JPS6173494A - 画像信号の分配記録方式 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、画像信号をディジタル符号に変換し、これを
磁気、光などを利用した複数のチャネルに記録する際の
、符号の分配方法に関する。

〔発明の背景〕

画像信号をディジタル符号に変換し、磁気、光などを利
用して媒体に記録する例として、たとえばディジタルＶ
ＴＲがある。画像信号より得られる符号は１００Ｍｂ／
秒程度からそれ以上の高速データとなるために、これを
たとえば１つの磁気ヘッドで記録するのは極めて困難で
ある。これに対処するために、符号を複数のチャネルに
分配して、同時に複数の磁気ヘッドを用いて記録する技
術が用いられている。

画像符号の分配方法としては、ＳＭＰＴＥ　Ｊ　ｏｕ　
−ｒｎａｌ　、Ｖａｔ、９２　ＪＫ６　　（１９８３年
６月）＋　　６３６−６４１ページにおけるＹ、Ｈｉｒ
ａｎｏ他の論文’　Ａ　５ｔｕｄｙ　　ｏｎ　ｖａｒｉ
ａｂｌｅ　　５ｐｅｅｄ　Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏ
ｆ　ｔｈｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　ＶＴＲ”に述べられてい
る様な以下の３方法が知られている。たとえば、画像符
号をＡ、Ｂ、Ｃの３つのチャネルに分配するには１、各
画素の上位ビットをＡ、中位ビットをＢ。

下位ビットをＣチャネルとする。

２、画素毎にＡ、Ｂ、Ｃ，Ａ、Ｂ、Ｃ，・・・とする。

３、画面の左領域の画素をＡ、中央領域の画素をＢ、右
領域の画素をＣチャネルとする。

ただし、上記論文では主として、ＮＴＳＣ信号の様に輝
度信号と色信号が周波数分割多重化された信号（いわゆ
るコンポジット信号）を対象としてチャ坏ル分配を考え
ていたつ 一方、高画質の記録を行うためには、輝度信号と色信号
を周波数分割多重化せずに、個別に記録するのが良いと
されている。この様ないわゆるコンポーネント信号の場
合のチマネル分配の最適化に関しては、従来言及された
公知例がない。

〔発明の目的〕

本発明は、個別にディジタル符号化された輝度信号と色
信号を護数のチャネルに分配して記録する［有］の最適
の符号化および分配方式を提供ｒることにあるう 〔発明の概要〕 本発明においＵｄ、先ず、輝度信号と色信号の標本化周
波数とチャネル数の間に最適の関係を与え、ざらに輝度
信号と色信号全容チャネルに均等に分配する。次に、走
査、腺周期で分配の位相を移動させ、特定チャネルの特
性劣化の影響が再生画面上で垂直方向に並ばない様にす
る。さらに、画像の相関性を利用して直流成分を抑圧す
る符号変換を後に伴う場合には、分配を特定の画素を一
組として行う。

輝度信号と色信号を個別に標本化する際には、輝度信号
の周波数帯域が色信号の帯域より広いために、その標本
化周波数は一般には輝度信号の方が色信号よシ高い。ま
だ、２つの色信号間（たとえば、工信号とＱ信号）では
、厳密には周波数帯域が異なるが、装置の簡単化のため
に、一般にはその標本化周波数は等しく設定される。ま
た、同様に装置の簡単化のために、輝度信号の標本化周
波数は色信号の標本化周波数の整数倍に選ばれる場合が
多い。そこで、輝度信号と色信号の標本化周波数をｆＴ
、ｆｃ、その比をＮとする。

一方、一つの画素金、たとえば８ビツトで表現すると、
８ｆｒ、８ｆｃが各々輝度信号と色信号のビットＶ−ト
となる。これらの符号をＭ個のチャネルに分配する時に
は、各チャネルのピットノートを等しくすれば、誤り訂
正符／復号器など、各チャネル毎に必要な回路に、同一
の回路を使用出来る利点がある。このチャネル毎のビッ
トノートをＢとすると、輝度信号と２つの色信号のピッ
トレートの総和に関し、次式が成立する。

８ｆｙ　＋２Ｘ８Ｊ’ｃ　＝ＭＢ　　　　　　−（１）
ここで、ｆ　ｒ　＝　Ｎ　ｆ　ｃを考慮すると８　（Ｎ
＋２　）　ｆｃ　＝ＭＢ　　　　　　　−（２）一方、
２つの色信号を一走査線おきに、いわゆる線順次方式で
記録する場合には、同様にして次式が成立する。

８　（Ｎ＋　１　）　ｆ　ｃ　＝ＭＢ　　　　　　　−
（３）簡単のために、１つのチャネルが１つの色信号を
記録出来るピットレートを有すると仮定すると、８ｆｃ
＝Ｂであるから、上式は各々 となるし、１つのチャネルが２つの色信号を記録出来る
ピットレートを有すると仮定すると、２Ｘ８ｆｃ＝Ｂで
あるから、上式は各々 となる。

チャネル数Ｍと標本化周波数比Ｎの間に、（２）（また
は（３））式の関係を与えると、記録、再生装置内のク
ロックの生成が極めて容易となる。たとえば、（４）式
の場合を例にとると、８ｆτの周波数の発振器が１つあ
れば、これを１／８分周すれば輝度信号の標本化周波数
ｆτが、また１／Ｎ分周すれば各チャネルの記録、再生
周波数Ｂが得られ、さらにＢを１／８分周すれば色信号
の標本化周波数ｆｃが得られる。すなわち、１個の発振
器と３個の分周器で、必要な全ての周波数が得られる。

もし、（４）式で与えられたＭ以外のチャネル数を選ぶ
と、この様な簡単な構成とはならない。たとえば、（４
）式のＭに対して、Ｍ＋１すなわちＮ＋３ｔチヤネル数
に選ぶと、（２）式より となる。この様な周波数Ｂを得るには、８ｆｒの周波数
を１／Ｎ分周して８ｆｃを得、これを　１／（Ｎ＋３１
分周して（Ｎ＋２　）倍しなければならない。ここで、
（Ｎ＋２　）倍の操作を実現するのは、極めて困難であ
る。

したがって、輝度信号と色信号を複数のチャネルに分配
するには、（２）　（または（３））式の関係を与える
事が、装置の簡易な実現に極めて有効となる。

輝度信号と色信号の帯域としては、ＮＴａＣ方式では、
輝度が４．２ＭＨｚ、色が１．５ＭＨｚ（Ｉ信号）とｏ
、ｓＭＨｚ（Ｑ信号）であり、上述のＮとしては、たと
えばＮ＝３がある。色信号を同時式で記録する場合には
、（４）式よりＭ＝５が望ましい。

第１図にある走査線上の輝度信号と２つの色信号の画素
の位置を丸印で示す。これらの画素をＡからＥＶでの５
チヤネルに分配する場合には、丸印の中に記したチャネ
ルに分配するのが最適である。

第１図の分配では、以下の利点がある。

１）輝度信号はＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ、Ｅ、・・・、２つの色信号はＣ，Ａ、Ｄ、Ｂ。

Ｅ、Ｃ，Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｅ、・・・の順に５画素周期に規
則的に分配されている。すなわち、特定のチャネル、た
とえばＡチャネルに記録再生時にドロップアウトなどの
特性劣化が生じても、輝度信号１色信号ともに走査線に
添って５画素毎の劣化となる。

２）４度信号と２つの色信号を合せて、５画素毎に、た
とえば図中の点線の如く、区切ってみると、その中に人
からＥまでの全てのチャネルが１つずつ入っている。す
なわち、特定のチャネルに特性劣化が生じても、５画素
率位で近接している輝度信号と２つの色信号の内、劣化
が生じるのは１つの信号のみでおり、同時に２つ以上の
信号が劣化する事がない。

以上の１）、２）は、いずれも記録再生時の特性劣化が
、再生画面内で分散される事を意味し、特性劣化を目立
ちにくくする利点となる。第２図はＡからＥまでの各チ
ャネルに分配された画素の順番を示す。ここで、輝度信
号をＹ、色信号をＩ、Ｑで示し、添字は第１図の走査線
上のＹ、Ｉ、Ｑ各画素の順番を示す。第２図より、上述
の１）、２）の利点がさらに理解出来る。

１）、２）の利点を生じさせるためには、一般に以下の
法則で分配を行えば良い。

■　輝度信号の画素は、走査線上の順番にＡ、Ｂ。

Ｃ１・・・、Ａ、Ｂ、Ｃ，・・・とＭ個のチャネルに１
つずつ周期Ｍで分配する。

■　輝度信号と色信号を合せて、たとえば第１図の点線
で示した様に、Ｍ画素毎に区切９、この中の一定位置の
輝度画素の分配先を、隣のＭ画素中の色画素の分配先と
する。第１図の例では、点線の矢印で示す様に区切りの
最初の輝度画素の分配先を隣の５画素中の色ＣＩ）画素
の分配先に、その次の輝度画素の分配先を色（Ｑ）画素
の分配先にしている。

次に、色信号を線順次で記録する場合の分配の例を第３
図に示すが、分配の法則は上述の■、■と同一である。

先と同様にＮ＝３とすると、（５）式よりＭ＝４である
。■に従い、輝度信号の画素をＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、・・・の順に４画素周期で分配し
、色信号と合せて４画素毎に区切る。区切りの最初の輝
度画素の分配先を、隣の４画素中の色信号（現走査線で
は１９次走査線ではＱ）の分配先とする。これにより、
先に１）、２）で示したと同一の利点が生じる。

ところで、いわゆるドロップアウトの様に、特定のチャ
ネルの信号が長時間に渡って符号誤９となる場合がある
。この時には、符号誤９の訂正回路を有していても、訂
正が不可能となる。通常は、その際には、同一フィルド
あるいは同一フレーム内の、隣接した走査線の同一番目
の画素で置き換える、いわゆる修整動作が行われる。す
なわち、誤りを生じた真上（あるいは真下）の画素を誤
９画素の代りに用いる。

第３図には、２つの走査線の画素のチャネル分配光の例
が示しであるが、たとえば、Ｎチャネルに分配される画
素は、その真上（あるいは真下）の画素もＮチャネルに
分配される。こうなると、特定チャネルの誤りが長く続
くと、誤りが再生画面中でたて編構造となり、真上（あ
るいは真下）の画素で置換しようとしても、その画素も
誤っているため、適切な修整が行われない。

そこで、ｎ番目の走査線における、各チャネルの画素を
第２図に示した様に配列した場合には、第（ｎ＋１）、
（ｎ＋２）番目の走査線では第４図に示す様に配列する
。すなわち、走査線毎に、今までＮチャネルに分配して
いた画素はＢチャネルへ、Ｂチャネルに分配していた画
素はＣチャネルへ、Ｃチャネルに分配していた画素はＤ
チャネルへ、・・・などの様に、分配先を変え、５走査
線で元の分配先に戻る様にする。こうすれば、各走査線
の画素の分配先は第５図に示す様に、たて方向に見て同
一分配先が続く事がなく、あるチャネルの信号が長時間
誤っても真上（または真下）の画素を用いた修整が可能
となる。

ところで、この様にして各チャネルに分配された信号は
、各々誤り訂正または検出符号を付加され、さらに、磁
気記録に適した符号に変換される。

一般に磁気記録では直流成分を記録再生出来ないために
、この符号変換の主たる目的は符号の直流成分の抑圧で
ある。

直流成分抑圧のための符号変換の例として、特開昭５８
−７５９５０公報で知られている技術がある。ここでは
、相関の強い画素（たとえば、同一走査線上の隣接した
画素）毎に、符号の極性を反転して記録する。これによ
り、２画素率位で符号の直流成分がほぼ相殺される。な
お、極性反転処理の前に、画素符号を重み順符号に並べ
かえ、隣接画素間ではなるべく重みが変らない様にして
直流成分を抑圧しやすくしている。

第１図から第５図の例では、画素を１画素ずつ異なるチ
ャネルに分配しているが、上述の符号変換が後続する場
合には、２画素率位で分配した方が良い。すなわち、第
１図で、Ｙｌ、Ｙ２．・・・。

１１、Ｑｌ、・・・などと記したものを隣接した２画素
（一般には偶数画素）よシなる画素と考えればよい。こ
れにより、各チャネルに分配後、１画素毎の極性反転を
行えば、各チャネルにおいて直流成分の抑圧が実現出来
る。

〔発明の実施例〕

第６図に本発明の実施例を示す。

端子１，２．３に与えられたアナログの輝度および２つ
の色信号は、Ａ／Ｄ変換器４，５．６でディジタル符号
に変換され、スイッチ７でＡ−Ｂまでの５つのチャネル
に分配される。スイッチ７は制御回路８により、本発明
の分配方法に従う様制御される。９〜１３は誤り訂正ま
たは検出符号器で、訂正、検出に必要な符号を付加する
。１４〜１８は変調器で、先に述べた直流成分抑圧のた
めの符号変換機能もここに含まれる。１９はＶＴＲであ
り、記録再生を行う。２０〜２４は復調器、２５〜２９
は誤り訂正または検出復号器で、誤りの訂正、修整を行
う。３０はスイッチ←で制御回路３１により、スイッチ
７と逆動作する様制御され、５チヤネルの信号が輝度お
よび２つの色信号に戻される。３２〜３４はＤ／Ａ変換
器で、端子３５〜３７に輝度および色のアナログ信号を
出力する。

なお、誤り訂正符号器９〜１３をスイッチ７とＡ／Ｄ変
換器４〜６０間に、誤ジ訂正復号器２５　　・〜２９を
スイッチ３０とＤ／Ａ変換器３２〜３４の間に設置して
も同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明においては、信号を分配すべきチャネル数に（２
）または（３）式の関係を与える事により各種のクロッ
クの生成金容易にし、輝度信号と色信号の画素を画面の
水平方向、垂直方向に対して各チャネルに均等に、かつ
近傍の輝度信号と色信号間ではチャネルが重複しない様
に分配する事によシ各チャネルの特性劣化の影響を再生
画面内で分散させて画質劣化を目立ちにくくシ、分配の
際に偶数画素単位で上述の分配をする事により画素毎の
極性反転処理後の符号別の直流成分を抑圧する、などの
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図までは、本発明における画素とチャネ
ルの対応関係を示す図、第６図は本発明の実施例を示す
ブロック図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、輝度信号と色信号を個別にディジタル符号化し、複
   数チャネルに分配記録する際に、輝度信号と色信号の画
   素を画面の水平方向、垂直方向に対して各チャネルに均
   等に、かつ画面内で近傍に存在する輝度信号と色信号間
   ではチャネルが重複しない様に分配する事を特徴とする
   画像信号の分配記録方式。 ２、偶数画素を単位として、上記分配を行う事を特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の画像信号の分配記録方
   式。