JPH1042256A

JPH1042256A - ディジタル画像信号記録装置

Info

Publication number: JPH1042256A
Application number: JP8210648A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Teranishi; 康彦寺西
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-07-22
Also published as: JP3166969B2

Abstract

(57)【要約】【課題】固定された所定の量子化ビット数の画像信号
（ＳＤ信号）及びより大きな量子化ビット数の静止画像
信号を記録可能なディジタル画像記録装置を提供する。【解決手段】１０ビットで量子化された静止画像信号
をＨＤフレームメモリ１５に格納し、１フレームの画像
信号を画面領域で１６分割する。次いで記録処理回路１
７において、１０ビットの画像信号を８ビットの上位ビ
ットデータと下位ビットデータとに分割し、ダミーデー
タの付加及び画素の並べ替えを行ってＳＤ信号の画像デ
ータに変換する。このときＶＴＲ部２においてＤＣＴ演
算の単位となるＤＣＴブロックを構成するように画素の
並べ替えを行う。変換した画像データをＳＤ信号を記録
するＶＴＲ部２に入力し、磁気テープ４１に記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル画像信
号記録装置及び記録再生装置に関し、特に高精細度の静
止画像信号を記録／再生するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データを情報圧縮して記録を行うデ
ィジタルＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）の規格として
「ＤＶＣ」と呼ばれる規格（以下「ＤＶＣ規格」とい
う）が提案されている（例えば、National Technical R
eport Vol. 41 No.2 Apr. 1995第４８頁から第５５
頁）。このＤＶＣ規格には、現行放送レベルの通常解像
度の画像信号（ＳＤ信号）を記録するための規格と、高
精細度の画像信号（ＨＤ信号）を記録するための規格と
があるが、ＳＤ信号を記録するための規格の概要を以下
に説明する。

【０００３】映像信号は、いわゆる５２５／６０方式
（ＮＴＳＣ方式などがこれに相当する）では、（４：
１：１）で標本化される。そして、輝度（Ｙ）信号につ
いては、水平方向の有効画素数７２０画素、垂直方向の
有効ライン数はフレーム内で４８０本、色差（Ｃｂ、Ｃ
ｒ）信号については、水平方向の有効画素数１８０画
素、垂直方向の有効ライン数は輝度信号と同じ４８０本
である。

【０００４】これらの有効画素データをブロック化して
ＤＣＴ（離散コサイン変換）演算を行う。ＤＣＴ演算の
ためのブロック（以下「ＤＣＴブロック」という）は、
具体的には輝度（Ｙ）信号及び色差（Ｃｂ、Ｃｒ）信号
のそれぞれについて１フレームの画素に対して水平８画
素×垂直８画素で区切って構成される。そして、図１２
に示すように、画面上の同じ位置の同じ面積に対応する
Ｙ信号のＤＣＴブロック４つと、Ｃｂ信号及びＣｒ信号
のＤＣＴブロック１つずつとからなる６ＤＣＴブロック
を「マクロブロック」と呼ぶ。さらに１フレームの画面
を２７マクロブロック単位で分割し、図１３に示すよう
にスーパーブロックを構成する。そして、図１３の中で
各列から１つのスーパーブロックを選択し、それぞれの
スーパーブロックから１つのマクロブロックを取り出
し、５個のマクロブロックで１ビデオセグメントを構成
する。圧縮時には、ビデオセグメント単位でデータ量が
所定量以内となるように制御される。

【０００５】ＤＣＴ演算としては、フレーム単位で水平
８画素×垂直８画素で８×８のＤＣＴを行うモードと、
フィールド単位で水平８画素×垂直４画素で８×４のＤ
ＣＴを行い、２つのフィールドの各ＤＣＴ係数の和と差
をとって８×８のブロックを構成するモードとが設けら
れており、符号化時に適応的に切り換え可能とされてい
る。ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数は、量子化と
可変長符号化を施した後のデータ量が所定値以下で且つ
最もその所定値に近い値となるように、量子化テーブル
を選択して量子化される。

【０００６】量子化及び可変長符号化後のデータは、マ
クロブロック単位で図１４に示すようにフォーマティン
グされ、さらに図１５に示すようにＳＹＮＣワード、Ｉ
Ｄコード及び誤り訂正のためのパリティーワードが付加
されたシンクブロックの形で磁気テープ上に記録され
る。１フレームの画像データは、１０本のトラックに分
割されて記録される。図１３のスーパーブロックの横１
行分の画像データが１本のトラックに記録される。図１
６は１トラック上のデータの配置を示す図である。

【０００７】図１４に示すようにフォーマティングされ
たデータには、復号に必要な諸パラメータ（エラー及び
コンシールの情報ＳＴＡ、選択した量子化テーブルの番
号ＱＮＯなど）も含まれる。ここで１ビデオセグメント
のデータは、５シンクブロックに格納される。このとき
直流成分のデータは図のＤＣ領域（ＤＣ０からＤＣ５）
に格納され、交流成分はＡＣ領域に格納される。交流成
分は、直流成分と同一のシンクブロック内の該当ＤＣＴ
ブロックのＡＣ領域に格納するのを基本とするが、デー
タ量が割り当てられた場所の容量よりも多くなった場合
には、同一のシンクブロック内の空いているＡＣ領域や
同一ビデオセグメント内の空いているＡＣ領域を流用す
る。

【０００８】図１５のＩＤコードには、１フレームの画
像データを構成する全１０本のトラックのうち、何本目
のトラックのシンクブロックであるかを示すトラックペ
アナンバと、１つのトラック内の何番目のシンクブロッ
クであるかを示すシンクブロックナンバとが格納されて
いる。さらに、画像データを格納しているシンクブロッ
クのＩＤコードには、この他にシーケンスナンバ（ＳＥ
Ｑ．Ｎｏ．）が格納されている。これは、連続する１２
フレームに０から１１の番号を割り当てたものである。

【０００９】図１６において、ＩＴＩはＩＴＩ（Ｉｎｓ
ｅｒｔａｎｄＴｒａｃｋＩｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ）セクタであり、主にインサート編集時のトラッキン
グ制御を容易にするための情報が記録される。ＡＵＤＩ
Ｏはオーディオセクタであり、オーディオデータを格納
した９個のシンクブロックと、アウターパリティを格納
した５個のシンクブロックからなる。ＶＩＤＥＯはビデ
オセクタであり、ビデオデータを格納した１３５個のシ
ンクブロックと、ビデオＡＵＸと呼ばれる補助データを
格納した３個のシンクブロックと、アウターパリティを
格納した１１個のシンクブロックからなる。ＳＵＢＣＯ
ＤＥはサブコードセクタであり、タイムコード情報等が
記録される領域である。また、図１６において上記以外
の部分は、ギャップと呼ばれる部分であり、セクタ単位
のインサート編集時に他のセクタを破壊しないようにす
るためのマージンとなる。

【００１０】また、ビデオカメラとＶＴＲが一体となっ
たカメラ一体型ＶＴＲでは、手ぶれ補正機能を有するも
のが、従来より知られている。その手ぶれ補正の手法と
して、比較的画素数の多い撮像素子を使用して撮像素子
の出力信号の一部の領域を有効画素とし、手ぶれを検知
したときは、そのふれを補償するように前記一部の領域
を選択するものが知られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】いわゆる５２５／６０
方式のＴＶ画像と銀塩写真の画質を比較した場合、ＴＶ
画像は画素数及び階調度の点で銀塩写真の画像よる劣
る。階調度は、Ａ／Ｄ変換時の量子化ビット数を増加さ
せることにより、改善することができるが、上述したＤ
ＶＣ規格のＶＴＲでは、量子化ビット数は８ビットに固
定されているため、この規格に準拠したＶＴＲを用いて
銀塩写真に近い画質を得ることはできなかった。

【００１２】また、上記手ぶれ補正行う場合には、フレ
ームメモリが必要となってコストが上昇するという問題
があった。本発明は上述した点に着目してなされたもの
であり、固定された所定の量子化ビット数の画像信号及
びより大きな量子化ビット数の静止画像信号を記録可能
なディジタル画像記録装置を提供することを第１の目的
とする。

【００１３】また本発明は、手ぶれ補正機能と高精細度
の静止画像信号を記録する機能とを併せ持つ低コストの
ディジタル画像信号記録装置を提供することを第２の目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、ｐビット（ｐは１以上の整
数）で量子化された、３個の独立した信号から成る画像
信号を、所定画素ブロック毎に直交変換を行うことによ
りデータ量を圧縮して記録媒体に記録する記録手段を備
えたディジタル画像信号記録装置において、ｑビット
（ｑはｑ＞ｐなる整数）で量子化された、３個の独立し
た信号から成る静止画像信号を、画素毎に上位ｕビット
（ｕは１以上の整数）で再量子化した上位ビット信号
と、画素毎に上位ｖビット（ｖはｕ≧ｖなる整数）で再
量子化した信号を原信号から差し引いて得られる下位ビ
ット信号とに分割し、前記上位ビット信号及び下位ビッ
ト信号をｐビットの信号に変換して、分割ｐビット信号
として出力する分割変換手段と、前記分割ｐビット信号
を前記所定画素ブロックを構成するように並べ替えて出
力する並べ替え手段とを備え、前記記録手段は、前記並
べ替え手段の出力信号に所定の処理を施して前記記録媒
体に記録することを特徴とする。

【００１５】請求項２に記載の発明は、ｐビット（ｐは
１以上の整数）で量子化された、３個の独立した信号か
ら成る画像信号を、所定画素ブロック毎に直交変換を行
うことによりデータ量を圧縮して記録媒体に記録する記
録手段を備えたディジタル画像信号記録装置において、
ｑビット（ｑはｑ＞ｐなる整数）で量子化された、３個
の独立した信号から成る静止画像信号を、画素毎にほぼ
均等に２の（ｑ−ｐ）乗分割し、ｐビットの信号に変換
して、分割ｐビット信号として出力する分割変換手段
と、前記分割ｐビット信号を前記所定画素ブロックを構
成するように並べ替えて出力する並べ替え手段とを備
え、前記並べ替え手段は、前記分割ｐビット信号のそれ
ぞれを並べ替えて得られる２の（ｑ−ｐ）乗個の信号の
前記所定画素ブロックを構成する画素が互いに異なるよ
うに並べ替えを行い、前記記録手段は、前記並べ替え手
段の出力信号に所定の処理を施して前記記録媒体に記録
することを特徴とする。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のディジタル画像信号記録装置において、前記記
録手段は、前記３つの独立した信号の前記所定画素ブロ
ックを所定数ずつ組にしてマクロブロックを構成し、該
マクロブロックを単位として信号処理を行い、前記並べ
替え手段は、画面内の同位置に対応する、前記分割ｐビ
ット信号のそれぞれの前記所定画素ブロックが、同一の
マクロブロックに含まれるように前記並べ替えを行うこ
とを特徴とする。

【００１７】請求項４に記載の発明は、ｐビット（ｐは
１以上の整数）で量子化された、３個の独立した信号か
ら成る画像信号を、所定画素ブロック毎に直交変換を行
うことによりデータ量を圧縮して記録媒体に記録する記
録手段と、前記記録媒体に記録された信号を再生し、所
定の再生処理を施して出力する再生手段とを備えたディ
ジタル画像信号記録再生装置において、ｑビット（ｑは
ｑ＞ｐなる整数）で量子化された、３個の独立した信号
から成る静止画像信号を、画素毎に上位ｕビット（ｕは
１以上の整数）で再量子化した上位ビット信号と、画素
毎に上位ｖビット（ｖはｕ≧ｖなる整数）で再量子化し
た信号を原信号から差し引いて得られる下位ビット信号
とに分割し、前記上位ビット信号及び下位ビット信号を
ｐビットの信号に変換して、分割ｐビット信号として出
力する分割変換手段と、前記分割ｐビット信号を前記所
定画素ブロックを構成するように並べ替えて出力する並
べ替え手段と、前記記録手段は、前記並べ替え手段の出
力信号に所定の記録処理を施して前記記録媒体に記録
し、前記再生手段は、前記上位ビット信号に対応する再
生信号を上位ｖビットで再量子化することにより得られ
る再生上位ビット信号に、前記下位ビット信号に対応す
る再生下位ビット信号を加算することにより前記ｑビッ
トの静止画像信号に変換する再生変換手段を有すること
を特徴とする。

【００１８】請求項５に記載の発明は、ｐビット（ｐは
１以上の整数）で量子化された、３個の独立した信号か
ら成る画像信号を、所定画素ブロック毎に直交変換を行
うことによりデータ量を圧縮して記録媒体に記録する記
録手段と、前記記録媒体に記録された信号を再生し、所
定の再生処理を施して出力する再生手段とを備えたディ
ジタル画像信号記録再生装置において、ｑビット（ｑは
ｑ＞ｐなる整数）で量子化された、３個の独立した信号
から成る静止画像信号を、画素毎にほぼ均等に２の（ｑ
−ｐ）乗分割し、ｐビットの信号に変換して、分割ｐビ
ット信号として出力する分割変換手段と、前記分割ｐビ
ット信号を前記所定画素ブロックを構成するように並べ
替えて出力する並べ替え手段とを備え、前記並べ替え手
段は、前記分割ｐビット信号のそれぞれを並べ替えて得
られる２の（ｑ−ｐ）乗個の信号の前記所定画素ブロッ
クを構成する画素が互いに異なるように並べ替えを行
い、前記記録手段は、前記並べ替え手段の出力信号に所
定の処理を施して前記記録媒体に記録し、前記再生手段
は、前記２の（ｑ−ｐ）乗個の分割ｐビット信号に対応
する再生信号を画素毎に加算することにより前記ｑビッ
トの静止画像信号に変換する再生変換手段を有すること
を特徴とする。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のディジタル画像信号記録再生装置において、前記再生
手段は、再生信号の誤りを訂正する誤り訂正手段を含
み、前記再生変換手段は、前記２の（ｑ−ｐ）乗個の分
割ｐビット信号に対応する再生信号の内の一部が訂正不
能であるときは、同一画素に対応する他の再生信号によ
り前記ｑビットの静止画像信号を構成することを特徴と
する。

【００２０】請求項７に記載の発明は、１フレームの有
効画素数が水平方向ｊ画素×垂直方向ｋ画素（ｊ及びｋ
はともに１以上であって且つ少なくとも一方が２以上で
ある整数）であるディジタル画像信号を記録するディジ
タル画像信号記録装置において、有効画素数が水平方向
及び垂直方向の少なくとも一方において前記１フレーム
の有効画素数より多く、かつ水平方向及び垂直方向のい
ずれにおいても前記１フレームの画素数以上である撮像
手段と、前記撮像手段の振れを検出する振れ検出手段
と、前記撮像手段の出力信号のうちから、前記検出した
振れを補償するように水平方向ｊ画素×垂直方向ｋ画素
の領域を選択して前記ディジタル画像信号に変換し、振
れ補償信号として出力する振れ補償手段と、前記撮像手
段の出力信号のうちから、前記水平方向ｊ画素×垂直方
向ｋ画素の領域より広い領域を選択し、その領域をｎ分
割（ｎは２以上の整数）してｎフレームの前記ディジタ
ル画像信号に変換し、分割変換信号として出力する分割
変換手段と、前記振れ補償信号又は分割変換信号に所定
の処理を施して記録媒体に記録する記録手段と、前記振
れ補償信号を記録する第１のモードと、前記分割変換信
号を記録する第２のモードとを切り換える切換手段とを
備えることを特徴とする。

【００２１】請求項８に記載の発明は、ｐビット（ｐは
１以上の整数）で量子化され、１フレームの有効画素数
が水平方向ｊ画素×垂直方向ｋ画素（ｊ及びｋはともに
１以上であって且つ少なくとも一方が２以上である整
数）であるディジタル画像信号を記録するディジタル画
像信号記録装置において、ｑビット（ｑはｑ＞ｐなる整
数）で量子化された静止画像信号又は有効画素数が前記
水平方向ｊ画素×垂直方向ｋ画素より多い静止画像信号
を、ｎ分割（ｎは２以上の整数）してｎフレームの前記
ディジタル画像信号に変換し、分割変換信号として出力
する分割変換手段と、前記分割変換信号に所定の処理を
施して記録媒体に記録する記録手段とを備え、前記記録
手段は、所定画素ブロック毎に直交変換を行うことによ
り、複数の前記所定画素ブロックから成る所定処理単位
のデータ量が所定量以下となるように画像データの圧縮
を行う圧縮手段を有し、前記分割変換手段は、前記分割
変換の際に少なくとも前記所定画素ブロック内で同一値
のダミーデータから成る前記所定画素ブロックを付加
し、且つその付加する所定画素ブロックが前記所定処理
単位にできるだけ均等に含まれるように配置することを
特徴とする。

【００２２】請求項１に記載の発明によれば、ｑビット
で量子化された静止画像信号が、画素毎に上位ｕビット
（ｕは１以上の整数）で再量子化した上位ビット信号
と、画素毎に上位ｖビット（ｖはｕ≧ｖなる整数）で再
量子化した信号を原信号から差し引いて得られる下位ビ
ット信号とに分割され、前記上位ビット信号及び下位ビ
ット信号がｐビットの信号に変換され、該変換後の分割
ｐビット信号が所定画素ブロックを構成するように並べ
替えられて記録媒体に記録される。

【００２３】請求項２に記載の発明によれば、ｑビット
で量子化された静止画像信号が、画素毎にほぼ均等に２
の（ｑ−ｐ）乗分割され、該分割後の分割ｐビット信号
が所定画素ブロックを構成するように、かつ２の（ｐ−
ｑ）乗個の信号の所定画素ブロックを構成する画素が互
いに異なるように並べ替えられ、記録媒体に記録され
る。

【００２４】請求項３に記載の発明によれば、前記３つ
の独立した信号の前記所定画素ブロックを所定数ずつ組
にしてマクロブロックが構成され、該マクロブロックを
単位として信号処理が行われ、画面内の同位置に対応す
る、前記分割ｐビット信号のそれぞれの前記所定画素ブ
ロックが、同一のマクロブロックに含まれるように並べ
替えが行われる。

【００２５】請求項４に記載の発明によれば、記録時の
上位ビット信号に対応する再生信号を上位ｖビットで再
量子化することにより得られる再生上位ビット信号に、
記録時の下位ビット信号に対応する再生下位ビット信号
を加算することにより、ｑビットの静止画像信号が再生
される。

【００２６】請求項５に記載の発明によれば、２の（ｑ
−ｐ）乗個の分割ｐビット信号に対応する再生信号を画
素毎に加算することにより、ｑビットの静止画像信号が
再生される。請求項６に記載の発明によれば、２の（ｑ
−ｐ）乗個の分割ｐビット信号に対応する再生信号の内
の一部が訂正不能であるときは、同一画素に対応する他
の再生信号によりｑビットの静止画像信号が構成され
る。

【００２７】請求項７に記載の発明によれば、第１のモ
ードでは、有効画素数が水平方向及び垂直方向の少なく
とも一方において前記１フレームの有効画素数より多
く、かつ水平方向及び垂直方向のいずれにおいても前記
１フレームの画素数以上である撮像手段の出力信号のう
ちから、検出した振れを補償するように水平方向ｊ画素
×垂直方向ｋ画素の領域が選択され、振れ補償信号に変
換されて記録される一方、第２のモードでは、撮像手段
の出力信号のうちから、水平方向ｊ画素×垂直方向ｋ画
素の領域より広い領域が選択され、その選択された領域
の画像信号が画面領域でｎ分割（ｎは２以上の整数）さ
れてｎフレームのディジタル画像信号に変換されて記録
される。

【００２８】請求項８に記載の発明によれば、ダミーデ
ータから成る所定画素ブロックが付加され、且つその付
加する所定画素ブロックが、データ量を所定量以下とす
る所定処理単位にできるだけ均等に含まれるように配置
される。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。（第１の実施形態）図１は本発明の実施の一形態にかか
るディジタル画像信号記録再生装置の構成を示すブロッ
ク図であり、このシステムは、画像信号切換処理部１
と、画像信号記録再生部２とから成る。

【００３０】画像信号切換処理部１は、ディジタル化さ
れたＳＤ信号が入力される入力端子１１と、デジタル化
された高精細度且つ高階調度の静止画像信号（以下「Ｈ
ＤＳ信号」という）が入力される入力端子１２と、再生
されたＨＤＳ信号が出力される出力端子１９と、再生さ
れたＳＤ信号が出力される出力端子２０と、ＳＤ信号と
ＨＤＳ信号を切り換えるための第１及び第２のスイッチ
回路１３、１４と、ＨＤＳ信号をフレーム単位で格納す
る第１及び第２のＨＤフレームメモリ１５、１６と、デ
ータのビット数の変換、ダミーデータ挿入等を行う記録
処理回路１７と、記録時と逆のビット数の変換、ダミー
データの除去等を行う再生処理回路１８と、第１及び第
２のＨＤフレームメモリ１５、１６の読み出し・書き込
みアドレスを制御するアドレス制御回路１０とを主たる
構成要素とする。

【００３１】記録処理回路１７は、図２（ａ）に示すよ
うに、入力される１０ビットのデータを上位ビットのデ
ータと下位ビットのデータに分割し、それぞれ８ビット
のデータに変換する上位ビットデータ／下位ビットデー
タ分割回路１７ａと、上位ビットデータ及び下位ビット
データの並べ替えを行う並べ替え回路１７ｂと、ダミー
データを付加するダミーデータ付加回路１７ｃとからな
る。また再生処理回路１８は、同図（ｂ）に示すよう
に、記録時に付加したダミーデータを除去するダミーデ
ータ除去回路１８ａと、記録時と逆のデータの並べ替え
を行う並べ替え回路１８ｂと、記録時に分割した上位ビ
ットデータと下位ビットデータとを合成して１０ビット
データに変換する上位ビットデータ／下位ビットデータ
合成回路１８ｃとからなる。

【００３２】本実施形態では、ＨＤＳ信号は、Ｇ，Ｂ，
Ｒの３原色信号で構成され、各信号は、水平方向の有効
画素数が１２８０で、垂直方向の有効ライン数はフレー
ム（以下ＨＤＳ信号のフレームを「ＨＤフレーム」とい
い、ＳＤ信号のフレームを「ＳＤフレーム」という）内
で１０２４本とする。また、量子化ビット数は、１０ビ
ットであり、各画素データは４から１０２０の範囲の数
値を表す。

【００３３】入力されたＨＤＳ信号は第１のＨＤフレー
ムメモリ１５に供給され、１ＨＤフレーム分のＨＤＳ信
号が第１のＨＤフレームメモリ１５に格納される。アド
レス制御回路１０は、後述するようにＨＤフレームメモ
リ１５の読み出しアドレスを制御し、ＨＤＳ信号の画素
の並べ替えを行い、ＨＤフレームメモリ１５から読み出
されたＨＤＳ信号は、記録処理回路１７を介して第１の
スイッチ回路１３に供給される。第１のスイッチ回路１
３はＳＤ信号と画素の並べ替えられたＨＤＳ信号とを切
り換えて、画像信号記録再生部２のブロック化回路２１
に供給する。

【００３４】画像信号記録再生部２は、本実施形態では
ＤＶＣ規格のＶＴＲで構成されており、以下「ＶＴＲ部
２」という。ＶＴＲ部２の画像信号記録系は、ＤＣＴ演
算のためのブロック化を行うブロック化回路２１と、Ｄ
ＣＴ演算を行うＤＣＴ回路２２と、量子化を行う量子化
回路２３と、可変長符号化を行うＶＬＣ（Variable Len
gth Coding）回路２４と、サブコードセクタへの情報の
書き込み、ビデオＡＵＸデータの付加などを行う補助情
報書き込み回路２５と、誤り訂正のためのパリティビッ
トを付加する誤り訂正符号化回路２６と、シンクブロッ
クの合成を行うとともに、磁気テープに記録するための
変調を行うシンクブロック合成記録変調回路２７と、磁
気テープ４１への記録を行う磁気ヘッド２８とを主たる
構成要素とし、画像信号再生系は、磁気テープ４１から
の再生を行う磁気ヘッド２８と、シンクブロックの検出
及び復調を行うＳＹＮＣ検出再生復調回路２９と、パリ
ティビットの情報に基づいて誤り訂正を行う誤り訂正復
号化回路３０と、サブコードセクタのデータ、ビデオＡ
ＵＸデータ等の読み出しを行う補助情報読み出し回路３
１と、可変長復号化を行うＶＬＤ（Variable Length De
coding）回路３２と、逆量子化を行う逆量子化回路３３
と、逆ＤＣＴ演算を行う逆ＤＣＴ回路３４と、画素の並
べ替えを行う画素並べ替え回路３５とを主たる構成要素
とする。

【００３５】ＶＴＲ部２の画素並べ替え回路３５の出力
信号は、画像信号切換処理部１の第２のスイッチ１４に
入力される。第２のスイッチ回路１４により、再生信号
がＳＤ信号であるときは、ＳＤ信号出力端子２０側に出
力され、ＨＤＳ信号であるときは再生処理回路１８を介
して第２のＨＤフレームメモリ１６に出力される。ＨＤ
Ｓ信号を再生するときは、アドレス制御回路１０は、記
録時に並べ替えた画素の配置を元に戻すようにＨＤフレ
ームメモリ１６の書き込みアドレスを制御するととも
に、記録時に入力された順序で１ＨＤフレーム分のデー
タが出力されるように読み出しアドレスを制御する。

【００３６】次にＨＤＳ信号の記録時におけるＨＤフレ
ームの分割、画素データのビット数の変換等の方法を説
明する。以下の処理は、アドレス制御回路１０、フレー
ムメモリ１５及び記録処理回路１７により行われる。入
力されたＨＤＳ信号を、ＨＤフレームメモリ１５に格納
し、画面領域で１６分割し、該分割した領域の画像信号
がＳＤ信号の１フレーム（１ＳＤフレーム）の画像信号
に対応するように変換して、ＶＴＲ部２へ入力する。

【００３７】図３（ａ）は、１６分割の方法を説明する
ための図である。１ＨＤフレームのＧ信号を、水平方向
に８分割し、垂直方向に２分割する。分割後の領域Ａ〜
Ｐはそれぞれ水平１６０画素×垂直５１２画素から成
る。Ｂ、Ｒ信号についても同様に分割する。

【００３８】次に領域ＡのＧ信号を水平方向に８画素取
り出し、各画素データの上位８ビットを、ＳＤ信号のＹ
信号の水平８画素のデータとして配置する。すなわち、
１０ビットの下位２ビットを切り捨てることによる再量
子化を行い、８ビットの上位ビットデータに変換してＹ
信号の画素データとして配置する。各画素データの値の
範囲は、１から２５５である。次に領域ＡのＢ信号につ
いても同様に水平方向に８画素取り出し、上位８ビット
の画素データをＳＤ信号のＹ信号の水平８画素のデータ
として配置する。次に領域ＡのＲ信号についても同様に
水平方向に８画素取り出し、上位８ビットの画素データ
をＳＤ信号のＹ信号の水平８画素のデータとして配置す
る。次にＧ信号の水平８画素の下位４ビットのデータを
取り出す。この処理は、元の１０ビットのデータの下位
４ビットをすべて「０」として再量子化したデータを元
の１０ビットのデータから減算する処理に相当する。そ
して、その４ビットのデータに４ビットの「０」を上位
に付加して８ビットととし、さらに値「１６」を加算し
て得られた画素データ（下位ビットデータ）を、ＳＤ信
号のＹ信号の水平８画素のデータとして配置する。この
画素データの値の範囲は、元々４ビットのデータなので
１６から３２である。

【００３９】以上の処理を水平方向が６４０ビットとな
るまで繰り返し、さらに同じ処理を垂直方向５１２ライ
ンに亘って行うことにより、図３（ｂ）に示すよう水平
６４０画素×垂直５１２画素の画像データに変換され
る。ここで、各画像データのビット数は８ビットであ
り、またＧＵ，ＢＵ，ＲＵはそれぞれＧ信号、Ｂ信号、
Ｒ信号の上位ビットデータを示し、ＧＬは、Ｇ信号の下
位ビットデータを示す。なお、図３（ｂ）において画素
数の表示と図面上の寸法とは必ずしも比例関係にはな
く、適宜分かり易いように変形して示している。以下、
画素数を示した図面は、本実施形態及び他の実施形態で
も同様である。

【００４０】また、Ｂ信号の下位４ビットについては、
４ビットの「０」を上位に付加して８ビットととし、さ
らに値「１２８」を加算にして８ビットの下位ビットデ
ータに変換し、その下位ビットデータをＳＤ信号のＣｒ
信号の水平８画素のデータとして配置する。この処理を
水平方向及び垂直方向に繰り返すことにより、水平１６
０画素×垂直５１２画素の画像データに変換される。

【００４１】また、Ｒ信号の下位４ビットについては、
４ビットの「０」を上位に付加して８ビットととし、さ
らに値「１２８」を加算にして８ビットの下位ビットデ
ータに変換し、その下位ビットデータをＳＤ信号のＣｂ
信号の水平８画素のデータとして配置する。この処理を
水平方向及び垂直方向に繰り返すことにより、水平１６
０画素×垂直５１２画素の画像データに変換される。

【００４２】１ＳＤフレームは、Ｙ信号については水平
７２０画素×垂直４８０画素であり、Ｃｒ及びＣｂ信号
については水平１８０画素×垂直４８０画素であるの
で、上記処理により得られた画像データはそのままでは
１ＳＤフレームに対応しないので、以下のような画素の
並べ替え及びダミーデータの挿入を行う。

【００４３】先ずＹ信号については、図４（ａ）に示す
ように、水平６４０画素×垂直５１２画素の領域の左端
及び下端がそれぞれＳＤフレームの左端及び下端と一致
するように対応させる。そして、上側のはみ出し領域Ｒ
１の画素（水平６４０画素×垂直３２画素）を、ＳＤフ
レームの右側周辺領域Ｒ２（水平６４画素×垂直３２０
画素）に移動する。このとき、水平８画素×垂直８画素
を最小単位として、できるだけその単位で移動する。さ
らに右下がりのハッチングを付した領域Ｒ３には、ダミ
ーデータとして全て値が「１６」のデータを格納する。
これにより、１ＳＤフレームのＹ信号が得られる。

【００４４】またＣｒ及びＣｂ信号についても、図４
（ｂ）に示すように、水平１６０画素×垂直５１２画素
の領域の左端及び下端がそれぞれ色差信号のＳＤフレー
ムの左端及び下端と一致するように対応させる。そし
て、上側のはみ出し領域Ｒ４の画素（水平１６０画素×
垂直３２画素）を、ＳＤフレームの右側周辺領域Ｒ５
（水平１６画素×垂直３２０画素）に移動する。このと
き、水平８画素×垂直８画素を最小単位として、できる
だけその単位で移動する。さらに右下がりのハッチング
を付した領域Ｒ６には、ダミーデータとして全て値が
「１２８」のデータを格納する。これにより、１ＳＤフ
レームのＣｒ及びＣｂ信号が得られる。

【００４５】以上の処理を領域Ａ〜Ｐについて行うこと
により、１フレームのＨＤＳ信号が１６フレームのＳＤ
信号に変換され、ＶＴＲ部２に入力される。ＶＴＲ部２
の記録系では、前述したようなＤＶＣ規格にしたがった
ＤＣＴ演算、量子化、可変長符号化等の信号処理が行わ
れる。本実施形態では、上述したように画像データの変
換を行っているので、マクロブロックの構成は図５に示
すようになる。すなわち、マクロブロックを構成するＹ
信号のブロックは、Ｇ，Ｂ及びＲ信号の上位ビットデー
タ及びＧ信号の下位ビットデータから成り、Ｃｒ及びＣ
ｂ信号のブロックは、それぞれＢ信号の下位ビットデー
タ及びＲ信号の下位ビットデータから成る。したがっ
て、画面上の同じに位置に対応する画像データは全て１
つのマクロブロックに含まれる。

【００４６】さらに本実施形態では、以下に述べるＨＤ
Ｓ信号用の特別の処理が行われ、磁気テープ上に画像情
報が記録される。ここで、ＤＶＣ規格では１ＳＤフレー
ムの画像データは、１０本のトラックに分割して記録さ
れるので、この１０本のトラックを１トラックフレーム
といい、１ＨＤフレームは１６トラックフレームに亘っ
て記録される。

【００４７】各トラックフレームの補助情報記録領域で
あるサブコードセクタに、そのトラックフレームには１
ＨＤフレームを１６分割した内のある部分を記録したと
いうことを示す情報と、どの部分が記録されているかを
示す情報と、Ｙ信号及び色差信号の画素数を示す情報
と、アスペクト比等を示す情報とを記録する。この処理
は、補助情報書き込み回路２５で行われる。

【００４８】次にＶＴＲ部２の再生系における処理を説
明する。磁気テープに記録されたデータは、再生・復調
されてディジタルデータ列となる。このデータ列からＳ
ＹＮＣワード（図１５参照）が検出され、１シンクブロ
ックのデータが得られる。このようにして得られた再生
データに対して、シンクブロック内でインナーパリティ
を利用した誤り検出・訂正処理が行われ、ビデオデータ
等についてはさらにアウターパリティを利用した誤り検
出・訂正処理が行われる。その後、補助情報の読み出
し、可変長復号化処理（可変長符号化の逆の処理）、逆
量子化処理、逆ＤＣＴ演算が順次行われ、さらに元の画
素配置に並べなおされて、画像信号切換処理部１の第２
のスイッチ回路１４に出力される。

【００４９】以上はＳＤ信号及びＨＤＳ信号共通の処理
である。さらにＨＤＳ信号の再生時においては、補助情
報読み出し回路３１において、サブコードセクタのデー
タを読み取り、そのトラックフレームに１ＨＤフレーム
のどの部分が記録されているかを示す情報など、必要な
情報を得る。そして、そのＨＤＳ信号に関する情報を画
像信号切換処理部１へ供給する。

【００５０】画像信号切換処理部１の再生処理回路１８
では、記録時に付加したダミーデータの除去、記録時と
逆のデータの並べ替え処理及び以下に述べる上位ビット
データと下位ビットデータの合成処理が行われる。先ず
Ｇ、Ｂ、Ｒ信号の上位ビットデータ（８ビット）につい
ては、下位２ビットを切り捨てて６ビットのデータに再
量子化する。下位２ビットを切り捨てるのは、ＤＣＴ係
数の量子化の際の量子化ノイズの影響が考えられるから
である。上位６ビットについては、ほとんどの場合に量
子化ノイズの影響はない。

【００５１】また、Ｇ信号の下位ビットデータについて
は、先ず記録時に加算した値「１６」を減算し、得られ
たデータの値が「１５」より大きいときは「１５」と
し、「０」より小さいときは「０」として、下位４ビッ
トを取り出す。そして、再量子化した上位６ビットのデ
ータの下位に付加し、１０ビットのデータとする。

【００５２】また、Ｒ、Ｂ信号の下位ビットデータにつ
いては、記録時に加算した値「１２８」を減算し、得ら
れたデータの値が「１５」より大きいときは「１５」と
し、「０」より小さいときは「０」として、下位４ビッ
トを取り出す。そして、再量子化した上位６ビットの下
位に付加し、１０ビットのデータとする。この処理は、
上位ビットデータと下位ビットデータを加算しているこ
とに相当する。

【００５３】このようにして１６分割したすべての領域
のデータの処理を行い、フレームメモリ１６に格納する
と同時に１ＨＤフレームのデータとして、ＨＤフレーム
メモリ１６から読み出す。読み出した画像のアスペクト
比等は、サブコードセクタ記録した情報を参照して決定
する。このようして、再生ＨＤＳ信号を得る。

【００５４】なお、本実施形態では、図１の第１のスイ
ッチ回路１３は、使用者がＳＤ信号の記録又はＨＤＳ信
号の記録を選択することにより切り換えられる。そし
て、ＳＤ信号記録かＨＤＳ信号記録かを示す情報は、図
示しない制御部に供給され、その制御部がＶＴＲ部２の
記録時の各部における切換制御を行う。また、再生時
は、前記制御部が、補助情報読み出し回路３１で読み出
された補助情報から、ＳＤ信号かＨＤＳ信号かを判別
し、スイッチ回路１４などの切換制御を行う。

【００５５】以上のように本実施形態では、１０ビット
のＧ，Ｂ，Ｒ信号を、それぞれ上位８ビットに再量子化
した上位ビットデータと、１０ビットのデータの下位４
ビットをすべて「０」として再量子化したデータを元の
１０ビットから差し引いた結果の４ビットのデータの上
位に「０」を付加するとともに所定数（１６又は１２
８）を加算した８ビットの下位ビットデータとに分割、
変換し、変換後のデータを水平８画素×垂直８画素のＤ
ＣＴブロックとして配置し、ＳＤ信号のＹ信号及びＣ
ｒ，Ｃｂ信号として記録、再生するようにしたので、元
の画像信号の相関性を生かして高効率のデータ圧縮が可
能であり、ＳＤ信号及びＳＤ信号より量子化ビット数が
大きく（高階調度）且つ高精細度の静止画像信号を記録
再生できる画像信号記録再生装置を、低コストで実現す
ることができる。

【００５６】また再生時に、上位ビットデータの下位２
ビットを再量子化により除いてから、下位ビットデータ
を加算するようにしたので、このようして得られる１０
ビットのデータは、元のデータに十分近い値となり、８
ビット精度以上の階調を保持した記録再生が可能とな
る。

【００５７】また、Ｇ，Ｂ，Ｒ信号の画面内の同じ位置
の上位ビットデータのＤＣＴブロック及び下位ビットデ
ータのＤＣＴブロックが全て１つのマクロブロックに含
まれるようにしたので、各ＤＣＴブロックをＤＣＴ変換
したＤＣＴ係数の少なくとも低次の係数が同一のシンク
ブロックに配置され（低次の係数に対応するデータから
順にシンクブロックへのパッキングが行われるからであ
る）、再生時の訂正不能エラーにより１つのシンクブロ
ックが失われた場合に、再生画面で影響を受ける範囲は
水平８画素×垂直８画素のＤＣＴブロックの範囲のみで
あり、視覚的な妨害を最小限にとどめることができる。

【００５８】なお、上述した実施形態では、入力データ
等の上位ビットを取り出すときは、切り捨てによる再量
子化を行ったが、これに限るものではなく、１つ下位の
ビットを参照して丸めを行うようにしてもよい。例え
ば、上位６ビットに再量子化するときは、７ビット目が
「１」なら上位６ビットのＬＳＢに「１」を加算し、
「０」なら何も加算しないようにする。記録時にこの処
理を行って得た上位６ビットのデータを元のデータから
減算して下位４ビットのデータを算出した場合は、再生
時に上位ビットデータを６ビットに再量子化する際にも
１つ下位のビットを参照して６ビットに丸める処理を行
う。

【００５９】また、再量子化後のビット数は６ビットに
限らないことはいうまでもない。また、記録するＨＤＳ
信号は、水平１２８０画素×垂直１０２４画素に限定さ
れるものではなく、例えば水平１９２０画素×垂直１０
３６画素のＨＤＳ信号であってもよい。また、ＨＤＳ信
号は、Ｇ，Ｂ，Ｒの３原色信号から成るものに限らず、
Ｙ信号と２つの色差信号からなるものであってもよい。

【００６０】また、画面領域での分割は必ずしも均等に
行う必要はなく、また１６分割でなくてもよい。例え
ば、水平１９２０画素×垂直１０３６画素の領域を、２
４分割するようにしてもよい。また、１ＳＤフレームの
余白部分に格納するダミーデータの値は「１６」又は
「１２８」に限るものではなく、ＤＣＴ演算を行う単位
となるＤＣＴブロック（水平８画素×垂直８画素）の範
囲で同一の値のデータであればよい。

【００６１】（第２の実施形態）本実施形態の画像信号
記録再生装置の構成は、基本的には第１の実施形態と同
様であるが、記録処理回路１７及び再生処理回路１８
は、それぞれ図２（ｃ）、（ｄ）に示すように構成され
る。すなわち、第１の実施形態における、上位ビット／
下位ビット分割回路１７ａ及び上位ビット／下位ビット
合成回路１８ｃに代えて、除算ビットデータ／減算ビッ
トデータ分割回路１７ｄ及び除算ビットデータ／減算ビ
ットデータ合成回路１８ｄが設けられている。

【００６２】また本実施形態における入力ＨＤＳ信号
は、Ｙ信号及び２つの色差信号（Ｃｒ及びＣｂ信号）か
ら成り、Ｙ信号の水平方向の有効画素数１２８０画素、
垂直方向の有効ライン数はＨＤフレーム内で１０２４本
とし、Ｃｒ及びＣｂ信号は、それぞれ水平６４０画素×
垂直１０２４画素のディジタル信号とする。また量子化
ビット数は、９ビットであり、各画像データは「２」か
ら「５０９」の範囲の数値を表している。

【００６３】本実施形態では、１ＨＤフレームを画面領
域で８分割して８ＳＤフレームの画像データに変換す
る。具体的には、Ｙ信号については図６（ａ）に示すよ
うに、水平方向に４分割、垂直方向に２分割し、分割後
の各領域Ａ〜Ｈは、水平３２０画素×垂直５１２画素か
ら成る。

【００６４】次に分割した領域から水平方向に８画素取
り出し、９ビットのデータを２で除算する。本実施形態
では、９ビットデータを１ビット右方向にシフトして８
ビットデータとすることで、２による除算処理を行う。
除算処理により得られたデータを、以下「除算ビットデ
ータ」という。次いで、元の９ビットデータから除算ビ
ットデータを減算することにより、８ビットデータを得
る。この減算処理により得られたデータを以下「減算ビ
ットデータ」という。次に水平８画素分の除算ビットデ
ータと８画素分のダミーデータとを交互に配置する。こ
の処理を水平３２０画素×垂直５１２画素について行う
と、図６（ｂ）に示すように、水平６４０画素×垂直５
１２画素の画像データが得れられる（ハッチングを付し
た領域がダミーデータが格納された領域である）。ここ
で、ダミーデータは全て値「１６」とする。減算ビット
データについても同様の処理を行い、水平６４０画素×
垂直５１２画素の画像データが得られる。

【００６５】次に水平６４０画素×垂直５１２画素の画
像データに対して、第１の実施形態と同様に、図４
（ａ）に示すように、並べ替え及び全て値が「１６」の
ダミーデータの挿入を行って、水平７２０画素×垂直４
８０画素の画像データに変換する。このようにして、除
算ビットデータ及び減算ビットデータのそれぞれが、１
ＳＤフレームのＹ信号データに変換される。

【００６６】Ｃｒ及びＣｂ信号についても同様に、水平
６４０画素×垂直１０２４画素から成る画面領域を水平
方向に４分割、垂直方向に２分割し、水平１６０画素×
垂直５１２画素の画像データとする。そして、Ｙ信号と
同様に９ビットデータを、８ビットの除算ビットデータ
と減算ビットデータに分割する。次に、水平１６０画素
×垂直５１２画素の画像データに対して、第１の実施形
態と同様に、図４（ｂ）に示すように、並べ替え及び全
て値が「１２８」のダミーデータの挿入を行って、水平
７２０画素×垂直４８０画素の画像データに変換する。
このようにして、除算ビットデータ及び減算ビットデー
タのそれぞれが、１ＳＤフレームの色差信号データに変
換される。

【００６７】さらに本実施形態では、減算ビットデータ
からなるＳＤフレームについては、フレームの下端２ラ
イン分の画像データを上端に移動する処理（以下「２ラ
イン転回処理」という）を行う。この処理により、除算
ビットデータから成るＳＤフレームと減算ビットデータ
からＳＤフレームとで、画像データが２ライン分ずれ
る。

【００６８】以上の処理が領域Ａ〜Ｈについて画像信号
切換処理部１で行われ、１６ＳＤフレームの画像データ
に変換されて、ＶＴＲ部２に入力される。ＶＴＲ部２に
おける記録時の処理は、第１実施形態と同様である。本
実施形態では、上記したように除算ビットデータのフレ
ームのデータと減算ビットデータのフレームのデータと
で、２ライン分のずれがあるので、ＤＣＴブロック内の
画素データも２ライン分ずれた画素データとなる。ま
た、本実施形態では、上述したように画像データの変換
を行っているので、マクロブロックの構成は図７に示す
ようになる。すなわち、マクロブロックを構成するＹ信
号のブロックは、ＨＤＳ信号のＹ信号の除算ビットデー
タ又は減算ビットデータのブロック２個（Ｙａ，Ｙｃ）
と、ダミーデータのブロック２個（Ｙｂ，Ｙｄ）とから
なり、Ｃｒ及びＣｂ信号のブロックは、それぞれＨＤＳ
信号のＹ信号と同じ画面位置のＣｒ及びＣｂ信号の除算
ビットデータ又は減算ビットデータのブロックからな
る。すなわち、画面上の同じ位置に対応する画像データ
は全て１つのマクロブロックに含まれる。

【００６９】また本実施形態では、各トラックフレーム
の補助情報記録領域であるサブコードセクタに、そのト
ラックフレームには１ＨＤフレームを８分割した内のあ
る部分を記録したということを示す情報と、どの部分が
記録されているかを示す情報と、２ライン転回処理を行
ったことを示す情報と、Ｙ信号及び色差信号の画素数を
示す情報と、アスペクト比等を示す情報とを記録する。

【００７０】再生時は、第１の実施形態と同様に記録時
と逆の処理が行われるが、本実施形態では除算ビットデ
ータと対応する減算ビットデータとを加算することによ
り、９ビットのデータに戻して、フレームメモリ１６に
格納する。除算ビットデータと減算ビットデータとはほ
ぼ同一の値のデータであるが、除算ビットデータから成
るフレームと、減算ビットデータから成るフレームとで
は、ＤＣＴブロックを構成する画素が２ライン分のずれ
ているため、ＤＣＴ演算、量子化、逆量子化、逆ＤＣＴ
演算を行った結果発生する量子化ノイズも異なるものと
なる。したがって、除算ビットデータと減算ビットデー
タとを加算することにより、信号成分はほぼ２倍となる
が、量子化ノイズ成分は必ずしも２倍とはならないの
で、量子化ノイズの影響を相対的に低減することができ
る。

【００７１】また、再生時の訂正不能の誤りにより、除
算ビットデータ又は減算ビットデータのいずれか一方が
失われた場合には、失われなかったデータを２倍するこ
とにより、９ビットのデータに変換する。その場合に
は、量子化ノイズも２倍となるので画質は劣化するが、
画面の一部のデータが完全に失われることを防止するこ
とができる。

【００７２】以上のように本実施形態では、９ビットの
画像データを、８ビットの除算ビットデータと減算ビッ
トデータとに分割し、除算ビットデータ及び減算ビット
データをそれぞれ水平８画素×垂直８画素のＤＣＴブロ
ックとして配置するようにしたので、元の画像データの
相関性を生かして高効率のデータ圧縮が可能であり、Ｓ
Ｄ信号及びＳＤ信号より量子化ビット数が大きく（高階
調度）且つ高精細度の静止画像信号を記録再生できる画
像信号記録再生装置を、低コストで実現することができ
る。

【００７３】また、除算ビットデータから成るＳＤフレ
ームと、減算ビットデータからなるＳＤフレームとで画
素を２ライン分ずらす２ライン転回処理を行い、再生時
に除算ビットデータと減算ビットデータとを加算して９
ビットのデータに戻すようにしたので、量子化ノイズの
影響を低減することができ、再生データとしての９ビッ
トデータが元の９ビットデータと十分近い値となり、８
ビット精度以上の階調を保持した記録再生が可能とな
る。

【００７４】またＹ、Ｃｂ及びＣｒ信号の画面内の同じ
位置の除算ビットデータ又は減算ビットデータのＤＣＴ
ブロックは、全て同一のマクロブロックに含まれるよう
にしたので、各ＤＣＴブロックをＤＣＴ変換したＤＣＴ
係数の少なくとも低次の係数が同一のシンクブロックに
配置され、再生時の訂正不能エラーにより１つのシンク
ブロックが失われた場合に、再生画面で影響を受ける範
囲は狭い範囲にとどまり、視覚的な妨害を最小限にとど
めることができる。

【００７５】さらに再生時訂正不能誤りにより、除算ビ
ットデータ又は減算ビットデータのいずれか一方が失わ
れた場合には、失われなかったデータを２倍することに
より、９ビットのデータに変換するようにしたので、画
面の一部のデータが完全に失われることを防止すること
ができる。

【００７６】なお、本実施形態では、９ビットの入力デ
ータを２つの８ビットデータ分割したが、入力データが
１０ビットの場合には、４つの８ビットデータに分割す
る。その場合には、１０ビットのデータを先ず２で除算
し、その除算結果を入力データから減算することによ
り、２つの９ビットデータに分割する。次いでその９ビ
ットデータをそれぞれ２分割して４つの８ビットデータ
とする。

【００７７】また、入力データは、８ビットであっても
よい。その場合には、除算ビットデータ及び減算ビット
データをともに入力データと同一とし、再生時には、除
算ビットデータと減算ビットデータとを加算してさらに
２で除算することにより、８ビットのデータとする。

【００７８】（第３の実施形態）本実施形態のディジタ
ル画像信号記録再生装置は、図１の構成に図８に示す撮
像部を追加するとともに、記録処理回路１７及び再生処
理回路１８を図９に示すように、それぞれダミーデータ
付加回路１７ｃ及びダミーデータ除去回路１８ｃのみか
ら成るように変更したものである。

【００７９】図８に示すように追加した撮像部は、撮像
素子であるＣＣＤ（電荷結合素子）５１と、ＣＣＤ５１
の振れ（手振れ）を検出する動きセンサ５２と、動きセ
ンサ５２の検出信号に応じて手振れを補償するようにＣ
ＣＤ５１からの読み出しデータを制御する振れ補償部５
３と、ＣＣＤ５１又は振れ補償部５３からの画像データ
をＳＤ信号またはＳＤ信号より高精度の静止画像信号で
あるＨＤＳ信号に変換して、ＳＤ信号出力端子５５又は
ＨＤ静止画像信号出力端子５６に出力する画像信号処理
部５４とから成る。ＳＤ信号出力端子５５及びＨＤ静止
画像信号出力端子５６は、それぞれ図１のＳＤ信号入力
端子１１及びＨＤ静止画像信号入力端子１２に接続され
ている。

【００８０】ＣＣＤ５１の画素数はＲ、Ｇ、Ｂの各色毎
に水平９１２画素×垂直６００画素である。先ず図１の
スイッチ回路１３及び１４をＳＤ信号側とするＳＤ信号
モードの場合の動作を説明する。

【００８１】このモードでは、振れ補償部５３は、動き
センサ５２により検出した手振れの方向と量の情報に応
じて、ＣＣＤ５１の水平９１２画素×垂直６００画素の
領域から、手振れを補償するように水平７２０画素×垂
直４８０画素の領域を選択して、その領域内の画素デー
タを画像信号処理部５４に出力する。画像信号処理部５
４は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号からＹ信号及び色差（Ｃｒ，Ｃ
ｂ）信号を合成し、色差信号については水平方向に画素
を１／４に間引く処理を行って、ＳＤ信号として出力す
る。

【００８２】ＳＤ信号は画像信号切換処理部１のスイッ
チ回路１３を介してＶＴＲ部２に入力され、通常の記録
再生が行われる。次に図１のスイッチ回路１３及び１４
をＨＤＳ信号側とするＨＤＳ信号記録モードの場合の動
作を説明する。

【００８３】このモードでは、画像信号処理部５４は、
Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの信号の水平９１２画素×垂直６０
０画素の画素データを、Ｙ信号及び２つの色差信号（Ｃ
ｒ、Ｃｂ）に変換し、色差信号については水平方向に画
素を１／４に間引く処理を行い、ＨＤＳ信号として端子
５６から出力する。すなわち、図１０に示すように、水
平９１２画素×垂直６００画素のＹ信号と、水平２２８
画素×垂直６００画素のＣｒ及びＣｂ信号からなるＨＤ
Ｓ信号が出力され、ＨＤフレームメモリ１５に格納され
る。

【００８４】次にＹ信号及び色差信号をそれぞれ画面領
域で２分割して、それぞれ水平４５６画素×垂直６００
画素及び水平１１４画素×垂直６００の画像データと
し、図１１に示すように画素の並べ替え及びダミーデー
タの挿入を行って、１ＳＤフレームの画像データに変換
する。画素データの並べ替えは、ＨＤフレームメモリ１
５の読み出しアドレスを制御することにより行う。

【００８５】すなわち、Ｙ信号については、図１１
（ａ）に示すように、水平６４０画素×垂直５１２画素
の領域の左端及び上端がそれぞれＳＤフレームの左端及
び上端と一致するように対応させる。そして、下側のは
み出し領域を４つの領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ
１４に分割し、それぞれＳＤフレームの右側周辺領域Ｒ
２１、Ｒ２２、Ｒ２３及びＲ２４に移動する。さらにハ
ッチングを付した領域Ｒ３０には、ダミーデータとして
全て値が「１６」のデータを格納する。これにより、１
ＳＤフレームのＹ信号が得られる。

【００８６】色差信号についても同様に、図１１（ｂ）
に示すように、水平１１４画素×垂直５１２画素の領域
の左端及び上端がそれぞれＳＤフレームの左端及び上端
と一致するように対応させる。そして、下側のはみ出し
領域を４つの領域Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３及びＲ４４に
分割し、それぞれＳＤフレームの右側周辺領域Ｒ５１、
Ｒ５２、Ｒ５３及びＲ５４に移動する。さらにハッチン
グを付した領域Ｒ６０には、ダミーデータとして全て値
が「１２８」のデータを格納する。これにより、１ＳＤ
フレームの色差信号が得られる。

【００８７】以上のように構成された１ＳＤフレームの
信号はＶＴＲ部２に入力される。ＶＴＲ部２の記録系で
は、前述したようにＤＶＣ規格にしたがった信号処理が
行われる。ここで、スーパーブロックを説明する図１３
と図１１とを比較すれば明らかなように、ダミーデータ
の領域Ｒ３０及びＲ６０はスーパーブロックの第４列
（ｊ＝４）のデータとなる。前述したように、ＤＶＣ規
格における符号量制御の処理単位であるビデオセグメン
トは、スーパーブロックの第０〜４列の各列から１つの
マクロブロックを取り出して合計５個のマクロブロック
で構成される。このとき、スーパーブロックの第４列内
のマクロブロックは、そのマクロブロックを構成する各
ＤＣＴブロックが同一の値のデータとなるようにしたの
で、ＤＣＴ変換係数のうち交流成分はすべて「０」とな
り、可変長符号化することで少ないデータ量に圧縮する
ことができる。したがって、ビデオセグメント内で一定
量以下のデータ量に圧縮する際に他のＤＣＴブロックに
データ量を割り振ることができる。

【００８８】本実施形態では、スーパーブロックの第４
列を構成するすべてのＤＣＴブロックが、ＤＣＴブロッ
ク内で同一値のダミーデータとなるように配置したの
で、１ＳＤフレームのすべてのビデオセグメントにおい
て、画像情報よりなるＤＣＴブロックにデータ量を割り
振ることができる。したがって、画像情報よりなるＤＣ
Ｔブロックすべてについて量子化ノイズを削減できるの
で、圧縮伸張時に画面全体の画質を一様に向上させるこ
とができる。

【００８９】上述したようにダミーデータをＳＤフレー
ム周辺領域である領域Ｒ３０及びＲ６０に格納すること
により、ダミーデータからなるＤＣＴブロックが、符号
化後のデータ量を所定値以下とする処理単位であるビデ
オセグメントに、ほぼ均等に配置される。

【００９０】本実施形態では、ＨＤフレームメモリ１５
から画像データを読み出すときに、同じＳＤフレームの
データを連続して４回読み出す処理を行う。これによ
り、１ＨＤフレームを分割、変換して得られる２ＳＤフ
レームの画像データのそれぞれが、磁気テープ上に４ト
ラックフレームに亘って記録される。

【００９１】ＶＴＲ部２における記録再生時の処理は、
第１又は第２の実施形態と同様である。なお、本実施形
態では、ＳＤ信号モードかＨＤＳ信号記録モードかを示
す情報が、図示しない制御部に供給され、ＶＴＲ部２の
各部の切換制御が行われる。

【００９２】画像信号切換処理部１においては、再生時
はダミーデータの除去及び記録時と逆の画素データの移
動が行われる。なお、１ＳＤフレームのデータが４トラ
ックフレームに亘って記録されているので、再生時はＨ
Ｄフレームメモリ１６の同じ番地に同じデータが４回書
き込まれる。このようにすることにより、同一のＳＹＮ
Ｃブロックが４トラックフレームの全部について訂正不
能でなければ、すべてのＳＹＮＣブロックを再生するこ
とができる。

【００９３】以上のようにしてＨＤＳ信号記録モードで
は、ＳＤ信号より高精細の静止画像信号（ＨＤＳ信号）
の記録再生を行うことができる。以上のように本実施形
態では、１ＳＤフレームの有効画素数より総画素数の多
いＣＣＤ５１を用いて、ＳＤ信号記録時の手振れ補正を
行う機能と、ＣＣＤ５１の有効画素領域の全体を使用し
て得られる高精細度静止画像信号の記録再生を行う機能
とを有するディジタル画像信号記録再生装置を低コスト
で実現することができる。

【００９４】また、記録時にダミーデータからなるＤＣ
Ｔブロックが各ビデオセグメントにできるだけ均等に含
まれるようにしたので、各ビデオセグメントでダミーデ
ータ以外のＤＣＴブロックにビット数を割り当てること
が可能となり、再生画像信号の画質を向上させることが
できる。

【００９５】なお、ＣＣＤ５１の画素数は水平９１２画
素×垂直６００画素に限定されるものではなく、水平方
向７２０画素以上且つ垂直方向４８０画素以上であっ
て、且つ水平方向及び垂直方向の少なくとも一方におい
て、ＳＤフレームの画素数を超えていればよい。ただ
し、例えば水平７２０画素×垂直６００画素のＣＣＤを
使用すると、手振れ補償は垂直方向のみ可能となり、あ
るいは水平９１２画素×垂直４８０画素のＣＣＤを使用
すると、水平方向のみ手振れ補償が可能となる。

【００９６】また、ＨＤＳ信号モードにおける画面領域
の分割は２分割に限らない。また分割変換して得られた
１ＳＤフレームの画像データを必ずしも４トラックフレ
ームに亘って記録する必要はなく、２トラックフレーム
でも１トラックフレームでもよい。

【００９７】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、ｑビットで量子化された静止画像信号が、
画素毎に上位ｕビット（ｕは１以上の整数）で再量子化
した上位ビット信号と、画素毎に上位ｖビット（ｖはｕ
≧ｖなる整数）で再量子化した信号を原信号から差し引
いて得られる下位ビット信号とに分割され、前記上位ビ
ット信号及び下位ビット信号がｐビットの信号に変換さ
れ、該変換後の分割ｐビット信号が所定画素ブロックを
構成するように並べ替えられて記録媒体に記録されるの
で、ｐビットで量子化された画像信号及びｐビットより
大きなｑビットで量子化された高階調度の静止画像信号
をともに記録することができる。

【００９８】請求項２に記載の発明によれば、ｑビット
で量子化された静止画像信号が、画素毎にほぼ均等に２
の（ｑ−ｐ）乗分割され、該分割後の分割ｐビット信号
が所定画素ブロックを構成するように、かつ２の（ｐ−
ｑ）乗個の信号の所定画素ブロックを構成する画素が互
いに異なるように並べ替えられ、記録媒体に記録される
ので、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏する。

【００９９】請求項３に記載の発明によれば、３つの独
立した信号の所定画素ブロックを所定数ずつ組にしてマ
クロブロックが構成され、該マクロブロックを単位とし
て信号処理が行われ、画面内の同位置に対応する、分割
ｐビット信号のそれぞれの所定画素ブロックが、同一の
マクロブロックに含まれるように並べ替えが行われるの
で、再生時の訂正不能エラーによる視覚的な妨害を最小
限にとどめることができる。

【０１００】請求項４に記載の発明によれば、記録時の
上位ビット信号に対応する再生信号を上位ｖビットで再
量子化することにより得られる再生上位ビット信号に、
記録時の下位ビット信号に対応する再生下位ビット信号
を加算することにより、ｑビットの静止画像信号が再生
されるので、このようして再生されるｑビットのデータ
は、元のデータに十分近い値となり、ｐビット精度以上
の階調を保持した記録再生が可能となる。

【０１０１】請求項５に記載の発明によれば、２の（ｑ
−ｐ）乗個の分割Ｐビット信号に対応する再生信号を画
素毎に加算することにより、ｑビットの静止画像信号が
再生されるので、信号成分はほぼ２の（ｑ−ｐ）乗倍と
なるが、量子化ノイズ成分は必ずしも２の（ｑ−ｐ）乗
倍とはならないので、量子化ノイズの影響を相対的に低
減することができる。

【０１０２】請求項６に記載の発明によれば、２の（ｑ
−ｐ）乗個の分割ｐビット信号に対応する再生信号の内
の一部が訂正不能であるときは、同一画素に対応する他
の再生信号によりｑビットの静止画像信号が構成される
ので、再生時の訂正不能の誤りにより、２の（ｑ−ｐ）
乗個の分割ｐビット信号の一部が失われた場合でも、ｑ
ビットの静止画像信号を得ることができる。

【０１０３】請求項７に記載の発明によれば、第１のモ
ードでは、有効画素数が水平方向及び垂直方向の少なく
とも一方において１フレームの有効画素数より多く、か
つ水平方向及び垂直方向のいずれにおいても１フレーム
の画素数以上である撮像手段の出力信号のうちから、検
出した振れを補償するように水平方向ｊ画素×垂直方向
ｋ画素の領域が選択され、振れ補償信号に変換されて記
録される一方、第２のモードでは、撮像手段の出力信号
のうちから、水平方向ｊ画素×垂直方向ｋ画素の領域よ
り広い領域が選択され、その選択された領域の画像信号
が画面領域でｎ分割（ｎは２以上の整数）されてｎフレ
ームのディジタル画像信号に変換されて記録されるの
で、手ぶれ補正機能と高精細度の静止画像信号を記録す
る機能とを併せ持ディジタル画像信号記録装置を低コス
トで実現することができる。

【０１０４】請求項８に記載の発明によれば、ダミーデ
ータから成る所定画素ブロックが付加され、且つその付
加する所定画素ブロックが、データ量を所定量以下とす
る所定処理単位にできるだけ均等に含まれるように配置
されるので、各所定処理単位でダミーデータ以外のＤＣ
Ｔブロックにビット数を割り当てることが可能となり、
再生画像信号の画質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態にかかるディジタル画像
信号記録再生装置の構成を示す図である。

【図２】図１の装置の一部の構成を詳細に示す図であ
る。

【図３】高階調度の静止画像信号を通常階調度の画像信
号に変換する手法を説明するための図である。

【図４】高階調度の静止画像信号を通常階調度の画像信
号に変換する手法を説明するための図である。

【図５】変換して得られる画像信号のマクロブロックの
構成を説明するための図である。

【図６】高階調度の静止画像信号を通常階調度の画像信
号に変換する手法を説明するための図である。

【図７】変換して得られる画像信号のマクロブロックの
構成を説明するための図である。

【図８】撮像部の構成を示すブロック図である。

【図９】記録処理回路及び再生処理回路（図１）の構成
を示すブロック図である。

【図１０】高精細静止画像信号の構成を説明するための
図である。

【図１１】高精細度の静止画像信号を通常解像度の画像
信号に変換する手法を説明するための図である。

【図１２】ＤＶＣ規格（ＳＤ信号）のマクロブロックの
構成を示す図である。

【図１３】ＤＶＣ規格のスーパーブロックを説明するた
めの図である。

【図１４】ＤＶＣ規格のフォーマッティング後のデータ
構造を示す図である。

【図１５】ＤＶＣ規格のシンクブロックを示す図であ
る。

【図１６】ＤＶＣ規格の磁気テープ上のデータ構造を示
す図である。

【符号の説明】

１画像信号切換処理部２画像信号記録再生部１０アドレス制御回路１５、１６ＨＤフレームメモリ１７記録処理回路１８再生処理２１ブロック化回路２２ＤＣＴ演算回路２３量子化回路２４可変長符号化回路２５補助情報書き込み回路２６誤り訂正符号化回路２７シンクブロック合成記録変調回路５１ＣＣＤ５２動きセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｐビット（ｐは１以上の整数）で量子化
された、３個の独立した信号から成る画像信号を、所定
画素ブロック毎に直交変換を行うことによりデータ量を
圧縮して記録媒体に記録する記録手段を備えたディジタ
ル画像信号記録装置において、ｑビット（ｑはｑ＞ｐなる整数）で量子化された、３個
の独立した信号から成る静止画像信号を、画素毎に上位
ｕビット（ｕは１以上の整数）で再量子化した上位ビッ
ト信号と、画素毎に上位ｖビット（ｖはｕ≧ｖなる整
数）で再量子化した信号を原信号から差し引いて得られ
る下位ビット信号とに分割し、前記上位ビット信号及び
下位ビット信号をｐビットの信号に変換して、分割ｐビ
ット信号として出力する分割変換手段と、前記分割ｐビット信号を前記所定画素ブロックを構成す
るように並べ替えて出力する並べ替え手段とを備え、前記記録手段は、前記並べ替え手段の出力信号に所定の
処理を施して前記記録媒体に記録することを特徴とする
ディジタル画像信号記録装置。
【請求項２】ｐビット（ｐは１以上の整数）で量子化
された、３個の独立した信号から成る画像信号を、所定
画素ブロック毎に直交変換を行うことによりデータ量を
圧縮して記録媒体に記録する記録手段を備えたディジタ
ル画像信号記録装置において、ｑビット（ｑはｑ＞ｐなる整数）で量子化された、３個
の独立した信号から成る静止画像信号を、画素毎にほぼ
均等に２の（ｑ−ｐ）乗分割し、ｐビットの信号に変換
して、分割ｐビット信号として出力する分割変換手段
と、前記分割ｐビット信号を前記所定画素ブロックを構成す
るように並べ替えて出力する並べ替え手段とを備え、前記並べ替え手段は、前記分割ｐビット信号のそれぞれ
を並べ替えて得られる２の（ｑ−ｐ）乗個の信号の前記
所定画素ブロックを構成する画素が互いに異なるように
並べ替えを行い、前記記録手段は、前記並べ替え手段の出力信号に所定の
処理を施して前記記録媒体に記録することを特徴とする
ディジタル画像信号記録装置。
【請求項３】前記記録手段は、前記３つの独立した信
号の前記所定画素ブロックを所定数ずつ組にしてマクロ
ブロックを構成し、該マクロブロックを単位として信号
処理を行い、前記並べ替え手段は、画面内の同位置に対
応する、前記分割ｐビット信号のそれぞれの前記所定画
素ブロックが、同一のマクロブロックに含まれるように
前記並べ替えを行うことを特徴とする請求項１又は２に
記載のディジタル画像信号記録装置。
【請求項４】ｐビット（ｐは１以上の整数）で量子化
された、３個の独立した信号から成る画像信号を、所定
画素ブロック毎に直交変換を行うことによりデータ量を
圧縮して記録媒体に記録する記録手段と、前記記録媒体
に記録された信号を再生し、所定の再生処理を施して出
力する再生手段とを備えたディジタル画像信号記録再生
装置において、ｑビット（ｑはｑ＞ｐなる整数）で量子化された、３個
の独立した信号から成る静止画像信号を、画素毎に上位
ｕビット（ｕは１以上の整数）で再量子化した上位ビッ
ト信号と、画素毎に上位ｖビット（ｖはｕ≧ｖなる整
数）で再量子化した信号を原信号から差し引いて得られ
る下位ビット信号とに分割し、前記上位ビット信号及び
下位ビット信号をｐビットの信号に変換して、分割ｐビ
ット信号として出力する分割変換手段と、前記分割ｐビット信号を前記所定画素ブロックを構成す
るように並べ替えて出力する並べ替え手段と、前記記録手段は、前記並べ替え手段の出力信号に所定の
記録処理を施して前記記録媒体に記録し、前記再生手段は、前記上位ビット信号に対応する再生信
号を上位ｖビットで再量子化することにより得られる再
生上位ビット信号に、前記下位ビット信号に対応する再
生下位ビット信号を加算することにより前記ｑビットの
静止画像信号に変換する再生変換手段を有することを特
徴とするディジタル画像信号記録再生装置。
【請求項５】ｐビット（ｐは１以上の整数）で量子化
された、３個の独立した信号から成る画像信号を、所定
画素ブロック毎に直交変換を行うことによりデータ量を
圧縮して記録媒体に記録する記録手段と、前記記録媒体
に記録された信号を再生し、所定の再生処理を施して出
力する再生手段とを備えたディジタル画像信号記録再生
装置において、ｑビット（ｑはｑ＞ｐなる整数）で量子化された、３個
の独立した信号から成る静止画像信号を、画素毎にほぼ
均等に２の（ｑ−ｐ）乗分割し、ｐビットの信号に変換
して、分割ｐビット信号として出力する分割変換手段
と、前記分割ｐビット信号を前記所定画素ブロックを構成す
るように並べ替えて出力する並べ替え手段とを備え、前記並べ替え手段は、前記分割ｐビット信号のそれぞれ
を並べ替えて得られる２の（ｑ−ｐ）乗個の信号の前記
所定画素ブロックを構成する画素が互いに異なるように
並べ替えを行い、前記記録手段は、前記並べ替え手段の出力信号に所定の
処理を施して前記記録媒体に記録し、前記再生手段は、前記２の（ｑ−ｐ）乗個の分割ｐビッ
ト信号に対応する再生信号を画素毎に加算することによ
り前記ｑビットの静止画像信号に変換する再生変換手段
を有することを特徴とするディジタル画像信号記録再生
装置。
【請求項６】前記再生手段は、再生信号の誤りを訂正
する誤り訂正手段を含み、前記再生変換手段は、前記２
の（ｑ−ｐ）乗個の分割ｐビット信号に対応する再生信
号の内の一部が訂正不能であるときは、同一画素に対応
する他の再生信号により前記ｑビットの静止画像信号を
構成することを特徴とする請求項５に記載のディジタル
画像信号記録再生装置。
【請求項７】１フレームの有効画素数が水平方向ｊ画
素×垂直方向ｋ画素（ｊ及びｋはともに１以上であって
且つ少なくとも一方が２以上である整数）であるディジ
タル画像信号を記録するディジタル画像信号記録装置に
おいて、有効画素数が水平方向及び垂直方向の少なくとも一方に
おいて前記１フレームの有効画素数より多く、かつ水平
方向及び垂直方向のいずれにおいても前記１フレームの
画素数以上である撮像手段と、前記撮像手段の振れを検出する振れ検出手段と、前記撮像手段の出力信号のうちから、前記検出した振れ
を補償するように水平方向ｊ画素×垂直方向ｋ画素の領
域を選択して前記ディジタル画像信号に変換し、振れ補
償信号として出力する振れ補償手段と、前記撮像手段の出力信号のうちから、前記水平方向ｊ画
素×垂直方向ｋ画素の領域より広い領域を選択し、その
領域をｎ分割（ｎは２以上の整数）してｎフレームの前
記ディジタル画像信号に変換し、分割変換信号として出
力する分割変換手段と、前記振れ補償信号又は分割変換信号に所定の処理を施し
て記録媒体に記録する記録手段と、前記振れ補償信号を記録する第１のモードと、前記分割
変換信号を記録する第２のモードとを切り換える切換手
段とを備えることを特徴とするディジタル画像信号記録
装置。
【請求項８】ｐビット（ｐは１以上の整数）で量子化
され、１フレームの有効画素数が水平方向ｊ画素×垂直
方向ｋ画素（ｊ及びｋはともに１以上であって且つ少な
くとも一方が２以上である整数）であるディジタル画像
信号を記録するディジタル画像信号記録装置において、ｑビット（ｑはｑ＞ｐなる整数）で量子化された静止画
像信号又は有効画素数が前記水平方向ｊ画素×垂直方向
ｋ画素より多い静止画像信号を、ｎ分割（ｎは２以上の
整数）してｎフレームの前記ディジタル画像信号に変換
し、分割変換信号として出力する分割変換手段と、前記分割変換信号に所定の処理を施して記録媒体に記録
する記録手段とを備え、前記記録手段は、所定画素ブロック毎に直交変換を行う
ことにより、複数の前記所定画素ブロックから成る所定
処理単位のデータ量が所定量以下となるように画像デー
タの圧縮を行う圧縮手段を有し、前記分割変換手段は、前記分割変換の際に少なくとも前
記所定画素ブロック内で同一値のダミーデータから成る
前記所定画素ブロックを付加し、且つその付加する所定
画素ブロックが前記所定処理単位にできるだけ均等に含
まれるように配置することを特徴とするディジタル画像
信号記録装置。