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記録装置と再生装置 - 松下電器産業株式会社
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発明の名称 記録装置と再生装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−46531
公開日 平成7年(1995)2月14日
出願番号 特願平5−189978
出願日 平成5年(1993)7月30日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 竹内 明弘 / 濱本 康男 / 森本 健嗣 / 小林 正明
要約 目的
本発明は、テープパターン上に間欠的に映像のデータを配置することにより、複数の特殊再生速度において安定に画像情報を獲得し、良好な再生画質を再生する記録再生装置を提供する事を目的とする。

構成
帯域圧縮回路3により帯域圧縮された画像データのうち、最も基本的なデータはデータ分配器4によりAデータバッファ5に転送され、また帯域圧縮された画像データのうち残りの画像データは、データ分配器4によりBデータバッファ6に転送されて蓄えられ、ヘッド11,12がテープ上の所定の位置に来るとスイッチ7が切り替わり、ID付加回路8、伝送符号化器9、記録増幅器10を介して、基本的な成分を間欠的に選んだテープ13のトラックの一部に分割記録し、高速再生時この成分を取得して再生画を出力する。
特許請求の範囲
【請求項1】テープを回転ドラムに螺旋状に巻き付けて前記テープ上に映像信号をNフレームの単位(N:自然数)でM本(M:複数)のトラックにわたって分割し記録するヘリカルスキャン方式の記録装置であって、前記Nフレームで構成される映像信号の単位の中から1フレーム分の基本的な成分を分離する手段と、前記分離された基本成分と、残りの成分の両方を変調し、前記テープ上の異なる場所に記録する記録手段を具備し、前記分離された基本的な成分は第1から第LまでのセグメントにL(LはMの因数)分割され、M本のトラックがあるテープ面上で互いに等間隔の距離になるように選択された記録トラック上のL箇所の部分に順次記録するとともに、前記L箇所の部分以外の残りのテープ上の箇所には少なくとも前記基本的成分以外の映像信号成分を記録することを特徴とする記録装置。
【請求項2】Nフレームの映像信号記録単位の中から選択された1フレームを映像信号の基本的な成分として分離しL分割して記録することを特徴とする請求項1記載の記録装置。
【請求項3】1フレームの画面をN個のセグメントに分割し、Nフレームの各フレームすべてから1画面を構成するセグメントを順次集めて作った1フレームを映像信号の基本的な成分として分離し、L分割して記録することを特徴とする請求項1記載の記録装置。
【請求項4】映像信号の基本的な成分として映像信号を離散コサイン変換した成分のうち低域成分とすることを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の記録装置。
【請求項5】映像信号の基本的な成分としてディジタル化した映像信号の少なくとも最上位ビットを含む複数の上位ビットとすることを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の記録装置。
【請求項6】間欠的に選択したL本のトラックにL分割して配置する基本的成分の分割方法として、1フレームの画像を隣合う複数の走査線毎に上から順にL個のセグメントに分割し、L本のトラックに順次配置して記録することを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の記録装置。
【請求項7】間欠的に選択したL本のトラックにL分割して配置する基本的成分の分割方法として、1フレームの画像を隣合う複数の画素毎に左から順にL個のセグメントに分割し、L本のトラックに順次配置して記録することを特徴とする請求項1から6までのいずれかに記載の記録装置。
【請求項8】再生時、記録時より早い速度でテープを走行させるテープ走行手段と、再生された信号を復調し映像信号を再生する再生手段とを具備し、前記テープを記録時より早い速度で走行させ、Nフレーム相当単位の映像信号がM本のトラックにわたって記録されるテープ面上のL箇所に配置された第1から第Lセグメントをヘッドにより獲得し映像信号を再生することを特徴とする再生装置。
【請求項9】再生時、記録時のN倍の速度で走行させ、Nフレーム相当単位の映像信号がM本のトラックにわたって記録されるテープ面上のL箇所に配置された前記第1から第Lセグメントをヘッドにより順次獲得し映像信号を再生することを特徴とする請求項8記載の再生装置。
【請求項10】再生時、記録時のN倍より早い速度で走行させ、前記第1から第LまでのセグメントをM本より多いトラックにわたって記録されるテープ面上からヘッドにより獲得し映像信号を再生することを特徴とする請求項8記載の再生装置。
【請求項11】再生時、記録時の(M+M÷L)倍の速度で走行させ、Nフレームから構成される記録単位の隣合うL単位の中から前記第1から第Lまでのセグメントを順次獲得し映像信号を再生することを特徴とする請求項8から10までのいずれかに記載の再生装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル化された映像信号など大量のデータの記録再生を行うヘリカルスキャン方式の記録再生装置に関し、再生時、通常再生と異なる再生速度でも再生することができるVTR等の記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりディジタル記録VTRにおける特殊再生の方法として、例えば特開平2−94071号公報に示される方法が知られていた。この方法では高速再生時に、映像信号から抜きだした静止画情報を複数のトラック上のトレーシングパターン上に配置している。この方法によるとトレーシングパターンは標準再生以外の1種類の特殊再生速度に対応する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのような従来の構成のVTRでは、特殊再生として安定に静止画情報を獲得できる速度は1種類のみになってしまうが、VTRにおける特殊再生速度は1種類では不十分である。したがって、この方法で複数の特殊再生速度に対応するには、複数のトレーシングパターン上に重複してデータを配置する必要があり、複雑になるうえにデータに無駄が生じるなどの課題が存在する。
【0004】本発明はかかる点に鑑み、複数の特殊再生速度において良好な再生画質の映像を再生する記録再生装置を提供する事を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、数フレームから構成される映像信号の単位の中から映像信号の基本的な成分を抽出し複数のセグメントに分割、間欠的に選んだトラックの一部に記録する手段を具備し、高速再生時この成分を取得して再生画を出力する。
【0006】またさらに早い高速再生時は複数の記録単位の中から1セグメントずつ1フレーム分取得し出力する。
【0007】
【作用】上記の様にデータを配置すると、複数の再生速度においても画像を再生するデータを有効に獲得できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明による記録再生装置の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施例における記録再生装置のブロック図を示している。
【0009】図1において、入力端子1から入力されAD変換器2によりディジタル化された映像信号は帯域圧縮回路3により圧縮される。この帯域圧縮回路3は、例えば離散コサイン変換(DCT)を基本として構成される場合が一般的だが、この発明の本質にかかわるものではなく、基本的なデータとして画像の上位ビット、例えば、ディジタル化した映像信号の少なくとも最上位ビットを含む複数の上位ビットを使用する場合はなくてもよい。またハフマン符号等の可変長符号による圧縮を併用する場合もある。
【0010】帯域圧縮回路3により帯域圧縮された画像データのうち最も基本的なデータはデータ分配器4によりAデータバッファ5に転送される。また帯域圧縮された画像データのうち残りの画像データは、データ分配器4によりBデータバッファ6に転送される。データバッファ5,6はメモリにより構成され、一時的に各データを蓄え、テープ上の所定の場所にヘッドが来るまで読み出しは停止している。
【0011】ヘッドがテープ上の所定の位置に来るとスイッチ7が切り替わり、該データバッファよりデータを出力する。出力されたデータはID付加回路8にて画像の位置や成分を表すデータIDを付加され、さらに伝送符号化器9にて誤り訂正符号を付けられたのち変調される。変調方法はNRZIや8ー14変調など、一般的なディジタル変調でよい。伝送符号化器9にて変調されたデータは記録増幅器10からヘッド11,12を介してテープ13に記録される。
【0012】高速再生時はテープ13はキャプスタン14とピンチローラー15から構成されるテープ走行手段により矢印で示す方向へ記録時より速い速度で走行させ、ヘッド11、12から再生された再生信号はプリアンプ16、再生等化器17を通り伝送復号器18で復調されエラー訂正される。
【0013】再生されたデータは記録時の圧縮の逆のデコード処理をデコーダ19で受けるとともに、ID検出器20で調べたアドレスのフレームバッファ21上の位置へ格納される。フレームバッファ21は一定のレートで順次読み出され、DA変換器22によりDA変換され、映像信号として出力される。
【0014】図2に記録されるパターンを示す。図2において、順次入力される映像信号をフレーム単位で23から24で示している。映像信号はNフレームの単位でM本のトラックに分割して記録するが、Nフレームの中から1フレーム分の基本的な成分25を取り出し、L個のセグメントに分割される。水平に分割された基本的成分はM本のトラックの単位で構成されるNフレーム分の記録領域単位の中で等間隔になる様に選ばれたテープ26上のL個の箇所27〜31(図ではL=5)に図1のAデータバッファ5より転送され記録される。
【0015】記録単位中のL個の記録箇所27〜31が次の記録単位でも同じ位置に来るため、Lはトラック本数Mの因数(M÷Lが整数である)に選ぶ必要がある。
【0016】残りのテープ上の部分32にはBデータバッファ6より少なくとも上記基本成分以外のデータが転送され記録される。この場合、Bデータバッファ6に転送されるデータはフレーム間の相関を利用した圧縮がされていてもよい。
【0017】基本的な成分はNフレームの中の1フレームを選べばよい。しかしそのままではデータが多いため、帯域圧縮を行って記録すると効率がよい。例えば図3に示す様に、映像信号の8×8画素の離散コサイン変換により得られる変換係数のうち、直流成分33や低域成分34を画面の上からL分割して配置してもよい。
【0018】これによりM÷L倍速時には直流成分や低域成分より構成された再生画を得ることができる。またNフレームのすべてのフレームについて1フレームをN分割したセグメントに分解し、それぞれのフレームから1セグメント(1/Nフレーム分)ずつN個集めて1フレーム分の基本的なデータ25とし、前述と同様にL分割し、L箇所に分割して記録することもできる。
【0019】この場合、N分割とL分割の分割の方法は制限はなく、N分割は画面上で水平に境界のできる分割のとき、L分割は画面上に垂直に境界のできる分割としてもよい。
【0020】また、N=Lに選ぶと、L分割とL分割のセグメント化が共通化できるため、同様の分割方法を取ると回路規模が小さくできる等のメリットがある。
【0021】この場合、1枚のフレームからは1セグメントだけ基本的成分として抽出されるため、このセグメント内は少なくともフレーム間の相関を使った圧縮のように単独に得られたデータだけでデコードのできない処理は使えない。しかしこのフレームのその他のセグメントはこのような制限はなく、フレーム間の相関を利用した圧縮を用いてもよい。
【0022】図2に示す破線35は高速再生の時のヘッドの走査軌跡を示している。図2のように、高速再生時ではヘッドはM本のトラックをすべて走査しないが、M÷L倍の速度でテープを走行させるとL箇所のセグメントに分割された基本的成分27〜31を獲得することができる。この場合、キャプスタンを正しく送って基本的成分のある場所をヘッドが通過するようにする位相制御が必要である。これは現在市販されている家庭用VTRにおいて、特殊再生時にノイズバーを画面内で一定の位置に固定して見易くする時に通常使われている技術である。
【0023】M=40、L=5の場合、M÷Lは8で、破線35は8倍速を示し、8倍速で走行させると映像の基本的成分を再生できる。Nフレームの単位の中から特定の1フレームを選択し基本的成分として記録した場合は、8倍速で良好な再生画質を得ることができる。逆M÷L倍速も同様である。
【0024】基本的成分27〜31はトラックのほぼ中央部に配置され、ヘッド走査の方向とトラックの中心線が角度を持つため、その長さはヘッドがトラックを横切る時に得られる長さにとどめて記録されている。また図ではトラックの中央部としたがトラックのどの部分でも基本的に使用可能である。
【0025】次にさらに高速なテープ送りを行う場合を図4を用いて説明する。図4は図2のテープ上のトラックをさらに長い期間について示したものである。図4でテープ36上にはM本Nフレームからなる記録単位37から41が連続して記録されている。また各々の記録単位中にはL箇所にLセグメントに分割された基本的成分が記録されている。
【0026】テープは記録時の(M+M÷L)倍速で送られ、ヘッド軌跡は70に示すようになる。例えば、M=40、L=5の時は48倍速となる。テープが(M+M÷L)倍速で送られると、ヘッド軌跡は図のように隣合う記録単位でセグメントが42から46に順次進む様にデータが獲得され、L回の走査でL箇所に分割された1フレーム分の映像データを獲得することができる。
【0027】図5は(M+M÷L)倍速の時の再生フレームを示している。L個のセグメントはL回のヘッド走査でL個の記録単位37から41より順次獲得され、1フレームの再生画出力を得ることができる。各セグメントは1記録単位(Nフレーム)づつ時間的に離れており、各セグメントを構成するフレームNoは第1セグメントのフレームNoをJとすると、図5に示す通りである。
【0028】さらに画面の分割は水平に5分割したが垂直に分割しても構わない。コンポーネント方式で輝度信号以外に色差信号を含む場合も基本的には変わりなく、輝度信号、色差信号の中から画像を構成するために基本的な情報を抜き出せばよい。また映像以外にタイムコード等映像フレームの頁を表す情報について基本的なものを配置してもよい。こうすると高速再生時、頭出し等をタイムコードを検出して自動的に行うことができる。
【0029】基本的に1フレームを構成するトラックの数Mを40本として説明したが、これは一例で、32本でも12本でも同じである。またL=5で説明したが、Mの因数であればどの様な値でもよい。
【0030】また複数のフレーム毎にグループをつくり、そのうちの1枚のイントラフレームだけフレーム内圧縮を行い、グループ内のその他のフレームはフレーム間圧縮を用いるような、例えばインターフェース誌1992年8月号124頁に掲載されているMPEGの圧縮方法を用いる場合、基本的な成分としてイントラフレームのデータを用いればよい。
【0031】このように本実施例の構成では、複数の特殊再生速度で高速再生画像を行った時、画面全体のデータの基本的な成分を得ることができるため、高速再生時、良好な再生画質を得ることができる。また前記基本的なデータは、標準速再生においても使用するようにすれば、特殊再生用に特にデータを追加する必要がないため効率のよい記録ができる。
【0032】ヘッド構成を図1の実施例では2個のヘッドで説明したが、2種のアジマスを持つ図6に示すペアヘッドでも同様である。図6ではドラム47上に+アジマスのヘッド48、49と−アジマスのヘッド50、51が取り付けられている。異なるアジマス角のペアヘッドは記録時2本の平行したトラックをテープ上に形成するよう、トラック幅分高さを違えて取り付けられている。
【0033】この場合、図2のトラック1本が図7に示す様にペアトラック52になり、LペアトラックのL箇所に画像の基本的な成分が配置される。
【0034】以上、対向して取り付けた2個または2ペアのヘッドが同一の種類の場合について説明した。
【0035】つぎに対向して取り付けられたヘッドのアジマス角が+と−の様に異なっている場合について説明する。図8は対向して取り付けられたヘッド53、54を異なるアジマス角に設定している。これによりテープ上に記録されるテープパターンは図9に示すようになる。記録時+アジマスのヘッドと−アジマスのヘッドが交互にトラックを形成するため、テープ55上には+アジマスのトラック56と−アジマスのトラック57が交互に形成されている。
【0036】ところでM/L倍速のヘッド軌跡はやはり+アジマスと−アジマスのヘッドが交互に走査するため、L箇所に分割して置かれた基本的成分を含むトラックのアジマス角も+と−が交互に記録されている必要がある。このためにはL箇所に分割して置かれた基本的成分の間隔M/Lが奇数である必要があり、例えばM=42の時はL=6でM/Lが奇数になる。図において、+アジマスのM/L倍速の時のヘッド走査軌跡を58、−アジマスのヘッド軌跡を59で示す。トラックの+アジマス角が+−交互で、ヘッド走査も+−交互と一致し、60から61の基本成分を取得することができる。
【0037】またさらに高速のM+M/L倍速は図10に示す。図4と同様にM本のトラックから成る記録単位の中のL箇所に配置されたデータをL回の操作で取得することができる。図10では図9に示すM本のトラックによる記録単位62から63までのL単位について図示し、M+M/L倍速の+アジマスヘッドの走査軌跡64と−アジマスのヘッド軌跡65を示した。図9と同様にトラックとヘッドは同一のアジマスとなり効率よくデータを取得することができる。
【0038】尚、本実施例では記録再生装置の構成を示したが、記録装置のみ、または再生装置のみの構成としてもよいことはいうまでもない。
【0039】
【発明の効果】以上の様に本発明では、テープパターン上に映像信号の基本的成分を間欠的に配置することにより、複数の特殊再生速度において良好な再生画質を得ることができる。家庭用VTRや業務用VTRでは高速再生機能は、頭出しや早見などを行うため大変重要な機能であるが、このとき画質が悪いと頭出しや内容の確認が困難となるため、特殊再生時の画質を改善することにより、大変利用価値の高いVTRを提供できる。




 

 


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