JP2531616B2 - 画像信号記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は画像信号記録装置、特に所定数の画素からな
る画素単位で画像信号を処理し、圧縮された画像情報を
記録媒体に記録する装置に関するものである。

＜開示の概要＞ 本明細書及び図面は所定数の画素からなる画素ブロッ
ク単位で画像信号を処理し、各画素ブロック毎に異なる
圧縮率で圧縮された画像情報を記録媒体上の記録トラッ
クに記録する装置において、前記記録トラック中の所定
位置に配された第１の領域に、各画素ブロックの画像情
報中、主たる画像情報のみを記録し、前記記録トラック
中、前記第１の領域以外の第２の領域に、各画素ブロッ
クの画像情報中、前記主たる画像情報以外の画像情報を
記録する画像信号記録装置を提供する技術について開示
を行うものである。

＜従来の技術＞ この種の情報圧縮の一例について、既に発表されてい
る時間軸変換帯域圧縮方式（以下TAT;Time Ａ is Tr
ansformと称す）を例にとり簡単に説明しておく。

第２図は従来よりある情報圧縮について説明するする
ための図である。原信号は点線にて示す如く所定数のサ
ンプル毎に分割されたグループ毎に情報が粗であるか密
であるかを判別する。そして密と判断されたグループに
於いては原信号をサンプリングして得たデータの全てを
伝送データとして伝送し、粗と判断されたグループに於
いては全てのデータ中一部のみを伝送データとし、他を
間引データとして伝送しないものとする。

これによって単位時間当りに伝送されるデータ数は減
少し、伝送信号の帯域圧縮が行えたことになる。この様
にして情報圧縮が行われる。また、伝送後のデータは復
号系に供給され、復号系にて間引データを伝送データを
用いて近似的に復元し補間データを得る。この補間デー
タは情報が粗な部分に対応しているので、間引データに
極めて近似されたデータとなり、全てのデータを伝送し
た場合に比べて実質的な情報量は変化せず、伝送帯域に
ついては大幅に圧縮されたものとなる。

この時グループに於いて全てのデータを伝送するか、
データの一部を伝送するかの判定は原信号の詳細さを調
べて行い。この判定情報も、伝送モード情報として同時
に伝送する。

＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで上述の如き情報圧縮の効果的な利用方法とし
て情報圧縮された情報を磁気記録等により記録再生する
ことが考えられる。しかしながら記録再生系に於いて前
述のモード判定信号に誤りか生じたり、ドロップアウト
等により消去してしまった場合等に於いては、各グルー
プの情報量が分からないため各サンプルの情報の記録位
置が特定できず、原情報が復元できない。また、その
上、それ以後の情報についても次に何らかの手段を講じ
てモード判定信号と圧縮情報信号との同期をとらない限
り情報を復元することはできない。更に、この様な同期
手段を講じた場合に於いても同期がとられるまでの間復
復元情報が全て無効となってしまうため、頻繁にモード
判定信号に誤りが発生する場合には情報の記録そのもの
がい意味に帰してしまうものであった。

本発明は上述に代表される問題点に鑑みてなされ、SN
比の悪い記録再生系に対しても、所定数の画素からなる
画素単位で画像信号を処理し、各画素ブロック毎に異な
る圧縮率で圧縮された画像情報を記録媒体に記録するに
際し、最大限に良好な復元情報を得ることができる如く
記録することのできる画像信号記録装置を提供すること
を目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 上述の如き目的下に於いて本発明に於いては前記記録
トラック中の所定位置に配された第１の領域に、各画素
ブロックの画像情報中、主たる画像情報のみを記録し、
前記記録トラック中、前記第１の領域以外の第２の領域
に、各画素ブロックの画像情報中、前記主たる画像情報
以外の画像情報を記録する様にしている。

＜作 用＞ 上述の様に構成することによって少なくとも前記主た
る画像情報の復元は可能となり、SN比の悪い記録再生系
に於いても復元情報の劣化を最小限に抑えることが可能
となった。

＜実施例＞ 以下、本発明をテレビジヨン信号の記録再生装置に適
用した場合の一実施例について詳細に説明する。

第１図は本実施例の装置に於ける記録系の概略構成を
示す図である。入力されたテレビジヨン信号は帯域圧縮
に適した信号形態に信号変換回路１で変換され、更に帯
域圧縮に適したデータ配列に配列変換回路２で配列変換
される。配列変換された画素データは帯域圧縮回路３へ
供給される。

第３図は一画面を多数に分割して得た画素ブロツクに
於ける帯域圧縮を説明するための図で、図中◎は伝送デ
ータ中で本実施例における主たる画像情報である基本画
素データ、○は同じく伝送データ中で本実施例における
主たる画像情報以外の画像情報である追加画素データ、
×は間引きデータを夫々示す。図中Ｅは帯域圧縮を行わ
ないデータ伝送モード、Ｃは帯域圧縮を行うデータ伝送
モードに於ける、画素ブロックの伝送データ及び間引き
データを示している。以下これらを単にＥモード、Ｃモ
ードと称する。図より明らかな如くＣモードハはＥモー
ドに対して1/4の圧縮率で伝送されることが分かる。こ
の様に各画素ブロツクに於いて画面の垂直方向及び水平
方向の間引きを行う場合には各画素ブロック及びその隣
接する画素ブロックに相関性を持たせておく必要があ
る。

これに従って第１図に於ける信号変換回路１及び配列
変換回路２は例えば以下の如き処理を行なう。即ち入力
されたテレビジヨン信号は、名水平走査間中の前半の1/
5の部分に線順次色差信号（C_N及びC_W）が配され、後半
の4/5の部分に輝度信号が配れる様に信号変換される。
この信号を再生画面として模式的に表現した図が第４図
（Ｂ）である。そして更に配列変換回路２ではフレーム
メモリ等を用いてC_N,C_Wについても垂直方向に相関性を
持つ位置に配される如くデータを読み出す。こうして得
た信号を第４図（Ａ）を用いて模式的に表現しておく。

第５図は第１図に於ける信号変換回路１の一具体例を
示す図である。テレビジヨン信号としてのNTSC信号はま
ずＹ−Ｃ分離回路21に供給され輝度信号（Ｙ）とクロマ
信号（Ｃ）とに分離される。クロマ信号は更に周知の復
調回路22にて２種類の色差信号（C_N,C_W）に変換され
る。C_N、C_Wは夫々アナログ−デイジタル変換器（A/D）2
3,24を介して垂直フイルタ25,26に供給される。フイル
タ25,26は線順次化の為画面の垂直方向についての帯域
制限を行っており、スイツチ27を水平走査期間毎に切換
えることによって、これらのフイルタ25,26の出力を線
順次化している。線順次色差信号は1/5時間軸圧縮器30
で1/5に時間軸圧縮され、他方輝度信号はA/D28を介して
4/5時間軸圧縮器29で4/5に時間軸圧縮される。時間軸圧
縮された輝度信号及び線順次色差信号はスイツチ31にて
択一的に出力され、第４図（Ｂ）に示す如き形態のビデ
オ信号を得ている。

従って配列変換回路２では、2i−１番目のラインのC_N
をｉ番目のラインに2i番目のラインのC_Wを（ｊ＋ｉ）ラ
インに配置する様フレームメモリ内の位置が変換され
る。ここでｉは１〜ｊの整数である。

こうして得たビデオ信号は次に、以下の如き帯域圧縮
処理が行われる。配列変換回路２より出力されるデータ
はメモリ4,Cモードデータ発生回路5,モード判定回路６
に供給される。

Ｃモードデータ発生回路５ではデータが入力されると
同時に第３図に対応する間引きが行われ、Ｃモードにお
ける１フィールド分の伝送データ、即ち第３図に◎にて
示した前記主たる画像情報である基本画素データがメモ
リ36に蓄えられる。これと同時にメモリ４では１フイー
ルド分の全画素データがフレームメモリ内に蓄えられ
る。

一方、Ｃモードのデータにより、間引データに対応す
る補間データも補間回路35にて演算され、モード判定回
路６に出力される。モード判定回路６では実際の画素デ
ータと補間データとの差を演算し、各画素ブロック毎に
これらの差（歪値）がどの程度あるかを演算し、これに
基づいてモード判別信号を出力して１フィールド分メモ
リ37に記憶しておく。

このモード判別回路６の判別動作を説明する。

このモード判別回路６は次のフィールドのデータが入
力されるまでの間に、全ての画素ブロックの歪値の分布
を求め、この分布に基づいて各ブロックのモードを決定
し、この結果を上記モード判別信号として出力して上記
メモリ37に記憶させる。即ち、１フィールド分のビデオ
信号の伝送時間を等しくするため、Ｃモードで伝送する
画素ブロック数とＥモードで伝送する画素ブロック数と
の比を一定にしておく必要がある。例えばＣモードを2/
3,Eモードを1/3の割合とすれば全体の帯域圧縮率は（2/
3×1/4＋１×1/3＝）1/2となる。そこで画素ブロックの
歪値の分布により、どの程度の歪値を境にＣモード,Eモ
ードの分配を行うかを決定するための歪閾値を求めてお
く。

そして次のフイールドのビデオ信号が出力されるタイ
ミングで蓄えられた歪値を順次読出し、歪閾値と比較し
て伝送モードを決定する。ここで読出された歪値と歪閾
値が一致した場合には所定の割合にてＣモードとＥモー
ドによる伝送が行われる様、伝送モードが決定される。

スイツチ７は各フィールドの前半はＣ側、後半はＥ側
に接続されるスイツチである。即ち一画面上の全てのＣ
モードにおける伝送データ（基本画素データ）が各フィ
ールド期間の前半にメモリ36により読出され、スイツチ
７より出力される。この時全体の帯域圧縮率が1/2で、
Ｃモードの帯縮率が1/4であるので、各データを同一間
隔にて伝送することを考えれば画面全体のＣモードデー
タは１フィールドの1/2の期間で全て読出されることに
なる。

次にＥモードに指定された画素ブロツクの残りのデー
タ、即ち第３図に○にて示した前記主たる画像情報以外
の画像情報である追加画素データが、メモリ４より読出
され、スイツチ７より各フイールドの後半の1/2の期間
で読出される。この時残りのデータのみ伝送すれば帯域
率が3/4,Eモード画素ブロックの頻度が1/3であるのでこ
れも１フィールドの1/2の期間で全て読出されるもので
ある。この読出し方法としてはメモリ37に格納されてい
る１フィールド分のモード判定データを用い、これを読
出すことによってアドレス制御回路38を駆動して、メモ
リ37の読出アドレスを指定してやることによって行う。

スイツチ７の出力データはデイジタル−アナログ変換
器（D/A）８で再度アナログ信号とされ、ローパルスフ
イルタ（LPF）９で帯域制限されて後FM変調回路10に供
給される。他方、前述のモード判定信号はデイジタル変
調回路12でデジタル変調、例えば周知のMFMBPM等が施さ
れ、乗算器13へ供給される。乗算器13ではデイジタル変
調されたモード判定信号が、搬送波発生回路14の出力搬
送波を変調する。今画素数を一画面につき900×240と
し、画素ブロック上の画素数を４×４とすると、一画面
中の画素ブロック数は225×60となり、モード判別信号
の周波数は（225×60×60＝）910KHzとなる。これに従
いFM変調回路10の搬送波周波数を２〜3MHz程度とし、ハ
イパスフイルタ（HPF）11のカットオフ周波数を1.5MHz
程度とすれば、乗算器13より出力される被変調モード判
定信号とHPF11より出力される被FM変調ビデオ信号とは
加算器15にて周波数多重することが可能となった。

加算器15の出力信号は、アンプ16を介して回転磁気ヘ
ッド17に供給され、磁気テープ18上に記録されることに
なる。第６図は磁気テープ上の記録フオーマツトを示す
図であり、図示の如く従来よりの家庭用ビデオテープレ
コーダと同様にヘリカルトラック19上に記録される。図
中19AはＣモードデータ、即ち基本画素の記録領域、19B
はＥモードに指定された画素ブロックの残りのデータ
（追加画素）の記録領域を示す。

第７図は本実施例の装置に於ける再生系の概略構成を
示す図である。ヘッド17の再生信号は再生アンプ41で増
幅され、HPF42及びLPF47に供給される。HPF42では被FM
変調ビデオ信号が分離され、FM復調回路43でFM復徴され
た後、A/D44でデイジタル信号に戻される。A/D44の出力
はＣモード補間回路45に供給され、全画面に於けるＣモ
ードの伝送データを用いて第３図ＣのＸに対応する非伝
送データの近似補間データが演算される。

一方、被変調モード判定信号はLPF47で分離され、ア
ナログ復調回路48,デイジタル復調回路49を介してアド
レス及びタイミング制御回路に供給されると共にスイツ
チ46を制御する。Ｃモード補間回路45中のメモリからは
１フイールド分のビデオ信号に対応する全Ｃモードデー
タ及び補間データが逐次読出され、このデータのみでも
全画素データが得られることになり復元ビデオ信号を得
ることができる。

一方、Ｅモードに指定された残りの画素はＥモードに
指定された基本画素データと共にメモリ52内に格納して
おく。この時のアドレスは制御回路53によって制御され
る。そしてＣモード補間回路45より出力される全画素デ
ータとメモリ52内に格納されているＥモードデータとを
可能な限り置換する。また再生モード判定信号の誤りが
多いと判断した場合には、スイツチ46を常にＣ側に接続
される。

これによって、一画面分の画素データは配列変換回路
50中のメモリに第４図（Ａ）に準拠して格納されてい
く。配列変換回路50に於いては、第４図（Ａ）に準拠す
る順序で入力されたデータを第４図（Ｂ）に準拠する順
序で出力する様メモリが制御されている。更にこの配列
変換回路50より出力されるデータは信号変換回路51に供
給され、NTSC信号に戻されて出力される。

第８図は第７図に於ける信号変換回路51の一具体例を
示す図である。配列変換回路50の出力データ中、輝度信
号データは5/4倍時間軸伸張回路62へ、線順次色差信号
データは５倍時間軸伸張回路63へ夫々スイツチ61を介し
て供給される。これら時間軸伸張回路62,63は同一水平
走査線については同じタイミングで出力される。

５倍時間軸伸張回路63より出力される線順次色差信号
データ中C_N,C_Wに対応するデータはスイツチ64にて振り
分けられ、夫々垂直方向補間回路65,66に供給される。
垂直方向補間回路65,66は夫々C_N,C_Wが存在しないライン
分のデータを発生する。

D/A67,D/A68及びD/69は夫々C_N,C_W,Yのデータをアナロ
グ信号として出力する。こうして復元されたC_N,C_Wは変
調回路70に供給され、該回路70で元のクロマ信号とさ
れ、混合回路71で復元された輝度信号と混合され、NTSC
信号とされる。

上述の如き実施例の装置に於いては、モード判定信号
が再生できなかった場合、もしくは誤りが極めて多く発
生した場合に於いても、Ｃモードデータ即ち基本画素デ
ータだけは少なくとも復元でき、これを用いて補間も可
能であるので再生復元画質が極端に劣化することがない
ものである。

尚、上述の実施例に於いてはモード数が２つの場合に
ついて説明したが３つ以上設定することも可能である。

また、モード判定信号については圧縮ビデオ信号と周
波数多重して記録しているが、ビデオ信号とは別の領域
に記録する等他の記録態様をとることも可能である。

＜効果の説明＞ 以上説明した様に、本発明によればSN比の悪い記録再
生系に対しても、所定数の画素からなる画素単位で画像
信号を処理し、各画素ブロック毎に異なる圧縮率で圧縮
された画像情報を記録媒体に記録するに際し、画像信号
記録装置を得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての装置の記録系を示す
図、第２図は従来よりの情報圧縮について説明するため
の図、第３図は第１図に示す実施例に係る帯域圧縮につ
いて説明するための図、第４図（Ａ），（Ｂ）は本実施
例装置に於ける処理信号形態を模式的に示す図、第５図
は第１図に於ける信号変換回路の一具体例を示す図、第
６図は本実施例による記録媒体上の記録フオーマツトを
示す図、第７図は本発明の一実施例としての装置の再生
系を示す図、第８図は第７図に於ける信号変換回路の一
具体例を示す図である。 Ｅは帯域圧縮を行わないモードに於ける記録画素、Ｃは
帯域圧縮を行うモードに於ける記録画素、４はメモリ、
５はＣモードデータ発生回路、６はモード判定回路、７
はスイツチ、17は磁気ヘツド、18は磁気テープ、37はメ
モリ、38はアドレス制御回路、45はＣモード補間回路、
52はメモリ、53、はアドレス及びタイミング制御回路で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武井 正弘 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭60−65693（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定数の画素から成る各画素ブロック毎に
   圧縮して得られる画像情報を記録媒体上に記録トラック
   を形成しつつ記録する装置であって、 その画像情報に基づいて元の画像情報を復元可能とする
   主たる画像情報又は主たる画像情報と共に用いられて元
   の画像情報を復元可能とする主たる画像情報以外の画像
   情報を生成するとともに、上記各ブロックの画像情報と
   して上記主たる画像情報以外の画像情報を含むか含めな
   いかによって上記各ブロック毎に異なる圧縮率で圧縮す
   る圧縮手段と、 上記圧縮手段から得られる画像情報を上記記録媒体上に
   記録する記録手段とを備え、 上記記録手段は、上記主たる画像情報のみを上記記録ト
   ラック中の特定領域に記録することを特徴とする画像信
   号記録装置。