JP2558963B2 - Recording and playback device - Google Patents
Recording and playback deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号の記録再
生装置に関し、特に可変長に圧縮符号化した画像データ
の記録再生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording / reproducing apparatus for digital signals, and more particularly to a recording / reproducing apparatus for image data compressed and encoded in variable length.
【0002】[0002]
【従来の技術】画像信号をディジタルデータとして、記
憶媒体上に記録再生する場合、情報量が非常に多いため
に、特に動画像信号では実時間で記録再生することが非
常に難しい。例えば、NTSCコンポジット信号を標本
化周波数4fsc(fscは色副搬送波周波数)8ビッ
トで量子化した時、約120Mbpsの転送速度が要求
される。しかしながら、転送速度120Mbpsを実現
できる記録再生系をつくることは技術的に非常に難し
い。従って、記憶媒体上で記録再生する場合、複数個の
記録再生手段を用いて、1つの記録再生手段当りの転送
速度を減らす等の手法により、実時間処理を可能にして
いた。2. Description of the Related Art When an image signal is recorded and reproduced as digital data on a storage medium, it is very difficult to record and reproduce the moving image signal in real time because the amount of information is very large. For example, when an NTSC composite signal is quantized with a sampling frequency of 4 fsc (fsc is a color subcarrier frequency) of 8 bits, a transfer rate of about 120 Mbps is required. However, it is technically very difficult to create a recording / reproducing system capable of realizing a transfer rate of 120 Mbps. Therefore, when recording / reproducing on a storage medium, real-time processing is possible by using a plurality of recording / reproducing means and reducing the transfer rate per recording / reproducing means.
【0003】ところが、このように実時間処理が可能で
あったとしても、限られた記憶容量の記憶媒体上に動画
像信号情報の全てをそのまま記録再生することは、その
記録再生時間を限定することになる。そこで、ディジタ
ル化した動画像信号の記録再生装置においては、原信号
の情報の劣化が目立たない程度に圧縮符号化して記録
し、再生時に復号化処理を施し、記録再生の実時間処理
を容易にすると同時に記録再生の長時間化を図ることを
行っている。圧縮アルゴリズムの例としては、数フレー
ムあるいは数フィールド分のデータを1つのグループと
し、その中で少なくとも1フレームあるいは1フィール
ド分のデータを、比較的圧縮率が低いフレーム内あるい
はフィールド内での圧縮処理を行い、その他のデータは
比較的圧縮率の高いフレーム間あるいはフィールド間で
の圧縮処理を行う。このようにフレーム内とフレーム間
圧縮あるいはフィールド内圧縮とフィールド間圧縮を組
み合わせることにより、全体的な圧縮率の向上を図ると
共に比較的画像劣化を少なく抑えている。However, even if real-time processing is possible in this way, recording and reproducing all moving image signal information as it is on a storage medium having a limited storage capacity limits the recording and reproduction time. It will be. Therefore, in a recording / reproducing apparatus for a digitized moving image signal, compression encoding is performed to such an extent that deterioration of information of an original signal is not noticeable, recording is performed, and decoding processing is performed at the time of reproduction to facilitate real-time processing of recording / reproduction. At the same time, the recording and reproducing time is prolonged. As an example of the compression algorithm, data of several frames or fields are grouped into one group, and at least one frame or one field of data is compressed within a frame or field with a relatively low compression rate. Other data is compressed between frames or fields with a relatively high compression rate. By combining the intra-frame and inter-frame compression or the intra-field compression and the inter-field compression in this way, the overall compression rate is improved and the image deterioration is relatively suppressed.
【0004】さらに、ハフマン符号化等による可変長符
号化を行うことによって圧縮率をさらに高めている。こ
の圧縮符号化したデータを記憶媒体上でディジタル記録
再生する場合、従来フレーム内あるいはフィールド内で
圧縮符号化したデータとフレーム間あるいはフィールド
間で圧縮符号化したデータを時系列的に並べ、1つの記
録再生手段で記録再生を行っていた。しかしながら、上
記した様な可変長の圧縮符号化方式は、一般的に入力画
像信号の相関度の違いによって符号化されたデータ量が
著しく変化し、転送速度が大きく変わる場合が生じる。Further, the compression rate is further increased by performing variable length coding such as Huffman coding. When this compression-encoded data is digitally recorded / reproduced on a storage medium, data conventionally compression-encoded within a frame or field and data compression-encoded between frames or fields are arranged in a time series. Recording / reproducing was performed by the recording / reproducing means. However, in the variable length compression coding method as described above, the amount of coded data generally changes remarkably depending on the difference in the correlation of the input image signals, and the transfer rate may change greatly.
【0005】一方、従来記憶媒体と記録再生手段との間
の情報の転送速度は記憶媒体の性能等で概ね決まってい
るため、符号化したデータの圧縮率が低い、つまり圧縮
後の情報量が多い場合には、符号化したデータ量が記憶
媒体と記録再生ヘッド間の最大転送速度を上回り、実時
間で処理しきれないことが起こり、データの実時間記録
再生が困難になる場合が生じる可能性があった。また、
圧縮後の情報量が少ない場合には、記録再生動作の待ち
時間が生じたり、記憶媒体中に空き領域ができる等の課
題があった。On the other hand, since the transfer rate of information between the conventional storage medium and the recording / reproducing means is generally determined by the performance of the storage medium, the compression rate of encoded data is low, that is, the amount of information after compression is small. If there is a large amount, the encoded data amount exceeds the maximum transfer speed between the storage medium and the recording / reproducing head, and it may not be possible to process in real time, which may make it difficult to record / reproduce data in real time. There was a nature. Also,
When the amount of information after compression is small, there are problems such as a waiting time for recording / reproducing operation and an empty area in the storage medium.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の欠点を
解消し、圧縮符号化された可変長のディジタル動画像信
号の実時間での記録再生が入力動画像信号の相関度に依
らず可能で、かつ待ち時間なく連続的な情報の記録再生
が可能な記録再生装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned drawbacks and enables recording / reproduction of a compression-coded digital video signal of variable length in real time without depending on the degree of correlation of the input video signal. It is an object of the present invention to provide a recording / reproducing apparatus capable of continuously recording / reproducing information without waiting time.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、ある特定した時間単位(少なくとも2フィー
ルドあるいは2フレーム分以上)の画像ディジタル信号
の圧縮後の情報量の最大値を予め決められた値以下で圧
縮符号化し、その最大情報転送速度を予め決めると共
に、特定時間単位毎に適応的に記憶媒体と記録再生装置
との間のデータ転送速度を変化させるものである。In order to achieve this object, the present invention predetermines a maximum value of the amount of information after compression of an image digital signal in a specified time unit (at least 2 fields or 2 frames or more). The maximum data transfer rate is predetermined and the data transfer rate between the storage medium and the recording / reproducing apparatus is adaptively changed for each specific time unit.
【0008】[0008]
【作用】特定時間(少なくとも2フィールドあるいは2
フレーム分以上)内の圧縮後の総情報量の最大値を規定
し、1フィールドあるいは1フレーム分の圧縮後の情報
量の最大値よりも情報量が平均化することで、情報量の
最大値を下げることが可能になり、記録再生装置と記憶
媒体との瞬間におけるデータ転送速度を下げられる。特
定時間単位で記録再生手段と記憶媒体の転送速度を適応
的に変化させて記録再生するので、待ち時間もなく連続
的に圧縮した動画像ディジタル信号を実時間で記録再生
ができる。また、圧縮率の低い場合に記憶媒体の情報記
録密度を下げられるので、記録密度が高い場合に起こる
隣接符号による符号間干渉を減少でき、再生信号のエラ
ーレートの向上を図れる。Operation: Specific time (at least 2 fields or 2
The maximum value of the total amount of information after compression is defined by averaging the information amount more than the maximum value of the information amount after compression for one field or one frame. It is possible to reduce the data transfer rate at the moment between the recording / reproducing device and the storage medium. Since the transfer speed of the recording / reproducing means and the storage medium is adaptively changed in a specific time unit to record / reproduce, a continuously compressed moving image digital signal can be recorded / reproduced in real time. Further, since the information recording density of the storage medium can be lowered when the compression rate is low, inter-code interference due to adjacent codes which occurs when the recording density is high can be reduced, and the error rate of the reproduced signal can be improved.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の具体的な一実施例について図
面を用いて詳細に述べる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0010】(図1)は記録再生装置の概略を示すブロ
ック図である。外部装置からY、U、V(Yは輝度信
号、U、Vは色信号)でアナログ入力された画像信号を
A/D変換器1でY信号は標本化周波数13.5MH
z、U、V信号は標本化周波数6.75Hzでそれぞれ
8ビットで量子化し、フレームメモリ2に量子化データ
を取り込む。この時の1秒間のデータ総量は216Mビ
ットである。フレームメモリ2に、直接ディジタル化さ
れた画像信号を入力してもよい。フレームメモリ2に取
り込んだ画像信号を少なくとも取り込んだときのデータ
転送速度よりも速く圧縮符号化器3に送り、圧縮符号化
処理をを行う。FIG. 1 is a block diagram showing the outline of a recording / reproducing apparatus. An image signal analog-input by Y, U, V (Y is a luminance signal, U, V is a color signal) from an external device is used by the A / D converter 1 to sample the Y signal at a sampling frequency of 13.5 MHz.
The z, U, and V signals are each quantized with 8 bits at a sampling frequency of 6.75 Hz, and the quantized data is loaded into the frame memory 2. At this time, the total amount of data in one second is 216 Mbits. The frame memory 2 may directly input the digitized image signal. The image signal captured in the frame memory 2 is sent to the compression encoder 3 at least faster than the data transfer rate at the time of capturing, and the compression encoding process is performed.
【0011】この時、圧縮符号化器3は予め特定時間内
のデータの総量を規制するように符号化される。例え
ば、1秒30フレーム分のデータの総量を5Mビット以
下に制限するように圧縮符号化した場合の平均圧縮率は
約1/43である。ここで、30フレームの内1フレー
ムだけ非常に高い周波数成分を含んでいたと仮定する
と、その1フレームは圧縮率を低く抑えないと画像の劣
化が目立ってしまう。At this time, the compression encoder 3 is encoded in advance so as to regulate the total amount of data within a specific time. For example, the average compression rate is about 1/43 when compression encoding is performed so that the total amount of data for 30 frames per second is limited to 5 Mbits or less. Here, assuming that only one frame out of 30 frames contains a very high frequency component, the deterioration of the image becomes conspicuous unless the compression rate of the one frame is kept low.
【0012】そこで、1/20程度の圧縮率に抑えた場
合、そのフレームに対して圧縮後のデータ量は0.36
Mビットであるので、このフレームだけを見ると転送速
度は10.8Mbpsが要求される。ところが、その他
のフレームはそれほど高い周波数成分を含まず高い圧縮
率で圧縮できるとすれば、その分のデータを高い周波数
成分を持つフレームに分配し、平均転送速度を下げるこ
とができる。Therefore, when the compression rate is suppressed to about 1/20, the data amount after compression is 0.36 for that frame.
Since it is M bits, a transfer rate of 10.8 Mbps is required when only looking at this frame. However, if the other frames do not contain such a high frequency component and can be compressed at a high compression rate, the corresponding data can be distributed to the frames having a high frequency component to reduce the average transfer rate.
【0013】つまり、30フレーム分の画像信号をまと
めて処理することにより最大転送速度を10.8Mbp
sから5Mbpsに下げることが可能になる。この時の
高い周波数成分を含む1フレームを除く他のフレームの
圧縮率は1/45となり、元の1/43と比較してもあ
まり高くならないので、情報の劣化も最小限に抑えられ
る。That is, the maximum transfer rate is 10.8 Mbp by collectively processing the image signals for 30 frames.
It is possible to reduce from s to 5 Mbps. At this time, the compression rate of the other frames excluding one frame containing the high frequency component is 1/45, which is not so high as compared with the original 1/43, so that the deterioration of information can be minimized.
【0014】上記の様に符号化されたデータは送信バッ
ファ4に送られる。圧縮符号化器3と送信バッファ4間
のデータ転送速度は、少なくとも送信バッファ4と記録
処理器5間のデータ転送速度より速いものとする。送信
バッファ4に送られたデータは、符号化されたデータの
総量に応じて決められた読み出し速度でデータの読み出
しが行われる。The data encoded as described above is sent to the transmission buffer 4. The data transfer rate between the compression encoder 3 and the transmission buffer 4 is at least higher than the data transfer rate between the transmission buffer 4 and the recording processor 5. The data sent to the transmission buffer 4 is read at a read speed determined according to the total amount of encoded data.
【0015】例えば、5Mビットの場合には5Mbp
s、4Mビットの場合は4Mbpsというようにデータ
量に比例した速度で読み出される。読み出されたデータ
は、記録処理器5に送られる。記録処理器5では、送ら
れてきたデータをある一定量例えば1Kバイト毎のデー
タに区切って一単位としてまとめる。For example, in the case of 5M bits, 5Mbp
In the case of s and 4 Mbits, the data is read at a speed proportional to the data amount, such as 4 Mbps. The read data is sent to the recording processor 5. The recording processor 5 divides the sent data into data of a certain fixed amount, for example, every 1 Kbyte, and collects the data as one unit.
【0016】データ量が5Mビットであれば625単位
に分割される。単位毎にまとめられたデータは、その単
位の先頭を示す符号あるいは単位の属性を示すデータ例
えばその単位の転送速度を示す符号等を付加した後、光
ピックアップ6に送られる。この時の転送速度もデータ
量に比例した速度で送られ、1秒で625単位が処理で
きる転送速度である。送られたデータに応じて記録周波
数が変化し、その周波数でレーザ光が変調され、光ディ
スク13上にディジタルデータとして記録がなされる。If the data amount is 5 Mbits, it is divided into 625 units. The data collected for each unit is sent to the optical pickup 6 after adding a code indicating the head of the unit or data indicating the attribute of the unit, for example, a code indicating the transfer rate of the unit. The transfer rate at this time is also sent at a rate proportional to the amount of data, and 625 units can be processed in one second. The recording frequency changes in accordance with the sent data, the laser light is modulated at that frequency, and recorded on the optical disc 13 as digital data.
【0017】再生に関しては、光ピックアップ7によっ
て、光ディスク13から再生されたデータが再生処理器
8を通り二値化され、再生クロックと共に再生データと
して受信バッファ9に送られる。再生処理器8を通る
時、単位の先頭を認識しながら情報を読み出す。また、
記録処理器5で付加された付加情報データは取り除かれ
る。受信バッファ9からは、少なくとも再生処理器8と
受信バッファ9間の転送速度よりも速い転送速度でデー
タが読み出され、そのデータは圧縮復号化器10に送ら
れて復号化処理が行われる。復号化された画像信号デー
タはフレームメモリ11に送られた後、一定の転送速度
でフレームメモリ11から読み出され、D/A変換器1
2を通りアナログ画像信号として外部に出力される。あ
るいは、フレームメモリ11から読み出されたデータが
直接ディジタルデータとして外部に出力される。Regarding reproduction, the data reproduced from the optical disk 13 is binarized by the optical pickup 7 through the reproduction processor 8 and sent to the reception buffer 9 as reproduction data together with the reproduction clock. When passing through the reproduction processor 8, the information is read while recognizing the beginning of the unit. Also,
The additional information data added by the recording processor 5 is removed. Data is read from the reception buffer 9 at a transfer rate that is at least higher than the transfer rate between the reproduction processor 8 and the reception buffer 9, and the data is sent to the compression decoder 10 to be decoded. After the decoded image signal data is sent to the frame memory 11, it is read from the frame memory 11 at a constant transfer rate, and the D / A converter 1
It is output to the outside as an analog image signal after passing through 2. Alternatively, the data read from the frame memory 11 is directly output as digital data to the outside.
【0018】なお、実施例では記録再生装置について説
明したが、記録装置あるいは再生装置が独立したもので
あってもかまわない。また、光ピックアップ6、7が共
通のものであってもかまわない。Although the recording / reproducing apparatus has been described in the embodiment, the recording apparatus or the reproducing apparatus may be independent. Further, the optical pickups 6 and 7 may be common.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上のように本発明は、可変長に圧縮符
号化した後のデータの最大量および転送レートを予め決
定したので、ある特定時間単位の符号化データを実時間
で記録再生することが可能となった。また、圧縮後の情
報量が少ない時には、データ転送速度を遅くして、情報
記録密度を小さくするため符号間干渉の少ない品質の良
い再生信号を得ることが可能である。As described above, according to the present invention, since the maximum amount of data and the transfer rate after compression and encoding to variable length are determined in advance, the encoded data of a certain specific time unit is recorded and reproduced in real time. It has become possible. Further, when the amount of information after compression is small, the data transfer rate is slowed down to reduce the information recording density, so that it is possible to obtain a reproduced signal of good quality with little inter-code interference.
【図1】本発明の一実施例の記録再生装置の概略を示す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a recording / reproducing apparatus of an embodiment of the present invention.
1 A/D変換器 2、11 フレームメモリ 3 圧縮符号化器 4 送信バッファ 5 記録処理器 6、7 光ピックアップ 8 再生処理器 9 受信バッファ 10 圧縮復号化器 12 D/A変換器 13 光ディスク 1 A / D converter 2, 11 frame memory 3 compression encoder 4 transmission buffer 5 recording processor 6, 7 optical pickup 8 reproduction processor 9 reception buffer 10 compression decoder 12 D / A converter 13 optical disk
Claims (1)
信号を記録再生する装置で、少なくとも2フィールド以
上の特定した時間分の画像ディジタル信号の圧縮後の情
報量の最大値を予め決められた値以下で圧縮符号化する
手段と、前記圧縮符号化手段で圧縮符号化した可変長の
ディジタルデータを固定長の単位として分割する手段
と、分割したデータを前記特定した時間内で記録再生す
る手段と、前記記録再生手段と記録媒体との相対速度を
一定に保ちつつ、前記固定長の単位として分割した単位
の個数に応じて、前記特定した時間毎に記録再生周波数
を変化するように記録再生手段を制御する記録再生制御
手段とを有することを特徴とする記録再生装置。1. A device for recording / reproducing an image digital signal compression-encoded in a variable length, wherein a maximum value of the information amount after compression of the image digital signal for a specified time of at least two fields is a predetermined value. means for compression encoding the following, means for dividing a variable length digital data compressed and encoded by said compressing encoding means in units of a fixed length, and means for recording and reproducing the divided data in the specified time , The relative speed between the recording / reproducing means and the recording medium
A unit that is divided as the fixed-length unit while keeping it constant
Depending on the number of
Recording / reproducing control for controlling the recording / reproducing means to change the
Recording and reproducing apparatus characterized in that it comprises a means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3097166A JP2558963B2 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Recording and playback device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3097166A JP2558963B2 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Recording and playback device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04326687A JPH04326687A (en) | 1992-11-16 |
JP2558963B2 true JP2558963B2 (en) | 1996-11-27 |
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ID=14184991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3097166A Expired - Fee Related JP2558963B2 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Recording and playback device |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2559009B2 (en) * | 1993-03-25 | 1996-11-27 | 松下電器産業株式会社 | Moving picture signal recording apparatus and moving picture signal reproducing apparatus |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2914975B2 (en) * | 1988-02-05 | 1999-07-05 | 株式会社日立製作所 | Image coding method and apparatus |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3097166A patent/JP2558963B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH04326687A (en) | 1992-11-16 |
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