JPH01162080A - ディジタルvtr - Google Patents

ディジタルvtr

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Publication number
JPH01162080A
JPH01162080A JP62320793A JP32079387A JPH01162080A JP H01162080 A JPH01162080 A JP H01162080A JP 62320793 A JP62320793 A JP 62320793A JP 32079387 A JP32079387 A JP 32079387A JP H01162080 A JPH01162080 A JP H01162080A
Authority
JP
Japan
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circuit
dynamic range
minimum value
signal
supplied
Prior art date
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Pending
Application number
JP62320793A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Hattori
雅之 服部
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディジタル画像信号を高能率符号化により
、圧縮し、この圧縮されたデータを記録及び再生するよ
うにしたディジタルVTRに関する。
〔発明の概要〕
この発明では、ディジタル画像信号をブロックに分割し
、ブロック内の画素データの最大値及び最小値を検出す
ると共に、最大値及び最小値の差であるダイナミックレ
ンジを検出し、ダイナミックレンジに応じて元の量子化
ビット数より少ないビット数で、画素データを量子化す
る高能率符号化装置のエンコーダ及びデコーダを有する
ディジタルVTRにおいて、 ダビング時には、代表値に最大値及び最小値を含むよう
に、最大歪みを各量子化レベル間で等しくするものを量
子化方式として、使用することにより、ダビングを繰り
返した時の画質の劣化を防止するようにしたものである
〔従来の技術〕
本願出願人は、特願昭59−266407号明細書に記
載されているような、2次元ブロック内に含まれる複数
画素の最大値及び最小値により規定されるダイナミック
レンジを求め、このダイナミックレンジに適応した符号
化を行う高能率符号化装置を提案している。また、特願
昭60−232789号明細書に記載されているように
、複数フレームに夫々含まれる領域の画素から形成され
た3次元ブロックに関してダイナミックレンジに適応し
た符号化を行う高能率符号化装置が提案されている。更
に、特願昭60−268817号明細書に記載されてい
るように、量子化を行った時に生じる最大歪みが一定と
なるように、ダイナミックレンジに応じてビット数が変
化する可変長符号化方法が提案されている。
上述のダイナミックレンジに適応した高能率符号(AD
RCと称する)は、伝送すべきデータ量を大幅に圧縮で
きるので、ディジタルVTRに適用して好適である。特
に、可変長ADRCは、圧縮率を高くすることができる
。しかし、可変長ADRCは、伝送データの量が画像の
内容によって変動するために、所定量のデータを1トラ
ツクとして記録するディジタルVTRのような固定レー
トの伝送路を使用する時には、バッファリングの処理が
必要である0本願出願人は、例えば特願昭61−257
586号明細書に記載されているように、ダイナミック
レンジの度数分布を求め、この度数分布を積算形の分布
に変換し、符号化のしきい値を積算形の度数分布に適用
して発生情報量を求め、発生情報量が伝送レートを超え
ないように制御するバッファリング装置を提案している
上述のADRCが高能率符号として使用されるディジタ
ルVTRの一例を第3図に示す。第3図において、1が
記録側VTRを示し、2が再生側VTRを示す。3で示
す入力端子にビデオ信号が供給され、A/D変換器4に
より、入力アナログビデオ信号が例えば1サンプル8ビ
ツトのディジタルビデオ信号に変換される。A/D変換
器4の出力信号がブロック化回路5に供給され、テレビ
ジョン走査の順序の信号がブロックの順序に変換される
ブロック化回路5の出力信号がADRCエンコーダ6に
供給される。ADRCエンコーダ6は、例えば第4図に
示す構成を有している。21で示す入力端子にブロック
化回路5の出力信号が供給される。このブロックの順序
の入力信号が最大値検出回路22と最小値検出回路23
と遅延回路24とに供給される。最大値検出回路22に
より、1ブロツクのビデオ信号中の最大値MAXが検出
される。この最大値MAXが減算回路25に供給される
。最小値検出回路23により、1ブロツクのビデオ信号
中の最小値MINが検出される。この最小値MINが減
算回路25に供給される。減算回路25により、(MA
X−MI N) で表されるブロックのダイナミックレ
ンジDRが求められる。
遅延回路24は、最大値MAX及び最小値MINを検出
するのに必要な時間、入力信号を遅延させるもので、遅
延回路24の出力信号が減算回路26に供給される。減
算回路26により、最小値MINが入力信号から減算さ
れ、最小値除去後のデータPDIが形成される。
この最小値除去後のデータPDIが量子化回路27に供
給される。量子化回路27には、減算回路25からのダ
イナミックレンジDRが供給され、ダイナミックレンジ
DRに適応した量子化がなされる。量子化ビット数とし
ては、元のビット数(8ビツト)より少ないビット数が
使用される。
簡単のため、量子化ビット数を2ビツトとすると、ダイ
ナミックレンジDRが4等分されたレベル範囲が設定さ
れ、入力データがどのレベル範囲に属するかによって、
2ビツトのコード信号が割り当てられる。
ブロック毎の最大値MAX、最小値MIN、ダイナミッ
クレンジDRの内の二つのデータと画素毎のコード信号
DTとが記録データとして、出力端子28.29及び3
0に取り出される。
ADRCエンコーダ6から得られた付加データとしての
ダイナミックレンジDR及び最小値MINとコード信号
DTとがフレーム化回路7に供給される。フレーム化回
路7は、ADRCエンコーダ6の出力信号を記録信号の
形態に変換すると共に、エラー訂正符号化の処理を行う
ものである。
フレーム化回路7からの記録信号が記録側VTR1に供
給され、例えば回転ヘッドにより磁気テープに記録され
る。
再生側VTR2から再生された信号がフレーム分解回路
11に供給される。フレーム分解回路11により、エラ
ー訂正符号の復号がされると共に、ダイナミックレンジ
DR,最小値MIN及びコード信号DTが分離され、次
段のADRCデコーダ12に供給される。
ADRCデコーダ12は、第5図に示す構成を有してい
る。第5図において、31.32及び33で示す入力端
子に再生信号から分離されたダイナミックレンジDR,
最小値MIN及びコード信号DTとが供給される。34
で示すROMに対して、ダイナミックレンジDR及びコ
ード信号DTがアドレス信号として供給され、ROM3
4からコード信号DTの各々と対応する代表値が読み出
される。この代表値が加算回路35に供給され、加算回
路35で最小値MINが加算される。加算回路35の出
力端子36に復元データが得られる。
ADRCデコーダ12からの復元データがブロック分解
回路13に供給され、ブロックの順序が元のテレビジョ
ン走査の順序に戻される。ブロック分解回路13の出力
信号がエラー修整回路14に供給される。図示せずも、
フレーム分解回路11におけるエラー訂正の結果性じた
エラーフラグがエラー修整回路14に供給され、エラー
データの周辺の正しいデータの平均値等により、エラー
データが修整される。エラー修整回路14の出力信号が
D/A変換器15に供給され、D/A変換器15の出力
に得られたアナログビデオ信号が出力端子16に取り出
される。
上述の第3図に示す構成において、再生側VTR2の再
生信号を記録側VTR1により記録するダビングを行う
場合、再生信号を記録回路に供給する経路として、第3
図において破線で示す経路Ll、L2及びL3が考えら
れる。
即ち、Llの経路は、再生された信号を記録側VTR1
の記録端子に供給する経路であり、L2の経路は、フレ
ーム分解回路11の出力信号を記録回路のフレーム化回
路7の入力端子に供給する経路であり、L3の経路は、
エラー修整回路14の出力信号を記録回路のブロック化
回路5に供給する経路である。これらの3個の経路の中
で、経路L1及びL2は、エラー修整回路14を含まな
いために、エラーの多いVTRの場合には、適用できな
い。経路L3は、エラー修整をしたデータを記録回路に
供給するので、良好なダビングが可能である。
(発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、経路L3を介してダビングを行う場合、
ADRCデコーダ12及びADRCエンコーダ6を介す
るために、ノンエツジマツチング(NEMと略す)の量
子化を使用している場合には、ダビングを繰り返す度に
信号劣化を生じる問題がある。
量子化ビット数を2ビツトとすると、NEMは、第6図
に示すように、最大値MAX及び最小値MINの差であ
るダイナミックレンジDRを4等分し、この分割された
レベル範囲のどの範囲に画素データのレベルが属するか
により、2ビツトを割り当て、第6図において、黒丸で
示すように、復元時の代表レベルが各レベル範囲の中央
となる方式である。一方、エツジマツチング(EMと略
す)は、・第7図に示すように、ダイナミックレンジD
Rを3分割し、一つの分割範囲を更に2分割し、この1
/6の分割範囲を最大値MAX及び最小値MINの側に
設定し、画素データのレベルがどの範囲に属するかによ
り、2ビツトを割り当て、復元時の代表レベルとして、
最大値MAX及び最小値MINを含む方式である。
再生回路のADRCデコーダ12及び記録回路のADR
Cエンコーダ6がNEMの場合には、ダビングを繰り返
すことにより、第8図に示すように、信号劣化が生じる
。第8図は、簡単のために、1ブロツク内の画素数が5
個で、2ビツトの量子化を行う例に関する。
第8図において、○印が最初のデータを示し、従って、
このブロックのダイナミックレンジDRがDROである
。NEMのADRCエンコード及びADRCデコードを
行うと、得られるデータは、X印で示すものとなる。次
に、再び、この×印のデータをエンコードする時、ダイ
ナミックレンジDRは、DPIに減少する。従って、×
印のデータをエンコード、デコードすると、Δ印のデー
タが得られる。このΔ印のデータのダイナミックレンジ
DRは、DR2に減少する。
このように、ダビング(即ち、エンコード及びデコード
)をN回繰り返した後のダイナミックレンジDRnは、 と減少するので、 となり、同じビット数の割り当てでダビングを繰り返す
と、ダイナミックレンジDRがなく・なってしまう。
従って、この発明の目的は、ADRCの符号化がされた
画像データをダビングする場合に、ダビングを繰り返し
ても、画質の劣化が生じることを防止できるディジタル
VTRを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明では、ディジタル画像信号をブロックに分割し
、ブロック内の画素データの最大値及び最小値を検出す
ると共に、最大値及び最小値の差であるダイナミックレ
ンジを検出し、ダイナミックレンジに応じて元の量子化
ビット数より少ないビット数で、画素データを量子化す
る高能率符号化装置のエンコーダ及びデコーダを有する
ディジタルVTRにおいて、 ダビング時には、代表値に最大値及び最小値を含むよう
に、最大歪みを各量子化レベル間で等しくするものが量
子化方式として、使用される。
〔作用〕
通常の記録及び再生ときには、NEMが量子化方式とし
て使用される。また、ダビングの時には、EMが量子化
方式として使用される。ダビング時に、EMが使用され
ることにより、ダビングを繰り返した時でも、ダイナミ
ックレンジDRが減少することが防止され、画質の良好
なダビングを行うことができる。
〔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が記録側VTRを示し、2が
再生側VTRを示す。3で示す入力端子にビデオ信号が
供給され、A/D変換器4により、入力アナログビデオ
信号が例えば1サンプル8ビツトのディジタルビデオ信
号に変換される。A/D変換器4の出力信号がスイッチ
回路8を介してブロック化回路5に供給され、テレビジ
ョン走査の順序の信号がブロックの順序に変換される。
ブロック化回路5の出力信号がADRCエンコーダ6に
供給される。ADRCエンコーダ6は、1ブロツクの最
大値及び最小値を検出し、最大値及び最小値の差である
ダイナミックレンジDRを求め、ダイナミックレンジD
Rに応じて、最小(t1除去後のデータを元の量子化ビ
ット数より少ないビット数で量子化するものである。A
DRCエンコーダ6は、量子化方式として、NEM及び
EMの両者が可能な構成とされている。
簡単のため、量子化ビット数を2ビツトとすると、NE
Mの場合には、ダイナミックレンジDRが4等分された
レベル範囲が設定され、入力データがどのレベル範囲に
属するかによって、2ビツトのコード信号が割り当てら
れる。NEMの時には、復元時の代表レベルが各レベル
範囲の中央値とされる。一方、エツジマツチング(EM
と略す)は、ダイナミックレンジDRを3分割し、一つ
の分割範囲を更に2分割し、この1/6の分割範囲を最
大値MAX及び最小値MINの側に設定し、画素データ
のレベルがどの範囲に属するかにより、2ビツトを割り
当て、復元時の代表レベルとして、最大値MAX及び最
小値MINを含む方式である。
具体的には、最小値除去後のデータPDIを量子化幅で
除算する割り算回路、又はダイナミックレンジDR及び
最小値除去後のデータPDIが供給されるROMによっ
て、ADRCエンコーダ6の量子化回路が構成される。
ADRCエンコーダ6は、何れの量子化方式で動作する
かが、端子9からのモード信号により制御される。通常
の記録時には、NEMが量子化方式として使用され、ダ
ビング時には、EMが量子化方式として使用される。
2次元ブロックに限らず、3次元ブロックのブロック構
造に変換しても良く、また、可変長の符号化を行うよう
にしても良い。可変長の符号化は、複数例えば4個のし
きい値を設定し、このしきい値で区別されるダイナミッ
クレンジDRの範囲を夫々0ビツト、1ビツト、2ビツ
ト、3ビツト、4ビツトの異なるビット長でA、D R
C符号化するものであり、従って、ブロック毎に量子化
ビット数が決定される。
可変長ADRCの場合、ダイナミックレンジDRの度数
分布を求め、しきい値で定まる総情報量を計算し、この
総情報量が所定の値以下となるように、しきい値を可変
することにより、伝送情報量のデータレートを所定値以
下に制御するバッファリングを行うことができる。この
バッファリングは、フィードフォワード型の構成である
ADRCエンコーダ6から得られた付加データとしての
ダイナミックレンジDR及び最小値MrNとコード信号
DTとがフレーム化回路7に供給される。フレーム化回
路7は、ADRCエンコーダ6の出力信号を記録信号の
形態に変換すると共に、エラー訂正符号化の処理を行う
ものである。
フレーム化回路7からの記録信号が記録側VTR1に供
給され、例えば回転ヘッドにより磁気テープに記録され
る。
再生側VTR2から再生された信号がフレーム分解回路
11に供給される。フレーム分解回路11により、エラ
ー訂正符号の復号がされると共に、ダイナミックレンジ
DR,最小値MIN及びコード信号DTが分離され、次
段のADRCデコーダ12に供給される。
ADRCデコーダ12は、端子9からのモード信号と再
生信号から分離されたダイナミックレンジDR,最小値
MINとコード信号DTとが供給されるROMにより構
成される。ROMからコード信号DTの各々と対応する
代表値が読み出される。この代表値が加算回路に供給さ
れ、加算回路で最小値MINが加算される。加算回路の
出力端子に復元データが得られる。このADRCデコー
ダ12は、モード信号により、NEM及びEMの復号が
切り替えられる。ダビング時には、EMの復号が行われ
る。
ADRCデコーダ12からの復元データがブロック分解
回路13に供給され、ブロックの順序が元のテレビジョ
ン走査の順序に戻される。ブロック分解回路13の出力
信号がエラー修整回路14に供給される。図示せずも、
フレーム分解回路11におけるエラー訂正の結果生じた
エラーフラグがエラー修整回路14に供給され、エラー
データの周辺の正しいデータの平均値等により、エラー
データが修整される。エラー修整回路14の出力信号が
D/A変換器15に供給され、D/A変換器15の出力
に得られたアナログビデオ信号が出力端子16に取り出
される。
エラー修整回路14の出力信号がスイッチ回路8の他方
の入力端子を通じて記録回路のブロック化回路5に供給
される。スイッチ回路8は、端子9からのモード信号に
より制御され、通常の記録時には、A/D変換器4から
のディジタルビデオ信号を選択し、ダビング時には、エ
ラー修整回路14の出力信号を選択する。
上述の実施例において、通常の記録又は再生の場合には
、ADRCエンコーダ6及びADRCデコーダ12が量
子化方式としてNEMを使用する。
NEMを使用するために、EMと比較して最大歪みが小
さい量子化を行うことができる。また、ダビングの場合
には、ADRCエンコーダ6及びADRCデコーダ12
が量子化方式としてEMを使用して、画質劣化の少ない
ダビングを行うことができる。
第2図は、この発明の他の実施例を示す。記録側VTR
1に関しては、上述の一実施例と同様に、A/D変換器
4、スイッチ回路8、ブロック化回路5、ADRCエン
コーダ6及びフレーム化回路7の構成が設けられている
再生側のVTR2からの再生信号がフレーム分解回路1
1に供給される。フレーム分解回路11の出力信号がス
イッチ回路10に供給される。このスイッチ回路10は
、端子9からのモード信号により制御され、通常の再生
時には、フレーム分解回路11の出力信号がADRCデ
コーダ12に供給される。ADRCデコーダ12は、N
EMの量子化方式の復号を行う。このADRCデコーダ
12の出力信号がブロック分解回路13、エラー修整回
路14及びD/A変換器15を介して出力端子16に取
り出される。
ダビング時には、フレーム分解回路11の出力信号がス
イッチ回路10により選択されてADRCデコーダ17
に供給される。ADRCデコーダ17は、EMの量子化
方式の復号を行う。ADRCデコーダ17の出力信号が
ブロック分解回路18に供給され、ブロック分解回路1
Bの出力信号がエラー修整回路19に供給される。エラ
ー修整回路19の出力信号がスイッチ回路8の他方の入
力端子に供給される。
上述の第2図に示される他の実施例は、再生回路に設け
られるADRCデコーダとして、NEM及びEMの復号
を行うものを別個に設けるものである。この他の実施例
によれば、ダビング中にモニター受像機で見ることがで
きる画像は、記録時のNEMと一致した復号がされたデ
ータによるものであり、劣化が無いものとできる。
図示せずも、記録側に設けられるADRCエンコーダと
して、NEM及びEMの各々の量子化方式でエンコード
動作を行う回路を設け、モード信号により切り換えるよ
うにしても良い。
〔発明の効果] この発明によれば、ダビングされるディジタルビデオ信
号がエラー修整されたものであるため、エラーが多い場
合でも、劣化が少ない信号をダビングすることができる
。また、この発明では、ダビング時の量子化方式として
、EMを使用するので、ダイナミックレンジが減少する
ことが防止でき、ダビングを繰り返し行った時の画質の
劣化を防止することができる。
【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図はこ
の発明の他の実施例のブロック図、第3図はこの発明を
適用することができるディジタルVTRの一例のブロッ
ク図、第4図はADRCエンコーダの一例のブロック図
、第5図はADRCデコーダの一例のブロック図、第6
図及び第7図は量子化方式の説明のための路線図、第8
図はダビングを繰り返した時の信号劣化の説明に用いる
グラフである。 図面における主要な符号の説明 1:記録側VTR12;再生側VTR13:アナログビ
デオ信号の入力端子、 6:ADRCエンコーダ、 8.10:スイッチ回路、 12 : ADRCテコータ、 14:エラー修整回路。 代理人 弁理士 杉 浦 正 知 NEM           E M 第6図  第7図 夕′°こ゛〉り°′B予めイ舊号%イヒー第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ディジタル画像信号をブロックに分割し、上記ブロック
    内の画素データの最大値及び最小値を検出すると共に、
    上記最大値及び最小値の差であるダイナミックレンジを
    検出し、上記ダイナミックレンジに応じて元の量子化ビ
    ット数より少ないビット数で、上記画素データを量子化
    する高能率符号化装置のエンコーダ及びデコーダを有す
    るディジタルVTRにおいて、 ダビング時には、代表値に最大値及び最小値を含むよう
    に、最大歪みを各量子化レベル間で等しくするものを上
    記量子化方式として、使用することを特徴とするディジ
    タルVTR。
JP62320793A 1987-12-18 1987-12-18 ディジタルvtr Pending JPH01162080A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62320793A JPH01162080A (ja) 1987-12-18 1987-12-18 ディジタルvtr

Applications Claiming Priority (1)

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JP62320793A JPH01162080A (ja) 1987-12-18 1987-12-18 ディジタルvtr

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994009594A1 (fr) * 1992-10-15 1994-04-28 Sony Corporation Codeur et decodeur
US5850261A (en) * 1992-10-15 1998-12-15 Sony Corporation Efficient variable length encoder and decoder

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