JPH10228729A

JPH10228729A - 信号記録方法及び装置、信号再生方法及び装置、信号記録再生方法及び装置

Info

Publication number: JPH10228729A
Application number: JP9032427A
Authority: JP
Inventors: Taro Mizufuji; 太郎水藤; Naohisa Arai; 尚久荒井; Masami Tomita; 真巳冨田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】所定の記録容量の記録媒体に、データ量が未
定の信号をできるだけ長時間に亘って記録し、再生でき
る方法および装置を提供する。【解決手段】入力端子１，２から各々入力された映像信
号および音声信号は、信号圧縮回路３で圧縮される。コ
ントローラ４は、記録中の信号の圧縮率を残容量検出回
路５により検出される記録媒体１００の空き容量に応じ
て変化させる。圧縮された映像信号および音声信号に
は、記録信号処理回路６で、その圧縮率を示す圧縮率情
報を含む圧縮制御信号がサブコードの一部として付加さ
れ、記録媒体１００に記録される。再生時には、記録媒
体１００から読み出された映像信号および音声信号が、
上記の圧縮制御信号から求めた伸張率で伸張される。上
記の圧縮率が、記録媒体１００への信号記録経過時間に
応じて変化されるようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号を圧縮して記
録媒体に記録する信号記録装置及び方法、記録媒体に記
録されて記録された信号を再生する信号再生装置及び方
法、信号を記録媒体に圧縮して記録し再生する信号記録
再生方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像信号等を記録媒体に記録するための
従来の記録装置では、記録レートやデータフォーマット
等の設定は記録開始前にのみ行うことができ、記録開始
後にこれらの設定を変更することはできなかった。

【０００３】例えば、従来の民生用ＶＴＲは、所定の記
録時間（容量）を有する磁気テープにテレビジョン放送
番組等の信号を記録する際に、記録レートや記録フォー
マットが異なる記録／再生モードである「標準モード」
と「長時間（例えば３倍）モード」とを選択して切り替
えられるように構成されているのが通常である。一般に
は、磁気テープの標準記録時間とされる時間内で所望の
番組等を全て記録できる場合には、画質が良好な標準モ
ードが選択される。また、上記の標準モードでの記録時
間を越える長時間の番組等を１本の磁気テープに切れ目
無く記録したい場合や、多数の番組を１本の磁気テープ
に記録したい場合には、標準モードよりも画質が低下す
る長時間モードが選択される。しかし、上述のように、
この記録モードの切り替えは、記録開始前に、スイッチ
等を操作することによりハードウェア上で行われるもの
である。

【０００４】このため、上記の民生用ＶＴＲで、例え
ば、１９：００から２１：００までテレビジョン放送さ
れる予定の野球中継番組を予約録画する場合に、試合が
延長になって２１：００を過ぎても放送が続いたときに
は、２１：００以降に放送された部分を録画することは
できなかった。そこで、録画したい番組の放送が終了予
定時刻を過ぎて延長されることが予想される場合には、
磁気テープの記録可能な容量（時間）を考慮して、標準
モードで録画予約を行うか、長時間モードで録画予約を
行うかを予め設定しておかなければならなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】映像信号や音声信号等
の信号を記録するための記録媒体として、上記の磁気テ
ープの他に、磁気ディスクや光ディスクなど種々のもの
が提供されている。これらの記録媒体は、いずれもその
記録容量と信号の記録レートとに基づいて標準記録時間
が決められており、この時間を越える信号を記録するこ
とはできなかった。このため、長時間の番組等を記録す
る場合には、使用者が、記録開始前に記録媒体に信号を
記録することができる残り容量（時間）を予め求めてお
き、記録モードや記録信号の圧縮率等のフォーマットを
選択しなければならなかった。

【０００６】しかし、この操作を自動で行うことは困難
であり、実現しているものはない。このため、前述の野
球中継番組のように、記録中の番組の放送時間が予想外
に延長されたような場合には、記録媒体に所望の番組を
全て記録することができないこともあった。

【０００７】本発明は、このような問題を解決するため
に行われたものであり、所定の記録時間（容量）を有す
る記録媒体に、その標準記録時間を越えて信号を記録／
再生できる信号記録／再生方法及び装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに提案する本発明の信号記録方法は、信号を記録媒体
に記録するための信号記録方法において、記録中に信号
の圧縮率を可変設定する圧縮率設定工程と、設定された
圧縮率で信号を圧縮する圧縮工程と、上記圧縮された信
号を記録媒体に記録する記録工程とを有することを特徴
とするものである。

【０００９】また、本発明の信号記録装置は、信号を記
録媒体に記録するための信号記録装置において、記録中
に信号の圧縮率を可変設定する圧縮率設定手段と、設定
された圧縮率で信号を圧縮する信号圧縮手段と、上記圧
縮された信号を記録媒体に記録する記録手段とを備える
ことを特徴とするものである。

【００１０】上記の信号記録方法及び装置によれば、記
録媒体の記録可能な残容量や記録開始時からの経過時間
に応じて、信号の圧縮率を変化させながら記録するよう
にしたため、信号容量が未定の信号であっても長時間に
亘って記録媒体に記録できる。

【００１１】次に、本発明の信号再生方法は、記録媒体
に記録された信号を再生する信号再生方法において、記
録中にその圧縮率を可変設定されて記録された信号を記
録媒体から読み出す信号読出工程と、読み出された信号
をその圧縮率に応じた伸張率で伸張する伸張工程とを有
することを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明の信号再生装置は、記録媒体
に記録された信号を再生する信号再生装置において、記
録中にその圧縮率を可変設定されて記録された信号を記
録媒体から読み出す信号読出手段と、読み出された信号
をその圧縮率に応じた伸張率で伸張する伸張手段とを備
えることを特徴とするものである。

【００１３】上記の信号再生方法及び装置によれば、信
号と共に記録媒体に記録されている圧縮率に関する情報
を参照しながら上記の信号を伸張するようにしたため、
ａ宿率を変化させながら記録された信号をその圧縮率に
対応した伸張率で伸張して正しく再生することができ
る。

【００１４】さらに、本発明の信号記録再生方法は、信
号の圧縮率を変化させながら記録媒体に記録し、圧縮率
を変化させながら圧縮されて記録媒体に記録された信号
を再生する信号記録再生方法であって、記録中に信号の
圧縮率を可変設定する圧縮率設定工程と、設定された圧
縮率で信号を圧縮する圧縮工程と、上記圧縮された信号
を記録媒体に記録する記録工程と、記録中にその圧縮率
を可変設定されて記録された信号を記録媒体から読み出
す信号読出工程と、読み出された信号をその圧縮率に応
じた伸張率で伸張する伸張工程とを有することを特徴と
するものである。

【００１５】また、本発明の信号記録再生装置は、信号
の圧縮率を変化させながら記録媒体に記録し、圧縮率を
変化されながら圧縮されて記録媒体に記録された信号を
再生する信号記録再生装置であって、圧縮率情報により
指定される圧縮率で信号を圧縮する圧縮手段と、上記圧
縮された信号と共に上記圧縮率情報を記録媒体に記録す
る記録手段と、圧縮された信号と、その圧縮率を示す圧
縮率制御情報とを記録媒体から読み出す信号読出手段
と、上記読み出された信号を上記圧縮率情報に基づいて
伸張する伸張手段とを備えることを特徴とするものであ
る。

【００１６】上記の信号記録再生方法及び装置によれ
ば、記録媒体の記録可能な残容量や記録開始時からの経
過時間に応じて、信号の圧縮率を変化させながら記録す
るようにした記録系と、信号と共に記録媒体に記録され
ている圧縮率に関する情報を参照しながら上記の信号を
伸張するようにした再生系とを組み合わせて構成したた
め、信号容量が未定の信号を長時間に亘って記録媒体に
記録できる。例えば、本発明に係る信号記録再生装置に
より、前述した野球中継番組の予約録画をしようとする
場合には、予定されている放送時間である１９：００〜
２１：００の間は標準の圧縮率で記録し、放送が延長さ
れる可能性がある２１：００以降は標準の圧縮率よりも
圧縮率を上げて、すなわち画質を落として記録媒体に記
録する。また、その後も記録媒体の容量残量または記録
経過時間に応じて圧縮率を順次変化させ、できるだけ長
い時間に亘って記録できるようにする。なお、上記の信
号と共に、その圧縮率に関する情報を記録媒体に記録す
るようにしたため、圧縮率に対応した伸張率で伸張して
正しく再生することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の信号記録方法及
び装置、信号再生方法及び装置、信号記録再生方法及び
装置の好ましい実施の形態について、それぞれ図面を参
照しながら説明する。まず、信号記録装置の構成例につ
いて説明し、その構成例を参照しながら信号記録方法に
ついて説明する。次に、上記の信号記録装置の構成例に
対応する信号再生装置の構成例について説明し、その構
成例を参照しながら信号再生方法について説明する。さ
らに、上記の信号記録装置と信号再生装置および信号記
録方法と信号再生方法を組み合わせた信号記録再生装置
の構成例について説明し、その構成例を参照しながら信
号記録再生方法について説明する。

【００１８】図１は、本発明の信号記録装置の実施の一
形態としての構成例を示すブロック図である。

【００１９】この信号記録装置は、入力端子１から入力
される映像信号、および入力端子２から入力される音声
信号をそれぞれ圧縮して、記録媒体１００に記録するた
めのものである。以下では、入力される映像信号および
音声信号が、テレビジョン放送の映像信号および音声信
号であるとして説明する。

【００２０】この信号記録装置に、入力端子１から入力
された映像信号と、入力端子２から入力された音声信号
は、まず信号圧縮回路３に入力される。

【００２１】信号圧縮回路３は、入力された信号を圧縮
するための圧縮手段であり、映像信号と音声信号に対し
て、それぞれ信号圧縮と信号変調を施す。この信号圧縮
については後述する。

【００２２】コントローラ４は、記録媒体１００に記録
される映像信号や音声信号の圧縮率を決定し、決定した
圧縮率を信号圧縮回路３に通知する機能を有する圧縮制
御手段である。このコントローラ４は、後述する残容量
検出回路５が記録媒体１００の記録可能領域の残り容量
を検出し、その検出結果に応じて圧縮率を決定する。

【００２３】残容量検出回路５は、記録媒体１００の記
録可能な空き領域の容量を検出し、その値をコントロー
ラ４に送るための残容量検出手段である。本実施の形態
では、この残容量検出回路５は、記録媒体１００にＳＣ
ＳＩ（Small Computer System Interface ）を介して接
続されたコンピュータを用いて構成されており、ソフト
ウェアにより構成される図示しないファイルシステムが
空き容量検出を行っているものとする。このファイルシ
ステムは、記録媒体１００のハードディスク上のセクタ
と、そのセクタに記録されたデータやファイルとの対応
を示すテーブルを有しており、そのテーブル上の未記録
領域を数えることにより、上記ハードディスクの空き容
量を計算する。なお、この残容量検出回路５は、上記の
構成以外にも、ＳＣＳＩ以外のバス規格を介してハード
ディスクとの間で通信を行うコンピュータやハードウェ
ア等により構成されてもよい。

【００２４】記録信号処理回路６は、信号圧縮回路３で
圧縮された映像信号および音声信号に、コントローラ４
から送られる、上記の信号の圧縮率を示す圧縮率指定信
号を含む圧縮制御情報を付加して、記録媒体１００に記
録するための記録信号を構成するための記録信号処理手
段である。上記の圧縮制御情報は、サブコードの一部と
して記録媒体１００に記録される。

【００２５】上記の記録媒体１００は、圧縮された映像
信号や音声信号を記録するための記録媒体あり、磁気デ
ィスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、
磁気テープなどが用いられる。以下では、記録媒体１０
０が磁気ディスク（ハードディスク）であるとして説明
する。

【００２６】次に、図１の信号記録装置の構成例を参照
しながら、本発明の信号記録方法の実施の一形態につい
て説明する。以下の説明においても、この信号記録装置
に、入力端子１および入力端子２から入力される信号
は、テレビジョン放送の映像信号および音声信号である
とし、記録媒体１００は磁気ディスク（ハードディス
ク）であるとする。

【００２７】コントローラ４は、記録媒体１００に記録
される信号の圧縮率を指定するための圧縮率情報を残容
量検出回路５の検出結果に基づいて発生し、信号圧縮回
路３に送っている。残容量検出回路５が、記録媒体１０
０に信号が記録されたことにより、その空き容量（残り
容量）が記録開始時の空き容量に対して所定の割合だけ
減少したことを検出してコントローラ４に通知すると、
コントローラ４が上記の圧縮率情報を用いて圧縮率を所
定の割合で高める制御を行う。これにより記録媒体１０
０に記録される信号の圧縮率が可変制御される。

【００２８】図２は、コントローラ４が、記録媒体１０
０の残り容量に基づいて信号圧縮率を制御する様子を例
示している。ここで、横軸は記録媒体１００の残り容量
を記録開始時の残り容量に対する割合として表し、縦軸
は記録媒体１００に記録される信号のデータ量を記録開
始時のデータ量に対する割合として表している。

【００２９】すなわち、コントローラ４は、記録媒体１
００に映像信号や音声信号等が記録されて、その空き容
量が記録開始時の５０％に減少した時点で、圧縮率を高
める指令を圧縮率情報を用いて信号圧縮回路３に送り、
上記の信号のデータ量が記録開始時の７５％に圧縮され
るように制御する。その後、コントローラ４は、記録媒
体１００の空き容量が記録開始時の４０％になった時点
で、記録媒体１００に記録される信号のデータ量が記録
開始時の５０％に圧縮されるように圧縮率を高める制御
を行う。さらに、記録媒体１００の空き容量が記録開始
時の２０％になった時点で、記録媒体１００に記録され
る信号のデータ量が記録開始時の２５％に圧縮されるよ
うに圧縮率を高める制御を行う。

【００３０】コントローラ４による上記の制御により、
記録媒体１００に記録される信号のＳ／Ｎ（信号対雑音
比）は、圧縮率が高くなるにつれて低下し、特に信号の
高周波成分が鈍ってしまう。しかし、上記の制御によれ
ば、記録媒体１００の記録容量を増やすことなく、信号
を所定の記録可能時間よりも長時間に亘って記録できる
ようになる。

【００３１】本実施の形態では、映像信号の圧縮方法と
して、ＩＳＯ（国際標準化機構）およびＩＥＡ（国際電
気標準会議）で定められているＪＰＥＧ（Joint Photog
raphic Coding Experts Group）を用いることを想定し
ている。ＪＰＥＧの他に、ＪＢＩＧ（Joint Bi-Level I
mage Coding Experts Group），ＭＰＥＧ（Moving Pict
ure Experts Group）１，ＭＰＥＧ２，Ｈ２６１等の画
像圧縮規格を用いてもよい。なお、上記の画像圧縮方
法、およびそのための画像処理装置は公知の技術である
ので、これらについての説明は省略する。

【００３２】また、本実施の形態では、音声信号の圧縮
方式として、ドルビーＡＣ３と呼ばれる方法を用いるも
のとしているが、いわゆるＡＴＲＡＣ等の圧縮方法を用
いてもよい。このＡＴＲＡＣと呼ばれる圧縮方法は、音
声信号を周波数帯域に分割し、各周波数帯域における人
の聴感特性を利用して、音質の低下を防ぎながらビット
圧縮を行う適応変化符号化の一種である。なお、上記の
ドルビーＡＣ３等の音声圧縮方法、およびそのための音
声圧縮装置についても公知の技術であるので、これらに
ついての説明は省略する。

【００３３】図１の信号圧縮回路３は、コントローラ４
からの圧縮率情報により指定される圧縮率に応じて、映
像信号および音声信号を圧縮する。上述したＭＰＥＧや
ＪＰＥＧ等の画像圧縮方法においては、ＤＣＴ（離散コ
サイン変換）符号化の後に行われる量子化時に、量子化
ステップを制御することにより信号の圧縮率を制御する
ことができる。具体的には、この量子化ステップを大き
くすると圧縮率が高くなり、データ量を少なくすること
ができる。

【００３４】信号圧縮回路３では、この信号記録装置に
入力された映像信号と音声信号が、ハードディスク書き
込み用フォーマットに変調される。この信号圧縮回路３
では、さらに、コントローラ４から送られる、映像信号
と音声信号の圧縮率を指定するための圧縮率情報を各々
１バイトのデータにして、圧縮された映像信号および音
声信号を表すデータと共にサブコードの一部として記録
媒体１００に記録する。なお、記録媒体１００の記録可
能な残容量がなくなった場合には、この記録動作を中止
する。

【００３５】本実施の形態では、上述したＪＰＥＧに代
表される画像圧縮方式により画像圧縮を行う際に、映像
信号の圧縮率を変化させている。図３は、この圧縮率変
化により画像が変化する様子を例示している。

【００３６】また、本発明の信号記録装置における信号
の圧縮は、上記のようなＪＰＥＧ等の画像圧縮方式によ
り動画像圧縮を行う際に、圧縮率を変化させる方法に限
定されるものではなく、種々の方法が考えられる。具体
的には、図４のように画像の大きさを変化させたり、図
５のように単位時間あたりのフレーム数を変えたり、図
６のように周波数帯域を変えることで圧縮率を変えたり
することにより、実質的に信号の圧縮率を変化させるこ
とができる。以下に、これらの方法について説明する。

【００３７】図３は、１画面を構成するブロック数、す
なわち解像度を変化させることにより映像信号の圧縮率
を変化させる様子を示している。図３（ａ）から（ｄ）
に向かって、１画面を構成するブロック数が少なくなる
と共に解像度が低下するが、１画面を構成するために必
要なデータ量も少なくなるため、実質的に信号が圧縮さ
れる。

【００３８】図４は、表示画像の大きさを変化させるこ
とにより映像信号の圧縮率を変化させる様子を示してい
る。図４（ａ）から（ｄ）に向かって、１画面の大きさ
が小さくなっている。図４（ａ）から（ｄ）までの各画
面を構成するブロックの大きさは同じであるが、１画面
を構成するブロック数が少なくなるために必要なデータ
量も少なくなり、実質的に信号が圧縮される。

【００３９】実際には、番組の内容等によっては画像を
所定のフルサイズで再生しなくても十分な場合がしばし
ばある。そこで、このことを利用すると映像信号のデー
タ量を実質的に圧縮できる。例えば、長時間モードの画
像の縦横の大きさを、標準モードの画面の大きさに対し
て各々半分にすれば、必要なデータ量を１／４に圧縮で
きる。

【００４０】また、被写体の動きがあまり激しくないと
きには、映像信号の単位時間あたりのフレーム（こま）
数を、所定の映像信号規格で規定されているフレーム数
（例えば、３０フレーム／秒）より少なくしても（間引
いても）見苦しくならない場合がある。そこで、画像の
動きを検出して、こま数を調整することにより圧縮率を
変えることができる。

【００４１】図５は、単位時間当たりのフレーム数を変
化させることにより圧縮率を変化させる様子を模式的に
示している。ここでは、説明を簡略にするために、１画
面が単位時間当たり７フレームで構成されているとす
る。

【００４２】図５（ａ）は、上記の単位時間内に、フレ
ーム５１からフレーム５７までの７フレームが配置され
て１画面が構成されている様子を示している。ここで、
各フレーム中の黒丸は、画面内を左から右に動く被写体
を示している。

【００４３】図５（ｂ）は、上記の７フレームから、フ
レーム５３およびフレーム５６の２フレームが間引かれ
（こま落しされ）て、残りの５フレームが上記の単位時
間内に等間隔に配置された状態を示している。ここで、
フレーム５２ａは、フレーム５２またはフレーム５３を
用いてもよいが、フレーム５２とフレーム５３との平均
化処理や補間処理等により構成することが望ましい。フ
レーム５５ａについても同様である。この操作により、
映像信号が５／７に圧縮されたことになる。

【００４４】図５（ｃ）は、上記の７フレームから、フ
レーム５２，フレーム５４，フレーム５６の３フレーム
が間引かれて、４フレームが配置された状態を示してい
る。この操作により、映像信号が４／７に圧縮されたこ
とになる。

【００４５】図５（ｄ）は、上記の７フレームから、フ
レーム５２，フレーム５３，フレーム５５，フレーム５
６の４フレームが間引かれて、３フレームが配置された
状態を示している。この操作により、映像信号が３／７
に圧縮されたことになる。

【００４６】このように、映像信号の１画面を構成する
単位時間あたりのフレーム数の間引き率を、各々適当な
値にすることにより圧縮率を変化させることができる。
このとき、こま数の間引き率が大きいほど圧縮率が大き
くなる。なお、フレームを間引いたことにより生じるフ
レーム間のすきまでは、前フレームを保持するようにす
る。

【００４７】図６は、圧縮される信号の周波数帯域を変
えることにより圧縮率を変化させる様子を示している。

【００４８】信号の利得が制限される周波数が、図６
（ａ）から（ｄ）に向かって、ｆ₁ ，ｆ₂ ，ｆ₃ ，ｆ₄
とされている。ここで、ｆ₁ ＞ｆ₂ ＞ｆ₃ ＞ｆ₄ とされ
ており、信号の周波数成分が高周波側から順次制限され
ている。この信号が映像信号である場合には、映像の細
部を表す信号成分が順次少なくなっていくことに相当
し、データ量が少なくなると共に、映像のシャープネス
が図６（ａ）から（ｄ）に向かって劣化していく。

【００４９】以上説明した方法の他にも、信号のダイナ
ミックレンジ、量子化数、離散化周期を変えることで圧
縮率を変えることができる。さらに、画像の色情報の量
子化数を変えたり、音声のチャンネル数を変えたりする
ことによっても、信号の圧縮率を変えることができる。
なお、信号を圧縮するための上述した種々の方法を単独
で用いてもよく、信号を圧縮するための他の方法と併用
してもよい。

【００５０】図７は、本発明の信号記録装置の別の実施
の形態としての構成例を示すブロック図である。この信
号記録装置に、入力端子１および入力端子２から入力さ
れる信号は、図１に示した信号記録装置と同様に、テレ
ビジョン放送の映像信号および音声信号であるとする。

【００５１】本実施の形態は、図１に示した信号記録装
置の実施の形態とほぼ同じ構成を有し、コントローラ４
の動作が異なるものである。すなわち、この信号記録装
置は、記録媒体１００の記録可能な残容量を検出するた
めの残容量検出手段である残容量検出回路５を備えてお
らず、コントローラ４が計時手段であるタイマ４ａを備
えている点で、図１に示した信号記録装置とは異なって
いる。そこで、図１に示す実施の形態と共通する構成と
動作については説明を省略し、主にコントローラ４につ
いて説明する。なお、図７において、図１に示した信号
記録装置と共通する部分には、同一の指示符号を付して
いる。

【００５２】コントローラ４は、記録媒体１００に信号
の記録を開始すると同時に、経過時間の計測を開始する
ためのタイマ４ａを備えている。コントローラ４は、こ
のタイマ４ａにより計時される、信号の記録開始からの
経過時間に応じて、記録媒体１００に記録する信号の圧
縮率を変化させていく。

【００５３】図８は、コントローラ４が、記録開始後の
経過時間に対して、記録媒体１００に記録される信号の
圧縮率を変化させる様子を例示している。本実施の形態
では、図８（ａ）のように、記録の開始時からある時間
Ｔ1 が経過した後に、圧縮率を直線的に変化させるよう
に構成しているが、図８（ｂ）のように記録開始時から
圧縮率を直線的に変化させてもよい。また、図８（ｃ）
のように、記録の開始時からある時間Ｔ2 が経過した後
に、圧縮率を、分数関数や指数関数，対数関数等の非線
形な関数を用いて曲線的に変化させたり、図８（ｄ）の
ように記録開始時から圧縮率を曲線的に変化させること
もできる。

【００５４】信号圧縮回路３は、コントローラ４におい
て上記のような手順で決定された圧縮率を指定するため
の圧縮率情報に基づいて、映像信号および音声信号を圧
縮する。圧縮された映像信号および音声信号は、記録信
号処理回路６で上記の圧縮率情報を含む圧縮制御情報が
付加され、記録媒体１００に記録される。このとき、上
記の圧縮制御情報は、サブコードの一部として記録され
る。

【００５５】次に、本発明の信号再生装置について、図
９を参照しながら説明する。

【００５６】図９は、本発明の信号記録装置の実施の一
形態としての構成例を示すブロック図である。この信号
再生装置は、図１および図７に示したような信号記録装
置により、圧縮されて記録媒体１００に記録された映像
信号および音声信号と、これらの信号と共にサブコード
の一部として記録媒体１００に記録された圧縮率情報を
含む圧縮制御情報を再生するためのものである。なお、
以下の説明では、記録媒体１００には、圧縮された映像
信号および音声信号と、それらの圧縮率情報を含む圧縮
制御情報がサブコードの一部として記録されているもの
とする。

【００５７】信号読出回路７は、記録媒体１００に圧縮
されて記録されている映像信号および音声信号と、それ
らの圧縮制御情報をその一部とするサブコードをそれぞ
れ読み出すための信号読出手段である。ここで読み出さ
れた映像信号と音声信号は、それぞれデコード（復号）
されて、信号伸張復調回路９に送られる。また、読み出
されたサブコードは、コントローラ８に送られる。

【００５８】コントローラ８は、記録媒体１００から読
み出された映像信号や音声信号の伸張率を決定し、決定
した伸張率を信号伸張復調回路９に通知する機能を有す
る伸張制御手段である。上記の伸張率は、記録媒体１０
０から読み出された信号と共にその圧縮率を示す圧縮率
情報がサブコードの一部として記録されている場合に
は、その圧縮率情報に基づいて決定される。また、記録
媒体１００から読み出された信号の圧縮率が、記録開始
からの経過時間に応じて変化されている場合には、信号
の再生時間に基づいて決定される。

【００５９】信号伸張復調回路９は、コントローラ８か
ら送られる、圧縮率情報を含む圧縮制御情報に基づいて
映像信号および音声信号を伸張復調するための伸張手段
である。信号伸張復調回路９で伸張復調された映像信号
は、ＮＴＳＣ放送信号等の所定の信号フォーマットに従
って、出力端子１１から出力される。また、信号伸張復
調回路９で伸張復調された音声信号は、同様に出力端子
１２から出力される。これらの出力信号の供給先は、例
えば、ディスプレイやモニタおよびスピーカ等の各種表
示再生装置である。

【００６０】上記の映像信号や音声信号を記録媒体に記
録する際に、ＪＰＥＧやＭＰＥＧ等の信号圧縮方式が用
いられている場合には、記録時の信号圧縮率（ビットレ
ート）が、サブコードの一部として記録媒体１００に記
録される。再生時には、このビットレートを参照して、
圧縮された信号を伸張し復元する。

【００６１】また、映像信号や音声信号を記録媒体に記
録する際に、図４に示すように、画像の大きさを小さく
することで映像信号の圧縮率を高めている場合には、そ
の画像の大きさがサブコードの一部として記録される。
この場合には結果的に、周波数帯域を制限しているのと
同様の出力画像になる。

【００６２】再生時には、サブコードの一部として記録
されているその大きさを参照することにより、表示され
る画像の大きさが決定される。信号の圧縮率に応じて表
示の大きさを変えてもよいが、拡大するとＳ／Ｎは低下
する。また、表示される画面の大きさを一定にしてもよ
く、その場合には結果的に、信号の周波数帯域を制限し
た場合と同様の効果になる。

【００６３】映像信号や音声信号を記録媒体１００に記
録する際に、図５に示すように、単位時間当たりの表示
フレーム数を、その初期値または最大値（本実施の形態
では毎秒３０毎を想定している）から少なくする（間引
く）ことで圧縮率を高めている場合には、その間引き間
隔が、サブコードの一部として記録される。

【００６４】再生時には、このフレーム数の間引き間隔
を参照して、圧縮された信号の再生間隔を決定する。例
えば、単位時間あたりのフレーム数を毎秒１枚にまで圧
縮（間引いた）したときには、その１秒間は同じ映像を
保持するようにする。

【００６５】映像信号や音声信号を記録媒体１００記録
する際に、図６に示すように、映像信号および音声信号
の周波数帯域を狭めることにより圧縮率を高めている場
合には、記録時の周波数帯域がサブコードの一部として
記録される。

【００６６】再生時には、この周波数帯域に応じてバン
ドパスフィルタリングを施すことにより帯域制限をして
再生する。本実施の形態においては、信号の高周波側の
成分からある周波数まで周波数帯域を徐々に制限する。

【００６７】映像信号および音声信号に、０ｄＢ以下の
ゲインを乗じてダイナミックレンジを狭くすることによ
り圧縮率を高めている場合には、上記のゲインがサブコ
ードの一部として記録される。再生時には、サブコード
の一部として記録されている記録時に乗じたゲインの逆
数を各信号に乗じる（記録時に乗じたゲインで除する）
ことにより、圧縮された信号を伸張し復調する。このと
き、記録時のゲインを小さくすれば圧縮率を高めること
ができるが、信号のＳ／Ｎは低下する。

【００６８】映像信号や音声信号を記録媒体１００に記
録する際に、映像信号および音声信号の量子化数を減ら
すことにより圧縮率を高めている場合には、各信号の量
子化数がサブコードの一部として記録される。本実施の
形態において、映像信号の量子化数初期値は、輝度信
号、色信号ともに８ビットであり、音声信号の量子化数
初期値は１０ビットを用いている。これらを最終的に、
それぞれ６ビットおよび８ビットにまで減らす。再生時
には、サブコードの一部として記録されている各信号の
量子化数に基づいて、映像信号および音声信号を復調す
る。このとき、量子化数を減らすことにより圧縮率を高
めることができるが、信号のＳ／Ｎは低下する。

【００６９】映像信号や音声信号を記録媒体１００に記
録する際に、映像信号および音声信号の離散化周期を長
くしていくことにより圧縮率を高めている場合には、各
信号の量子化数がサブコードの一部として記録される。
上述したように、本実施の形態において、映像信号の量
子化数の初期値は、輝度信号、色信号ともに８ビットで
あり、音声信号は１０ビット用いている。再生時には、
サブコードの一部として記録されている各信号の量子化
数に基づいて復調する。このとき、離散化周期を長くす
ることにより圧縮率を高めることができるが、信号のＳ
／Ｎは悪くなる。

【００７０】また、映像信号の色信号の量子化数を小さ
くすることで圧縮率を高めることができる。本実施の形
態では、色信号の量子化数初期値は８ビット（２５６階
調）であり、この量子化数を最終的には０ビット（白黒
の映像）になるまで小さくしてする。再生時には、サブ
コードの一部として記録されているこの色信号の量子化
数に基づいて映像信号を復調する。

【００７１】一方、音声信号のチャンネル数を減らすこ
とで、音声信号の圧縮率を高めることができる。最も簡
単な方法は、ステレオ（２チャンネル）からモノラル
（１チャンネル）にすることである。再生時には、サブ
コードの一部として記録されている音声信号のチャンネ
ル数をもとに、再生チャンネル数を決定する。

【００７２】次に、本発明の信号記録再生装置につい
て、図１０を参照しながら説明する。

【００７３】図１０は、本発明の信号記録再生装置の実
施の一形態としての構成例を示すブロック図である。こ
の信号記録再生装置は、入力される映像信号および音声
信号を圧縮して記録媒体１００に記録し、また、記録媒
体１００に圧縮されて記録された映像信号および音声信
号を伸張して再生出力するためのものである。なお、図
１０において、図１および図７に示した信号記録装置、
図９に示した信号再生装置と共通する部分には、これら
と同一の指示符号を付している。以下では、入力信号
は、テレビジョン放送の映像信号および音声信号である
とし、記録媒体１００は磁気ディスク（ハードディス
ク）であるとして説明する。

【００７４】この信号記録再生装置の記録系は、入力端
子１から入力される映像信号、および入力端子２から入
力される音声信号を、それぞれ圧縮するための圧縮手段
である信号圧縮回路３、信号圧縮回路３が信号を圧縮す
る際の圧縮率等を制御する機能を有する圧縮制御手段で
ある記録系コントローラ４、信号圧縮回路３で圧縮され
た映像信号および音声信号に、その圧縮率を示す圧縮率
指定信号を含む圧縮制御情報を付加して、記録媒体１０
０に記録するためのフォーマットに従う信号にするため
の記録信号処理手段である記録信号処理回路６、圧縮さ
れた信号とそれらの圧縮率情報を含む圧縮制御情報が記
録される記録媒体１００、記録媒体１００の記録可能な
残容量を検出するための残容量検出手段である残容量検
出回路５から構成される。なお、この記録系の構成およ
び動作は、図１に示した信号記録装置の実施の形態と同
様であるので、ここでは具体的な説明を省略する。

【００７５】また、この信号記録再生装置の再生系は、
記録媒体１００に圧縮されて記録されている映像信号お
よび音声信号と、それらの圧縮率情報を含むサブコード
をそれぞれ読み出すための信号読出手段である信号読出
回路７、信号読出回路７で読み出されたサブコードに含
まれる圧縮制御情報に基づいて信号伸張復調回路９の伸
張動作を制御するための伸張制御手段である再生系コン
トローラ８、記録媒体１００から読み出された信号を再
生系コントローラ８の制御に従って伸張復調するための
伸張手段である信号伸張復調回路９、から構成される。
そして、信号伸張復調回路９から、映像信号が出力端子
１１に送られ、音声信号が出力端子１２に送られて、そ
れぞれ出力される。この再生系の構成および動作は、図
９に示した信号再生装置の実施の形態と同様であるの
で、ここでは具体的な説明を省略する。

【００７６】図１１は、本発明の信号記録再生装置の別
の実施の形態としての構成例を示すブロック図である。
この信号記録再生装置は、入力される映像信号および音
声信号を圧縮して記録媒体１００に記録し、また、記録
媒体１００に圧縮されて記録された映像信号および音声
信号を伸張して再生出力するためのものである。

【００７７】この信号記録再生装置は、図１０に示した
信号記録再生装置の実施の形態とほぼ同じ構成を有し、
記録系の構成および動作動作が異なるものである。すな
わち、この信号記録再生装置の記録系は、記録媒体１０
０の記録可能な残容量を検出するための残容量検出手段
である残容量検出回路５を備えておらず、コントローラ
４が、計時手段であるタイマ４ａを備えている点で、図
１０に示した信号記録再生装置とは異なっている。な
お、図１１において、図１および図７に示す信号記録装
置、図９に示す信号再生装置、図１０に示す信号記録再
生装置と共通する部分には、同一の指示符号を付してい
る。また、以下では、入力信号は、テレビジョン放送の
映像信号および音声信号であるとし、記録媒体１００は
磁気ディスク（ハードディスク）であるとして説明す
る。

【００７８】この信号記録再生装置の記録系は、入力端
子１から入力される映像信号、および入力端子２から入
力される音声信号をそれぞれ圧縮するための圧縮手段で
ある信号圧縮回路３、信号圧縮回路３での信号圧縮率を
制御する機能を有する圧縮制御手段である記録系コント
ローラ４、信号圧縮回路３で圧縮された映像信号および
音声信号に、その圧縮率を示す圧縮率指定信号を含む圧
縮制御情報を付加して、記録媒体１００に記録するため
のフォーマットに従う信号にするための記録信号処理手
段である記録信号処理回路６、圧縮された信号と、それ
らの圧縮率情報を含む圧縮制御情報が記録される記録媒
体１００から構成される。

【００７９】また、この信号記録再生装置の再生系は、
記録媒体１００に記録されている映像信号および音声信
号と、それらの圧縮率情報を含むサブコードをそれぞれ
読み出すための信号読出手段である信号読出回路７、読
み出された圧縮制御情報に基づいて信号伸張復調回路９
の動作を制御するための伸張制御手段である再生系コン
トローラ８、読み出された信号を伸張復調するための伸
張手段である信号伸張復調回路９、から構成される。そ
して、信号伸張復調回路９から、映像信号が出力端子１
１に送られ、音声信号が出力端子１２に送られて、それ
ぞれ出力される。この再生系の構成および動作は、図１
０に示した信号記録再生装置の再生系と同様であるの
で、具体的な説明は省略する。

【００８０】以上説明した本発明の実施の形態において
は、テレビジョン放送等の映像信号および音声信号を入
力信号として説明しているが、本発明の適用はこれに限
定されるものではない。例えば、医薬品実験においてマ
ウスに投薬した場合のサンプリングデータや、建築材料
の力学的強度測定データ等のように、測定がいつ終了す
るか予測できないが全データを確実に記録したい場合
に、これらの測定データを本発明の信号記録装置の入力
信号とすることが考えられる。

【００８１】

【発明の効果】本発明の信号記録方法及び装置によれ
ば、記録媒体の記録可能な残容量や記録開始時からの経
過時間に応じて、信号の圧縮率を変化させながら記録す
るようにしたため、信号容量が未定の信号を長時間に亘
って記録媒体に記録できる。

【００８２】また、本発明の信号記録再生方法及び装置
によれば、信号と共に記録媒体に記録されている圧縮率
に関する情報を参照しながら、上記の信号を再生するよ
うに構成したため、記録媒体に記録するようにしたた
め、圧縮率を変化させながら記録された信号を正しく再
生することができる。

【００８３】さらに、本発明の信号記録再生方法及び装
置によれば、記録媒体の記録可能な残容量や記録開始時
からの経過時間に応じて、信号の圧縮率を変化させなが
ら記録するようにした記録系と、信号と共に記録媒体に
記録されている圧縮率に関する情報を参照しながら、上
記の信号を再生するようにした再生系とを組み合わせて
構成したため、信号容量が未定の信号を長時間に亘って
記録媒体に記録できる。なお、上記の信号と共に、その
圧縮率に関する情報を記録媒体に記録するようにしたた
め、再生時にも正しく伸張して再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の信号記録装置の実施の一形態としての
構成例を示すブロック図である。

【図２】コントローラ４により、記録媒体１００の残り
容量に応じて信号のデータ量が制御される様子を説明す
るための図である。

【図３】１画面を構成するブロック数を変化させること
により映像信号の圧縮率を変化させる様子を説明するた
めの図である。

【図４】画像の大きさを変化させることにより映像信号
の圧縮率を変化させる様子を説明するための図である。

【図５】１画面を構成する単位時間当たりのフレーム数
を変化させることにより圧縮率を変化させる様子を説明
するための図である。

【図６】信号の周波数帯域を変えることにより圧縮率を
変化させる様子を説明するための図である。

【図７】本発明の信号記録装置の別の実施の形態として
の構成例を示すブロック図である。

【図８】コントローラ４により、記録媒体１００への記
録経過の時間に応じて信号のデータ量が制御される様子
を説明するための図である。

【図９】本発明の信号再生装置の実施の形態としての構
成例を示すブロック図である。

【図１０】本発明の信号記録再生装置の実施の一形態と
しての構成例を示すブロック図である。

【図１１】本発明の信号記録再生装置の別の実施の形態
としての構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，２入力端子、３信号圧縮回路、４，８コ
ントローラ、５残容量検出回路、６記録信号処
理回路、７信号読出回路、９信号伸張復調回
路、１００記録媒体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号を記録媒体に記録するための信号記
録方法において、記録中に信号の圧縮率を可変設定する圧縮率設定工程
と、設定された圧縮率で信号を圧縮する圧縮工程と、上記圧縮された信号を記録媒体に記録する記録工程とを
有することを特徴とする信号記録方法。
【請求項２】上記圧縮率は記録媒体の記録可能な残容
量に応じて可変設定されることを特徴とする請求項１記
載の信号記録方法。
【請求項３】上記圧縮率は記録媒体への信号の記録経
過時間に応じて可変設定されることを特徴とする請求項
１記載の信号記録方法。
【請求項４】信号を記録媒体に記録するための信号記
録装置において、記録中に信号の圧縮率を可変設定する圧縮率設定手段
と、設定された圧縮率で信号を圧縮する信号圧縮手段と、上記圧縮された信号を記録媒体に記録する記録手段とを
備えることを特徴とする信号記録装置。
【請求項５】記録媒体の記録可能な残容量を検出する
残容量検出手段と、検出された残容量に応じて上記記録媒体に記録される信
号の圧縮率を可変設定するための圧縮率情報を含む圧縮
制御情報を発生する圧縮制御手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項４記載の信号記録装置。
【請求項６】記録媒体への記録経過時間を計時する計
時手段と、計時された記録経過時間に応じて上記記録媒体に記録さ
れる信号の圧縮率を可変設定するための圧縮率情報を含
む圧縮制御情報を発生する圧縮制御手段とをさらに備え
ることを特徴とする請求項４記載の信号記録装置。
【請求項７】上記圧縮制御手段は上記信号の圧縮率の
変化を記録経過時間に対して非線形な関数の組み合わせ
により可変設定することを特徴とする請求項６記載の信
号記録装置。
【請求項８】上記圧縮制御手段は上記信号の圧縮率の
変化を記録経過時間に対して線形な関数の組み合わせに
より可変設定することを特徴とする請求項６記載の信号
記録装置。
【請求項９】上記圧縮制御情報は、上記信号の映像信
号における単位時間当たりの映像を構成するフレーム数
と、上記信号の周波数帯域と、上記信号のダイナミック
レンジと、上記信号の量子化数と、上記信号の離散化周
期と、上記信号の映像信号における画像の大きさと、上
記信号の映像信号における色信号の量子化数と、上記信
号の音声信号におけるチャンネル数の少なくとも１つを
内容としてさらに含むことを特徴とする請求項５記載の
信号記録装置。
【請求項１０】記録媒体に記録された信号を再生する
信号再生方法において、記録中にその圧縮率を可変設定されて記録された信号を
記録媒体から読み出す信号読出工程と、読み出された信号をその圧縮率に応じた伸張率で伸張す
る伸張工程とを有することを特徴とする信号再生方法。
【請求項１１】上記伸張率は上記信号と共に上記記録
媒体に記録された圧縮率情報を用いて決定されることを
特徴とする請求項１０記載の信号再生方法。
【請求項１２】上記伸張率は上記記録媒体への上記信
号の記録経過時間に応じて決定されることを特徴とする
請求項１０記載の信号再生方法。
【請求項１３】記録媒体に記録された信号を再生する
信号再生装置において、記録中にその圧縮率を可変設定されて記録された信号を
記録媒体から読み出す信号読出手段と、読み出された信号をその圧縮率に応じた伸張率で伸張す
る伸張手段とを備えることを特徴とする信号再生装置。
【請求項１４】上記信号と共に上記記録媒体に記録さ
れた圧縮率情報を用いて上記伸張率を決定する伸張制御
手段をさらに備えることを特徴とする請求項１３記載の
信号再生装置。
【請求項１５】上記記録媒体への上記信号の記録経過
時間に応じて上記伸張率を決定する伸張制御手段をさら
に備えることを特徴とする請求項１３記載の信号再生装
置。
【請求項１６】信号の圧縮率を変化させながら記録媒
体に記録し、圧縮率を変化させながら圧縮されて記録媒
体に記録された信号を再生する信号記録再生方法であっ
て、記録中に信号の圧縮率を可変設定する圧縮率設定工程
と、設定された圧縮率で信号を圧縮する圧縮工程と、上記圧縮された信号を記録媒体に記録する記録工程と、記録中にその圧縮率を可変設定されて記録された信号を
記録媒体から読み出す信号読出工程と、読み出された信号をその圧縮率に応じた伸張率で伸張す
る伸張工程とを有することを特徴とする信号記録再生方
法。
【請求項１７】上記圧縮率は記録媒体の記録可能な残
容量に応じて変化されることを特徴とする請求項１６記
載の信号記録再生方法。
【請求項１８】上記伸張率は上記信号と共に上記記録
媒体に記録された圧縮率情報を用いて決定されることを
特徴とする請求項１６記載の信号記録再生方法。
【請求項１９】上記圧縮率情報により指定される圧縮
率は記録媒体への信号の記録経過時間に応じて変化され
ることを特徴とする請求項１８記載の信号記録再生方
法。
【請求項２０】上記伸張率は上記記録媒体への上記信
号の記録経過時間に応じて決定されることを特徴とする
請求項１６記載の信号記録再生方法。
【請求項２１】信号の圧縮率を変化させながら記録媒
体に記録し、圧縮率を変化されながら圧縮されて記録媒
体に記録された信号を再生する信号記録再生装置であっ
て、圧縮率情報により指定される圧縮率で信号を圧縮する圧
縮手段と、上記圧縮された信号と共に上記圧縮率情報を記録媒体に
記録する記録手段と、圧縮された信号と、その圧縮率を示す圧縮率制御情報と
を記録媒体から読み出す信号読出手段と、上記読み出された信号を上記圧縮率情報に基づいて伸張
する伸張手段とを備えることを特徴とする信号記録再生
装置。
【請求項２２】記録媒体の記録可能な残容量を検出す
る残容量検出手段と、検出された残容量に応じて上記記録媒体に記録される信
号の圧縮率を可変指定するための圧縮率情報を含む圧縮
制御情報を発生する圧縮制御手段と、上記信号と共に上記記録媒体に記録された圧縮率情報を
用いて上記伸張率を決定する伸張制御手段とをさらに備
えることを特徴とする請求項２１記載の信号記録再生装
置。
【請求項２３】記録媒体への記録経過時間を計時する
計時手段と、上記記録媒体に記録される信号の圧縮率を計時された記
録経過時間に応じて可変指定するための圧縮率情報を含
む圧縮制御情報を発生する圧縮制御手段と、上記記録媒体への上記信号の記録経過時間に応じて上記
伸張率を決定する伸張制御手段とをさらに備えることを
特徴とする請求項２１記載の信号記録再生装置。
【請求項２４】上記圧縮制御手段は上記信号の圧縮率
の変化を記録経過時間に対して非線形な関数の組み合わ
せにより制御することを特徴とする請求項２３記載の信
号記録再生装置。
【請求項２５】上記圧縮制御手段は上記信号の圧縮率
の変化を記録経過時間に対して線形な関数の組み合わせ
により制御することを特徴とする請求項２３記載の信号
記録再生装置。
【請求項２６】上記圧縮制御情報は、上記信号の映像
信号における単位時間当たりの映像を構成するフレーム
数と、上記信号の周波数帯域と、上記信号のダイナミッ
クレンジと、上記信号の量子化数と、上記信号の離散化
周期と、上記信号の映像信号における画像の大きさと、
上記信号の映像信号における色信号の量子化数と、上記
信号の音声信号におけるチャンネル数の少なくとも１つ
を内容としてさらに含むことを特徴とする請求項２２記
載の信号記録再生装置。