JPH0723338A - 長時間再生用ディジタルビデオ信号の記録および再生装置 - Google Patents

長時間再生用ディジタルビデオ信号の記録および再生装置

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JPH0723338A JP12242294A JP12242294A JPH0723338A JP H0723338 A JPH0723338 A JP H0723338A JP 12242294 A JP12242294 A JP 12242294A JP 12242294 A JP12242294 A JP 12242294A JP H0723338 A JPH0723338 A JP H0723338A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディジタルビデオ信号を圧縮された形態で記
録する記録および再生装置を提供する。 【構成】 ソースエンコーダーから供給されるエンコー
ドされたビデオ信号をデコードして、デコードされたビ
デオ信号を発生するデコーダー16と、該ビデオ信号をイ
ントラフレーム相関性を用いて圧縮してイントラモード
圧縮信号を生成するエンコーダーブロック20と、前記イ
ントラモード圧縮信号を貯蔵するバッファメモリ32と、
正常時間再生のための標準モードと長時間再生のための
延長モードを含むマルチスピード記録モードにしたがっ
て前記バッファメモリ内に貯蔵されたイントラモード圧
縮信号を読出すのに用いられるクロックパルスを発生す
るモード制御器40と、前記バッファメモリから読出され
たイントラモード圧縮信号を記録し再生する記録／再生
ユニット34とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディジタルビデオ信号を
記録および再生するための装置に関するもので、とく
に、長時間再生に適合する改善されたディジタルビデオ
信号の記録および再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】公知のディジタルビデオテープレコーダ
ー（以下、ＶＴＲという）は、ビデオ信号をディジタル
形態で記録し再生する。かかるディジタルビデオ信号は
ビデオ信号をナイキスト条件(Nyquist condition) を満
たすようにサンプリングして求めたパルス符号変調（以
下、ＰＣＭという）信号であることができる。前述した
類型のディジタルＶＴＲはエス・ミタ（S.Mita）らの論
文「ディジタル ビデオレコーディング テクニクス
ユーズィング 1/2 インチ メタル パーティクル テ
ープ（Digital Video Recording Techniques Using 1/2
inch Metal Particle Tape ）」、アイイーイーイー
コンシューマ エレクトロニクス（IEEEConsumer Elect
roincs ）、386 〜397 頁（1985年８月）に開示されて
いる。
【０００３】それ以外にも、録画テープの単位長さ当り
記録および再生時間を長くするために、ハダマド(Hadam
ard)変換に基づいた高効率のコーディング技法を用いる
ことによって、ディジタルビデオ信号を圧縮するための
ディジタルＶＴＲが提示されている（ヤマミツ（（Yama
mitsu ）らの「ハイ デンシティ レコーディングアン
ド ビット レート リダクション フォア ア ２ア
ワー ディジタルＶＴＲ（High Density Recording and
Bit Rate Reduction for a 2-hour Digital VTR）」、
ビデオ オーディオ アンド データ レコーディング
（Video Audio & Data Recording）、113 〜120 頁（19
86年３月））。しかし、ヤマミツ（Yamamitsu ）が提案
したディジタルＶＴＲは標準再生モードおよび長時間再
生モードでディジタルビデオ信号を圧縮する可能性また
はそのメカニズムを提案していない。
【０００４】ノブカズ ドイ（Nobukazu Doi）らに付与
された米国特許第4,963,992 号にはサブナイキストサン
プリング技法を用いて、ディジタルビデオ信号を標準再
生モードと延長再生モードで記録および再生する装置が
開示されている。前記装置は第１および第２のサブナイ
キストサンプリング回路を備え、その各々はディジタル
ビデオ信号をサンプリングしてそのディジタルビデオ信
号内で同じデータを規定しなかった第１および第２のサ
ンプルされた信号を生成する。標準再生モードで前記第
１および第２のサンプルされた信号は合わせて記録さ
れ、延長再生モードでは第１および第２のサンプルされ
た信号が選択されて記録される。
【０００５】前述したドイ(Doi) の特許は、ヤマミツ(Y
amamitsu）システムより改善された記録および再生装置
を提供するが、第１および第２のサンプルされた信号が
処理される二つの信号経路を必要とするので、その信号
処理を複雑にするという問題点があった。
【０００６】また、他の先行技術にもソースエンコーダ
ーから提供されるエンコードされたビデオ信号を記録お
よび再生する装置は提案されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、ディジタルビデオ信号を圧縮された形態で記録
し再生しうる装置を提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は、長時間再生に適合す
るディジタルビデオ信号の記録および再生装置を提供す
ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタルビデ
オ信号の記録および再生装置は、ソースエンコーダー
（Source encoder）から供給されるエンコードされたビ
デオ信号をデコードしてデコードされたビデオ信号を発
生するデコーダーと、前記デコードされたビデオ信号を
イントラフレーム相関性（intraframe correlation）を
用いて圧縮してイントラモード圧縮信号を生成するエン
コーダーブロックと、前記イントラモード圧縮信号を貯
蔵するバッファメモリと、正常時間再生のための標準モ
ードと長時間再生のための延長モードとを含むマルチス
ピード記録モードにしたがって、前記バッファメモリ内
に貯蔵されたイントラモード圧縮信号を読出すのに用い
られるクロックパルスを発生するモード制御器と、前記
バッファメモリから読出されたイントラモード圧縮信号
を記録し再生する記録／再生ユニットを含む。
【００１０】
【実施例】以下、添付図面によって本発明の実施例を説
明する。
【００１１】図１は、ディジタルビデオ信号を圧縮され
た形態で記録および再生するための本発明の装置を示す
ブロック図である。
【００１２】記録のためのディジタルビデオ信号は、ラ
イン12を通じて、記録および再生信号を選択する選択器
14へ供給される。前記ディジタルビデオ信号は通常のエ
ンコーディングシステムを用いて圧縮形態で供給された
エンコードされたビデオ信号を含むこともできる。前記
通常のエンコーディングシステムはディジタルビデオ信
号を通常の通信チャネルを通じて伝送するビデオ圧縮技
法を用いることができる。かかる圧縮技法は三つに分類
される。
【００１３】当分野で公知の第１の圧縮技法は、隣接す
るフレーム間の冗長性(redundancy)を減らす概念に基づ
いた予測方法であって、インタフレームコーディングと
もいわれている。この方法は、たとえば、ニノミヤ（Ni
nomiya）とオーツカ（Ohtsuka ）の「ア モーション−
コンペンセイテッド インターフレーム コーディング
スキーム フォア テレビジョン ピクチャーズ）
（A Motion-CompensatedInterframe Coding Scheme for
Television Pictures ）、アイイーイーイートランザ
クションズ オン コミュニケーションズ（IEEE Trans
actions on Communications ）COM-30、No.1（1982年１
月）に開示されている。
【００１４】第２のコーディング方法は、単一フレーム
内に存在する冗長性を用いる変換技法である。このコー
ディング技法は空間相関性のみを用いる方法であって、
イントラフレームコーディングと称する。この技法は、
たとえば、チェン（Chen）とプラット(Pratt) の「シー
ン アダプティブ コーダー（Scene Adaptive Code
r）」、アイイーイーイー トランザクションズ オン
コミュニケーションズ（IEEE Transactions on Commu
nications ）、COM-32、No.3（1984年３月）に開示され
ている。
【００１５】第３の圧縮技法は、前述した第１および第
２の技法を組み合わせる概念である（たとえば、スタフ
ァン エリクソン（Staffan Ericsson）の「フィクスト
アンド アダプティブ プレディクター フォア ハ
イブリッド プレディクティブ／トランスフォーム コ
ーディング（Fixed and Adaptive Predictors for Hybr
id Predictive/Transform Coding）」、アイイーイーイ
ー トランザクションズ オン コミュニケーションズ
（IEEE Transactions on Communications ）、COM-33、
No.12(1985年12月) 参照）。
【００１６】前記エンコードされたビデオ信号はデコー
ダー16へ供給される。このデコーダー16は前述したエン
コーディング技法のうちの一つにより行われたエンコー
ディング動作の逆動作またはデコーディング動作を行う
通常の構成を有する。前記デコーダー16はデコードされ
たビデオ信号を生成する。前記デコードされたビデオ信
号は、一連のビデオフレームを規定し、各々のフレーム
は一連の画素データにより規定されるＰＣＭ信号である
こともできる。前記デコードされたビデオ信号はエンコ
ーダーブロック20へ供給される。
【００１７】エンコーダーブロック20において、前記デ
コーダー16からのデコードされたビデオ信号はエンコー
ディング処理される。本発明によると、前記エンコーダ
ーブロック20は前記デコードされたビデオ信号を動き補
償がない空間的相関性を用いるイントラフレームコーデ
ィングモードで処理して、イントラモード圧縮信号を生
成するように構成される。前記エンコーダーブロック20
は、離散的コサイン変換（ＤＣＴ）するＤＣＴ変換符号
器22、量子化器24および可変長さ符号器（ＶＬＣ）26を
含む。これらは前述したチェン（Chen）とプラット (Pr
att)の論文に開示されたとおり、ＤＣＴ圧縮システムで
主に用いられる要素である。ＤＣＴ圧縮を行うために、
各々のビデオフレームは、通常、Ｎ×Ｎのブロックから
なる多数の画素ブロックに分けられる。各々のブロック
はＤＣＴ変換符号器22により一連のイントラモード変換
係数に変換される。前記一連の変換係数は量子化器24に
よりその量子化ステップサイズを調節することによって
イントラモード量子化信号に量子化されたのち、ＶＬＣ
26へ供給される。ＶＬＣ26は前記イントラモード量子化
信号に可変長さコードワード(codewords) を付与して、
不規則なビット率で前記イントラモード圧縮信号を生成
する。このばあいにおいて、本発明のエンコーダーブロ
ック20は、前述したインタフレームコーディングを用い
るエンコーディングシステムを除いた前記エンコーディ
ングシステムでイントラフレームコーディング部分だけ
で具現されうるので、エンコーダーブロック20の回路を
簡単に構成しうる。
【００１８】前記ＶＬＣ26からのイントラモード圧縮信
号は、不規則なビット率でバッファメモリ32に書き込ま
れ、一定のビット率に読出される。モード制御器40は、
通常のアナログＶＴＲで用いられるような正常時間再生
のための標準モードと長時間再生のための延長モードを
備えるマルチスピード記録動作を行うために、前記バッ
ファメモリ32からデータ信号を読出すのに用いられるク
ロックパルスを発生するために用いられる。前記モード
制御器40は、第１パルス発生器42, 第２パルス発生器44
およびマルチプレクサ46を含む。前記第１パルス発生器
42は、前記正常再生時間のためのクロック周波数を有す
る第１読出しクロックパルスを発生し、前記第２パルス
発生器44は長時間再生のためのクロック周波数を有する
第２読出しクロックパルスを発生する。ここで、前記第
２クロックパルスのクロック周波数は、前記第１クロッ
クパルスのクロック周波数より低い。前記第１および第
２クロックパルスは前記マルチプレクサ46へ提供され
る。マルチプレクサ46はライン48を通じたマルチスピー
ド記録モード選択信号に応答して、第１クロックパルス
または第２クロックパルスを選択する。前記第１クロッ
クパルスが前記マルチプレクサ46により選択されると
き、バッファメモリ32からのデータは、たとえば、20Mb
psのビット率で読出される。しかし、第２クロックパル
スが前記マルチプレクサ46により選択されるとき、バッ
ファメモリ32からのデータは、たとえば、10Mbpsのビッ
ト率で読出される。
【００１９】これと関連して、バッファメモリ32内に残
存するデータの量は、制御ユニット（図示せず）により
続いてモニタされる。また、前記制御ユニットは量子化
器24の量子化ステップサイズを調節して、前記データが
オーバフロー(overflow)または空乏(empty) されないよ
うにする。すなわち、前記量子化ステップのサイズは、
前記バッファメモリ32内に残存するデータの量にしたが
って変更されうる。たとえば、バッファメモリ32内のデ
ータの量が増加するばあい、前記量子化器24の量子化ス
テップのサイズを増加させて、バッファメモリ32へ流入
する引入データ率を低める。しかし、バッファメモリ32
内のデータ量が低減するばあい、量子化器24の量子化ス
テップのサイズは小さくなる。
【００２０】そののち、バッファメモリ32から読出され
たデータは、記録および再生ユニット34へ伝達されて、
タイプ（図示せず）のような記録媒体に記録される。
【００２１】以下、本発明の再生動作を説明する。再生
動作が行われるとき、記録および再生ユニット34は、シ
ステム制御器（図示せず）の制御下で記録媒体に記録さ
れたビデオ信号を再生して、ライン36を通じて選択器14
へ提供する。また、前記システム制御器は、前記選択器
14が前記記録および再生ユニット34からの再生されたビ
デオ信号を選択するようにし、このように選択されたビ
デオ信号をデコーダー16へ伝達する。デコーダー16は前
記再生されたビデオ信号に対して前述のようなデコーデ
ィング動作を行ってマルチスピード記録モードによる長
時間再生のためのビデオ信号または正常再生時間のため
のビデオ信号を発生する。このビデオ信号は、ディスプ
レー装置（図示せず）へ伝達される。前記再生動作と関
連して、前記再生されたビデオ信号は、前記エンコーダ
ーブロック20内でイントラフレームモードで符号化され
て記録媒体に記録されたので、前記再生されたビデオ信
号は前記デコーダー16内でイントラフレームコーディン
グのみを行う部分のみを通過する。前記デコーダー16で
再生されたイントラモード圧縮信号に対してイントラフ
レームモードを識別することは、ビデオ圧縮技法で公知
の圧縮モードを表すのに用いられる判定ビットを用いる
ことによって容易になされる。
【００２２】
【発明の効果】したがって、前述のような本発明のディ
ジタルビデオ信号記録および再生装置は、ディジタルビ
デオ信号を標準モードと延長モードの圧縮形態で記録し
うるので、記録媒体の記録密度を向上させることがで
き、ディジタルビデオ信号を記録するときと再生すると
きに、デコーダーを共通に用いることができるので、よ
り簡単な回路を構成しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にしたがって構成されたディジタルオー
ディオ信号の記録および再生装置のブロック図である。
【符号の説明】
14 選択器 16 デコーダー 20 エンコーダーブロック 24 量子化器 32 バッファメモリ 40 モード制御器 42 第１パルス発生器 44 第２パルス発生器 46 マルチプレクサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ソースエンコーダーから供給されたエン
    コードされるディジタルビデオ信号を記録および再生す
    る装置において、 前記エンコードされたビデオ信号をデコードして一連の
    フレームを規定するデコードされたビデオ信号を生成す
    る手段と、 前記デコードされたビデオ信号をイントラフレーム相関
    性を用いてエンコードして、イントラモード圧縮信号を
    生成するエンコーディング手段と前記イントラモード圧
    縮信号を貯蔵する手段と、 正常時間再生の標準モードと長時間再生の延長モードを
    含むマルチスピード記録モードに応答して、前記貯蔵手
    段内に貯蔵された前記イントラモード圧縮信号を読出す
    のに用いられるクロックパルスを発生する手段と、 前記貯蔵手段から読出されたイントラモード圧縮信号を
    記録し、前記記録されたイントラモード圧縮信号を再生
    する手段とを含み、前記エンコーディング手段は、前記
    デコードされたビデオ信号を一連のイントラモード変換
    係数に変換するイントラモード変換器と、前記一連のイ
    ントラモード変換係数を量子化ステップサイズを用いて
    量子化して、イントラモード量子化信号を生成するイン
    トラモード量子化器と、前記イントラモード量子化信号
    を符号化して前記イントラモード圧縮信号を不規則的な
    ビット率で発生する可変長さ符号器とを備えることを特
    徴とするディジタルビデオ信号の記録および再生装置。
  2. 【請求項２】 前記クロックパルス発生手段は、前記正
    常時間再生のための第１クロック周波数を有する第１ク
    ロックパルスを発生する第１クロック発生器と、前記長
    時間再生のための第２クロック周波数を有する第２クロ
    ックパルスを発生する第２クロック発生器と、マルチス
    ピード記録モード選択信号に応答して、前記第１クロッ
    クパルスまたは前記第２クロックパルスを選択的に前記
    貯蔵手段へ供給する手段とを備え、前記第２クロック周
    波数は、前記第１クロック周波数より低いことを特徴と
    する請求項１記載のディジタルビデオ信号記録および再
    生装置。
  3. 【請求項３】 前記量子化器の量子化ステップサイズ
    は、前記貯蔵手段内に残存するデータの量にしたがって
    調節されることを特徴とする請求項２記載のディジタル
    ビデオ信号の記録および再生装置。
  4. 【請求項４】 録画のために前記ソースエンコーダーか
    らエンコードされた信号またはディスプレーのために前
    記記録および再生手段から再生された信号を選択するた
    めの手段をさらに含み、前記選択手段から選択された信
    号は、前記デコーディング手段へ提供されることを特徴
    とする請求項３記載のディジタルビデオ信号の記録およ
    び再生装置。
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