JP3293485B2 - ディジタル記録再生装置 - Google Patents
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Description
タル信号によって記録再生を行うディジタル記録再生装
置に関するもので、特にビデオテープレコーダ(以下、
VTRと記す)のつなぎ撮りに関するものである。
VTR機器の中にもディジタル信号による記録再生が行
われるDVフォーマットのディジタルVTRが民生機器
として実用化されている。
ジタルVTRについての説明をする。
レビジョン信号を記録するSD規格とハイビジョン信号
を記録するHD規格とが存在するが、図5にSD規格に
基づく従来のディジタル記録再生装置の映像信号処理の
一例のブロック図を示す。
化を行いフレーム内での圧縮効率を上げるため画像デー
タの配列を入れ替えるシャフリング処理部、2は画像圧
縮を行う圧縮処理部、3は圧縮処理部2で圧縮処理され
た信号に誤り訂正信号を付加する誤り訂正符号付加処理
部、4はディジタル変調処理部、17はディジタル変調
処理部4の出力信号をテープ16に記録する記録ヘッ
ド、18はテープ16に記録された信号を再生する再生
ヘッド、5は再生ヘッド18で再生された信号を復調す
るディジタル復調処理部、6は発生したデータ誤りに対
してデータ訂正処理を行う誤り訂正処理部、7は圧縮デ
ータを元のデータに伸長する伸長処理部、8は画像のデ
ータ配列を元に戻すデシャフリング処理部である。
記録再生装置について、以下その動作について説明す
る。
z8ビット、色差信号は6.75MHz8ビットで行
う。フレームデータの平均化を行いフレーム内での圧縮
効率を上げるため、画像データの配列を入れ替える処理
をシャフリング処理部1で行い、圧縮処理部2で画像圧
縮を施すことにより1/5に画像データ圧縮を行う。誤
り訂正符号付加処理部3において誤り訂正符号が付加さ
れて、ディジタル変調処理部4で変調を施して、記録ヘ
ッド17からテープ16上に記録が行われる。
から再生された信号は、ディジタル復調処理部5で復調
され、誤り訂正処理部6で発生したデータ誤りに対して
データ訂正処理を行い、伸長処理部7で圧縮データを元
のデータに伸長する。最後にデシャフリング処理部8で
画像のデータ配列を元に戻して、再生信号として出力さ
れる。
ット構成を図6に示す。記録方式は回転ヘッドアジマス
記録方式であり、記録トラック幅は10μm、最短記録
波長は0.49μmと、現時点で実用化されているVT
Rでは最高の記録密度で記録が行われている。また、1
フレームのデータはNTSC方式では10トラック、P
AL方式では12トラックに分割して記録され、テープ
上のトラックはテープ下端側からインサート・トラック
情報(以下、ITIと記す)領域、オーディオ領域、ビ
デオ領域、サブコード領域の大きく4つ領域に分けられ
る。
規定するための情報、トラック内のデータ構成を規定す
る情報、トラックピッチの識別を示す情報等を有してい
る。オーディオ領域は音声信号とそれに付随する情報
(以下、オーディオAUXと記す)、ビデオ領域は映像
信号とそれに付随する情報(以下、ビデオAUXと記
す)をそれぞれ含んでいる。サブコード領域は3種類の
頭出し信号、記録時間を表すタイムコード、絶対アドレ
スを示す絶対トラック番号、記録日時情報、または使用
方法をメーカーに委ねられたメーカーオプション情報等
を有する。
式(以下、ATF方式と記す)が採用されており、上記
ディジタル変調の際に所定のトラッキング用パイロット
信号がデータ内に生成されるようディジタル変調が施さ
れる。図7にATF方式について示す。パイロット信号
は記録するトラックに応じて(a)、(b)、(c)の
ように3種類の周波数スペクトラムが用意されており、
トラックに応じて所定の周波数スペクトラムになるよう
に選択される。3種類の周波数スペクトラムはそれぞれ
(a)タイプをトラックF0、(b)タイプをトラック
F1、(c)タイプをトラックF2と呼び、トラックF
0にはパイロット信号は生成されず、トラックF1とF
2はそれぞれパイロット周波数f1とf2と定義されて
いるパイロット信号が生成される。テープ上のトラック
はF0、F1、F0、F2の順序で(d)に示すように
3種類の記録トラックを繰り返しで並べる。再生時にヘ
ッドがトラックF0をトレースする際に隣接トラックと
なるトラックF1とトラックF2から漏洩してくるf1
とf2のパイロット信号成分を検出して、これを一定レ
ベルになるように制御することにより、正確に記録トラ
ックをトレースするトラッキング制御が可能となる。
6.35mmの磁気テープを用いており、小カセットと
標準カセットの2カセットシステム構成を取っている。
大きさは既存のアナログVTRカセットに対して小カセ
ットで8mmVTRカセットの1/2、VHS−Cカセ
ットの1/3に、標準カセットではVHSカセットの1
/3.5に小型化されている。記録時間は小カセットで
1時間、標準カセットで4時間半の標準テレビジョン信
号の記録が可能である。新フォーマットとしてはカセッ
ト自体の体積を現状のアナログVTRで使われているカ
セットに比べて小さくすることは必須ではあるが、情報
量の多い映像信号は情報量圧縮を行っているとはいえデ
ィジタル化することによって増加してしまう為、限られ
た容量の中でアナログVTRと同等の記録時間を有する
にはまだまだ多くの課題が残る。
記録時間については、長時間記録を実現する手段とし
て、更に記録密度を上げる手段と、更に圧縮率を上げて
情報量を少なくする手段と、記録媒体の薄手化によりカ
セットあたりの媒体量の増加が挙げられ、DVフォーマ
ットの追加仕様として基本部分は決定している。
はVHSのEPモードと同様に現在10μmのトラック
幅を更に狭くする狭トラック化方式が採用されている。
記録トラック幅は6.67μmと標準トラックの10μ
mにたいして2/3の幅となる。
ドにおいて記録再生を両立させるシステムの場合には、
ヘッド幅は標準トラックにおける再生信号を100%得
るためにもガードバンドを設けない記録再生を行う必要
性があることと、前記の隣接トラックからのATF用パ
イロット信号検出の為標準トラック以上、つまり10μ
m以上のヘッド幅が必要になる。
幅10μm以上の幅広ヘッドを用いる場合の記録再生動
作を図8に示す。16は記録テープで、細実線は狭トラ
ック幅記録での記録トラックパタン、太実線はヘッド走
査を表しておりa、b、c、d、eの順にヘッド走査は
行われる。記録時は図8(ア)のようにヘッド下端を基
準に上書きを順に行っていき、再生時は図8(イ)のよ
うに前記ATF制御を行うためヘッドは両側の隣接トラ
ックにオーバーラップする部分を等しくして記録トラッ
クを中心にトレースを行う。
行う場合の記録再生動作を図9に示す。図9(ア)は細
実線のように狭トラック幅での記録が下地に既に行われ
ていて、その上に新規に狭トラックでのつなぎ撮りを行
う場合の説明図である。つなぎ撮り開始にあたって、先
ず10トラック1フレームのフレーミングを合わせる為
とタイムコード等の下地記録情報を獲得するために一定
量を巻き戻して再生を行うショートプレイ動作を行う。
このときヘッドは旧記録部を再生モードでA、B、Cト
ラックのようにトラック中心にATF制御をかけられて
おり、つなぎ撮り記録開始でD、E、Fトラックのよう
にトラック下端を基準に新規記録トラックをオーバーラ
イトしていく。このつなぎ撮り開始時に旧記録部の最終
フレームの最終トラックはトラックCのように新規記録
部の第1トラックにより削られてしまい、トラック痩せ
を生じ、図9(イ)のトラックC’のようになる。トラ
ックC’のような痩せたトラックが存在した場合、旧記
録部から続けて新規記録部を再生する通常再生時に新規
記録部のD’トラック以降で隣接トラックから漏洩する
パイロット信号レベルを一定に保つATF制御において
急激に漏洩するパイロット信号レベルが変化するため、
再び収束するまでトラッキング制御がはずれてしまうと
いう現象が発生する。C’トラックの幅Vはヘッド幅を
Wとして旧記録部でトラック中心にATF制御がかかっ
ていたとすると、
μm以上あるとすればC’トラックの幅Vは5μm以下
となる。つまりヘッド幅が大きくなれば、その分C’ト
ラックの幅は狭くなり旧記録部から新規記録部への過渡
的影響は大きくなる。
ク記録によるつなぎ撮り部を通常再生した場合の出画画
像を図10に示す。20は再生出画されるフレーム画像
でありA、B、C、D、E、F、Gと時間経過に従って
更新されることを表しており、つなぎ撮り部にATF制
御ずれの影響が発生した場合、図のようにつなぎ撮り後
の新規記録の数フレームに渡り画像データが正確に獲得
できず、再生画像が訂正不可能な誤りデータが発生し、
ここではD、Eの画像のように正規画像とはかけ離れた
ものになってしまうという現象が発生し得る。
にATF制御動作を急激に乱すことにより、つなぎ撮り
部分において新規記録フレームの再生データの獲得に多
大な影響を及ぼし、場合によっては画像の復元ができず
に再生画がとぎれてしまうという問題を有する。
において狭トラック記録におけるつなぎ撮り部分を検出
することにより、ATF制御が乱れる期間の画像品質を
保つことができるディジタル記録再生装置を提供するこ
とを目的とする。
に本発明のディジタル記録再生装置は、再生信号をディ
ジタルデータに復調する復調回路と、再生データのデー
タ誤りに対してデータ復元を行う誤り訂正回路と、誤り
訂正を行うための第1のフレームメモリと、再生処理を
行う再生処理回路と、再生処理を行うための第2のフレ
ームメモリとを有し、記録再生ヘッド幅Wに対して2W
/3以下のトラック幅で記録し且つ複数以上のトラック
で1フレームの画像を形成するヘリカルスキャン型のデ
ィジタル記録再生装置であって、再生時に記録時系列の
不連続部を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に
より前記第1のフレームメモリ或いは前記第2のフレー
ムメモリのどちらかの書き込み或いは読み出しに対して
制御を行う制御回路とを備えてなるものである。
につなぎ撮り部として記録時系列の不連続部を検出し、
画像データの再生処理を行い出画するまでの遅延時間を
用いて、新規記録部においてATF制御の乱れる期間再
生処理過程に有するフレームメモリで旧記録部の画像を
保持することにより、再生画像をとぎらせることなく画
像品質を保てるようにするものである。
発明は、再生信号をディジタルデータに復調する復調回
路と、再生データのデータ誤りに対してデータ復元を行
う誤り訂正回路と、誤り訂正を行うための第1のフレー
ムメモリと、再生処理を行う再生処理回路と、再生処理
を行うための第2のフレームメモリとを有し、記録再生
ヘッド幅Wに対して2W/3以下のトラック幅で記録し
且つ複数以上のトラックで1フレームの画像を形成する
ヘリカルスキャン型のディジタル記録再生装置であっ
て、再生時に記録時系列の不連続部を検出する検出手段
と、前記検出手段の出力により前記第1のフレームメモ
リ或いは前記第2のフレームメモリのどちらかの書き込
み或いは読み出しに対して制御を行う制御回路とを備
え、このような構成により、通常再生時につなぎ撮り部
として記録時系列の不連続部を検出し、画像データの再
生処理を行い出画するまでの遅延時間を用いて、新規記
録部においてATF制御の乱れる期間再生処理過程に有
するフレームメモリで旧記録部の画像を保持することに
より、再生画像をとぎらせることなく画像品質を保てる
ようにするものである。
照しながら説明する。 (実施の形態1)図1は本実施の形態のディジタル記録
再生装置における再生系の構成を示すブロック図であ
る。図1において、11は再生データの中から記録時系
列の不連続部を検出するための検出部、12はフレーム
メモリへの画像データの読み出しまたは書き込みを制御
する制御回路である。9は第1のフレームメモリであ
り、誤り訂正処理部6でデータ誤りを記録時に付加され
た誤り訂正符号から演算を行いデータ復元する演算用バ
ッファメモリとして動作する。10は第2のフレームメ
モリで、記録時にシャフリング処理部1によって入れ替
えられた画像データ配列を元の画像データ配列に戻すた
めのデシャフリング用バッファメモリである。その他の
構成要素については従来技術と同様であるため、その説
明は省略する。
ィジタル記録再生装置について、以下その動作について
説明する。
ル復調処理部5で復調され、誤り訂正処理部6で発生し
たデータ誤りに対してデータ復元を行う。しかし、記録
時に付加されている誤り訂正符号はリードソロモン積符
号であるため内符号、外符号を解読しデータ復元するに
はリアルタイム処理ができないためメモリが必要となり
誤り訂正処理部6は第1のフレームメモリ9を用いてデ
ータ復元を行う。復元されたデータは伸長処理部7で圧
縮されている画像データを元の画像データに伸長する。
またデータは検出部11にも送られ記録時系列の不連続
部を検出する。伸長処理部7によって伸長されたデータ
は最後にデシャフリング処理部8で記録時に、フレーム
内の画像データの平均化をして圧縮効率を上げるために
行った画像データ配列の入れ替えを元の画像のデータ配
列に戻して再生信号として出力する。
に異なる画像データを入れ替えるためリアルタイム処理
ができないのでメモリが必要となり、第2のフレームメ
モリ10の書き込み読み出し制御を行うことでデータの
入れ替えを行っている。検出部11において、記録時系
列の不連続部を検出した場合は、検出信号を制御回路1
2に送り、制御回路12は第2のフレームメモリ10へ
のデータの書き込み読み出し制御を行っているデシャフ
リング処理部8にフレームメモリ10へのデータの書き
込みを停止し、既に書き込まれているデータを所定期間
繰り返し読み出すよう制御を行う。
部6の誤り訂正情報からデータ誤りをカウントする計数
器13と、計数器13の出力を所定数値と比較する比較
器14とで構成した場合のブロック図を示す。ディジタ
ルVTRの場合、再生ヘッド18からディジタル復調処
理部5までの間に、電磁変換系での位相特性或いは周波
数特性の変動を補正する等化処理(図示せず)が必要で
ある。この等化処理での特性を合わせ込むためには、再
生データの誤り訂正情報を用いて合わせ込むことは一般
的であり、誤り訂正処理部6から誤り訂正情報を引き出
せるようにして外部でデータ誤りが少なくなる方向へと
等化処理の特性は合わせ込まれる。
いて記録時系列の不連続部の検出を行うものである。図
9の記録トラックパターンに示すように下地が狭トラッ
ク幅記録であって新しく狭トラック幅の記録をつなぎ撮
りした場合、旧記録部の最終トラックが新規記録トラッ
クにより削られて記録トラック幅は痩せてしまう。この
痩せたトラックでは本来の再生信号自体の振幅は大きく
低下し、復調されたデータの誤りの発生確率が増加す
る。このデータ誤りをフレームを構成するトラックの最
終トラック、つまり痩せる可能性の有るトラック期間に
ついてのみ計数器13でカウントしていき、カウントさ
れたデータ誤り数が設定している所定数値と比較器14
で比較し、所定数値を越えるデータ誤りが発生した場合
に狭トラック記録でのつなぎ撮りが行われたと判断し、
制御回路12によってデシャフリング処理部8にフレー
ムメモリ10へのデータの書き込みを停止し、既に書き
込まれているデータを所定期間繰り返し読み出すよう制
御を行う。
されるのはフレームメモリ10の書き込み読み出し動作
であったが、記録時系列の不連続部検出からフレームメ
モリ制御までの時間的余裕が確保できればフレームメモ
リ9の書き込み読み出し動作を制御しても同様の効果は
得られる。
る以外に記録の際に画像データ以外に制御データを付加
して記録することにより、再生時に記録されている画像
データ以外の制御データを検出することで記録時系列の
不連続部、つまりつなぎ撮り部を判別させることも可能
である。DVフォーマットではオーディオ領域にオーデ
ィオAUX、ビデオ領域にビデオAUXとサブコード領
域にシステムデータと呼ばれる画像データ以外の制御デ
ータの記録が可能である。システムデータはパック構造
をとっており、それぞれの領域に応じて記録データパッ
クを使い分けることができる。
ンパックも用意されており、これらのシステムデータを
使ってつなぎ撮り部を判別させようというものである。
オーディオAUX、ビデオAUX、サブコードのシステ
ムデータには記録年月日、記録時分秒の記録が準必須と
して義務づけられており、またサブコードにはフォーマ
ットで規定されている頭出し信号の記録が可能である。
更に頭出し信号はメーカーで自由に使用できるオプショ
ンパックを用いて独自の頭出し信号としての記録も可能
である。このようにしてつなぎ撮りの場合には記録年月
日の違い或いは記録時分秒の連続性が失われるため再生
時にシステムデータを検出できれば記録時系列の不連続
部が検出できる。また、つなぎ撮り部の新規記録開始部
分にシステムデータとして頭出し信号を一定期間記録す
ることにより、再生時頭出し信号を検出することにより
同様に記録時系列の不連続部が検出できることとなる。
を用いてつなぎ撮り部を判別させる場合の本発明におけ
る実施の形態2のブロック図を図3に示す。15はシス
テムデータのデータ制御マイクロコンピュータ(以下、
マイコンと略す)であり、記録時に誤り訂正符号付加処
理部3に画像データに記録するシステムデータとして記
録年月日、記録時分秒、または頭出し信号を送り、誤り
訂正符号付加処理部3で誤り訂正符号とシステムデータ
を付加されたデータはディジタル変調処理部4で変調さ
れ記録が行われる。再生時ディジタル復調処理部5で復
調された再生データは誤り訂正処理部6で誤り訂正が行
なわれた後、データ制御マイコン15はシステムデータ
を受け取り、記録時系列の不連続部の検出を行う。検出
は前記したように記録年月日の変化或いは記録時分秒の
不連続、頭出し信号の有無によってつなぎ撮り部を判別
し、制御回路12にデシャフリング処理部8にフレーム
メモリ10へのデータの書き込みを停止し、既に書き込
まれているデータを所定期間繰り返し読み出すように制
御させることで実施の形態1と同様の効果が得られる。
UX、ビデオAUX、サブコードの他にカセット自身に
半導体メモリを搭載し、同内容のシステムデータ記録が
行えるカセットメモリが用意されているので、このカセ
ットメモリを用いればヘッドからの再生信号に頼る必要
はなく、事前につなぎ撮り部が判断できるためよりレス
ポンスの速い対応ができることとなる。
り訂正情報から記録時系列の不連続を検出する検出部1
1とフレームメモリの書き込み読み出し制御を行う制御
回路12とデータ制御マイコン15と別々に記したが全
ての役割をデータ制御マイコン15に集約して構成する
ことも可能である。
用いた場合のディジタルVTRの狭トラック記録による
つなぎ撮り部の通常再生画像を表す。図10と同じく、
20は再生出画されるフレーム画像でありA、B、C、
D、E、F、Gと時間経過に従って更新されることを表
しており、つなぎ撮り部にATF制御ずれの影響が発生
した場合でも、つなぎ撮り直後の新規記録の数フレーム
期間において旧記録部の画像を保持させ出力するように
する。ここではD、Eのフレーム画像がデータ誤りによ
って正規の画像が出画できなくなった場合にCのフレー
ム画像を埋め込み再生画像を見苦しくないものにするこ
とが可能となる。
ック記録での記録時系列の不連続部が通常再生時に検出
が可能となり、データが記録媒体から取り出されてから
出画されるまでの遅延時間を利用して、検出信号により
再生処理過程に有するフレームメモリを用いる処理に対
してデータを保持させることにより、標準トラック幅記
録再生と狭トラック幅記録再生を共用ヘッドで行っても
狭トラック記録のつなぎ撮り時の再生画像の見苦しさを
排除できるものである。
時につなぎ撮り部の検出が可能となり、つなぎ撮り部で
発生するATF制御ずれによる再生データの復元不能状
態においても、再生処理過程に存在するフレームメモリ
を用いる処理に対してデータを保持させることにより、
画像データの復元できない見苦しい画像を出力すること
なく画像品質を保つことができ、標準トラック記録再生
と狭トラック記録再生にそれぞれ専用のヘッドを設けて
構成を複雑にすることなく、共用ヘッドで簡素で安価な
構成で長時間記録を行えるディジタル記録再生装置を提
供するものである。
置の再生系のブロック図
生系の検出部を詳細に記したブロック図
置の再生系のブロック図
る再生画像の模式図
マットの模式図
模式図
態を示すテープの模式図
生を行う状態を示すテープの模式図
画像の模式図
Claims (3)
- 【請求項1】 再生信号をディジタルデータに復調する
復調回路と、再生データのデータ誤りに対してデータ復
元を行う誤り訂正回路と、誤り訂正を行うための第1の
フレームメモリと、再生処理を行う再生処理回路と、再
生処理を行うための第2のフレームメモリとを有し、記
録再生ヘッド幅Wに対して2W/3以下のトラック幅で
記録し且つ複数以上のトラックで1フレームの画像を形
成するヘリカルスキャン型のディジタル記録再生装置で
あって、再生時にトラック毎のデータ誤り数が所定値を
超える場合を記録時系列の不連続部として前記第1のフ
レームメモリ或いは前記第2のフレームメモリのどちら
かの書き込み或いは読み出しに対して制御を行う制御回
路とを具備したことを特徴とするディジタル記録再生装
置。 - 【請求項2】 記録時系列の不連続の判定は、1フレー
ムを構成する複数トラックのうち最終トラックのみで判
定されるよう制御されることを特徴とする請求項1記載
のディジタル記録再生装置。 - 【請求項3】 制御回路は、再生データのデータ誤りが
所定値以上の場合にフレームメモリへの書き込みを停止
させ且つ直前に書き込みされたデータを繰り返し読み出
すように制御させることを特徴とする請求項1記載のデ
ィジタル記録再生装置。
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