JP2692807B2 - ディジタル信号記録装置及び記録方法 - Google Patents

ディジタル信号記録装置及び記録方法

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JP2692807B2 JP62144748A JP14474887A JP2692807B2 JP 2692807 B2 JP2692807 B2 JP 2692807B2 JP 62144748 A JP62144748 A JP 62144748A JP 14474887 A JP14474887 A JP 14474887A JP 2692807 B2 JP2692807 B2 JP 2692807B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディジタル信号記録装置及び記録方法に関す
る。 〔従来の技術〕 従来広帯域のアナログ信号、例えばビデオ信号を記録
する装置に於いて、同一の記録媒体に対しての記録時間
を変更する手法としては、周知のビデオテープレコーダ
(VTR)で行われている如くトラツクピツチを変更する
方法が一般に用いられている。これは記録する信号のS/
N比のダイナミツクレンジを落すことと引換えに長時間
の記録を実現しようというものである。この種のVTRに
於いてはトラツクピツチを任意に設定することは然程困
難ではなく、所望の記録時間を設定することは比較的容
易に行えた。従つて様々な記録時間を設定することも、
技術的には容易なことであつた。 他方、近年デイジタル信号処理技術の進歩により、ビ
デオ信号の如き広帯域のアナログ信号をデイジタル化
し、デイジタル変調して記録再生するデイジタルビデオ
テープレコーダ(D−VTR)も、開発されている。この
様なデイジタルVTRに於いては再生信号のS/N比が再生情
報の品質に依存しないが、再生信号のS/N比がある値以
上となると再生そのものが不可能となる。そのためこの
種のデイジタルVTRに於いてはトラツクピツチを変化さ
せて記録時間を変更することは、どのトラツクピツチに
於いても同一品質の画像を記憶再生することになり意味
のないものになる。従つてデイジタルVTRに於いては予
め充分デイジタルデータが復元できる様定められたトラ
ツクピツチをもつて信号の記録再生を行うことが望まし
く、このトラツクピツチをこれ以上大きくすること、小
さくすることにより記録時間を変更することは考え難
い。 そこでこの種のデイジタルVTRに於いては記録するデ
ータ量を削減することにより、長時間の記録を可能とす
ることが考えられている。即ち、単位時間当りに形成す
るトラツク数を変更することにより記録時間を変更する
ことが考えられている。 この時記録するデータ量を変更する手法としては、ビ
デオ信号の各画素のビツト数を変更する方法、サンプリ
ング周波数を変更する方法等が挙げられる。 〔発明が解決しようとしている問題点〕 しかしながら上述の如きデイジタルVTRに於いて、単
位時間当りのデータ量を様々に変更しようとすれば、様
々な異なるデータ圧縮が必要となり、例えばn種類の記
録時間を設定しようとした場合にはデータ圧縮のための
(n−1)系統のデイジタル信号処理系が必要となり構
成が複雑化してしまう。 本発明は上述の如き問題点に鑑みてなされ、ディジタ
ル信号を記録する際、容易に所望の記録時間を設定可能
とすることを目的とする。 [問題点を解決するための手段] このような目的下において、本発明は、入力されたデ
ィジタル信号の情報量を、互いに異なる圧縮率にて圧縮
可能な圧縮手段と、前記圧縮手段により圧縮されたディ
ジタル信号を記録する記録手段とを備え、前記圧縮手段
が前記入力ディジタル信号を第1の圧縮率で圧縮し、前
記記録手段が前記第1の圧縮率で圧縮されたディジタル
信号を記録する第1の記録モードと、前記圧縮手段が前
記入力ディジタル信号を前記第1の圧縮率とは異なる第
2の圧縮率で圧縮し、前記記録手段が前記第2の圧縮率
で圧縮されたディジタル信号を記録する前記第1の記録
モードとは異なる第2の記録モードとを有するように構
成されている。 〔作用〕 前述の如く構成することにより、様々な所望の記録時
間にてディジタル信号を記録することが可能になる。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例について例示説明する。 第1図は本発明の一実施例としてのデイジタルVTRの
概略構成を示す図であり、入力端子1には2フイールド
で1フレームを構成するインターレース走査のアナログ
ビデオ信号が入力されているものとする。 入力されたビデオ信号はアナログ−デイジタル(A/
D)変換器2により、その最高周波数の2倍以上のサン
プリング信号によりサンプリングされ、8ビツト程度の
デイジタル信号とされる。 3はブロツク符号化回路であり、A/D変換器2より出
力されたデイジタルデータを例えば画面上で縦横に隣接
する(4×4)個の画素(ブロツク)毎にデータをグル
ープに分割し、各グループに於ける画像の相関性を利用
して1画素当りの伝送ビツト数を削減しようというもの
である。例えばA/D変換器2より出力されるデータが16
の画素に対して各々8ビツトを割り当てたものであると
すると、1ブロツク分の伝送データは(8×16=)128
ビツトとなるが、各ブロツク内の全画素中最大値をとる
画素のデータを8ビツト、同じく最小値をとる画素のデ
ータを8ビツトで伝送し、各画素について上記最大値と
最小値との間を8段階に線型量子化して得た3ビツトの
データを各々伝送するものとすれば、伝送するデータは
(8×2+3×16=)64ビツトとなり、画質を大きく劣
化させることなく伝送するデータ量を1/2に削減でき
る。 また、4は駒落し回路であり、ブロツク符号化回路3
の出力データについて1フレームの画像データ中の第1
フイールドのデータのみを出力し、第2フイールドのデ
ータについては出力しない構成としたものである。従つ
て、この駒落し回路4の出力データはA/D変換器2の出
力データに対して、そのデータ量は1/4となつている。 第2図(A),(B)は本実施例のデイジタルVTRの
ヘツド構成を示す図であり、第2図(A)に示す如く回
転シリンダ50の外周面には180゜以上の角範囲に亘つて
磁気テープTが巻装されており、かつ該シリンダ50には
第1のアジマス角(以下プラスアジマス)を持つヘツド
HA+,HB+及びこれらとは異なるアジマス角(以下マイ
ナスアジマス)を有するヘツドHA−,HB−が設けられて
いる。ヘツドHA+とHB+とは互いに180゜の位相差をも
つて回転し、ヘツドHA−とヘツドHB−とも同様に互いに
180゜の位相差をもつて回転する。ここでヘツドHA+と
ヘツドHA−とは互いにθ゜の位相差をもつて回転する。
またヘッドHB+とヘツドHB−についても同様である。更
にヘツドHA+,HB+に対してヘツドHA−,HB−はその下端
が回転軸方向について第2図(B)に示す如くTp′の段
差を有しているものとする。 本実施例のVTRは3種類の記録モードを有するものと
し、前述のA/D変換器2より出力されるデータを全て記
録するモードを標準モード、ブロツク符号化回路3より
出力されるデータを記録するモードを2倍モード、駒落
し回路4より出力されるデータを記録するモードを4倍
モードと以下称する。これらの記録モードは記録時にユ
ーザにより操作部5がマニュアル操作されることにより
指定され、これに応じてシステムコントローラ6はスイ
ツチ7をA,B,Cのいずれかの端子に接続する。 ここで標準、2倍、4倍の各モードに於ける各ヘツド
の記録動作について説明する。シリンダ50は1フレーム
のビデオ信号が端子1に入力される間に2回転する。即
ち、NTSC信号が入力される場合にはシリンダ50の回転数
は3600r.p.mとなる。標準モードに於いてはシリンダ50
が2回転する間に各ヘツドが夫々2回ずつテープ上をト
レースするが、これら全てのトレースにより信号の記録
を行う。この間テープTはキヤプスタン8によつて一定
のトラツクピツチTpで8つのトラツクが形成される様一
定速度で走行される。但しθを充分小さく設定すればTp
=Tp′である。2倍モードに於いてはシリンダ50が2回
転する間にヘツドHA+,HA−の2回のトレースにより信
号の記録を行い、ヘツドHB+,ヘツドHB−による記録は
行わない。この時ヘツドのトレース方向がテープTの長
手方向に対して充分小さな傾きであるとすれば、キヤプ
スタン8により標準モード時の1/2の速度で走行され
る。4倍モードに於いてはシリンダ50が2回転する間に
ヘツドHA+,HA−の2回のトレース中の1回によつての
み信号の記録が行われ、テープTの速度は標準モードの
1/4となる。 第3図(A),(B),(C)は標準、2倍、4倍モ
ードに於けるテープT上の記録軌跡を示す図であり、夫
々1フレーム分のビデオ信号が記録される部分を示す。
図中TA+,TA−,TB,TB−は夫々ヘツドHA+,HA−,TB+,TB
−により記録されたトラツクを示す。1,2,は若
干異なるが充分小さいものとすれば、各モードに於ける
トラツクピツチTpはほぼ同じである。 第1図のスイツチ7より出力されたデータはマルチプ
レクサ10にて2系統に分割され各系統のデータに対して
誤り検出符号(ECC)付加回路11,12によりECCが付加さ
れ、バツフアメモリ13,14に供給される。バツフアメモ
リ13,14はシステムコントローラ6により所定のデータ
量をシリンダ50が1/2回転する期間毎に出力する。バツ
フアメモリ13,14より読み出されたデータはデイジタル
変調回路15,16にて周知のマツピング符号化、等の変調
が施され更にアンプ17,18、スイツチ19,20のR側端子を
介して、スイツチ19,20より2系統の記録信号d1,d2とし
て出力される。 第4図は上記の如き記録を実現するための各スイツチ
SW1,SW2,SW3,SW4の制御信号S1,S2,S3,S4及びこれに伴う
記録信号d1,d2の記録ヘツドの切換を示すタイミングチ
ヤートであり、第4図(a)は標準モード、第4図
(b)は2倍モード、第4図(c)は4倍モードに於け
るタイミングチヤートである。尚図中S1〜S4がハイレベ
ルの時SW1〜SW4はオンされるものとする。また斜線部は
記録信号が存在しないことを示す。 上述の如き構成によればブロツク符号化回路3の出力
を1/2にデータ量を圧縮したデータとして記録できるの
で、1/2圧縮用、1/4圧縮用に別途処理回路を設けること
なく、3種類の記録時間を設定することができた。 以下、本実施例のVTRの再生系の構成について簡単に
説明する。スイツチSW1,SW2,SW3,SW4は記録時と同様の
タイミングで制御され、これによつてスイツチ19,20の
P側端子より2系統の再生信号を得る。これら2系統の
再生信号はアンプ31,32を介してデイジタル復調回路33,
34に供給され、復調される。復調されたデータはバツフ
アメモリ35,36を介してECC復号回路37,38に供給され、
誤り訂正が施される。誤り訂正が施されたデータは合成
回路39にて元の1系統のデータ信号とされる。 標準モードで記録された信号の場合には、この合成回
路39の出力データをスイツチ40のC端子を介してそのま
まデイジタル−アナログ変換器41に供給すれば、アナロ
グビデオ信号を復元できる。2倍モードで記録された信
号の場合はブロツク復号回路43にてブロツク符号化され
たデータを元のデータに戻して後、スイツチ40のB端子
を介してD/A変換器41に供給される。また4倍モードで
記録された信号の場合はブロツク復号回路43の出力デー
タを更にフイールド間補間回路44に供給し、該回路44に
て駒落しを行つたフイールドのデータを復元した後スイ
ツチ40のA端子を介してD/A変換器42に供給される。
尚、このスイツチの切換については、操作部5の操作に
より行つても、記録信号中に記録モードを示す情報を記
録しておき、これを再生することによつて行つてもよ
い。 上述の如きVTRに於いては同一記録媒体に対して3種
類の記録時間を設定するに当りデータ量を圧縮する手段
を複数段直列に設け、これらの中間タツプから出力され
るデータを記録可能としたので、各記録モード専用のデ
ータ圧縮回路を含む別系統の処理を行う必要がない。ま
た、複数段の一方は各画素当りのデータ数を削減するブ
ロツク符号化、他方は記録する画素数を削減する駒落し
を用いているので、容易に中間タツプからのデータ取出
しができ、かつ複数段のデータ圧縮を行つても画像が大
きく劣化することはない。 〔他の実施例〕 前述の実施例に於いてはヘツド構成は第2図(A),
(B)に示す如き構成としたが、他の構成とすることも
可能である。 第5図は他のヘツド構成例を示す図であつて、ヘツド
H+はプラスアジマスのヘツド、ヘツドH−はマイナス
アジマスのヘツドであり、これらは互いに近接して設け
られ、所望のトラツクピツチに応じた所定の段差を回転
軸方向に有している。 このヘツド構成では、シリンダ54はビデオ信号の1フ
イールドの期間に1回転、即ち第2図のヘツドの2倍の
速度で回転し、テープTはシリンダ54に対しテープガイ
ド55a,55bにより例えば、300゜程度の角範囲に亘つて巻
装される。ヘツドH+,H−は標準モード時には角トレー
スで信号の記録を行い、データを1/nに圧縮するn倍モ
ードではnトレースに一度即ちn回転に一度、信号の記
録を行う。但しこの場合、信号の記録が行えない期間が
存在するので第1図に示す如きバツフアメモリからの読
み出し期間を第1図の場合に比して短くしてやらねばな
らない。例えばテープをx゜の角範囲に巻装する場合、
読出し期間は1フイールド期間の(x/360)以下とする
必要がある。 第6図は更に他のヘツド構成例を示す図である。図中
ヘツドH1,H3,H5はプラスアジマスのヘツド、H2,H4,H6は
マイナスアジマスのヘツドであり、ヘツドH1,H2,H3は回
転軸方向にシフトし、ヘツドH4,H5,H6も同様である。こ
のヘツド構成では3トラツク同時に記録を行うので、1
トラツクに記録できるデータ量が第2図の場合と同じで
あればシリンダ56の回転速度は2/3にできる。テープT
はテープガイド57a,57bにより180゜以上の角範囲に巻装
され、標準モードでは全ヘツドが各トレース毎に記録を
行い、(2m−1)倍モード時は全ヘツドがm回のトレー
スに1度信号の記録を行う。mは自然数であり、この場
合、アジマス重ね書きをするとすればデータ量を奇数分
の1とするモードのみとり得る。 また、前述の実施例に於いて各画素のデータ数の削減
にはブロツク符号化を用いるとして説明したが、予測差
分符号化等他の手法を用いることも勿論可能である。ま
た画素数を削減する手法としては、単純に駒落しを行つ
たが、nフイールドを1周期とするサブサンプリング、
可変密度サンプリング等を用いることも可能である。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、容易に所望の
記録時間でデイジタル信号を記録可能となる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例としてのデイジタルVTRの概
略構成を示す図、 第2図(A),(B)は第1図のVTRに於けるヘツド構
成を示す図、 第3図は第1図のVTRによるテープ上の記録パターンを
示す図、 第4図は第1図のVTRの各部の動作タイミングを示すタ
イミングチヤート、 第5図はヘツド構成の他の例を示す図、 第6図はヘツド構成の更に他の例を示す図である。 3はブロツク符号化回路、4は駒落し回路、5は操作
部、6はシステムコントローラ、7はスイツチ、13,14
はバツフアメモリ、SW1,SW2,SW3,SW4は夫々スイツチ、H
A+,HA−,HB+,HB−は夫々磁気ヘツドである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下郡山 信 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 樫田 素一 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63−268164(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.入力されたデイジタル信号の情報量を、互いに異な
    る圧縮率にて圧縮可能な圧縮手段と、 前記圧縮手段により圧縮されたディジタル信号を記録す
    る記録手段とを備え、 前記圧縮手段が前記入力ディジタル信号を第1の圧縮率
    で圧縮し、前記記録手段が前記第1の圧縮率で圧縮され
    たディジタル信号を記録する第1の記録モードと、前記
    圧縮手段が前記入力ディジタル信号を前記第1の圧縮率
    とは異なる第2の圧縮率で圧縮し、前記記録手段が前記
    第2の圧縮率で圧縮されたディジタル信号を記録する前
    記第1の記録モードとは異なる第2の記録モードとを有
    する ディジタル信号記録装置。 2.前記入力ディジタル信号は画像信号であることを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のディジタル信
    号記録装置。 3.前記圧縮手段は前記画像信号をそれぞれ所定数の画
    素からなるブロックに分割し、前記ブロック単位で前記
    画像信号の情報量を圧縮すると共に符号化するブロック
    符号化手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
    (2)項記載のディジタル信号記録装置。 4.前記圧縮手段は前記画像信号の画素数を削減する手
    段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記
    載のディジタル信号記録装置。 5.前記記録手段は記録媒体を搬送する搬送手段を含
    み、前記搬送手段により搬送される記録媒体上に前記圧
    縮手段により圧縮されたディジタル信号を記録すること
    を特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のディジタ
    ル信号記録装置。 6.前記搬送手段は、前記第1の記録モードにおいては
    前記記録媒体を第1の速度で搬送し、前記第2の記録モ
    ードにおいては前記記録媒体を前記第1の速度とは異な
    る第2の速度で搬送することを特徴とする特許請求の範
    囲第(4)項記載のディジタル信号記録装置。 7.前記第1の圧縮率は前記第2の圧縮率よりも低く、
    前記第1の速度は前記第2の速度よりも速いことを特徴
    とする特許請求の範囲第(5)項記載のディジタル信号
    記録装置。 8.前記第1の記録モードと前記第2の記録モードとを
    指示するマニュアル操作手段により前記第1の記録モー
    ドと前記第2の記録モードとが設定されることを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項記載のディジタル信号記
    録装置。 9.ディジタル信号を第1の圧縮率で圧縮し、前記第1
    の圧縮率で圧縮されたディジタル信号を記録する第1の
    記録モードと、前記ディジタル信号を前記第1の圧縮率
    とは異なる第2の圧縮率で圧縮し、前記第2の圧縮率で
    圧縮されたディジタル信号を記録する前記第1の記録モ
    ードとは異なる第2の記録モードとを選択的に用いてデ
    ィジタル信号を記録することを特徴とするディジタル信
    号記録方法。 10.前記入力ディジタル信号が画像信号であることを
    特徴とする特許請求の範囲第(8)項記載のディジタル
    信号記録方法。 11.前記画像信号をそれぞれ所定数の画素からなるブ
    ロックに分割し、前記ブロック単位で前記画像信号の情
    報量を圧縮することを特徴とする特許請求の範囲第
    (9)項記載のディジタル信号記録方法。 12.前記画像信号の画素数を削減することにより前記
    画像信号の情報量を圧縮することを特徴とする特許請求
    の範囲第(9)項記載のディジタル信号記録方法。 13.前記画像信号の画面数を削減することにより前記
    画像信号の情報量を圧縮する事を特徴とする特許請求の
    範囲第(9)項記載のディジタル信号記録方法。
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