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JPH0442873B2 - - Google Patents
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JPH0442873B2 - - Google Patents

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JPH0442873B2
JPH0442873B2 JP57186565A JP18656582A JPH0442873B2 JP H0442873 B2 JPH0442873 B2 JP H0442873B2 JP 57186565 A JP57186565 A JP 57186565A JP 18656582 A JP18656582 A JP 18656582A JP H0442873 B2 JPH0442873 B2 JP H0442873B2
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Toshio Goto
Hideki Hayashi
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  • Signal Processing (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はビデオフオーマツト信号の記録再生方
式に関し、特に画像情報と音声情報とをビデオフ
オーマツト信号として記録媒体の同一記録トラツ
ク上に記録し再生する方式に関する。
画像情報に対応した音声情報を画像情報と共に
記録媒体上の同一トラツク上に記録する場合、ビ
デオフオーマツト信号の1部に音声情報を時間軸
圧縮して挿入し、残りの部分に画像情報を挿入す
る方法がある。従来のかゝる方法では、1つの記
録媒体におけるビデオフオーマツト上の音声及び
画像情報の挿入パターンが一定に定められてお
り、よつて再生時において種々の再生動作を得る
ことが不可能となつている。
従つて、本発明は画像情報の再生に当つて種々
の再生動作を可能としたビデオフオーマツト信号
の記録再生方式を提供することを目的としてい
る。
本発明によるビデオフオーマツト信号の記録再
生方式は、ビデオフオーマツト信号の1フイール
ド(1フレーム)相当信号により得られる2次元
画面を複数ブロツクに分割し所定ブロツクに音声
情報を挿入し残余ブロツクに画像情報を挿入する
と共に、制御情報をも挿入して記録媒体へ記録
し、この制御情報には音声情報の挿入されたブロ
ツクのアドレスを示すアドレス情報を少くとも含
ませるようにして画像情報に対応する音声情報の
挿入個所を所望とし得るようにしたことを特徴と
する。
音声情報は時間軸圧縮して記録されており、再
生に際してはこの時間軸圧縮された再生音声情報
をメモリ等を用いて実時間となるよう時間軸伸張
して導出するようにしている。こうして再生され
た信号は再生画像の動画やトリツクプレイ(スチ
ール,スロー,ステツプ等)時の音声となる。
音声情報はデイジタル化して記録されるが、こ
の時各ブロツク内で誤りの検出及び訂正が可能な
ように誤り訂正のための冗長ビツトが付加されて
おり、ビツト誤りやバースト誤り等が避けられな
い記録媒体を経た情報の信頼度向上を図つてい
る。このように、音声情報をブロツク化してブロ
ツク内で夫々誤り検出訂正を可能とすることによ
り、1フイールド当りの音声情報の長さすなわち
実時間上の音声の時間がブロツク単位で任意に設
定できることになる。このことは、後述する説明
で明らかとなるが、音声情報を含む再生画面にお
いて、音声を再生しながら各フイールド(フレー
ム)当りの音声情報の長さに等しい時間で順次コ
マ送りし、音声を連続的に出力する場合に再生画
面を送る速さが任意に設定できることを意味す
る。また、音声情報を画面の任意の部分に挿入し
得るので、再生画像のあまり重要でない個所を選
定して挿入し得ることになり好都合である。
この音声情報挿入個所に相当する再生画像部分
は、再生側にて強制的にペデスタルレベルあるい
は平均映像レベル(APL)等の一定レベルにク
ランプするかコンピユータ等からの他の画像に置
換するよう制御すれば再生画像の視覚上の悪影響
は防止されることになる。
更に、制御情報及び音声情報を判読するための
デコーダを設けることにより、このデコーダから
再生機器(ビデオデイスクプレーヤ等)の動作を
制御することが可能となる。従つて、記録媒体に
再生機器用の動作手順(ソフトウエア)を予め記
憶しことゝ等価となつて再生機器側に特別な回路
を設けることなく種々の再生動作制御が可能とな
る利点がある。
以下に図面を用いて本発明につき説明する。
第1図は本発明の概路を説明するための原理図
であり、記録時のビデオフオーマツト信号の1フ
イールド(1フレーム)相当信号により得られる
2次元画面が示されている。上縁,下縁及び両側
縁部分は垂直及び水平プランキング部分であり、
1点鎖線で囲まれる部分がモニタテレビの実際の
画面に現われる部分である。垂直及び水平プラン
キング部分を除いた2次元画面のうち、上縁の垂
直ブランキング部分に続く最初の数H(Hは水平
走査期間を意味する)を制御信号挿入ブロツクと
している。図では斜線で示されている。当該画面
の残余の部分は、水平方向にm個、垂直方向にn
個となるように夫々分割されてm×n個のブロツ
クとされる。時間軸圧縮された音声情報が挿入さ
れるブロツク個所が制御信号により指定されて画
面上における音声情報挿入位置が定まることにな
る。逆に、画像情報の挿入位置、大きさを指定し
て音声情報の挿入ブロツクを決定するようにして
も等価であることは勿論である。
第2図は音声情報の挿入の一例を示す図であ
り、右下りの斜線で示すブロツク部分に音声情報
が挿入され、この音声情報挿入ブロツクにて囲繞
された中央部分に画像情報が挿入されていること
になる。一点鎖線で囲まれる実際のモニタ画面内
に音声情報挿入ブロツクの1部が現出しており、
この部分は再生側に於て一定レベルにクランプさ
れるか又は外部からの他の画像情報と置換される
ようにする。
第3図は記録時のビデオフオーマツト信号波形
をNTSC方式に準拠して示すが、PAL方式等の
他の方式でも可能である。図Aは音声情報挿入前
の波形であり、図Bは音声情報を挿入した波形で
ある。a,bはカラーバー等のテスト信号であ
り、cは制御情報、dは音声情報を夫々示してい
る。図においては、垂直ブランキング(V−
BLK)内には制御情報も音声情報も何等挿入さ
れていないが、挿入しても良いことは勿論であ
る。制御情報のうち少くとも音声情報挿入位置及
び画像処理方法に関するものは、対応画像に先行
した位置の所定部分に挿入しておく必要がある。
音声情報が数フレームに亘つて記録される場合も
あるが、この場合制御情報は最初のフレームの所
定部分に挿入するだけで十分であるが、他のフレ
ーム内にも挿入しても何等さしつかえはない。
第4図は本発明の記録方式によるビデオフオー
マツト信号を得るためのエンコーダのブロツク図
である。アナログ音声信号は、ADM
(AdaptiveDelta Modulation)やADPCM
(AdaptiveDifferential PCM)等の圧縮効果の
高い変調方式によりA/D(アナログ−デイジタ
ル)変換器1においてデイジタル化される。この
デイジタル信号は誤り訂正符号化回路2に入力さ
れて時間軸上の並び換えすなわちインターリーブ
を施された後、1つのブロツク毎に完結する誤り
訂正符号となるように冗長ビツトを付加される。
インターリーブを行うのは、記録媒体たるビデオ
デイスク上の傷やホコリ等による信号欠落(ドロ
ツプアウト)が生じた時のデイジタル信号の誤り
を、時間軸上で分散させるためである。こうして
誤り訂正符号化処理された信号はサンプリング周
波数1をもつて時間軸圧縮メモリ3へ書込まれ
る。このメモリ3からの読出しが周波数1よりも
高い周波数2をもつて行われることにより、時間
軸圧縮されるのである。
制御情報たる制御信号には、システムにとつて
極めて重要性が高く誤り検出訂正が必要なもの
と、それ程重要性はなく誤り検出訂正を必要とし
ないものとに分類され得る。前者の制御信号に
は、音声情報の挿入ブロツクを示すブロツクナン
バ、前述したサンプリング周波数の指定、音声情
報のチヤンネル数の指定(モノラル・ステレス
等)、VDP(ビデオデイスクプレーヤ)の再生動
作の指定、音声情報の連続再生及び不連続再生動
作の指定や更に音声情報挿入ブロツクをグループ
別に分けるグループナンバ等があり、これら重要
な制御信号は誤り訂正符号化回路4に入力され
る。
この制御信号も、音声情報と同様にブロツクで
完結する誤り訂正符号化方式とされるが、音声情
報の場合と異なりむしろ強力な訂正符号であるこ
とが望ましい。これは、制御情報がシステム動作
に極めて重要であることによる。
一方、個々のフイールド(フレーム)における
音声情報の有無を示すフラグ等の重要性がそれ程
ない制御信号やフイリツプスコード(ストツプコ
ードであり、このコードが再生されるとVDPは
自動的にスチール再生となる)等の信号は、直接
スイツチング回路5へ入力され、時間軸圧縮メモ
リ3の出力、誤り訂正符号化回路4の出力及び画
像信号(同期信号をも含む)と共にこのスイツチ
ング回路5により選択して出力されることにな
る。このスイツチング回路5の選択動作の制御は
タイミング信号発生回路6により行われるように
なつており、メモリ3の書込み及び読出しの各制
御もタイミング信号発生回路6によりなされる。
タイミング信号発生回路6では、入力された画像
信号の同期信号に内部発振器が同期するようにな
つており、外部制御信号等に応じて種々のタイミ
ング信号が発生される。スイツチング回路5の出
力から、所望ブロツクに時間軸圧縮された音声情
報が挿入され残余ブロツクに画線情報が挿入され
たビデオフオーマツト信号が得られることにな
る。
第5図は、こうして得られたビデオフオーマツ
ト信号を記録したビデオデイスクを再生するため
のデコーダのブロツク図である。信号分離回路7
において再生信号から分離された音声情報及び制
御情報は、夫々誤り訂正回路8及び9により誤り
訂正される。しかる後に、音声情報は高周波数2
をもつて時間軸伸張用メモリ10に書込まれる。
その読出しはサンプリング周波数1の低速クロツ
クにて行われ、時間軸伸長されて実時間音声デー
タとなる。その後、D/A変換器11により元の
アナログ信号に復調される。尚、誤り訂正は、メ
モリ10からの読出しの時に時間軸伸張と共に行
うように構成しても良い。
誤り訂正された制御信号及び誤り訂正を要しな
い制御信号は共にシステム制御回路12に入力さ
れる。この回路12は、再生信号から分離された
制御信号と外部からの制御信号とによつてデコー
ダのシステム全体の制御と更にはVDPの制御と
を行う。音声情報のメモリ10からの読出しは書
込みの後直ちに行われるとは限らないことから、
当該読出しの際に必要となる制御信号を一度蓄え
ておく必要があり、よつて制御信号用のメモリ1
3がそのために設けられている。タイミング信号
発生回路14は、信号分離回路7に於て分離され
た同期信号と同期した内部発振器を有しており、
制御信号に応じて種々のタイミング信号を発生し
てデコーダ内の各ブロツクへ供給する。
音声情報の挿入されたブロツク部分は、映像合
成(又はマスキング)回路15においてコンピユ
ータ等から得られる他の映像信号に置換される
か、ペデスタルレベルあるいはAPL等の一定レ
ベルにクランプされた後出力される。外部音声信
号は、音声情報が出力されていない時又は強制的
にスイツチ16が切換えられた時に出力音声信号
として選択されるようになつている。この外部音
声信号としては、例えばVDP(図示せず)内で得
られるFM処理された2チヤンネル音声信号等で
ある。尚、システム制御回路12からは、再生さ
れた制御信号内に含まれるVDPの再生動作のた
めの制御信号が発生され、プレーヤ制御器17を
経て図示せぬVDPへ出力される。
図中の点線で示す部分は、このデコーダにいわ
ゆるLL(Language Laboratory)機能を持たせ
る場合に必要なもので、学習者のマイク入力音声
をA/D変換器18にてデイジタル化して時間軸
伸張メモリ10へ書込む。このメモリ10がテー
プレコーダの代りをすることになり、このメモリ
10の出力を読出し周波数1にて読出すようにす
れば、模範の発音とされた音声情報と自己のマイ
ク入力された発音とが比較可能となる。
第4,5図におけるメモリ3の書き込み及びメ
モリ10の読出しのためのサンプリング周波数1
を音声情報の内容により切換えて用いることは情
報伝送媒体を効率良く利用する上で必要となる。
いま、サンプリング定理により、サンプリング周
波数は信号周波数帯域の2倍以上必要であるが、
音声情報が音楽である場合は広い周波数帯域を有
し、よつて高いサンプリング周波数が要求され
る。一方、人間の声であれば低いサンプリング周
波数でよいことになる。そこで、音声情報に応じ
てサンプリング周波数を切換えて使用すべく、制
御情報中にこのサンプリング周波数の指定をも含
有させるのが良い。また、音楽情報であればステ
レオ(2チヤンネル)であり、人の声であれば一
般にモノラル(1チヤンネル)として良いから、
同様にチヤンネル数の指定をも制御情報に含ませ
ることも有用となる。そこで、これらサンプリン
グ周波数の指定や音声チヤンネル数の指定をも、
前述したように制御情報に含ませるようにしてい
るのである。
第6図に再生画像の処理の例を示しており、A
は音声情報が挿入された(斜線にて示す)再生画
像であり、この再生画像を第5図のデコーダにお
ける映像合成(又はマスキング)回路15に於
て、B又はCの如き画像とするものである。図B
ではコンピユータ等による外部からの画像によつ
て音声情報挿入ブロツクを置換しており、図Cで
は例えばペデスタルレベルをもつて置換したもの
である。図Bの方法は教育機器として用いた場合
に有用であり、使用者とコンピユータとの対話形
式が可能となる。例えば、ある問題が画像に現わ
れてそれに対応した音声情報が出力され、その後
に画像すなわち問題はそのまゝで答がコンピユー
タから文字又は画像として出力されて図Bのよう
に挿入されるようにすることができる。また、次
の操作を指示する文字等をも表示可能となる。
音声情報の挿入されているすべてのフレーム
(フイールド)に、音声情報の挿入を示す制御信
号(又はフラグ)を挿入してこの制御信号を参照
することによつて容易にかつ確実に画像処理を行
うことができる。すなわち、この制御信号を検出
することにより、映像信号の状態やシステム動作
に対して独立して必要な外部からの画像を音声情
報挿入部に入れることが可能となる。
第7図は音声情報挿入態様と再生画像との関係
を示す図であり、2とおりの場合をA,Bに示し
ている。先ず、図Aを参照すると、再生画像を送
りながら、各フレーム(フイールド)の音声情報
を連続的に再生する場合で音声情報(SWSデー
タとして示されており、Still picture
WithSoundの略称である)は各フレーム(フイ
ールドとしても良い)の上縁,下縁の各ブロツク
に挿入されて記録されている。かゝる信号の再生
では、第1フレーム内のSWSデータを時間軸伸
張メモリ(第5図のメモリ10であり以下同様と
する)の第1の領域へ書込み、第2フレーム再生
開始時にこの書込みデータを時間軸伸張しつつ読
出す。この時、同時に第2フレーム内のSWSデ
ータを時間軸伸張メモリの第2の領域へ書込み、
第1フレーム内のSWSデータの読み出し終了に
続いてこの書込みデータを時間軸伸張しつつ読出
し、かつ第3フレームの再生を開始しこのSWS
データを第1の領域へ書き込む。かゝる動作が以
下順次操返して行われ、音声情報は実時間軸上に
おいて連続して出力されると共に対応する画像の
再生が行われるのである。この場合の再生画像の
態様は、第1フレームのみ動画で、第3フレーム
以後は各フレームSWSデータの長さと等しい時
間で画像が送られるのでデータの長さに応じて通
常の再生(動画),スロー,ステツプ(いわゆる
コマ送り)等が可能となる。本例では、時間軸伸
張メモリ10の2つの領域に交互に書き込み、読
み出しを行ない、また2つの領域の若干の重複が
可能な場合もあるのでメモリ容量はSWSデータ
の2フレーム分以下とすることができる。
7図Bを参照すれば、先行する例えば6フレー
ム(フイールドでも可)の各々のすべてブロツク
にSWSデータを挿入し、残余フレームの各々の
すべてには画像情報のみを記録した例である。こ
の信号の再生では、VDPを通常再生としつつこ
れら先行する6フレームのSWSデータを順次時
間軸伸張メモリへ書込み、7フレーム目の画像の
再生の開始時から当該メモリから実時間にて音声
情報を読出すようになされる。この場合の再生画
像の態様、動画,スロー,ステツプ及びスチール
等が可能である。本例では、6フレーム内のすべ
てのSWSデータを記憶しておく必要があるため
に、図Aの例のメモリ容量に比し大容量のメモリ
が必要となる。一方、図Aの例では仮にスチール
再生とする場合、1フレーム当りの音声の時間が
短いため多数の同一画面をステツプで送る必要が
あり、記録し得る静止画の数が少なくなる欠点が
ある。しかし、図Bの例では、メモリ容量が増大
する代りに記録し得る静止画の数はより多くなる
利点がある。尚、図Bのように、すべてのSWS
データをメモリに記憶する場合でも、図Aのよう
に画像の上縁,下縁のみにデータを挿入してもよ
い。
このように、SWSデータの挿入態様と画像と
の関係により種々のVDP動作が可能となるもの
である。このような種々の動作すなわち第7図A
とBの動作に於てはメモリの書込み及び読出しの
制御が異なるために、制御情報によつてこれらを
適切に切換え指示する必要があり、またVDPで
は画像内容によつてスロー,ステツプ,スチール
等異なる動作が要求されることがあるので、これ
ら動作の切換指示がすべて制御情報に含まれた信
号により行われるのである。
第8図は音声情報挿入態様と再生ビデオ信号と
の他の関係を示す図で第7図Aの方式の一例であ
り、最初の1フレーム((フイールド)は通常再
生で送り、次のフレームからは、1フレーム当り
のSWSデータが何フレーム分に相当するかによ
りそのフレーム数毎にコマ送りするようにVDP
を制御する。図の例では4フレーム毎にコマ送り
するようになつている。先ず、SWSデータaが
メモリに書込まれ、次のフレーム再生開始時から
このデータaが時間軸伸張して読出され、その間
SWSデータbがメモリへ書込まれる。データa
の読出しが終了すると続いてデータbが同様に時
間軸伸張して読出され、この間データaを記憶し
ていたメモリ部分に次のデータcが書込まれる。
こうして、データa,b,c,d…とそれぞれ一
度ずつ書込まれる。a〜dの各データが整数フレ
ームの長さに対応しているため時間軸伸張メモリ
10の容量をデータの2フレーム分とすれば、読
出しは連続とされ、連続音再生が可能となる。
図の各フレームにおける各データa〜dの挿入
位置は夫々任意となり、このデータ挿入位置に無
関係に各データa〜dの読出し開始と終了の位置
を一定として連続音声とすることができる。この
間の画像は4フレーム毎のスチール再生となつて
結果としてコマ送り再生画像が得られる。
こゝで、VDPからの再生信号だけでは通常再
生とコマ送り再生の区別は不可能であるから、第
8図の場合デコーダが通常再生が続けられたと判
断すると同一内容のSWSデータbやc又はdを
何度もメモリへ書込むことになる。かゝる事態を
防ぐために、SWSデータの内容が前のフレーム
と後のフレームとで同一か否かを判別する必要が
あり、この判別のために制御情報が用いられるの
である。
音声チヤンネル数が複数の場合には、1ブロツ
ク内で多重として各チヤンネルのSWSデータ数
が整数フレーム(フイールド)相当分となるよう
にする。これを式で表わせば、 ND=NC・NF1F となる。NDは1ブロツク中のSWSサンプリング
データ数、NCは音声チヤンネル数、NFは1ブロ
ツク中のSWSデータの対応するフレーム(フイ
ールド数)、1はサンプリング周波数、Fはフレ
ーム(フイールド)周波数である。
第9図は音声情報挿入態様と再生画像との更に
他の関係を示す図であり、音声情報の挿入ブロツ
クを更にグループ化して各グループにグループナ
ンバを付与し、グループ毎に異なる一連の有意の
音声情報とするようにしたものである。例えば、
図示する様に第1及び第2のフレーム(フイール
ド)のすべてのブロツクに挿入されたSWSデー
タグループをグループナンバ0とし、このグルー
プに日本語音声を挿入する。第3及び第4のフレ
ームのすべての挿入されたSWSデータグループ
をグループナンバ1として、このグループに英語
音声を挿入する。同様に第5及び第6のフレーム
のSWSデータグループをナンバ2として仏語音
声とするのである。以後のフレームには画像情報
のみが挿入されているものとする。そして、これ
らグループナンバを制御情報の1つに含まれてお
き、このグループナンバを外部スイツチやコンピ
ユータ等からの指令信号により指定して、選択的
読出しを行うようにする。
例えば、図ではグループナンバ3の仏語音声が
指定され読出される状態を示しており、第1乃至
第6のフレームまでは通常再生で送りつつグルー
プナンバ3のデータが到来して始めてメモリへ書
込まれ、これが時間軸伸張されて第7フレームか
ら読出されることになる。もつともデータの書込
みは全グループについて行うようにし、読出しに
際してのみ選択的動作を行うようにしても良いが
メモリ容量に限りある場合は好ましくない。
本例の応用としては、この言語の選択の他に質
問を出して利用者の応答に応じて異なつた返答や
コメント等を選択して出力する利用等が考えら
れ、教育用として最適となる。特にコンピユータ
と組合せた双方向性のビデオシステムにこの
SWSシステムを組込んだ場合に有効となる。
第10図は音声情報及び制御情報の挿入態様と
再生音声出力態様との関係を説明する図であり、
第9図に示したSWSデータのグループナンバを
制御情報に含む場合の応用例である。図A,Bに
おいて、S0〜SiはSWSデータグループナンバ、
C1はメモリへの選択的な書込みが可能であるこ
とを示す制御信号、C2は連続音声出力の動作を
行わせるための制御信号、C3はメモリからの読
出し開始を行わせるための制御信号を夫々示して
いる。
図Aの例では、SWSデータのうちグループナ
ンバS1の音声情報を選択的にメモリに書込み、第
7図Aのように連続音声出力として動作させるよ
うにしたものである。VDPは最初は通常再生動
作しており、2回目以降に現われるグループSi
にスチール再生とし、読出し内容の切換わり時に
通常再生とすることによつて、コマ送りしつつ連
続音声出力を可能としている。1回の読出し時間
がちようとi+1フレームの長さに対応する場合
は、グループSiでスチール再生とせずに更に画像
を送り動画に対して連続音を出力するようにすれ
ばよい。
第10図Bは、第9図と同様の動作でありグル
ープナンバS1の音声情報を選択的にメモリに書込
み、書込みが終了して読出しを開始させこの読出
しが終了して後に次のナンバS1のデータをメモリ
に書込んでいる。尚、図Bにおいて(↑)で示し
てあるのは、動画に対して音声を出力する場合に
プレーヤ制御は不要であることを意味する。
図A,Bの例共に、読出しの開始はS0〜Siのど
れが選択されても、Siの終りの時点としている
が、書込み終了後直ちに読出しを開始しても良
く、この場合には制御信号C3は不要となる。尚、
ビデオフオーマツト信号中のSWSデータの挿入
ブロツク位置は制御信号によつて指定された任意
の位置とする。
SWSデータの書込みや読出しの選択は、上記
のように制御情報によつて可能であるが、外部か
らの制御によつても可能である。すなわち、コン
ピユータによる制御を可能として柔軟性を持たせ
た発展性あるシステムとすることができる。例え
ば、グループナンバにより、SWSデータを書込
む時間軸伸張メモリの領域を区別している場合、
入力されたSWSデータのグループナンバを所定
条件により変更して別の領域に書込み、以前書い
たSWSデータを消さないようにすることができ
る。叙上の如く制御信号を用いることによつて高
度な機能が種々可能となるのである。
上述したシステムは万能多機能タイプとなる
が、その結果複雑な構成となつてコストも高くな
るから、実用化するには多少機能を制限して構成
を簡素化してコストを低くしたものが要求される
場合がある。例えば、音声チヤンネル数,サンプ
リング周波数を固定とすれば、そのために用いる
制御信号が不要となり、また、SWSデータの時
間軸伸張メモリからの読出しタイミングを書込み
直後から開始されるように定めておけば、読出し
開始のための制御信号も不要となる。更に、プレ
ーヤの動作についても限定すれば簡素化される。
例えば光学式ビデオデイスクプレーヤでは、フイ
リツプスコードでスチール再生となるようにし、
SWSデータのメモリからの読出し終了で通常再
生となるように定めておけばこれら制御信号を追
加する必要もなくなる。
一例として、人間の声を音声情報としこれを
ADPCMのデイジタル信号で表わせば、1秒当り
40Kビツトすなわち動画で画像を送るとすれば、
1フイールド当り666ビツト程度の伝送レートで
十分となる。これを垂直ブランキング又はその近
傍のモニタテレビ画面に現われない水平走査線の
2本に記録する。すなわち、第11図に示すよう
に、1Hに333ビツトのデータを重畳すれば良い。
図Aのaはテスト信号、bは音声情報であり、図
Bにその拡大図を示している。音声チヤンネル出
力が2チヤンネルの場合には、4Hに記録すれば
良い。音声情報として音楽をも伝送する場合は伝
送レートを高くしなければならないから、データ
を重畳するHの数を増大する。また、誤り訂正符
号としての冗長ビツトをも付加する場合は更にH
の数を増大させるか、1H内のビツト数を増すよ
うにすれば良い。このようにすれば実質的に画像
を削減する事なく、動画に音声情報を付加する事
ができる。
また連続音声出力の場合に、時間軸伸張メモリ
の容量を著しく低減できる例を第12図を用いて
説明する。1フレーム(フイールド)内に挿入さ
れる音声情報の複数フレーム(フイールド)の画
像情報に対応した情報量でかつ一定とし、またフ
レーム内での音声情報挿入位置が一定であるとす
る。いま、メモリへの書込速度は読出し速度より
も速いので、図に示すように書込み開始直後に読
出しを開始すれば、常に書込まれた後の情報が読
出されることになる。a,b,c,d…で示す各
音声情報は3フレーム相当分となつているので、
a,b,c,d…の情報の各読出し開始時は各フ
レーム内で常に一定となる。従つて、各読出し終
了位置を次の音声情報の最後のデータの書込み直
前とし、音声情報の切換点においても同じタイミ
ングで読出せば、連続音声出力とし得ると同時
に、メモリ容量はa,b,c,d…の1つの音声
情報量から各音声情報の書込み終了までに読出さ
れた情報量を差引いたものとなり、極めて少ない
容量となる。実際には、再生信号のジツタ等に対
して余裕を持たせる必要があることと、制御を容
易にするために1フレーム内の各音声情報と同じ
容量としても良い。各音声情報の対応するフレー
ム数は整数値であれば任意であり、1フレームで
あれば動画となる。
次に制御情報の誤り訂正方式について述べる。
制御情報はデイジタルデータとして一定の長さ毎
にブロツク化される。各ブロツク毎にビツト誤り
が訂正可能なようにBCH符号の冗長ビツトが
夫々付加される。そして、冗長ビツトを付加され
た各ブロツク毎にFM(Frequency Modulation)
又はPM(Phase Modulation)方式により変調さ
れる。第13図AにPM変調方式が示されてお
り、デイジタルデータが“1”の場合ビツトセル
の中央で立上り、“0”の場合には立下るような
規則性をもつて変調される。各ブロツク内に付加
されたBCH符号の冗長ビツトのみでは訂正でき
ないようないわゆるバーストエラー(ドロツプア
ウト等に起因する連続的なエラー)が第13図B
に示すように生じる場合があるが、このバースト
エラーを、PM方式の反転の規則性が破られたこ
とによつて検出してこの時そのブロツクのエラー
ポインタとする。
一方、上記冗長ビツトが付加された各ブロツク
のうち連続する2つのブロツクA,B(第14図
参照)を用いて得られたパリテイCが冗長ビツト
として付加されている。このパリテイCは、 Ci=Ai+Bi (i=0,1,…,n) として得られるもので、+はモジユロ2加算を示
す。このパリテイCと先のバーストエラーの発生
を示すエラーポインタとを用いてバーストエラー
の訂正が行われるのである。エラーポインタとし
ては、各ビツトセルの中心に立上り又は立下りの
反転がない場合をカウントして1ブロツク内での
数がBCH符号で訂正できるビツト数より大とな
つた場合に発生される。
第15図は第13図及び第14図に示したPM
変調及び誤り訂正符号化のためのブロツク図であ
り、入力データA,Bはセレクタ20とパリテイ
生成回路21へ入力され、パリテイ生成回路21
ではC=A+Bなるパリテイ符号が作られる。セ
レクタ20は、入力データA,Bをそのまゝ出力
とすると共に続いてパリテイCを出力する。セレ
クタ20の出力は次段のセレクタ22とBCH符
号冗長ビツト生成回路23へ入力され、後者の回
路23では、A,B,Cの夫々に対して冗長ビツ
トを生成する。セレクタ22により、データAに
続いてAの冗長ビツト、データBに続いてBの冗
長ビツト、パリテイCに続いてCの冗長ビツトが
出力される。この出力が第14図の如くなつて
PM変調器24にて変調されるのである。尚、バ
ースト誤りの訂正のためにパリテイ符号を用いる
他にb隣接符号等を用いても良い。
第16図は誤り訂正符号化されPM変調された
データの復号及び誤り訂正のためのブロツク図で
ある。入力されたデータはPM復調器25におい
て復調されると同時にバーストエラーの有無を各
ブロツクA,B,Cにつきバーストエラー検出器
26で調べられる。復調されたデータはブロツク
A,B,C毎にBCH符号により訂正器27にて
ビツト誤りが訂正される。訂正されたデータは遅
延回路28とシンドローム生成回路29に入力さ
れる。シンドローム生成回路29では、シンドロ
ームS=A+B+Cが生成される。遅延回路28
は、シンドロームSの生成が完了した時点で最初
のデータAがセレクタ30に入力されるようにデ
ータを遅延させる。
加算回路31はシンドロームSと各データをモ
ジユロ2加算し、もしブロツクBがバーストエラ
ーを含んでB′=B+eとなつたとすると、 S+S′=B+e+A+B+e+C =B (∵B=A+C) となり、よつて加算出力はバーストエラー訂正さ
れたデータとなる。
データA,Bのいずれか1つがバーストエラー
となつていてパリテイCが正しければ、セレクタ
30は誤つている方のデータが入力されたとき加
算回路31の出力を選択し、常に正しいデータを
出力するようにしている。セレクタ30の制御は
バーストエラー検出器26の出力により行われ
る。ブロツクA,B,Cの2以上にバーストエラ
ーが生じた場合には訂正不可能であるから、訂正
不能のフラグを出力して次段の回路にて適当な処
理を行う。パリテイCは訂正用の符号のため出力
する必要はないから、パリテイC自身のエラー訂
正は行わない。
バーストエラー検出器26は、ゲート,カウン
タ,ラツチ等により構成され、BCH訂正器27
とシンドローム生成回路はゲート,シフトレジス
タ,エクスクルーシブオア回路,ROM(リード
オンリメモリ)等により構成でき、遅延回路はシ
フトレジスタやラツチ等により構成される。
次に、音声情報の誤り訂正方式について述べ
る。一例として第1図において画面の分割をm=
1,n=14とした場合とする。1ブロツクの音声
情報を1050個のサンプリングデータとして、Wi
(i=0〜1049)と表わし、各サンプルWiは夫々
4ビツトから成るものとする。そしてWの添字i
はサンプリングの順番を示すものとし、第17図
の如き3次元配列構成として考える。図において
実線の矢印に付した番号はサンプリング順序であ
り、点線の矢印に付した番号はビデオフオーマツ
ト信号に挿入する際の順序を示している。
すなわち、3次元配列構成の左上隅のW0から
下方のW14までの15のサンプルをサンプリング
した後、誤り訂正用としてb隣接符号の冗長パリ
テイP0,0及びQ0,0が付加される。次にW15からW29
まで15のサンプルの後に同様にP0,15,Q0,15
付加される。同様な手順によりW90からW104まで
の15サンプルの後にP0,90,Q0,90が付加される。
その後は、W105から下方へ向けて図示しない
W119までのサンプルの後にP0,105,Q0,105が付加さ
れる。こうして、W1035からW1049までのサンプ
ルの後にP0,1035,Q0,1035が付加される。これら付
加されたP0,j,Q0,j(j=0,15,30,45,…,
1035)は3次元配列構成の縦方向(実線の矢印
の方向)のパリテイとして用いられることにな
る。
続いて、3次元配列構成の横方向(実線の矢印
の方向)のパリテイとして、P1,k,Q1,kが作ら
れるが、例えば、P1,0,Q1,0は、W0,W105
W210,…,W945の10個のサンプルに対するパリ
テイであり、これら10個のサンプルの列の後に付
加される。以下同様にして、W90〜W1035の10個
のサンプルの列の後にP1,90,Q1,90のパリテイが
付加されることになる。
こうして得られた誤り訂正符号を含む1ブロツ
クの音声情報はインターリーブ施されて並び換え
られて、ビデオフオーマツト信号の1フイールド
内の17Hに亘つて挿入されるのである。第18図
はインターリーブを施したデータを挿入した先頭
のH上のサンプル並びを示す図である。カラーバ
ースト信号に続く先頭部分にはデータシンクが重
畳され、その直後に続いて7サンプルずつを1つ
の組として12組が順に配列される。この場合の配
列方法(インターリーブ)は第17図の点線の矢
印の番号に添つて行われる。
こうすることにより、パリテイP1,0,Q1,0が同
−H上の各サンプルW0,W105,W210,…,W945
の誤り訂正符号となる。一般に、パリテイP1,k
Q1,k(k=0,1,…,14,P0,0,Q0,0,15,…,
29,P0,15,Q0,15,30,…,104,P0,90,Q0,90)は
夫々同一H上に分散して配置された10個のサンプ
ルに対する誤り訂正符号となる。
再生時には、こうして得られたP1,i及びQ1,i
夫々用いて同一H上に分散配置された10個のサン
プル値の誤りが訂正される他に、H相互間におい
て分散配置されている例えばW0〜W14の15個の
サンプルに対する誤り訂正が、P0,0,Q0,0により
行われるのである。
誤り訂正符号はb隣接符号とし、b=4ビツト
の隣接誤りを訂正するものとする。すなわち、1
つのパリテイチエツクに含まれる4ビツトからな
る1サンプルの誤りを訂正するものとする。パリ
テイP0,j及びQ0,j(j=0,15,…,1035)は次の
ように生成される。
P0,0=W0+W1+…+W14 P0,15=W15+W16+…+W29 〓 P0,1035=W1035+W1036+…+W1049 Q0,0=T14・W0+T13・W1+…+T・W13+W14 Q0,15=T14・W15+T13・W16+…+T・W28 +W29 〓 Q0,1035=T14・W1035+T13・W1036+…+T ・W1048+W1049 但し、P,Q,Wは4ビツト列ベクトルであり
Tは下式で示される。+はモジユロ2加算であり
以下同様とする。
T=0001 1001 0100 0010 いま、W0〜W14の中に1つの誤りがあるとす
ると、P0,0,Q0,0により訂正されることになる。
例えば、Wlが誤つてW′l=elとなつたとする(el
は誤りのパターン)と、シンドロームS0,P,S0,Q
は次式となる。
S0,P=P0,0+W0+W1+…+W′l+…+W14=el S0,Q≡Q0,0+T14・W0+T13・W1+…+T14-l
W′l +…+W14=T14-l・el Tl+1・S0,Q=T15・el=elS0,P (∵T15=〓) であるから、S0,Q=S0,Pとなるまで、S0,QにTをか
けていき、このTをかけた回数l+1から誤つた
サンプル位置lを求める。lは求められたら以下
の如くW′lを訂正する。
W′l+S0,P=Wl+el+el=Wl シンドロームS0,P,S0,Qをパリテイ検査行列H
を使つて表わすと次のようになる。
〓=SO,PSO,Q=〓・〓=〓〓…〓〓〓0 T14T13…T〓0〓W0 W1 〓 W14 P0.0 Q0,0 但し、〓は4×4の単位行列とする。
パリテイP1,k,Q1,kも同様にして、 P1,0=W0+W105+…+W945 P1,1=W1+W106+…+W946 〓 P1,14=W14+W119+…+W959 P1,P,00=P0,0+P0,105+…+P0,945 P1,Q0,0=Q0,0+Q0,105+…+Q0,945 〓 Q1,0=T9・W0+T8・W105+…+T・W840+W945 Q1,1=T9・W1+T8・W106+…+T・W841+W946 〓 Q1,14=T9・W14+T8・W119+…+T・W854 +W959 Q1,900=T9・P0,0+T8・P0,105+… +T・P0,840+P0,945 Q1,Q00=T9・Q0,0+T8・Q0,105+… +T・Q0,840+Q0,945 〓 シンドロームをパリテイ検査行列で表わすと、 〓=S1,P S1,Q=〓・〓=〓〓…〓〓〓0 T9T8…T〓0〓W0 W105 〓 W945 P1,0 Q1,0 となる。
いま、Wnが誤つてW′n==Wn+enとなつたと
すると、 S1,P=en,S1,Q=T9-m・en Tm+6・S1,Q=T15・en=en=S1,P からmを求めて、 W′n+S1,P=Wn+en+en=Wn により訂正が行われるのである。訂正フオーマツ
トとしては、最初にP1,k,Q1,kによりWiとP0,j
Q0,jを訂正し、次にP0,j,Q0,jにより再びWiを訂正
する。他の訂正フオーマツトとしては、P1,k
Q1,kより誤りを検出して誤り位置を求めておき、
P0,j,Q0,jにより2つのサンプルの誤りを訂正す
ることもできる。
第19図は、第17図に示したサンプリングデ
ータのインターリーブと誤り訂正符号化のための
ブロツク図である。データが入力されると異なる
H間で訂正を行うための冗長ビツトパリテイP0j
とQ0j及び同一H内で誤り訂正を行うための冗長
ビツトパリテイP1,kとQ1,kとが各生成回路40〜
43において夫々生成される。P0,j及びQ0,jはデ
ータの15サンプル毎に生成されるが、P1,k及び
Q1,kはインターリーブされた後の同一H内のデー
タにつき生成されるので、P1,k及びQ1,kの計算算
途中の値を一時的に記憶することが必要とな、メ
モリ44及び45が設けられている。つまり、
P1,0,Q1,0はW0,W105,…,W945につき生成され
るが、その途中で入力されたサンプル、例えば
W1,W106,…についても同様に演算を進めてい
かなければならないので、データが入力されると
それに対応するP1,k,Q1,kの計算の途中の値をメ
モリ44,45へ一時記憶してから読出して演算
を進め、再びメモリ44,45へ書込むのであ
る。これをP1,k,Q1,kの生成が完了するまで繰返
し行う。
入力データと冗長ビツトパリテイP0,j,Q0,j
P1,k,Q1,kはセレクタ46へ夫々入力され、夫々
の生成されるタイミングに応じて選択されインタ
ーリーブ用メモリ47へ書込まれる。このメモリ
47におけるサンプルの書込みと読出しの順序を
替えることによりインターリーブが行われる。ま
た、時間軸圧縮を行う場合もこのメモリを利用す
ることができる。メモリ制御回路48は読出し/
書込みの制御信号とタイミングクロツクによつて
メモリに必要な種々のタイミング信号を発生しか
つアドレス制御をもなす。
各生成回路40〜43はシフトレジスタ,エク
スクルーシブオア回路により構成され、メモリは
レジスタやRAMにより構成される。
第20図は第19図の回路により得られたデー
タのデイインターリーブと誤り訂正をなすための
ブロツク図である。再生入力データは遅延回路4
9と、S1,P及びS1,Qのシンドロームを生成する回
路50,51へ入力される。S1,P,S1,Qは同一H
内の誤り訂正のためのシンドロームであり、前述
した式に基づき生成される。同一H内のデータは
インターリーブを施されているので、第19図に
おけるP1,k,Q1,kの生成と同様に、演算途中の値
を一時記憶する必要があり、そのためにメモリ5
2,53が用いられる。シンドロームS1,P,S1,Q
より誤りのあるサンプル位置を誤り位置検出回路
54により求める。また、シンドロームS1,Pはパ
リテイ和となつているので、これを誤つたサンプ
ルに対し加算回路55でモジユロ2加算をなすこ
とにより誤つたサンプルの訂正が可能となる。タ
イミングクロツク1はデータのサンプルに同期し
誤り位置を求める回路54内でカウントされ、誤
つたサンプルが加算回路55に入力されるタイミ
ングに合わせて加算命令を加算回路55に送るよ
うにするものである。
遅延回路49は、最初のデータが加算回路55
に入力される以前にそのシンドロームの生成が完
了するようにデータを遅延させる。
同一H内での誤り訂正が行われたデータは、デ
インターリーブメモリ56へ送られ、このメモリ
56で書込み、読出しの順序がかえられてデイイ
ンターリーブが行われる。またこのメモリで時間
軸伸長を行つてもよい。メモリ制御回路57によ
りメモリ56の動作制御が行われる。デイインタ
ーリーブメモリ56は、先にシンドロームS0,P
S0,Qを生成するための読出しを行い、次に各サン
プルを訂正して出力するための読出しを行う。例
えば、W0,W1,…,W14を読出すときには、最
初にW0,W1,…W14,P0,0,Q0,0を読出し、シン
ドローム生成回路58,59でS0,P,S0,Qを生成
する。このとき加算回路55へは入力しない。次
に再びW0,W1,…,W14を読出す。このとき、
W0,W1,…W14の中に誤つているものがあれ
ば、H内の誤り訂正と同様に、シンドロームS0,P
とS0,Q,タイミングクロツク3とにより誤り位置
検出回路60から加算命令が出力される。加算回
路61において、誤つたサンプルとシンドローム
S0,Pとがモジユロ2加算されて訂正が行われる。
これら回路58〜61により異なるH間で誤り訂
正が行われることになる。
デイインターリーブメモリ56の前後の誤り訂
正回路、すなわち同一H内の誤り訂正回路と異な
るH間の誤り訂正回路とは本質的には同一動作を
行うものであるから、動作タイミングに余裕があ
れば回路を共通として時分割動作させることが可
能である。図示の回路例は1例を示すものであ
り、他の構成とすることもできる。
例えば、1H内の誤り訂正をデイインターリー
ブメモリ56の出力に、他の誤り訂正回路と並列
に接続する。こうすれば、シンドロームS1,P
S1,Qの生成と加算もデイインターリーブメモリの
読出しにより行うために、メモリ52,53もま
た遅延回路49も不要となる。
叙上の如く、本発明によればブロツク化した音
声情報をビデオフオーマツト信号により生成され
る画面上の任意の個所に挿入し、音声情報の挿入
ブロツクのアドレスを示すアドレス情報を含む制
御情報をも挿入することにより、記録媒体そのも
のに再生動作のための手順すなわちソフトウエア
を記録することが可能となり、このソフトウエア
をVDPの他に別に設けたデコーダ(第5図)に
より解読してVDPへ指示するものであるから、
VDP側に特別の回路を付加することなく多種の
再生動作制御が可能となる利点がある。
また、音声情報及び制御情報の挿入ブロツク内
で独自に誤り訂正を可能とするようにしているの
で再生情報及び再生動作の信頼性が著しく向上す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的原理を説明する図、第
2図は本発明の一実施例の再生画面パターンを示
す図、第3図は本発明の実施例のビデオフオーマ
ツト信号波形を示す図、第4図は本発明の記録方
式を実施するためのエンコーダのブロツク図、第
5図は本発明の再生方式を実施するためのデコー
ダのブロツク図、第6図は本発明の一実施例の再
生画面パターンの処理例を示す図、第7図乃至第
9図は本発明の各実施例による再生動作を説明す
る図、第10図はSWSデータ、制御情報と再生
動作との関係を説明する図、第11図は本発明の
他の実施例を示す信号波形図、第12図は本発明
の別の実施例の再生動作を示す図、第13図は制
御情報の変調方式を説明する図、第14図は制御
情報の誤り訂正符号化を説明するビツトパターン
図、第15図は制御情報の変調及び誤り訂正符号
化のためのブロツク図、第16図は符号化及び変
調された制御情報の復調及び誤り訂正のためのブ
ロツク図、第17図及び第18図は音声情報の誤
り訂正のためのインターリーブの態様を説明する
図、第19図は音声情報の誤り訂正符号化及びイ
ンターリーブのためのブロツク図、第20図は誤
り訂正符号化及びインターリーブを施された音声
情報の誤り訂正及びデイインターリーブのための
ブロツク図である。 主要部分の符号の説明、1,18…A/D変換
器、2,4…誤り訂正符号化回路、3…時間軸圧
縮メモリ、8,9…誤り訂正回路、10…時間軸
伸張メモリ、11…D/A変換器、17…プレー
ヤ制御器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ビデオフオーマツト信号により得られる2次
    元画面を複数ブロツクに分割し所定ブロツクに音
    声情報を挿入し残余ブロツクに画像情報及び制御
    情報を挿入して記録媒体へ記録し、前記制御情報
    には前記音声情報の挿入ブロツクのアドレスを示
    すアドレス情報を少くとも含ませるようにして前
    記画像情報に対応する音声情報の挿入箇所を任意
    になし得るようにしたことを特徴とするビデオフ
    オーマツト信号の記録方式。 2 前記音声情報及び制御情報は共にデイジタル
    信号化されて記録されており、前記音声情報及び
    制御情報の挿入ブロツク内で夫々誤り訂正可能な
    ように誤り訂正符号を付加したことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の記録方式。 3 前記音声情報が挿入された各ブロツクを複数
    グループに分類してこれら各グループに対して
    夫々グループアドレスを付しこのグループアドレ
    スを前記制御情報の1つとすることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項又は第2項記載の記録方
    式。 4 前記画像情報は動画情報であり、前記音声情
    報は前記動画情報の1フレーム相当時間に対応す
    る長さの情報が時間軸圧縮されて挿入記録されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第
    2項又は第3項記載の記録方式。 5 ビデオフオーマツト信号により得られる2次
    元画面を複数ブロツクに分割し所定ブロツクに時
    間軸圧縮された音声情報を挿入し残余ブロツクに
    画像情報及び前記音声情報の挿入ブロツクのアド
    レスを示すアドレス情報を少なくとも含有する制
    御情報を挿入して記録媒体へ記録し、再生に当り
    前記時間軸圧縮された音声情報をメモリ手段へ記
    憶し、このメモリから実時間軸上の音声情報とし
    て読出すようにしたことを特徴とする記録再生方
    式。 6 前記メモリ手段へ外部音声入力を記憶して実
    時間軸上にてこの音声入力を読出し、前記音声情
    報と共に導出するようにしたことを特徴とする特
    許請求の範囲第5項記載の記録再生方式。 7 1フイールド(フレーム)内に挿入された前
    記時間軸圧縮された音声情報は整数フイールド
    (フレーム)の画像情報に対応した情報であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第5項又は第6項
    記載の記録再生方式。 8 前記音声情報が挿入されたブロツク部分は所
    定電位信号によりクランプして出力するようにし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第5項、第6
    項又は第7項記載の記録再生方式。
JP57186565A 1982-10-23 1982-10-23 ビデオフォ−マット信号の記録再生方式 Granted JPS5975783A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57186565A JPS5975783A (ja) 1982-10-23 1982-10-23 ビデオフォ−マット信号の記録再生方式
US06/544,910 US4602295A (en) 1982-10-23 1983-10-24 Recording and reproducing method for video format signal

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