JPS61152180A - ディジタル録画信号の形成方法 - Google Patents

ディジタル録画信号の形成方法

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JPS61152180A
JPS61152180A JP59273143A JP27314384A JPS61152180A JP S61152180 A JPS61152180 A JP S61152180A JP 59273143 A JP59273143 A JP 59273143A JP 27314384 A JP27314384 A JP 27314384A JP S61152180 A JPS61152180 A JP S61152180A
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中川 省三
Shoichi Nakamura
昇一 中村
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Nippon Hoso Kyokai NHK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は、高品位テレビジョン信号と現行3:1:1方
式テレビジョン信号の両方を記録・再生することができ
る共用形ディジタル録画再生装置(以下、VTRと略す
)に関するものである。
[従来技術およびその問題点] サブナイキスト標本化時間軸圧縮多重方式による高品位
テレビジ厘ン信号を、走査線数525本の2:I:1コ
ンポ一ネント符号化方式現行ディジタルVTRもしくは
コンポジット符号化方式現行ディジタルVTRに録画・
再生するためのアダプタないしインタフェース回路が本
願人により提案されている(特願昭51−85209号
)。
しかし、MUSE  (Multiple  Sub−
NyquistSampling  Encoding
)方式による高品位テレビジ璽ン信号と現行3:1;1
符号化方式テレビジョン信号の両方を記録・再生するこ
とができる共用形ディジタルVTRは未だ開発されてい
ない。
[目的] 本発明の目的は、上述の点に鑑み、高品位テレビジョン
信号と現行テレビジョン信号の両方をディジタル信号の
形態にて記録・再生するように構成した共用形ディジタ
ルVTRを提供することにある。
[問題点を解決するための手段] かかる目的を達成するために、本発明に係るディジタル
VTRは、マトリクス状に配列された複数の情報ブロッ
クおよび水平・垂直パリティブロックを含んで成るディ
ジタル信号を記録・再生する装置において、500ビツ
ト以上1000ビット以下の情報ビットから成るデータ
を前記情報ブロックとして選定し、該情報ブロックを複
数個配列して前記ディジタル信号の1行を形成すると共
に、少なくとも、3:1:1コンポ一ネント符号化方式
テレビジョン信号における250ラインぶんを収容し得
るよう、前記ディジタル信号の列方向ブロック数を10
の整数倍に選定した記録信号を形成する処理回路を備え
、高品位テレビジョン信号および現行テレビジョン信号
の1フイールドをそれぞれ前記記録信号に変換して記録
するようにしたことを特徴とするものである。
また、前記情報ブロックがほぼ正方形となるよう配列す
ると共に1行方向および列方向に対してそれぞれ2ブロ
ツク以上4ブロック以下のパリティブロックを設けて前
記記録信号を形成するのが好適である。
本発明の構成を更に分脱すると次の通りである。
1)本発明に係るVTRは、所謂3:1:1符号化方式
(#度信号と2つの色差信号の標本化周波数の比が3:
1:lであって、“4”が13.5MHzに相当する)
による映像信号の1フイールドのみならず、 MUSE
方式による高品位テレビジ璽ン信号の1フイールドをも
記録し得るよう構成したことを要旨とするものである。
ii) 3:l:1符号化方式における1フイ一ルド信
号を記録するために、まず、1ラインを複数の情報ブロ
ックに分割する。この情報ブロックの大きさとしては、
500 ピットル1000ビツトを有するように分割す
る。その理由は、バースト誤りに対する誤り検出および
訂正能力の観点から、500ビツト〜1000ビツトの
ブロック長であれば誤り訂正を適切に行い得ることが実
験的に確かめられたからである。
3:l:l符号化方式によるテレビジョン信号の1ライ
ン(7200ビット)を500〜1000ビツトの情報
ブロックに分割する場合には、7200/ 500〜7
200/ 100G=14〜8(ブロック) となる0例えば、1ラインをlOブロックに分割したと
きには、720ビツトをもって1ブロツクが構成される
ことになる。
1ii)  また5本発明に係るVTRでは、いずれの
方式によるテレビジョン信号であっても1フイールドの
情報を1単位として記録することを主眼としているので
、現行3:I:l符号化方式のテレビジョン信号(1フ
レームの走査線525本、1フイールドの有効走査線数
は約245本)を少なくとも250木ふん記録すること
ができる記録信号を形成する必要がある。
従って、現行テレビジョン信号の1ラインをNブロック
に分割した場合、記録すべき信号の1フイールドに少な
くとも250XNブロツクの画像情報が含まれることに
なる。
1マ)記録した信号に対する誤り訂正能力を最大限に発
揮するために、本発明に係るVTRに記録すべき信号の
マトリクス配列については、情報ブロック全体がほぼ正
方形となるように構成するのが好適である。長方形のブ
ロック配置とした場合には、長手方向の誤り訂正能力が
低下することになる。
そして、このような情報ブロック配列に対して、水平・
垂直方向に誤り訂正用パリティブロックを2〜4ブロッ
ク設けるのが好適である。すなわち、現在のテープの誤
り率とテレビジョン信号の伝送に必要とされる誤り訂正
後の誤り率とに基づき、必要な冗長ブロック数が決定さ
れるわけであり、本発明に係るVTRでは、2〜4ブロ
ツクのパリティブロックを設けるのが適切である(実験
的にも証明されている)。
マ) テープに記録すべき情報ブロックの配列をほぼ正
方形に設定するのに際して、本発明では、縦方向のブロ
ック数がlOの整数倍となるように選定しである。
第1の理由:記録ヘッドの数を°°2′′とした場合に
は、縦方向のブロック数は偶泌(2の整数倍)であるこ
とが必要である。
第2の理由:日本における走査線数525本(60フイ
一ルド/秒)のみならず、ヨーロッパにおける走査線数
825本(50フイ一ルド/秒)の画像も共通して記録
し得るディジタルVTRを実現するために、いずれの方
式についてもトラックの切れ目とフィールドの切れ目と
を一致させる必要がある0例えば、1 (itのヘッド
を用いて1秒間に300トラツク(300は50と60
の最小公倍数に該当する)を記録する場合、 525木の走査線方式に対しては、 300(トラフクツ秒)/60(フィール17秒)=5
(トラック/フィールド) となり、5 トラックを用いてlフィールドを記録する
ことができることになる。
他方、625本の走査線方式に対しては、300()ラ
ック7秒)150(フィール17秒)=6(トラック/
フィールド) となり、6 トラックを用いてlフィールドを記録する
ことができることになる。
よって、本発明に係るVTRに記録すべき縦方向の情報
ブロック(ライン)が、1 トラックについてnライン
(nml、2・・・)ぶんだけ記録されるものと仮定し
た場合には、lフィールドあたり、5nライン(525
本走査線方式)あるいは6nライン(625本走査線方
式)が必要となる。換言すれば、本発明に従って記録す
べき縦方向の情報ブロック数を5の整数倍(例えば、5
0ブロツク)に設定しておくことにより、625本走査
線方式の画像を録画する場合は8n−5n*n(ライン
)の情報ブロックを新たに追加して6nライン(例えば
60ブロツク)とすることにより、フィールド情報を区
切りよく記録することが可能となる。
かくして、本発明に従って記録すべき情報ブロックの縦
方向ライン数は、5の整数倍とする必要がある。
上述した第1および第2の理由に基づき。
本発明では、縦方向の情報ブロック数をlOの整数倍に
選定しである。
[実施例] 以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明を適用したMUSE方式/現行341
:1符号化方式共用形ディジタルVTRの概略構成を示
す、本図において、2は機構部、4は記録・再生信号処
理回路であり、現行テレビジョン方式およびMUSE方
式において共通に使用する部分である。6はMUSE方
式による高品位テレビジョン信号(以下、MUSE信号
という)を導入して、所定のビット構成を有する記録信
号に変換するインタフェース回路である。また、8は現
行テレビジ1ン信号を導入して、上記記録信号に変換す
るインタフェース回路、lOは方式切換え手段である。
この現行テレビジョン信号としては、4:2:2符号化
方式(次に示す第1表にCCIRの符号化規格を示す)
 、 2:1:l符号化方式、3:1:1符号化方式。
2:1:1符号化方式に輝度信号の高域成分を遡加した
符号化方式(2:1:1−YH符号化方式と呼び、後に
詳述する) 、 4:1:O符号化方式、3:に0符号
化方式に輝度信号の広域成分を付加した符号化方式 、
等によるディジタル映像信号を扱うことができる(詳細
な理由は後に詳述する)。
第   1   表 本実施例では、MUSE信号および現行テレビジョン信
号のいずれに対しても、同一のビット構成を有する記録
信号に変換して記録・再生を行うものである。そこで、
まず、にυSE信号および現行テレビジョン信号の概略
内容を第2表として次に示す。
第2表 第2表に示すMUSE信号では、7ビツトを用いて1サ
ンプルを符号化する場合について例示したが、8ビツト
/サンプルとしても何ら差し支えない、ここでは1本実
施例への適用を容易にするために、7ビツト/サンプル
としたにすぎない、また、本実施例では3:1:1符号
化方式を基準にして変換を行うので、現行テレビジョン
信号として、3:I:1符号化方式によるサンプル数を
示した。すなわち、4:2:2符号化方式(第1表参−
)における輝度信号のサンプル数が720点であるので
、3:1:1符号化方式における輝度信号のサンプル数
は、 720 X (3/4)−540、色差信号のサ
ンプル数は720 X(1/4) −180となってい
る。
lフィールドの有効ライン数としてMUSE信号では5
19ラインと規定されているが、現行テレビジョン方式
における’241.5”ラインはとりわけ規格化されて
いる数値ではない。
次に示す第3表は、本実施例における記録信号のビット
構成を示す。
l、1 1’ MUSE信号と現行テレビジョン信号の走査線数比は +125ライン:525ライン= +5ニアである。そ
こで、第2表に示した有効ライン数に近く且つそれらの
値を越えるライン数を選定すると、第3表ニ示ス如く、
525 ライフ(MUSE信号)および245ライン(
現行テレビジ厘ン信号)となる、このことにより、走査
線数比15ニアを維持することが可能である。また、本
実施例ではMUSE信号の1サンプルを7ビツトで表す
こととしであるので、1ラインにつき3380ビツトを
要する。これに対し、現行テレビジョン信号では、G1
1l;IRの規格どおり8ビツト/サンプルとしである
ので、1ラインにつ、j 7200ビツトを要すること
になる。よって、lフィールドのライン数に着目すれば
、必要とされるビット数は 33flO(ビット/ライン) X525(ライン)=
 7200 (ビット/ライン)x245(ライン)と
なり、所要ビット数としても一致することにな、る。
第2図に、かかるライン数変換の様子を模式的に示す、
ここでは、現行テレビジョン信号の1ライン7200ビ
ツトを10個のブロックに分割しである。すなわち、l
ブロックの大きさを720ビツトに選定することにより
、バーストエラーに対する誤り訂正能力を向上させてい
る。また、このようにブロック数を偶数に設定すること
により、使用すべきヘッド数を2とした場合にもそのま
ま記録・再生を行うことが可能となる。
第3図は、本実施例により記録すべき信号の1フイール
ド構成を示す図である。また、第4図は第3図に示すl
ブロック (720ビツト)の信号構成を示す、すなわ
ち、第4図に示すようにブロック単位ごとにハードウェ
ア(図示せず)による誤り訂正を行うと共に、記録すべ
き1フイールドの信号に対しては誤り訂正用の垂直φ水
平パリティブロック(2ブロツク)を設けである。この
ようなブロック配列を行うことにより、53X48ブロ
ツクから成る情報エリアには、1,831,880ビツ
ト(=53X 48X 72G )のデータを記録する
ことができる。この1,831,680ビツトは、第3
表の最下行に示す総ビット数1,831.880ビー、
トと一致しており、現行テレビジ、ン信号のみならずM
USE信号の1フイールドを完全に一致して収容し得る
大きさである。
従って、第3図に示す情報エリアに含まれる2544ブ
ロツク(53X48ブロツク)を基本単位として、記録
−再生信号処理回路4(第1図参照)では各種の信号処
理を実行する。
第5図(A)は、現行テレビジョン信号(3:l:1符
号化方式)を本実施例によるVTRに記録するための1
ライン当りのビット配分を示す、また、第5図(B)は
画像上のサンプル点(丸印で示す)と輝度信号1色差信
号との関係を説明する図である。
これら両図面および第3表から明らかなように、輝度信
号YについてはY1〜Yg+。までの540サンプルが
8ビツト/サンプルで記録され(8X 540−432
0ビツト)、色差信号についてはR−Y、ないしR−Y
S)fまでの180サンプルが8ビツト/サンプルで記
録され(8X 180−1440ビツト)、他の色差信
号についてもB−YlないしB−Y、、までの180サ
ンプルが8ビツト/サンプルで記録される(8X 11
10−1440ビツト)、よって、現行テレビジョン信
号の1ライン情報が総計7200ビツト(10ブロツク
)の領域に記録される。
次に、MUSE信号を本VTRに記録する手法について
説明する。第3表から明らかなように、 MUSE信号
についても3:l:1符号化方式による記録の場合と同
様、lフィールドの情報をそのまま記録・再生すること
ができる。しかし、MUSE信号については、デコード
時における演算処理を受けるたびに画面の端部付近が削
られてしまうことがあるので、記録すべき原信号として
なるべく広い範囲の画像情報を備えていることが好まし
い。
そこで、にυSE信号を水平および垂直方向に拡大して
本VTRに記録する手法について次に説明する。
第6図は、MUSE信号を水平方向に拡張して記録する
手法を説明した図である。 MUSE信号の1ライン(
480サンプル)には、m麻信号(374サンプル)お
よび色信号(84サンプル)のほかに同期信号(12サ
ンプル)を含んでいる。しかし、この同期信号部分には
、通常のアナログ伝送回線等を介してMUSE信号を伝
送する際に用いられる同期波形が含まれているので、本
VTRの如くディジタル記録を行う場合には不要である
また、MUSE信号に本来的に含まれている輝度信号と
色信号との比率は374サンプル二94サンプルであり
、はぼ4:1 と考えることができる。
そこで、上述の同期信号部分には、両面両端のサンプル
点に対応して2憫のカラー信号CT、COおよび10個
の輝度信号Y)If−YH5,YBI〜YB5を追加し
て記録することが可能である。追加したこれらの信号は
、必要に応じて利用すればよい。
第7図は、519ラインのMUSE信号に対し、上下方
向に3ラインずつ拡張した記録を行う手法を示すもので
ある。これにより実質的に走査線は245ラインとなり
(第3表参照)、追加した信号は必要に応じて利用する
ことが可能となる。
なお、MUSE方式の制御信号については、垂直ブラン
キング内の別の領域に記録しておく(第3表参照)、ま
た、音声信号については、通常の音声チャネルに分離し
て記録を行う。
本VTRに記録することができる信号のひとつとして、
輝度信号の高域補償を行った方式(2:1: 1◆YH
符号化方式)による信号について説明する。
これまで述べてきたように、本VTRでは3:1:1符
号化方式の信号(lラインにおけるサンプル数900;
第3表参照)を記録し得る情報エリアを備えているので
、低レベルの符号化ファミリーのひとつである2:1:
l符号化方式による信号(lラインにおけるサンプル数
720)を記録した場合には、lラインにつき8 X 
(900−720)−1440ビツトぶんが余ることに
なる。そこで、この記録領域(1440ビット−2ブロ
ツク)に対して輝度信号の高域成分を記録しようとする
ものである。
第8図(A)〜(C)に、 2:1:1 +YH符号化
方式の伝送スペクトルを示す。
ここで、第8図(A)は輝度信号Yの占有周波数帯域f
(4f=13.5MHz)を示しティる。コレは。
2:1:1符号化方式に従って、標本化周波数fgを2
f(,6,75MH2)にしたことによるものである、
また、輝度信号Yの高域周波数成分を抽出するために、
第8図(B)に示すように、標本化周波数fsをfsJ
、5Fとして画像を標本化する。この高域成分YHは占
有周波数帯域として1.5f/2を有するが、標本化周
波数fs=1.5Fの172であるので、伝送すること
が可能である。
そして、第8図(C)に示すように、高域輝度成分YH
を加算することにより、より解像度を上げることが可能
となる。
しかし、2:1:I R号化方式による信号を記録した
場合に生じる残余ビット数は、既述の如< 1440ビ
ツト/ラインであるので、第8図に示す如く高域輝度成
分を非線形量子化し、5ビツト/サンプルとして記録し
なければならない、その理由は、次に示すとおりである
第8図CB)に示した高域輝度成分は標本化周波数fs
=1.5F(4f−13,5MHz)で標本化しである
ので、そのサンプル数は1ライン当り、 180X1.5禦270サンプル/ラインとなる。この
270サンプルを上記1440ビツト/ラインに割り当
てなければならないので、 1440/270−5.3
3 ビット/サンプルとなる。
よって、第9図に示すとおり、高域輝度成分Y■を5ビ
ツト/サンプルで表すこととした。なお、第9図に示す
非線形量子化では、入力信号レベルが大になるに従って
粗い量子化を行っているが、これは視覚の特性に鑑みて
、十分に容認し得ることである。
かかる2:1:1 + YH符号化方式によるlライン
のビット配分を第10図に示す0本図において、高域輝
度成分Yトα、 YH−β、YH−γ、・・・を除いた
場合には、通常の2:1:l符号化、方式によるビット
配列となる。また、これら高域成分は、第3図に関して
説明したとおり5ビツト/サンプルであるので。
第1θ図の下方に示すように5ビツトを1単位として記
録を行う、従って、第2の高域成分YH2は前半の3ビ
ツトがYH−αに、後半の2ビツトがYH−βに記録さ
れることになる。なお、 YH−βにおける残りのlど
フトについては、本実施例では記録のエリアとして用い
ない。
4:2:2符号化方式(第1表参照)による符号化信号
を本VTRに記録するためには、記録情報量を減少させ
る必要がある。そのために、2:1:l符号化方式ある
いは2:1:1−YH符号化方式のイg号に変換する必
要がある。
第11図は、4:2:2符号化方式による符号化信号を
2:1:1 +YH符号化方式による信号に変換するた
めの回路構成を示す0本図において、 12は遮断周波
数fcs1.5f(4f−13,5MHz) (7) 
O−パスフィルタ、14はfc=1.Ofのローパスフ
ィルり、16は4f→2fへのサンプル変換を行うサン
プル変換器、18は加算器、20は4f→1,5fへの
サンプル変換を行うサンプル変換器、22は8ビツト・
入力を5ビツト出力に変換する非線形量子化器(第9図
参照)である、入力信号としては、4:2:2符号化方
式により符号化された輝度信号(8ビツト)が導入され
る。また、ローパスフィルタ12および14の出力信号
、加算器18の出力信号については、その出力特性を図
中にグラフで示しである。
本回路の動作については、第11図中の出力特性図を参
照することにより明らかとなるので、詳細な説明は省略
する。但し、特に注目すべき点は、加算器18の出力信
号YH(占有周波数帯域−1,5f/2)を伝送するた
めに、サンプル変換器20を用いて1.5fの標本化周
波数に変換していることである・かくして、 2:1:
1符号化方式による輝度信号Yと、高域輝度成分Yl(
とを得ることができる。
色差信号についても同様に得ることができる。
すなわち、4:2:2符号化方式で符号化された色差信
号を遮断周波数fc=0.5F(4f=13.5MHz
)のローパスフィルタに導入し、このローパスフィルタ
の出力信号を2F−1Fにサンプル変換すればよい。
最後に、低レベルの符号化ファミリーとして知られてい
る3:1:O符号化方式を記録・再生する場合について
述べる。この3:1;0符号化方式は、第12図に示す
ように色差信号を線順次にて伝送する方式であり、かか
る方式による信号を記録する場合には、単にR−Y信号
もしくはB−Y信号を無視して情報エリア(第3図参照
)に書き込まないよう制御をするか、または記録されて
いても再生側で利用しなければよい。
この3:1:O符号化方式により符号化された信号を記
録する場合には既述の2:l:1符号化方式と同様、1
80サンプル(ax 1so−1aaoビツト)ふんの
情報エリアが余ってしまうので、輝度信号の高域成分を
併せて記録することも可能である。その手法は、2:l
:1 +YH符号化方式における場合と同様であるので
、詳しい説明は省略する。
これに対し、第13図に示す4:1:0符号化方式によ
り符号化した信号を記録する場合には、3:1:1符号
化方式による符号化信号を記録する場合と同一の情報エ
リア(53X48ブロック;第3図参照)を必要とする
ので、輝度信号の高域成分まで併せて記録する余地はな
い。
[効果] 以上詳述したとおり1本発明によれば、高品位テレビジ
、ン信号および現行テレビジョン信号のlフィールドを
基本単位として同一のビット配列を有する記録信号に変
換することができるので。
□高品位テレビジ、ン方式と現行テレビジョン方式とに
共通して使用し得るディジタルVTRを実現することが
可能となる。
かかる共用形ディジタルVTRの実現により、製造工程
にあっては製造コストを廉価にし、また、放送局などに
おいては放送設備の効率的運用ならびに番組保存設備の
効率的かつ経済的利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である共用形ディジタルVT
Rの概略構成図、 第2図は本発明に係る走査線数変換過程の説明図。 第3図は本実施例に記録すべき1フイールドの信号構成
図。 第4図は第3図に示す信号構成の基本単位であるlブロ
ックのビット構成を示す図、 第5図(A)および第5図(B)は3:1:1符号化方
式によって符号化した信号のビット構成図、゛ 第6図
は高品位テレビジョン信号のビット構成図、 第7図は本実施例に記録される高品位テレビジ1ン信号
の走査線数を示す図、 第8図(A)〜(C)は2:l:1符号化方式による符
号化信号に対して高域輝度成分を付加する過程を示す線
図、 第9図は非線形量子化処理を説明する線図、第10図は
第8図(A)〜(C)に示す過程に基づいて得られる信
号のビット構成図。 第11図は4:2二2符号化方式による信号を本実施例
に記録するための信号変換回路図、 第12図は3:1:0符号化方式を説明する図、第13
図は4:l:0符号化方式を説明する図である。 2・・・機構部、 4・・・記録・再生信号処理回路、 6.8・・・インタフェース回路、 !0・・・方式切り換え手段 12.14・・・ローパスフィルタ、 16.20・・・サンプル変換器、 18・・・加算器、 22・・・非線形量子化器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)マトリクス状に配列された複数の情報ブロックおよ
    び水平・垂直パリティブロックを含んで成るディジタル
    信号を記録・再生する装置において、 500ビット以上1000ビット以下の情報ビットから
    成るデータを前記情報ブロックとして選定し、該情報ブ
    ロックを複数個配列して前記ディジタル信号の1行を形
    成すると共に、 少なくとも、3:1:1コンポーネント符号化方式テレ
    ビジョン信号における250ラインぶんを収容し得るよ
    う、前記ディジタル信号の列方向ブロック数を10の整
    数倍に選定した記録信号を形成する処理回路を備え、 高品位テレビジョン信号および現行テレビジョン信号の
    1フィールドをそれぞれ前記記録信号に変換して記録す
    るようにしたことを特徴とする高品位テレビジョン方式
    および現行テレビジョン方式の共用形ディジタル録画再
    生装置。 2)複数の前記情報ブロックがほぼ正方形となるよう配
    列すると共に、行方向および列方向に対してそれぞれ2
    ブロック以上4ブロック以下のパリティブロックを設け
    て前記記録信号を形成することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のディジタル録画再生装置。
JP59273143A 1984-12-26 1984-12-26 ディジタル録画信号の形成方法 Granted JPS61152180A (ja)

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