JPH0779407A - ディジタルビデオ信号記録再生装置 - Google Patents

ディジタルビデオ信号記録再生装置

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JPH0779407A
JPH0779407A JP5174714A JP17471493A JPH0779407A JP H0779407 A JPH0779407 A JP H0779407A JP 5174714 A JP5174714 A JP 5174714A JP 17471493 A JP17471493 A JP 17471493A JP H0779407 A JPH0779407 A JP H0779407A
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幸雄 久保田
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啓二 叶多
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 PALplusデコーダを設けずに、PAL
plus方式のテレビジョン信号の記録を可能にする。 【構成】 Y/C分離回路42により分離されたY信
号,U信号,V信号及びヘルパー信号復調器43により
復調されたヘルパー信号は記録再生系4へ供給される。
記録再生系4は、Y信号、U信号、V信号を4:2:0
のコンポーネント符号化方式によりA/D変換を行い、
さらにDCT、可変長符号化によりデータを圧縮して記
録する。また、ヘルパー信号は、例えば6.75MH
z、4ビットで量子化して記録する。ヘルパー信号をA
/D変換前に6dBブーストし、Y信号と共にデータ圧
縮して記録してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、PALplus方式の
テレビジョン信号をディジタルデータに変換して記録す
るディジタルビデオ信号記録再生装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】アナログビデオ信号をA/D変換し、デ
ータ量を圧縮して記録するディジタルVTRが提案され
ている。図7はこのようなディジタルVTRにおけるビ
デオ信号記録再生系の1例を示すブロック図である。ま
ず、この図を参照しながら、ディジタルVTRについて
説明する。
【0003】入力されたアナログコンポーネントビデオ
信号(Y,U,V)はA/D変換器11によってディジ
タルコンポーネントビデオ信号に変換され、ブロッキン
グ回路12により水平方向8サンプル、垂直方向8ライ
ン(以下、8×8単位という)を1つのブロックとする
データにまとめられ、さらにY信号のブロック4個、U
信号とV信号のブロックの1個ずつ、計6個のブロック
によりマクロブロックが構成され、マクロブロック単位
でシャフリング及びY/C多重される。この8×8単位
のデータはDCT回路13により離散コサイン変換さ
れ、時間振幅領域のデータが周波数領域のデータに変換
される。離散コサイン変換されたデータはエンコーダ1
4により再量子化され、2次元ハフマン符号等により可
変長符号化されて、データ圧縮される。この場合、所定
数のマクロブロック(例、5マクロブロック)から構成
されるバッファリングユニットごとの全データ量が一定
量を越えないように前記の再量子化におけるステップ幅
が設定される。次に、フレーミング回路15において、
このようなバッファリングユニットを縦に複数個配置し
てフレーム化し、更にパリティ発生回路16においてE
CC(Error Correction Code)
である積符号構成のパリティを付加した後、チャンネル
エンコーダ17によりシリアルデータに変換して磁気テ
ープ(図示せず)に記録する。
【0004】再生時は、チャンネルデコーダ18により
データ検出、シリアル/パラレル変換が行われ、ECC
回路19によりエラー訂正が行われる。エラー訂正され
たデータはデフレーミング回路20により可変長符号の
ワード単位に分解され、デコーダ21により復号化、逆
量子化され、逆DCT回路22により逆離散コサイン変
換されて8×8単位のデータになる。このデータはデブ
ロッキング回路23によりデシャフリング、Y/C分
離、データ補間等が行われてディジタルコンポーネント
ビデオ信号に戻され、D/A変換器24により元のアナ
ログコンポーネントビデオ信号に変換されて出力され
る。
【0005】なお、実際には、U信号とV信号は別の信
号線に入出力されるが、この明細書では、便宜上、1本
の信号線として記載している。
【0006】このように構成されたディジタルVTR
に、例えばPAL方式のビデオ信号を4:2:0のコン
ポーネント符号化により記録する場合、Y信号について
は、図8(a)に示されているように、1フレームあた
り水平方向720サンプル、垂直方向576サンプルの
データが処理されるので、8×8単位のブロックが水平
方向に90個、垂直方向に72個並ぶことになる。同様
に、U信号及びV信号については、図8(b)に示され
ているように、それぞれ1フレームあたり水平方向36
0サンプル、垂直方向288サンプルのデータが処理さ
れるので、8×8単位のブロックが水平方向に45個、
垂直方向に36個並ぶことになる。そして、図8(c)
に示されているように、Y信号のブロック4個とU信号
及びV信号のブロック1個ずつ、計6個のブロックでマ
クロブロックを構成する。
【0007】このようなマクロブロックを1フレームの
画面全体で見ると、図9に示されているように、水平方
向45個、垂直方向36個、計1620個のマクロブロ
ックになる。
【0008】そして、図10に示されているように、こ
の1620マクロブロックのビデオデータを12本のト
ラック、したがって、1トラックあたり135マクロブ
ロックのビデオデータを磁気テープMT上の斜めのトラ
ックT0〜T11に記録する。
【0009】欧州におけるEDTV規格として、現行P
AL方式との両立性(Compatibility)を
維持しつつ、画面のワイド化を実現するPALplus
方式が提案されている。まず、図11及び図12を参照
しながら、PALplus方式の概略を説明する。
【0010】図11はPALplus方式のソースから
受像機までの画像を示す。まず、ソースは、(a)に示
されているように水平方向の有効サンプル数が720、
垂直方向の有効走査線数が576(ただし、これはY信
号の場合で、U信号及びV信号は水平方向の有効サンプ
ル数が360)であり、かつアスペクト比が16:9の
画像信号である。
【0011】この画像信号に対して、垂直方向の4本ご
とに1本間引く処理が行われ、(b)に示されているよ
うに、垂直方向の走査線が432本に削減された主画像
信号に変換される。そして、間引いた走査線のY信号成
分はその上下の走査線の平均レベルとの差信号を作成
し、(c)に示されているようにヘルパー信号とする。
この主画像信号とヘルパー信号は、(d)に示されてい
るように、主画像信号の上下にヘルパー信号を多重する
レターボックス方式により、アスペクト比が4:3の画
像信号にして伝送する。このとき、画像信号の垂直ブラ
ンキング期間にPALplus方式の信号であることを
示す識別コードを挿入しておく。
【0012】受像側では、PALplus方式のデコー
ダを持っていない現行のPAL方式の受像機で受像した
場合、(e)に示されているように、主画像信号に対応
する走査線432本分の画像の上下にヘルパー信号が表
示される。ただし、このヘルパー信号は、低レベルであ
り、かつ周波数成分が高く、また画面の端部にあるため
目立たない。
【0013】一方、PALplus方式のデコーダを備
えた受像機で受像した場合は、識別コードを検出してP
ALplus方式の信号であることを識別し、送像側で
間引いた走査線の信号をヘルパー信号に基づいて作成す
る。そして、元の576本の走査線を復元するので、
(f)のように576本の走査線を有するアスペクト比
16:9の画像が表示される。
【0014】図12(a)はPALplus方式のエン
コーダを示すブロック図である。まず、Y信号、U信号
及びV信号信号は、レターボック処理回路31へ入力さ
れ、ここで4本ごとに1本の走査線が間引かれ、図11
(b)の信号となりPALエンコーダ32へ供給され
る。また、図11(c)のヘルパー信号はヘルパー信号
変調器33へ供給される。
【0015】PALエンコーダ32には、4.43MH
zの副搬送波が供給されており、PAL方式のテレビジ
ョン信号を作成する。また、ヘルパー信号変調器33に
も4.43MHzの副搬送波が供給されており、ヘルパ
ー信号によりVSB変調が行われる。
【0016】PALエンコーダ32の出力及びヘルパー
信号変調器33の出力は、合成回路34により図11
(d)のように合成されてPALplus方式のテレビ
ジョン信号とされ、伝送される。
【0017】図12(b)はPALplus方式のデコ
ーダを示すブロック図である。まず、PALplus方
式のテレビジョン信号は、分離回路41により、変調さ
れているヘルパー信号とPAL方式の主画像信号とに分
離される。そして、変調されているヘルパー信号はヘル
パー信号復調器43によりヘルパー信号に復調され、逆
レターボックス処理回路44へ供給される。また、PA
L方式の主画像信号はY/C分離回路42によりY、
U、V信号に分離され、逆レターボックス処理回路44
へ供給される。逆レターボックス処理回路44は、送像
側で間引かれた走査線を作成し、図11(f)のように
576本の走査線を復元して出力する。なお、ヘルパー
信号はU信号成分及びV信号成分を含んでいないので、
U信号及びV信号は上下の走査線から復元する。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】このようなPALpl
us方式のテレビジョン信号をディジタルVTRに記録
する場合、PALplus方式のテレビジョン信号を図
12(b)のPALplusデコーダによりデコードし
てアナログコンポーネントビデオ信号を作成し、これを
図11の記録系へ入力することが考えられる。
【0019】しかしながら、このように構成すると、デ
ィジタルVTR内にPALplusデコーダを設けるこ
とが必要であるため、ディジタルVTRの回路規模が大
きくなってしまうという問題点があった。
【0020】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、PALplusデコーダを設
けずに、PALplus方式のテレビジョン信号の記録
が可能なディジタルビデオ信号記録再生装置を提供する
ことを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、請求項1に係る発明は、PALplus方式のテ
レビジョン信号をディジタルデータに変換して記録する
装置において、PALplus方式のテレビジョン信号
からヘルパー信号を復調する第1の手段と、第2の手段
により復調されたヘルパー信号を圧縮されていないディ
ジタルデータに変換する第2の手段と、PALplus
方式のテレビジョン信号から分離された主画像信号を圧
縮されたディジタルデータに変換する第3の手段と、第
2の手段の出力及び第3の手段の出力を記録媒体の別の
エリアに記録する手段とを備えることを特徴とするもの
である。
【0022】また、請求項2に係る発明は、PALpl
us方式のテレビジョン信号をディジタル信号に変換し
て記録する装置において、PALplus方式のテレビ
ジョン信号からヘルパー信号を復調する第1の手段と、
第1の手段により復調されたヘルパー信号を増幅する第
2の手段と、第2の手段の出力及びPALplus方式
のテレビジョン信号から分離された主画像信号を圧縮さ
れたディジタルデータに変換する第3の手段と、第3の
手段の出力データを記録媒体に記録する第4の手段とを
備えることを特徴とものである。
【0023】
【作用】請求項1に係る発明によれば、PALplus
方式のテレビジョン信号からヘルパー信号のみ復調し、
圧縮されていないディジタルデータに変換する。また、
PALplus方式のテレビジョン信号から分離された
主画像信号は圧縮されたディジタルデータに変換する。
そして、圧縮されていないディジタルデータと圧縮され
たディジタルデータを記録媒体の別のエリアに記録す
る。
【0024】請求項2に係る発明によれば、PALpl
us方式のテレビジョン信号から分離されたヘルパー信
号のみ復調し、増幅する。そして、PALplus方式
のテレビジョン信号から分離された主画像信号と共に圧
縮されたディジタルデータに変換して記録する。
【0025】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例によるデ
ィジタルビデオ信号記録再生装置のビデオ信号処理系の
概略ブロック図である。この図において、図12(b)
と対応する部分には同一の番号が付してある。
【0026】図1において、チューナ1から出力された
PALplus方式のテレビジョン信号は、分離回路4
1により主画像信号とヘルパー信号とに分離され、主画
像信号はY/C分離回路42へ、ヘルパー信号はヘルパ
ー信号復調器43へ供給される。主画像信号はY/C分
離回路42によりY,U,V信号に分離され、Y信号は
スイッチング回路SWへ供給され、U信号とV信号は記
録再生系4へ供給される。また、ヘルパー信号はヘルパ
ー信号復調器43により復調され、スイッチング回路S
Wへ供給される。スイッチング回路SWへ供給されたY
信号とヘルパー信号は、所定のタイミングで切り換えら
れ、記録再生系4へ供給される。記録再生系4では、入
力されたY信号,U信号,V信号及びヘルパー信号をそ
れぞれディジタル化して記録、再生する(詳細は後
述)。
【0027】このように、本発明では、PALplus
方式のテレビジョン信号を完全にデコードせず、ヘルパ
ー信号のみ復調して記録再生系4へ供給するので、PA
Lplusデコーダにおいて回路規模の大きい逆レター
ボックス処理回路44が不要になる。
【0028】次に、記録再生系4の構成について説明す
る。 (第1実施例)図2は記録再生系の第1実施例のブロッ
ク図である。ここで、図7と対応する部分には同一の番
号が付してある。
【0029】この図において、Y信号とヘルパー信号は
第1のスイッチング回路SW1により、Y信号がA/D
変換器11へ供給され、ヘルパー信号がA/D変換器2
5へ供給されるように振り分けられる。また、U信号及
びV信号はA/D変換器11へ供給される。
【0030】A/D変換器11へ供給されたY信号,U
信号,V信号がエンコーダ14から出力されるまでの処
理は、図7の場合と基本的に同一である。一方、ヘルパ
ー信号はA/D変換器25において、主画像信号のY信
号成分よりも低いサンプリング周波数、少ないビット数
(例、6.75MHz、4ビット)でディジタル信号に
変換され、メモリ26に記憶される。
【0031】エンコーダ14の出力及びメモリ26の出
力は、第2のスイッチング回路SW2を介してフレーミ
ング回路15へ入力される。フレーミング回路15にお
いて、エンコーダ14から出力されたバッファリングユ
ニットとメモリ26から出力されたディジタル化された
ヘルパー信号(以下、ディジタルヘルパー信号という)
とを、後述のトラックフォーマットに応じてフレーム化
する。また、この時、PALplus方式のテレビジョ
ン信号の垂直ブランキング期間から抽出したIDコード
をバッファリングユニットに付加する。フレーミング回
路15の出力はパリティ発生回路16において積符号構
成のパリティを付加した後、チャンネルエンコーダ17
によりシリアルデータに変換して磁気テープに記録す
る。
【0032】ここで、本実施例におけるブロッキング動
作及びトラックフォーマットについて説明する。主画像
信号を4:2:0のコンポーネント符号化により記録す
る場合、Y信号については、図3(a)に示されている
ように、1フレームあたり水平方向720サンプル、垂
直方向432サンプルのデータが処理されるので、8×
8単位のブロックが水平方向に90個、垂直方向に54
個並ぶことになる。同様に、U信号及びV信号について
は、図3(b)に示されているように、それぞれ1フレ
ームあたり水平方向360サンプル、垂直方向216サ
ンプルのデータが処理されるので、8×8単位のブロッ
クが水平方向に45個、垂直方向に27個並ぶことにな
る。
【0033】そして、図8(c)と同様に、Y信号のブ
ロック4個とU信号及びV信号のブロック1個ずつ、計
6個のブロックでマクロブロックを構成すると、1フレ
ームの画面全体では、図4に示されているように、水平
方向45個、垂直方向27個、計1215個のマクロブ
ロックになる。
【0034】これを、図9の場合と比較すると、1フレ
ームで405マクロブロック、1トラックあたり33.
75マクロブロック少なくなるので、この部分にディジ
タルヘルパー信号を記録する。
【0035】図5はトラックフォーマットの1例であ
る。このパターンでは、トラックの入口側に主画像信号
を記録し、出口側にディジタルヘルパー信号を記録す
る。ただし、トラックごとに整数個のマクロブロックを
配置する必要があるので、12トラックで1215マク
ロブロックになるように振り分けて記録する。
【0036】トラックフォーマットの他の例としては、
例えば、12トラックのうち、所定の9トラック(例、
T0〜T8)に主画像信号を記録し、残りの3トラック
(例、T9〜T11)にディジタルヘルパー信号を記録
することもできる。
【0037】次に、主画像信号及びヘルパー信号のサン
プリング周波数及びビット数について説明する。図7の
ディジタルVTRにおいては、Y信号は13.5MH
z、U信号及びV信号は6.75MHzでサンプリング
し、それぞれ8ビットで量子化する。そして、このよう
にしてディジタル化したビデオデータをほぼ25Mbp
sに圧縮して記録する。したがって、本実施例では25
Mbpsの1/4である6.25Mbpsをディジタル
ヘルパー信号に割り当てることができる。ヘルパー信号
をY信号のサンプリング周波数の1/2の6.75MH
zでサンプリングを行い、nビットで量子化した場合、
(720/2)×(576/4)×n×30≒n×1.
56Mbpsになる。したがって、n=4ビットで量子
化して記録することが可能である。
【0038】このように記録されたデータは、チャンネ
ルデコーダ18によりデータ検出、シリアル/パラレル
変換が行われ、ECC回路19によりエラー訂正が行わ
れ、デフレーミング回路20へ供給される。デフレーミ
ング回路20は、バッファリングユニットを可変長符号
のワード単位に分解し、第3のスイッチング回路SW3
を介してデコーダ21へ供給する。また、デフレーミン
グ回路20は、ディジタルヘルパー信号を第3のスイッ
チング回路SW3を介してメモリ27へ供給する。
【0039】デコーダ21へ供給されたデータは、図7
の場合と同様に、復号化、逆量子化され、逆DCT回路
22により逆離散コサイン変換されて8×8単位のデー
タになる。このデータはデブロッキング回路23により
デシャフリング、Y/C分離、データ補間等が行われて
ディジタルコンポーネントビデオ信号に戻され、D/A
変換器24により元のアナログコンポーネントビデオ信
号(Y,U,V)に変換されて出力される。そして、加
算器29において、再生データから分離したPALpl
us方式を識別するIDが、Y信号の垂直ブランキング
期間に再挿入される。
【0040】一方、メモリ27に記憶されたディジタル
ヘルパー信号は、所定のタイミングで読み出され、D/
A変換器28により元のヘルパー信号に変換される。
【0041】加算器29から出力されるY信号とD/A
変換器28から出力されるヘルパー信号は、第4のスイ
ッチング回路4を介して出力される。また、U信号とV
信号はD/A変換器28から直接出力される。
【0042】このように、本実施例では、ヘルパー信号
を圧縮しないで記録、再生しているので、ヘルパー信号
が量子化歪を受けることはない。
【0043】(第2実施例)図6は記録再生系の第2実
施例のブロック図である。ここで、図1と対応する部分
には同一の番号が付してある。
【0044】本実施例では、Y信号とヘルパー信号はブ
ースト−アンプ31を介してA/D変換器11へ入力さ
れる。ブースト−アンプ31は、制御信号により、ヘル
パー信号が入力される期間のみ、例えば6dB増幅する
ように構成されている。A/D変換器11へ入力された
Y信号、ヘルパー信号、U信号及びV信号は、図7の場
合と同様に処理され、記録れる。したがって、本実施例
では、ヘルパー信号もY信号等と共に圧縮、符号化さ
れ、記録される。なお、本実施例でも、第1実施例と同
様、フレーミング回路15において、バッファリングユ
ニットにPALplus方式を識別するIDを付加す
る。
【0045】再生時も、図7の場合と同様に処理され、
D/A変換器24からY信号、ヘルパー信号、U信号、
V信号が出力される。そして、第1実施例と同様に、加
算器29において、再生データから分離したPALpl
us方式を識別するIDが、Y信号の垂直ブランキング
期間に再挿入される。加算器29の出力は減衰器32を
介して出力される。減衰器32は、制御信号により、ヘ
ルパー信号が入力される期間のみ、ブースト−アンプ3
1で増幅した分だけ減衰させるように構成されている。
【0046】このように、本実施例では、低レベルの信
号であるヘルパー信号のレベルを高くしているので、ヘ
ルパー信号がDCT回路において量子化歪を受けること
を防止することができる。また、A/D変換器11から
D/A変換器24までの記録再生系は、図7に示されて
いるPAL方式のものと特別異なる部分がないので、P
AL方式のディジタルVTRと共通に用いることが容易
である。
【0047】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ヘルパー信号のみを復調して記録するので、P
ALplusデコーダを設けずにPALplus方式の
テレビジョン信号を記録することが可能になる。
【0048】また、ヘルパー信号をデータ圧縮しないで
記録するか、又は増幅した後、データ圧縮して記録して
いるので、圧縮による量子化歪み受けずに記録すること
ができる。このため、記録媒体を再生し、PALplu
s方式の信号をデコードしても良好な画像を再生するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるディジタルビデオ信号記
録再生装置のビデオ信号処理系の概略ブロック図であ
る。
【図2】本発明の実施例における記録再生系の第1実施
例のブロック図である。
【図3】本発明の実施例におけるブロッキング動作を示
す図である。
【図4】本発明の実施例における主画像1画面のマクロ
ブロックを示す図である。
【図5】本発明の実施例におけるトラックフォーマット
の1例を示す図である。
【図6】記録再生系の第2実施例のブロック図である。
【図7】従来のディジタルVTRにおけるビデオ信号記
録再生系の1例を示すブロック図である。
【図8】従来のディジタルVTRにおけるブロッキング
動作を示す図である。
【図9】従来のディジタルVTRにおける1フレームの
マクロブロックを示す図である。
【図10】従来のディジタルVTRにおけるトラックフ
ォーマットを示す図である。
【図11】PALplus方式のソースから受像機まで
の画像を示す図である。
【図12】PALplus方式のエンコーダ及びデコー
ダを示すブロック図である。
【符号の説明】
11,25…A/D変換器、12…ブロッキング回路、
13…DCT回路、14…エンコーダ、15…フレーミ
ング回路、26…メモリ、31…ブーストアンプ、43
…ヘルパー信号復調器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)PALplus方式のテレビジョ
    ン信号からヘルパー信号を復調する第1の手段と、
    (b)該第1の手段により復調されたヘルパー信号を圧
    縮されていないディジタルデータに変換する第2の手段
    と、(c)前記PALplus方式のテレビジョン信号
    から分離された主画像信号を圧縮されたディジタルデー
    タに変換する第3の手段と、(d)前記第2の手段の出
    力及び第3の手段の出力を記録媒体の別のエリアに記録
    する手段とを備えることを特徴とするディジタルビデオ
    信号記録再生装置。
  2. 【請求項2】 (a)PALplus方式のテレビジョ
    ン信号からヘルパー信号を復調する第1の手段と、
    (b)該第1の手段により復調されたヘルパー信号を増
    幅する第2の手段と、(c)該第2の手段の出力及び前
    記PALplus方式のテレビジョン信号から分離され
    た主画像信号を圧縮されたディジタルデータに変換する
    第3の手段と、(d)該第3の手段の出力データを記録
    媒体に記録する第4の手段とを備えることを特徴とする
    ディジタルビデオ信号記録再生装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0748131A2 (en) * 1995-06-05 1996-12-11 Sony Corporation Signal recording and reproduction
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