにある。
した課題および問題を解決し、前記2つのテレビ方式に
対して入力信号部のみならず、符号化部および記録再生
部の大幅な共通化を実現するとともに、色信号の帯域を
改善したディジタルVTRを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、映像信号のN×Nの2次元DCT変換手
段を含む高能率符号化手段を有するディジタルVTRの
記録方式において、輝度信号と色差信号の画素密度比を
水平、垂直ともn:1とし、輝度信号n×n個、色差信
号1個づつの合計(n×n+2)個のマクロブロックを
形成して画面の並び換えを行い、1画面をM個のセグメ
ントに分割するセグメント分割手段と、高能率符号化手
段と、符号化データを記録し、1画面期間においてM個
の記録トラックを形成する記録手段を備えさせ、2つの
テレビ方式において1画面期間に形成させる記録トラッ
クの数が1画面周期の比に略一致するようにするか、高
精細度テレビ方式と通常精細度テレビ方式の2つのテレ
ビ方式とで、前記セグメント数を高精細度テレビ方式で
のセグメント数ならびに1画面周期の記録トラック数を
通常精細度のテレビ方式のものより2以上の整数倍とす
る。
に本発明では、映像信号のN×Nの2次元DCT変換手
段を含む高能率符号化手段を有するディジタルVTRの
記録方式において、輝度信号と色差信号の画素密度比を
水平、垂直ともn:1とし、輝度信号n×n個、色差信
号1個づつの合計(n×n+2)個のマクロブロックを
形成して画面の並び換えを行い、1画面をM個のセグメ
ントに分割するセグメント分割手段と、高能率符号化手
段と、符号化データを記録し、1画面期間においてM個
の記録トラックを形成する記録手段を備えさせ、2つの
テレビ方式において1画面期間に形成させる記録トラッ
クの数が1画面周期の比に略一致するようにするか、高
精細度テレビ方式と通常精細度テレビ方式の2つのテレ
ビ方式とで、前記セグメント数を高精細度テレビ方式で
のセグメント数ならびに1画面周期の記録トラック数を
通常精細度のテレビ方式のものより2以上の整数倍とす
る。
【0007】
【作用】セグメント分割手段で生成するセグメントの数
は、記録手段で生成する記録トラックに一致させてい
る。したがって、該セグメント単位で考えれば、高能率
符号化手段および記録手段は異なるテレビ方式において
も大幅に共通化が可能となる。
は、記録手段で生成する記録トラックに一致させてい
る。したがって、該セグメント単位で考えれば、高能率
符号化手段および記録手段は異なるテレビ方式において
も大幅に共通化が可能となる。
【0008】また、輝度信号と色差信号の画素密度を画
面の垂直、水平方向ともに同一としているので、色差信
号の水平、垂直の両方向の帯域がバランスし、輝度信号
に対する符号化と色差信号に対する符号化を同一の処理
とすることができ、高能率符号化手段の簡素化が達成さ
れる。
面の垂直、水平方向ともに同一としているので、色差信
号の水平、垂直の両方向の帯域がバランスし、輝度信号
に対する符号化と色差信号に対する符号化を同一の処理
とすることができ、高能率符号化手段の簡素化が達成さ
れる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例について、図1
〜図5を用いて説明する。
〜図5を用いて説明する。
【0010】図1は、本発明によって525/60方式
と625/50方式のテレビ方式を共通な装置で記録再
生できるようにしたディジタルVTRの構成例である。
また図2は、該ディジタルVTRにおける、525/6
0方式でのテレビ画面(1フレーム)の分割とテープ上
の記録トラックの対応関係を示す図、図3は、625/
50方式での同様の関係を示す図であり、さらに図4、
図5は、符号化部における符号化パラメータの例を示す
図である。
と625/50方式のテレビ方式を共通な装置で記録再
生できるようにしたディジタルVTRの構成例である。
また図2は、該ディジタルVTRにおける、525/6
0方式でのテレビ画面(1フレーム)の分割とテープ上
の記録トラックの対応関係を示す図、図3は、625/
50方式での同様の関係を示す図であり、さらに図4、
図5は、符号化部における符号化パラメータの例を示す
図である。
【0011】図1において、1はVTRのメカニズム、
2はサーボ回路、3はデータの記録再生回路、4は音声
信号の符号化復号化回路、5はテレビ信号の走査方式判
別回路、6は画像データ分割合成回路、7は画像データ
圧縮伸長回路である。またメカニズム1にて、11はド
ラム、12はヘッド、13はドラムモータ、14はテー
プ、15はキャプスタン、16はキャプスタンモータ、
17はテープ14上に形成する記録トラックである。さ
らにサーボ回路2において、21はドラムモータ制御回
路、22はキャプスタンモータ制御回路、23はトラッ
キング誤差検出回路、24はタイミング発生回路、25
はサーボ回路2のモード設定回路である。また画像デー
タ分割回路6において、61は色差信号のデシメーショ
ン回路、62はインタポレーション回路、63はフレー
ムメモリ、64は該フレームメモリ63等のアドレス制
御回路、65はマルチプレクサ(MPX)、66はデマ
ルチプレクサ(de−MPX)であり、画像データ圧縮
伸長回路7において、71はDCT(離散コサイン変
換)回路、72はIDCT(逆離散コサイン変換)回
路、73は量子化回路、74は逆量子化回路、75は量
子化係数を格納する係数メモリ、76は可変長符号化回
路、77は可変長復号化回路、78は可変長符号データ
メモリ、79はデータ並び換え回路、80はデータ逆並
び換え回路である。
2はサーボ回路、3はデータの記録再生回路、4は音声
信号の符号化復号化回路、5はテレビ信号の走査方式判
別回路、6は画像データ分割合成回路、7は画像データ
圧縮伸長回路である。またメカニズム1にて、11はド
ラム、12はヘッド、13はドラムモータ、14はテー
プ、15はキャプスタン、16はキャプスタンモータ、
17はテープ14上に形成する記録トラックである。さ
らにサーボ回路2において、21はドラムモータ制御回
路、22はキャプスタンモータ制御回路、23はトラッ
キング誤差検出回路、24はタイミング発生回路、25
はサーボ回路2のモード設定回路である。また画像デー
タ分割回路6において、61は色差信号のデシメーショ
ン回路、62はインタポレーション回路、63はフレー
ムメモリ、64は該フレームメモリ63等のアドレス制
御回路、65はマルチプレクサ(MPX)、66はデマ
ルチプレクサ(de−MPX)であり、画像データ圧縮
伸長回路7において、71はDCT(離散コサイン変
換)回路、72はIDCT(逆離散コサイン変換)回
路、73は量子化回路、74は逆量子化回路、75は量
子化係数を格納する係数メモリ、76は可変長符号化回
路、77は可変長復号化回路、78は可変長符号データ
メモリ、79はデータ並び換え回路、80はデータ逆並
び換え回路である。
【0012】また該ディジタルVTRに対して、図1の
左側より、音声信号(…AUDIO)ならびに映像信号
(同期信号…SYNC、輝度信号…Y、2つの色差信号
…Cr、Cbより成る)が入力される。
左側より、音声信号(…AUDIO)ならびに映像信号
(同期信号…SYNC、輝度信号…Y、2つの色差信号
…Cr、Cbより成る)が入力される。
【0013】最初に、記録時の動作について説明する。
【0014】音声信号は、音声符号化復号化回路4で符
号化した後、後述する映像信号の符号化データとは独立
に記録再生回路3に送る。
号化した後、後述する映像信号の符号化データとは独立
に記録再生回路3に送る。
【0015】映像信号の内、同期信号は、走査方式判別
回路5に入力され、該同期信号のパターンや周波数によ
ってテレビ方式の判別を行い、判別結果を同期信号と共
に、サーボ回路2内のタイミング発生回路24ならびに
画像データ分割合成回路6内のアドレス制御回路64に
供給する。
回路5に入力され、該同期信号のパターンや周波数によ
ってテレビ方式の判別を行い、判別結果を同期信号と共
に、サーボ回路2内のタイミング発生回路24ならびに
画像データ分割合成回路6内のアドレス制御回路64に
供給する。
【0016】サーボ回路2では、該テレビ方式の判別結
果ならびに同期信号より、タイミング発生回路24で生
成する基準に従って、ドラム制御回路21で、前記メカ
ニズム1のドラム11をドラムモータ13を介して、1
秒間に150回転(rps)させ、キャプスタン制御回
路22で、キャプスタンモータ16、キャプスタン15
を介して、テープ14を一定速度で、テープ14の長手
方向に走行させる。この時、モード設定回路25は図中
に記載のREC側にある。
果ならびに同期信号より、タイミング発生回路24で生
成する基準に従って、ドラム制御回路21で、前記メカ
ニズム1のドラム11をドラムモータ13を介して、1
秒間に150回転(rps)させ、キャプスタン制御回
路22で、キャプスタンモータ16、キャプスタン15
を介して、テープ14を一定速度で、テープ14の長手
方向に走行させる。この時、モード設定回路25は図中
に記載のREC側にある。
【0017】この結果、ヘッド12は、テープ14上に
音声信号と映像信号のデータが記録された記録トラック
17を形成する。ドラム11の1回転あたりの記録チャ
ンネル数(1回転あたりに形成する記録トラック17の
数)を2として、回転数を前記した150rpsとすれ
ば、映像信号が525/60Hz方式では、1フレーム
(30Hz)あたり10本の記録トラック17が、62
5/50方式では、1フレーム(25Hz)あたり12
本の記録トラック17が形成される。また記録チャンネ
ル数を4とした場合では、ドラム11の回転数を半分の
75rpsとすれば、1フレーム期間に形成する記録ト
ラック17の数を前記した場合と同一にすることは可能
である。
音声信号と映像信号のデータが記録された記録トラック
17を形成する。ドラム11の1回転あたりの記録チャ
ンネル数(1回転あたりに形成する記録トラック17の
数)を2として、回転数を前記した150rpsとすれ
ば、映像信号が525/60Hz方式では、1フレーム
(30Hz)あたり10本の記録トラック17が、62
5/50方式では、1フレーム(25Hz)あたり12
本の記録トラック17が形成される。また記録チャンネ
ル数を4とした場合では、ドラム11の回転数を半分の
75rpsとすれば、1フレーム期間に形成する記録ト
ラック17の数を前記した場合と同一にすることは可能
である。
【0018】映像信号の入力は、輝度信号の標本化周波
数が13.5MHzで、色差信号の標本化周波数が6.
25MHzのいわゆる4:2:2方式として知られてい
るものである。この場合、テレビ方式が525/60方
式でも625/50方式でも同一レートとなる。525
/60方式では、1フレーム内の有効画素が輝度信号で
720(水平)×480(垂直)、色差信号で360×
480画素であり、625/50方式では、輝度信号の
有効画素は720×576画素、色差信号で360×5
76画素である。両者の関係は画面水平方向の有効画素
数は同一で、垂直方向のみフレーム周波数比の逆数の関
係にある。但し厳密には、525/60方式ではフレー
ム周波数は30Hzではなく、30/1.001Hzで
あるため、該関係はおおよそのものであり、また前記ド
ラム11の回転数は150/1.001rpsとなる。
数が13.5MHzで、色差信号の標本化周波数が6.
25MHzのいわゆる4:2:2方式として知られてい
るものである。この場合、テレビ方式が525/60方
式でも625/50方式でも同一レートとなる。525
/60方式では、1フレーム内の有効画素が輝度信号で
720(水平)×480(垂直)、色差信号で360×
480画素であり、625/50方式では、輝度信号の
有効画素は720×576画素、色差信号で360×5
76画素である。両者の関係は画面水平方向の有効画素
数は同一で、垂直方向のみフレーム周波数比の逆数の関
係にある。但し厳密には、525/60方式ではフレー
ム周波数は30Hzではなく、30/1.001Hzで
あるため、該関係はおおよそのものであり、また前記ド
ラム11の回転数は150/1.001rpsとなる。
【0019】映像信号の内、2つの色差信号(Cr、C
b)は最初に、画像データ分割合成回路6のデシメーシ
ョン回路61で、垂直方向の有効画素数を半減して18
0画素とする。これは、フレームメモリ63や画像圧縮
伸長回路7へ入力する映像信号データのレートを幾分な
りとも減少させて、回路動作周波数の緩和を図ると共
に、圧縮伸長にて発生する符号化歪を抑えるのに効果が
ある。また垂直方向の画素数を低減しているのは、元々
前記したように最初の入力が4:2:2方式で、色差信
号としては、輝度信号に対して水平帯域が1/2である
ので、水平の帯域をさらに減少させるよりも、垂直の帯
域を減少させた方が色差信号のデシメーションによって
失われる信号電力が少なく、後段の画像データ圧縮伸長
回路7との相性も適しているからである。該デシメーシ
ョンの手法としては、例えば色差信号のフレームのデー
タの内、片側のフィールドだけのデータを選択すること
により実行できる。
b)は最初に、画像データ分割合成回路6のデシメーシ
ョン回路61で、垂直方向の有効画素数を半減して18
0画素とする。これは、フレームメモリ63や画像圧縮
伸長回路7へ入力する映像信号データのレートを幾分な
りとも減少させて、回路動作周波数の緩和を図ると共
に、圧縮伸長にて発生する符号化歪を抑えるのに効果が
ある。また垂直方向の画素数を低減しているのは、元々
前記したように最初の入力が4:2:2方式で、色差信
号としては、輝度信号に対して水平帯域が1/2である
ので、水平の帯域をさらに減少させるよりも、垂直の帯
域を減少させた方が色差信号のデシメーションによって
失われる信号電力が少なく、後段の画像データ圧縮伸長
回路7との相性も適しているからである。該デシメーシ
ョンの手法としては、例えば色差信号のフレームのデー
タの内、片側のフィールドだけのデータを選択すること
により実行できる。
【0020】その後、フレームメモリ63に輝度信号な
らびにデシメーションした色差信号を格納する。該フレ
ームメモリ63では、これら格納した映像データがこれ
までフィールド毎に、画素単位の順序で格納したのを並
び換えて、1フレーム画面内で、DCT演算に適した8
(水平)×8(垂直)画素の2次元ブロックを形成し、
その順序をシャフリング(ブロック単位の並び換え)し
て読み出す。マルチプレクサ65は、画面の同じ位置に
対応する輝度信号のDCTブロック4個と2つの色差信
号のDCTブロックとでマクロブロックを形成させるよ
うにするものであり、前記フレームメモリ63からのデ
ータの読み出しは、該マクロブロックを基本単位として
シャフリングが行われたものである。
らびにデシメーションした色差信号を格納する。該フレ
ームメモリ63では、これら格納した映像データがこれ
までフィールド毎に、画素単位の順序で格納したのを並
び換えて、1フレーム画面内で、DCT演算に適した8
(水平)×8(垂直)画素の2次元ブロックを形成し、
その順序をシャフリング(ブロック単位の並び換え)し
て読み出す。マルチプレクサ65は、画面の同じ位置に
対応する輝度信号のDCTブロック4個と2つの色差信
号のDCTブロックとでマクロブロックを形成させるよ
うにするものであり、前記フレームメモリ63からのデ
ータの読み出しは、該マクロブロックを基本単位として
シャフリングが行われたものである。
【0021】上記に関し、図2および図3を用いて補足
説明を行う。図2および図3は、1フレーム画面の分割
と記録トラックの関係を示したものである。図2は52
5/60Hzの場合であり、図3は626/50Hzの
場合である。
説明を行う。図2および図3は、1フレーム画面の分割
と記録トラックの関係を示したものである。図2は52
5/60Hzの場合であり、図3は626/50Hzの
場合である。
【0022】図2において、前記したように1フレーム
の有効画素数は、輝度信号で720×480画素、色差
信号で360×240画素である。従って前記輝度信号
のDCTブロックを4個と色差信号のDCTブロックを
1個づつ、合計6個のDCTブロックからなるマクロブ
ロックで画面の有効画素領域を分割すると、水平45マ
クロブロック、垂直30マクロブロックの合計1350
マクロブロックとなる。このようにきれいな整数個で分
割が可能となるのも色差信号の水平の有効画素数が入力
と同じの360画素としているからであって、本発明の
利点でもある。
の有効画素数は、輝度信号で720×480画素、色差
信号で360×240画素である。従って前記輝度信号
のDCTブロックを4個と色差信号のDCTブロックを
1個づつ、合計6個のDCTブロックからなるマクロブ
ロックで画面の有効画素領域を分割すると、水平45マ
クロブロック、垂直30マクロブロックの合計1350
マクロブロックとなる。このようにきれいな整数個で分
割が可能となるのも色差信号の水平の有効画素数が入力
と同じの360画素としているからであって、本発明の
利点でもある。
【0023】さらに図示しているように、1フレームの
画面は各々135マクロブロックからなる10個のセグ
メントに分割される。分割手法としては、1つのセグメ
ント内に1フレーム画面の異なる位置のマクロブロック
が混在しているのが、例えばトラック単位でデータが消
失した時の補間等に有利であり、図示したように1つの
セグメントには、いくつかの異なる画面の位置からのマ
クロブロックを含むものとなる。もちろん図示したもの
より細かく画面を区切った後にセグメントを形成させる
ようにした方がより良い。
画面は各々135マクロブロックからなる10個のセグ
メントに分割される。分割手法としては、1つのセグメ
ント内に1フレーム画面の異なる位置のマクロブロック
が混在しているのが、例えばトラック単位でデータが消
失した時の補間等に有利であり、図示したように1つの
セグメントには、いくつかの異なる画面の位置からのマ
クロブロックを含むものとなる。もちろん図示したもの
より細かく画面を区切った後にセグメントを形成させる
ようにした方がより良い。
【0024】また上記にて形成したセグメントは、該セ
グメント内で発生するデータ量がテープ14上の記録ト
ラック17に記録できる最大値を越えないようにして、
データ圧縮を行い、1セグメントが1記録トラックに対
応するようにする。
グメント内で発生するデータ量がテープ14上の記録ト
ラック17に記録できる最大値を越えないようにして、
データ圧縮を行い、1セグメントが1記録トラックに対
応するようにする。
【0025】図3に示した、625/50Hz方式にて
も、同様の考えが踏襲されている。但し、前述したよう
にフレーム周波数の違いから、該方式では1フレームが
12本の記録トラック17に対応している。つまり、4
5×36マクロブロックよりなる1フレームの画面は、
12個のセグメントに分割される。
も、同様の考えが踏襲されている。但し、前述したよう
にフレーム周波数の違いから、該方式では1フレームが
12本の記録トラック17に対応している。つまり、4
5×36マクロブロックよりなる1フレームの画面は、
12個のセグメントに分割される。
【0026】ここで重要なことは、1セグメントに含ま
れるマクロブロックの数が525/60Hzと同じ13
5マクロブロックであって、1セグメントが1記録トラ
ック17に対応していることである。テープ14上への
記録波長は、525/60Hz方式の記録と625/5
0Hz方式の記録とでは、メカニズム1などの共通化の
観点から当然の如く同一に保たれるものであり、2つの
テレビ方式の記録において、1記録トラック17あたり
の記録可能データ量は同じとなる。従って、2つのテレ
ビ方式において、その画像データ圧縮は、前記1セグメ
ントを単位としたもので考えると、まったく同一のもの
となり、完全な共通化が達成できるものである。
れるマクロブロックの数が525/60Hzと同じ13
5マクロブロックであって、1セグメントが1記録トラ
ック17に対応していることである。テープ14上への
記録波長は、525/60Hz方式の記録と625/5
0Hz方式の記録とでは、メカニズム1などの共通化の
観点から当然の如く同一に保たれるものであり、2つの
テレビ方式の記録において、1記録トラック17あたり
の記録可能データ量は同じとなる。従って、2つのテレ
ビ方式において、その画像データ圧縮は、前記1セグメ
ントを単位としたもので考えると、まったく同一のもの
となり、完全な共通化が達成できるものである。
【0027】再度図1において、画像データ圧縮伸長回
路5の説明を続ける。DCT回路71は、前記マルチプ
レクサ65より、前記セグメント毎にデータを受け取
り、DCT演算を実行し、画素データを周波数成分のデ
ータに変換する。その後符号化歪と発生データ量とのト
レードオフの関係を使いながら、所望の圧縮率となるよ
う前記周波数データを量子化回路73で、係数メモリ7
5から読み出した量子化係数データに基づいて量子化す
る。その後、量子化された2次元の周波数成分のデータ
は、可変長符号化回路77で符号化される。可変長デー
タメモリ78には、映像データの統計的性質を使って作
られた可変長符号のテーブルが格納してあり、これによ
り該可変長符号化回路77で、データの統計的冗長度を
抑圧した符号化が行われる。最後に可変長の符号化デー
タは、前記テープ14への記録再生過程で発生する誤り
に強くなるようデータ並び換え回路79で可変長データ
の並び換えを行った後、前記記録再生回路3へ送出す
る。
路5の説明を続ける。DCT回路71は、前記マルチプ
レクサ65より、前記セグメント毎にデータを受け取
り、DCT演算を実行し、画素データを周波数成分のデ
ータに変換する。その後符号化歪と発生データ量とのト
レードオフの関係を使いながら、所望の圧縮率となるよ
う前記周波数データを量子化回路73で、係数メモリ7
5から読み出した量子化係数データに基づいて量子化す
る。その後、量子化された2次元の周波数成分のデータ
は、可変長符号化回路77で符号化される。可変長デー
タメモリ78には、映像データの統計的性質を使って作
られた可変長符号のテーブルが格納してあり、これによ
り該可変長符号化回路77で、データの統計的冗長度を
抑圧した符号化が行われる。最後に可変長の符号化デー
タは、前記テープ14への記録再生過程で発生する誤り
に強くなるようデータ並び換え回路79で可変長データ
の並び換えを行った後、前記記録再生回路3へ送出す
る。
【0028】さらに量子化係数データについて図4によ
り、可変長符号化について図5により補足説明する。前
記DCT演算にて得た周波数成分のデータは、8×8画
素のDCTブロックに対して水平周波数が8個、垂直周
波数が8個の合計64個の2次元周波数成分のデータと
なる。図では、これらを直流成分を除いた63個の成分
に対して8個の領域に分割し、各々の領域では、同じ量
子化係数となるようにして、係数メモリ75を簡素にし
ている。さらに量子化係数テーブルとしては、周波数に
対して量子化の程度の関係が異なる4つのテーブルを用
意しており、DCTブロックの性質に応じて適切なもの
が選択できるようになっている。発生データ量の制御
は、該量子化係数テーブルにスケーリング係数を乗じる
(係数テーブルの値をα倍する)ことによって行う。ま
た図5は、2次元の周波数成分のデータを1次元のデー
タに並び換える規則を示したものであり、これにより適
切な可変長符号化の適用が可能となっている。
り、可変長符号化について図5により補足説明する。前
記DCT演算にて得た周波数成分のデータは、8×8画
素のDCTブロックに対して水平周波数が8個、垂直周
波数が8個の合計64個の2次元周波数成分のデータと
なる。図では、これらを直流成分を除いた63個の成分
に対して8個の領域に分割し、各々の領域では、同じ量
子化係数となるようにして、係数メモリ75を簡素にし
ている。さらに量子化係数テーブルとしては、周波数に
対して量子化の程度の関係が異なる4つのテーブルを用
意しており、DCTブロックの性質に応じて適切なもの
が選択できるようになっている。発生データ量の制御
は、該量子化係数テーブルにスケーリング係数を乗じる
(係数テーブルの値をα倍する)ことによって行う。ま
た図5は、2次元の周波数成分のデータを1次元のデー
タに並び換える規則を示したものであり、これにより適
切な可変長符号化の適用が可能となっている。
【0029】上記説明した、量子化係数テーブルならび
に1次元スキャン化は、輝度信号のDCTブロックに対
しても、色差信号のDCTブロックに対しても共通に使
用するものである。これは、前記説明したように色差信
号においても、輝度信号と同様、水平、垂直の両方向に
対して画素密度がバランスしたものとすることにより、
水平周波数と垂直周波数の関係において、輝度信号と同
様の処理を行うことが可能となるためである。これは、
画像データ圧縮伸長回路7の回路の簡素化に大いに約立
つものである。また水平、垂直周波数に対して対称な処
理が可能となることも、例えば量子化係数の領域分割
を、1次元化スキャンの順序に沿って行うことができ、
回路の簡素化に役立つものである。
に1次元スキャン化は、輝度信号のDCTブロックに対
しても、色差信号のDCTブロックに対しても共通に使
用するものである。これは、前記説明したように色差信
号においても、輝度信号と同様、水平、垂直の両方向に
対して画素密度がバランスしたものとすることにより、
水平周波数と垂直周波数の関係において、輝度信号と同
様の処理を行うことが可能となるためである。これは、
画像データ圧縮伸長回路7の回路の簡素化に大いに約立
つものである。また水平、垂直周波数に対して対称な処
理が可能となることも、例えば量子化係数の領域分割
を、1次元化スキャンの順序に沿って行うことができ、
回路の簡素化に役立つものである。
【0030】次に再生時の動作について説明する。
【0031】該モードにおいては、記録が既に行われた
前記記録トラックに対して、ヘッド12に同じ軌跡を描
くように、前記サーボ回路2において、キャプスタン制
御する必要がある。このためにヘッド12の再生信号か
らトラッキング誤差検出回路23でトラッキング情報を
検出し、該トラッキング情報をモード設定回路25を介
して、キャプスタン制御回路22に供給することによ
り、キャプスタン制御を行っている。また本図において
は、トラッキング情報をヘッド12の再生信号の一部か
ら得る場合について記してあるが、このほか前記ヘッド
12以外に、トラッキングのための情報を記録再生する
ヘッドなどを別途設ける方法でも良い。
前記記録トラックに対して、ヘッド12に同じ軌跡を描
くように、前記サーボ回路2において、キャプスタン制
御する必要がある。このためにヘッド12の再生信号か
らトラッキング誤差検出回路23でトラッキング情報を
検出し、該トラッキング情報をモード設定回路25を介
して、キャプスタン制御回路22に供給することによ
り、キャプスタン制御を行っている。また本図において
は、トラッキング情報をヘッド12の再生信号の一部か
ら得る場合について記してあるが、このほか前記ヘッド
12以外に、トラッキングのための情報を記録再生する
ヘッドなどを別途設ける方法でも良い。
【0032】ヘッド12からの再生信号は、記録再生回
路3を介して、画像データ圧縮伸長回路5に供給され、
圧縮された画像データの伸長を行う。伸長動作は、該画
像データの圧縮伸長回路5内のデータ逆並び換え回路8
0で可変長データの逆並び換えを行い、可変長復号化回
路77で可変長データの復号を行い、逆量子化回路74
で周波数データに対して逆量子化操作を行い、さらにI
DCT回路72で逆DCT変換を行い、元の画素データ
に戻す。これらはいずれも圧縮動作の逆の処理を行うも
のである。
路3を介して、画像データ圧縮伸長回路5に供給され、
圧縮された画像データの伸長を行う。伸長動作は、該画
像データの圧縮伸長回路5内のデータ逆並び換え回路8
0で可変長データの逆並び換えを行い、可変長復号化回
路77で可変長データの復号を行い、逆量子化回路74
で周波数データに対して逆量子化操作を行い、さらにI
DCT回路72で逆DCT変換を行い、元の画素データ
に戻す。これらはいずれも圧縮動作の逆の処理を行うも
のである。
【0033】その後、画像データ分割回路6内のデマル
チプレクサ66を介して輝度信号、色差信号をそれぞれ
フレームメモリ63に書き込む。該フレームメモリ63
からは、前記シャフリングの逆のデシャフリングを行っ
て読みだし、色差信号はインタポレーション回路62で
前記デシメーションした画素を補間して出力する。
チプレクサ66を介して輝度信号、色差信号をそれぞれ
フレームメモリ63に書き込む。該フレームメモリ63
からは、前記シャフリングの逆のデシャフリングを行っ
て読みだし、色差信号はインタポレーション回路62で
前記デシメーションした画素を補間して出力する。
【0034】次に図6、図7を用いて、本発明の第2の
実施例について説明する。本実施例は、第1の実施例に
加えて、HDTV信号をも記録再生可能としたものであ
り、図6はその構成を示す図、図7はHDTV信号での
1フレーム画面の分割と記録トラックの関係を示す図で
ある。なお本実施例では、HDTV信号として、112
5/60Hz方式の信号の場合を示しているが、この他
1050/60Hz方式、1250/50Hz方式など
のHDTV信号に対しても本発明が容易に適用出来るこ
とはいうまでもない。
実施例について説明する。本実施例は、第1の実施例に
加えて、HDTV信号をも記録再生可能としたものであ
り、図6はその構成を示す図、図7はHDTV信号での
1フレーム画面の分割と記録トラックの関係を示す図で
ある。なお本実施例では、HDTV信号として、112
5/60Hz方式の信号の場合を示しているが、この他
1050/60Hz方式、1250/50Hz方式など
のHDTV信号に対しても本発明が容易に適用出来るこ
とはいうまでもない。
【0035】図6において、前記図1に示した第1の実
施例と異なる点は、1フレーム画面に対して形成する記
録トラック17の数を2倍化していることにある。
施例と異なる点は、1フレーム画面に対して形成する記
録トラック17の数を2倍化していることにある。
【0036】記録トラック数の2倍化は、ヘッド12の
数を2倍化することで達成する。この他、ドラム11の
回転数を2倍化しても良い。
数を2倍化することで達成する。この他、ドラム11の
回転数を2倍化しても良い。
【0037】図7に、1フレーム画面と記録トラックの
関係を示しているが、1125/60方式の有効画素数
をここでは、輝度信号で1152×1040画素、色差
信号はデシメーションされた状態で、輝度信号に対して
水平、垂直とも1/2となる576×520画素として
いる。前記4つの輝度信号のDCTブロックと各々1つ
づつの色差信号のDCTブロックよりなるマクロブロッ
クで、該有効画素領域を分割すると72×65マクロブ
ロックとなる。本実施例では、該1フレーム画面を20
個のセグメントに分割する。該分割方法として、図では
72×65マクロブロックの構成を、垂直方向のマクロ
ブロックの数が同様のフレーム周波数を持つ525/6
0Hz方式の場合の2倍になるように、78×60マク
ロブロックとして、セグメントを形成するようにしてい
る。
関係を示しているが、1125/60方式の有効画素数
をここでは、輝度信号で1152×1040画素、色差
信号はデシメーションされた状態で、輝度信号に対して
水平、垂直とも1/2となる576×520画素として
いる。前記4つの輝度信号のDCTブロックと各々1つ
づつの色差信号のDCTブロックよりなるマクロブロッ
クで、該有効画素領域を分割すると72×65マクロブ
ロックとなる。本実施例では、該1フレーム画面を20
個のセグメントに分割する。該分割方法として、図では
72×65マクロブロックの構成を、垂直方向のマクロ
ブロックの数が同様のフレーム周波数を持つ525/6
0Hz方式の場合の2倍になるように、78×60マク
ロブロックとして、セグメントを形成するようにしてい
る。
【0038】該セグメントは、525/60Hz方式や
625/50Hz方式の場合と同様1つの記録トラック
17に対応するものであるが、1セグメントには234
マクロブロックが含まれており、従って1記録トラック
に圧縮した画像データを納めるために、HDTVの場合
には圧縮率を234/135(1.73)倍に高くす
る。
625/50Hz方式の場合と同様1つの記録トラック
17に対応するものであるが、1セグメントには234
マクロブロックが含まれており、従って1記録トラック
に圧縮した画像データを納めるために、HDTVの場合
には圧縮率を234/135(1.73)倍に高くす
る。
【0039】しかしながら、前記画像データ圧縮伸長回
路5において、圧縮率を高くすることは、前記量子化回
路73における量子化において、前記スケーリング係数
を大きめにすることのみで達成可能である。従って、本
実施例においてもHDTVと前記525/60Hzなら
びに625/50Hzのテレビ方式とで、画像データ圧
縮伸長回路5の共通性を損なうものでない。
路5において、圧縮率を高くすることは、前記量子化回
路73における量子化において、前記スケーリング係数
を大きめにすることのみで達成可能である。従って、本
実施例においてもHDTVと前記525/60Hzなら
びに625/50Hzのテレビ方式とで、画像データ圧
縮伸長回路5の共通性を損なうものでない。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、525
/60Hz方式ならびに625/50Hz方式のテレビ
方式、さらにはHDTV方式に対し、これらの映像信号
を高能率符号化して記録再生するディジタルVTRにお
いて、高能率符号化部やメカニズムを大幅に共通化で
き、ディジタルVTRの製造コスト低減が達成できる。
/60Hz方式ならびに625/50Hz方式のテレビ
方式、さらにはHDTV方式に対し、これらの映像信号
を高能率符号化して記録再生するディジタルVTRにお
いて、高能率符号化部やメカニズムを大幅に共通化で
き、ディジタルVTRの製造コスト低減が達成できる。
【図1】本発明の第1の実施例によるディジタルVTR
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図2】525/60Hz方式における画面分割と記録
トラックの関係を示す図である。
トラックの関係を示す図である。
【図3】625/50Hz方式における画面分割と記録
トラックの関係を示す図である。
トラックの関係を示す図である。
【図4】量子化係数テーブルの例を示す図である。
【図5】1次元スキャンの例を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施例によるディジタルVTR
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図7】HDTV方式における画面分割と記録トラック
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
1…VTRのメカニズム、 2…サーボ回路、 3…記録再生回路、 5…走査方式判別回路、 6…画面データ分割回路、 7…画像データ圧縮伸長回路、 61…デシメーション回路、 63…フレームメモリ、 65…マルチプレクサ、 71…DCT回路、 73…量子化回路、 75…量子化係数メモリ、 77…可変長符号化回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市毛 健志 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 (7)
- 【請求項1】N×Nの2次元ブロックの直交変換手段を
含む映像信号の高能率符号化手段を備えたディジタルV
TRの記録方式であって、画素密度を輝度信号と色差信
号とで画面の水平方向、垂直方向ともにn(整数):1
の比とし、かつnを輝度信号の有効画素数に対して水平
方向、垂直方向ともにnNで割り切れる値とし、画面位
置が一致するn×n個の輝度信号のブロックと色差信号
のブロックを1個づつ合計(n×n+2)個の直交変換
ブロックを有するマクロブロックを最小単位として、画
面内の映像データの並び換えを行い、該並び換えられた
画面をM個のセグメントに分割するセグメント分割手段
と該セグメントに対して高能率符号化後の発生データ量
が所定値以下とする高能率符号化手段と、映像信号の1
画面周期においてM個の記録トラックを形成する記録手
段とを有し、前記1セグメントで発生する符号化データ
を1記録トラックに記録するようにするとともに、異な
る2つのテレビ方式において、前記セグメント数Mが略
1画面周期の比と一致させるようにしたディジタルVT
Rの記録方式。 - 【請求項2】請求項1記載のディジタルVTRの記録方
式であって、高能率符号化手段として、前記直交変換手
段が離散コサイン変換(DCT)手段であり、DCTし
た周波数データを量子化する量子化手段、量子化後の周
波数データを可変長符号化する可変長符号化手段を有
し、輝度信号の周波数データ及び色差信号の周波数デー
タに対して前記量子化手段および可変長符号化手段を共
通に用いることを特徴とするディジタルVTRの記録方
式。 - 【請求項3】請求項1もしくは請求項2記載のディジタ
ルVTRの記録方式を用いたディジタルVTR。 - 【請求項4】請求項3記載のディジタルVTRであっ
て、テレビ方式を判別する方式判別手段を備え、2つの
テレビ方式の符号化データを記録再生することを特徴と
するディジタルVTR。 - 【請求項5】走査線が約1000本もしくはそれ以上を
有する高精細映像信号のN×Nの2次元ブロックの直交
変換手段を有する高能率符号化手段を備えたディジタル
VTRの記録方式であって、画素密度を輝度信号と色差
信号とで画面の水平方向、垂直方向ともにn:1の比と
し、かつnを輝度信号の有効画素数に対して水平方向、
垂直方向ともにnNで割り切れる値とし、画面位置が一
致するn×n個の輝度信号のブロックと色差信号のブロ
ックを1個づつ合計(n×n+2)個の直交変換ブロッ
クを有するマクロブロックを最小単位として、画面内の
映像データの並び換えを行い、該並び換えられた画面を
K個のセグメントに分割するセグメント分割手段と該セ
グメントに対して高能率符号化後の発生データ量が所定
値以下とする高能率符号化手段と、映像信号の1画面周
期においてL個の記録トラックを形成する記録手段とを
有し、前記1セグメントで発生する符号化データを1記
録トラックに記録するようにするとともに、1フレーム
周期がほぼ同じで、走査線数が約半分の通常精細度のテ
レビ方式に対して、前記セグメント数Lが通常精細度の
テレビ方式における数の2以上の整数倍としたことを特
徴とするディジタルVTRの記録方式。 - 【請求項6】請求項5記載のディジタルVTRの記録方
式を用いたディジタルVTR。 - 【請求項7】請求項6記載のディジタルVTRであっ
て、テレビ方式を判別する方式判別手段を備え、高精細
度のテレビ方式の符号化データと通常精細度の符号化デ
ータを記録再生することを特徴とするディジタルVT
R。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4190616A JPH0638239A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 符号化映像データ用ディジタルvtr |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4190616A JPH0638239A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 符号化映像データ用ディジタルvtr |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0638239A true JPH0638239A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16261040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4190616A Pending JPH0638239A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 符号化映像データ用ディジタルvtr |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0638239A (ja) |
-
1992
- 1992-07-17 JP JP4190616A patent/JPH0638239A/ja active Pending
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