JPH04337568A - 動画像データのディジタル記録再生装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像データのディジ
タル記録再生装置に係り、特に、ヘリカルスキャン記録
方式のディジタルテープレコーダを用いた動画像記録装
置に於いて高速再生を行う動画像データの記録再生装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルオーディオテープ（ＤＡＴ）
は、本来はオーディオ用として開発されたものであるが
、最近では、コンピュータの外部記憶装置としての応用
が広まりつつあり、ＤＡＴＡ／ＤＡＴフォーマットやＤ
ＤＳフォーマットとして規格化されている。

【０００３】ところで、このようなヘリカルスキャン記
録方式のディジタルテープレコーダにディジタル記録さ
れた動画像を高速再生する場合には、再生信号のビット
レートが通常再生時のビットレートと同じである必要か
ら、再生スピードに応じてシリンダの回転数を高精度に
制御する必要がある。また、高速再生時のヘッドの軌跡
は、記録されているトラックに対し斜めになるため、記
録されている動画像データを完全に検出することはでき
ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、高能率符号化
によりデータ圧縮された動画像等のデータを復号する場
合、データに欠落があると画像の復元は非常に困難とな
る。

【０００５】例えば、ＤＡＴＡ／ＤＡＴに動画像データ
を記録した場合、１フレーム分のデータは数トラックか
ら数十トラックにわたって連続して記録される。このデ
ータを高速再生しようとすると、磁気ヘッドの軌跡はト
ラックに対し斜めになり、再生ヘッドから得られるデー
タは間欠的になる。このため、記録されている動画像デ
ータを全て認識して再生することはできず、特に、可変
長符号化された画像データ等では、画像の復元は困難に
なる。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
、データ圧縮された動画像データを高速再生した際にも
、記録されている画像を認識して再生することのできる
動画像データのディジタル記録再生装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の動画像データのディジタル記録再
生装置では、磁気テープ上に、通常速度再生用の画像デ
ータを記録するための第１の記録手段と、高速再生用の
画像データを、上記磁気テープと同一のテープ上の異な
った領域に記録する第２の記録手段と、上記第２の記録
手段により記録がなされるべき上記磁気テープと同一の
テープ上の異なった領域に、画像データが記録されてい
ないことを示すための無データ領域信号を記録するため
の第３の記録手段と、上記第２の記録手段による高速再
生用の画像データの記録を、上記第１の記録手段による
通常速度再生用の画像データの記録開始とほぼ同時に開
始させ、録画開始後に一定時間が経過したとき、あるい
は一定のフレーム数だけ記録した後は、上記高速再生用
の画像データの記録を停止させ、且つ上記第２の記録手
段により上記高速再生用の画像データが記録されないと
きに、上記第３の記録手段に、上記第２の記録手段によ
り記録がなされるべき領域に上記無データ領域信号を記
録させる記録制御手段とを備えている。

【０００８】

【作用】即ち、本発明による動画像データのディジタル
記録再生装置では、第２の記録手段により高速再生用の
画像データを、第１の記録手段により記録が行なわれる
磁気テープと同一のテープ上の異なった領域、例えばオ
プショナルトラックに記録する。この場合、上記第２の
記録手段による高速再生用の画像データの記録は、記録
制御手段により制御される。つまり、上記第２の記録手
段による高速再生用の画像データの記録は上記第１の記
録手段による通常速度再生用の画像データの記録開始と
ほぼ同時に開始される。そして、その録画開始後に一定
時間が経過したとき、あるいは一定のフレーム数だけ記
録した後、記録が停止される。この第２の記録手段によ
る高速再生用の画像データの記録がなされていないとき
には、記録制御手段は、第３の記録手段を制御して、上
記第２の記録手段により記録がなされるべき上記磁気テ
ープと同一のテープ上の異なった領域に、画像データが
記録されていないことを示すための無データ領域信号を
記録させる。

【０００９】つまり、本発明では、例えば、通常速度再
生用のデータはロータリヘッドによりメイントラックに
、高速再生用のデータはメイントラックの両サイドにあ
るオプショナルトラックの片方のトラック又は両方のト
ラックにマルチトラック固定ヘッドを用いて複数のトラ
ックに、通常速度再生用の画像データの記録開始とほぼ
同時に又はシーンチェンジの発生により記録が開始され
、一定時間経過後あるいは一定のフレーム数を記録後に
自動的に高速再生用データの記録は停止するように記録
される。

【００１０】ここで、高速再生用として記録されるデー
タは、メイントラックに記録される画像データの一部を
用いて構成される画像データ、あるいはメイントラック
に記録される画像データをもとに高速再生用として加工
された画像データ、及びメイントラックに記録される画
像データのタイトルや時間情報・フレームナンバ等を表
わす付加情報、及び高速再生用の画像データの記録開始
を示すためのＩＤ信号等である。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して、データ圧縮された動
画像データをＤＡＴＡ／ＤＡＴに記録する場合を例とし
て、本発明の一実施例を説明する。

【００１２】図２は、ＤＡＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｕｄ
ｉｏ　Ｔａｐｅ）のトラックフォーマットを示す図であ
る。図中、２１はヘリカルスキャン記録用のトラックで
あり、２２及び２３は後述する固定ヘッドで記録を行な
うためのオプショナルトラック（Ｉ）及び（ＩＩ）であ
る。

【００１３】図３は、本実施例に於けるオプショナルト
ラック（Ｉ）２２のトラックフォーマットを示したもの
である。なお、オプショナルトラック（ＩＩ）２３のト
ラック・フォーマットもこれと同じであるため、特に図
示はしないものとする。オプショナルトラック（Ｉ）２
２及び（ＩＩ）２３は、それぞれトラック幅５５μｍ、
トラックピッチ７０μｍの７トラックから構成される。

【００１４】後述する高速再生用記録ヘッドは、トラッ
ク幅５５μｍの薄膜コイルヘッドを用い、また後述する
高速再生用再生ヘッドは、トラック幅４０μｍの薄膜Ｍ
Ｒヘッドを用いる。

【００１５】最短記録波長を０．７μｍとすると、ＤＡ
Ｔの標準テープスピードは８．１５ｍｍ／秒であるから
、オプショナルトラック２２，２３の１４トラックを全
て使用した場合の記録レートは、３１２Ｋバイト／秒で
ある。

【００１６】図４は、ＤＡＴＡ／ＤＡＴに於けるグルー
プフォーマット１（ストリーミングモード）の説明図で
ある。１グループは４５フレーム（９０トラック）で構
成される。動画像データ、音声データ及びシステムデー
タ等は、例えばリードソロモン誤り訂正方式による誤り
検出・訂正用のＣ１，Ｃ２符号を付加された後、データ
領域に記録されるようになっている。さらに、誤り検出
・訂正用のＣ３符号（レイヤードＥＣＣ）がＣ３パリテ
ィ領域に記録される。図５は、本実施例で扱う動画像デ
ータの階層構造を示してものである。階層（ａ）は、ビ
デオシーケンスレイヤであり、原信号のフレームデータ
列である。

【００１７】階層（ｂ）は、原信号をデータ圧縮し、フ
レーム順序の並べ変えが行われた圧縮データのフレーム
列を示している。ここで、Ｉフレームは、そのフレーム
のデータをＤＣＴ（離散コサイン変換）によってのみ符
号化され、その後、適応／重み付けＤＣＴ係数量子化、
ジグザグスキャン符号化及びエントロピー符号化により
データ圧縮されたフレームで、コアフレームとも称され
るものである。また、Ｐフレームは、一つ前の（過去の
）ＩフレームあるいはＰフレームをもとに動き補償フレ
ーム間予測が行われ小さな差分値となった後、ＤＣＴ変
換され高能率符号化されたフレームである。Ｂフレーム
は、過去あるいは未来のＩフレーム又はＰフレームをも
とに動き補償フレーム間予測が行われた後、同様の高能
率圧縮されたフレームである。階層（ｃ）は、グループ
オブピクチャ（ＧＯＰ）レイヤを示し、本実施例では９
フレームで１グループを構成する。

【００１８】図１は、本実施例のブロック構成図である
。動画像圧縮回路１は、Ａ点より与えられる動画像の原
信号に対して圧縮符号化を行うと共に、動ベクトル信号
を出力する。通常再生用信号処理部２は、記録時には、
動画像圧縮回路１から入力されたデータへの、誤り訂正
に必要なＣ３符号の付加、Ｃ１・Ｃ２符号の付加、及び
データのＤＡＴＡ／ＤＡＴフォーマットへの変換（イン
ターリーブ）を行い、また、再生時には、デインターリ
ーブや誤り訂正等を行う。

【００１９】通常再生用記録再生回路３は、記録時には
、通常再生用信号処理部２により信号処理されたデータ
を、記録変調し、不図示の記録アンプを通して、通常再
生用記録再生ヘッド４に出力する。また、再生時には、
通常再生用記録再生ヘッド４からのデータを増幅した後
、等化・検出・復調等を行なって、上記通常再生用信号
処理部２に供給する。

【００２０】高速再生用フレーム抜き出し回路５は、不
図示の録画開始用スイッチの押下に応答した記録開始信
号、もしくは後述するシーンチェンジ検出回路１６から
のシーンチェンジ信号に応じて、上記動画像圧縮回路１
にて圧縮符号化されたデータから、高速再生用として記
録する必要のあるコアフレームのデータを抜き出す回路
である。高速再生用信号処理部６は、記録時には、上記
フレーム抜き出し回路５により高速再生用に抜き出され
たデータへの、Ｃ１・Ｃ２符号の付加、誤り訂正に必要
なＣ１・Ｃ２符号の付加、及び高速再生用フォーマット
への変換（インターリーブ）を行なう。また、再生時に
は、デインターリーブや誤り訂正等を行う。

【００２１】高速再生用記録再生回路７は、記録時には
、上記高速再生用信号処理部６からのデータを、記録変
調しデマルチプレクスして、不図示の記録アンプを通し
て、高速再生用記録ヘッド８に出力する。また、再生時
には、高速再生用再生ヘッド９からのデータを、各トラ
ック毎に増幅した後、マルチプレクスし、再生時の等化
・検出・復調等を行なって、上記高速再生用信号処理部
６に供給する。

【００２２】上記高速再生用記録ヘッド８は、ルチトラ
ックのコイル型薄膜ヘッドである。また、高速再生用再
生ヘッド９は、マルチトラックの磁気抵抗型薄膜ヘッド
である。なお、図中、１０は磁気テープである。

【００２３】再生信号選択用のセレクタ１１は、後述す
る再生速度制御信号に応じて、上記通常再生用信号処理
部２からの通常再生信号と、上記高速再生用信号処理部
６からの高速再生信号とを選択的に出力するようになっ
ている。動画像伸長回路１２は、このセレクタ１１より
選択的に入力される通常再生信号又は高速再生信号に対
して伸長処理を行なうもので、この場合、上記再生速度
制御信号に応じて、動画像の伸長方式が通常再生用と高
速再生用とに切り換えられるようになっている。

【００２４】再生モード切り換えスイッチ（ＳＷ）１３
は、通常再生，高速再生，高速サーチ等の再生モードを
選択するためのもので、上記再生速度制御信号を出力す
る。頭出し用信号あるいは無データ領域信号検出回路１
４は、高速再生用の記録トラックに記録されている頭出
し用信号又は無データ領域信号を検出するための回路で
ある。テープ速度切り換え回路１５は、テープ速度を、
通常再生，高速再生，高速サーチ等の再生モードに応じ
た速度に切り換える回路である。

【００２５】シーンチェンジ検出回路１６は、上記動画
圧縮回路１から出力される動きベクトル信号の大きさや
向きの変化から、シーンチェンジの有無を検出する回路
である。

【００２６】なお、バッファメモリ１７は、高速再生用
の画像データを記録しておくためのメモリである。また
、テープ駆動回路１８は、テープ速度切換え回路１５に
より切り換えられた速度でテープ１０を駆動するもので
ある。次に、このように構成された動画像データのディ
ジタル記録再生装置の動作について説明する。

【００２７】まず、動画像データの記録動作について説
明する。図１に於いて、Ａ点より入力された動画像の原
信号には、動画像圧縮回路１にて、図５の階層（ａ）に
示すように、Ｉフレーム圧縮，Ｐフレーム圧縮，Ｂフレ
ーム圧縮が順次行われる。本実施例では、圧縮後のコア
フレームの符号量は１６Ｋバイト、１グループ（９フレ
ーム）の符号量は４８Ｋバイトとする（Ｒｅｃ．６０１
の有効画素のデータ量に対する圧縮率は、約１３０分の
１）。

【００２８】次に、通常再生用信号処理部２にて、ＤＡ
ＴＡ／ＤＡＴのフォーマットに従って、誤り訂正用のＣ
３符号が付加され、インターリーブがかけられ、誤り検
出・訂正用のＣ１・Ｃ２符号が付加されて、ＤＡＴＡ／
ＤＡＴのメインデータとしてフォーマットに基づいて出
力される。そして、通常再生用記録再生回路３にて、記
録変調され、不図示の録音アンプを経由して、通常再生
用録音再生ヘッド４により磁気テープ１０のメインデー
タエリアに記録される。

【００２９】同時に、上記動画像圧縮回路１にてデータ
圧縮された動画像データは、録画開始信号あるいはシー
ンチェンジ信号により高速再生用画像の記録が必要と判
断されたときは、ひとつ分のＩフレームのデータがフレ
ーム抜き出し回路５にて抜き取られ、内部のフレームメ
モリ（図示せず）に蓄積される。次に、このフレームメ
モリ内の画像データは、高速再生用信号処理部６に供給
され、そこでインターリーブされ、誤り訂正用のＣ１，
Ｃ２からなる２重リードソロモン符号が付加され、同期
信号，ＩＤコード，フレームアドレス等の付加情報と共
に出力される。そして、高速再生用記録再生回路７にて
、８−１０変換方式による変調が行われ、不図示のデマ
ルチプレクサによりチャネルビット毎に不図示の記録ア
ンプを経由して、高速再生用記録ヘッド８にてオプショ
ナルトラック２２，２３の一方もしくは両方に、予め設
定されている時間又はフレーム数だけ連続して同じ画像
データ信号が記録される。なお、上記高速再生用の画像
データを記録する際には、この画像データのヘッダ部分
に、録画開始又はシーンチェンジの発生を示す頭出し用
信号が記録され、また高速用の画像データが記録されな
い領域には、それを示すための無データ領域信号が記録
される。次に、磁気テープ１０に記録されている動画像
データの再生動作について説明する。

【００３０】先ず、通常速度に於ける再生の場合につい
て説明する。通常再生用記録再生用ヘッド４にて再生さ
れた信号は、通常再生用記録再生回路３にて増幅・波形
等化・検出され、復調される。次に、通常再生信号処理
回路２にてデインターリーブ・誤り訂正された後、セレ
クタ１１を経由して、動画像伸長回路１２にて復号され
、動画像信号としてＢ点より図５の階層（ａ）に示す順
番で出力される。

【００３１】次に、高速再生の場合について説明する。 高速再生用再生ヘッド９にて再生された信号は、高速再
生用記録再生回路７にて各トラック毎に増幅され、不図
示のマルチプレクサにより多重化された後、不図示の等
化回路により波形干渉を補正され、不図示のＰＬＬ回路
によりデータとクロックに分離され、不図示の検出回路
にて同期検出され、その後、１０−８変換による復調が
行われる。次に、高速再生用信号処理回路６にてデイン
ターリーブ・誤り訂正された後、セレクタ１１を経由し
て、動画像伸長回路１２にて復号され、高速再生画像デ
ータ用バッファメモリ１７へ記録され、次の画像データ
がくるまでの期間、Ｂ点より出力される。

【００３２】次に、高速サーチの方法について説明する
。テープ駆動回路１８により高速再生モードより速いテ
ープ速度でテープの再生を行い、頭出し用信号／無デー
タ領域信号検出回路１４にて頭出し用信号が検出される
と、再生モード切換えスイッチ１３及びテープ速度切換
え回路１５により、テープ駆動回路１８はテープ速度を
高速再生モードの速度に落とす。そして、記録されてい
る高速再生用の画像データを高速再生し、前述した高速
再生の場合と同様に信号の処理を行って、表示用のバッ
ファフレームメモリ１７に記録され、不図示のＣＲＴに
表示するためにＢ点から出力される。

【００３３】また、頭出し用信号／無データ領域信号検
出回路１４にて無データ領域信号が検出されている間は
、テープ駆動回路１８は再び高速サーチ用のテープ速度
でテープ１０を駆動し、高速サーチ状態となる。この時
、再び次の頭出し用信号が検出されるまでは、上記高速
再生画像データ用バッファメモリ１７内の画像データは
保持される。

【００３４】なお、上記実施例では、９フレームを１グ
ループオブピクチャレイヤとしたが、本発明は必ずしも
これに限定する必要はなく、また、Ｉフレーム，Ｐフレ
ーム，Ｂフレームの割当も、上記実施例である必要はな
い。

【００３５】上記実施例に於いては、高速再生用の画像
データには、通常速度再生用の画像データに於ける圧縮
符号化されたコアフレームのデータを使用しているが、
これに限らず、例えば符号量の低減のため、圧縮符号化
される前のコアフレームのデータに対し、例えば画素の
間引き処理を行い、その後、圧縮処理したデータを使用
しても良い。

【００３６】上記実施例では、ＤＡＴＡ／ＤＡＴを例に
示したが、少なくとも通常再生のデータをヘリカルスキ
ャンヘッドで記録されるトラックに記録し、少なくとも
高速再生のデータを固定ヘッドで記録されるトラックに
記録する方式であれば良い。高速再生用の記録ヘッド又
は再生ヘッドのトラック数や方式は、上記実施例に限定
されるものではない。

【００３７】従来のヘリカルスキャン方式では、高速再
生時には記録トラックの方向に対してヘッドが斜めに走
査するために、高速再生時に得られるデータは間欠的に
なり、動画像の復元は非常に困難であるが、この装置に
よれば、高速再生用のトラックに記録されたデータは全
て再生することができるため、記録された高速再生用の
動画像データを完全に復号することが可能である。

【００３８】また、この装置に於いては、高速再生時は
ヘリカルスキャンヘッドは使用しないため、テープを回
転ドラムに巻き付ける必要がなくなり、高速再生時のテ
ープ表面の磁性体の劣化は、はるかに小さくなる。さら
に、ヘリカルスキャンヘッドを用いた高速再生では、転
送レイトを一定にするために、回転ドラムの回転数を高
精度に制御する必要があるが、この装置によればその必
要がなくなる。

【００３９】また、この装置に於いては、高速再生用の
画像データは、通常速度再生用の画像データの記録開始
とほぼ同時に、又はシーンチェンジの発生により、一定
フレーム数だけ記録され、且つ記録開始時には、頭出し
用信号が記録されており、また高速再生用の画像データ
が記録されていない領域にはそれを示すＩＤ信号が記録
されているため、これを利用して高速再生用の画像デー
タの高速再生ができないような超高速サーチが容易に可
能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
データ圧縮された動画像データを高速再生した際にも、
記録されている画像を認識して再生することができ、ま
た超高速サーチを容易に行なうことができる動画像デー
タのディジタル記録再生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る動画像データのディジ
タル記録再生装置のブロック構成図である。

【図２】ＤＡＴのトラックフォーマットを示した図であ
る。

【図３】図２中のオプショナルトラック（Ｉ）のトラッ
クフォーマットを示した図である。

【図４】ＤＡＴＡ／ＤＡＴに於けるグループフォーマッ
ト１の説明図である。

【図５】動画像データの階層構造を示した図である。

【符号の説明】

１…動画像圧縮回路、２…通常再生用信号処理部、３…
通常再生用記録再生回路、４…通常再生用記録再生ヘッ
ド、５…フレーム抜き出し回路、６…高速再生用信号処
理部、７…高速再生用記録再生回路、８…高速再生用記
録ヘッド、９…高速再生用再生ヘッド、１０…磁気テー
プ、１１…セレクタ、１２…動画像伸長回路、１３…再
生モード切り換えスイッチ（ＳＷ）、１４…頭出し用信
号／無データ領域信号検出回路、１５…テープ速度切り
換え回路、１６…シーンチェンジ検出回路、１７…バッ
ファメモリ、１８…テープ駆動回路。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気テープ上に、通常速度再生用の画
   像データを記録するための第１の記録手段と、高速再生
   用の画像データを、上記磁気テープと同一のテープ上の
   異なった領域に記録する第２の記録手段と、上記第２の
   記録手段により記録がなされるべき上記磁気テープと同
   一のテープ上の異なった領域に、画像データが記録され
   ていないことを示すための無データ領域信号を記録する
   ための第３の記録手段と、上記第２の記録手段による高
   速再生用の画像データの記録を、上記第１の記録手段に
   よる通常速度再生用の画像データの記録開始とほぼ同時
   に開始させ、録画開始後に一定時間が経過したとき、あ
   るいは一定のフレーム数だけ記録した後は、上記高速再
   生用の画像データの記録を停止させ、且つ上記第２の記
   録手段により上記高速再生用の画像データが記録されな
   いときに、上記第３の記録手段に、上記第２の記録手段
   により記録がなされるべき領域に上記無データ領域信号
   を記録させる記録制御手段と、を具備することを特徴と
   する動画像データのディジタル記録再生装置。
2. 【請求項２】　　上記記録制御手段は、録画開始用スイ
   ッチの押下に応答した記録開始信号の受信に応じて、上
   記第２の記録手段に、上記高速再生用の画像データの記
   録を開始させることを特徴とする請求項１に記載の動画
   像データのディジタル記録再生装置。
3. 【請求項３】　　上記記録制御手段は、録画中の動画像
   の動ベクトルの値が、予め設定された値より大きいとき
   に、上記第２の記録手段に、上記高速再生用の画像デー
   タの記録を開始させることを特徴とする請求項１に記載
   の動画像データのディジタル記録再生装置。
4. 【請求項４】　　上記第２の記録手段は、上記高速再生
   用の画像データの記録に先立ち、頭出し用の信号を記録
   することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の動
   画像データのディジタル記録再生装置。
5. 【請求項５】　　上記記録制御手段は、上記第２の記録
   手段による上記高速再生用の画像データの記録開始後に
   一定時間が経過したときに、上記高速再生用の画像デー
   タの記録を停止させ、且つ上記高速再生用の画像データ
   が記録されていないことを示すための無データ領域信号
   を上記第３の記録手段により記録させることを特徴とす
   る請求項２又は請求項３に記載の動画像データのディジ
   タル記録再生装置。
6. 【請求項６】　　高速サーチ状態に於いて、上記無デー
   タ領域信号及び頭出し用信号を検出するための検出手段
   と、上記検出手段により上記無データ領域信号が検出さ
   れている間、上記磁気テープを高速再生時のテープ速度
   よりも速く走行させるテープ駆動手段と、上記検出手段
   により上記頭出し用信号が検出されたとき、上記テープ
   駆動手段に高速再生時のテープ速度で上記磁気テープを
   駆動させる駆動制御手段と、上記検出手段により上記頭
   出し用信号が検出されたとき、上記第２の記録手段によ
   り記録がなされるべき上記磁気テープと同一のテープ上
   の異なった領域から、高速再生用の画像データを高速再
   生する高速再生手段と、をさらに具備することを特徴と
   する請求項４又は請求項５に記載の動画像データのディ
   ジタル記録再生装置。
7. 【請求項７】　　高速サーチ状態に於いて、上記検出手
   段により上記上記無データ信号が検出されているとき、
   その直前に上記高速再生手段により高速再生された画像
   データを記録するバッファメモリをさらに具備すること
   を特徴とする請求項６に記載の動画像データのディジタ
   ル記録再生装置。
8. 【請求項８】　　上記第２の記録手段は、上記高速再生
   用画像データの記録を行なうための固定ヘッドを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の動画像データのディ
   ジタル記録再生装置。