KR0165284B1 - 고속화상재생에 적합한 디지탈비디오테이프레코더용 테이프상의 데이타배치기술 - Google Patents

Abstract

연속적인 입력이미지들을 입력기록 캐리어상에 순차적으로 기록된 복수개의 동기블록으로 압축코딩하는 방법 및 장치는 제1이미지 압축인코딩기술에 따라서 상기 입력이미지들의 각각을 디지탈적으로 처리하여 상기 입력된 이미지들의 각각의 저해상도버젼을 나타내는 제1디지탈신호를 제공하는 것을 특징으로 한다. 상기 입력이미지들은 또한 상기 제1이미지 압축인코딩기술과 상이한 제2이미지 압축인코딩기술에 따라서 디지탈적으로 처리되어, 상기 입력이미지들의 각각의 더 높은 해상도 버젼을 나타내는 제2디지탈신호를 제공한다. 상기 제1 및 제2디지탈신호들의 연속적인 부분은 그 다음 기록캐리어상애 순차적으로 기록된 순차 동기블록들로 결합된다. 평균적으로, 각 동기블록의 제1디지탈신호는 상기 입력이미지의 완전한 수평라인을 나타낸다.

Description

고속화상재생에 적합한 디지탈비디오테이프레코더용 테이프상의 데이타배치기술

제1도는 종래의 헬리컬스캔 평행 트랙킹포맷 및 트릭플레이중에 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면.

제2도는 본 발명에 따른 디지탈 VTR에서 사용되는 압축부호화 알고리즘을 수행하는 장치의 블록도.

제3도는 제2도의 장치에 사용되는 서브밴드 디콤포지션(decomposition) 및 데시매이션(decimation)을 설명하기 위한 도면.

제4도는 제2도의 장치에 의해 발생되는 동기블록을 도시하는 도.

제5도는 본 발명의 원리에 의한 자기테이프상에 제4도에 도시한 동기블록의 배치 및 복원하는 과정을 도시하는 도면.

제6도는 제2도의 장치를 사용하여 기록된 데이타를 복원하기 위한 복호기를 갖는 디지탈 VTR의 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,500,606 : 자기테이프 20,600 : VTR

24,618 : 신호처리회로 26 : 자기헤드

38 : 동기블록형성부 40 : 부호기

44 : 역벡터양자화기 46 : 서브밴드복원모듈

48 : 감산회로 302 : 입력이미지필드

304,308 : 분리필터 602 : 복호기

604 : 자기픽업헤드 608 : 복원회로

610 : 디멀티플렉서 612 : 역VQ모듈

614 : MPEG데이타복호기 616 : 합성기

본 발명은 디지탈 비디오테이프레코더(lITR) 및 기륵캐리어에 관한 것으로, 특히 기록캐리어가 기록속도와 상이한 속도로 VTR재생헤드를 지나 이동되는 화상서치(즉, 고속서치 또는 트릭플레이)모드 중에 영상이미지를 형성/제공할 수 있는 디지탈VTR 및 기록캐리어에 관한 것이다.

VTR에서, 자기 픽업/기록 헤드들은 원통형 드럼에 장착되어 있고, 기록캐리어(즉, 자기테이프)는 드럼주위를 나선형으로(helically) 약 반바퀴 감싸고 있다. 제1도에 도시한 것처럼, 기록 또는 재생중에 드럼(미도시)은 회전하고 테이프(10)는 정속도로 드럼상의 화살표방향(12)으로 구동됨으로써, 평행경사(헬리컬) 트랙들(14)에 영상정보신호들을 기록하거나 픽업한다. 상기 트랙들(14)애 대한 헤드들의 이동예는 화살표(16)로 표시되어 있다.

고속재생(또는 트릭플레이)중에 테이프는 기록속도보다 빠른 속도로 드럼상을 지나간다. 이 결과 자기헤드들은 제1도의 점선화살표로 도시한 것처럼 테이프를 가로지르는 각 스캔에 대해서 다수의 경사트랙들을 가로지르게 되어, 각 기록된 트랙으로부터 영상정보신호의 일부분만을 픽업하게 된다.

고속재생모드를 제공하는 디지탈 VTR은 몇가지 곤란한 조건들을 요구한다. 이는 종래의 디지탈 이미지 압축기술이 이미지 복잡도에 따라 하나의 이미지를 부호화하기 위하여, 전형적으로 가변수의 비트들을 사용하기 때문이다. 그러므로, VTR이 고속재생모드에서 동작될 때, 부호화된 데이타의 계속적인 복원은 가능하지 않고, 단지 기록된 이미지의 부분들만이 복원된다. 모든 부호화된 데이타를 완전히 복원하지 못한다면, 이미지복원은 심하게 약화될 것이다.

디지탈 VTR에서 고속 서치모드의 적절한 동작을 수행하기 위하여, 2가지 기본적인 요구조건이 있다. 첫째, 복원된 고속데이타의 테이프상의 위치와 이 데이타가 나타내는 복원된 이미지의 위치 사이의 일정한 관계가 있어야 한다. 둘째, 기록된 데이타의 비트율은 어떤 시퀸스의 기록된 이미지들에 대하여 고정되어야 하므로 테이프상의 선형적인 진행은 이미지 시퀸스의 등가적인 진행에 대응한다. 이들 요구조건들은 가변길이 코딩방법을 디지탈 VTR에 적용하는 것을 어렵게 한다. 현재의 많은 저비트율 이미지압축코딩알고리즘들은 가변비트길이 코딩방법(가령, 인터프레임모션보상을 포함)을 사용하기 때문에, 그들을 디지탈 VTR에 적용하는 것은 잘 맞지 않는다.

Haikawa 등에 1992년 8월 4일자로 특허된 미합중국 특허 5,136,394호는 고속서치모드동작을 수용하는 이미지코딩방법을 갖는 디지탈 VTR을 개시하고 있다. 상기 특허에 개시되어 있는 것처럼, 각 이미지는 3가지 타입의 화소들, 즉 a,b,c로 각각 분할되어 있다. 여기서, 이미지라인당 c타입화소들의 수는 이미지라인당 a 및 b타입의 화소들의 수보다 2배이다. 각 이미지에 대한 a,b,c타입의 화소들은 함께 그룹으로 묶여지고 그 다음 테이프에 순차적으로 기록된다. 더욱이, 각 그룹은 각 화소를 나타내는 디지탈 데이타의 상부 m 비트와 하부 n비트에 대응하는 2개의 서브그룹으로 분할된다. 화상 서치모드중에, 예를들면 a타입 화소들의 상위비트들은 태이프로부터 복원되어 사용가능한 거친(rough) 이미지를 제공한다. 그러나, 이 기술에 의하면 테이프상에 선기록된(pre-recorded) a타입화소들의 스캐닝 및 복원이 이루어져야 하기 때문에 매우 한정된 서치 자유도가 제공된다.

M . Minami에 주어진 1992년 8월 4일자 미합중국 특허 5,136,391호는 입력된 이미지가 연속적으로 서브샘플되어 저해상도 성분들을 갖는 주이미지와 더 높은 해상도 이미지 성분들을 갖는 2개의 계층적(hierarchical) 서브이미지들로 분할되는 디지탈 VTR을 개시하고 있다. 주이미지는 고정비트길이 부호화되고 각 자기테이프트랙의 중앙 부분를 따라 기록되고, 서브이미지들은 가변비트길이 부호화(가령 적응 DCT기술을 사용)되고, 주이미지가 기록되는 자기테이프트랙상의 양측면들에 대칭적으로 기록된다. 이 기술은 먼저 기록된 각 트랙의 중앙위치가 사용가능한 이미지를 재구성하기 위하여 복원될 것을 요구하기 때문에 트릭플레이 동작 및 장치에 대해 바람직하지 못한 조건들을 요구하게 한다.

이 문제점을 해결하기 위한 다른 기술이 Heignemas에 주어진 1989년 2월 21일자 미합중국 특허 4,807,053호에 개시되어 있다. 상기 특허에 기술된 것처럼, 사용된 이미지압축알고리즘은 모든 기록된 화상데이타의 일부가 복원될 때에는 불량한 이미지를 복원하게 되고, 모든 데이타가 복원될 때에는 좋은 이미지를 복원하게 된다. 첫째, 입력된 이미지는 제1변환코딩기술(first transform coding technique)을 사용하여 부호화되는 서브이미지 블록들로 분할된다. 그 다음, 연속적인 서브이미지들은 모션에 대해 분석되고 서브이미지들의 모션사이의 차이정도에 따라 모션코드가 주어진다. 만일 다음의 서브이미지가 그 모션코드에 의해 나타내지는 것처럼 선행의 서브이미지로부터 거의 움직이지 않음을 나타내게 되면, 제2 변환코딩기술이 사용될 수 있다. 이 제2변환코딩기술이 선행 서브이미지와 결합될 때, 입력된 서브이미지들의 보다 정확한 복원을 가능하게 한다. 그러나, 만일 모션코드가 연속적인 서브이미지들 사이의 어떤 최소량의 모션 보다 더 큰 움직임이 있음을 나타내면, 제1 변환코딩기술이 다시 사용된다. 따라서, 정상 재생중에 모든 서브이미지들이 순서대로 복원될 때, 유리한 이미지 압축기술인 모션코드들을 사용하면 유사한 모션코드들을 갖는 서브이미지들(선행프레임 또는 필드로부터 인터프레임 코딩타입의 처리와 동등하게 된것들)이 결합되도록 한다. 그러나, 모든 서브이미지 데이타들의 일부가 복원되면, 유사한 모션코드들 및 특정 변환코드들을 갖는 서브이미지들만이 결합될 수 있다. 연속적으로 복원된 서브이미지들이 고정밀도의 서브이미지를 발생하기 위한 결합을 허용하는 모션코드들과 변환코드들을 갖지 않는다면, 상기 서브이미지들은 결합되지 않고 그 대신에 앞서 복원된 서브이미지가 원래의 이미지를 복원하기 위하여 반복된다. 이 기술은 복원된 신호에서 농담불균형(blockiness)을 초래하므로 특히 유리하지 않다. 더욱이, 데이타압축은 보다 일반적인 타입의 이미지압축알고리즘보다 더 효과적이지 않다.

기록속도이외의 속도에서 기록캐리어로부터 데이타를 복원할 때 고유의 샘플스키핑(sample skipping)을 고려하는 영상이미지압축을 위해 개발된 다른 기술이 1991년 3월에 발행된 영상기술용 회로와 시스템을 위한 IEEE 트랜잭션(Vol.1, No.1)에 Wu등에 와하여 HDTV용 디지탈테이프기록을 위한 속도-억제 최적 블록-적응 코딩 기술에 기술되어 있다. 각 서브이미지는 비중첩 블록들로 분할되어 있고, 각 블록은 소정 범위의 비트율을 갖는 유한집합의 미리 디자인된 블록양자화기들중의 하나에 의해 구호화되어, 각 서브이미지는 일정 수의 비트만큼씩 독립적으로 부호화된다. 라그랑제승산법(Lagrange Multiplier method) 에 기초하여 최적에 가까운 양자화기 할당알고리즘은 각 블록에 대한 특정 양자화기를 선택하는데 사용된다. 그 목적은 각 서브이미지에 대한 전체 일정 수의 비트들을 억제한 상태에서 전체 서브이미지의 왜곡을 최소화할 수 있다. 상기 속도-억제 블록-적응 기술( rate-constrained block-adaptive technique)은 다단계 압축알고리즘을 사용하며, 이 다단계압축알고리즘은 벡터양자화에 의하여 추종되는 이산여현변환(discrete cosine transformation)을 포함한다. 이 기술이 트릭플레이중에 데이타복원을 허용함에도 불구하고, 상기 다단계압축 코딩기술은 트릭플레이중에 복원된 이미지내에 바람직하지 않은 농담불균형을 초래하는 것이 예측된다. 더욱이, 블록-적응 기술은 최적 데이타압축보다 못한 결과를 초래한다.

본 발명의 목적은 트릭플레이모드내애서 동작할 때 디지탈 VTR에 기록된 이미지를 복원하고 재생을 가능하게 하고 수단을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 디지탈 VTR에서의 디지탈정보는 2개의 데이타스트림들, 즉 트릭플레이 데이타스트림(TDS)과 노말플레이 데이타스트림(NPDS)으로 분리된다. 양 데이타스트림들은 동일한 이미지들을 나타내고 있으나, TDS는 NPDS보다 소정 이미지당 적은 비트수를 사용하고, 그러므로 TDS는 NPDS에 비해 낮은 해상도 이미지를 나타낸다. 양 데이타스트림들의 연속부분들은 연속된 동기블록들을 형성하기 위하여 함께 그룹으로 묶여지며, 그 다음 평행한 경사트랙들내의 기록캐리어상에 연속적으로 기록된다. 트릭플레이 복원중에, 상기 동기워드들의 복원된 TDS부분만이 그 이미지를 복원하는데 사용되고, 노말플레이백중에는 그 이미지를 복원하기 위하여 NPDS부분이 단독으로 사용되거나, 또는 TDS부분과 결합하여 사용된다.

TDS부분은 고정비트길이(fixed bit-length) 부호화되어 자기테이프가 다중 트랙들을 비스듬이 스캔할 때 복원된 동기블록들(또는 워드들)중의 각각의 TDS부분이 이미지를 복원하는 데 사용된다. 고정비트길이 코딩은 저해상도 TDS부분에 유리하게 적용된다. 노말플레이 이미지를 나타내기 위한 조건들을 갖는 NPDS는 훨씬 높은 데이타속도를 가지고, 그러므로 유리하게는 가변비트길이(variable bit-length) 코딩알고리즘을 채용한 코딩방법을 사용한다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 각 동기블록의 TDS부분은 평균적으로 이미지의 하나의 완전한 수평라인을 나타낸다.

본 발명의 다른 일 태양에 의하면, TDS부분은 더 작은 이미지들을 형성하기 위하여 원래의 이미지의 서브밴드 디콤포지션에 의해 형성되고, 그다음 벡터양자화기술을 사용하여 부호화된다.

본 발명의 또 다른 일 태양에 의하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, TDS와 NPDS는 계층적인 형태의 관계를 가지므로, 각 동기워드의 TDS와 NPDS는 노말플레이중에 복원된 이미지를 재생하는데 사용된다. 이것은 이미지압축의 효율을 더욱 향상시킨다.

따라서, 본 발명의 주요 장점은 종래의 평행 경사트랙 기록기술이 사용되면서, 고속재생중에 이미지복원을 가능하게 한다는데 있다. 이러한 장점은 연속적으로 기록된 동기블록들내에 고정 비트길이 부호화된 TDS의 연속적인 부분들을 포함함으로써 얻어진다. 그것이 고정 비트길이 부호화되기 때문에 테이프로부터 복원될 수 얼는 동기블록들의 다른 것들을 언급함이 없이 복호화될 수 있고, 다중 트랙들이 고속서치모드중에 스캔될 때, TDS부분들이 연속적이기 때문에 놓친 동기블록들의 비복원된 TDS부분들은 복원된 다른 동기블록들로부터 유사하게 위치하는 이미지부분들을 나타내는 TDS데이타로 대체될 수 있다.

더욱이, 각 동기블록의 TDS부분은 평균적으로 복원된 이미지의 하나의 완전한 수평라인을 나타내기 때문에, 트릭플레이중에 더 명확한 이미지가 복원된다. 부가적으로, 트릭플레이동작은 특수한 자기헤드위상제어를 할 필요가 없이, 기록된 트랙을 따라 어느 임의의 점에서 시작할 수 있다.

본 발명의 상기 목적들과 장점 및 다른 목적들과 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.

제2도에 의하면, 본 발명의 일 태양에 의하여 구성된 디지탈 VTR(20)의 기록부가 도시되어 있다. VTR(20)은 본 발명의 원리에 의해 구성된 영상신호 압축인코딩부(video signal compression encoding portion:22)와 종래의 신호처리부(24) 및 자기테이프(10)상에 영상신호를 디지탈적으로 기록하기 위한 기록헤드(26)를 포함한다. 간단히, 단지 하나의 인코딩부(22)가 도시되어 있으며, 이 인코딩부(22)는 가령 CCIR규정 601에 의하여 부호화된 디지털 신호원으로부터 휘도신호(Y)를 받는다. 부가적인 인코딩회로들(28,30)이 색신호성분들, 즉 U,V를 처리하기 위해 요구될 것이다.

입력프레임기(32)는 소스디지탈영상의 연속적인 프레임들을 수신하고, 그것을 더 작은 이미지프레임들로 만들기 위해 데시메이트되는(decimated) 서브밴드 디콤포지션모듈(34)에 공급한다.

예를들면, 각 입력프레임의 휘도성분을 위하여, 프레임크기는 수평으로 720화소들, 수직으로 480라인들(화소들)일 수 있다. 상기 서브밴드 디콤포지션 및 데시메이션은 수평으로 180화소들, 수직으로 120라인들을 갖는 휘도필드들을 만든다. 상기 과정은 제5도에 따라서 보다 상세히 기술되는 것처럼 수평방향 및 수직방향으로 2회의 로우패스필터링 및 데시메이션을 함으로써 수행된다. 다음 이들 더 작은 이미지들은 트릭플레이 데이타스트림(TDS)을 형성하기 위하여 벡터양자화(VQ) 모듈(36)에 의해 종래의 양자화기술을 사용함으로써 데이타압축용으로 부호화된다. 백터양자화를 달성하기 위하여, 이들 더 작은 이미지들은 고정사이즈벡터들로 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 2개의 상이한 벡터사이즈들, 즉 수평으로 16개의 소화소들과 수직으로 하나의 화소(16×l)와 수평으로 8개의 소화소들과 수직으로 2개의 화소들(8×2)중의 하나가 바람직하다. 그 다음, 이들 백터들은 종래의 기술에 따라서 TDS코드워드들을 발생하기 위한 고정사이즈 코드북을 사용하여 양자화된다. 그 다음, 이들 VQ코드워드들은 TDS를 형성하기 위하여 사용된다.

TDS는 동기불록형성기(38)의 제1입력으로 인가되며, 이 동기블록형성기(38)는 동기블록들의 연속적인 것들 안에서 후에 기술될 노말플레이 영상신호를 나타내는 코드워드들과 상기 TDS코드워드들을 결합한다.

TDS의 형성과 동시에, 노말플레이 데이타부호기(40)는 몇가지 공지된 고화질의 이미지 압축코딩 기술들 중의 하나에 의해, 바람직하게는 가변비트길이 코딩기술을 채용하여 입력된 이미지프레임을 처리한다.

여기에 적용되는 기술은 MPEG스탠다드위원회에 의해 제안되고 가령 Test Model 1 라는 명칭의 1992년 5월의 문서(ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11)와 문서( #AVC260) 및 노말플레이 데이타스트림(NPDS)이라 불리는 노말플레이 이미지를 나타내는 연속적인 코드워드들을 개발하기 위한 MPEG 92/160에 기술되어 있다. 물론, 입력 시퀸스의 원하는 수의 프레임들, 예를들면 소망의 편집경계와 압축비 사이의 트레이드오프로서 4개의 프레임들에 걸쳐서 로딩을 고정시키도록 억제하기 위하여는, 적절한 수정이 종래의 MPEG기술에 가해질 필요가 있을 수도 있다. 그 다음, NPDS는 동기블록형성기(38)의 제2입력으로서 인가된다.

딜레이 모듈(delay module: 42)은 부호기(40)에 공급되는 입력프레임들을 지연시키므로, 동기블록형성기(38)가 TDS와 NPDS의 부분들을 단일 동기블록 또는 워드로 그루핑하고, 각 그루핑된 데이타스트림이 나타내는 입력프레임의 부분은 실질적으로 유사하다.

그러나, TDS는 고정비트길이 부호화되므로, 동기블록들내의 연속적인 것들의 연속적인 TDS부분들은 동기블록의 테이프상의 위치와 그 동기블록내 TDS로 나타내어지는 기록된 이미지의 위치 사이에 소정의 그리고 공지된 상관관계를 만든다. 다른 방법으로 기술하면, TDS와 NPDS는 입력이미지에서 실질적으로 유사한 부분들을 단지 나타낸다. 그 이유는 TDS의 연속적인 부분들이 입력된 프레임의 근접한 부분들을 나타내고 연속적인 동기블록들의 연속적인 것들에 위치함에도 불구하고, NPDS의 연속적인 부분들은 가변비트길이 코딩방법에 기인하여 TDS의 입력이미지와 공간적으로 동일한 관계를 더이상 지속하지 않기 때문이다.

그 다음, 순차적인 동기블록들은 종래의 VTR신호 처리회로(24)를 사용하여 처리되고, 자기테이프(10)상의 복수의 평행 경사트랙들내에 순차적으로 동기블록들을 기록하기 위하여 자기헤드(26)에 인가된다.

바람직한 실시예에서, 계층적인 방법이 NPDS를 코딩하는데 사용되며, 이 방법은 TDS를 복원하고 그 다음 NPDS를 형성하기 전에 입력된 이미지로부터 그 복원된 TDS를 감산함으로써 달성된다.

NPDS로부터 TDS를 제거하는 것은 TDS정보가 이미 분리되어 제공되기 때문에 보다 효율적인 코딩방법을 이룬다. 제2도에 도시된 것처럼, TDS는 입력이미지의 데시메이트된 버젼(versions)을 재창출하는 역벡터양자화기(inverse vector quantizes:44)와 필수적으로 원래의 이미지프레임을 복원하면서 데시메이트된 이미지들의 화소들상에 동작하는 인터폴레이션회로를 포함하는 서브밴드복원모듈(subband reconstruction module:46)에 의해 처리된다. 감산회로(48)는 노말플레이 코딩모듈(40)에 감소된 비트밀도입력 이미지를 제공하기 위하여 입력 프레임으로부터 복원된 TDS를 감산한다.

제3도는 블록도의 형태로 서브밴드디콤포지션을 나타내고 있다.

입력이미지필드(302)는 h × v(Y성분에 대해서 720화소들 × 480라인들)의 초기3기를 갖는다. 분리가능필터들(304,308)은 모듈(306)을 통하여 2개의 로우들을, 모듈(310)을 통하여 2개의 컬럼들에 의해 데시메이트되기 전에 입력이미지의 로우들 및 컬럼들의 각각을 로우패스필터링하는데 사용된다. 주지된 바와 같이, 필터들은 데시메이션 후의 앨리어징(aliasing)을 방지하는게 필요하다. 또한, 제3도에 도시된 바와 같이, 필터들은 분리될 필요가 없다. 제3도의 처리를 통하여 이미지필드의 각 패스는 필드 폭(h)과 높이(v)의 절반을 나타낸다. 바람직한 실시예에서, Y, U, V성분들은 수평으로 2번, 수직으로 1번 데시메이트되어, 180×120화소들의 휘도필드들(luminance fields)과 90 × 120화소들의 색도필드들(chrominance fields)을 생성한다.

제4도는 테이프상의 TDS와 NPDS보드워드들의 위치를 도시한다.

동기블록 또는 워드(400)는 블록(400)의 길이의 약 10%를 차지하는 제1부분(402)을 포함하고, 그 안에 기록된 고정비트길이 부호화된 TDS의

부분을 포함한다. 나중에 기술될 것이지만, 각 부분은 23 코드워드들(8 × 2벡터양자화에 대해), 또는 6 코드워드들(16 × 1백터양자화에 대해)을 포함할 수 있다. 워드(400)의 제2부분(404)은 그 안에 기록된 가변장 부호화된 NPDS의 부분을 포함한다. 간략하면, 디지탈화된 데이타시스템에 통상적으로 포함된 데이타의 동기워드들, 에러정정, 가령 패리티 및 다른 하위레벨 관리적인 형태의 확인에 관계하는 데이타와 같은 종래의 영상동기워드들의 부가적인 부분들은 도시되어 있지 않다.

앞에서 언급한 것처럼, 테이프상의 데이타의 위치는 트릭플레이중에 본 발명의 기능을 수행하는데 중요하다. 바람직한 실시예에서, 데이타는 입력이미지의 각 필드를 위하여 한 트랙을 사용하여 기록된다. 각 트랙은 원래의 이미지필드내의 각 라인당 한 동기워드의 평균을 가지고, 고정길이를 갖는 240개의 동기워드들로 분할된다.

에를들면, NPDS에서 비트속도가 4개의 프레임위로 고정되어 있다고 가정하면, 이들 4개의 프레임들에 대한 NPDS는 8개의 평행 트랙들(즉 4프레임)위로 모든 동기워드들을 놓이게 한다. 따라서, NPDS를 복호화하기 위하여, 복호기는 8개의 트랙순서의 초기에 시작하여 이들 8트랙들상의 연속적인 동기워드들로부터 모든 데이타를 얻을 수 있다.

그러나, 이상적으로는 단지 하나의 동기워드가 원래 이미지의 하나의 라인을 생성하기 위해 복원될 필요가 있도록, TDS는 동기블록들내에 위치한다. 따라서, 이론적으로는 트릭플레이중에, 복호기는 테이프상의 데이타복원이 어디에서 시작하건 간에 복원된 동기워드들을 사용할 수 있다. 본 실시에에서, 테이프폭과 비트밀도에 대한 현재의 기술제한 때문에, 4동기워드들은 TDS코드워드들의 4라인들을 나타내는데 사용된다. 그러나, 이것은 평균적으로 이미지라인당 1 동기워드를 가지며, 수용가능한 것으로 간주되었다. 4개 라인들을 나타내는 TDS코드워드들을 얻기 위한 방법은 데시메이티드된 이미지의 VQ를 수행할 때 8 × 2 화소블록들을 사용함으로써 얻어지고, 이는 차후 복호회로를 기술할 때 더 상세히 설명할 것이다.

제5도는 트릭플레이 이미지의 형성중에, 기록된 동기워드들이 어떻게 복원되는 가를 도시한다. 일반적으로, 트릭플레이중에 형성된 이미지들은 트릭플레이중에 종래의 아날로그 VTR에 의해 형성된 것들과 유사하다. 즉, 트릭플레이 이미지는 자기헤드들이 테이프를 가로질러 비스듬이 지나갈때 복원되는 입력이미지순서의 연속라인들의 스트립들(strips) 로 구성될 것이다. 테이프(500)는 평행경사트랙들의 각각에 기록된 각 필드를 나타내는 240개의 동기워드들을 포함한다. 따라서, 2개의 인접한 트랙들은 예를들면 주어진 프래임의 필드 1과 필드 2를 나타낸다. VTR이 예를들면 2배의 노말플레이속도에서 동작될 때, 동기워드데이타는 제5도에 빗금친 부분으로 도시한 스트립들안에서 복원될 것이다. 즉, 제5도에 화살표로 도시한 것처럼, 각 트릭플레이 이미지는 제1프레임(TF₁₁)의 제1필드의 상부 120라인들로부터 유도된 상부절반과, 제1프레임의 제2필드(BF₁₂)의 마지막 120라인들로부터 유도된 하부절반을 가질 것이다. 이 예는 화상서치속도의 추가된 배속에서 또한 데이터 복원이 도시될 수 있다.

노말플레이중에, 모든 데이타(TDS와 NPDS)는 복원되고, 노말플레이 화상들은 연속적으로 기록된 동기블록들로부터 생성된다.

트릭플레이중에, 예를들면 2배의 노말속도에서, 영상의 한 프레임은 원래의 입력시퀸스의 매 2프레임임마다 생성된다. 이것은 헤드가 화살표들(402,404,406)로 도시된 것처럼 경사진 트랙을 스캔할 때 제5도에 도시된 연속적인 프래임들의 연속적인 스트립들을 픽업함으로써 나타내어진다.

상술한 바와 같이, 트릭플레이를 위하여 이미지의 부분들이 이미지시퀸스의 어느 다른 부분을 참조함이 없이 복호가능하다 라는 것은 중요하다. 이러한 구속은 모션보상의 사용을 매우 어렵게 한다. 본 발명은 트릭플레이중에 NPDS를 무시함으로써 이러한 어려움들을 피한다.

트릭플레이중 원래의 화상의 동일한 수의 라인들을 복호화하기 위하여 동기워드들의 최소수(현재는 4개 그러나 이상적으로는 하나)를 얻을 필요가 있다. 이들 동기워드들의 TDS내의 데이타는 바람직한 실시예에 따라서 복원될 수 있으므로, 영상의 원래 필드의 2개 또는 4개라인들을 복원할 수 있다.

제3도를 다시 참조하면, 이러한 처리는 서브밴드 디콤포지션 및 데시메이션(SDD)에 의해 입력이미지(필드 또는 프레임)의 저해상도 버젼을 만든다. 이 SDD이미지는 그 다음 벡터양자화(VQ)를 사용하여 기록하거나 전달하기 위하여 부호화된다. 이 VQ에 대한 벡터크기는 예를들면 8 × 2 또는 16 × 1일 수 있다. 8 × 2 백터크기는 각 벡터가 SDD이미지의 수평으로 8개의 화소들과 수직으로 2개의 화소들을 의미한다. SDD이미지의 수직방향내 각 화소가 입력이미지의 2개의 수평라인들의 위에 있는 화소들을 나타내므로 SDD의 2개의 수평라인들의 화소들을 나타내는 각 부호화된 벡터는 입력이미지의 4개의 수평라인들의 위에 있는 이미지정보를 나타낸다는 것을 주목한다. 만일 16 × 1 벡터크기가 사용되면, 8 × 2벡터크기에 대한 상기 기술한 것과 동일한 분석을 적용할 때 각 VQ코드워드(부호화된 벡터)가 2개의 라인들에 걸쳐 있는 정보를 나타낼 것이라는 것을 알 수 있다.

예를들면, 라인폭이 720화소들이기 때문에, 4배의 인터폴레이션 방법은 180화소들의 복원이 720화소영상이미지를 충분히 복원하도록 한다. 실제로, 초과 12 화소들(또는 총 192화소들)은 화소 런오프(run-off)에 기인하여 요구된다. 그 다음, 24VQ코드워드들의 복원은 입력이미지의 전체폭을 복원하기에 충분하다. 이것은 상술한 바와 같이 24개의 VQ코드워드들의 각각이 8개의 수평화소들(8 × 2백터크기를 사용할 때)을 나타내고 24 × 8은 192화소들과 같기 때문이다. 더욱이, 본 발명의 원리에 따라서, 평균 1이미지라인은 동기워드당 기록되기 때문에, 그리고 4개의 이미지라인들로부터의 화소들은 각 VQ코드워드에 의해 나타내어지기 때문에, 각 동기워드가 6개의 VQ코드워드들을 포함할 필요가 있다. 그 다음, 4개의 동기워드들을 복원하면, 입력이미지의 4개의 전체폭라인들을 나타내는 24코드워드들을 산출한다. 따라서, 소망의 동기워드당 평균 1 전체수평 라인이 설정된다.

벡터크기가 16 × 1 인 실시예에 의하여, 단지 13(실제로는 12.5)코드워드들이 입력이미지의 전체폭을 복원하기 위해 요구되는 192화소들을 얻기 위하여 복원될 필요가 있다. 따라서, 동기워드당 평균 6코드워드들을 사용하면, 단지 2개의 동기워드들만이 전체폭 이미지를 복원하기 위해 복원될 필요가 있다. 각 코드워드는 입력이미지의 2개의 인접라인들로부터의 화소들을 나타내기 때문에, 평균 동기워드당 1라인이 여전히 유지된다. 앞에서 설명한 것처럼, 발명자들이 느끼는 동기워드당 평균 하나의 완전한 이미지라인은 입력이미지의 더 명확한 복원을 이룬다.

제6도에 도시한 것처럼, VTR(600)은 복호기(602)를 포함한다. 종래의 자기픽업헤드(604)는 종래 설게된 복원회로(608)와 결합하여 테이프(606)로부터 동기워드들을 복원한다. 디멀티플렉서(610)는 TDS와 NPDS데이타를 분리하고. TDS데이타를 역VQ모듈(612)로, NPDS데이타를 제2도의 인코딩프로세스에 사용되는 MPEG코딩에 보충하여 종래의 MPEG 데이타복호기(614)로 공급한다. 역VQ모듈(612)과 인터플레이션모듈(615)은 작은 이미지들을 제2도의 모듈(44,46)을 참조하여 기술된 방법과 유사한 방법으로 복원한다. NPDS는 계층적으로 부호화되기 때문에, 복원된 TDS는 원래의 NPDS를 복원하기 위하여 복원된 NPDS와 같이 합성기(616)에서 결합된다. 신호처리회로(618)(D/A변환기를 포함)는 노말플레이중에 NPDS를 처리하는데 사용되거나, 또는 고속서치중에 종래의 아날로그영상출력을 생성하기 위하여 TDS를 처리하는데 사용된다.

따라서, 이미지를 디지탈적으로 코딩하기 위한 신규한 방법 및 장치가 도시되고 기술되었다. 그러나, 본 명세서를 고려할 때 많은 변경이 있을 수 있음은 명백하다. 예를들면, 계층적인 코딩이 사용됨에도 불구하고, 즉 TDS를 NPDS로부터 감산하는 것은 본 발명을 실행하기 위해 필요치 않다. 더우기, 트릭플레이 또는 노말플레이중에, 제2도의 부호기 또는 제6도의 복호기의 비사용부분은 동작되지 않을 수 있다. 많은 변경 및 수정예가 다음의 청구범위에 제한되는 본 발명의 정신 및 범위안에 있다고 고려된다.

Claims (2)

1. 각 동기블록이 그 안에 부호화된 제1 및 제2디지탈신호들을 갖는 적어도 제1 및 제2부분으로 분할되고, 상기 제1디지탈신호가 트릭플레이모드 중에 입력이미지를 복원하는데 사용되고, 상기 제2디지탈신호는 노말플레이모드 중에 입력이미지를 복원하는데 사용하며, 평균하여, 각 동기블록의 상기 제1디지탈신호는 상기 입력이미지의 완전한 수평라인을 나타내는 것을 특징으로 하고, 그 안에 기록된 복수개의 평균 경사트랙들을 포함하는 이미지캐리어.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1신호는 상기 입력이미지의 저해상도 버젼을 나타내는 제1디지탈신호를 공급할 수 있도록 제1이미지 압축인코딩기술에 따라서 상기 입력이미지를 디지탈적으로 처리함으로써 발생되고, 상기 제2신호는 상기 입력이미지의 더 높은 해상도버젼을 나타내는 제2디지탈신호를 공급할 수 있도록 상기 제1이미지 압축인코딩기술과는 상이한 제2이미지 압축인코딩기술에 따라서 상기 입력이미지를 디지탈적으로 처리함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 이미지캐리어.