JPH02217094A

JPH02217094A - ディジタル映像信号記録再生方法及びその装置

Info

Publication number: JPH02217094A
Application number: JP1038632A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Sasaki; 清志佐々木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-02-17
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 1990-08-29

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】産業上の利用分野本発明は、ハイビジョン信号をディジタル記録する方法
に関する。

従来の技術ハイビジョンのディジタル信号のスタジオ規格としてＣ
ＣＩＲ（国際無線通信諮問委員会）Ｒｅｐ、８０１に示
されたものは、輝度信号Ｙのサンプリング周波数７４．
２５ＭＨ２、ＩＨ有効サンプル数１９２０；色信号ＰＢ
／ＰＲのサンプリング周波数３７．１２５ＭＨ２、ＩＨ
有効サンプル数９６０となっている。この規格に準拠し
たディジタルビデオ信号は、１．１８８Ｃ；ｂｐｓと非
常な高速データレートとなる。そこで、画質を損ねない
程度に高能率符号化を施し、１／２の情報量として記録
することは実用的に価値が大きい。このような高能率符
号化方式としてはＤＰＣＭ、フィールド間オフセットサ
ンプリングなどが知られている。

このような方法を用いて、データレートを５９４Ｍ　ｂ
　ｐ　ｓとしても、この信号を記録するビデオテープレ
コーダ（Ｖ　Ｔ　Ｒ）は従来方式のＶ　”ｌ’　Ｒに比
へ、記録信号のデータレートが非常に高いため何らかの
並列処理をしてデータレートを低くして記録することに
なる。

従来例では１．１８８Ｇｂｐｓに対応したＶＴＲとして
、画面を水平方向に４分割し、それを４倍に時間軸伸張
することで処理周波数を、７４．２５ＭＨｚ÷４＝　１
８．５６２５ＭＨ２に落したうえ輝度信号とその半分の
データレートの色信号を時間軸多重し、２チャンネルに
分割する。すなわち、輝度信号と色信号を時間軸多重し
た段階で、１８．５６２５（Ｙ）＋１８．５６２５／２
（ＣＩ　）＋１８．５６２５／２（Ｃ２）＝１８．５６
２５Ｘ　２となる。これを２チャンネルに分割して１８
．５６２５　Ｍ　Ｈ２で処理し、８チャンネルで記録し
ているものがある（日経エレクトロニクスＮｏ、４２７
ｐ　、７０）。

同じ考え方を５９４Ｍｂｐｓに適用すれば画面を２分割
し、３７．１２５ＭＨ２を２倍に時間軸伸長して１８．
５６２５ＭＨ２に落し、後半は同様の処理をすることで
４チャンネル記録が可能と考えられる。

発明が解決しようとする課題しかし上記従来例から容易に考えられる例では、分割さ
れた画面のＩＨのサンプル数がＹは４８０、Ｃは２４０
であり、並列処理のサンプリング周波数が１８．５ＭＨ
７と高いため、ＮＴＳＣ（コンポジット）方式のディジ
タル記録ＶＴＲ用のＩＣ（ＩＨの有効サンプル数７６８
、動作周波数１４．３ＭＨ，）が使用できないという問
題がある。

本発明は、このような従来技術の課題を解決することを
目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、１水平走査周期（１Ｈ）の有効サンプル数が
９６０個で構成されるハイビジョン信号の２Ｈ分のデー
タと、ＩＨの有効サンプル数が４８０個で構成される２
つのハイビジョン色信号の２Ｈ分のデータを多重化し、
２Ｈ３８４０サンプルの輝度・色多重化信号を作成する
手段と、上記多重化信号の２Ｈ分のデータを１チャンネ
ル当り７６８サンプルの５チャンネルの信号に分割する
チャンネル分割するステップと、各チャンネルの信号に
誤り訂正符号を付加しブロック化するステツブと、各チ
ャンネルの信号を並列に記録媒体に記録するステップと
、各チャンネルの信号を並列に記録媒体から再生するス
テップと、再生された各チャンネルの信号を各チャンネ
ルごとに個別に誤り訂正するステップと、上記５チャン
ネルの信号を合成した後、輝度信号と２チャンネルの色
信号に分解するステップとを備えたことを特徴とするも
のである。

作用本発明は上記した構成により、ハイビジョン輝度信号と
２つの色信号のそれぞれ２Ｈ分のデータを１チャンネル
当り７６８サンプルの５チャンネルの信号に分割するこ
とにより、ＩＨの有効サンプル数を７６８、動作周波数
を１４．８５ＭＨ２（（３７，１２５＋３７．１２５／
２＋３７．１２５／２）ＭＨ２÷５）にすることかでき
るので、スタジオ規格ハイビジョンディジタルビデオ装
置がＮＴＳＣ（コンポジット）のディジタルビデオ装置
用のＩＣ（ＩＨの有効サンプル数７６８、サンプリング
周波数１４．３ＭＨ２、データレート１４．３Ｘ８ＭＢ
ＰＳ）を使用することによって実現できる。

実施例以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示す。第１図にお
いてｌは輝度信号Ｙの入力端子、２は色信号ＰＢの入力
端子、３は色信号ＰＲの入力端子、４．５．６はＡ／Ｄ
変換器、７は輝度信号の符号化回路、８．９は色信号の
符号化回路、１０は輝度・色多重５チャンネル分割回路
、１１はチャンネル１〜５のそれぞれの記録回路、１２
はチャンネル１〜５のそれぞれの記録ヘッドである。

１３はチャンネル１〜５のそれぞれの再生ヘッド、１４
はチャンネル１〜５のそれぞれの再生回路、１５はチャ
ンネル合成輝度・色分離回路、１６は輝度信号の復号化
回路、１７．１８は色信号の復号化回路、１９．２０．
２１はＤ／Ａ変換器、２２は輝度信号出力端子、２３は
色信号ＰＢの出力端子、２４は色信号ＰＲの出力端子で
ある。

以下、動作の説明を行う。

第１図において、輝度信号入力端子１から輝度信号Ｙが
入力される。Ａ／Ｄ変換器４により、７４．２５ＭＨ２
のサンプリング周波数で８ビツトにディジタル化される
。一方、色信号入力端子２から色信号ＰＢが、色信号入
力端子３から色信号ＰＲがそれぞれ入力される。これら
はそれぞれ、Ａ／Ｄ変換器５．６により３７．１２５Ｍ
Ｈ２！のサンプリング周波数で同じく８ビツトにディジ
タル化される。これらのディジタル化された信号は輝度
信号符号化回路７、色信号符号化回路８．９により半分
の情報量に符号化される。この結果、輝度信号は３７．
１２５Ｘ８ＭＢＰＳ、色信号は（３７，１２５／２）Ｘ
８ＭＢＰＳのビットレートになる。これらの信号は輝度
・色多重チャンネル分割回路１０により輝度信号は５７
２倍に、色信号は５７４倍に時間軸伸長されて多重され
、５チャンネルに分割される。以上の処理によって各１
４．８５　Ｘ　８ＭＢ　Ｐ　Ｓの信号となる。

輝度・色多重チャンネル分割回路１０の詳細を第２図に
示す。この回路では、輝度、色信号とも２走査線分のデ
ータが１単位として５チャンネルに分割される。第２図
で、２５．２６．２７は８ビツトから４０ビツトへの直
並列変換回路、２８．２９．３０はそれぞれＹの２Ｈ分
、ＰＢ、ＰＲの２Ｈ分のメモリ、３１はマルチプレクサ
、以上をまとめて第１の処理回路３２とする。３３は３
２とまったく同一の第２の処理回路、３４はセレクタ、
３５〜３９は８ビツトの並直列変換回路である。

第３図は第２図の処理回路３２の人出力関係を説明する
図である。第３図にしたがってデータの分割法の一例を
説明する。　（ａ）はこの回路の人力信号、　（ｂ）は
出力信号である。ＹのＩＨあたりのサンプル数は９６０
、ＰＢ、ＰＲのそれは４８０である。なお、数字は元の
Ｈの何すンプル目であるかを示している。この例では、
Ｎラインの輝度信号、Ｎ＋１ラインの輝度信号、Ｎライ
ンのＰＢ倍信号Ｎ＋１ラインのＰＢ倍信号ＮラインのＰ
Ｒ信号、Ｎ＋１ラインのＰＲ信号の順でサンプルことに
順次各チャンネルに振り分けている。この結果、１つの
チャンネルにはＮライン、Ｎ＋１ラインの輝度信号が各
１９２サンプル、Ｎライン、Ｎ＋１ラインのＰＢ信号が
各９６サンプル、Ｎライン、Ｎ＋１ラインのＰＢ信号が
各９６サンプルの合計７６８サンプルが含まれる。

以下、具体的に第２図の回路の動作を説明する。

入力された８ビット単位のＹ、ＰＢ、ＰＲの信号はそれ
ぞれ直並列変換回路２５．２６．２７によって４０ビツ
トの並列信号に変換される。ここでは簡略化して表して
いるが一つの直並列変換回路は５ビツトの直並列変換器
８個からなっている。

これらの出力ははそれぞれ２Ｈ分の容量を持つメモリ２
８．２９．３０に書き込まれる。それぞれの容量は４０
Ｘ３８４．４０Ｘ１９２．４０×１９２である。これら
のメモリには２Ｈ分のデータが連続して書き込まれる。

次の２Ｈ期間では第２の処理回路３３に同じように書き
込まれる。３３に書き込まれている間、３２からは第３
図に示した法則にしたがって直前の２Ｈ期間で書き込ま
れたデータが読み出される。

読み出しのデータレートは１４．８５ＭＨ２である。

第１の処理系３２、第２の処理系３３の書き込み、読み
だしは２Ｈことに交互に行なわれ、それらの出力をセレ
クタ３４によって交互に選択することによって連続した
処理を行うことが可能である。

セレクタ３４の出力は８ビツトの並直列変換回路３５〜
３９によって５チャンネルの並列信号となる。なお、第
２図のハードウェアでは概念のみを示したので、実際に
は必要なりロック発生回路、アドレス制御回路などの一
般的な回路は省略した。

この分割方法と、チャンネル内でのデータ配列はあくま
でも一例であり、他にも種々の方法が考えられる。重要
なことは、２ラインのデータ９６０　Ｘ　２　＋　４８
０　Ｘ　２　Ｘ　２　＝　３８４０バイトを５チャンネ
ルに分割し、３８４０÷５＝７６８７６８バイトとすることである。これはＮＴＳＣ信号を
４ｆｓｃ（ｆｓｃは色副搬送波周波数）でサンプリング
したときのＩＨの有効サンプル数に相当する。

以上で得られた５チャンネルの信号はチャンネル１〜５
の記録回路１１、を経てチャンネル１〜５の記録ヘッド
１２に供給される。

第４図（ａ）は前記記録回路１１の１チャンネル分の詳
細を示すものである。図において４０はシャフリングメ
モリ、４１はエラー訂正エンコーダ、４２は記録プロセ
ッサ、４３は記録アンプである。この記録回路１１に入
力されたデータはシャフリングメモリ４０においてシャ
フリングが施される。これは再生時に訂正不可能なバー
スト状のエラーが発生してもそのエラーが再生画面上で
分散されエラー修正を容易にするためである。つぎにエ
ラー訂正エンコーダ４１に入力され、再生時のエラーを
検出、訂正するためのパリティ−が計算され、ビデオデ
ータに付加される。一般にビデオデータはテープ上に記
録する際に所定長のブロックに分割される。記録プロセ
ッサ４２においてはこのブロックのスタートタイミング
を示す５ＹＮＣ１及び後で説明するＴＢＣメモリへの書
き込みアドレス情報などからなるＩＤがビデオデータに
付加される。記録プロセッサ４２からのデータは記録ア
ンプ４３を通して出力される。この信号は前記記録ヘッ
ド１２によって磁気テープ（図示せず）に記録される。

この処理は５チャンネルすべてについて同じように施さ
れる。

次に再生時にはチャンネル１〜５の再生へラド１３から
得られた再生信号はチャンネル１〜５の再生回路１４へ
人力される。この再生回路１４の詳細を第４図（ｂ）に
示す。４４は再生アンプ、４５は再生プロセッサ、４６
はＴＢＣ，４７はエラー訂正デコーダ、４８はデシャフ
リングメモリである。前記再生ヘッドからの信号は再生
アンプ４４を通って再生プロセッサ４５に入る。ここで
は等化、検出が行われディジタルビデオデータが再生さ
れるとともに、クロック再生、５ＹＮＣ１ＩＤの検出が
同時に行われる。つぎのＴＢＣ４６においては、この検
出された５ＹＮＣ，ＩＤ情報にしたがってジッタをもっ
て変動するデータに同期して変動する再生クロックによ
ってメモリに書き込まれる。同時に、固定周波数のシス
テムクロツクによって順次メモリから読み出されること
によってジッタの除去されたビデオデータが出力される
。次のエラー訂正デコーダ４７では、記録時に付加され
たパリティ−を用いて、再生時に発生したエラーが検出
および訂正される。その後、デシャフリングメモリ４８
によって、記録時のシャフリングと逆の操作が行われ、
記録側の輝度・色多重５チャンネル分割回路１０の出力
と同じビデオデータが得られる。以上の処理は５チャン
ネルすべてに並列して施される。この５チャンネルの信
号は、チャンネル合成輝度・色分離回路１５に入力され
る。

このときのデータレートは１４　、８５　Ｍ　Ｈｚであ
る。このチャンネル合成輝度・色分離回路１５の詳細を
第５図に示す。４９〜５３は直並列変換回路、５４はデ
マルチプレクサ、５５はＹメモリ、５６はＰＢメモリ、
５７はＰＲメモリ、５８．５９．６０は並直列変換回路
、６１は第１の処理回路、６２は第２の処理回路、６３
はＹのセレクタ、６４はＰＢのセレクタ、６５はＰＲの
セレクタである。５チャンネルの入力はそれぞれ直並列
変換回路４９〜５３によって各チャンネル８ビツトの並
列信号に変換された後デマルチプレクサ５４によってＹ
メモリ５５、ＰＢメモリ５６、ＰＲメモリ５７に振り分
けられそれぞれ４０ビット並列に書き込まれる。それぞ
れのメモリは２８．２９．３０と同じ容量である。この
メモリでの処理は第３図のまったく逆の操作が行われる
。すなわち、（ｂ）が人力、　（ａ）が出力である。言
い替えれば、第３図は映像信号としてのＶＴＲの人出力
データ列と記録再生データ列の変換法則を示す図という
ことができる。この法則にしたがってメモリ５５．５６
．５７のデータは読み出される。これらの読み出しデー
タは、それぞれが５ビツトの並直列変換器８個からなる
並直列変換回路５８．５９．６０によってそれぞれ４０
ビツトから８ビツトの並列信号となる。このときのデー
タレートはＹが３７．１２５ＭＨ２，ＰＢ、ＰＲは３７
．１２５／２ＭＨｚである。５４〜６０をまとめて第１
の処理回路６１とする。第１の処理回路６１には２１４
分のデータが連続して、書き込まれる。次の２Ｈは、第
２の処理回路６２に書き込まれる。６２が書き込まれて
いる間６１は読み出される。このように２Ｈごとに書き
込み、読み出しが交互に繰り返される。セレクタ６３．
６４．６５は読み出されている方の処理回路側を選択す
る。

以上のように本実施例によれば、記録回路および再生回
路はＩＨの有効サンプル数７６８、動作周波数７４．２
５÷５　＝　１４．８５ＭＨ，（１４，８５Ｘ８ＭＢＰ
Ｓ）で動作する。一方、ＮＴＳＣの４ｆｓｃのディジタ
ル記録ＶＴＲの信号処理回路はＩＨの有効サンプル数７
６８、動作周波数１４．３ＭＨ，（１４，３Ｘ８ＭＢＰ
Ｓ）で動作する。すなわち、ハイビジョンのスタジオ規
格信号のデータを１／２に圧縮したデータのディジタル
記録ＶＴＲの信号処理回路が、ＮＴＳＣのディジタル記
録ＶＴＲの信号処理回路を５系統使用することによって
実現できる。

以上の実施例では２Ｈを５チャンネルに分割する方法と
して、連続する５サンプルをそれぞれ異なるチャンネル
に分配し、それぞれのチャンネルの中でＹ、ＰＢ、ＰＲ
をそれぞれ連続して配置する方法を採用したが、それぞ
れのチャンネルの中でＹとＰＢまたはＰＲを交互に配置
する方法もある。第二の実施例としてこのような方法に
ついて第６図を用いて説明する。これは処理回路３２．
３３、セレクタ３４の動作をまとめた部分の入出力関係
を示すものである。この図でも、　（ａ）は入力、　（
ｂ）は出力である。Ｙの添え字は輝度信号の、ＰＢ、Ｐ
Ｒの添え字は色信号の何番目のサンプルであるかを指し
示すものである。−水平走査期間の輝度信号のサンプル
数と、二種類の色信号のサンプル数の合計が同じ９６０
であるところから、輝度信号、色信号をサンプル毎に交
互に配置したのが特徴である。図からもわかるように入
力信号の一水平走査期間内の処理は一水平走査期間内で
完結している。従って、連続する二水平走査期間からリ
アルタイムに５チャンネルの記録信号が生成されるため
第２図の３２．３３のように処理回路を２系統持ち、切
り替えて使用する必要はない。

この方法はチャンネル分割に必要なメモリ容量が少なく
てすむという特徴がある。

以上の２つは２Ｈを５チャンネルに分割する方法として
、連続する５サンプルをそれぞれ異なるチャンネルに分
配する方法を用いたが、さらに２Ｈのサンプル数の１７
５ずつをはじめから順にとる方法もある。この方法にも
大別して２つの方法が考えられる。その１つを第三の例
として第７図を用いて説明する。これも第三図と同じく
（ａ）は処理回路３２の入力、　（ｂ）は出力である。

記録信号に、もとの画面の連続した輝度信号１９２サン
プル、色信号９６サンプルが含まれているのが特徴であ
る。

第４の例として第８図を用いて説明する。この図では、
入力信号は省略している。　（ａ）、　（ｂ）ともに第
２図の処理回路３２．３３、セレクタ３４をまとめた回
路の出力信号である。第一から第三の例では、−単位で
ある７６８サンプルの中に輝度信号と色信号が含まれて
いるが、この例では輝度信号のみ含まれる単位（ａ）と
、色信号のみ含まれる単位（ｂ）とに分かれている。出
力としては（ａ）、　（ｂ）交互に現れることになる。

したがってチャンネル分割のために必要なメモリ容量は
多いが、それぞれの単位のなかでの処理は簡単である。

これら第２、第４の実施例はチャンネル分割のために必
要なメモリ容量は多いが、各チャンネルの中で元の画面
の連続したサンプルを扱うことになるためそれぞれのチ
ャンネルの一部があたかも一つの画商の一部であるかの
ように扱える。従って、元来連続した７６８サンプルを
扱うＮＴＳＣ信号用につくられたＩＣが本来の使い方に
近い使い方ができる。

言うまでもなく本発明の実施態様は、以上の実施例に限
るものではない。例えば、第二、第三の実施例の中間的
な方法も考えられる。各チャンネルには元の画面の連続
したサンプルを採り、それぞれのチャンネルの中でＹと
ＰＢまたはＰＲを交互に配置することも考えられる。こ
のように、上記した実施例を折衷した多くの方法が考え
られる。

また、上記実施例についてはこれを実現するためのハー
ドウェアは当業者によって容易に考えられるものであり
、詳細な説明は省略する。

なお一般には、ＮＴＳＣの場合も１４．３Ｘ８ＭＢＰＳ
を例えば２チャンネルで並列処理することが行われてい
る。この場合に本発明を適用すれば実質的には１０チャ
ンネルの並列処理をすることになることは言うまでもな
い。

また本発明は、実施例ではＶＴＲを用いて説明したが、
ディスク装置など一般的なビデオ装置にも適用できるこ
とは明かである。

発明の効果以上述べたように、本発明によれば、ハイビジョンのス
タジＮ規格信号の１／２のデータレートのディジタル記
録ビデオ装置の信号処理回路が、ＮＴＳＣ（コンポジッ
ト）のディジタル記録ビデオ装置の信号処理回路を５系
統使用することによって実現でき、結果的に安価なハイ
ビジョンディジタル記録ビデオ装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるディジタルビデオテ
ープレコーダの構成図、第２図は同実施例における輝度
・色多重チャンネル分割回路の詳細回路図、第３図は人
出力データと記録再生データとの変換法則を説明するた
めの構成図、第４図は同実施例における記録信号処理回
路図、再生信号処理回路の詳細回路図、第５図は同実施
例におけるチャンネル合成輝度・色分離回路の詳細回路
図、第６図は第２の実施例のチャンネル分割の動作を示
す構成図、第７図は第３の実施例のチャンネル分割の動
作を示す構成図、第８図は第４の実施例のチャンネル分
割の動作を示す構成図である。ｌ、２．３・・・入力端子、１０・・・輝度・色多重５
チャネル分割手段、１１・・・記録回路、１２・・・記
録ヘッド、１３・・・再生ヘッド、１４・・・再生回路
、１５・・・チャンネル合成輝度・色分離手段、２２、
２３、２４争や争出力端子。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１水平走査周期の有効サンプル数が９６０個で構
成されるハイビジョン輝度信号の２水平走査周期分のデ
ータと、１水平走査周期の有効サンプル数が４８０個で
構成される２つのハイビジョン色信号のそれぞれ２水平
走査周期分のデータを多重化し、１チャンネル当り７６
８サンプルの５チャンネルの信号に分割するチャンネル
分割ステップと、各チャンネルの信号に誤り訂正符号を
付加しブロック化するステップと、各チャンネルの信号
を並列に記録媒体に記録するステップと、各チャンネル
の信号を並列に記録媒体から再生するステップと、再生
された各チャンネルの信号を各チャンネルごとに個別に
誤り訂正するステップと、上記５チャンネルの信号をそ
れぞれ合成し輝度信号と２チャンネルの色信号に分解す
るステップとを具備することを特徴とするディジタル映
像信号記録再生方法。
（２）チャンネル分割ステップは、連続する５サンプル
をそれぞれ異なるチャンネルに分配することによって５
チャンネルの信号を得るものであることを特徴とする請
求項１記載のディジタル映像信号記録再生方法。
（３）チャンネル分割方法は、連続する５サンプルをそ
れぞれ異なるチャンネルに分配し、各チャンネル内では
輝度信号のサンプル、色信号のサンプルが交互に時間軸
多重されるように構成することによって５チャンネルの
信号を得るものであることを特徴とする請求項１記載の
ディジタル映像信号記録再生方法。
（４）チャンネル分割手段は、一水平走査周期のデータ
を、輝度信号は連続する１９２サンプルに、色信号は連
続する９６サンプルにそれぞれ５分割し、分割した輝度
信号、色信号を組み合わせて７６８サンプル、５チャン
ネルの信号を作成するものであることを特徴とする請求
項１記載のディジタル映像信号記録再生方法。
（５）１水平走査周期の有効サンプル数が９６０個で構
成されるハイビジョン輝度信号の４水平走査周期分のデ
ータと、１水平走査周期の有効サンプル数が４８０個で
構成される２つのハイビジョン色信号のそれぞれ４水平
走査周期分のデータを多重化し、輝度信号のみを１チャ
ンネル当り７６８サンプルの５チャンネルの信号に分割
するチャンネル分割手段と、色信号のみを１チャンネル
当り７６８サンプルの５チャンネルの信号に分割するチ
ャンネル分割手段と、各チャンネルの信号に誤り訂正符
号を付加しブロック化する手段と、各チャンネルの信号
を並列に記録媒体に記録する手段と、各チャンネルの信
号を並列に記録媒体から再生する手段と、再生された各
チャンネルの信号を各チャンネルごとに個別に誤り訂正
する手段と、上記５チャンネルの信号をそれぞれ合成し
輝度信号と２チャンネルの色信号に分解する手段とを具
備することを特徴とするディジタル映像信号記録再生装
置。