JP3106479B2 - ディジタルコンポーネント信号の記録装置及び記録方法 - Google Patents

ディジタルコンポーネント信号の記録装置及び記録方法

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JP3106479B2 JP02143086A JP14308690A JP3106479B2 JP 3106479 B2 JP3106479 B2 JP 3106479B2 JP 02143086 A JP02143086 A JP 02143086A JP 14308690 A JP14308690 A JP 14308690A JP 3106479 B2 JP3106479 B2 JP 3106479B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、輝度信号と二つの色差信号のようなコン
ポーネント信号をディジタル信号として磁気テープ上に
記録するようにしたディジタルコンポーネント信号の記
録装置及び記録方法に関する。
〔従来の技術〕
ディジタルカラービデオ信号を記録する時に、輝度信
号と色信号とが混合されたコンポジット信号を記録する
ものと、輝度信号Yと(R−Y)信号、(B−Y)信号
に夫々対応する二つの色差信号U及びVとからなるコン
ポーネント信号を記録するものとがある。コンポーネン
ト信号としては、サンプリングレートの比(Y:U:V)が
(4:2:2)等のものが使用される。
ディジタルVTRでは、磁気テープにディジタルカラー
ビデオ信号を記録する時に、記録/再生の過程で発生す
るエラーを分散するために、データの順序を並び変える
シャフリングが採用されている。従来では、輝度信号Y
及び色差信号U、Vを混合したデータに関して、例えば
バイト単位でシャフリングを行っていた。従って、1枚
の画像中で同一フレーム内の略々同一の位置の輝度信号
Yと色差信号U、Vとは、磁気テープ上に分散して記録
されていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
ディジタルVTRでは、記録時とテープ速度が等しいノ
ーマル再生の他にテープ速度が記録時のものの数倍から
数十倍とされるサーチ再生が可能とされている。サーチ
再生で得られた再生ディジタルカラービデオ信号が格納
されるメモリが設けられ、正しく再生されたデータ或い
はエラーが修整されたデータによりこのメモリが書き換
えられる。
このサーチ時では、磁気テープ上の複雑のトラックを
跨がって回転ヘッドが走査するために、断片的にしか再
生データが得られず、1フレームの再生画像は、複数の
トラックからの再生データで復元される。第6図に示す
ように、夫々1フレームのデータが記録されたトラック
T1、T2、・・・を例えば3倍の速度でサーチ再生を行う
と、回転ヘッドは、トラックT1、T2及びT3を跨がって走
査する軌跡Sでデータを再生する。第6図では、フレー
ム内の略々同一位置の画素のデータ(Y、Y、U、V)
がシャフリングにより、トラックT1、T2及びT3にデータ
Y1、Y2、U2、V3(各数字がフレーム番号を示す)として
分散されている。これらがサーチ時に走査軌跡Sで再生
されるので、この画素の再生データは、異なるフレーム
のものが混在したものとなる。フレーム間の動きが大き
い場合、サーチ速度が速い場合では、同一画素でもコン
ポーネント信号の相関が弱く、再生画像の画質が劣化す
る問題があった。
また、輝度信号Yと色差信号U及びVとで別の記録回
路が設けられており、輝度信号Yのシャフリングと色差
信号U、Vのシャフリングとが別々になされるものも考
えられる。色差信号U及びVのデータ量が輝度信号Yよ
り少ないので、色差信号U及びVが一緒に処理されるこ
とが多い。
このような方式でも、サーチ時に、再生画像の或る画
素が異なるフレームに属する輝度信号及び色差信号U、
Vで構成され、上述と同様に、再生画像の画質の劣化を
もたらす問題が生じる。
従って、この発明の目的は、サーチ時に時間的に異な
るコンポーネント信号で画素データが構成されることを
防止し、再生画像の画質の向上が図られたディジタルコ
ンポーネント信号の記録装置及び記録方法を提供するこ
とにある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、記録媒体上に、輝度情報信号と色情報信
号とを含むディジタルコンポーネント信号を記録するデ
ィジタル信号記録装置において、同一位置の輝度情報信
号と色情報信号とをひとかたまりとして、データの順序
の入れ替えを行うシャフリング手段と、ひとかたまりと
して、データの順序の入れ替えが行われた同一位置の輝
度情報信号と色情報信号とを符号化するフレーム化手段
と、フレーム化手段から出力される信号を記録部に出力
する出力端子とを備えたことを特徴とするディジタル信
号記録装置である。
また、この発明は、このようにディジタルコンポーネ
ント信号を記録する記録方法である。
〔作用〕
同一フレーム内の略々同一の位置のコンポーネント信
号を単位として、データの配列を変更するシャフリング
がなされる。従って、サーチ時に断片的に再生されたデ
ータにより、再生画像を構成する時に、時間的にずれコ
ンポーネント信号で画素のデータが構成されることを防
止でき、サーチ時の再生画像の画質を向上できる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。第1図において、1で示す入力端子にディジタ
ル輝度信号Yが供給される。2及び3で夫々示す入力端
子には、ディジタル色差信号U及びVが夫々供給され
る。入力端子1、2及び3に供給されるディジタルコン
ポーネント信号は、例えば(4:2:2)のサンプリングレ
ートの比を有し、1サンプルのデータが8ビットのもの
である。
入力ディジタルコンポーネント信号Y、U、Vは、ブ
ロック化回路4、5及び6に夫々供給される。ブロック
化回路4、5及び6では、走査の順序からブロックの順
序に、各コンポーネント信号の配列が変更される。
第2図に示すように、1フレームの画像Fが例えば
(4×4=16画素)のブロックBに分割される。ブロッ
ク化回路4からは、ブロック単位では、1フレームの左
上のブロックからスタートして、第1行のブロックが順
に出力され、次に、第2行のブロックが順に出力され、
同様にして最も下の行のブロックが順に出力され、右下
のブロックが最後に出力される。各ブロックでは、左上
の画素データから第1行のデータが順に出力され、第2
行、第3行、第4行のデータが順に出力され、最後に右
下の画素データが出力される。
色差データU及びVも、ブロック化回路5及び6で上
述の輝度データと同様に、テレビジョン走査の順序から
ブロックの順序に変換される。但し、色差データU及び
Vのデータ量は、輝度データYの1/2であるので、1フ
レーム内のブロックBの総数が輝度データのものの1/2
である。
ブロック化回路4の出力がADRCエンコーダ7に供給さ
れる。ADRCは、(Adaptive Dynamic−Range Coding)の
略称であり、画像データのレベル方向の冗長度を削減す
ることで伝送データ量の減少を図る高能率符号化方法の
一つである。
第3図は、ADRCエンコーダ7の一例を示す。ブロック
化回路4の出力信号が最大値及び最小値検出回路21及び
遅延回路22に供給される。検出回路21は、ブロック内の
16個の画素データの値の中で、最大値MAXと最小値MINと
を検出する。遅延回路22は、最大値MAX及び最小値MINを
検出する時間、データを遅延させる。減算回路23で(MA
X−MIN)の演算がされ、減算回路23からダイナミックレ
ンジDRが得られる。
減算回路24では、遅延回路22からの輝度データから最
小値MINが減算され、減算回路24から最小値が除去され
た輝度データが得られる。減算回路24の出力データ及び
ダイナミックレンジDRが量子化回路25に供給される。量
子化回路25から元のビット数(8ビット)より少ないビ
ット数例えば4ビットのコード信号DTが得られる。量子
化回路25は、ダイナミックレンジDRに適応した量子化を
行う。つまり、ダイナミックレンジDRを(24=16)等分
した量子化ステップΔで、最小値が除去された輝度デー
タが除算され、商を切り捨てで整数化した値がコード信
号DTとされる。量子化回路25は、除算回路或いはROMで
構成できる。
色差データU及びVの夫々が供給されるADRCエンコー
ダ8及び9は、上述の輝度データYに関するADRCエンコ
ーダ7と同一の構成とされている。
上述の2次元ブロックの固定長符号化のADRCに限ら
ず、2フレームにわたってブロックが形成される3次元
ブロックのADRC、ブロックのダイナミックレンジDRに応
じて画素の符号化ビット数を変える可変長のADRCを使用
することができる。
ADRCエンコーダ7、8及び9からのダイナミックレン
ジDR、最小値MIN及びコード信号DTが8ビット(バイ
ト)毎のデータにまとめられ、マルチプレクサ10に供給
される。マルチプレクサ10は、端子11からの制御信号に
より、ADRCエンコーダ7、8及び9の出力信号を選択的
に出力する。つまり、ADRCエンコーダ7からの時間的に
連続する2ブロック分の符号化出力を選択し、次にADRC
エンコーダ8からの1ブロック分の符号化出力を選択
し、更にADRCエンコーダ9からの1ブロック分の符号化
出力を選択するように、マルチプレクサ10が切り替えら
れる。
従って、マルチプレクサ10からは、第4図に示すよう
に、輝度データの2ブロックのデータBy、By′、色差デ
ータUの1ブロックのデータBu、色差データVの1ブロ
ックのデータBvが連続する出力データが発生する。この
第4図に示すデータは、例えばバイト並列のデータであ
って、ダイナミックレンジDR、最小値MINが夫々1バイ
ト、コード信号DTが8バイトである。また、マルチプレ
クサ10によりまとめられたデータBy、By′、Bu、Bvは、
同一フレーム内の同一の位置のブロックの符号化出力で
ある。このように、マルチプレクサ10を制御する信号
は、例えばブロック化回路4、5及び6から受け取るこ
とができる。
マルチプレクサ10の出力データがシャフリング回路12
に供給される。シャフリング回路12は、第4図に示され
るような同一位置の各コンポーネント信号の4ブロック
分のデータBy、By′、Bu、Bv(合計で40バイト)をひと
かたまりとしてデータの順序の入れ変えを行う。このシ
ャフリング回路12は、1フレーム分の符号化データを記
憶できるメモリバンクを二つ有する構成で実現できる。
つまり、一方のメモリバンクにデータが書き込まれてい
るフレーム期間では、他方のメモリバンクからデータが
読み出され、次のフレーム期間では、一方のメモリバン
クからデータが読み出され、他方のメモリバンクにデー
タが書き込まれる。この読み出し時のアドレスが書き込
みアドレスの順序と異ならされることにより、シャフリ
ングを行うことができる。例えばシャフリング回路12に
おけるデータの書き込みは、インクリメントする書き込
みアドレスでなされ、その読み出しがシャフリングテー
ブルに格納されているアドレス又は制御データに基づい
てなされる。
シャフリング回路12の出力がフレーム化回路13に供給
される。フレーム化回路13では、同期信号の付加、エラ
ー検出符号或いはエラー訂正符号の符号化等の処理がな
される。フレーム化回路13の出力端子14に得られた記録
データが必要に応じてチャンネル符号化回路を介して磁
気テープに回転ヘッドで記録される。例えば1フレーム
の記録データが1本のトラックとして記録される。180
゜の対向間隔で回転ドラムに取りつけられた2個の回転
ヘッドを使用できる。この場合、1個の回転ヘッドが複
数トラックを同時に形成するマルチチャンネルヘッドを
使用しても良い。また、ドラムの回転数を速くして、1
フィールドの記録データを1本のトラックとして記録し
たり、1フィールドを分割したセグメントを1本のトラ
ックとして記録しても良い。
上述のように記録された磁気テープは、回転ヘッドで
再生され、第1図に示す記録回路と逆の順序の処理によ
り再生ビデオ信号が得られる。ノーマル再生時では、磁
気テープの速度が記録時と等しくされ、回転ヘッドが磁
気テープ上に形成され斜めのトラックを走査する。
一例として、磁気テープの速度がノーマル再生の3倍
とされるサーチ時には、第5図に示すように、回転ヘッ
ドの走査軌跡SIがトラックT1、T2、T3を跨がって形成さ
れる。第1図の記録回路のシャフリング回路12では、ト
ラックT1、T2、T3の夫々に記録されるデータのシャフリ
ングが4ブロックの符号化データ毎にまとめてなされ
る。従って、符号化データがBy1、By′1、Bu1、Bv1が
まとまって、トラックT1から得られる。この再生データ
を復号して得られる復元データは、同一フレーム内の同
一位置のブロックのデータである。走査軌跡Sによりト
ラックT2或いはトラックT3から夫々再生されるデータ
も、上述のトラックT1と同様に、同一フレーム内の同一
の位置のブロックのコンポーネントデータである。従っ
て、サーチ時の復元画像の各画素データが異なるフレー
ムのコンポーネントデータで構成されることを防止でき
る。
なお、符号化データBy、By′、Bu、Bvの単位ではな
く、画素単位、数画素単位のシャフリングを行うように
しても良い。また、この発明は、Y、U、Vに限らず、
Y、I、Q或いはR、G、B等のコンポーネント信号の
記録に適用できる。更に、この発明は、サーチ速度が3
倍以外の場合でも、適用でき、ブロック符号化として
は、ADRCに限らずDCT(Discrete cosine transform)等
の直交変換符号を使用しても良い。
〔発明の効果〕
この発明は、コンポーネントデータをシャフリングす
る時に、同一フレーム内の略々同一位置のコンポーネン
トデータをひとかたまりとしているので、サーチ再生時
のように、断片的に再生データが得られる時でも、画素
データが異なるフレームのデータで構成されることを防
止でき、再生画像の画質の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図はブ
ロック化の説明に用いる略線図、第3図はADRCエンコー
ダの一例のブロック図、第4図はマルチプレクサの出力
データの説明に用いる略線図、第5図はこの発明の一実
施例のサーチ動作の説明に用いる略線図、第6図は従来
の技術の説明に用いる略線図である。 図面における主要な符号の説明 4、5、6:ブロック化回路、 7、8、9:ADRCエンコーダ、 10:マルチプレクサ、 12:シャフリング回路、

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録媒体上に、輝度情報信号と色情報信号
    とを含むディジタルコンポーネント信号を記録するディ
    ジタル信号記録装置において、 同一位置の輝度情報信号と色情報信号とをひとかたまり
    として、データの順序の入れ替えを行うシャフリング手
    段と、 ひとかたまりとして、データの順序の入れ替えが行われ
    た前記同一位置の輝度情報信号と色情報信号とを符号化
    するフレーム化手段と、 前記フレーム化手段から出力される信号を記録部に出力
    する出力端子とを備えたことを特徴とするディジタル信
    号記録装置。
  2. 【請求項2】記録媒体上に、輝度情報信号と色情報信号
    とを含むディジタルコンポーネント信号を記録するディ
    ジタル信号記録方法において、 同一位置の輝度情報信号と色情報信号とをひとかたまり
    として、データの順序の入れ替えを行うシャフリングス
    テップと、 ひとかたまりとして、データの順序の入れ替えが行われ
    た前記同一位置の輝度情報信号と色情報信号とを符号化
    するフレーム化ステップと、 前記フレーム化ステップから出力される信号を記録部に
    出力するステップとを備えることを特徴とするディジタ
    ル信号記録方法。
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