JPH0575969A - 映像信号記録装置 - Google Patents

映像信号記録装置

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JPH0575969A
JPH0575969A JP3234549A JP23454991A JPH0575969A JP H0575969 A JPH0575969 A JP H0575969A JP 3234549 A JP3234549 A JP 3234549A JP 23454991 A JP23454991 A JP 23454991A JP H0575969 A JPH0575969 A JP H0575969A
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JP
Japan
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recording
data
circuit
compression
pixels
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3234549A
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English (en)
Inventor
Kenji Shimoda
乾二 下田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮記録と無圧縮記録を選択的に行う映像信
号記録装置において、バーストエラー等による画像の破
綻を、無圧縮時にも圧縮時と同等以下とする。 【構成】 メモリ101は、入力される映像信号を 8×
8 画素のブロック単位で出力する。圧縮回路102は、
DCTによりブロック単位の画像データを圧縮処理する。
データシャフリング回路103は、ブロック単位で入力
されるデータを再構成し、水平方向 8画素おきで順次出
力する。セレクタ104は、圧縮回路102またはデー
タシャフリング回路103のいずれかの出力を選択し、
エラー訂正エンコーダ105に出力する。サブコード作
成部107は、圧縮、無圧縮等記録する信号に関わる情
報を含むサブコードを作成する。チャンネルエンコーダ
106は、画像データとサブコードを符号化し、記録ヘ
ッド109を介し、記録媒体110に記録する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号をディジタル
処理して記録する、いわゆるディジタルビデオレコーダ
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、映像信号をより高品位に記録再生
または伝送する手段として、映像信号のディジタル処理
が広く検討されている。一般に、画像データの情報量は
膨大であるため、画像の伝送、記録には、伝送路や記録
媒体の特性(ビットレート)に適合するように、画像デ
ータの情報量の圧縮が不可欠となる。このようなディジ
タル伝送および記録等の効率を向上させるため、より小
さいビットレートで画像データを符号化する高能率符号
化技術が求められており、標準化に向けて各種方式が検
討されている。たとえば、CCITT(Comite Consulta
fif International Telegraphique et Telephonique)
は、テレビ会議/テレビ電話用の標準化勧告案H.261 、
カラー静止画用のJPEG(Joint Photographic Expert
s Group)方式を提案している(日経エレクトロニクス19
90.10.15号(No.511)「画像の高能率符号化方式が一本
化」に詳述)。これらの3種類の提案は、いずれもDC
T(離散コサイン変換)を基本としたシステムである。
【0003】また、上述したMPEG方式以外に、動画用の
符号化方式としては、画像内符号化のみを採用する方式
もある。図8は、「AN EXPERIMENTAL STUDY FOR A HOME
-USEDIGITAL VTR」(IEEE vol.35,No.3,Aug.1989)にて
提案されたこの種の高能率符号化記録再生装置の構成を
示すブロック図である。同図において、1は入力される
インターレース方式の映像信号をフレーム構造に変換す
るためのフレームメモリ、2はフレームメモリ1により
フレーム構造に変換された映像信号を、水平および垂直
方向の 8×8 画素を 1ブロックとして入力し、 DCTによ
り情報量の削減を行うビットレート低減回路、3はエラ
ー訂正用のパリティを付加するとともに、各ブロックの
可変長データを同期信号に同期させた固定長のシンクブ
ロックに変換するエンコーダ、4は音声信号のディジタ
ル処理を行う音声処理回路、5はエンコーダ3から入力
される映像信号と、音声処理回路4から入力される音声
信号とを記録媒体8の特性に応じて記録符号化するチャ
ンネルエンコーダ、6は記録アンプ、7は例えば磁気記
録ヘッド、8は磁気テープ等の記録媒体、9は例えば磁
気再生ヘッド、10は再生アンプ、11は再生信号のビ
ットクロックを検出して記録データを復号し、時間軸を
補正する TBC処理を行うディテクタ、12は記録および
再生時に発生したランダムエラーおよびバーストエラー
等を、訂正符号を使用して訂正するデコーダ、13はデ
コーダ12から入力される可変長符号を復号し、逆量子
化処理および逆 DCT処理を行って、元の情報に復元する
ビットレートデコーダ、14はビットレートデコーダ1
3により復号されたデータをインタレース方式の映像信
号に変換するためのフレームメモリ、15はディテクタ
11から入力される音声信号の復元の処理を行う音声処
理回路である。
【0004】図9は、ビットレート低減回路2の詳細な
構成を示すブロック図である。同図に示すように、ビッ
トレート低減回路2は、 DCT回路16、バッファメモリ
17、適応量子化回路18、データ量評価回路19、可
変長符号化回路20から構成されている。フレームメモ
リ1から入力される 8×8 画素で構成されたブロック単
位の信号は、 DCT回路16により2次元 DCTが行われて
周波数成分に変換される。これにより空間的な相関成分
が削減される。 DCT処理された信号は、バッファメモリ
17を介して適応量子化回路18に入力されて再量子化
される。これにより 1ブロックの冗長度が低減される。
この際、適応量子化回路18は、データ量評価回路19
から入力される DCT結果に基づいた係数により量子化を
行う。可変長符号化回路20では、量子化出力の統計的
符号量から算出される結果に基づいて、例えばハフマン
符号化される。これにより、出現確率の高いデータに
は、短いビットが出現確率の低いデータには長いビット
が割当てられて伝送量が一層削減される。このようにし
てビットレート低減回路2は、162Mbps の映像信号を19
Mbpsに圧縮する。すなわち、映像信号のデータ量は1/8
に圧縮される。
【0005】このようにして、圧縮された信号は、エン
コーダ3で図10に示すような固定長のシンクブロック
に変換された後、順次、記録媒体8に記録される。その
際、記録媒体8上には、特殊再生等のことを考慮して、
図11に示すように画面位置に対応した形で各シンクブ
ロックが配置される。テープのバーストエラー等の対策
は、バリティ計算付加において実施されている。
【0006】すなわち、 Y信号を13.5MHz で、Cr信号お
よびCb信号を6.75MHz でサンプリングすると、図12に
示すように有効画素は、水平方向 720画素、垂直方向 4
80画素となる。これを DCTの処理単位である 8×8 画素
のブロックで切り出すと、 1フレームあたりのブロック
数は5400ブロックとする。これを同図に示すように 2ト
ラックに記録している。
【0007】ところで、映像信号のデータ量は、前述し
たように1/8 に圧縮されて記録される。サンプル時に
は、 1画素あたり16ビット(Y:8ビット/1サンプル、Cr、
Cb:4ビット/0.5サンプル)であるが、記録時には 1画素
あたり 2ビットに圧縮されている。したがって、図12
に示す、水平方向に隣接するブロックの同一位置画素間
の記録媒体上での距離Aは、 128ビット(2ビット /画素
×64画素)となる。また、垂直方向に隣接するブロック
の同一位置画素間の距離Bは、 11520ビット(2ビット /
×64画素×90ブロック)となる。
【0008】しかしながら、ここで映像信号を無圧縮で
記録する場合、圧縮時と同様に画素を順次記録していく
と、 1画素のビット数は16ビットであるから、隣接する
画素間の距離はそれぞれ 128ビット(16ビット /画素×
8画素)、 92160ビット(16ビット /画素× 720画素×
8ライン)となり、圧縮記録する場合と著しく異なって
しまう。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】映像信号をディジタル
処理により記録再生または伝送する場合、状況に応じて
圧縮記録または無圧縮記録の両者を選択して利用できる
ことが望まれる。しかしながら、従来の映像信号記録装
置では、圧縮時と無圧縮時とで画面上の画素位置と記録
媒体上での画素間距離とが大きく異なってしまうという
問題があった。すなわち、圧縮時と無圧縮時で画素間距
離が異なるために、バーストエラー対応能力が異なって
しまい、画像への影響等が大きく変化してしまう。すな
わち、圧縮記録時にバーストエラーが発生すると画像は
ブロック状に破綻するが、無圧縮記録時には横引き状の
ノイズとなる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、映像信号を画
素単位に量子化する量子化手段と、前記画素の情報を水
平および垂直方向の 8×8 画素を単位ブロックとして情
報圧縮し、記録媒体に順次記録する圧縮記録手段と、前
記画素の情報を水平方向、順次 8画素おきに無圧縮で前
記記録媒体に記録する無圧縮記録手段とを具備するもの
である。
【0011】
【作用】本発明では、無圧縮の画素データを、水平方向
8画素おきに順次、記録媒体に記録するので、圧縮時と
無圧縮時の画素間距離が同等以下となり、バーストエラ
ー発生時の画像破綻を同程度に処理することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
【0013】図1は、本発明の実施例の映像信号記録再
生装置の構成を示すブロック図である。同図に示す映像
信号記録再生装置(ディジタルVTR )100は、フレー
ムメモリ101、圧縮回路(ビットレート低減回路)1
02、データシャフリング回路103、セレクタ10
4、エラー訂正エンコーダ105、チャンネルエンコー
ダ106、サブコード作成部107、記録アンプ10
8、記録ヘッド109、磁気テープ110、再生ヘッド
111、再生アンプ112、ディテクタ113、エラー
訂正デコーダ114、セレクタ115、伸張回路11
6、データデシャフリング回路117、セレクタ11
8、サブコードデコーダ119、フレームメモリ120
からその主要部が構成されている。
【0014】フレームメモリ101は、入力されるイン
ターレース方式の映像信号をフレーム構造に変換し、水
平および垂直方向の各 8×8 画素を単位ブロックとし
て、圧縮回路102に出力する。すなわち、 Y信号を1
3.5MHzで、Cr信号およびCb信号を6.75MHzでサンプル
した画素データを順次記憶し、読出しは 8×8 画素単位
で行う。
【0015】圧縮回路102は、フレームメモリ101
から入力されるブロック単位の画素データの情報量をDC
T により削減する。
【0016】データシャフリング回路103は、フレー
ムメモリ101から入力されるブロック単位の画素デー
タをフレーム構造に再構成し、伝送方法に応じて順次所
定の画素データを出力する。伝送方法としては、駒送
り伝送、部分伝送がある。いずれの方法も、圧縮時と
同じビットレートで、無圧縮のデータを伝送するための
手段であり、画素データを圧縮する代わりに、データを
間引くことでビットレートを下げている。すなわち、V
TRにおいては、圧縮記録時に 1フレームのデータを 2
トラックに記録するが、無圧縮記録時には 1フレームの
データを16トラックに記録することで、同じ記録密度を
実現している。
【0017】セレクタ104は、記録方式に応じて、圧
縮回路102からの信号と、データシャフリング回路1
03からの信号のいずれかを選択し、エラー訂正エンコ
ーダ105に出力する。
【0018】エラー訂正エンコーダ105は、入力され
る信号からエラー訂正用パリティ信号を計算し信号に付
加するとともに、図10に示すような固定長のシンクブ
ロックに変換する。
【0019】チャンネルエンコーダ106は、エラー訂
正エンコーダ105から入力される信号を、磁気テープ
110の特性に応じて符号化する。符号化された信号
は、記録アンプ108で増幅された後、記録ヘッド10
9により、磁気テープ110に順次記録される。
【0020】サブコード作成部107は、伝送方法(駒
送り、または部分伝送)および記録方式(圧縮記録また
は無圧縮記録)の各信号に応じて、これらの情報を包含
するサブコードを作成し、画像データに付加する。
【0021】再生アンプ112は、再生ヘッド111か
ら入力される再生信号を増幅し、ディテクタ113に出
力する。
【0022】ディテクタ113は、再生信号のビットク
ロックを検出して記録データを復号し、時間軸を補正す
るTBC処理を行う。
【0023】エラー訂正デコーダ114は、記録および
再生時に発生したランダムエラーおよびバーストエラー
等を、訂正符号を使用して訂正する。
【0024】伸張回路116は、可変長符号を復号し、
逆量子化処理および逆DCT処理を行って、元のブロック
単位のデータに復元する。
【0025】データデシャフリング回路117は、再生
信号を再構成して、 8×8 画素のブロック単位で出力す
る。
【0026】フレームメモリ120は、ブロック単位の
画素データを、インタレース方式の映像に変換する。
【0027】サブコードデコーダ119は、再生信号に
含まれるサブコードから、記録方式、伝送方法等の情報
を取り出す。
【0028】セレクタ115、118は、サブコードデ
コーダ119から出力される記録方式の情報に基づい
て、信号の流れを切換える。
【0029】ここで、データシャフリング回路103の
動作をより詳細に説明する。データシャフリング回路1
03に入力される信号は、前述したように、水平および
垂直方向の 8×8 画素を単位ブロックとした信号であ
る。入力された信号は、一旦、図2に示すようなフレー
ム構造に再構成された後、伝送方法やシャフリング方法
に応じて画素データが読出される。例えば、水平方向8
画素おきに順次読出す。この場合の磁気テープ上の配置
を図3に示す。これにより、磁気テープ上での画素間距
離は、水平方向 128ビット/8画素、垂直方向 11520ビッ
ト/8画素となり、圧縮記録時の画素間距離以下にするこ
とができる。
【0030】次に、データシャフリング回路103の詳
細な構成を図4に、データデシャフリング回路117の
詳細な構成を図5に示す。図4において、121は入力
バッファ、122は入力されるブロック単位のデータを
記憶し、画素単位で読出すためのメモリ、123は出力
バッファ、124はメモリ122へのデータの書込みお
よび読出しの制御を行うメモリ、制御信号作成回路12
5は、メモリ制御信号作成回路124から入力される仮
想アドレス信号を実際に読出すべき画素のアドレスに変
換するためのシャフリングROM である。すなわち、メモ
リ制御信号作成回路124では、書込み制御信号、書込
みアドレス、読出し制御信号、読出しアドレスが作成さ
れる。これは、例えば東芝TC521000P を用いて実現する
ことができる。また、書込み時のアドレスは、基準信号
からの時間に応じて 8×8 画素のブロック単位で決定さ
れるアドレスに書き込まれる。さらに、読出し時はメモ
リ制御信号作成回路124では、カウンターで単純加算
により計算される仮想アドレスを作成し、シャフリング
ROM 125内のシャフリング変換デーブルにより、実際
に読出すべき、例えば 8画素おきのアドレスに変換した
ものを、読出しアドレスとして用いる。また、シャフリ
ングROM 125は、サブコード作成部107に対してア
ドレス情報を送出している。サブコード作成部107
は、このアドレス情報もサブコードに取込む。
【0031】また、図5において、126は入力バッフ
ァ、127はシャフリングされた再生信号を一旦記憶
し、 8×8 画素のブロックに再構成するためのメモリ、
128は出力バッファ、129はメモリ127へのデー
タの書込みおよび読出しの制御を行うメモリ制御信号作
成回路、130はメモリ制御信号作成回路129から入
力される仮想アドレス信号を、実際に書き込むべき画素
のアドレスに変換するためのデシャフリングRAM であ
る。メモリ制御信号作成回路129は、メモリ127へ
の書込みアドレスとして、メモリ制御信号作成回路12
4と同様に、仮想アドレスを出力する。デシャフリング
RAM 130は、この仮想アドレスをサブコードデコーダ
119から入力されるアドレス情報に基づいて実アドレ
スに変換する。なお、入力バッファ121、126、出
力バッファ123、128は、圧縮記録再生系との時間
調整も兼ねている。このように、シャフリングROM 12
5、デシャフリングRAM130を用いることで、伝送方法に
かかわらず容易にシャフリングのためのアドレス情報を
アドレス変換テーブルにより得ることができる。これに
対し、メモリ122への書込みおよびメモリ127から
の読出しは、一定周期性を有しているので、変換テーブ
ルを用いなくとも容易に実現可能である。
【0032】なお、上述の実施例では、垂直方向順次に
記録するものとして説明したが、 1ラインおきに記録す
るようにしてもよい。すなわち、図6に示すように、ま
ず奇数番号のラインについて 8画素おきに記録した後、
偶数番号のラインについて 8画素おきに記録する。ま
た、水平方向 8画素おきでなく8m画素おき( mは 1以上
の整数)としてもよい。垂直方向も nラインおき( nは
1以上の整数)としてもよい。さらに、図7に示すよう
に、垂直方向 1ライン毎に記録する画素を水平方向ずら
すことも、エラーの修整等には都合がよい。すなわち、
第 1ラインで画素1 、9 、17…を記録し、第 2ラインで
は画素722 、730 、738 …を記録するようにする。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、無圧縮記録時における
記録媒体上での画素間距離が圧縮記録時の画素間距離に
対し同等以下となる。したがって、バーストエラー発生
時の画像破綻を同程度に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の映像信号記録再生装置の構成を示すブ
ロック図。
【図2】画像を構成する画素の配列を示す図。
【図3】磁気テープ上に記録される画素の配列を示す
図。
【図4】データシャフリング回路の構成を示すブロック
図。
【図5】データデシャフリング回路の構成を示すブロッ
ク図。
【図6】垂直方向 1ラインおきに記録する例における磁
気テープ上の画素の配列を示す図。
【図7】垂直方向 1ライン毎に水平方向 1画素ずらして
記録する例における磁気テープ上の画素の配列を示す
図。
【図8】従来例の構成を示すブロック図。
【図9】従来例におけるビットレート低減回路の構成を
示すブロック図。
【図10】シンクブロックの構成を示す図。
【図11】圧縮記録時の記録パイ体上のシンクブロック
の配列を示す図。
【図12】画素間距離を説明するための図。
【符号の説明】
101………メモリ 102………圧縮回路 103………データシャフリング回路 104………セレクタ 105………エラー訂正エンコーダ 107………サブコード作成部 110………磁気テープ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像信号を画素単位に量子化する量子化
    手段と、前記画素の情報を水平および垂直方向の 8×8
    画素を単位ブロックとして情報圧縮し、記録媒体に順次
    記録する圧縮記録手段と、前記画素の情報を水平方向、
    順次 8画素おきに無圧縮で前記記録媒体に記録する無圧
    縮記録手段とを具備することを特徴とする映像信号記録
    装置。
JP3234549A 1991-09-13 1991-09-13 映像信号記録装置 Withdrawn JPH0575969A (ja)

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JP3234549A JPH0575969A (ja) 1991-09-13 1991-09-13 映像信号記録装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009213116A (ja) * 2008-02-04 2009-09-17 Sony Corp 情報処理装置および方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009213116A (ja) * 2008-02-04 2009-09-17 Sony Corp 情報処理装置および方法

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Legal Events

Date Code Title Description
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Effective date: 19981203