JPH08163490A - ビデオテープレコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】デジタルＶＴＲの高速再生を実現する上で、視
覚上見易くするために、１再生画面を構成するフレ−ム
数を減少させ、かつ同一時間のフレ−ムに属する再生デ
−タのブロック面積を増大させること。 【構成】映像信号、音声信号情報を含む信号情報１フレ
ーム分のをディジタル信号に変換し、該ディジタル信号
をヘリカルスキャン方式により磁気テープ上に、 Ｎ本
（Ｎは正整数）のトラックに分割記録するビデオテープ
レコーダにおいて、通常記録または通常再生時における
シリンダの回転数をＡとした時、Ｐ（Ｐは１より大きい
整数）倍速高速再生時にはシリンダ回転数を少なくとも
Ａよりも増大して再生するようにした。また、Ｑ倍速
（Ｑは１より大きい数）ダビング時においては、シリン
ダ回転数をＱ×Ａに増大し、マスター側からスレーブ側
のビデオテープレコーダ、またはその逆方向へダビング
記録できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号、音声信号情
報を含む信号情報１フレーム分をディジタル信号に変換
し、該ディジタル信号をヘリカルスキャン方式により磁
気テープ上のトラックに分割記録するビデオテープレコ
ーダ（ＶＴＲ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ＶＨＳ、８ミリＶＴＲなどに代表
されるアナログＶＴＲは、全世界に広く普及している。
しかし、アナログ記録あるいはＶＴＲの規格が古くなっ
たためなどによる技術的限界、例えば画質（解像度、色
信号の帯域不足）や機能の面などで、これ以上フォーマ
ット上で、改善の余地がなくなってきているのが、現状
である。この現状を打破するために、新しい次世代のＶ
ＴＲ即ち民生用ディジタルＶＴＲの開発が進められてい
る。

【０００３】業務用のディジタルＶＴＲでは、ＮＴＳＣ
やＰＡＬ方式など現行の放送方式では約２００Ｍｂｐｓ
のデータを、またハイビジョン（ＨＤ）では約１Ｇｂｐ
ｓのデータを記録再生する必要がある。しかし、民生用
として考えた場合、これだけの膨大な情報量を記録する
には装置が余りにも大きくなり過ぎ、また情報量として
も十分冗長度がありすぎる（過剰品質）ものである。

【０００４】一方、最近の画像圧縮技術の発達は、非常
に目を見張るものがある。圧縮技術については、様々な
研究が進められているが、ＭＰＥＧ（Motion Picture I
mageCoding Experts Group）や民生用ディジタルＶＴＲ
で採用されている画像圧縮技術であるＤＣＴ（Discrete
Cosine Transform） が、一般によく使われている。
このＤＣＴを用いて、ＳＤ（Standard Definition の略
で、NTSCやPALなどの現行放送方式）で約２５Ｍｂｐ
ｓ、ＨＤ（High Definitionの略で、ハイビジョンをさ
す）で約５０Ｍｂｐの画像データに圧縮して、記録再生
する民生用をターゲットとしたディジタルＶＴＲの規格
が定められている。

【０００５】このディジタルＶＴＲの規格の概要につい
ては、様々な文献（例えば『データ圧縮とディジタル変
調』、日経ＢＰ社 1993年10月発刊 など）に記載されて
いるが、ここでその要部について簡単に説明しておく。

【０００６】まず、画像圧縮についてＮＴＳＣ方式の場
合を例に採って、以下に説明する。図３（ａ）は、１フ
レームの画像データが複数の圧縮ブロック（１ＤＣＴブ
ロック）に分割される様子を示す。１フレームの輝度信
号（Ｙ）は１３．５ＭＨｚでサンプリングされ、１水平
ラインは有効画素７２０サンプルとなる。また、垂直方
向の有効ライン数は４８０である。従って、１ＤＣＴブ
ロックは８×８画素であるので、輝度信号については、
１フレームは９０×６０ＤＣＴブロックとなる。

【０００７】実際には、輝度信号（Ｙ）の他、２つの色
差信号（ＣR、ＣB）があるが、これらの信号について
は、サンプリング周波数は、Ｙ：ＣR：ＣB＝４：１：１
の関係がある。色差信号についても、輝度信号（Ｙ）と
同様であるので、説明は省略する。

【０００８】図３（ｂ）は、Ｙ、ＣR、ＣBの各ＤＣＴブ
ロックをまとめた単位、すなわちマクロブロック構成を
示している。Ｙ信号を４ＤＣＴブロックに対して、ＣR
とＣB信号を各１ＤＣＴブロックとして、これらを１ま
とめにして１マクロブロックを構成する。従って、同図
に示すように、１フレームは２２．５×６０のマクロブ
ロックから構成される。

【０００９】図４はマクロブロックとテ−プ上の記録ト
ラックとの位置関係を示している。１フレ−ムのデ−タ
は１０本のトラック上のビデオエリアに記録される。ビ
デオエリアは、図７に示す１４９個のシンクブロックと
呼ばれる単位に分割されており、この中で誤り訂正やビ
デオＡＵＸ信号を記録するための１４個のシンクブロッ
クの領域を除き、１３５個のシンクブロックが記録領域
として使用される。基本的に１マクロブロックが、１シ
ンクブロックに対応している。

【００１０】従来例の記録／再生系のブロック図を図５
に示す。原信号（約２００Ｍｂｐｓ）から有効領域（７
２０画素×４８０ライン）が抽出回路で抽出され、フレ
−ムメモリ１に格納される。次にブロック分割回路２に
よりマクロブロック、ブロック単位に分割されて、画像
圧縮回路３によりビットレ−トが約２５Ｍｂｐｓに低減
される。次に記録回路９によりマクロブロック単位にシ
ンクブロックを構成してテープ上に記録される。ここ
で、詳細に記録回路９について説明しておく。

【００１１】図６は、記録回路９の構成を示したもので
ある。画像圧縮回路３によりビットレ−トが約２５Ｍｂ
ｐｓに低減されたデータは、書き込みアドレス制御回路
１３により、図４及び図７に従ってトラック単位でＲＥ
Ｃ（記録）メモリ１２に書き込まれる。ＲＥＣメモリ１
２書き込まれたデータは、読み出しアドレス制御回路１
４により誤り訂正符号生成回路１５に読み出され、図７
（ａ）に示す訂正ブロックに従ってまずＣ２パリティが
生成され、書き込みアドレス制御回路１３によって、再
びＲＥＣメモリ１２に書き込まれる。同様に、Ｃ１パリ
ティが生成されＲＥＣメモリ１２に書き込まれる。

【００１２】次に、読み出しアドレス制御回路１４によ
り図７に示す訂正ブロックに従って、画像データ等が読
み出され、読み出しに同期してＩＤ生成回路１６からＩ
ＤとＳＹＮＣ信号が生成されて、同データの頭に付加さ
れてシンクブロックが構成される。この後、磁気テープ
に記録するために適したディジタル信号に変調（１８）
され、ＲＥＣアンプで増幅されヘッド２０によって磁気
テープ上に記録されることになる。

【００１３】再生時は、上記の記録時の処理と逆の処理
が行われる。すなわち、ヘッド２０により磁気テープか
ら再生された信号は、ＰＢアンプ２１により増幅され、
波形等化回路２２に入力される。ここでは、磁気記録に
より失われた低周波数成分や高周波数成分が補償され
る。この波形等化処理後の信号と、クロック再生回路２
３で生成されるクロックを用いて、復調回路２４で元の
ディジタル信号が復元される。この復調されたディジタ
ル信号は、ＳＹＮＣ・ＩＤ検出回路２５でまずＳＹＮＣ
信号が検出され、この信号を基準にしてＩＤ信号と画像
信号などが分離される。分離かつ処理されたＩＤ信号を
基にして、書き込みアドレス制御回路は、シンクブロッ
ク内の画像データなどをＰＢ（プレイバック）メモリ２
９に書き込む。ＰＢメモリ２９に書き込まれた画像デー
タは、誤りを含んでいるので、読み出しアドレス制御回
路２６はＰＢメモリ２９から画像データを誤り訂正回路
２８に読み出し、まずＣ１パリティを用いて訂正処理が
行われる。訂正後のデータは、書き込みアドレス制御回
路２７によってＰＢメモリ２９に一旦書き込まれる。同
様に、Ｃ２パリティを用いて訂正動作を繰り返す。この
訂正処理で訂正できなかったデータにエラーフラグが付
加され、この後で述べる画像伸長回路６で前フレームデ
ータに置き換えるなどの補間処理が行われる。ここまで
の再生処理は、図５に示す再生回路１０の信号処理の詳
細である。

【００１４】再生回路１０で処理された再生デ−タは、
画像伸長回路６に送られ、伸長処理が行われて画像デー
タが復元される。この復元されたデ−タはフレ−ムメモ
リ１に蓄積され再生画像が得られる。このときテ−プ走
行制御回路７は再生倍速に応じた制御を行うが、シリン
ダ回転数はシリンダ定速化回路８により記録時と同じ回
転数を保つように制御されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図８に示すよ
うな４５００ｒｐｍのシリンダ回転数で９０度おきに
Ｂ、Ａの２種類のアジマスを持つ４つのヘッドを取りつ
けた場合の例について示す。２倍速での特殊再生時の各
ヘッドのテ−プ上での軌跡は図９（ａ）のようになり、
実線で囲まれた領域が記録されたトラック、破線で囲ま
れた領域が２倍速再生時のヘッド軌跡を示す。信号はア
ジマス記録されているため、実際には同一アジマスとな
る部分（ハッチングで表示）からのみ出力信号が得られ
ることになる。この出力信号を図９（ｂ）に示す。この
出力信号は、トラック幅に対する同一アジマス部分の幅
の比：αに比例する。さらにディジタル記録／再生の場
合は、出力信号レベルがあるしきい値以下では正常なデ
−タとして再生できないため、このしきい値をα＝５０
％以上に設定すると、結果として再生出力が得られる領
域は図９（ｃ）のハッチング部で示される場所となる。

【００１６】このときの再生画像は図９（ｄ）のように
なり、黒で示すような再生されない領域ができたり、薄
いハッチングおよび濃いハッチングで示されるように時
間的に異なる複数のフレ−ムからブロック状に構成され
るモザイク画像となるため、視覚上見づらい画像となっ
てしまう。

【００１７】本発明は、このようなディジタルＶＴＲの
高速再生を実現する上で、視覚上見易くするために、１
再生画面を構成するフレ−ム数を減少させ、かつ同一時
間のフレ−ムに属する再生デ−タのブロック面積を増大
させる方法を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、映像信号、音
声信号情報を含む信号情報をディジタル信号に変換し、
該ディジタル信号をヘリカルスキャン方式により磁気テ
ープ上に、 Ｎ本（Ｎは正整数）のトラックに分割記録
するビデオテープレコーダにおいて、通常記録または通
常再生時におけるシリンダの回転数をＡとした時、Ｐ
（Ｐは１より大きい整数）倍速高速再生時にはシリンダ
回転数を少なくともＡよりも増大して再生するようにし
たビデオテープレコーダである。

【００１９】また、本発明ではＱ倍速（Ｑは１より大き
い数）ダビング時においては、マスター側のシリンダ回
路数をＱ×Ａ以上に、スレーブ側のシリンダ回転数をＱ
×Ａに増大し、マスター側からスレーブ側のビデオテー
プレコーダ、またはその逆方向へダビング記録できる。

【００２０】

【作用】上記の構成によれば、シリンダの高速回転によ
り多くの情報量が得られる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２２】図１は本発明を実施したディジタルＶＴＲ
の概略ブロック図、図２はその記録回路および再生回路
の詳細を示しており、図５および図６と同一部分には同
一符号を付してその重複説明は省略する。

【００２３】すなわち、フレ−ムメモリ１からテ−プ走
行制御回路７までの各部分の動作は図５の従来例と基本
的に同じであるが、シリンダ回転数はシリンダ回転制御
回路８により、標準の回転数のｎ倍に可変速制御され
る。ｎ倍の特殊再生時には、シリンダ回転制御回路８か
らは、再生回路５に、シリンダの回転数がｎ倍にかわっ
たことを示す“シリンダｎ倍回転信号”を出力する。こ
の信号は、図２においてＰＢアンプ２１及び等化回路２
２、更にクロック再生回路２３に入力され、シリンダが
ｎ倍に変わったことにより信号の周波数がｎ倍に広がっ
た対応が行われる。即ち、ＰＢアンプ２１及び等化回路
では、信号帯域が基本的にｎ倍に広がる。また、クロッ
ク再生回路２３もＰＬＬの中心周波数がｎ倍の周波数と
なる。他の信号処理回路は、基本的には従来と同様の動
作で良いが、動作周波数はｎ倍となる。しかし、訂正処
理後のＰＢメモリー２９から画像伸長回路６へのデータ
転送は、従来とほぼ同じ動作でよい。

【００２４】次に、１つの例として、図８のシリンダ／
ヘッド構成で２倍速再生時に、シリンダ回転数を２倍の
９０００ｒｐｍにした場合を説明する。従来では、図８
のシリンダ／ヘッド構成で２倍速再生においては、通常
記録再生時と同じく４５００ｒｐｍで再生することにな
る。この時の各トラックの再生信号の読み出し可能な領
域、再生画面の状態は、先ほど従来例で説明したよう
に、図９に示すものとなる。本発明によると、各ヘッド
のテ−プ上での軌跡は図１０（ａ）のようになり記録及
び通常再生時と全く同じとなる。従って、このときの再
生画像は図１０（ｂ）のようにモザイクでないクリ−ン
な画像となる。

【００２５】一般に、ｎ倍速再生時にシリンダ回転数も
ｎ倍にすればクリ−ンな再生画像が得られるが、シリン
ダ回転数を倍速数と同じにできない場合でも回転数だけ
を適当に上げることにより、ビデオトラックから得られ
る情報量が増大し、上記の場合と同様な画質改善が行え
る。

【００２６】例えば図１１（ａ）に図８のシリンダ／ヘ
ッド構成での２．７５倍速再生時の再生画像と図１１
（ｂ）に回転数を９０００ｒｐｍに上げた場合の再生画
像を示す。図１１（ｂ）は図１１（ａ）に比べ１再生画
面を構成するフレ−ム数が７から４へ減少し、かつ同一
時間のフレ−ムに属する再生デ−タのブロック面積が増
大し、視覚的に見易い再生画面がえられる。

【００２７】上記したように、ｎ倍速再生時にシリンダ
回転数をｎ倍にあげた場合、記録トラックを完全にトレ
ースすることができるので、記録データを原理的に完全
に再生することができる。

【００２８】従って、本発明では図１および図２の構成
のディジタルＶＴＲを２台用いてｎ倍速のダビングが可
能なシステムを構成できる。

【００２９】いま、再生側のディジタルＶＴＲをマスタ
ー側とした場合を図１と図２を用いて説明する。

【００３０】ｎ倍速再生において、データが訂正処理さ
れＰＢメモリー２９に一旦保持されるところまでの説明
は、先ほど述べたものと同様であるのでその説明は省略
するが、ダビング時は訂正処理された画像データは、Ｐ
Ｂメモリー２９から読み出され、ディジタルＩＦ（イン
ターフェース）３０を介して、記録側（スレーブ側）の
ディジタルＶＴＲのディジタルＩＦ３０に入力され、Ｒ
ＥＣメモリー１２に書き込まれるようになっている。そ
して、書き込まれた画像データは、従来例で説明した記
録処理と同様の処理が行われる。但し、ディジタルダビ
ングということで、マスター側とスレーブ側のディジタ
ルＶＴＲ間で同期がとられるようになっていることは言
うまでもない。

【００３１】尚、上記では、ｎ倍速再生時にシリンダ回
転数をｎ倍にあげてダビングするようにしているが、再
生速度とシリンダの回転数と比例関係にせず、例えば２
倍速再生時に、シリンダの回転数を９０００回転（１倍
速再生時のシリンダの回転数を４５００回転とする）の
倍の１８０００回転にすることにより、同一トラックを
２回トレースするようになし、同一トラックから２倍の
情報量が得られるようにすることによってデータの再現
性の向上、ひいてはダビング時における記録および再生
画質／音質の向上を図ることができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明により、特殊再生時における１再
生画面を構成するフレ−ム数が減少し、かつ同一時間の
フレ−ムに属する再生デ−タのブロック面積が増大する
ため、再生画面の視覚的な見易さが大きく改善される。
またテ−プ速度の倍速数に合わせてシリンダ回転数をあ
げる場合には、記録時のトラックを完全にトレ−スでき
るため、モザイク画像でないクリ−ンな再生画像を実現
できる。さらに２台のディジタルＶＴＲでダビングを行
う場合、再生側および記録側ともにｎ倍速でテ−プを送
り、ｎ倍速でシリンダを回転させて記録／再生を行った
場合、ｎ倍速の高速ダビングが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したデジタルＶＴＲの概略ブロッ
ク図である。

【図２】図１の記録回路と再生回路の詳細なブロック図
である。

【図３】画像がブロック単位に圧縮／記録されることを
示す図である。

【図４】画像がブロック単位に圧縮／記録されることを
示す図である。

【図５】従来技術のディジタルＶＴＲの概略ブロック図
である。

【図６】図５の記録回路と再生回路の詳細なブロック図
である。

【図７】ディジタルＶＴＲの訂正ブロック構成とシンク
ブロック構成を示す図である。

【図８】ディジタルＶＴＲでのシリンダ／ヘッド構成の
一例を示す図である。

【図９】従来技術での特殊再生時の再生信号及び再生画
像の一例を示す図である。

【図１０】本発明による特殊再生画像の一例を示す図で
ある。

【図１１】本発明による特殊再生画像の他の例を示す図
である。

【符号の説明】 １ フレームメモリ ２ ブロック分割回路 ３ 画像圧縮回路 ４ 記録回路 ５ 再生回路 ６ 画像伸長回路 ７ テープ走行制御回路 ８ シリンダ回転制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 達雄 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号、音声信号情報を含む信号情報を
   ディジタル信号に変換し、該ディジタル信号をヘリカル
   スキャン方式により磁気テープ上に、 Ｎ本（Ｎは正整
   数）のトラックに分割記録するビデオテープレコーダに
   おいて、通常記録または通常再生時におけるシリンダの
   回転数をＡとした時、Ｐ（Ｐは１より大きい整数）倍速
   高速再生時にはシリンダ回転数を少なくともＡよりも増
   大して再生することを特徴とするビデオテープレコー
   ダ。
2. 【請求項２】請求項１において、Ｑ倍速（Ｑは１より大
   きい数）ダビング時においては、マスター側のシリンダ
   回転数でＱ×Ａ以上に、スレーブ側のシリンダ回転数を
   Ｑ×Ａに増大し、マスター側からスレーブ側のビデオテ
   ープレコーダ、またはその逆方向へダビング記録できる
   ことを特徴とするビデオテープレコーダ。