JP2512925B2 - Digital VTR - Google Patents
Digital VTRInfo
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- JP2512925B2 JP2512925B2 JP62010754A JP1075487A JP2512925B2 JP 2512925 B2 JP2512925 B2 JP 2512925B2 JP 62010754 A JP62010754 A JP 62010754A JP 1075487 A JP1075487 A JP 1075487A JP 2512925 B2 JP2512925 B2 JP 2512925B2
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- circuit
- data
- tape edge
- quantization
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- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディジタルVTR、特に、ディジタルビデ
オ信号を高能率符号の符号化を行って情報量を圧縮する
ようにしたディジタルVTRに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital VTR, and more particularly to a digital VTR which encodes a digital video signal with a high efficiency code to compress the amount of information.
この発明では、一方のテープエッジから他方のテープ
エッジに向かって複数の所定長のトラックが順次形成さ
れ、次に、他方のテープエッジから一方のテープエッジ
に向かって複数の所定長のトラックが順次形成される動
作が繰り返される記録を行うディジタルVTRにおいて、
一方のテープエッジ及び他方のテープエッジに位置する
トラックには、他のトラックに記録されるディジタルビ
テオ信号の圧縮率の略々1/2の圧縮率で処理した記録デ
ータが記録され、高速再生される画質が良好となされ
る。In the present invention, a plurality of predetermined length tracks are sequentially formed from one tape edge to the other tape edge, and then a plurality of predetermined length tracks are sequentially formed from the other tape edge to one tape edge. In a digital VTR that performs recording in which the operations that are formed are repeated,
On the tracks located on one tape edge and the other tape edge, the record data processed at a compression rate of about 1/2 of the compression rate of the digital video signal recorded on the other track is recorded and reproduced at high speed. The image quality is good.
回転ヘッド型VTRの一つとして、回転ヘッドが上下に
移動し、磁気テープの幅方向に所定長のトラックが順次
形成される構成が提案されている。このタイプのVTRで
は、上又は下側のテープエッジに位置するトラックを連
続的に走査して高速再生動作がなされる。ディジタルビ
デオ信号の情報量が多いので、上記の回転ヘッド型VTR
を使用してディジタルビデオ信号に記録/再生を行う場
合、ディジタルビデオ信号の情報量を圧縮することが考
えられる。例えば特願昭60−268817号明細書に記載され
ているようなブロックのダイナミックレンジに適応して
可変長の符号化を行う高能率符号化装置を使用すること
ができる。As one of the rotary head type VTRs, a structure has been proposed in which the rotary head moves up and down to sequentially form tracks of a predetermined length in the width direction of the magnetic tape. In this type of VTR, high-speed reproducing operation is performed by continuously scanning the tracks located on the upper or lower tape edge. Since the amount of information in the digital video signal is large, the above rotary head type VTR
When recording / reproducing is performed on the digital video signal by using, it is conceivable to compress the information amount of the digital video signal. For example, it is possible to use a high-efficiency coding device as described in Japanese Patent Application No. 60-268817, which performs variable-length coding by adapting to the dynamic range of a block.
このブロックのダイナミックレンジに適応した符号化
を行う高能率符号化装置は、ブロック内に含まれる複数
画素の最大値及び最小値により規定されるダイナミック
レンジを求め、ダイナミックレンジを複数のレベル範囲
に分割し、最小値除去後の画素データが属するレベル範
囲と対応するコード信号を形成するものである。この場
合、量子化を行った時に生じる最大歪が略々一定となる
ようにダイナミックレンジに応じてコード信号のビット
数が変化される。A high-efficiency coding apparatus that performs coding adapted to the dynamic range of this block obtains a dynamic range defined by maximum and minimum values of a plurality of pixels included in the block, and divides the dynamic range into a plurality of level ranges. Then, the code signal corresponding to the level range to which the pixel data after the minimum value removal belongs is formed. In this case, the number of bits of the code signal is changed according to the dynamic range so that the maximum distortion generated when the quantization is performed becomes substantially constant.
上述のダイナミックレンジに適応した高能率符号(AD
RCと称する)は、伝送すべきデータ量を大幅に圧縮でき
るので、ディジタルVTRに適用して好適である。特に、
可変長ADRCは、圧縮率を高くすることができる。High efficiency code (AD
(Referred to as RC) is suitable for a digital VTR because it can significantly reduce the amount of data to be transmitted. In particular,
The variable length ADRC can increase the compression rate.
しかしながら、たとえ可変長ADRCを用いたとしても、
元の例えば1フレーム分のディジタルビデオ信号を1ト
ラックに圧縮して記録するために再生画像の画質の劣化
を避けることができない。特に、高速再生時には、テー
プエッジに位置するトラックのみが走査されて再生画像
を得ているので、画質の劣化が著しい欠点があった。However, even with variable length ADRC,
Since the original digital video signal for one frame, for example, is compressed and recorded in one track, deterioration of the image quality of the reproduced image cannot be avoided. In particular, during high-speed reproduction, only the track located at the tape edge is scanned to obtain a reproduced image, so that there is a drawback that the image quality is significantly deteriorated.
従って、この発明の目的は、高速再生動作の場合、走
査されるトラックがテープエッジの一方に位置するトラ
ックであることに着目し、このテープエッジに位置する
トラックには、他のトラックに記録される記録データの
圧縮率の略々1/2に圧縮率を下げた記録データを記録す
ることにより、高速再生時に良質な再生画像が得られる
ディジタルVTRを提供することにある。Therefore, it is an object of the present invention to pay attention to the fact that the track to be scanned is located on one side of the tape edge in the case of high-speed reproduction operation, and the track located on this tape edge is recorded on the other track. It is to provide a digital VTR capable of obtaining a reproduced image of high quality during high-speed reproduction by recording the record data whose compression ratio is reduced to about 1/2 of that of the record data.
この発明では、一方のテープエッジから他方のテープ
エッジに向かって複数の所定長のトラックが順次形成さ
れ、次に、他方のテープエッジから一方のテープエッジ
に向かって複数の所定長のトラックが順次形成される動
作が繰り返される記録を行うディジタルVTRにおいて、
ディジタルビデオ信号を第1の圧縮率でもって高能率符
号の符号化を行う量子化回路と、ディジタルビデオ信号
を第1の圧縮率の略々1/2の第2の圧縮率でもって高能
率符号の符号化を行う量子化回路とが備えられ、一方の
テープエッジ及び他方のテープエッジに位置するトラッ
クには、第2の圧縮率で処理した記録データが記録さ
れ、テープエッジに位置しない他のトラックには、第1
の圧縮率で処理した記録データが記録される。In the present invention, a plurality of predetermined length tracks are sequentially formed from one tape edge to the other tape edge, and then a plurality of predetermined length tracks are sequentially formed from the other tape edge to one tape edge. In a digital VTR that performs recording in which the operations that are formed are repeated,
A quantizer circuit for encoding a high-efficiency code with a digital video signal at a first compression rate, and a high-efficiency code with a digital video signal at a second compression rate which is approximately 1/2 of the first compression rate. And a quantizing circuit for performing the encoding of the recording data processed by the second compression rate are recorded on the tracks located on one tape edge and the other tape edge, and other tracks not located on the tape edge are recorded. No 1 on the truck
The record data processed at the compression rate of is recorded.
テープエッジ以外に形成されるトラックの夫々には、
例えば1フレーム分のディジタルビデオ信号が可変長AD
RCにより圧縮され、この圧縮された記録データが記録さ
れている。また、テープエッジに位置するトラックに
は、圧縮率が他のトラックの圧縮率の略々1/2に下げら
れ、従って、テープエッジに位置するトラックの場合で
は、2本のトラックとして1フレーム分のディジタルビ
デオ信号が記録される。高速再生時には、テープエッジ
に位置するトラックが連続的に再生され、圧縮率が低い
データから復元画像が得られるので、良質の再生画像が
得られる。For each of the tracks formed other than the tape edge,
For example, a digital video signal for one frame has a variable length AD
It is compressed by RC, and this compressed record data is recorded. In addition, the compression rate of the track located at the tape edge is reduced to about 1/2 of the compression rate of the other tracks. Therefore, in the case of the track located at the tape edge, two tracks are equivalent to one frame. The digital video signal of is recorded. During high-speed reproduction, the track located at the tape edge is continuously reproduced, and the restored image is obtained from the data having a low compression ratio, so that a reproduced image of good quality can be obtained.
この発明が適用されたディジタルVTRについて図面を
参照して詳細に説明する。この説明は、下記の項目に従
ってなされる。A digital VTR to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. This explanation is made according to the following items.
a.ADRCエンコーダ及びADRCデコーダ b.可変長量子化とバッファリング c.ドラム機構と記録パターン d.変形例 a.ADRCエンコーダ及びADRCデコーダ 第1図において、1で示す入力端子に例えば1サンプ
ルが8ビットに量子化されたディジタルビデオ信号が供
給され、入力ディジタルビデオ信号がブロック化回路2
に供給される。ブロック化回路2により、入力ディジタ
ルビデオ信号が符号化の単位である2次元ブロック毎に
連続する信号に変換される。ブロック化回路2では、例
えば(570ライン×720画素)の1フレームの画面が第2
図に示すように、(M×N)ブロックに細分化される。
1ブロックは、例えば第3図に示すように、(4ライン
×4画素)の大きさとされている。ブロック化回路2か
らは、B11,B12,B13・・・・BNMのブロックの順序に変換
されたディジタルビデオ信号が発生する。ADRC encoder and ADRC decoder b. Variable-length quantization and buffering c. Drum mechanism and recording pattern d. Modified example a. ADRC encoder and ADRC decoder In FIG. 1, for example, one sample is 8 at the input terminal indicated by 1. A digital video signal quantized into bits is supplied, and an input digital video signal is blocked by a blocking circuit 2
Is supplied to. The block circuit 2 converts the input digital video signal into a continuous signal for each two-dimensional block which is a unit of encoding. In the blocking circuit 2, for example, the screen of one frame of (570 lines × 720 pixels) is the second
As shown in the figure, it is subdivided into (M × N) blocks.
One block has a size of (4 lines × 4 pixels), for example, as shown in FIG. From the block formation circuit 2, a digital video signal converted into the order of blocks B 11 , B 12 , B 13, ... B NM is generated.
ブロック化回路2の出力信号が最大値MAXをブロック
毎に検出する最大値検出回路3,最小値MINをブロック毎
に検出する最小値検出回路4及び遅延回路5に供給され
る。検出された最大値MAX及び最小値MINが減算回路6に
供給され、(MAX−MIN=DR)で表されるダイナミックレ
ンジDRが減算回路6から得られる。遅延回路5は、最小
値MAX及び最小値MINを検出するために必要な時間、デー
タを遅延させる。遅延回路5からのビデオデータから最
小値MINが減算回路7において減算され、減算回路7か
らは、最小値除去後のデータPDIが得られる。The output signal of the blocking circuit 2 is supplied to a maximum value detection circuit 3 for detecting a maximum value MAX for each block, a minimum value detection circuit 4 for detecting a minimum value MIN for each block, and a delay circuit 5. The detected maximum value MAX and minimum value MIN are supplied to the subtraction circuit 6, and the dynamic range DR represented by (MAX-MIN = DR) is obtained from the subtraction circuit 6. The delay circuit 5 delays the data for the time required to detect the minimum value MAX and the minimum value MIN. The minimum value MIN is subtracted from the video data from the delay circuit 5 in the subtraction circuit 7, and the data PDI from which the minimum value has been removed is obtained from the subtraction circuit 7.
最小値除去後のデータPDIが遅延回路8を介して量子
化回路9A及び9Bに供給される。量子化回路9A及び9Bに
は、ROM11A及び11Bから量子化幅Δa及びΔbのデータ
が夫々供給される。量子化回路9A及び9Bは、量子化幅Δ
a及びΔbを用いてデータPDIを量子化する可変長のADR
C符号化を夫々行う。即ち、量子化回路9A及び9Bでは、
ブロック内の画素データが共有する最小値MINが除去さ
れた画素データPDIが量子化幅Δa及びΔbで徐算さ
れ、ブロックのダイナミックレンジDRに応じた可変のビ
ット数の量子化がなされる。The data PDI after the removal of the minimum value is supplied to the quantization circuits 9A and 9B via the delay circuit 8. The quantization circuits 9A and 9B are supplied with data of the quantization widths Δa and Δb from the ROMs 11A and 11B, respectively. The quantization circuits 9A and 9B have a quantization width Δ
Variable-length ADR that quantizes the data PDI using a and Δb
Perform C encoding respectively. That is, in the quantization circuits 9A and 9B,
The pixel data PDI from which the minimum value MIN shared by the pixel data in the block is removed is gradually divided by the quantization widths Δa and Δb, and the variable number of bits is quantized according to the dynamic range DR of the block.
量子化幅Δaに対して量子化幅Δbが1/2とされてい
るので、量子化回路9BでなされるADRC符号化の圧縮率
は、量子化回路9AでなされるADRC符号化の圧縮率の1/2
となる。つまり、量子化回路9Aから出力されるコード信
号DTaのビット数が(0〜4ビット)とすると、量子化
回路9Bから出力されるコード信号DTbのビット数が(0
〜8ビット)とされている。Since the quantization width Δb is 1/2 with respect to the quantization width Δa, the compression rate of the ADRC encoding performed by the quantization circuit 9B is the same as the compression rate of the ADRC encoding performed by the quantization circuit 9A. 1/2
Becomes That is, if the number of bits of the code signal DTa output from the quantization circuit 9A is (0 to 4 bits), the number of bits of the code signal DTb output from the quantization circuit 9B is (0
~ 8 bits).
ブロック内のビデオ信号は、2次元的相関及び3次元
的相関を有しているので、ダイナミックレンジDRは、元
のデータの値に比して小さくなり、8ビットより少ない
ビット数で量子化しても、量子化歪が目立たない。量子
化回路9A及び9Bは、例えばROMで構成される。量子化回
路9A及び9Bからは、最大のビット数である4ビット及び
8ビットのコード信号DTa及びDTbが夫々発生する。量子
化回路9A及び9Bからのコード信号DTa,DTbがスイッチ回
路14Bの入力端子a及びbに夫々供給される。スイッチ
回路14Bで選択されたコード信号がフレーム化回路16に
供給される。Since the video signal in the block has a two-dimensional correlation and a three-dimensional correlation, the dynamic range DR is smaller than the original data value and is quantized with a bit number less than 8 bits. However, the quantization distortion is not noticeable. The quantization circuits 9A and 9B are composed of ROM, for example. From the quantizing circuits 9A and 9B, 4-bit and 8-bit code signals DTa and DTb, which are the maximum number of bits, are generated, respectively. The code signals DTa and DTb from the quantizing circuits 9A and 9B are supplied to the input terminals a and b of the switch circuit 14B, respectively. The code signal selected by the switch circuit 14B is supplied to the framing circuit 16.
量子化回路9A及び9Bの出力信号の中で有効ビットが後
段のフレーム化回路16において選択される。このため、
ROM11A及び11Bでは、量子化幅Δa及びΔbと共に、そ
のブロックのビット数を示すデータNa及びNbが形成され
る。これらのデータNa及びNbがスイッチ回路14Aの入力
端子a及びbに夫々供給され、スイッチ回路14Aで選択
されたデータがフレーム化回路16に供給される。スイッ
チ回路14a及び14bは、端子15からの制御信号により制御
される。この制御信号は、VTRの回転ヘッドが磁気テー
プのテープエッジに位置するトラックを走査する時と他
のトラックを走査する時とで異なるレベルを有する。ス
イッチ回路14A及び14Bは、テープエッジに位置するトラ
ックに出力端子17からのディジタルデータを記録する時
に、入力端子bと出力端子cとが接続され、テープエッ
ジに位置するトラック以外のトラックにディジタルデー
タを記録する時に、入力端子aと出力端子cとが接続さ
れる。Of the output signals of the quantizing circuits 9A and 9B, effective bits are selected in the framing circuit 16 in the subsequent stage. For this reason,
In the ROMs 11A and 11B, data Na and Nb indicating the number of bits of the block are formed together with the quantization widths Δa and Δb. The data Na and Nb are supplied to the input terminals a and b of the switch circuit 14A, respectively, and the data selected by the switch circuit 14A is supplied to the framing circuit 16. The switch circuits 14a and 14b are controlled by a control signal from the terminal 15. This control signal has different levels when the rotary head of the VTR scans a track located at the tape edge of the magnetic tape and when it scans another track. When recording the digital data from the output terminal 17 on the track located at the tape edge, the switch circuits 14A and 14B are connected to the input terminal b and the output terminal c, and the digital data are recorded on the tracks other than the track located at the tape edge. When recording, the input terminal a and the output terminal c are connected.
ディジタルVTRでは、記録されるデータの伝送レート
が一定であるため、伝送データ量を制限しないと、一部
のデータを記録できなかったり、必要以上に圧縮率を高
くして再生画像の質が劣化したりする。そこで、バッフ
ァリング回路10が設けられ、バッファリング回路10にお
いて、ADRC符号化されようとする1画面の全ブロックの
ダイナミックレンジDRの度数分布が調べられ、最適な可
変長符号化がなされる。With a digital VTR, the transmission rate of recorded data is constant, so if you do not limit the amount of transmission data, some data cannot be recorded, or the compression rate becomes higher than necessary and the quality of the reproduced image deteriorates. To do Therefore, the buffering circuit 10 is provided, and the buffering circuit 10 checks the frequency distribution of the dynamic range DR of all the blocks of one screen to be ADRC encoded, and performs the optimum variable length encoding.
バッファリング回路10には、減算回路6からダイナミ
ックレンジDRが供給される。バッファリング回路10で
は、伝送データのレートが一定となるようなしきい値T
1,T2,T3,T4が求められ、このしきい値と対応するパラメ
ータコードPiが出力される。このパラメータコードPiと
ブロックのダイナミックレンジDRがROM11A及び11Bに供
給され、量子化幅Δa及びΔbがROM11A及び11Bから夫
々読み出される。量子化回路9AによりなされるADRC符号
化に対して量子化回路9BによりなされるADRC符号化は、
圧縮率が1/2であるが、後述のように、量子化回路9Bか
らのコード信号DTbは、テープエッジに位置するトラッ
クの2本分に記録されるので、バッファリングに関して
は、共通の処理が行われる。The dynamic range DR is supplied from the subtraction circuit 6 to the buffering circuit 10. In the buffering circuit 10, a threshold value T that keeps the transmission data rate constant
1, T2, T3, T4 are obtained, and the parameter code Pi corresponding to this threshold value is output. The parameter code Pi and the dynamic range DR of the block are supplied to the ROMs 11A and 11B, and the quantization widths Δa and Δb are read from the ROMs 11A and 11B, respectively. The ADRC encoding performed by the quantizing circuit 9B is the same as the ADRC encoding performed by the quantizing circuit 9A.
Although the compression rate is 1/2, the code signal DTb from the quantizing circuit 9B is recorded in two tracks located at the tape edge as described later, and therefore, common processing is performed for buffering. Is done.
遅延回路12及び13は、最適なしきい値がバッファリン
グ回路10で求まり、可変長量子化がされる迄の時間、ダ
イナミックレンジDR及び最小値MINを遅延させる。バッ
ファリング回路10からのパラメータコードPiと遅延回路
12,13からのダイナミックレンジDR及び最小値MINとスイ
ッチ回路14Aからのビット数のデータとスイッチ回路14B
からのコード信号とがフレーム化回路16に供給される。The delay circuits 12 and 13 delay the dynamic range DR and the minimum value MIN until the optimum threshold value is obtained by the buffering circuit 10 and variable length quantization is performed. Parameter code Pi from buffering circuit 10 and delay circuit
Dynamic range DR and minimum value MIN from 12, 13 and data of bit number from switch circuit 14A and switch circuit 14B
And the code signal from the frame are supplied to the framing circuit 16.
フレーム化回路16は、可変長データとしてのコード信
号及び固定長データとしての付加コードPi,DR,MINにエ
ラー訂正用の符号化を施したり、同期信号の付加を行
う。フレーム化回路16の出力端子17に送信データが得ら
れる。1画面で一個のパラメータコードPiが伝送され、
1ブロック毎にDR,MINのデータが伝送され、1画素毎に
コード信号DTが伝送される。また、フレーム化回路16で
は、前述のように、スイッチ回路14Aからのビット数を
示すデータを用いて、スイッチ回路14Bからのコード信
号の有効なビットの選択がなされる。The framing circuit 16 performs error correction coding on the code signal as variable length data and the additional codes Pi, DR, MIN as fixed length data, and adds a synchronization signal. Transmission data is obtained at the output terminal 17 of the framing circuit 16. One parameter code Pi is transmitted on one screen,
DR and MIN data are transmitted for each block, and the code signal DT is transmitted for each pixel. Further, in the framing circuit 16, as described above, the effective bit of the code signal from the switch circuit 14B is selected using the data indicating the number of bits from the switch circuit 14A.
受信されたデータは、第4図において21で示す入力端
子に供給され、フレーム分解回路22により、パラメータ
コードPi、ダイナミックレンジDR、コード信号DT(DTa
又はDTb)、最小値MINの夫々に分解される。復号化回路
23は、ADRCエンコーダの量子化回路9A及び9Bと逆にコー
ド信号DTa及びDTbの夫々を復元レベルに変換する。復号
化回路23からの復元レベルが加算回路25に供給され、最
小値MINが復元レベルに加算され、加算回路25からの復
元データがブロック分解回路26に供給される。ブロック
分解回路26の出力端子27からテレビジョン信号と同様の
順序の出力データが得られる。The received data is supplied to the input terminal 21 shown in FIG. 4, and the frame decomposition circuit 22 causes the parameter code Pi, the dynamic range DR, and the code signal DT (DTa
Or DTb) and the minimum value MIN. Decoding circuit
A converter 23 converts each of the code signals DTa and DTb into a restoration level, contrary to the quantization circuits 9A and 9B of the ADRC encoder. The restoration level from the decoding circuit 23 is supplied to the addition circuit 25, the minimum value MIN is added to the restoration level, and the restored data from the addition circuit 25 is supplied to the block decomposition circuit 26. From the output terminal 27 of the block decomposing circuit 26, output data in the same order as the television signal is obtained.
b.可変長量子化とバッファリング 第5図は、量子化回路9Aにおいてなされる可変長量子
化を説明するもので、T1,T2,T3,T4が夫々割り当てビッ
ト数を決定するしきい値である。これらのしきい値は、
(T4<T3<T2<T1)の関係にある。b. Variable length quantization and buffering FIG. 5 explains variable length quantization performed in the quantization circuit 9A, in which T1, T2, T3, and T4 are thresholds that determine the number of allocated bits, respectively. is there. These thresholds are
(T4 <T3 <T2 <T1).
ダイナミックレンジDRが(DR=T4−1)の時には、第
5図Aに示すように、最大値MAXと最小値MINのみが伝送
され、受信側では、両者の中間のレベルL0が復元レベル
とされる。従って、第5図Aに示すように、ダイナミッ
クレンジDRが(T4−1)の時には、量子化幅がΔ0とな
る。ダイナミックレンジDRが(0≦DR≦T4−1)の場合
には、割り当てビット数が0ビットである。When the dynamic range DR is (DR = T4-1), as shown in FIG. 5A, only the maximum value MAX and the minimum value MIN are transmitted, and at the receiving side, the intermediate level L0 is set as the restoration level. It Therefore, as shown in FIG. 5A, when the dynamic range DR is (T4-1), the quantization width is Δ0. When the dynamic range DR is (0 ≦ DR ≦ T4-1), the number of allocated bits is 0 bit.
第5図Bは、ダイナミックレンジDRが(T3−1)の場
合を示す。ダイナミックレンジDRが(T4≦DR≦T3−1)
の時には、割り当てビット数が1ビットとされる。従っ
て検出されたダイナミックレンジDRが2つのレベル範囲
に分割され、ブロックの最小値除去後の画素データPDI
が属するレベル範囲が量子化幅(Δa=Δ1)を用いて
調べられ、レベル範囲と対応する“0"又は“1"の一方の
コード信号が割り当てられ、復元レベルがL0又はL1とさ
れる。FIG. 5B shows the case where the dynamic range DR is (T3-1). Dynamic range DR is (T4 ≦ DR ≦ T3-1)
When, the number of allocated bits is 1 bit. Therefore, the detected dynamic range DR is divided into two level ranges, and the pixel data PDI after the minimum value of the block is removed.
Is examined using the quantization width (Δa = Δ1), one of the code signals “0” or “1” corresponding to the level range is assigned, and the restoration level is set to L0 or L1.
第5図に示される可変長符号化は、ダイナミックレン
ジが大きくなるほど、量子化幅Δaが(Δ0<Δ1<Δ
2<Δ3<Δ4)と大きくされる非直線量子化が行われ
る。非直線量子化は、量子化歪が目立ち易いダイナミッ
クレンジが小さいブロックでは、最大歪を小さくし、逆
に、ダイナミックレンジが大きいブロックでは、最大歪
を大きくするもので、圧縮率がより高くされる。In the variable length coding shown in FIG. 5, the quantization width Δa becomes (Δ0 <Δ1 <Δ as the dynamic range increases.
Non-linear quantization that is increased to 2 <Δ3 <Δ4) is performed. Non-linear quantization increases the maximum distortion in a block having a small dynamic range where quantization distortion is easily noticed, and conversely increases the maximum distortion in a block having a large dynamic range, and the compression rate is made higher.
ダイナミックレンジDRが(T2−1)の場合には、第5
図Cに示すように、検出されたダイナミックレンジDRが
4個のレベル範囲に分割され、レベル範囲の夫々に対し
て、2ビット(00)(01)(10)(11)が割り当てら
れ、各レベル範囲の中央のレベルが復元レベルL0,L1,L
2,L3とされる。従って、量子化幅(Δa=Δ2)を用い
てデータPDIの属するレベル範囲が調べられる。ダイナ
ミックレンジDRが(T3≦DR≦T2−1)の場合では、割り
当てビット数が2ビットとされる。If the dynamic range DR is (T2-1), the fifth
As shown in FIG. C, the detected dynamic range DR is divided into four level ranges, and 2 bits (00) (01) (10) (11) are assigned to each of the level ranges. The level at the center of the level range is the restoration level L0, L1, L
2, L3. Therefore, the level range to which the data PDI belongs is examined using the quantization width (Δa = Δ2). When the dynamic range DR is (T3 ≦ DR ≦ T2-1), the number of allocated bits is 2 bits.
また、ダイナミックレンジDRが(T1−1)の場合で
は、第5図Dに示すように、検出されたダイナミックレ
ンジDRが8個のレベル範囲に分割され、レベル範囲の夫
々に対して、3ビット(000)(001)・・・(111)が
割り当てられ、各レベル範囲の中央のレベルが復元レベ
ルL0,L1・・・L7とされる。従って量子化幅ΔaがΔ3
となる。ダイナミックレンジDRが(T2≦DR≦T1−1)の
場合では、割り当てビット数が3ビットとされる。Further, when the dynamic range DR is (T1-1), the detected dynamic range DR is divided into eight level ranges as shown in FIG. 5D, and 3 bits are set for each level range. (000) (001) ... (111) are assigned, and the central level of each level range is set as the restoration level L0, L1 ... L7. Therefore, the quantization width Δa is Δ3
Becomes When the dynamic range DR is (T2 ≦ DR ≦ T1-1), the number of allocated bits is 3 bits.
更に、ダイナミックレンジが最大の255の場合には、
第5図Eに示すように、検出されたダイナミックレンジ
DRが16個のレベル範囲に分割され、レベル範囲の夫々に
対して、4ビット(0000)(0001)・・・(1111)が割
り当てられ、各レベル範囲の中央のレベルが復元レベル
L0,L1・・・L15とされる。従って、量子化幅ΔaがΔ4
となる。ダイナミックレンジDRが(T1≦DR≦255)の場
合では、割り当てビット数が4ビットとされる。Furthermore, when the maximum dynamic range is 255,
As shown in FIG. 5E, the detected dynamic range
DR is divided into 16 level ranges, 4 bits (0000) (0001) ... (1111) are allocated to each level range, and the central level of each level range is the restoration level.
L0, L1 ... L15. Therefore, the quantization width Δa is Δ4
Becomes When the dynamic range DR is (T1 ≦ DR ≦ 255), the number of allocated bits is 4 bits.
しきい値T1〜T4としては、一例として、最高伝送レー
トが(2ビット/画素)の時に、パラメータコードPiで
区別される次の11個のセットが用意される。As the threshold values T1 to T4, for example, the following eleven sets which are distinguished by the parameter code Pi when the maximum transmission rate is (2 bits / pixel) are prepared.
上述のしきい値の中で、パラメータコードP1で指定さ
れるしきい値のセットが最も量子化歪を小さくできる。
バッファリング回路10では、1フレーム内の全てのブロ
ックのダイナミックレンジDRの度数分布が求められる。
この度数分布に対してパラメータコードP1で示すしきい
値のセットから順に適用してADRC符号化を行った場合の
コード信号DTa(又はDTb)の全ビット数(発生情報量)
が算出される。この発生情報量が予め分かっているデー
タしきい値と比較され、データしきい値を超えない範囲
でなるべく歪が小さいしきい値のセットが決定される。 Among the above thresholds, the set of thresholds specified by the parameter code P 1 can minimize the quantization distortion.
The buffering circuit 10 obtains the frequency distribution of the dynamic range DR of all the blocks in one frame.
The total number of bits (generated information amount) of the code signal DTa (or DTb) when ADRC encoding is performed by sequentially applying the threshold value set indicated by the parameter code P 1 to this frequency distribution.
Is calculated. This generated information amount is compared with a known data threshold value, and a set of threshold values having distortion as small as possible within a range not exceeding the data threshold value is determined.
即ち、しきい値T1〜T4によって分けられたダイナミッ
クレンジDRの五個の範囲に含まれるブロック数の中で、
0ビットが割り当てられるブロック数を除くブロック数
の夫々に対して割り当てビット数が乗じられることによ
り、発生情報量が求められる。この発生情報量がデータ
しきい値と比較され、データしきい値を超える時には、
より大きいしきい値のセットが適用され、同様にして発
生情報量が算出される。That is, in the number of blocks included in the five ranges of the dynamic range DR divided by the threshold values T1 to T4,
The generated information amount is obtained by multiplying each of the block numbers excluding the block to which 0 bit is assigned by the assigned bit number. When this amount of generated information is compared with the data threshold value and exceeds the data threshold value,
A larger threshold set is applied and the amount of generated information is calculated in the same manner.
c.ドラム機構と記録パターン 第6図は、この一実施例における回転ヘッド型VTRの
ドラム機構の概略を示すもので、第6図において、31が
テープ案内ドラムを示す。テープ案内ドラム31の周面に
図示せずも磁気テープが巻き付けられ、回転ヘッド32a,
32bが磁気テープを走査する。回転ヘッド32a,32bは、モ
ータ33により回転される。また、テープ案内ドラム31と
モータ33とが一体にモータ34により上下動される。35
は、モータ34によりテープ案内ドラム31及びモータ33を
上下動させるためのギアである。c. Drum mechanism and recording pattern FIG. 6 shows the outline of the drum mechanism of the rotary head type VTR in this embodiment. In FIG. 6, 31 is a tape guide drum. A magnetic tape (not shown) is wound around the peripheral surface of the tape guide drum 31, and the rotary head 32a,
32b scans the magnetic tape. The rotary heads 32a and 32b are rotated by the motor 33. Further, the tape guide drum 31 and the motor 33 are integrally moved up and down by the motor 34. 35
Is a gear for vertically moving the tape guide drum 31 and the motor 33 by the motor 34.
上述のドラム機構を有するVTRの記録パターンは、第
7図に示すものとなる。第7図において、36で示す磁気
テープの幅方向にトラック幅W,トラック長Lのトラック
が矢印で示すように、順次形成される。1本のトラック
には、例えば1フレーム分のデータが記録される。但
し、斜線を付してなるテープエッジに位置するトラック
の場合には、2本のトラックに対して1フレーム分のデ
ータが記録される。The recording pattern of the VTR having the above-mentioned drum mechanism is as shown in FIG. In FIG. 7, tracks having a track width W and a track length L are sequentially formed in the width direction of the magnetic tape indicated by 36 as indicated by arrows. For example, data for one frame is recorded on one track. However, in the case of a track located at the tape edge formed by hatching, data for one frame is recorded on two tracks.
記録時及び通常の再生時には、矢印で示す順序で、回
転ヘッド32a及び32bが磁気テープ36を走査する。また、
高速再生時には、テープ案内ドラム31及びモータ33の上
下動がなされず、斜線を付した上側又は下側の一方のテ
ープエッジに位置するトラックのみが連続的に走査され
る。前述のように、これらのテープエッジに位置するト
ラックには、ADRC符号化の圧縮率が1/2のデータが記録
されているので、高速再生時に得られる復元データが量
子化歪が小さい良質なものとなる。テープエッジに位置
するトラックでは、1フレームに割当てられるトラック
長が2倍になるため、高速再生時の画面数が1/2になる
が、通常再生ではないため、問題にならない。また、ト
ラック幅Wの縦のトラック列では、一枚ずつ記録できる
フレーム数が少なくなるが、全体の記録時間から見た場
合、影響が少ない。むしろ、通常の再生時でも、所定数
のフレーム毎に良質な復元データのフレームが現れるの
で、再生画質の改善を多少図ることができる。During recording and normal reproduction, the rotary heads 32a and 32b scan the magnetic tape 36 in the order shown by the arrows. Also,
During high-speed reproduction, the tape guide drum 31 and the motor 33 are not moved up and down, and only the tracks located on one of the upper and lower tape edges with diagonal lines are continuously scanned. As described above, since the ADRC encoding compression rate of 1/2 is recorded on the tracks located at these tape edges, the restored data obtained during high-speed reproduction has good quantization distortion and good quality. Will be things. Since the track length assigned to one frame in the track located at the tape edge is doubled, the number of screens during high-speed playback is halved, but this is not a problem because it is not normal playback. Further, in the vertical track row having the track width W, the number of frames that can be recorded one by one is small, but when viewed from the entire recording time, the influence is small. Rather, even during normal reproduction, a high-quality restored data frame appears every predetermined number of frames, so that the reproduction image quality can be improved to some extent.
d.変形例 この発明は、3次元ブロックのADRCに対しても適用で
きる。3次元ブロックが例えば2フレームに夫々属する
2個の2次元領域で構成される場合、1ブロック内の画
素数が2倍となる。また、3次元ブロックのADRCでは、
圧縮率を高くする目的で、2個の2次元領域の間で動き
の有無を判定し、動きが有る時には、2個の2次元領域
の画素データ即ち、ブロック内の全画素データの符号化
を行い、動きが無い時には、1個の2次元領域の画素デ
ータを符号化する処理がなされる。更に、背景メモリを
設け、背景メモリと一致及び不一致を判別し、ブロック
内のデータの全フレームが一致し、且つこのブロック内
のデータが背景メモリのデータと異なった時に背景メモ
リの更新を行い、不一致フレームのデータのみをADRC符
号化する方式を用いる場合にもこの発明は、適用でき
る。この背景メモリに格納されるデータとして、テープ
エッジに位置する圧縮率の低いデータが用いられ、解像
度及び低雑音が要求される静止部を良質なものとしても
良い。d. Modified Example The present invention can be applied to ADRC of a three-dimensional block. When a three-dimensional block is composed of, for example, two two-dimensional regions each belonging to two frames, the number of pixels in one block is doubled. In addition, in three-dimensional block ADRC,
For the purpose of increasing the compression ratio, it is determined whether or not there is motion between the two two-dimensional regions, and when there is a motion, the pixel data of the two two-dimensional regions, that is, encoding of all the pixel data in the block is performed. When there is no motion, a process of encoding pixel data of one two-dimensional area is performed. Further, a background memory is provided, and whether the background memory matches or does not match is determined, all the frames of the data in the block match, and when the data in this block differs from the data in the background memory, the background memory is updated, The present invention can also be applied to the case of using the method of ADRC encoding only the data of the mismatched frames. As the data stored in the background memory, the data located at the tape edge and having a low compression rate is used, and the stationary portion which requires the resolution and the low noise may be of good quality.
また、この発明では、最大歪を一定にする直線量子化
を行う可変長ADRCを行う場合に並びに圧縮率を高くする
ためにサブサンプリングを行ってからADRCを行う場合に
も適用できる。The present invention can also be applied to the case of performing the variable-length ADRC that performs the linear quantization that makes the maximum distortion constant, and the case of performing the ADRC after performing the sub-sampling to increase the compression rate.
この発明に依れば、例えば高速再生時に走査されるテ
ープエッジのトラックには、他のトラックに記録される
データに比して圧縮率が低い高能率符号化がされたデー
タが記録されるので、高速再生時の再生画質を良好なも
のとできる。According to the present invention, for example, high-efficiency-encoded data having a lower compression rate than data recorded on other tracks is recorded on a tape edge track scanned during high-speed reproduction. It is possible to improve the playback image quality during high-speed playback.
第1図はこの発明の一実施例のADRCエンコーダの構成を
示すブロック図、第2図及び第3図はブロックの説明の
ための略線図、第4図はADRCデコーダのブロック図、第
5図は可変長量子化の説明のための略線図、第6図はこ
の発明を適用できる回転ヘッド型VTRのドラム機構の斜
視図、第7図はこの発明を適用できる回転ヘッド型VTR
の記録パターンを示す略線図である。 図面における主要な符号の説明 1:ディジタルビデオ信号の入力端子、2:ブロック化回
路、3:最大値検出回路、4:最小値検出回路、6,7:減算回
路、9A,9B:量子化回路、10:バッファリング回路。1 is a block diagram showing the configuration of an ADRC encoder according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams for explaining the blocks, FIG. 4 is a block diagram of an ADRC decoder, and FIG. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining variable length quantization, FIG. 6 is a perspective view of a drum mechanism of a rotary head type VTR to which the present invention can be applied, and FIG. 7 is a rotary head type VTR to which the present invention can be applied.
It is a schematic diagram showing a recording pattern of. Description of main symbols in the drawings 1: Digital video signal input terminal, 2: Blocking circuit, 3: Maximum value detection circuit, 4: Minimum value detection circuit, 6,7: Subtraction circuit, 9A, 9B: Quantization circuit , 10: Buffering circuit.
Claims (1)
ジに向かって複数の所定長のトラックが順次形成され、
次に、上記他方のテープエッジから上記一方のテープエ
ッジに向かって複数の所定長のトラックが順次形成され
る動作が繰り返される記録を行うディジタルVTRにおい
て、 ディジタルビデオ信号を第1の圧縮率でもって高能率符
号の符号化を行う手段と、 上記ディジタルビデオ信号を上記第1の圧縮率の略々1/
2の第2の圧縮率でもって上記高能率符号の符号化を行
う手段とを備え、 上記一方のテープエッジ及び上記他方のテープエッジに
位置するトラックには、上記第2の圧縮率で処理した記
録データを記録し、上記テープエッジに位置しない他の
トラックには、上記第1の圧縮率で処理した記録データ
を記録するようにしたことを特徴とするディジタルVT
R。1. A plurality of tracks of a predetermined length are sequentially formed from one tape edge toward the other tape edge,
Next, in a digital VTR for recording in which the operation of sequentially forming a plurality of tracks of a predetermined length from the other tape edge to the one tape edge is repeated, a digital video signal is transferred at a first compression rate. A means for encoding a high efficiency code, and the digital video signal is approximately 1 / th of the first compression rate.
And a means for performing encoding of the high efficiency code with a second compression rate of 2. The tracks located on the one tape edge and the other tape edge are processed at the second compression rate. Recorded data is recorded, and the recorded data processed at the first compression rate is recorded on other tracks not located at the tape edge.
R.
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