JP3163834B2 - ディジタル信号記録再生方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル信号記録再
生方法及び装置、より詳しくは、テレビ電話信号のよう
なビットレートの低いディジタル信号を記録再生する記
録再生方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＳＤＮを用いたテレビ電話装置
として、例えば、釜江尚彦著「通信とニューメディ
ア」，ｐｐ．６９−８０，平成４年１月３０日，丸善
（株）発行、に記載されたものがある。

【０００３】ここに示されるテレビ電話装置は、図３に
示すような構成を備え、このテレビ電話装置に用いられ
るデータのフォーマットは、図４に示すように構成され
ている。

【０００４】そこで、図３及び図４を参照しながら、従
来のテレビ電話装置について説明する。

【０００５】図３において、テレビカメラ１により撮像
されたユーザーの顔を中心とした映像は、アナログコン
ポーネントビデオ信号に変換され、ビデオコーデック５
へ供給される。また、マイクロホン３により、ユーザー
の話した音声がオーディオ信号に変換され、オーディオ
コーデック６へ供給される。

【０００６】ビデオコーデック５は、例えば、ＣＣＩＴ
Ｔ勧告Ｈ．２６１に準拠したものであり、テレビカメラ
１から出力されるビデオ信号に対して、Ａ／Ｄ変換、動
き補償フレーム間予測、ＤＣＴ（離散コサイン変換）、
量子化、可変長符号化による圧縮処理を行い、さらに、
図４に示されているようにパリティを付加して伝送制御
部７へ供給する。また、オーディオコーデック６は、例
えば、ＣＣＩＴＴ勧告Ｇ．７１１又はＧ．７２２に準拠
したものであり、マイクロホン３から供給された音声信
号をディジタル信号（Ｇ．７２２の場合はデータ圧縮も
行う）に変換し、図４に示されているようにパリティを
付加して伝送制御部７へ供給する。

【０００７】伝送制御部７は、例えば、ＣＣＩＴＴ勧告
Ｈ．２２１に準拠したものであり、ビデオコーデック５
から供給されたパリティの付加されているビデオデータ
とオーディオコーデック６から供給されたパリティの付
加されているオーディオデータの各々にヘッダを付加し
て、図４に示すブロックを構成し、ビデオデータとオー
ディオデータのブロックを時分割多重化したテレビ電話
信号を、回線インタフェース８を介して、例えば６４ｋ
ｂｉｔ／ｓｅｃ、３８２ｋｂｉｔ／ｓｅｃ等の伝送ビッ
トレートを有するＩＳＤＮ回線９へ送出する。

【０００８】また、通信中の相手からＩＳＤＮ回線９へ
送出されたテレビ電話信号は、回線インタフェース８を
介して伝送制御部７へ供給される。伝送制御部７は、回
線インターフェス８から供給されたテレビ電話信号から
パリティ付のビデオデータとオーディオデータを分離
し、ビデオデータをビデオコーデック５へ、オーディオ
データをオーディオコーデック６へそれぞれ供給する。

【０００９】ビテオコーデック５は、伝送制御部７から
供給されるビデオデータに対して、誤り訂正処理、可変
長符号の復号、逆量子化、逆ＤＣＴ、Ｄ／Ａ変換等の処
理を行い、アナログコンポーネントビデオ信号に変換し
てモニター２へ出力する。また、オーディオコーデック
６は、伝送制御部７から供給されるオーディオデータに
対して、誤り訂正処理、Ｄ／Ａ変換等の処理を行い、ス
ピーカー４へ出力する。

【００１０】回転ヘッドによって、回転ドラムに巻き付
けられた磁気テープ上に斜めのトラックを形成して、ビ
デオデータ、或いは、オーディオデータ等をこのトラッ
ク上の区分されたエリアに時分割的に記録及び再生する
ディジタルＶＴＲが提案されている。

【００１１】図５は、このようなディジタルＶＴＲの構
成の一例を示すブロック図である。図５において、記録
処理回路２１には、アナログコンポーネントビデオ信号
を構成する輝度信号Ｙ，色差信号Ｐ_Ｒ，Ｐ_Ｂが入力され
る。これらの各信号は、Ａ／Ｄ変換、ブロック化、シャ
フリング、ＤＣＴ（離散コサイン変換）、量子化及び可
変長符号化による圧縮、フレーミングの各処理を施さ
れ、パリティ発生回路２２へ供給される。

【００１２】パリティ発生回路２２へ供給されたデータ
は、ここで積符号構成のパリティが付加され、次にシン
ク（ＳＹＮＣ），ＩＤ発生回路２３へ供給され、同期符
号及びＩＤが付加される。そして、チャネルエンコーダ
２４により、パラレル／シリアル変換及び記録符号への
変換が行われ、アンプ２５により増幅され、スイッチン
グ回路２６の記録側端子Ｒを介して磁気ヘッド２７へ供
給され、磁気テープ２８上に記録される。ここで、１フ
レーム分のビデオデータは複数本、例えば、ＮＴＳＣ方
式では１０本、ＰＡＬ方式では１２本、ＨＤＴＶでは２
０本の斜めのトラックとして記録される。

【００１３】なお、ここには図示されていないが、オー
ディオデータ、サブコード及びＡＴＦパイロット信号
が、チャネルエンコーダ２４に供給され、磁気ヘッド２
７により、磁気テープ２８上の各トラックの区分された
エリアにビデオデータと時分割的に記録される。

【００１４】再生時は、磁気ヘッド２７により磁気テー
プ２８から再生されたデータは、スイッチング回路２６
の再生側の端子Ｐを介してアンプ及びイコライザ２９へ
供給され、増幅と周波数特性の補正が行われ、チャネル
デコーダ３０により記録符号の復号及びシリアル／パラ
レル変換が行われ、シンク，ＩＤ検出回路３１へ供給さ
れる。そして、シンク，ＩＤ検出回路３１により同期符
号とＩＤが検出され、再生データと共にＴＢＣ３２へ供
給される。ＴＢＣ３２へ供給されたデータは、ここで時
間軸変動が除去され、次にＥＣＣ回路３３により積符号
を用いた誤り訂正処理が行われ、再生処理回路３４へ供
給される。

【００１５】再生処理回路３４へ供給されたビデオデー
タは、デフレーミング、可変長符号の復号、逆量子化、
逆ＤＣＴ、デシャフリング、及びデブロッキングの各処
理が施され、さらにアナログコンポーネントビデオ信号
に変換され、輝度信号Ｙ、色差信号Ｐ_Ｒ，Ｐ_Ｂとして出
力される。

【００１６】なお、ここには図示されていないが、ＥＣ
Ｃ回路３３から出力されたオーディオデータ及びサブコ
ードも同様に処理される。また、チャネルデコーダ３０
の出力からＡＴＦパイロット信号が分離され、ＡＴＦ回
路へ供給され、トラッキング補正が行われる。

【００１７】図６は、このように構成されたディジタル
ＶＴＲのトラックフォーマットの一例を示す図である。
この図において、トラックの左端がヘッド入口（突入）
側であり、トラック右端がヘッド出口（離間）側であ
る。また、斜線を付した領域であるマージン１，２及び
ＩＢＧ（インターブロックギャップ）には、データが記
録されない。第１のＡＴＦエリア（ＡＴＦ１）の前に付
加されたＴ（トラック）−アンブルエリア、及びデータ
記録エリアの両端に付加されたアンブルエリア（プリア
ンブルあるいはポストアンブル）には、例えば記録デー
タのビット周波数と等しい周波数のパルス信号が記録さ
れ、再生側に設けられているビットクロック抽出のため
のＰＬＬのロックに利用される。トラックの両端部に設
けられたマージン１及びマージン２は、トラックの形成
位置がジッタにより変化した場合に対応するものであ
る。また、ＩＢＧはアフレコのためのマージンを確保す
るエリアである。

【００１８】マージン１，２と隣接してＡＴＦ用のパイ
ロット信号及びアフレコ用のタイミングシンクが記録さ
れる第１のＡＴＦエリア（ＡＴＦ１）及び第２のＡＴＦ
エリア（ＡＴＦ２）が設けられる。そして、第１のＡＴ
Ｆエリアからヘッドの走査方向に順に、オーディオデー
タの記録エリア、ビデオデータの記録エリア、サブコー
ドの記録エリア、第２のＡＴＦエリアが順に設けられて
いる。サブコードの記録エリアには、高速サーチ用のイ
ンデックス、タイムコード等のデータが記録される。各
エリアの長さを示す数字はバイト数である。

【００１９】図７はビデオデータ及びオーディオデータ
の１シンクブロック及びフレーミングのフォーマットの
一例を示す図である。ここで、数字はバイト数である。

【００２０】図７（ａ）は１シンクブロックのデータフ
ォーマットを示す図であり、７８バイトのビデオデータ
又はオーディオデータに対して、後に８バイトの水平パ
リティが付加され、前に２バイトの同期符号と３バイト
のＩＤが付加される。ＩＤは、シンクブロック番号やデ
ータの種類を識別する情報を持っている。次に、このシ
ンクブロックの形成方法を簡単に説明する。

【００２１】図７（ｂ）は、ビデオデータのフレーミン
グフォーマットを示す図である。この図において、記録
処理回路１により、水平方向７８バイトのビデオデータ
（量子化情報等の２バイトを含む）を縦に４５個並べ、
パリティ発生回路２２により水平パリティＣ１と垂直パ
リティＣ２を付加し、シンク（ＳＹＮＣ），ＩＤ発生回
路２３により同期符号とＩＤを付加する。そして、チャ
ネルエンコーダ２４により、パラレル／シリアル変換
し、図７（ａ）のシンクブロックごとに記録する。図７
（ｂ）のフレーム３個が１トラック分のビデオデータで
ある。

【００２２】同様に、図７（ｃ）は、オーディオデータ
のフレーミングフォーマットを示す図である。このフレ
ーム１個が１トラック分のオーディオデータである。

【００２３】図６及び図７から明らかなように、このデ
ィジタルＶＴＲにおけるＮＴＳＣ方式のビデオデータの
記録ビットレートは約２５Ｍｂｉｔ／ｓｅｃとなる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】上述した図５のように
構成されたディジタルＶＴＲに、図３のように構成され
たテレビ電話装置が受信したテレビ電話信号を記録する
場合、ビデオ信号については、テレビ電話装置のビデオ
コーデック５から出力されるアナログコンポーネントビ
デオ信号を、ディジタルＶＴＲの記録処理回路２１へ入
力することが考えられる。同様に、オーディオ信号につ
いては、テレビ電話装置のオーディオコーデック６から
出力されるアナログオーディオ信号を、ディジタルＶＴ
Ｒへ入力し、ディジタルオーディオ信号に変換して記録
することが考えられる。

【００２５】このように構成した場合、ビデオデータ及
びオーディオデータのデータ量を伸長し、アナログ信号
に変換した後、再度ディジタル信号に変換し、データ量
を圧縮しているため、処理に無駄があり、かつビデオ信
号及びオーディオ信号の品質が低下する恐れがある。

【００２６】ディジタルＶＴＲの再生データをテレビ電
話装置へ出力する場合にも、再生処理回路３４の出力を
ビデオコーデック６へ入力することになり、同様の問題
がある。

【００２７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、ディジタル信号記録再生装置の記
録レートよりも低いビットレートを有するディジタル信
号のデータ量を圧縮することなく記録し、かつ再生した
ディジタル信号のデータ量を伸長することなく伝送でき
るようにしたディジタル信号記録再生方法及び装置を提
供することを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上述したような技術課題
を解決するため、本発明は、アナログ信号をデータ量の
圧縮された第１のディジタル信号に変換し、所定のデー
タフォーマットで記録再生するディジタル信号記録再生
装置を用いて、このディジタル信号記録再生装置の記録
ビットレートより低いビットレートの第２のディジタル
信号を記録再生する方法において、第２のディジタル信
号のビットレートをこのディジタル信号記録再生装置の
記録ビットレートに適合させ、所定のデータフォーマッ
トで間欠した時間に記録すると共に、間欠した時間に再
生したディジタル信号のビットレートを第２のディジタ
ル信号のビットレートに変換する。

【００２９】また、本発明は、ディジタル信号記録再生
装置において、アナログ信号をデータ量の圧縮された第
１のディジタル信号に変換する第１の手段と、第２のデ
ィジタル信号のビットレートを高くする第２の手段と、
第１の手段の出力又は第２の手段の出力を選択し、所定
のデータフォーマットで記録再生し、且つ第２の手段の
出力を記録再生するときには間欠した時間で記録再生す
る第３の手段と、第１の手段の出力を記録再生したディ
ジタル信号のデータ量を伸長してアナログ信号に変換す
る第４の手段と、第２の手段の出力を記録再生したディ
ジタル信号のビットレートを低くする第５の手段とを備
えるように構成したものである。

【００３０】本発明において、第２のディジタル信号
は、例えば、テレビ電話装置が受信したビデオデータ及
びオーディオデータやコンピュータの出力データ等であ
る。

【００３１】

【作用】本発明は、アナログ信号をデータ量の圧縮され
た第１のディジタル信号に変換し、所定のデータフォー
マットで間欠した時間に記録再生するディジタル信号記
録再生装置を用いて、テレビ電話信号のようなビットレ
ートの低い第２のディジタル信号のビットレートをディ
ジタル信号記録再生装置の記録ビットレートに適合さ
せ、所定のデータフォーマットで記録再生する。そし
て、再生したディジタル信号のビットレートを第２のデ
ィジタル信号のビットレートに変換する。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照
しながら詳細に説明する。

【００３３】図１は、本発明に係るディジタル信号記録
再生装置を示すブロック図であり、ここで、前述した図
５と対応する部分には、同一の番号が付してある。

【００３４】このディジタル信号記録再生装置は、従来
のディジタルＶＴＲにテレビ電話装置の伝送制御部７に
対するインタフェース部１０を付加したものである。伝
送制御部７は、回線インタフェース８を介して受信した
テレビ電話信号からパリティの付加されたビデオデータ
とオーディオデータを分離し、インタフェース部１０の
第１のメモリ１０ａへ供給する。また、伝送制御部７
は、データの種類を識別する情報をインタフェース部１
０のコントローラ１０ｃへ供給し、さらに、インタフェ
ース部１０の第２のメモリ１０ｂから供給されたデータ
を入力する。コントローラ１０ｃは、第１のメモリ１０
ａ及び第２のメモリ１０ｂの書込み・読出しの制御とデ
ィジタル信号記録再生装置のシステムコントロールマイ
コン（図示せず、以下シスコンという）に対する各種制
御信号の供給を行う。

【００３５】本発明に係るディジタル信号記録再生装置
におけるＮＴＳＣ方式のビデオ信号の記録ビットレート
は、前述した従来のディジタルＶＴＲと同じく、約２５
Ｍｂｉｔ／ｓｅｃである。これを１トラック当たりに換
算すると約８０ｋｂｉｔになる。したがって、テレビ電
話装置の伝送ビットレートが３８４ｋｂｉｔ／ｓｅｃで
あれば、１秒間に受信したデータである３８４ｋｂｉｔ
を記録するには、５トラックあれば十分である。

【００３６】そこで、本発明では、テレビ電話装置が２
秒間に受信したデータを１０トラックを用いて記録再生
するように構成する。そのために、伝送制御部７から供
給されるパリティの付加されたビデオデータとオーディ
オデータをインタフェース部１０の第１のメモリ１０ａ
を用いて約（１／６０）に時間圧縮する。この結果、２
秒間のビデオデータとオーディオデータが約１／３０秒
に時間圧縮され、それに伴って、ビットレートが約３８
４ｋｂｉｔ／ｓｅｃから約２５Ｍｂｉｔ／ｓｅｃへと変
換される。図２（ａ）〜（ｄ）はこの様子を示す。この
ようにビットレートを変換したビデオデータとオーディ
オデータは、スイッチング回路３５を介してパリティ発
生回路２２へ供給される。スイッチング回路３５におけ
る端子の選択は、コントローラ１０ｃがシスコンに対し
てスイッチングを指令する制御信号を供給するように構
成している。

【００３７】パリティ発生回路２２へ供給されたビデオ
データとオーディオデータは、従来のディジタルＶＴＲ
と同様、ここで積符号構成のパリティが付加され、次に
シンク，ＩＤ発生回路２３へ供給され、同期符号及びＩ
Ｄが付加される。この時、インタフェース部１０のコン
トローラ１０ｃからシスコンへ供給されたデータの種類
を識別する情報に基づいて、シンク，ＩＤ発生回路２３
において、データの種類を識別する情報がＩＤに付加さ
れる。そして、チャネルエンコーダ２４により、パラレ
ル／シリアル変換及び記録符号への変換が行われ、アン
プ２５により増幅され、スイッチング回路２６の記録側
端子Ｒを介して磁気ヘッド２７へ供給され、磁気テープ
２８上に記録される。テレビ電話信号を構成するビデオ
データ及びオーディオデータは、共に、図６のビデオデ
ータの記録エリアに時分割的に記録される。

【００３８】このビデオデータ及びオーディオデータ
は、図２（ｄ）に示されているように、約２秒ごとに１
フレーム期間（１／３０秒）の間欠信号であるため、磁
気テープ２８を２秒ごとに１フレーム分、すなわち１０
トラックだけ間欠的に走行させる。この制御はシスコン
が行う。

【００３９】再生時にも、磁気テープ２８を２秒ごとに
１フレーム分、すなわち１０トラックだけ間欠的に走行
させる。磁気テープ２８から再生されたデータがＥＣＣ
回路３３へ供給されるまでの処理は、従来のディジタル
ＶＴＲと基本的に同一である。ＥＣＣ回路３３から出力
されたデータは、スイッチング回路３６を介してインタ
フェース部１０へ供給される。スイッチング回路３６に
おける端子の選択は、記録時と同様、コントローラ１０
ｃがシスコンに対してスイッチングを指令する制御信号
を供給するように構成してもよいが、サブコードエリア
やＡＴＦエリアに識別データを記録しておき、これを再
生して切換えるように構成することもできる。

【００４０】インタフェース部１０へ入力されたビデオ
データ及びオーディオデータは、第２のメモリ１０ｂに
より約６０倍に時間伸長され、伝送制御部７へ供給され
る。伝送制御部７へ供給されたビデオデータ及びオーデ
ィオデータには、それぞれビデオコーデック５及びオー
ディオコーデック６を経て、モニター２及びスピーカー
４へ供給される。

【００４１】以上の説明では、伝送制御部７から供給さ
れたパリティ付のビデオデータとオーディオデータを、
図６に示すビデオデータの記録エリアに記録している
が、このパリティを用いてインタフェース部１０におい
てエラー訂正を行い、エラー訂正を行ったビデオデータ
とオーディオデータを記録するように構成してもよい。

【００４２】また、ビデオデータの記録エリアとオーデ
ィオデータの記録エリアとの間のＩＢＧとアンブルの和
をデータのシンクブロック長（前記実施例では９１バイ
ト）の整数倍（例えば、２倍の１８２バイト）に設定
し、この部分にもビデオデータ又はオーディオデータを
連続して記録するように構成してもよい。

【００４３】さらに、あらかじめ磁気テープ２８に記録
しておいた留守番応答用のビデオデータ及びオーディオ
データを、通信相手に対して送信するように構成するこ
ともできる。

【００４４】さらにまた、テレビ電話信号のビットレー
トが、例えば６４ｋｂｉｔ／ｓｅｃのように低い場合
は、１秒間の受信信号を１トラックに記録することがで
きるので、１０秒間に受信したデータを時間圧縮して１
０トラックに記録するように、第１のメモリ１０ｃの書
込み・読出し及び磁気テープ２８の走行を制御すればよ
い。

【００４５】ビットレートが、例えば１０Ｍｂｉｔ／ｓ
ｅｃのように高い場合は、テレビ電話装置が受信したデ
ータを約１／２に時間圧縮し、磁気テープを連続走行さ
せながら、５トラックずつ同じデータを２回繰り返し記
録するように制御する。このように、同じデータを繰り
返して記録すると、再生時のエラー訂正が容易になる。
勿論、この場合に、同じデータを繰り返し記録しなくて
もよいし、逆にビットレートが３８４ｋｂｉｔ／ｓｅｃ
や６４ｋｂｉｔ／ｓｅｃの場合に、同じデータを２回以
上繰り返し記録してもよい。

【００４６】テレビ電話装置が複数の異なる通信モード
（伝送ビットレート、符号化方式等）で通信可能な機種
であり、伝送制御部７が、例えばＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．２
４２準拠の手順により相手端末とネゴシエーションを行
って通信モードを決定するように構成されている場合、
伝送制御部７が通信モード情報をインタフェース部１０
のコントローラ１０ｃへ供給し、コントローラ１０ｃが
ディジタル信号記録再生装置のシスコンへこの情報を転
送すように構成しておけば、通信モードに応じて自動的
に記録再生動作を制御することができる。

【００４７】本発明においては、ディジタル信号記録再
生装置をテレビ電話信号の記録再生専用機として構成す
ることもできる。この場合は、記録処理回路及び再生処
理回路は不要になるので、ハードウェアを小さくするこ
とができる。

【００４８】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、テレ
ビ電話信号のようなビットレートの低いディジタルデー
タのデータ量を圧縮、伸長することなく、記録再生する
ことができるので、処理に無駄がなく、且つ信号の品質
の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディジタル信号記録再生装置を示
すブロック図である。

【図２】本発明に係るディジタル信号記録再生装置を構
成するインタフェース部の動作を示すタイミングチャー
トである。

【図３】従来のテレビ電話装置の構成を単純化して示す
ブロック図である。

【図４】テレビ電話信号のデータフォーマットを示す図
である。

【図５】従来のディジタルＶＴＲの構成の一例を示すブ
ロック図である。

【図６】従来のディジタルＶＴＲのトラックフォーマッ
トの一例を示す図である。

【図７】従来のディジタルＶＴＲにおけるビデオデータ
及びオーディオデータの１シンクブロック及びフレーミ
ングフォーマットの一例を示す図である。

【符号の説明】

１０ インタフェース部、 ２１ 記録処理回路、 ３
４ 再生処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 20/10 H04N 5/92

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログ信号をデータ量の圧縮された第
   １のディジタル信号に変換し、所定のデータフォーマッ
   トで記録再生するディジタル信号記録再生装置を用い
   て、該ディジタル信号記録再生装置の記録ビットレート
   より低いビットレートの第２のディジタル信号を記録再
   生する方法において、 前記第２のディジタル信号のビットレートを前記ディジ
   タル信号記録再生装置の記録ビットレートに適合させ、
   前記所定のデータフォーマットで間欠した時間に記録す
   ると共に、間欠した時間に再生したディジタル信号のビ
   ットレートを前記第２のディジタル信号のビットレート
   に変換することを特徴とするディジタル信号記録再生方
   法。
2. 【請求項２】 第２のディジタル信号がテレビ電話装置
   が受信したビデオデータ及びオーディオデータであるこ
   とを特徴とする請求項１記載のディジタル信号記録再生
   方法。
3. 【請求項３】 アナログ信号をデータ量の圧縮された第
   １のディジタル信号に変換する第１の手段と、 第２のディジタル信号のビットレートを高くする第２の
   手段と、 前記第１の手段の出力又は第２の手段の出力を選択し、
   所定のデータフォーマットで記録再生し、且つ前記第２
   の手段の出力を記録再生するときには間欠した時間で記
   録再生する第３の手段と、 前記第１の手段の出力を記録再生したディジタル信号の
   データ量を伸長してアナログ信号に変換する第４の手段
   と、 前記第２の手段の出力を記録再生したディジタル信号の
   ビットレートを低くする第５の手段とを備えることを特
   徴とするディジタル信号記録再生装置。
4. 【請求項４】 第２のディジタル信号がテレビ電話装置
   が受信したビデオデータ及びオーディオデータであるこ
   とを特徴とする請求項３記載のディジタル信号記録再生
   装置。