JP3932721B2 - データ記録装置、データ記録再生装置、データ記録方法およびデータ記録再生方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばテープ状記録媒体に画像データを記録し、記録媒体から画像データを再生するのに適用されるデータ記録装置、データ記録再生装置、データ記録方法およびデータ記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルＶＴＲ(VIdeo Tape Recorder) に代表されるように、ディジタル画像信号を磁気テープに記録し、また、記録媒体から再生するようなデータ記録再生装置が知られている。ディジタル画像記録機器における記録処理部においては、シャフリング処理がなされる。シャフリング処理は、画面上のデータの位置とテープ上の記録位置との関係を所望のものとする処理である。シャフリングを行う第１の目的は、再生時のバーストエラーを分散させて、エラー訂正符号例えば積符号によるエラー訂正の訂正率を向上させることである。その第２の目的は、エラー訂正できないエラーの修整（コンシール）を容易とすることである。その第３の目的は、高速再生時に再生画像を見やすいものとすることにある。
【０００３】
従来のディジタルＶＴＲにおいて使用されているシャフリング処理について説明する。図１８は、ディジタルＶＴＲの１フレーム分のデータを記録したトラックパターンを示す。ヘリカルスキャン型ＶＴＲであり、テープ上に斜めに形成された１０本のトラックＴ１〜Ｔ１０として、１フレーム分のデータが記録される。隣接するトラック間では、アジマスが異なるものとされる。
【０００４】
各トラックの中央部分にオーディオデータが記録され、各トラックの上側および下側にビデオデータが記録される。オーディオデータおよびビデオデータは、シャフリング処理を受け、また、積符号によってエラー訂正符号化されている。シンクブロックと称されるデータ形式でもって、オーディオデータおよびビデオデータが記録される。シンクブロックは、先頭から順に、同期信号、シンクＩＤ、データ（オーディオデータ、積符号の外符号のパリティ、またはビデオデータ）、積符号の内符号のパリティが順に配されたデータ構成である。一例として、１シンクブロック内に１マクロブロックのデータが配される。図１８に示されるオーディオデータおよびビデオデータは、外符号のパリティ、並びに補助的データも含むものである。
【０００５】
図１９は、１フレーム分のビデオデータと、ビデオデータの記録されるトラックとの関係を示す。５２５ライン／６０フィールドのＮＴＳＣテレビジョン信号の場合、１フレームの有効データは、横方向に４５マクロブロック、縦方向に３２マクロブロックの構成である。１マクロブロックは、（１６×１６）画素とされる。マクロブロックは、ＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group Phase 2)でビデオデータを圧縮する場合の処理の単位である。ＭＰＥＧ２により可変長データとしてビデオデータが符号化される。但し、等長化の処理によって、１フレーム分の符号化データの量が一定のものとされる。また、ＭＰＥＧ２で圧縮した場合、１マクロブロックに対応する符号化データが可変長データとなる。その場合でも、１マクロブロックの符号化データの少なくとも重要なものが各シンクブロックのデータエリアに配される。
【０００６】
１フレーム分のビデオデータを１０本のトラックの上下のエリアにそれぞれ記録するために、１フレーム分のビデオデータが横方向で５等分され、縦方向で４等分され、２０個の記録単位が形成される。各記録単位は、（９×８＝７２マクロブロック）のサイズである。２０個の記録単位の上半分の１０個の記録単位Ｌ１〜Ｌ１０が各トラックの下側エリアに記録されるビデオデータであり、下半分の１０個の記録単位Ｕ１〜Ｕ１０が各トラックの上側エリアに記録されるビデオデータである。また、Ｌ１およびＵ１がトラックＴ１の下側エリアおよび上側エリアにそれぞれ記録される記録単位である。他の記録単位に付加されている番号も、記録されるべきトラックの番号に対応している。
【０００７】
シャフリング処理は、図２０に示すように、（９×８）マクロブロックの記録単位毎になされる。すなわち、記録単位がさらに（３×４）マクロブロックのサイズの６個の大きさのサブブロックに分割される。各サブブロックでは、図２０において矢印で示すように、横方向に並んでいる３マクロブロックが順に選択される。一つのサブブロックのマクロブロックの選択が終了すると、その横の２番目のサブブロックの最も上の３個のマクロブロックが選択される。２番目のサブブロックにおけるマクロブロックの選択が終了し、さらに、３番目のサブブロックのマクロブロックの選択が終了すると、下側の最も左側のサブブロックに移って、マクロブロックが選択される。このように、図２０の矢印で示す順序でもって選択されたマクロブロックが順番にテープ上のエリアに記録される。
【０００８】
図２１は、シャフリング処理を実現するための構成の一例を示す。入力ビデオデータがＲＡＭ(Randam Access Memory)１６１に書き込まれ、ＲＡＭ１６１が読み出される。ＲＡＭ１６１が例えば１フレーム分の容量を有し、各マクロブロックの１フレーム内の位置に対応するアドレスに対して、ビデオデータが書き込まれる。ＲＡＭ１６１の読み出しアドレスは、シャフリングテーブル１６２から発生する。ＲＡＭ１６１の書き込みアドレスは、図示してないが、画像上のマクロブロックの位置に従って発生する。シャフリングテーブル１６２には、シンクＩＤを発生するカウンタ１６３の出力が供給される。シャフリングテーブル１６２によって、マクロブロックの画像上の位置と、シンクＩＤの記録位置とが所定の関係に変換される。
【０００９】
一例として、マクロブロック番号が図２２Ａに示すように規定され、一方、シンクＩＤが図２２Ｂに示すように規定される。図２２は、１本のトラックの下側または上側のエリアに記録される一つの記録単位を示している。テープ上のエリアでは、シンクＩＤの番号順に、ヘッドの走査方向に従って各マクロブロックのデータが記録される。説明の簡単のために、シンクＩＤについてのみ説明しているが、図１８に示されるフォーマットでもってテープ上にデータを記録するためには、１０本のトラックを区別するトラックＩＤと、各トラックの上側または下側のエリアを区別するためのＩＤも必要とされる。また、マクロブロック番号およびシンクＩＤの値も、説明の簡単のために、１から始まる単純な番号としている。実際には、外符号のパリティ、補助的データ等を含んで、１トラック中または１トラックの上側エリア或いは下側エリア中の全シンクブロックを区別するＩＤが使用される。
【００１０】
ディジタルＶＴＲの場合には、再生時のテープ速度が記録時のものと等しくされる通常再生動作以外に再生時のテープ速度が記録時のものより高速とされる高速再生動作が可能とされている。高速再生時には、テープ速度が速くなるに従ってヘッドとテープの相対速度が変化し、テープ上をヘッドが通過するトレース軌跡がトラックに対してずれる。その結果、ヘッドが通過するトラック数が増えるのに対して、各トラックから連続して再生されるシンクブロック数が減少し、画像上では、複数フレームのマクロブロックが混在して更新されることになる。また、画像上のマクロブロックの位置とテープ上の記録位置を対応付けるシャフリングテーブル（シャフリングパターンとも呼ばれる）の違いによって高速再生時に各時刻で更新されるマクロブロックの位置が変化する。高速再生時には、テープ上に記録された情報の一部しか取得できないので、高速再生時の再生画像を見やすいものとするため、なるべく多くの情報を取得できるように、シャフリングテーブルを設計する必要がある。
【００１１】
図２３は、高速再生時のトラックパターンとヘッドのトレース軌跡との関係を示す。図２３では、順方向の２倍速（×２）、４倍速（×４）、７倍速（×７）、１０倍速（×１０）、１９倍速（×１９）、３７倍速（×３７）のそれぞれのトレース軌跡が示されている。順方向Ｎ倍速は、記録時とテープ送り方向を同じにして、テープ速度をＮ倍とする再生動作である。各トレース軌跡において、アジマスが一致するトラック上にヘッドが位置する時に、再生データが得られる。回転ヘッドがテープを１回トレースした時に、図２３において影を付した部分において、再生データが得られる。
【００１２】
また、順方向高速再生時に、図２４において影を付して示す１フレーム内の位置で再生データが得られ、また、図２４は、得られる再生データを記録単位で拡大して示している。図２４Ａが２倍速再生時に得られるビデオデータである。図２３に示す２倍速再生時のトレース軌跡から分かるように、ヘッドの１回のトレースによって、トラックＴ１の下側エリアの記録単位Ｌ１と、トラックＴ１の上側エリアの記録単位Ｕ１とが再生される。これらの記録単位Ｌ１およびＵ１の全データが得られる。
【００１３】
図２４Ｂが４倍速再生時に得られるビデオデータである。図２３に示す４倍速時のトレース軌跡から分かるように、ヘッドの１回のトレースによって、トラックＴ１の下側エリアの記録単位Ｌ１と、トラックＴ３の上側エリアの記録単位Ｕ３とが再生される。これらの記録単位Ｌ１およびＵ３の全データが得られる。
【００１４】
図２４Ｃが７倍速再生時に得られるビデオデータである。７倍速再生時のトレース軌跡から分かるように、ヘッドの１回のトレースによって、トラックＴ１の下側エリアの記録単位Ｌ１の半分のデータと、トラックＴ５の上側エリアの記録単位Ｕ５の半分のデータとが得られる。
【００１５】
さらに、図２４Ｄが１９倍速再生時に得られるビデオデータであり、図２４Ｅが３７倍速再生時に得られるビデオデータである。これらの１９倍速再生時および３７倍速再生時には、テープ速度がかなり速くなっているために、各記録単位内で得られるデータ量が減少する。しかしながら、再生された連続するシンクＩＤに含まれるマクロブロックが各記録単位内で矩形を形成するように連結されている。このように、上述した従来のシャフリング処理では、高速再生時に、連続して再生される複数のシンクブロックのマクロブロックが画像上で矩形を形成するように、連結される。
【００１６】
他のシャフリング処理として、高速再生時に連続して再生されるシンクブロックから得られるビデオデータの画面上の位置がランダムになるようにするものがある。これは、再生できなかったビデオデータを再生できたビデオデータにより補間するためである。この方法は、圧縮していないビデオデータ、またはマクロブロックのサイズが小さい場合には、近接するビデオデータまたはマクロブロックの画像に相関性があるため、更新されなかったマクロブロックを隣接する更新されたマクロブロックで補間できる。しかしながら、（１６×１６）のように比較的大きなマクロブロックのサイズで、ビデオデータを圧縮してから記録する場合には、隣接するマクロブロックによる補間が有効でないために、上述したように、再生されたマクロブロックが矩形の領域を形成するように連結されるシャフリング処理が好ましい。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシャフリング処理は、図２０から分かるように、記録単位内でサブブロックの境界を跨がるように、複数のマクロブロックのデータが再生された時には、複数のマクロブロックが矩形に連結されない。このように、従来のシャフリング処理は、全ての場合に再生されたマクロブロックが矩形を形成するようにまとまるわけではない。従って、高速再生時のテープ速度によっては、シンクＩＤが連続しているのに、画像上では連結しないことが生じる。テープ速度に限らず、記録フォーマット（１フレームのトラック数、記録単位の大きさ等）が変わった場合にも、同様のことが発生する。すなわち、記録フレームや高速再生時のテープ速度を考慮してシャフリングパターンを決定しなければならず、想定外のテープ速度で再生したり、記録フォーマットが異なると、視認性が良い高速再生画像が得られない問題があった。
【００１８】
従って、この発明の目的は、テープ速度、記録フォーマットに影響を受けないで、高速再生時に連続的に再生された複数のマクロブロックが矩形に連結されるようなシャフリング処理を行うことが可能なデータ記録装置、データ記録再生装置、データ記録方法およびデータ記録再生方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、画像データの画像位置と、テープ状記録媒体上の記録位置との関係を変換し、変換後の画像データをテープ状記録媒体に記録するデータ記録装置において、
変換手段によって、画像データを分割して得られる画像ブロックの画像位置と、テープ状記録媒体に記録される単位であるシンクブロックの記録位置との変換を、所定数の画像ブロックで構成される記録単位毎に行うようになし、
画像データが書き込まれ、画像データが読み出されるメモリの書き込みアドレスおよび読み出しアドレスの一方を制御することによって、画像位置とシンクブロックの記録位置との変換を行い、
変換は、
記録単位を４等分する十字線を描き、十字線の交差点の周囲の４個の画像ブロック内の線分を削除する線分の作成処理を、作成した線分のふちをたどって得られる曲線が記録単位内の全ての画像ブロックを通過するまで、繰り返し行うことによって曲線が作成され、
さらに、同一の画像ブロック上を曲線が２回通過する箇所で、線分を修正し、同一の画像ブロック上を曲線が１回通過するようにし、
曲線によって、記録単位の全ての範囲において、テープ状記録媒体上で連続する複数のシンクブロックに含まれる複数の画像ブロックがほぼ矩形を形成するように連結されるものであることを特徴とするデータ記録装置である。請求項８の発明は、このようにデータを記録する記録方法である。
【００２０】
請求項２の発明は、画像データの画像位置と、テープ状記録媒体上の記録位置との関係を変換し、変換後の画像データをテープ状記録媒体に記録し、テープ状記録媒体から変換後の画像データを再生するデータ記録再生装置において、
記録時に、変換手段によって、画像データを分割して得られる画像ブロックの画像位置と、テープ状記録媒体に記録される単位であるシンクブロックの記録位置との変換を、所定数の画像ブロックで構成される記録単位毎に行うようになし、
画像データが書き込まれ、画像データが読み出されるメモリの書き込みアドレスおよび読み出しアドレスの一方を制御することによって、画像位置とシンクブロックの記録位置との変換を行い、
変換は、
記録単位を４等分する十字線を描き、十字線の交差点の周囲の４個の画像ブロック内の線分を削除する線分の作成処理を、作成した線分のふちをたどって得られる曲線が記録単位内の全ての画像ブロックを通過するまで、繰り返し行うことによって曲線が作成され、
さらに、同一の画像ブロック上を曲線が２回通過する箇所で、線分を修正し、同一の画像ブロック上を曲線が１回通過するようにし、
曲線によって、記録単位の全ての範囲において、テープ状記録媒体上で連続する複数のシンクブロックに含まれる複数の画像ブロックがほぼ矩形を形成するように連結されるものであり、
再生時に、再生されたシンクブロックの記録位置を画像ブロックの画像位置へ変換することを特徴とするデータ記録再生装置である。請求項９の発明は、このようにデータを記録再生する記録再生方法である。
【００２１】
記録単位でシャフリングを行う時に、記録単位のどの部分においても、連続したシンクＩＤとして再生される複数のマクロブロックがほぼ矩形を形成する。それによって、高速再生時の再生画像を見やすいものとすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をディジタルＶＴＲに対して適用した一実施形態について説明する。この一実施形態は、放送局の環境で使用して好適なもので、互いに異なる複数のフォーマットのビデオ信号の記録・再生を可能とするものである。例えば、ＮＴＳＣ方式に基づいたインターレス走査で有効ライン数が４８０本の信号（４８０ｉ信号）およびＰＡＬ方式に基づいたインターレス走査で有効ライン数が５７６本の信号（５７６ｉ信号）の両者を殆どハードウエアを変更せずに記録・再生することが可能とされる。さらに、インターレス走査でライン数が１０８０本の信号（１０８０ｉ信号）、プログレッシブ走査（ノンインターレス）でライン数がそれぞれ４８０本、７２０本、１０８０本の信号（４８０ｐ信号、７２０ｐ信号、１０８０ｐ信号）などの記録・再生も行うようにできる。
【００２３】
また、この一実施形態では、ビデオ信号およびオーディオ信号は、ＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group Phase 2)方式に基づき圧縮符号化される。周知のように、ＭＰＥＧ２は、動き補償予測符号化と、ＤＣＴ(Discrete Cosine Transform) による圧縮符号化とを組み合わせたものである。ＭＰＥＧ２のデータ構造は、階層構造をなしており、下位から、ブロック層、マクロブロック層、スライス層、ピクチャ層、ＧＯＰ(Group Of Picture)層およびシーケンス層となっている。
【００２４】
ブロック層は、ＤＣＴを行う単位であるＤＣＴブロックからなる。マクロブロック層は、複数のＤＣＴブロックで構成される。スライス層は、ヘッダ部と、行間をまたがらない任意個のマクロブロックより構成される。ピクチャ層は、ヘッダ部と、複数のスライスとから構成される。ピクチャは、１画面に対応する。ＧＯＰ(Group Of Picture)層は、ヘッダ部と、フレーム内符号化に基づくピクチャであるＩピクチャと、予測符号化に基づくピクチャであるＰおよびＢピクチャとから構成される。
【００２５】
Ｉピクチャ(Intra-coded picture：イントラ符号化画像) は、符号化されるときその画像１枚の中だけで閉じた情報を使用するものである。従って、復号時には、Ｉピクチャ自身の情報のみで復号できる。Ｐピクチャ(Predictive-coded picture ：順方向予測符号化画像）は、予測画像（差分をとる基準となる画像）として、時間的に前の既に復号されたＩピクチャまたはＰピクチャを使用するものである。動き補償された予測画像との差を符号化するか、差分を取らずに符号化するか、効率の良い方をマクロブロック単位で選択する。Ｂピクチャ(Bidirectionally predictive-coded picture ：両方向予測符号化画像）は、予測画像（差分をとる基準となる画像）として、時間的に前の既に復号されたＩピクチャまたはＰピクチャ、時間的に後ろの既に復号されたＩピクチャまたはＰピクチャ、並びにこの両方から作られた補間画像の３種類を使用する。この３種類のそれぞれの動き補償後の差分の符号化と、イントラ符号化の中で、最も効率の良いものをマクロブロック単位で選択する。
【００２６】
従って、マクロブロックタイプとしては、フレーム内符号化(Intra) マクロブロックと、過去から未来を予測する順方向(Foward)フレーム間予測マクロブロックと、未来から過去を予測する逆方向(Backward)フレーム間予測マクロブロックと、前後両方向から予測する両方向マクロブロックとがある。Ｉピクチャ内の全てのマクロブロックは、フレーム内符号化マクロブロックである。また、Ｐピクチャ内には、フレーム内符号化マクロブロックと順方向フレーム間予測マクロブロックとが含まれる。Ｂピクチャ内には、上述した４種類の全てのタイプのマクロブロックが含まれる。
【００２７】
ＧＯＰには、最低１枚のＩピクチャが含まれ、ＰおよびＢピクチャは、存在しなくても許容される。最上層のシーケンス層は、ヘッダ部と複数のＧＯＰとから構成される。
【００２８】
ＭＰＥＧのフォーマットにおいては、スライスが１つの可変長符号系列である。可変長符号系列とは、可変長符号を復号化しなければデータの境界を検出できない系列である。
【００２９】
また、シーケンス層、ＧＯＰ層、ピクチャ層、スライス層およびマクロブロック層の先頭には、それぞれ、バイト単位に整列された所定のビットパターンを有する識別コード（スタートコードと称される）が配される。なお、上述した各層のヘッダ部は、ヘッダ、拡張データまたはユーザデータをまとめて記述したものである。シーケンス層のヘッダには、画像（ピクチャ）のサイズ（縦横の画素数）等が記述される。ＧＯＰ層のヘッダには、タイムコードおよびＧＯＰを構成するピクチャ数等が記述される。
【００３０】
スライス層に含まれるマクロブロックは、複数のＤＣＴブロックの集合であり、ＤＣＴブロックの符号化系列は、量子化されたＤＣＴ係数の系列を０係数の連続回数（ラン）とその直後の非０系列（レベル）を１つの単位として可変長符号化したものである。マクロブロックならびにマクロブロック内のＤＣＴブロックには、バイト単位に整列した識別コードは付加されない。すなわち、これらは、１つの可変長符号系列ではない。
【００３１】
マクロブロックは、画面（ピクチャ）を１６画素×１６ラインの格子状に分割したものである。スライスは、例えばこのマクロブロックを水平方向に連結してなる。連続するスライスの前のスライスの最後のマクロブロックと、次のスライスの先頭のマクロブロックとは連続しており、スライス間でのマクロブロックのオーバーラップを形成することは、許されていない。また、画面のサイズが決まると、１画面当たりのマクロブロック数は、一意に決まる。
【００３２】
一方、復号および符号化による信号の劣化を避けるためには、符号化データ上で編集することが望ましい。このとき、ＰピクチャおよびＢピクチャは、その復号に、時間的に前のピクチャあるいは前後のピクチャを必要とする。そのため、編集単位を１フレーム単位とすることができない。この点を考慮して、この一実施形態では、１つのＧＯＰが１枚のＩピクチャからなるようにしている。
【００３３】
また、例えば１フレーム分の記録データが記録される記録領域が所定のものとされる。ＭＰＥＧ２では、可変長符号化を用いているので、１フレーム期間に発生するデータを所定の記録領域に記録できるように、１フレーム分の発生データ量が制御される。さらに、この一実施形態では、磁気テープへの記録に適するように、１スライスを１マクロブロックから構成すると共に、１マクロブロックを、所定長の固定枠に当てはめる。
【００３４】
図１は、この一実施形態による記録再生装置の記録側の構成の一例を示す。記録時には、所定のインターフェース例えばＳＤＩ(Serial Data Interface) の受信部を介してディジタルビデオ信号が端子１０１から入力される。ＳＤＩは、（４：２：２）コンポーネントビデオ信号とディジタルオーディオ信号と付加的データとを伝送するために、ＳＭＰＴＥによって規定されたインターフェイスである。入力ビデオ信号は、ビデオエンコーダ１０２においてＤＣＴ(Discrete Cosine Transform) の処理を受け、係数データに変換され、係数データが可変長符号化される。ビデオエンコーダ１０２からの可変長符号化（ＶＬＣ）データは、ＭＰＥＧ２に準拠したエレメンタリストリームである。この出力は、セレクタ１０３の一方の入力端に供給される。
【００３５】
一方、入力端子１０４を通じて、ＡＮＳＩ／ＳＭＰＴＥ ３０５Ｍによって規定されたインターフェイスである、ＳＤＴＩ(Serial Data Transport Interface) のフォーマットのデータが入力される。この信号は、ＳＤＴＩ受信部１０５で同期検出される。そして、バッファに一旦溜め込まれ、エレメンタリストリームが抜き出される。抜き出されたエレメンタリストリームは、セレクタ１０３の他方の入力端に供給される。
【００３６】
セレクタ１０３で選択され出力されたエレメンタリストリームは、ストリームコンバータ１０６に供給される。ストリームコンバータ１０６では、ＭＰＥＧ２の規定に基づきＤＣＴブロック毎に並べられていたＤＣＴ係数を、１マクロブロックを構成する複数のＤＣＴブロックを通して、周波数成分毎にまとめ、まとめた周波数成分を並べ替える。並べ替えられた変換エレメンタリストリームは、パッキングおよびシャフリング部１０７に供給される。
【００３７】
エレメンタリストリームのビデオデータは、可変長符号化されているため、各マクロブロックのデータの長さが不揃いである。パッキングおよびシャフリング部１０７では、マクロブロックが固定枠に詰め込まれる。このとき、固定枠からはみ出た部分は、固定枠のサイズに対して余った部分に順に詰め込まれる。また、タイムコード等のシステムデータが入力端子１０８からパッキングおよびシャフリング部１０７に供給され、ピクチャデータと同様にシステムデータが記録処理を受ける。また、走査順に発生する１フレームのマクロブロックを並び替え、テープ上のマクロブロックの記録位置を分散させるシャフリングが行われる。シャフリングによって、変速再生時に断片的にデータが再生される時でも、画像の更新率を向上させることができる。
【００３８】
パッキングおよびシャフリング部１０７からのビデオデータおよびシステムデータ（以下、特に必要な場合を除き、システムデータを含む場合も単にビデオデータと言う。）が外符号エンコーダ１０９に供給される。ビデオデータおよびオーディオデータに対するエラー訂正符号としては、積符号が使用される。積符号は、ビデオデータまたはオーディオデータの２次元配列の縦方向に外符号の符号化を行い、その横方向に内符号の符号化を行い、データシンボルを２重に符号化するものである。外符号および内符号としては、リードソロモンコード(Reed-Solomon code) を使用できる。
【００３９】
外符号エンコーダ１０９の出力がシャフリング部１１０に供給され、複数のＥＣＣブロックにわたってシンクブロック単位で順番を入れ替える、シャフリングがなされる。シンクブロック単位のシャフリングによって特定のＥＣＣブロックにエラーが集中することが防止される。シャフリング部１１０でなされるシャフリングをインターリーブと称することもある。シャフリング部１１０の出力が混合部１１１に供給され、オーディオデータと混合される。なお、混合部１１１は、後述のように、メインメモリにより構成される。
【００４０】
１１２で示す入力端子からオーディオデータが供給される。この一実施形態では、非圧縮のディジタルオーディオ信号が扱われる。ディジタルオーディオ信号は、入力側のＳＤＩ受信部（図示しない）またはＳＤＴＩ受信部１０５で分離されたもの、またはオーディオインターフェースを介して入力されたものである。入力ディジタルオーディオ信号が遅延部１１３を介してＡＵＸ付加部１１４に供給される。遅延部１１３は、オーディオ信号とビデオ信号と時間合わせ用のものである。入力端子１１５から供給されるオーディオＡＵＸは、補助的データであり、オーディオデータのサンプリング周波数等のオーディオデータに関連する情報を有するデータである。オーディオＡＵＸは、ＡＵＸ付加部１１４にてオーディオデータに付加され、オーディオデータと同等に扱われる。
【００４１】
ＡＵＸ付加部１１４からのオーディオデータおよびＡＵＸ（以下、特に必要な場合を除き、ＡＵＸを含む場合も単にオーディオデータと言う。）が外符号エンコーダ１１６に供給される。外符号エンコーダ１１６は、オーディオデータに対して外符号の符号化を行う。外符号エンコーダ１１６の出力がシャフリング部１１７に供給され、シャフリング処理を受ける。オーディオシャフリングとして、シンクブロック単位のシャフリングと、チャンネル単位のシャフリングとがなされる。
【００４２】
シャフリング部１１７の出力が混合部１１１に供給され、ビデオデータとオーディオデータが１チャンネルのデータとされる。混合部１１１の出力がＩＤ付加部１１８が供給され、ＩＤ付加部１１８にて、シンクブロック番号を示す情報等を有するＩＤが付加される。ＩＤ付加部１１８の出力が内符号エンコーダ１１９に供給され、内符号の符号化がなされる。さらに、内符号エンコーダ１１９の出力が同期付加部１２０に供給され、シンクブロック毎の同期信号が付加される。同期信号が付加されることによってシンクブロックが連続する記録データが構成される。この記録データが記録アンプ１２１を介して回転ヘッド１２２に供給され、磁気テープ１２３上に記録される。回転ヘッド１２２は、実際には、隣接するトラックを形成するヘッドのアジマスが互いに異なる複数の磁気ヘッドが回転ドラムに取り付けられたものである。
【００４３】
記録データに対して必要に応じてスクランブル処理を行っても良い。また、記録時にディジタル変調を行っても良く、さらに、パーシャル・レスポンスクラス４とビタビ符号を使用しても良い。
【００４４】
図２は、この発明の一実施形態の再生側の構成の一例を示す。磁気テープ１２３から回転ヘッド１２２で再生された再生信号が再生アンプ１３１を介して同期検出部１３２に供給される。再生信号に対して、等化や波形整形などがなされる。また、ディジタル変調の復調、ビタビ復号等が必要に応じてなされる。同期検出部１３２は、シンクブロックの先頭に付加されている同期信号を検出する。同期検出によって、シンクブロックが切り出される。
【００４５】
同期検出ブロック１３２の出力が内符号エンコーダ１３３に供給され、内符号のエラー訂正がなされる。内符号エンコーダ１３３の出力がＩＤ補間部１３４に供給され、内符号によりエラーとされたシンクブロックのＩＤ例えばシンクブロック番号が補間される。ＩＤ補間部１３４の出力が分離部１３５に供給され、ビデオデータとオーディオデータとが分離される。上述したように、ビデオデータは、ＭＰＥＧのイントラ符号化で発生したＤＣＴ係数データおよびシステムデータを意味し、オーディオデータは、ＰＣＭ(Pulse Code Modulation) データおよびＡＵＸを意味する。
【００４６】
分離部１３５からのビデオデータがデシャフリング部１３６において、シャフリングと逆の処理がなされる。デシャフリング部１３６は、記録側のシャフリング部１１０でなされたシンクブロック単位のシャフリングを元に戻す処理を行う。デシャフリング部１３６の出力が外符号デコーダ１３７に供給され、外符号によるエラー訂正がなされる。訂正できないエラーが発生した場合には、エラーの有無を示すエラーフラグがエラー有りを示すものとされる。
【００４７】
外符号デコーダ１３７の出力がデシャフリングおよびデパッキング部１３８に供給される。デシャフリングおよびデパッキング部１３８は、記録側のパッキングおよびシャフリング部１０７でなされたマクロブロック単位のシャフリングを元に戻す処理を行う。また、デシャフリングおよびデパッキング部１３８では、記録時に施されたパッキングを分解する。すなわち、マクロブロック単位にデータの長さを戻して、元の可変長符号を復元する。さらに、デシャフリングおよびデパッキング部１３８において、システムデータが分離され、出力端子１３９に取り出される。
【００４８】
デシャフリングおよびデパッキング部１３８の出力が補間部１４０に供給され、エラーフラグが立っている（すなわち、エラーのある）データが修整される。すなわち、変換前に、マクロブロックデータの途中にエラーがあるとされた場合には、エラー箇所以降の周波数成分のＤＣＴ係数が復元できない。そこで、例えばエラー箇所のデータをブロック終端符号（ＥＯＢ）に置き替え、それ以降の周波数成分のＤＣＴ係数をゼロとする。同様に、高速再生時にも、シンクブロック長に対応する長さまでのＤＣＴ係数のみを復元し、それ以降の係数は、ゼロデータに置き替えられる。さらに、補間部１４０では、ビデオデータの先頭に付加されているヘッダがエラーの場合に、ヘッダ（シーケンスヘッダ、ＧＯＰヘッダ、ピクチャヘッダ、ユーザデータ等）を回復する処理もなされる。
【００４９】
ＤＣＴブロックに跨がって、ＤＣＴ係数がＤＣ成分および低域成分から高域成分へと並べられているため、このように、ある箇所以降からＤＣＴ係数を無視しても、マクロブロックを構成するＤＣＴブロックのそれぞれに対して、満遍なくＤＣならびに低域成分からのＤＣＴ係数を行き渡らせることができる。
【００５０】
補間部１４０の出力がストリームコンバータ１４１に供給される。ストリームコンバータ１４１では、記録側のストリームコンバータ１０６と逆の処理がなされる。すなわち、ＤＣＴブロックに跨がって周波数成分毎に並べられていたＤＣＴ係数を、ＤＣＴブロック毎に並び替える。これにより、再生信号がＭＰＥＧ２に準拠したエレメンタリストリームに変換される。
【００５１】
また、ストリームコンバータ１４１の入出力は、記録側と同様に、マクロブロックの最大長に応じて、十分な転送レート（バンド幅）を確保しておく。マクロブロックの長さを制限しない場合には、画素レートの３倍のバンド幅を確保するのが好ましい。
【００５２】
ストリームコンバータ１４１の出力がビデオデコーダ１４２に供給される。ビデオデコーダ１４２は、エレメンタリストリームを復号し、ビデオデータを出力する。すなわち、ビデオデコーダ１４２は、逆量子化処理と、逆ＤＣＴ処理とがなされる。復号ビデオデータが出力端子１４３に取り出される。外部とのインターフェースには、例えばＳＤＩが使用される。また、ストリームコンバータ１４１からのエレメンタリストリームがＳＤＴＩ送信部１４４に供給される。ＳＤＴＩ送信部１４４には、経路の図示を省略しているが、システムデータ、再生オーディオデータ、ＡＵＸも供給され、ＳＤＴＩフォーマットのデータ構造を有するストリームへ変換される。ＳＤＴＩ送信部１４４からのストリームが出力端子１４５を通じて外部に出力される。
【００５３】
分離部１３５で分離されたオーディオデータがデシャフリング部１５１に供給される。デシャフリング部１５１は、記録側のシャフリング部１１７でなされたシャフリングと逆の処理を行う。デシャフリング部１１７の出力が外符号デコーダ１５２に供給され、外符号によるエラー訂正がなされる。外符号デコーダ１５２からは、エラー訂正されたオーディオデータが出力される。訂正できないエラーがあるデータに関しては、エラーフラグがセットされる。
【００５４】
外符号デコーダ１５２の出力がＡＵＸ分離部１５３に供給され、オーディオＡＵＸが分離される。分離されたオーディオＡＵＸが出力端子１５４に取り出される。また、オーディオデータが補間部１５５に供給される。補間部１５５では、エラーの有るサンプルが補間される。補間方法としては、時間的に前後の正しいデータの平均値で補間する平均値補間、前の正しいサンプルの値をホールドする前値ホールド等を使用できる。補間部１５５の出力が出力部１５６に供給される。出力部１５６は、エラーであり、補間できないオーディオ信号の出力を禁止するミュート処理、並びにビデオ信号との時間合わせのための遅延量調整処理がなされる。出力部１５６から出力端子１５７に再生オーディオ信号が取り出される。
【００５５】
なお、図１および図２では省略されているが、入力データと同期したタイミング信号を発生するタイミング発生部、記録再生装置の全体の動作を制御するシステムコントローラ（マイクロコンピュータ）等が備えられている。
【００５６】
この一実施形態では、磁気テープへの信号の記録は、回転する回転ヘッド上に設けられた磁気ヘッドにより、斜めのトラックを形成する、ヘリカルスキャン方式によって行われる。磁気ヘッドは、回転ドラム上の、互いに対向する位置に、それぞれ複数個が設けられる。すなわち、磁気テープが回転ヘッドに１８０°程度の巻き付け角で以て巻き付けられている場合、回転ヘッドの１８０°の回転により、同時に複数本のトラックを形成することができる。また、磁気ヘッドは、互いにアジマスの異なる２個で一組とされる。複数個の磁気ヘッドは、隣接するトラックのアジマスが互いに異なるように配置される。
【００５７】
図３は、上述した回転ヘッドにより磁気テープ上に形成されるトラックフォーマットの一例を示す。これは、１フレーム当たりのビデオおよびオーディオデータが８トラックで記録される例である。例えばフレーム周波数が２９．９７Ｈｚ、レートが５０Ｍｂｐｓ、有効ライン数が４８０本で有効水平画素数が７２０画素のインターレス信号（４８０ｉ信号）およびオーディオ信号が記録される。また、フレーム周波数が２５Ｈｚ、レートが５０Ｍｂｐｓ、有効ライン数が５７６本で有効水平画素数が７２０画素のインターレス信号（５７６ｉ信号）およびオーディオ信号も、図３と同一のテープフォーマットによって記録できる。
【００５８】
互いに異なるアジマスの２トラックによって１セグメントが構成される。すなわち、８トラックは、４セグメントからなる。セグメントを構成する１組のトラックに対して、アジマスと対応するトラック番号〔０〕とトラック番号〔１〕が付される。図３に示される例では、前半の８トラックと、後半の８トラックとの間で、トラック番号が入れ替えられると共に、フレーム毎に互いに異なるトラックシーケンスが付される。これにより、アジマスが異なる１組の磁気ヘッドのうち一方が、例えば目詰まりなどにより読み取り不能状態に陥っても、前フレームのデータを利用してエラーの影響を小とできる。
【００５９】
トラックのそれぞれにおいて、両端側にビデオデータが記録されるビデオセクタが配され、ビデオセクタに挟まれて、オーディオデータが記録されるオーディオセクタが配される。なお、この図３および後述する図４は、テープ上のオーディオセクタの配置を示すものである。
【００６０】
図３のトラックフォーマットでは、８チャンネルのオーディオデータを扱うことができるようにされている。Ａ１〜Ａ８は、それぞれオーディオデータの１〜８ｃｈのセクタを示す。オーディオデータは、セグメント単位で配列を変えられて記録される。オーディオデータは、１フィールド期間で発生するオーディオサンプル（例えばフィールド周波数が２９．９７Hzで、サンプリング周波数が４８ｋHzの場合には、８００サンプルまたは８０１サンプル）が偶数番目のサンプルと奇数番目のサンプルとにわけられ、各サンプル群とＡＵＸによって積符号の１ＥＣＣブロックが構成される。
【００６１】
図３では、１フィールド分のデータが４トラックに記録されるので、オーディオデータの１チャンネル当たりの２個のＥＣＣブロックが４トラックに記録される。２個のＥＣＣブロックのデータ（外符号パリティを含む）が４個のセクタに分割され、図３に示すように、４トラックに分散されて記録される。２個のＥＣＣブロックに含まれる複数のシンクブロックがシャフリングされる。例えばＡ１の参照番号が付された４セクタによって、チャンネル１の２ＥＣＣブロックが構成される。
【００６２】
また、ビデオデータは、この例では、１トラックに対して４ＥＣＣブロック分のデータがシャフリング（インターリーブ）され、Ｕｐｐｅｒ ＳｉｄｅおよびＬｏｗｅｒ Ｓｉｄｅで各セクタに分割され記録される。Ｌｏｗｅｒ Ｓｉｄｅのビデオセクタには、所定位置にシステム領域が設けられる。
【００６３】
なお、図３において、ＳＡＴ１（Ｔｒ）およびＳＡＴ２（Ｔｍ）は、サーボロック用の信号が記録されるエリアである。また、各記録エリアの間には、所定の大きさのギャップ（Ｖｇ１，Ｓｇ１，Ａｇ，Ｓｇ２，Ｓｇ３およびＶｇ２）が設けられる。
【００６４】
図３は、１フレーム当たりのデータを８トラックで記録する例であるが、記録再生するデータのフォーマットによっては、１フレーム当たりのデータを４トラック、６トラックなどでの記録することができる。図４Ａは、１フレームが６トラックのフォーマットである。この例では、トラックシーケンスが〔０〕のみとされる。
【００６５】
図４Ｂに示すように、テープ上に記録されるデータは、シンクブロックと称される等間隔に区切られた複数のブロックからなる。図４Ｃは、シンクブロックの構成を概略的に示す。詳細は後述するが、シンクブロックは、同期検出するためのＳＹＮＣパターン、シンクブロックのそれぞれを識別するためのＩＤ、後続するデータの内容を示すＤＩＤ、データパケットおよびエラー訂正用の内符号パリティから構成される。データは、シンクブロック単位でパケットとして扱われる。すなわち、記録あるいは再生されるデータ単位の最小のものが１シンクブロックである。シンクブロックが多数並べられて（図４Ｂ）、例えばビデオセクタが形成される（図４Ａ）。
【００６６】
図５は、記録／再生の最小単位である、ビデオデータのシンクブロックのデータ構成をより具体的に示す。この一実施形態においては、記録するビデオデータのフォーマットに適応して１シンクブロックに対して１個乃至は２個のマクロブロックのデータ（ＶＬＣデータ）が格納されると共に、１シンクブロックのサイズが扱うビデオ信号のフォーマットに応じて長さが変更される。図５Ａに示されるように、１シンクブロックは、先頭から、２バイトのＳＹＮＣパターン、２バイトのＩＤ、１バイトのＤＩＤ、例えば１１２バイト〜２０６バイトの間で可変に規定されるデータ領域および１２バイトのパリティ（内符号パリティ）からなる。なお、データ領域は、ペイロードとも称される。
【００６７】
先頭の２バイトのＳＹＮＣパターンは、同期検出用であり、所定のビットパターンを有する。固有のパターンに対して一致するＳＹＮＣパターンを検出することで、同期検出が行われる。
【００６８】
図６Ａは、ＩＤ０およびＩＤ１のビットアサインの一例を示す。ＩＤは、シンクブロックが固有に持っている重要な情報を持っており、各２バイト（ＩＤ０およびＩＤ１）が割り当てられている。ＩＤ０は、１トラック中のシンクブロックのそれぞれを識別するための識別情報（ＳＹＮＣ ＩＤ）が格納される。ＳＹＮＣ ＩＤは、例えば各セクタ内のシンクブロックに対して付された通し番号である。ＳＹＮＣ ＩＤは、８ビットで表現される。ビデオのシンクブロックとオーディオのシンクブロックとでそれぞれ別個にＳＹＮＣ ＩＤが付される。
【００６９】
ＩＤ１は、シンクブロックのトラックに関する情報が格納される。ＭＳＢ側をビット７、ＬＳＢ側をビット０とした場合、このシンクブロックに関して、ビット７でトラックの上側（Ｕｐｐｅｒ）か下側（Ｌｏｗｅｒ）かが示され、ビット５〜ビット２で、トラックのセグメントが示される。また、ビット１は、トラックのアジマスに対応するトラック番号が示され、ビット０は、このシンクブロックがビデオデータおよびオーディオデータを区別するビットである。
【００７０】
図６Ｂは、ビデオの場合のＤＩＤのビットアサインの一例を示す。ＤＩＤは、ペイロードに関する情報が格納される。上述したＩＤ１のビット０の値に基づき、ビデオおよびオーディオで、ＤＩＤの内容が異なる。ビット７〜ビット４は、未定義（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）とされている。ビット３および２は、ペイロードのモードであり、例えばペイロードのタイプが示される。ビット３および２は、補助的なものである。ビット１でペイロードに１個あるいは２個のマクロブロックが格納されることが示される。ビット０でペイロードに格納されるビデオデータが外符号パリティであるかどうかが示される。
【００７１】
図６Ｃは、オーディオの場合のＤＩＤのビットアサインの一例を示す。ビット７〜ビット４は、Ｒｅｓｅｒｖｅｄとされている。ビット３でペイロードに格納されているデータがオーディオデータであるか、一般的なデータであるかどうかが示される。ペイロードに対して、圧縮符号化されたオーディオデータが格納されている場合には、ビット３がデータを示す値とされる。ビット２〜ビット０は、ＮＴＳＣ方式における、５フィールドシーケンスの情報が格納される。すなわち、ＮＴＳＣ方式においては、ビデオ信号の１フィールドに対してオーディオ信号は、サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合、８００サンプルおよび８０１サンプルの何れかであり、このシーケンスが５フィールド毎に揃う。ビット２〜ビット０によって、シーケンスの何処に位置するかが示される。
【００７２】
図５に戻って説明すると、図５Ｂ〜図５Ｅは、上述のペイロードの例を示す。図５Ｂおよび図５Ｃは、ペイロードに対して、１および２マクロブロックのビデオデータ（可変長符号化データ）が格納される場合の例をそれぞれ示す。図５Ｂに示される、１マクロブロックが格納される例では、先頭の３バイトに、後続するマクロブロックの長さを示す長さ情報ＬＴが配される。なお、長さ情報ＬＴには、自分自身の長さを含んでも良いし、含まなくても良い。また、図５Ｃに示される、２マクロブロックが格納される例では、先頭に第１のマクロブロックの長さ情報ＬＴが配され、続けて第１のマクロブロックが配される。そして、第１のマクロブロックに続けて第２のマクロブロックの長さを示す長さ情報ＬＴが配され、続けて第２のマクロブロックが配される。長さ情報ＬＴは、デパッキングのために必要な情報である。
【００７３】
図５Ｄは、ペイロードに対して、ビデオＡＵＸ（補助的）データが格納される場合の例を示す。先頭の長さ情報ＬＴには、ビデオＡＵＸデータの長さが記される。この長さ情報ＬＴに続けて、５バイトのシステム情報、１２バイトのＰＩＣＴ情報、および９２バイトのユーザ情報が格納される。ペイロードの長さに対して余った部分は、Ｒｅｓｅｒｖｅｄとされる。
【００７４】
図５Ｅは、ペイロードに対してオーディオデータが格納される場合の例を示す。オーディオデータは、ペイロードの全長にわたって詰め込むことができる。オーディオ信号は、圧縮処理などが施されない、例えばＰＣＭ形式で扱われる。これに限らず、所定の方式で圧縮符号化されたオーディオデータを扱うようにもできる。
【００７５】
この一実施形態においては、各シンクブロックのデータの格納領域であるペイロードの長さは、ビデオシンクブロックとオーディオシンクブロックとでそれぞれ最適に設定されているため、互いに等しい長さではない。また、ビデオデータを記録するシンクブロックの長さと、オーディオデータを記録するシンクブロックの長さとを、信号フォーマットに応じてそれぞれ最適な長さに設定される。これにより、複数の異なる信号フォーマットを統一的に扱うことができる。
【００７６】
図７Ａは、ＭＰＥＧエンコーダのＤＣＴ回路から出力されるビデオデータ中のＤＣＴ係数の順序を示す。ＤＣＴブロックにおいて左上のＤＣ成分から開始して、水平ならびに垂直空間周波数が高くなる方向に、ＤＣＴ係数がジグザグスキャンで出力される。その結果、図７Ｂに一例が示されるように、全部で６４個（８画素×８ライン）のＤＣＴ係数が周波数成分順に並べられて得られる。
【００７７】
このＤＣＴ係数がＭＰＥＧエンコーダのＶＬＣ部によって可変長符号化される。すなわち、最初の係数は、ＤＣ成分として固定的であり、次の成分（ＡＣ成分）からは、ゼロのランとそれに続くレベルに対応してコードが割り当てられる。従って、ＡＣ成分の係数データに対する可変長符号化出力は、周波数成分の低い（低次の）係数から高い（高次の）係数へと、ＡＣ1 ，ＡＣ2 ，ＡＣ3 ，・・・と並べられたものである。可変長符号化されたＤＣＴ係数をエレメンタリストリームが含んでいる。
【００７８】
ストリームコンバータ１０６では、供給された信号のＤＣＴ係数の並べ替えが行われる。すなわち、それぞれのマクロブロック内で、ジグザグスキャンによってＤＣＴブロック毎に周波数成分順に並べられたＤＣＴ係数がマクロブロックを構成する各ＤＣＴブロックにわたって周波数成分順に並べ替えられる。
【００７９】
図８は、このストリームコンバータ１０６におけるＤＣＴ係数の並べ替えを概略的に示す。（４：２：２）コンポーネント信号の場合に、１マクロブロックは、輝度信号Ｙによる４個のＤＣＴブロック（Ｙ1 ，Ｙ2 ，Ｙ3 およびＹ4 ）と、色度信号Ｃｂ，Ｃｒのそれぞれによる２個ずつのＤＣＴブロック（Ｃｂ1 ，Ｃｂ2 ，Ｃｒ1 およびＣｒ2 ）からなる。
【００８０】
上述したように、ビデオエンコーダ１０２では、ＭＰＥＧ２の規定に従いジグザグスキャンが行われ、図８Ａに示されるように、各ＤＣＴブロック毎に、ＤＣＴ係数がＤＣ成分および低域成分から高域成分に、周波数成分の順に並べられる。一つのＤＣＴブロックのスキャンが終了したら、次のＤＣＴブロックのスキャンが行われ、同様に、ＤＣＴ係数が並べられる。
【００８１】
すなわち、マクロブロック内で、ＤＣＴブロックＹ1 ，Ｙ2 ，Ｙ3 およびＹ4 、ＤＣＴブロックＣｂ1 ，Ｃｂ2 ，Ｃｒ1 およびＣｒ2 のそれぞれについて、ＤＣＴ係数がＤＣ成分および低域成分から高域成分へと周波数順に並べられる。そして、連続したランとそれに続くレベルとからなる組に、〔ＤＣ，ＡＣ1 ，ＡＣ2 ，ＡＣ3 ，・・・〕と、それぞれ符号が割り当てられるように、可変長符号化されている。
【００８２】
ストリームコンバータ１０６では、可変長符号化され並べられたＤＣＴ係数を、一旦可変長符号を解読して各係数の区切りを検出し、マクロブロックを構成する各ＤＣＴブロックに跨がって周波数成分毎にまとめる。この様子を、図８Ｂに示す。最初にマクロブロック内の８個のＤＣＴブロックのＤＣ成分をまとめ、次に８個のＤＣＴブロックの最も周波数成分が低いＡＣ係数成分をまとめ、以下、順に同一次数のＡＣ係数をまとめるように、８個のＤＣＴブロックに跨がって係数データを並び替える。
【００８３】
並び替えられた係数データは、ＤＣ（Ｙ1 ），ＤＣ（Ｙ2 ），ＤＣ（Ｙ3 ），ＤＣ（Ｙ4 ），ＤＣ（Ｃｂ1 ），ＤＣ（Ｃｂ2 ），ＤＣ（Ｃｒ1 ），ＤＣ（Ｃｒ2 ），ＡＣ1 （Ｙ1 ），ＡＣ1 （Ｙ2 ），ＡＣ1 （Ｙ3 ），ＡＣ1 （Ｙ4 ），ＡＣ1 （Ｃｂ1 ），ＡＣ1 （Ｃｂ2 ），ＡＣ1 （Ｃｒ1 ），ＡＣ1 （Ｃｒ2 ），・・・である。ここで、ＤＣ、ＡＣ1 、ＡＣ2 、・・・は、図７を参照して説明したように、ランとそれに続くレベルとからなる組に対して割り当てられた可変長符号の各符号である。
【００８４】
ストリームコンバータ１０６で係数データの順序が並べ替えられた変換エレメンタリストリームは、パッキングおよびシャフリング部１０７に供給される。マクロブロックのデータの長さは、変換エレメンタリストリームと変換前のエレメンタリストリームとで同一である。また、ビデオエンコーダ１０２において、ビットレート制御によりＧＯＰ（１フレーム）単位に固定長化されていても、マクロブロック単位では、長さが変動している。パッキングおよびシャフリング部１０７では、マクロブロックのデータを固定枠に当てはめる。
【００８５】
図９は、パッキングおよびシャフリング部１０７でのマクロブロックのパッキング処理を概略的に示す。マクロブロックは、所定のデータ長を持つ固定枠に当てはめられ、パッキングされる。このとき用いられる固定枠のデータ長を、記録および再生の際のデータの最小単位であるシンクブロック長と一致させている。これは、シャフリングおよびエラー訂正符号化の処理を簡単に行うためである。図９では、簡単のため、１フレームに８マクロブロックが含まれるものと仮定する。
【００８６】
可変長符号化によって、図９Ａに一例が示されるように、８マクロブロックの長さは、互いに異なる。この例では、固定枠である１シンクブロックの長さと比較して、マクロブロック＃１のデータ，＃３のデータおよび＃６のデータがそれぞれ長く、マクロブロック＃２のデータ，＃５のデータ，＃７のデータおよび＃８のデータがそれぞれ短い。また、マクロブロック＃４のデータは、１シンクブロックと略等しい長さである。
【００８７】
パッキング処理によって、マクロブロックが１シンクブロック長の固定長枠に詰め込まれる。過不足無くデータを詰め込むことができるのは、１フレーム期間で発生するデータ量が固定量に制御されているからである。図９Ｂに一例が示されるように、１シンクブロックと比較して長いマクロブロックは、シンクブロック長に対応する位置で分割される。分割されたマクロブロックのうち、シンクブロック長からはみ出た部分（オーバーフロー部分）は、先頭から順に空いている領域に、すなわち、長さがシンクブロック長に満たないマクロブロックの後ろに、詰め込まれる。
【００８８】
図９Ｂの例では、マクロブロック＃１の、シンクブロック長からはみ出た部分が、先ず、マクロブロック＃２の後ろに詰め込まれ、そこがシンクブロックの長さに達すると、マクロブロック＃５の後ろに詰め込まれる。次に、マクロブロック＃３の、シンクブロック長からはみ出た部分がマクロブロック＃７の後ろに詰め込まれる。さらに、マクロブロック＃６のシンクブロック長からはみ出た部分がマクロブロック＃７の後ろに詰め込まれ、さらにはみ出た部分がマクロブロック＃８の後ろに詰め込まれる。こうして、各マクロブロックがシンクブロック長の固定枠に対してパッキングされる。
【００８９】
各マクロブロックの長さは、ストリームコンバータ１０６において予め調べておくことができる。これにより、このパッキング部１０７では、ＶＬＣデータをデコードして内容を検査すること無く、マクロブロックのデータの最後尾を知ることができる。
【００９０】
図１０は、一実施形態で使用されるエラー訂正符号の一例を示し、図１０Ａは、ビデオデータに対するエラー訂正符号の１ＥＣＣブロックを示し、図１０Ｂは、オーディオデータに対するエラー訂正符号の１ＥＣＣブロックを示す。図１０Ａにおいて、ＶＬＣデータがパッキングおよびシャフリング部１０７からのデータである。ＶＬＣデータの各行に対して、ＳＹＮＣパターン、ＩＤ、ＤＩＤが付加され、さらに、内符号のパリティが付加されることによって、１ＳＹＮＣブロックが形成される。
【００９１】
すなわち、ＶＬＣデータの配列の垂直方向に整列する所定数のシンボル（バイト）から１０バイトの外符号のパリティが生成され、その水平方向に整列する、ＩＤ、ＤＩＤおよびＶＬＣデータ（または外符号のパリティ）の所定数のシンボル（バイト）から内符号のパリティが生成される。図１０Ａの例では、１０個の外符号パリティのシンボルと、１２個の内符号のパリティのシンボルとが付加される。具体的なエラー訂正符号としては、リードソロモン符号が使用される。また、図１０Ａにおいて、１ＳＹＮＣブロック内のＶＬＣデータの長さが異なるのは、５９．９４Hz、２５Hz、２３．９７６Hzのように、ビデオデータのフレーム周波数が異なるのと対応するためである。
【００９２】
図１０Ｂに示すように、オーディオデータに対する積符号もビデオデータに対するものと同様に、１０シンボルの外符号のパリティおよび１２シンボルの内符号のパリティを生成するものである。オーディオデータの場合は、サンプリング周波数が例えば４８ｋHzとされ、１サンプルが２４ビットに量子化される。１サンプルを他のビット数例えば１６ビットに変換しても良い。上述したフレーム周波数の相違に応じて、１ＳＹＮＣブロック内のオーディオデータの量が相違している。前述したように、１フィールド分のオーディオデータ／１チャンネルによって２ＥＣＣブロックが構成される。１ＥＣＣブロックには、偶数番目および奇数番目の一方のオーディオサンプルとオーディオＡＵＸとがデータとして含まれる。
【００９３】
図１１は、この発明の一実施形態のより具体的な構成を示す。図１１において、１６４がＩＣに対して外付けのメインメモリ１６０のインターフェースである。インターフェース１６４によって、メインメモリ１６０の書込み／読出し動作が制御される。また、パッキング部１０７ａ、ビデオシャフリング部１０７ｂ、パッキング部１０７ｃによって、パッキングおよびシャフリング部１０７が構成される。
【００９４】
この一実施形態では、各マクロブロックの長さ情報ＬＴを参照することによって、パッキング部１０７ａが固定枠長データとオーバーフロー部分とをメインメモリ（ＳＤＲＡＭ）１６０の別々の領域に分けて記憶する。固定枠長データを記憶する領域は、メインメモリ１６０のパッキング処理用領域である。固定枠長より短いデータ長の場合には、メインメモリ１６０の対応する固定枠に空き領域を生じる。ビデオシャフリング部１０７ｂがこの書込みアドレスを制御することによってシャフリングを行う。
【００９５】
次に、パッキング部１０７ｃが外符号エンコーダ１０９へのメモリにオーバーフロー部分をパッキングして読み込む処理を行う。すなわち、メインメモリ１６０から外符号エンコーダ１０９に用意されている１ＥＣＣブロック分のメモリに対して固定枠長のデータを読み込み、若し、固定枠長のデータに空き領域が有れば、そこにオーバーフロー部分を読み込んで固定枠長にデータが詰まるようにする。そして、１ＥＣＣブロック分のデータを読み込むと、読み込み処理を一時中断し、外符号エンコーダ１０９によって外符号のパリティを生成する。外符号パリティは、外符号エンコーダ１０９のメモリに格納する。外符号エンコーダ１０９の処理が１ＥＣＣブロック分終了すると、外符号エンコーダ１０９からデータおよび外符号パリティを内符号を行う順序に並び替えて、メインメモリ１６０のパッキング処理用領域と別の内符号処理用領域に書き戻す。ビデオシャフリング部１１０は、この外符号の符号化が終了したデータをメインメモリ１６０へ書き戻す時のアドレスを制御することによって、シンクブロック単位のシャフリングを行う。
【００９６】
このような固定枠長とオーバーフロー部分とを分けてメインメモリ１６０の第１の領域へのデータの書込み（第１のパッキング処理）、外符号エンコーダ１０９へのメモリにオーバーフロー部分をパッキングして読み込む処理（第２のパッキング処理）、外符号パリティの生成、データおよび外符号パリティをメインメモリ１６０の第２の領域に書き戻す処理が１ＥＣＣブロック単位でなされる。外符号エンコーダ１０９がＥＣＣブロックのサイズのメモリを備えることによって、メインメモリ１６０へのアクセスの頻度を少なくすることができる。
【００９７】
そして、１ピクチャに含まれる所定数のＥＣＣブロック（例えば３２個のＥＣＣブロック）の処理が終了すると、１ピクチャのパッキング、外符号の符号化が終了する。そして、インターフェース１６４を介してメインメモリ１６０から読出したデータがＩＤ付加部１１８、内符号エンコーダ１１９、同期付加部１２０で処理され、並列直列変換部１２４によって、同期付加部１２０の出力データがビットシリアルデータに変換される。出力されるシリアルデータがパーシャル・レスポンスクラス４のプリコーダ１２５により処理される。この出力が必要に応じてディジタル変調され、記録アンプ１２１を介して回転ヘッドに供給される。
【００９８】
なお、ＥＣＣブロック内にヌルシンクと称する有効なデータが配されないシンクブロックを導入し、記録ビデオ信号のフォーマットの違いに対してＥＣＣブロックの構成の柔軟性を持たせるようにしても良い。ヌルシンクは、パッキングおよびシャフリングブロック１０７のパッキング部１０７ａにおいて生成され、メインメモリ１６０に書込まれる。従って、ヌルシンクがデータ記録領域を持つことになるので、これをオーバーフロー部分の記録用シンクとして使用することができる。
【００９９】
オーディオデータの場合では、１フィールドのオーディオデータの偶数番目のサンプルと奇数番目のサンプルとがそれぞれ別のＥＣＣブロックを構成する。ＥＣＣの外符号の系列は、入力順序のオーディオサンプルで構成されるので、外符号系列のオーディオサンプルが入力される毎に外符号エンコーダ１１６が外符号パリティを生成する。外符号エンコーダ１１６の出力をメインメモリに書込む時のアドレス制御によって、シャフリング部１１７がシャフリング（チャンネル単位およびシンクブロック単位）を行う。
【０１００】
さらに、１２６で示すＣＰＵインターフェースが設けられ、システムコントローラとして機能するＣＰＵ１２７からのデータを受け取ることが可能とされている。このデータとしては、シャフリングテーブルデータ、記録ビデオ信号のフォーマットに関連するパラメータ等である。シャフリングテーブルデータがビデオ用シャフリングテーブル（ＲＡＭ）１２８ｖおよびオーディオ用シャフリングテーブル（ＲＡＭ）１２８ａに格納される。シャフリングテーブル１２８ｖは、ビデオシャフリング部１０７ｂおよび１１０のシャフリングのためのアドレス変換を行う。シャフリングテーブル１２８ａは、オーディオシャフリング１１７のためのアドレス変換を行う。
【０１０１】
一実施形態では、複数の入力画像フォーマットを複数のデータレートで記録することを可能とするために、特定された入力画像フォーマットあるいはデータレートに関して用意されているシャフリングテーブルをビデオ用シャフリングテーブル１２８ｖ、オーディオ用シャフリングテーブル１２８ａに格納する。この発明は、特にビデオデータのシャフリング処理に関する。
【０１０２】
図１２は、ビデオデータのシャフリング処理のための構成を原理的に示すものである。入力ビデオデータには、ＩＤ（またはアドレス）が付けられている。ＩＤは、データ系列の先頭からの通し番号、ベースおよびオフセットの組み合わせ等、データの位置を一意に表現できるものである。シャフリングとは、このＩＤを書き換える作業に他ならない。シャフリングテーブル２２８ｖには、外部メモリ１７１から経路１７２を介して書込まれたシャフリングテーブルが格納されている。
【０１０３】
外部メモリ１７１には、シャフリングの対象とするビデオデータのフォーマットに対応して複数のシャフリングテーブルが格納されており、フォーマット判別結果に応答して選択された一つのシャフリングテーブルがシャフリングテーブル２２８ｖに格納される。フォーマット判別は、例えばビデオデータ中に含まれる情報に基づいてなされ、フォーマット判別結果に応答してＣＰＵがシャフリングテーブルを選択する。外部メモリ１７１からシャフリングテーブル２２８ｖへデータを転送する理由は、動作速度を確保するためと、シャフリング部をＩＣ化した時に入出力端子用のピンを削減するためである。上述した一実施形態のように、外部メモリ１７１がＣＰＵに関連するＲＡＭまたはＲＯＭであって、経路１７２をＣＰＵのシリアルインターフェースで構成すれば、シリアル伝送用の１個のピンのみで良い。但し、他の一般的なインターフェースを使用してシャフリングテーブルを格納しても良い。
【０１０４】
一実施形態がそうであるように、実際には、図１３に示すように、シャフリングがデータの蓄積を伴うことが多い。入力データがデータ蓄積用のメモリ２６０に書込まれる。シャフリングテーブル２２８ｖは、入力データから分離したＩＤｉをアドレスとして受け取り、変換したアドレスＩＤｏを出力として発生する。シャフリングテーブル２２８ｖの発生したアドレスＩＤｏがメモリ２６０にデータを書込むための書込みアドレスとして使用される。順次変化する読出しアドレスによって、メモリ２６０からシャフリングされたデータが読出される。
【０１０５】
図１４に示すように、データ中にトラックＩＤとシンクＩＤとが含まれており、１フレームの例えば８トラックにおけるシンクブロックの位置が一意に決まる例では、トラックＩＤおよびシンクＩＤがシャフリングテーブル２２８ｖにアドレスとして供給される。シャフリングテーブル２２８ｖからは、メモリ２６０の書込みアドレスが発生する。この書込みアドレスに従って、シンクブロックがメモリ２６０に書込まれる。メモリ２６０は、１トラックの例えば４個のＥＣＣブロックのそれぞれのデータを格納する領域を有する。従って、１トラック分のビデオデータがシンクブロック単位で４個のＥＣＣブロックにそれぞれ対応する領域に分散されて記憶される。
【０１０６】
図１５は、メモリ２６０の読出しアドレスを制御することによってシャフリングを行う例である。シャフリングテーブル２２８ｖは、外部メモリ１７１からシャフリングテーブルデータが格納され、その出力ＩＤｏがメモリ２６０に対して読出しアドレスとして供給される。シャフリングテーブル２２８ｖに対する入力ＩＤｉは、カウンタ１７３から発生する。カウンタ１７３は、メモリ２６０の読出しデータと同期したタイミングでリセットされ、クロックによってインクリメントするＩＤｉを発生する。例えばＩＤｉがシンクＩＤとして使用される。メモリ２６０からは、シャフリングテーブル２２８ｖで変換された読出しアドレス（ＩＤｏ）に従ってデータが出力される。
【０１０７】
図１６は、読出しアドレスを制御するシャフリングを概略的に説明するものである。カウンタ１７３は、メモリ２６０の出力で通し番号のＩＤが付けられるデータ毎に発生するリセット信号でリセットされる。そして、シンクブロックと同期したクロックによってインクリメントされる。カウンタ１７３からのブロック毎に＋１される値のカウント値（例えばシンクＩＤ）がシャフリングテーブル２２８ｖにアドレスとして供給される。シャフリングテーブル２２８ｖの出力が読出しアドレスとしてメモリ２６０に供給される。従って、メモリ２６０の読出しアドレスから１シンクブロックのデータが読出される。この発明の一実施形態の図１１におけるシャフリングテーブル１２８ｖ、メインメモリ１６０がそれぞれシャフリングテーブル２２８ｖ、メモリ２６０に対応する。
【０１０８】
この発明は、上述したようなディジタルＶＴＲにおけるシャフリングテーブルとして実現されるシャフリングパターンに特徴を有するものである。一実施形態では、パッキングおよびシャフリング部１０７とシャフリング部１１０がビデオデータに関して設けられている。この両者によって、画像上のマクロブロックの画像位置とテープ上の記録位置（シンクＩＤで規定される）との対応付けがなされる。この発明では、シャフリングが完結する複数のマクロブロックで構成される記録単位（例えば１トラックの上側または下側のビデオセクタとして記録される複数のマクロブロック）において、シンクＩＤを付す順序に従って描かれる線がペアノ曲線(Peano curve) とされる。一般的には、ペアノ曲線とは、連続曲線で、正方形の内部をうずめつくすものであり、この発明では、記録単位内の全てのマクロブロックを通過する曲線を意味している。ペアノ曲線の順序でシンクＩＤの番号を付けることによって、記録単位の全ての部分において、連続したシンクＩＤを持つ複数のマクロブロックがほぼ矩形を形成するように連結されることが保証される。
【０１０９】
図１７を参照して、ペアノ曲線を基にしたシャフリングパターンの作成方法について説明する。最初に、連続したシンクＩＤを連結する曲線（ペアノ曲線）を描く範囲である記録単位を決定する。記録単位は、高速再生時に複数のトラックに跨がってヘッドがデータを再生することを考慮すると、１トラックに含まれるマクロブロックの数以下を含む範囲であることが望ましい。例えば図３に示されるトラックパターンの各トラックの上側エリアまたは下側エリアのビデオセクタとして記録されるデータが記録単位として設定される。
【０１１０】
また、記録単位は、水平方向のマクロブロックの数をｘとし、垂直方向のマクロブロックの数をｙとする時に、（ｘ＝２n ，ｙ＝２n ・ｍ）または（ｘ＝２n ・ｍ，ｙ＝２n ）（ここで、ｎ，ｍは自然数である）であることが好ましい。図１７では、記録単位を（１６×１６）マクロブロックとしている。
【０１１１】
そして、図１７Ａに示すように、記録単位を４等分するような十字線を描き、十字線の内で中央の交差点の周囲の（２×２＝４マクロブロック）に含まれる線分を削除する。次に、図１７Ｂに示すように、４分割された範囲をさらに４分割するように、記録単位を１６分割する。この場合の４分割のための十字線の内で、中央の交差点の周囲のマクロブロックに含まれる線分を同様に削除する。よりさらに、図１７Ｃに示すように、各分割された範囲をさらに、４分割するように、記録単位を６４分割する。この場合の４分割のための十字線の内で、中央の交差点の周囲のマクロブロックに含まれる線分を同様に削除する。
【０１１２】
図１７Ｃに示すように記録単位を６４分割した状態では、４分割のための線分のふちをたどって描くことにより得られるペアノ曲線Ｐ１が記録単位内の全てのマクロブロックを通過するようになる。ペアノ曲線Ｐ１を描く時の開始点は、任意である。若し、記録単位のサイズが大きいと、６４分割した結果でも、全てのマクロブロックをペアノ曲線が通過しない。その場合には、全てのマクロブロックをペアノ曲線が通過するようになるまで、上述したのと同様に４分割の繰り返す。
【０１１３】
以上のように得られたペアノ曲線Ｐ１の順にシンクＩＤが連続するように、シャフリングテーブルが作成される。ここで、図１７Ｃから分かるように、ペアノ曲線Ｐ１を描いた時に、同一のマクロブロック上を２本のペアノ曲線が通ることがある。このことは、同一のマクロブロックが２つのシンクブロックとしてテープ上に二重に記録されることを意味する。この二重記録は、記録されるデータの冗長度を大きくする点で好ましくない。
【０１１４】
そこで、図１７Ｄに示すように、同一マクロブロック上で曲線の重なりを生じないように、ペアノ曲線Ｐ１を修正し、最終的なペアノ曲線Ｐ２を作成する。このペアノ曲線Ｐ２に従った順序でシンクＩＤが昇順で付加される。シンクＩＤは、トラックＩＤ、トラックの上側エリア（上側セクタ）と下側エリア（下側セクタ）を区別するＩＤを併用する時には、各記録単位のシンクブロックを識別できるものであれば良い。
【０１１５】
上述したディジタルＶＴＲにおいては、パッキングおよびシャフリングブロック１０７とシャフリングブロック１１０とが備えられている。上述したシャフリング処理は、これらの二つのシャフリング処理を総合したものとして実現される。また、上述したディジタルＶＴＲは、複数の記録フォーマットに対応することができる。図１７を参照して説明したこの発明によるシャフリング処理は、例えば５２５／６０システムに対して適用されるが、複数の記録フォーマットの他のフォーマットに対しても同様に適用できる。
【０１１６】
なお、この発明は、磁気テープ以外のテープ状記録媒体例えばレーザ光により記録可能な光テープに対してビデオデータを記録する場合にも適用することができる。
【０１１７】
【発明の効果】
この発明では、記録単位毎にペアノ曲線を描き、ペアノ曲線の描く順序に従ってシンクＩＤを規定している。従って、テープ上から連続して再生される複数のシンクＩＤで規定されるシンクブロックに含まれる複数の画像ブロックがほぼ矩形を形成するように連結されることが記録単位の全ての部分において保証される。それによって、高速再生時のテープ速度が種々のものに変化しても、各トラックから断片的に再生される複数のマクロブロックがそれぞれ矩形を形成するようにまとまって再生することができ、高速再生時の再生画像を見やすいものとできる。
【０１１８】
なお、記録単位内のマクロブロックを連結する他の方法として、記録単位内にジグザグ曲線を描く方法も考えられる。しかしながら、この場合には、複数のマクロブロックが斜めに連結される。斜めに連結された画像は、この発明のように、矩形を形成するように連結された画像と比較して再生画像が見やすいものとならない。
【０１１９】
また、この発明は、記録単位の全ての部分において、ほぼ矩形を形成するようにマクロブロックが連結されることが保証されているので、高速再生時のテープ速度が種々のものに変化しても画像の見えやすさが損なわれることがない。さらに、この発明におけるシャフリングテーブルの作成方法は、幾何学的であり、画像の解像度、マクロブロックのサイズ、記録単位のサイズ等に依存しないため、異なる複数の画像フォーマットに対して適用可能である。このように、この発明によるシャフリング処理は、汎用性に富む利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の記録側の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態の再生側の構成を示すブロック図である。
【図３】トラックフォーマットの一例を示す略線図である。
【図４】トラックフォーマットの他の例を示す略線図である。
【図５】シンクブロックの構成の複数の例を示す略線図である。
【図６】シンクブロックに付加されるＩＤおよびＤＩＤの内容を示す略線図である。
【図７】ビデオエンコーダの出力の方法と可変長符号化を説明するための略線図である。
【図８】ビデオエンコーダの出力の順序の並び替えを説明するための略線図である。
【図９】順序の並び替えられたデータをシンクブロックにパッキングする処理を説明するための略線図である。
【図１０】ビデオデータおよびオーディオデータに対するエラー訂正符号を説明するための略線図である。
【図１１】記録信号処理部のより具体的なブロック図である。
【図１２】シャフリング部の原理的構成を示すブロック図である。
【図１３】メモリの書込みアドレスを制御する方式のシャフリング部の構成を示すブロック図である。
【図１４】メモリの書込みアドレスを制御する方式のシャフリング部をディジタルＶＴＲに適用した場合の構成を示すブロック図である。
【図１５】メモリの読出しアドレスを制御する方式のシャフリング部の構成を示すブロック図である。
【図１６】メモリの読出しアドレスを制御する方式のシャフリング部をディジタルＶＴＲに適用した場合の構成を示すブロック図である。
【図１７】この発明によるシャフリング処理を説明するための略線図である。
【図１８】従来のシャフリング処理を説明するために使用したトラックパターンの一例の略線図である。
【図１９】従来のシャフリング処理がなされる単位を示す略線図である。
【図２０】従来のシャフリング処理を説明するための略線図である。
【図２１】従来のシャフリング処理を実現する構成の一例を示すブロック図である。
【図２２】従来のシャフリング処理を説明するための略線図である。
【図２３】従来のシャフリング処理を説明するために使用した高速再生動作のヘッドトレース軌跡のいくつかの例を示す略線図である。
【図２４】高速再生時に得られるデータの位置を説明するための略線図である。
【符号の説明】
１０７・・・パッキングおよびシャフリング部、１０９、１１６・・・外符号エンコーダ、１１０、１１７・・・シャフリング部、１１８・・・ＩＤ付加部、１２０・・・同期付加部、１２６・・・ＣＰＵインターフェース、１２８ｖ、２２８ｖ・・・ビデオデータ用シャフリングテーブル、１２８ａ・・・オーディオデータ用シャフリングテーブル、１６０・・・メインメモリ、２６０・・・データ蓄積用メモリ、Ｐ１・・・ペアノ曲線、Ｐ２・・・修正したペアノ曲線
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばテープ状記録媒体に画像データを記録し、記録媒体から画像データを再生するのに適用されるデータ記録装置、データ記録再生装置、データ記録方法およびデータ記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルＶＴＲ(VIdeo Tape Recorder) に代表されるように、ディジタル画像信号を磁気テープに記録し、また、記録媒体から再生するようなデータ記録再生装置が知られている。ディジタル画像記録機器における記録処理部においては、シャフリング処理がなされる。シャフリング処理は、画面上のデータの位置とテープ上の記録位置との関係を所望のものとする処理である。シャフリングを行う第１の目的は、再生時のバーストエラーを分散させて、エラー訂正符号例えば積符号によるエラー訂正の訂正率を向上させることである。その第２の目的は、エラー訂正できないエラーの修整（コンシール）を容易とすることである。その第３の目的は、高速再生時に再生画像を見やすいものとすることにある。
【０００３】
従来のディジタルＶＴＲにおいて使用されているシャフリング処理について説明する。図１８は、ディジタルＶＴＲの１フレーム分のデータを記録したトラックパターンを示す。ヘリカルスキャン型ＶＴＲであり、テープ上に斜めに形成された１０本のトラックＴ１〜Ｔ１０として、１フレーム分のデータが記録される。隣接するトラック間では、アジマスが異なるものとされる。
【０００４】
各トラックの中央部分にオーディオデータが記録され、各トラックの上側および下側にビデオデータが記録される。オーディオデータおよびビデオデータは、シャフリング処理を受け、また、積符号によってエラー訂正符号化されている。シンクブロックと称されるデータ形式でもって、オーディオデータおよびビデオデータが記録される。シンクブロックは、先頭から順に、同期信号、シンクＩＤ、データ（オーディオデータ、積符号の外符号のパリティ、またはビデオデータ）、積符号の内符号のパリティが順に配されたデータ構成である。一例として、１シンクブロック内に１マクロブロックのデータが配される。図１８に示されるオーディオデータおよびビデオデータは、外符号のパリティ、並びに補助的データも含むものである。
【０００５】
図１９は、１フレーム分のビデオデータと、ビデオデータの記録されるトラックとの関係を示す。５２５ライン／６０フィールドのＮＴＳＣテレビジョン信号の場合、１フレームの有効データは、横方向に４５マクロブロック、縦方向に３２マクロブロックの構成である。１マクロブロックは、（１６×１６）画素とされる。マクロブロックは、ＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group Phase 2)でビデオデータを圧縮する場合の処理の単位である。ＭＰＥＧ２により可変長データとしてビデオデータが符号化される。但し、等長化の処理によって、１フレーム分の符号化データの量が一定のものとされる。また、ＭＰＥＧ２で圧縮した場合、１マクロブロックに対応する符号化データが可変長データとなる。その場合でも、１マクロブロックの符号化データの少なくとも重要なものが各シンクブロックのデータエリアに配される。
【０００６】
１フレーム分のビデオデータを１０本のトラックの上下のエリアにそれぞれ記録するために、１フレーム分のビデオデータが横方向で５等分され、縦方向で４等分され、２０個の記録単位が形成される。各記録単位は、（９×８＝７２マクロブロック）のサイズである。２０個の記録単位の上半分の１０個の記録単位Ｌ１〜Ｌ１０が各トラックの下側エリアに記録されるビデオデータであり、下半分の１０個の記録単位Ｕ１〜Ｕ１０が各トラックの上側エリアに記録されるビデオデータである。また、Ｌ１およびＵ１がトラックＴ１の下側エリアおよび上側エリアにそれぞれ記録される記録単位である。他の記録単位に付加されている番号も、記録されるべきトラックの番号に対応している。
【０００７】
シャフリング処理は、図２０に示すように、（９×８）マクロブロックの記録単位毎になされる。すなわち、記録単位がさらに（３×４）マクロブロックのサイズの６個の大きさのサブブロックに分割される。各サブブロックでは、図２０において矢印で示すように、横方向に並んでいる３マクロブロックが順に選択される。一つのサブブロックのマクロブロックの選択が終了すると、その横の２番目のサブブロックの最も上の３個のマクロブロックが選択される。２番目のサブブロックにおけるマクロブロックの選択が終了し、さらに、３番目のサブブロックのマクロブロックの選択が終了すると、下側の最も左側のサブブロックに移って、マクロブロックが選択される。このように、図２０の矢印で示す順序でもって選択されたマクロブロックが順番にテープ上のエリアに記録される。
【０００８】
図２１は、シャフリング処理を実現するための構成の一例を示す。入力ビデオデータがＲＡＭ(Randam Access Memory)１６１に書き込まれ、ＲＡＭ１６１が読み出される。ＲＡＭ１６１が例えば１フレーム分の容量を有し、各マクロブロックの１フレーム内の位置に対応するアドレスに対して、ビデオデータが書き込まれる。ＲＡＭ１６１の読み出しアドレスは、シャフリングテーブル１６２から発生する。ＲＡＭ１６１の書き込みアドレスは、図示してないが、画像上のマクロブロックの位置に従って発生する。シャフリングテーブル１６２には、シンクＩＤを発生するカウンタ１６３の出力が供給される。シャフリングテーブル１６２によって、マクロブロックの画像上の位置と、シンクＩＤの記録位置とが所定の関係に変換される。
【０００９】
一例として、マクロブロック番号が図２２Ａに示すように規定され、一方、シンクＩＤが図２２Ｂに示すように規定される。図２２は、１本のトラックの下側または上側のエリアに記録される一つの記録単位を示している。テープ上のエリアでは、シンクＩＤの番号順に、ヘッドの走査方向に従って各マクロブロックのデータが記録される。説明の簡単のために、シンクＩＤについてのみ説明しているが、図１８に示されるフォーマットでもってテープ上にデータを記録するためには、１０本のトラックを区別するトラックＩＤと、各トラックの上側または下側のエリアを区別するためのＩＤも必要とされる。また、マクロブロック番号およびシンクＩＤの値も、説明の簡単のために、１から始まる単純な番号としている。実際には、外符号のパリティ、補助的データ等を含んで、１トラック中または１トラックの上側エリア或いは下側エリア中の全シンクブロックを区別するＩＤが使用される。
【００１０】
ディジタルＶＴＲの場合には、再生時のテープ速度が記録時のものと等しくされる通常再生動作以外に再生時のテープ速度が記録時のものより高速とされる高速再生動作が可能とされている。高速再生時には、テープ速度が速くなるに従ってヘッドとテープの相対速度が変化し、テープ上をヘッドが通過するトレース軌跡がトラックに対してずれる。その結果、ヘッドが通過するトラック数が増えるのに対して、各トラックから連続して再生されるシンクブロック数が減少し、画像上では、複数フレームのマクロブロックが混在して更新されることになる。また、画像上のマクロブロックの位置とテープ上の記録位置を対応付けるシャフリングテーブル（シャフリングパターンとも呼ばれる）の違いによって高速再生時に各時刻で更新されるマクロブロックの位置が変化する。高速再生時には、テープ上に記録された情報の一部しか取得できないので、高速再生時の再生画像を見やすいものとするため、なるべく多くの情報を取得できるように、シャフリングテーブルを設計する必要がある。
【００１１】
図２３は、高速再生時のトラックパターンとヘッドのトレース軌跡との関係を示す。図２３では、順方向の２倍速（×２）、４倍速（×４）、７倍速（×７）、１０倍速（×１０）、１９倍速（×１９）、３７倍速（×３７）のそれぞれのトレース軌跡が示されている。順方向Ｎ倍速は、記録時とテープ送り方向を同じにして、テープ速度をＮ倍とする再生動作である。各トレース軌跡において、アジマスが一致するトラック上にヘッドが位置する時に、再生データが得られる。回転ヘッドがテープを１回トレースした時に、図２３において影を付した部分において、再生データが得られる。
【００１２】
また、順方向高速再生時に、図２４において影を付して示す１フレーム内の位置で再生データが得られ、また、図２４は、得られる再生データを記録単位で拡大して示している。図２４Ａが２倍速再生時に得られるビデオデータである。図２３に示す２倍速再生時のトレース軌跡から分かるように、ヘッドの１回のトレースによって、トラックＴ１の下側エリアの記録単位Ｌ１と、トラックＴ１の上側エリアの記録単位Ｕ１とが再生される。これらの記録単位Ｌ１およびＵ１の全データが得られる。
【００１３】
図２４Ｂが４倍速再生時に得られるビデオデータである。図２３に示す４倍速時のトレース軌跡から分かるように、ヘッドの１回のトレースによって、トラックＴ１の下側エリアの記録単位Ｌ１と、トラックＴ３の上側エリアの記録単位Ｕ３とが再生される。これらの記録単位Ｌ１およびＵ３の全データが得られる。
【００１４】
図２４Ｃが７倍速再生時に得られるビデオデータである。７倍速再生時のトレース軌跡から分かるように、ヘッドの１回のトレースによって、トラックＴ１の下側エリアの記録単位Ｌ１の半分のデータと、トラックＴ５の上側エリアの記録単位Ｕ５の半分のデータとが得られる。
【００１５】
さらに、図２４Ｄが１９倍速再生時に得られるビデオデータであり、図２４Ｅが３７倍速再生時に得られるビデオデータである。これらの１９倍速再生時および３７倍速再生時には、テープ速度がかなり速くなっているために、各記録単位内で得られるデータ量が減少する。しかしながら、再生された連続するシンクＩＤに含まれるマクロブロックが各記録単位内で矩形を形成するように連結されている。このように、上述した従来のシャフリング処理では、高速再生時に、連続して再生される複数のシンクブロックのマクロブロックが画像上で矩形を形成するように、連結される。
【００１６】
他のシャフリング処理として、高速再生時に連続して再生されるシンクブロックから得られるビデオデータの画面上の位置がランダムになるようにするものがある。これは、再生できなかったビデオデータを再生できたビデオデータにより補間するためである。この方法は、圧縮していないビデオデータ、またはマクロブロックのサイズが小さい場合には、近接するビデオデータまたはマクロブロックの画像に相関性があるため、更新されなかったマクロブロックを隣接する更新されたマクロブロックで補間できる。しかしながら、（１６×１６）のように比較的大きなマクロブロックのサイズで、ビデオデータを圧縮してから記録する場合には、隣接するマクロブロックによる補間が有効でないために、上述したように、再生されたマクロブロックが矩形の領域を形成するように連結されるシャフリング処理が好ましい。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシャフリング処理は、図２０から分かるように、記録単位内でサブブロックの境界を跨がるように、複数のマクロブロックのデータが再生された時には、複数のマクロブロックが矩形に連結されない。このように、従来のシャフリング処理は、全ての場合に再生されたマクロブロックが矩形を形成するようにまとまるわけではない。従って、高速再生時のテープ速度によっては、シンクＩＤが連続しているのに、画像上では連結しないことが生じる。テープ速度に限らず、記録フォーマット（１フレームのトラック数、記録単位の大きさ等）が変わった場合にも、同様のことが発生する。すなわち、記録フレームや高速再生時のテープ速度を考慮してシャフリングパターンを決定しなければならず、想定外のテープ速度で再生したり、記録フォーマットが異なると、視認性が良い高速再生画像が得られない問題があった。
【００１８】
従って、この発明の目的は、テープ速度、記録フォーマットに影響を受けないで、高速再生時に連続的に再生された複数のマクロブロックが矩形に連結されるようなシャフリング処理を行うことが可能なデータ記録装置、データ記録再生装置、データ記録方法およびデータ記録再生方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、画像データの画像位置と、テープ状記録媒体上の記録位置との関係を変換し、変換後の画像データをテープ状記録媒体に記録するデータ記録装置において、
変換手段によって、画像データを分割して得られる画像ブロックの画像位置と、テープ状記録媒体に記録される単位であるシンクブロックの記録位置との変換を、所定数の画像ブロックで構成される記録単位毎に行うようになし、
画像データが書き込まれ、画像データが読み出されるメモリの書き込みアドレスおよび読み出しアドレスの一方を制御することによって、画像位置とシンクブロックの記録位置との変換を行い、
変換は、
記録単位を４等分する十字線を描き、十字線の交差点の周囲の４個の画像ブロック内の線分を削除する線分の作成処理を、作成した線分のふちをたどって得られる曲線が記録単位内の全ての画像ブロックを通過するまで、繰り返し行うことによって曲線が作成され、
さらに、同一の画像ブロック上を曲線が２回通過する箇所で、線分を修正し、同一の画像ブロック上を曲線が１回通過するようにし、
曲線によって、記録単位の全ての範囲において、テープ状記録媒体上で連続する複数のシンクブロックに含まれる複数の画像ブロックがほぼ矩形を形成するように連結されるものであることを特徴とするデータ記録装置である。請求項８の発明は、このようにデータを記録する記録方法である。
【００２０】
請求項２の発明は、画像データの画像位置と、テープ状記録媒体上の記録位置との関係を変換し、変換後の画像データをテープ状記録媒体に記録し、テープ状記録媒体から変換後の画像データを再生するデータ記録再生装置において、
記録時に、変換手段によって、画像データを分割して得られる画像ブロックの画像位置と、テープ状記録媒体に記録される単位であるシンクブロックの記録位置との変換を、所定数の画像ブロックで構成される記録単位毎に行うようになし、
画像データが書き込まれ、画像データが読み出されるメモリの書き込みアドレスおよび読み出しアドレスの一方を制御することによって、画像位置とシンクブロックの記録位置との変換を行い、
変換は、
記録単位を４等分する十字線を描き、十字線の交差点の周囲の４個の画像ブロック内の線分を削除する線分の作成処理を、作成した線分のふちをたどって得られる曲線が記録単位内の全ての画像ブロックを通過するまで、繰り返し行うことによって曲線が作成され、
さらに、同一の画像ブロック上を曲線が２回通過する箇所で、線分を修正し、同一の画像ブロック上を曲線が１回通過するようにし、
曲線によって、記録単位の全ての範囲において、テープ状記録媒体上で連続する複数のシンクブロックに含まれる複数の画像ブロックがほぼ矩形を形成するように連結されるものであり、
再生時に、再生されたシンクブロックの記録位置を画像ブロックの画像位置へ変換することを特徴とするデータ記録再生装置である。請求項９の発明は、このようにデータを記録再生する記録再生方法である。
【００２１】
記録単位でシャフリングを行う時に、記録単位のどの部分においても、連続したシンクＩＤとして再生される複数のマクロブロックがほぼ矩形を形成する。それによって、高速再生時の再生画像を見やすいものとすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をディジタルＶＴＲに対して適用した一実施形態について説明する。この一実施形態は、放送局の環境で使用して好適なもので、互いに異なる複数のフォーマットのビデオ信号の記録・再生を可能とするものである。例えば、ＮＴＳＣ方式に基づいたインターレス走査で有効ライン数が４８０本の信号（４８０ｉ信号）およびＰＡＬ方式に基づいたインターレス走査で有効ライン数が５７６本の信号（５７６ｉ信号）の両者を殆どハードウエアを変更せずに記録・再生することが可能とされる。さらに、インターレス走査でライン数が１０８０本の信号（１０８０ｉ信号）、プログレッシブ走査（ノンインターレス）でライン数がそれぞれ４８０本、７２０本、１０８０本の信号（４８０ｐ信号、７２０ｐ信号、１０８０ｐ信号）などの記録・再生も行うようにできる。
【００２３】
また、この一実施形態では、ビデオ信号およびオーディオ信号は、ＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group Phase 2)方式に基づき圧縮符号化される。周知のように、ＭＰＥＧ２は、動き補償予測符号化と、ＤＣＴ(Discrete Cosine Transform) による圧縮符号化とを組み合わせたものである。ＭＰＥＧ２のデータ構造は、階層構造をなしており、下位から、ブロック層、マクロブロック層、スライス層、ピクチャ層、ＧＯＰ(Group Of Picture)層およびシーケンス層となっている。
【００２４】
ブロック層は、ＤＣＴを行う単位であるＤＣＴブロックからなる。マクロブロック層は、複数のＤＣＴブロックで構成される。スライス層は、ヘッダ部と、行間をまたがらない任意個のマクロブロックより構成される。ピクチャ層は、ヘッダ部と、複数のスライスとから構成される。ピクチャは、１画面に対応する。ＧＯＰ(Group Of Picture)層は、ヘッダ部と、フレーム内符号化に基づくピクチャであるＩピクチャと、予測符号化に基づくピクチャであるＰおよびＢピクチャとから構成される。
【００２５】
Ｉピクチャ(Intra-coded picture：イントラ符号化画像) は、符号化されるときその画像１枚の中だけで閉じた情報を使用するものである。従って、復号時には、Ｉピクチャ自身の情報のみで復号できる。Ｐピクチャ(Predictive-coded picture ：順方向予測符号化画像）は、予測画像（差分をとる基準となる画像）として、時間的に前の既に復号されたＩピクチャまたはＰピクチャを使用するものである。動き補償された予測画像との差を符号化するか、差分を取らずに符号化するか、効率の良い方をマクロブロック単位で選択する。Ｂピクチャ(Bidirectionally predictive-coded picture ：両方向予測符号化画像）は、予測画像（差分をとる基準となる画像）として、時間的に前の既に復号されたＩピクチャまたはＰピクチャ、時間的に後ろの既に復号されたＩピクチャまたはＰピクチャ、並びにこの両方から作られた補間画像の３種類を使用する。この３種類のそれぞれの動き補償後の差分の符号化と、イントラ符号化の中で、最も効率の良いものをマクロブロック単位で選択する。
【００２６】
従って、マクロブロックタイプとしては、フレーム内符号化(Intra) マクロブロックと、過去から未来を予測する順方向(Foward)フレーム間予測マクロブロックと、未来から過去を予測する逆方向(Backward)フレーム間予測マクロブロックと、前後両方向から予測する両方向マクロブロックとがある。Ｉピクチャ内の全てのマクロブロックは、フレーム内符号化マクロブロックである。また、Ｐピクチャ内には、フレーム内符号化マクロブロックと順方向フレーム間予測マクロブロックとが含まれる。Ｂピクチャ内には、上述した４種類の全てのタイプのマクロブロックが含まれる。
【００２７】
ＧＯＰには、最低１枚のＩピクチャが含まれ、ＰおよびＢピクチャは、存在しなくても許容される。最上層のシーケンス層は、ヘッダ部と複数のＧＯＰとから構成される。
【００２８】
ＭＰＥＧのフォーマットにおいては、スライスが１つの可変長符号系列である。可変長符号系列とは、可変長符号を復号化しなければデータの境界を検出できない系列である。
【００２９】
また、シーケンス層、ＧＯＰ層、ピクチャ層、スライス層およびマクロブロック層の先頭には、それぞれ、バイト単位に整列された所定のビットパターンを有する識別コード（スタートコードと称される）が配される。なお、上述した各層のヘッダ部は、ヘッダ、拡張データまたはユーザデータをまとめて記述したものである。シーケンス層のヘッダには、画像（ピクチャ）のサイズ（縦横の画素数）等が記述される。ＧＯＰ層のヘッダには、タイムコードおよびＧＯＰを構成するピクチャ数等が記述される。
【００３０】
スライス層に含まれるマクロブロックは、複数のＤＣＴブロックの集合であり、ＤＣＴブロックの符号化系列は、量子化されたＤＣＴ係数の系列を０係数の連続回数（ラン）とその直後の非０系列（レベル）を１つの単位として可変長符号化したものである。マクロブロックならびにマクロブロック内のＤＣＴブロックには、バイト単位に整列した識別コードは付加されない。すなわち、これらは、１つの可変長符号系列ではない。
【００３１】
マクロブロックは、画面（ピクチャ）を１６画素×１６ラインの格子状に分割したものである。スライスは、例えばこのマクロブロックを水平方向に連結してなる。連続するスライスの前のスライスの最後のマクロブロックと、次のスライスの先頭のマクロブロックとは連続しており、スライス間でのマクロブロックのオーバーラップを形成することは、許されていない。また、画面のサイズが決まると、１画面当たりのマクロブロック数は、一意に決まる。
【００３２】
一方、復号および符号化による信号の劣化を避けるためには、符号化データ上で編集することが望ましい。このとき、ＰピクチャおよびＢピクチャは、その復号に、時間的に前のピクチャあるいは前後のピクチャを必要とする。そのため、編集単位を１フレーム単位とすることができない。この点を考慮して、この一実施形態では、１つのＧＯＰが１枚のＩピクチャからなるようにしている。
【００３３】
また、例えば１フレーム分の記録データが記録される記録領域が所定のものとされる。ＭＰＥＧ２では、可変長符号化を用いているので、１フレーム期間に発生するデータを所定の記録領域に記録できるように、１フレーム分の発生データ量が制御される。さらに、この一実施形態では、磁気テープへの記録に適するように、１スライスを１マクロブロックから構成すると共に、１マクロブロックを、所定長の固定枠に当てはめる。
【００３４】
図１は、この一実施形態による記録再生装置の記録側の構成の一例を示す。記録時には、所定のインターフェース例えばＳＤＩ(Serial Data Interface) の受信部を介してディジタルビデオ信号が端子１０１から入力される。ＳＤＩは、（４：２：２）コンポーネントビデオ信号とディジタルオーディオ信号と付加的データとを伝送するために、ＳＭＰＴＥによって規定されたインターフェイスである。入力ビデオ信号は、ビデオエンコーダ１０２においてＤＣＴ(Discrete Cosine Transform) の処理を受け、係数データに変換され、係数データが可変長符号化される。ビデオエンコーダ１０２からの可変長符号化（ＶＬＣ）データは、ＭＰＥＧ２に準拠したエレメンタリストリームである。この出力は、セレクタ１０３の一方の入力端に供給される。
【００３５】
一方、入力端子１０４を通じて、ＡＮＳＩ／ＳＭＰＴＥ ３０５Ｍによって規定されたインターフェイスである、ＳＤＴＩ(Serial Data Transport Interface) のフォーマットのデータが入力される。この信号は、ＳＤＴＩ受信部１０５で同期検出される。そして、バッファに一旦溜め込まれ、エレメンタリストリームが抜き出される。抜き出されたエレメンタリストリームは、セレクタ１０３の他方の入力端に供給される。
【００３６】
セレクタ１０３で選択され出力されたエレメンタリストリームは、ストリームコンバータ１０６に供給される。ストリームコンバータ１０６では、ＭＰＥＧ２の規定に基づきＤＣＴブロック毎に並べられていたＤＣＴ係数を、１マクロブロックを構成する複数のＤＣＴブロックを通して、周波数成分毎にまとめ、まとめた周波数成分を並べ替える。並べ替えられた変換エレメンタリストリームは、パッキングおよびシャフリング部１０７に供給される。
【００３７】
エレメンタリストリームのビデオデータは、可変長符号化されているため、各マクロブロックのデータの長さが不揃いである。パッキングおよびシャフリング部１０７では、マクロブロックが固定枠に詰め込まれる。このとき、固定枠からはみ出た部分は、固定枠のサイズに対して余った部分に順に詰め込まれる。また、タイムコード等のシステムデータが入力端子１０８からパッキングおよびシャフリング部１０７に供給され、ピクチャデータと同様にシステムデータが記録処理を受ける。また、走査順に発生する１フレームのマクロブロックを並び替え、テープ上のマクロブロックの記録位置を分散させるシャフリングが行われる。シャフリングによって、変速再生時に断片的にデータが再生される時でも、画像の更新率を向上させることができる。
【００３８】
パッキングおよびシャフリング部１０７からのビデオデータおよびシステムデータ（以下、特に必要な場合を除き、システムデータを含む場合も単にビデオデータと言う。）が外符号エンコーダ１０９に供給される。ビデオデータおよびオーディオデータに対するエラー訂正符号としては、積符号が使用される。積符号は、ビデオデータまたはオーディオデータの２次元配列の縦方向に外符号の符号化を行い、その横方向に内符号の符号化を行い、データシンボルを２重に符号化するものである。外符号および内符号としては、リードソロモンコード(Reed-Solomon code) を使用できる。
【００３９】
外符号エンコーダ１０９の出力がシャフリング部１１０に供給され、複数のＥＣＣブロックにわたってシンクブロック単位で順番を入れ替える、シャフリングがなされる。シンクブロック単位のシャフリングによって特定のＥＣＣブロックにエラーが集中することが防止される。シャフリング部１１０でなされるシャフリングをインターリーブと称することもある。シャフリング部１１０の出力が混合部１１１に供給され、オーディオデータと混合される。なお、混合部１１１は、後述のように、メインメモリにより構成される。
【００４０】
１１２で示す入力端子からオーディオデータが供給される。この一実施形態では、非圧縮のディジタルオーディオ信号が扱われる。ディジタルオーディオ信号は、入力側のＳＤＩ受信部（図示しない）またはＳＤＴＩ受信部１０５で分離されたもの、またはオーディオインターフェースを介して入力されたものである。入力ディジタルオーディオ信号が遅延部１１３を介してＡＵＸ付加部１１４に供給される。遅延部１１３は、オーディオ信号とビデオ信号と時間合わせ用のものである。入力端子１１５から供給されるオーディオＡＵＸは、補助的データであり、オーディオデータのサンプリング周波数等のオーディオデータに関連する情報を有するデータである。オーディオＡＵＸは、ＡＵＸ付加部１１４にてオーディオデータに付加され、オーディオデータと同等に扱われる。
【００４１】
ＡＵＸ付加部１１４からのオーディオデータおよびＡＵＸ（以下、特に必要な場合を除き、ＡＵＸを含む場合も単にオーディオデータと言う。）が外符号エンコーダ１１６に供給される。外符号エンコーダ１１６は、オーディオデータに対して外符号の符号化を行う。外符号エンコーダ１１６の出力がシャフリング部１１７に供給され、シャフリング処理を受ける。オーディオシャフリングとして、シンクブロック単位のシャフリングと、チャンネル単位のシャフリングとがなされる。
【００４２】
シャフリング部１１７の出力が混合部１１１に供給され、ビデオデータとオーディオデータが１チャンネルのデータとされる。混合部１１１の出力がＩＤ付加部１１８が供給され、ＩＤ付加部１１８にて、シンクブロック番号を示す情報等を有するＩＤが付加される。ＩＤ付加部１１８の出力が内符号エンコーダ１１９に供給され、内符号の符号化がなされる。さらに、内符号エンコーダ１１９の出力が同期付加部１２０に供給され、シンクブロック毎の同期信号が付加される。同期信号が付加されることによってシンクブロックが連続する記録データが構成される。この記録データが記録アンプ１２１を介して回転ヘッド１２２に供給され、磁気テープ１２３上に記録される。回転ヘッド１２２は、実際には、隣接するトラックを形成するヘッドのアジマスが互いに異なる複数の磁気ヘッドが回転ドラムに取り付けられたものである。
【００４３】
記録データに対して必要に応じてスクランブル処理を行っても良い。また、記録時にディジタル変調を行っても良く、さらに、パーシャル・レスポンスクラス４とビタビ符号を使用しても良い。
【００４４】
図２は、この発明の一実施形態の再生側の構成の一例を示す。磁気テープ１２３から回転ヘッド１２２で再生された再生信号が再生アンプ１３１を介して同期検出部１３２に供給される。再生信号に対して、等化や波形整形などがなされる。また、ディジタル変調の復調、ビタビ復号等が必要に応じてなされる。同期検出部１３２は、シンクブロックの先頭に付加されている同期信号を検出する。同期検出によって、シンクブロックが切り出される。
【００４５】
同期検出ブロック１３２の出力が内符号エンコーダ１３３に供給され、内符号のエラー訂正がなされる。内符号エンコーダ１３３の出力がＩＤ補間部１３４に供給され、内符号によりエラーとされたシンクブロックのＩＤ例えばシンクブロック番号が補間される。ＩＤ補間部１３４の出力が分離部１３５に供給され、ビデオデータとオーディオデータとが分離される。上述したように、ビデオデータは、ＭＰＥＧのイントラ符号化で発生したＤＣＴ係数データおよびシステムデータを意味し、オーディオデータは、ＰＣＭ(Pulse Code Modulation) データおよびＡＵＸを意味する。
【００４６】
分離部１３５からのビデオデータがデシャフリング部１３６において、シャフリングと逆の処理がなされる。デシャフリング部１３６は、記録側のシャフリング部１１０でなされたシンクブロック単位のシャフリングを元に戻す処理を行う。デシャフリング部１３６の出力が外符号デコーダ１３７に供給され、外符号によるエラー訂正がなされる。訂正できないエラーが発生した場合には、エラーの有無を示すエラーフラグがエラー有りを示すものとされる。
【００４７】
外符号デコーダ１３７の出力がデシャフリングおよびデパッキング部１３８に供給される。デシャフリングおよびデパッキング部１３８は、記録側のパッキングおよびシャフリング部１０７でなされたマクロブロック単位のシャフリングを元に戻す処理を行う。また、デシャフリングおよびデパッキング部１３８では、記録時に施されたパッキングを分解する。すなわち、マクロブロック単位にデータの長さを戻して、元の可変長符号を復元する。さらに、デシャフリングおよびデパッキング部１３８において、システムデータが分離され、出力端子１３９に取り出される。
【００４８】
デシャフリングおよびデパッキング部１３８の出力が補間部１４０に供給され、エラーフラグが立っている（すなわち、エラーのある）データが修整される。すなわち、変換前に、マクロブロックデータの途中にエラーがあるとされた場合には、エラー箇所以降の周波数成分のＤＣＴ係数が復元できない。そこで、例えばエラー箇所のデータをブロック終端符号（ＥＯＢ）に置き替え、それ以降の周波数成分のＤＣＴ係数をゼロとする。同様に、高速再生時にも、シンクブロック長に対応する長さまでのＤＣＴ係数のみを復元し、それ以降の係数は、ゼロデータに置き替えられる。さらに、補間部１４０では、ビデオデータの先頭に付加されているヘッダがエラーの場合に、ヘッダ（シーケンスヘッダ、ＧＯＰヘッダ、ピクチャヘッダ、ユーザデータ等）を回復する処理もなされる。
【００４９】
ＤＣＴブロックに跨がって、ＤＣＴ係数がＤＣ成分および低域成分から高域成分へと並べられているため、このように、ある箇所以降からＤＣＴ係数を無視しても、マクロブロックを構成するＤＣＴブロックのそれぞれに対して、満遍なくＤＣならびに低域成分からのＤＣＴ係数を行き渡らせることができる。
【００５０】
補間部１４０の出力がストリームコンバータ１４１に供給される。ストリームコンバータ１４１では、記録側のストリームコンバータ１０６と逆の処理がなされる。すなわち、ＤＣＴブロックに跨がって周波数成分毎に並べられていたＤＣＴ係数を、ＤＣＴブロック毎に並び替える。これにより、再生信号がＭＰＥＧ２に準拠したエレメンタリストリームに変換される。
【００５１】
また、ストリームコンバータ１４１の入出力は、記録側と同様に、マクロブロックの最大長に応じて、十分な転送レート（バンド幅）を確保しておく。マクロブロックの長さを制限しない場合には、画素レートの３倍のバンド幅を確保するのが好ましい。
【００５２】
ストリームコンバータ１４１の出力がビデオデコーダ１４２に供給される。ビデオデコーダ１４２は、エレメンタリストリームを復号し、ビデオデータを出力する。すなわち、ビデオデコーダ１４２は、逆量子化処理と、逆ＤＣＴ処理とがなされる。復号ビデオデータが出力端子１４３に取り出される。外部とのインターフェースには、例えばＳＤＩが使用される。また、ストリームコンバータ１４１からのエレメンタリストリームがＳＤＴＩ送信部１４４に供給される。ＳＤＴＩ送信部１４４には、経路の図示を省略しているが、システムデータ、再生オーディオデータ、ＡＵＸも供給され、ＳＤＴＩフォーマットのデータ構造を有するストリームへ変換される。ＳＤＴＩ送信部１４４からのストリームが出力端子１４５を通じて外部に出力される。
【００５３】
分離部１３５で分離されたオーディオデータがデシャフリング部１５１に供給される。デシャフリング部１５１は、記録側のシャフリング部１１７でなされたシャフリングと逆の処理を行う。デシャフリング部１１７の出力が外符号デコーダ１５２に供給され、外符号によるエラー訂正がなされる。外符号デコーダ１５２からは、エラー訂正されたオーディオデータが出力される。訂正できないエラーがあるデータに関しては、エラーフラグがセットされる。
【００５４】
外符号デコーダ１５２の出力がＡＵＸ分離部１５３に供給され、オーディオＡＵＸが分離される。分離されたオーディオＡＵＸが出力端子１５４に取り出される。また、オーディオデータが補間部１５５に供給される。補間部１５５では、エラーの有るサンプルが補間される。補間方法としては、時間的に前後の正しいデータの平均値で補間する平均値補間、前の正しいサンプルの値をホールドする前値ホールド等を使用できる。補間部１５５の出力が出力部１５６に供給される。出力部１５６は、エラーであり、補間できないオーディオ信号の出力を禁止するミュート処理、並びにビデオ信号との時間合わせのための遅延量調整処理がなされる。出力部１５６から出力端子１５７に再生オーディオ信号が取り出される。
【００５５】
なお、図１および図２では省略されているが、入力データと同期したタイミング信号を発生するタイミング発生部、記録再生装置の全体の動作を制御するシステムコントローラ（マイクロコンピュータ）等が備えられている。
【００５６】
この一実施形態では、磁気テープへの信号の記録は、回転する回転ヘッド上に設けられた磁気ヘッドにより、斜めのトラックを形成する、ヘリカルスキャン方式によって行われる。磁気ヘッドは、回転ドラム上の、互いに対向する位置に、それぞれ複数個が設けられる。すなわち、磁気テープが回転ヘッドに１８０°程度の巻き付け角で以て巻き付けられている場合、回転ヘッドの１８０°の回転により、同時に複数本のトラックを形成することができる。また、磁気ヘッドは、互いにアジマスの異なる２個で一組とされる。複数個の磁気ヘッドは、隣接するトラックのアジマスが互いに異なるように配置される。
【００５７】
図３は、上述した回転ヘッドにより磁気テープ上に形成されるトラックフォーマットの一例を示す。これは、１フレーム当たりのビデオおよびオーディオデータが８トラックで記録される例である。例えばフレーム周波数が２９．９７Ｈｚ、レートが５０Ｍｂｐｓ、有効ライン数が４８０本で有効水平画素数が７２０画素のインターレス信号（４８０ｉ信号）およびオーディオ信号が記録される。また、フレーム周波数が２５Ｈｚ、レートが５０Ｍｂｐｓ、有効ライン数が５７６本で有効水平画素数が７２０画素のインターレス信号（５７６ｉ信号）およびオーディオ信号も、図３と同一のテープフォーマットによって記録できる。
【００５８】
互いに異なるアジマスの２トラックによって１セグメントが構成される。すなわち、８トラックは、４セグメントからなる。セグメントを構成する１組のトラックに対して、アジマスと対応するトラック番号〔０〕とトラック番号〔１〕が付される。図３に示される例では、前半の８トラックと、後半の８トラックとの間で、トラック番号が入れ替えられると共に、フレーム毎に互いに異なるトラックシーケンスが付される。これにより、アジマスが異なる１組の磁気ヘッドのうち一方が、例えば目詰まりなどにより読み取り不能状態に陥っても、前フレームのデータを利用してエラーの影響を小とできる。
【００５９】
トラックのそれぞれにおいて、両端側にビデオデータが記録されるビデオセクタが配され、ビデオセクタに挟まれて、オーディオデータが記録されるオーディオセクタが配される。なお、この図３および後述する図４は、テープ上のオーディオセクタの配置を示すものである。
【００６０】
図３のトラックフォーマットでは、８チャンネルのオーディオデータを扱うことができるようにされている。Ａ１〜Ａ８は、それぞれオーディオデータの１〜８ｃｈのセクタを示す。オーディオデータは、セグメント単位で配列を変えられて記録される。オーディオデータは、１フィールド期間で発生するオーディオサンプル（例えばフィールド周波数が２９．９７Hzで、サンプリング周波数が４８ｋHzの場合には、８００サンプルまたは８０１サンプル）が偶数番目のサンプルと奇数番目のサンプルとにわけられ、各サンプル群とＡＵＸによって積符号の１ＥＣＣブロックが構成される。
【００６１】
図３では、１フィールド分のデータが４トラックに記録されるので、オーディオデータの１チャンネル当たりの２個のＥＣＣブロックが４トラックに記録される。２個のＥＣＣブロックのデータ（外符号パリティを含む）が４個のセクタに分割され、図３に示すように、４トラックに分散されて記録される。２個のＥＣＣブロックに含まれる複数のシンクブロックがシャフリングされる。例えばＡ１の参照番号が付された４セクタによって、チャンネル１の２ＥＣＣブロックが構成される。
【００６２】
また、ビデオデータは、この例では、１トラックに対して４ＥＣＣブロック分のデータがシャフリング（インターリーブ）され、Ｕｐｐｅｒ ＳｉｄｅおよびＬｏｗｅｒ Ｓｉｄｅで各セクタに分割され記録される。Ｌｏｗｅｒ Ｓｉｄｅのビデオセクタには、所定位置にシステム領域が設けられる。
【００６３】
なお、図３において、ＳＡＴ１（Ｔｒ）およびＳＡＴ２（Ｔｍ）は、サーボロック用の信号が記録されるエリアである。また、各記録エリアの間には、所定の大きさのギャップ（Ｖｇ１，Ｓｇ１，Ａｇ，Ｓｇ２，Ｓｇ３およびＶｇ２）が設けられる。
【００６４】
図３は、１フレーム当たりのデータを８トラックで記録する例であるが、記録再生するデータのフォーマットによっては、１フレーム当たりのデータを４トラック、６トラックなどでの記録することができる。図４Ａは、１フレームが６トラックのフォーマットである。この例では、トラックシーケンスが〔０〕のみとされる。
【００６５】
図４Ｂに示すように、テープ上に記録されるデータは、シンクブロックと称される等間隔に区切られた複数のブロックからなる。図４Ｃは、シンクブロックの構成を概略的に示す。詳細は後述するが、シンクブロックは、同期検出するためのＳＹＮＣパターン、シンクブロックのそれぞれを識別するためのＩＤ、後続するデータの内容を示すＤＩＤ、データパケットおよびエラー訂正用の内符号パリティから構成される。データは、シンクブロック単位でパケットとして扱われる。すなわち、記録あるいは再生されるデータ単位の最小のものが１シンクブロックである。シンクブロックが多数並べられて（図４Ｂ）、例えばビデオセクタが形成される（図４Ａ）。
【００６６】
図５は、記録／再生の最小単位である、ビデオデータのシンクブロックのデータ構成をより具体的に示す。この一実施形態においては、記録するビデオデータのフォーマットに適応して１シンクブロックに対して１個乃至は２個のマクロブロックのデータ（ＶＬＣデータ）が格納されると共に、１シンクブロックのサイズが扱うビデオ信号のフォーマットに応じて長さが変更される。図５Ａに示されるように、１シンクブロックは、先頭から、２バイトのＳＹＮＣパターン、２バイトのＩＤ、１バイトのＤＩＤ、例えば１１２バイト〜２０６バイトの間で可変に規定されるデータ領域および１２バイトのパリティ（内符号パリティ）からなる。なお、データ領域は、ペイロードとも称される。
【００６７】
先頭の２バイトのＳＹＮＣパターンは、同期検出用であり、所定のビットパターンを有する。固有のパターンに対して一致するＳＹＮＣパターンを検出することで、同期検出が行われる。
【００６８】
図６Ａは、ＩＤ０およびＩＤ１のビットアサインの一例を示す。ＩＤは、シンクブロックが固有に持っている重要な情報を持っており、各２バイト（ＩＤ０およびＩＤ１）が割り当てられている。ＩＤ０は、１トラック中のシンクブロックのそれぞれを識別するための識別情報（ＳＹＮＣ ＩＤ）が格納される。ＳＹＮＣ ＩＤは、例えば各セクタ内のシンクブロックに対して付された通し番号である。ＳＹＮＣ ＩＤは、８ビットで表現される。ビデオのシンクブロックとオーディオのシンクブロックとでそれぞれ別個にＳＹＮＣ ＩＤが付される。
【００６９】
ＩＤ１は、シンクブロックのトラックに関する情報が格納される。ＭＳＢ側をビット７、ＬＳＢ側をビット０とした場合、このシンクブロックに関して、ビット７でトラックの上側（Ｕｐｐｅｒ）か下側（Ｌｏｗｅｒ）かが示され、ビット５〜ビット２で、トラックのセグメントが示される。また、ビット１は、トラックのアジマスに対応するトラック番号が示され、ビット０は、このシンクブロックがビデオデータおよびオーディオデータを区別するビットである。
【００７０】
図６Ｂは、ビデオの場合のＤＩＤのビットアサインの一例を示す。ＤＩＤは、ペイロードに関する情報が格納される。上述したＩＤ１のビット０の値に基づき、ビデオおよびオーディオで、ＤＩＤの内容が異なる。ビット７〜ビット４は、未定義（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）とされている。ビット３および２は、ペイロードのモードであり、例えばペイロードのタイプが示される。ビット３および２は、補助的なものである。ビット１でペイロードに１個あるいは２個のマクロブロックが格納されることが示される。ビット０でペイロードに格納されるビデオデータが外符号パリティであるかどうかが示される。
【００７１】
図６Ｃは、オーディオの場合のＤＩＤのビットアサインの一例を示す。ビット７〜ビット４は、Ｒｅｓｅｒｖｅｄとされている。ビット３でペイロードに格納されているデータがオーディオデータであるか、一般的なデータであるかどうかが示される。ペイロードに対して、圧縮符号化されたオーディオデータが格納されている場合には、ビット３がデータを示す値とされる。ビット２〜ビット０は、ＮＴＳＣ方式における、５フィールドシーケンスの情報が格納される。すなわち、ＮＴＳＣ方式においては、ビデオ信号の１フィールドに対してオーディオ信号は、サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合、８００サンプルおよび８０１サンプルの何れかであり、このシーケンスが５フィールド毎に揃う。ビット２〜ビット０によって、シーケンスの何処に位置するかが示される。
【００７２】
図５に戻って説明すると、図５Ｂ〜図５Ｅは、上述のペイロードの例を示す。図５Ｂおよび図５Ｃは、ペイロードに対して、１および２マクロブロックのビデオデータ（可変長符号化データ）が格納される場合の例をそれぞれ示す。図５Ｂに示される、１マクロブロックが格納される例では、先頭の３バイトに、後続するマクロブロックの長さを示す長さ情報ＬＴが配される。なお、長さ情報ＬＴには、自分自身の長さを含んでも良いし、含まなくても良い。また、図５Ｃに示される、２マクロブロックが格納される例では、先頭に第１のマクロブロックの長さ情報ＬＴが配され、続けて第１のマクロブロックが配される。そして、第１のマクロブロックに続けて第２のマクロブロックの長さを示す長さ情報ＬＴが配され、続けて第２のマクロブロックが配される。長さ情報ＬＴは、デパッキングのために必要な情報である。
【００７３】
図５Ｄは、ペイロードに対して、ビデオＡＵＸ（補助的）データが格納される場合の例を示す。先頭の長さ情報ＬＴには、ビデオＡＵＸデータの長さが記される。この長さ情報ＬＴに続けて、５バイトのシステム情報、１２バイトのＰＩＣＴ情報、および９２バイトのユーザ情報が格納される。ペイロードの長さに対して余った部分は、Ｒｅｓｅｒｖｅｄとされる。
【００７４】
図５Ｅは、ペイロードに対してオーディオデータが格納される場合の例を示す。オーディオデータは、ペイロードの全長にわたって詰め込むことができる。オーディオ信号は、圧縮処理などが施されない、例えばＰＣＭ形式で扱われる。これに限らず、所定の方式で圧縮符号化されたオーディオデータを扱うようにもできる。
【００７５】
この一実施形態においては、各シンクブロックのデータの格納領域であるペイロードの長さは、ビデオシンクブロックとオーディオシンクブロックとでそれぞれ最適に設定されているため、互いに等しい長さではない。また、ビデオデータを記録するシンクブロックの長さと、オーディオデータを記録するシンクブロックの長さとを、信号フォーマットに応じてそれぞれ最適な長さに設定される。これにより、複数の異なる信号フォーマットを統一的に扱うことができる。
【００７６】
図７Ａは、ＭＰＥＧエンコーダのＤＣＴ回路から出力されるビデオデータ中のＤＣＴ係数の順序を示す。ＤＣＴブロックにおいて左上のＤＣ成分から開始して、水平ならびに垂直空間周波数が高くなる方向に、ＤＣＴ係数がジグザグスキャンで出力される。その結果、図７Ｂに一例が示されるように、全部で６４個（８画素×８ライン）のＤＣＴ係数が周波数成分順に並べられて得られる。
【００７７】
このＤＣＴ係数がＭＰＥＧエンコーダのＶＬＣ部によって可変長符号化される。すなわち、最初の係数は、ＤＣ成分として固定的であり、次の成分（ＡＣ成分）からは、ゼロのランとそれに続くレベルに対応してコードが割り当てられる。従って、ＡＣ成分の係数データに対する可変長符号化出力は、周波数成分の低い（低次の）係数から高い（高次の）係数へと、ＡＣ1 ，ＡＣ2 ，ＡＣ3 ，・・・と並べられたものである。可変長符号化されたＤＣＴ係数をエレメンタリストリームが含んでいる。
【００７８】
ストリームコンバータ１０６では、供給された信号のＤＣＴ係数の並べ替えが行われる。すなわち、それぞれのマクロブロック内で、ジグザグスキャンによってＤＣＴブロック毎に周波数成分順に並べられたＤＣＴ係数がマクロブロックを構成する各ＤＣＴブロックにわたって周波数成分順に並べ替えられる。
【００７９】
図８は、このストリームコンバータ１０６におけるＤＣＴ係数の並べ替えを概略的に示す。（４：２：２）コンポーネント信号の場合に、１マクロブロックは、輝度信号Ｙによる４個のＤＣＴブロック（Ｙ1 ，Ｙ2 ，Ｙ3 およびＹ4 ）と、色度信号Ｃｂ，Ｃｒのそれぞれによる２個ずつのＤＣＴブロック（Ｃｂ1 ，Ｃｂ2 ，Ｃｒ1 およびＣｒ2 ）からなる。
【００８０】
上述したように、ビデオエンコーダ１０２では、ＭＰＥＧ２の規定に従いジグザグスキャンが行われ、図８Ａに示されるように、各ＤＣＴブロック毎に、ＤＣＴ係数がＤＣ成分および低域成分から高域成分に、周波数成分の順に並べられる。一つのＤＣＴブロックのスキャンが終了したら、次のＤＣＴブロックのスキャンが行われ、同様に、ＤＣＴ係数が並べられる。
【００８１】
すなわち、マクロブロック内で、ＤＣＴブロックＹ1 ，Ｙ2 ，Ｙ3 およびＹ4 、ＤＣＴブロックＣｂ1 ，Ｃｂ2 ，Ｃｒ1 およびＣｒ2 のそれぞれについて、ＤＣＴ係数がＤＣ成分および低域成分から高域成分へと周波数順に並べられる。そして、連続したランとそれに続くレベルとからなる組に、〔ＤＣ，ＡＣ1 ，ＡＣ2 ，ＡＣ3 ，・・・〕と、それぞれ符号が割り当てられるように、可変長符号化されている。
【００８２】
ストリームコンバータ１０６では、可変長符号化され並べられたＤＣＴ係数を、一旦可変長符号を解読して各係数の区切りを検出し、マクロブロックを構成する各ＤＣＴブロックに跨がって周波数成分毎にまとめる。この様子を、図８Ｂに示す。最初にマクロブロック内の８個のＤＣＴブロックのＤＣ成分をまとめ、次に８個のＤＣＴブロックの最も周波数成分が低いＡＣ係数成分をまとめ、以下、順に同一次数のＡＣ係数をまとめるように、８個のＤＣＴブロックに跨がって係数データを並び替える。
【００８３】
並び替えられた係数データは、ＤＣ（Ｙ1 ），ＤＣ（Ｙ2 ），ＤＣ（Ｙ3 ），ＤＣ（Ｙ4 ），ＤＣ（Ｃｂ1 ），ＤＣ（Ｃｂ2 ），ＤＣ（Ｃｒ1 ），ＤＣ（Ｃｒ2 ），ＡＣ1 （Ｙ1 ），ＡＣ1 （Ｙ2 ），ＡＣ1 （Ｙ3 ），ＡＣ1 （Ｙ4 ），ＡＣ1 （Ｃｂ1 ），ＡＣ1 （Ｃｂ2 ），ＡＣ1 （Ｃｒ1 ），ＡＣ1 （Ｃｒ2 ），・・・である。ここで、ＤＣ、ＡＣ1 、ＡＣ2 、・・・は、図７を参照して説明したように、ランとそれに続くレベルとからなる組に対して割り当てられた可変長符号の各符号である。
【００８４】
ストリームコンバータ１０６で係数データの順序が並べ替えられた変換エレメンタリストリームは、パッキングおよびシャフリング部１０７に供給される。マクロブロックのデータの長さは、変換エレメンタリストリームと変換前のエレメンタリストリームとで同一である。また、ビデオエンコーダ１０２において、ビットレート制御によりＧＯＰ（１フレーム）単位に固定長化されていても、マクロブロック単位では、長さが変動している。パッキングおよびシャフリング部１０７では、マクロブロックのデータを固定枠に当てはめる。
【００８５】
図９は、パッキングおよびシャフリング部１０７でのマクロブロックのパッキング処理を概略的に示す。マクロブロックは、所定のデータ長を持つ固定枠に当てはめられ、パッキングされる。このとき用いられる固定枠のデータ長を、記録および再生の際のデータの最小単位であるシンクブロック長と一致させている。これは、シャフリングおよびエラー訂正符号化の処理を簡単に行うためである。図９では、簡単のため、１フレームに８マクロブロックが含まれるものと仮定する。
【００８６】
可変長符号化によって、図９Ａに一例が示されるように、８マクロブロックの長さは、互いに異なる。この例では、固定枠である１シンクブロックの長さと比較して、マクロブロック＃１のデータ，＃３のデータおよび＃６のデータがそれぞれ長く、マクロブロック＃２のデータ，＃５のデータ，＃７のデータおよび＃８のデータがそれぞれ短い。また、マクロブロック＃４のデータは、１シンクブロックと略等しい長さである。
【００８７】
パッキング処理によって、マクロブロックが１シンクブロック長の固定長枠に詰め込まれる。過不足無くデータを詰め込むことができるのは、１フレーム期間で発生するデータ量が固定量に制御されているからである。図９Ｂに一例が示されるように、１シンクブロックと比較して長いマクロブロックは、シンクブロック長に対応する位置で分割される。分割されたマクロブロックのうち、シンクブロック長からはみ出た部分（オーバーフロー部分）は、先頭から順に空いている領域に、すなわち、長さがシンクブロック長に満たないマクロブロックの後ろに、詰め込まれる。
【００８８】
図９Ｂの例では、マクロブロック＃１の、シンクブロック長からはみ出た部分が、先ず、マクロブロック＃２の後ろに詰め込まれ、そこがシンクブロックの長さに達すると、マクロブロック＃５の後ろに詰め込まれる。次に、マクロブロック＃３の、シンクブロック長からはみ出た部分がマクロブロック＃７の後ろに詰め込まれる。さらに、マクロブロック＃６のシンクブロック長からはみ出た部分がマクロブロック＃７の後ろに詰め込まれ、さらにはみ出た部分がマクロブロック＃８の後ろに詰め込まれる。こうして、各マクロブロックがシンクブロック長の固定枠に対してパッキングされる。
【００８９】
各マクロブロックの長さは、ストリームコンバータ１０６において予め調べておくことができる。これにより、このパッキング部１０７では、ＶＬＣデータをデコードして内容を検査すること無く、マクロブロックのデータの最後尾を知ることができる。
【００９０】
図１０は、一実施形態で使用されるエラー訂正符号の一例を示し、図１０Ａは、ビデオデータに対するエラー訂正符号の１ＥＣＣブロックを示し、図１０Ｂは、オーディオデータに対するエラー訂正符号の１ＥＣＣブロックを示す。図１０Ａにおいて、ＶＬＣデータがパッキングおよびシャフリング部１０７からのデータである。ＶＬＣデータの各行に対して、ＳＹＮＣパターン、ＩＤ、ＤＩＤが付加され、さらに、内符号のパリティが付加されることによって、１ＳＹＮＣブロックが形成される。
【００９１】
すなわち、ＶＬＣデータの配列の垂直方向に整列する所定数のシンボル（バイト）から１０バイトの外符号のパリティが生成され、その水平方向に整列する、ＩＤ、ＤＩＤおよびＶＬＣデータ（または外符号のパリティ）の所定数のシンボル（バイト）から内符号のパリティが生成される。図１０Ａの例では、１０個の外符号パリティのシンボルと、１２個の内符号のパリティのシンボルとが付加される。具体的なエラー訂正符号としては、リードソロモン符号が使用される。また、図１０Ａにおいて、１ＳＹＮＣブロック内のＶＬＣデータの長さが異なるのは、５９．９４Hz、２５Hz、２３．９７６Hzのように、ビデオデータのフレーム周波数が異なるのと対応するためである。
【００９２】
図１０Ｂに示すように、オーディオデータに対する積符号もビデオデータに対するものと同様に、１０シンボルの外符号のパリティおよび１２シンボルの内符号のパリティを生成するものである。オーディオデータの場合は、サンプリング周波数が例えば４８ｋHzとされ、１サンプルが２４ビットに量子化される。１サンプルを他のビット数例えば１６ビットに変換しても良い。上述したフレーム周波数の相違に応じて、１ＳＹＮＣブロック内のオーディオデータの量が相違している。前述したように、１フィールド分のオーディオデータ／１チャンネルによって２ＥＣＣブロックが構成される。１ＥＣＣブロックには、偶数番目および奇数番目の一方のオーディオサンプルとオーディオＡＵＸとがデータとして含まれる。
【００９３】
図１１は、この発明の一実施形態のより具体的な構成を示す。図１１において、１６４がＩＣに対して外付けのメインメモリ１６０のインターフェースである。インターフェース１６４によって、メインメモリ１６０の書込み／読出し動作が制御される。また、パッキング部１０７ａ、ビデオシャフリング部１０７ｂ、パッキング部１０７ｃによって、パッキングおよびシャフリング部１０７が構成される。
【００９４】
この一実施形態では、各マクロブロックの長さ情報ＬＴを参照することによって、パッキング部１０７ａが固定枠長データとオーバーフロー部分とをメインメモリ（ＳＤＲＡＭ）１６０の別々の領域に分けて記憶する。固定枠長データを記憶する領域は、メインメモリ１６０のパッキング処理用領域である。固定枠長より短いデータ長の場合には、メインメモリ１６０の対応する固定枠に空き領域を生じる。ビデオシャフリング部１０７ｂがこの書込みアドレスを制御することによってシャフリングを行う。
【００９５】
次に、パッキング部１０７ｃが外符号エンコーダ１０９へのメモリにオーバーフロー部分をパッキングして読み込む処理を行う。すなわち、メインメモリ１６０から外符号エンコーダ１０９に用意されている１ＥＣＣブロック分のメモリに対して固定枠長のデータを読み込み、若し、固定枠長のデータに空き領域が有れば、そこにオーバーフロー部分を読み込んで固定枠長にデータが詰まるようにする。そして、１ＥＣＣブロック分のデータを読み込むと、読み込み処理を一時中断し、外符号エンコーダ１０９によって外符号のパリティを生成する。外符号パリティは、外符号エンコーダ１０９のメモリに格納する。外符号エンコーダ１０９の処理が１ＥＣＣブロック分終了すると、外符号エンコーダ１０９からデータおよび外符号パリティを内符号を行う順序に並び替えて、メインメモリ１６０のパッキング処理用領域と別の内符号処理用領域に書き戻す。ビデオシャフリング部１１０は、この外符号の符号化が終了したデータをメインメモリ１６０へ書き戻す時のアドレスを制御することによって、シンクブロック単位のシャフリングを行う。
【００９６】
このような固定枠長とオーバーフロー部分とを分けてメインメモリ１６０の第１の領域へのデータの書込み（第１のパッキング処理）、外符号エンコーダ１０９へのメモリにオーバーフロー部分をパッキングして読み込む処理（第２のパッキング処理）、外符号パリティの生成、データおよび外符号パリティをメインメモリ１６０の第２の領域に書き戻す処理が１ＥＣＣブロック単位でなされる。外符号エンコーダ１０９がＥＣＣブロックのサイズのメモリを備えることによって、メインメモリ１６０へのアクセスの頻度を少なくすることができる。
【００９７】
そして、１ピクチャに含まれる所定数のＥＣＣブロック（例えば３２個のＥＣＣブロック）の処理が終了すると、１ピクチャのパッキング、外符号の符号化が終了する。そして、インターフェース１６４を介してメインメモリ１６０から読出したデータがＩＤ付加部１１８、内符号エンコーダ１１９、同期付加部１２０で処理され、並列直列変換部１２４によって、同期付加部１２０の出力データがビットシリアルデータに変換される。出力されるシリアルデータがパーシャル・レスポンスクラス４のプリコーダ１２５により処理される。この出力が必要に応じてディジタル変調され、記録アンプ１２１を介して回転ヘッドに供給される。
【００９８】
なお、ＥＣＣブロック内にヌルシンクと称する有効なデータが配されないシンクブロックを導入し、記録ビデオ信号のフォーマットの違いに対してＥＣＣブロックの構成の柔軟性を持たせるようにしても良い。ヌルシンクは、パッキングおよびシャフリングブロック１０７のパッキング部１０７ａにおいて生成され、メインメモリ１６０に書込まれる。従って、ヌルシンクがデータ記録領域を持つことになるので、これをオーバーフロー部分の記録用シンクとして使用することができる。
【００９９】
オーディオデータの場合では、１フィールドのオーディオデータの偶数番目のサンプルと奇数番目のサンプルとがそれぞれ別のＥＣＣブロックを構成する。ＥＣＣの外符号の系列は、入力順序のオーディオサンプルで構成されるので、外符号系列のオーディオサンプルが入力される毎に外符号エンコーダ１１６が外符号パリティを生成する。外符号エンコーダ１１６の出力をメインメモリに書込む時のアドレス制御によって、シャフリング部１１７がシャフリング（チャンネル単位およびシンクブロック単位）を行う。
【０１００】
さらに、１２６で示すＣＰＵインターフェースが設けられ、システムコントローラとして機能するＣＰＵ１２７からのデータを受け取ることが可能とされている。このデータとしては、シャフリングテーブルデータ、記録ビデオ信号のフォーマットに関連するパラメータ等である。シャフリングテーブルデータがビデオ用シャフリングテーブル（ＲＡＭ）１２８ｖおよびオーディオ用シャフリングテーブル（ＲＡＭ）１２８ａに格納される。シャフリングテーブル１２８ｖは、ビデオシャフリング部１０７ｂおよび１１０のシャフリングのためのアドレス変換を行う。シャフリングテーブル１２８ａは、オーディオシャフリング１１７のためのアドレス変換を行う。
【０１０１】
一実施形態では、複数の入力画像フォーマットを複数のデータレートで記録することを可能とするために、特定された入力画像フォーマットあるいはデータレートに関して用意されているシャフリングテーブルをビデオ用シャフリングテーブル１２８ｖ、オーディオ用シャフリングテーブル１２８ａに格納する。この発明は、特にビデオデータのシャフリング処理に関する。
【０１０２】
図１２は、ビデオデータのシャフリング処理のための構成を原理的に示すものである。入力ビデオデータには、ＩＤ（またはアドレス）が付けられている。ＩＤは、データ系列の先頭からの通し番号、ベースおよびオフセットの組み合わせ等、データの位置を一意に表現できるものである。シャフリングとは、このＩＤを書き換える作業に他ならない。シャフリングテーブル２２８ｖには、外部メモリ１７１から経路１７２を介して書込まれたシャフリングテーブルが格納されている。
【０１０３】
外部メモリ１７１には、シャフリングの対象とするビデオデータのフォーマットに対応して複数のシャフリングテーブルが格納されており、フォーマット判別結果に応答して選択された一つのシャフリングテーブルがシャフリングテーブル２２８ｖに格納される。フォーマット判別は、例えばビデオデータ中に含まれる情報に基づいてなされ、フォーマット判別結果に応答してＣＰＵがシャフリングテーブルを選択する。外部メモリ１７１からシャフリングテーブル２２８ｖへデータを転送する理由は、動作速度を確保するためと、シャフリング部をＩＣ化した時に入出力端子用のピンを削減するためである。上述した一実施形態のように、外部メモリ１７１がＣＰＵに関連するＲＡＭまたはＲＯＭであって、経路１７２をＣＰＵのシリアルインターフェースで構成すれば、シリアル伝送用の１個のピンのみで良い。但し、他の一般的なインターフェースを使用してシャフリングテーブルを格納しても良い。
【０１０４】
一実施形態がそうであるように、実際には、図１３に示すように、シャフリングがデータの蓄積を伴うことが多い。入力データがデータ蓄積用のメモリ２６０に書込まれる。シャフリングテーブル２２８ｖは、入力データから分離したＩＤｉをアドレスとして受け取り、変換したアドレスＩＤｏを出力として発生する。シャフリングテーブル２２８ｖの発生したアドレスＩＤｏがメモリ２６０にデータを書込むための書込みアドレスとして使用される。順次変化する読出しアドレスによって、メモリ２６０からシャフリングされたデータが読出される。
【０１０５】
図１４に示すように、データ中にトラックＩＤとシンクＩＤとが含まれており、１フレームの例えば８トラックにおけるシンクブロックの位置が一意に決まる例では、トラックＩＤおよびシンクＩＤがシャフリングテーブル２２８ｖにアドレスとして供給される。シャフリングテーブル２２８ｖからは、メモリ２６０の書込みアドレスが発生する。この書込みアドレスに従って、シンクブロックがメモリ２６０に書込まれる。メモリ２６０は、１トラックの例えば４個のＥＣＣブロックのそれぞれのデータを格納する領域を有する。従って、１トラック分のビデオデータがシンクブロック単位で４個のＥＣＣブロックにそれぞれ対応する領域に分散されて記憶される。
【０１０６】
図１５は、メモリ２６０の読出しアドレスを制御することによってシャフリングを行う例である。シャフリングテーブル２２８ｖは、外部メモリ１７１からシャフリングテーブルデータが格納され、その出力ＩＤｏがメモリ２６０に対して読出しアドレスとして供給される。シャフリングテーブル２２８ｖに対する入力ＩＤｉは、カウンタ１７３から発生する。カウンタ１７３は、メモリ２６０の読出しデータと同期したタイミングでリセットされ、クロックによってインクリメントするＩＤｉを発生する。例えばＩＤｉがシンクＩＤとして使用される。メモリ２６０からは、シャフリングテーブル２２８ｖで変換された読出しアドレス（ＩＤｏ）に従ってデータが出力される。
【０１０７】
図１６は、読出しアドレスを制御するシャフリングを概略的に説明するものである。カウンタ１７３は、メモリ２６０の出力で通し番号のＩＤが付けられるデータ毎に発生するリセット信号でリセットされる。そして、シンクブロックと同期したクロックによってインクリメントされる。カウンタ１７３からのブロック毎に＋１される値のカウント値（例えばシンクＩＤ）がシャフリングテーブル２２８ｖにアドレスとして供給される。シャフリングテーブル２２８ｖの出力が読出しアドレスとしてメモリ２６０に供給される。従って、メモリ２６０の読出しアドレスから１シンクブロックのデータが読出される。この発明の一実施形態の図１１におけるシャフリングテーブル１２８ｖ、メインメモリ１６０がそれぞれシャフリングテーブル２２８ｖ、メモリ２６０に対応する。
【０１０８】
この発明は、上述したようなディジタルＶＴＲにおけるシャフリングテーブルとして実現されるシャフリングパターンに特徴を有するものである。一実施形態では、パッキングおよびシャフリング部１０７とシャフリング部１１０がビデオデータに関して設けられている。この両者によって、画像上のマクロブロックの画像位置とテープ上の記録位置（シンクＩＤで規定される）との対応付けがなされる。この発明では、シャフリングが完結する複数のマクロブロックで構成される記録単位（例えば１トラックの上側または下側のビデオセクタとして記録される複数のマクロブロック）において、シンクＩＤを付す順序に従って描かれる線がペアノ曲線(Peano curve) とされる。一般的には、ペアノ曲線とは、連続曲線で、正方形の内部をうずめつくすものであり、この発明では、記録単位内の全てのマクロブロックを通過する曲線を意味している。ペアノ曲線の順序でシンクＩＤの番号を付けることによって、記録単位の全ての部分において、連続したシンクＩＤを持つ複数のマクロブロックがほぼ矩形を形成するように連結されることが保証される。
【０１０９】
図１７を参照して、ペアノ曲線を基にしたシャフリングパターンの作成方法について説明する。最初に、連続したシンクＩＤを連結する曲線（ペアノ曲線）を描く範囲である記録単位を決定する。記録単位は、高速再生時に複数のトラックに跨がってヘッドがデータを再生することを考慮すると、１トラックに含まれるマクロブロックの数以下を含む範囲であることが望ましい。例えば図３に示されるトラックパターンの各トラックの上側エリアまたは下側エリアのビデオセクタとして記録されるデータが記録単位として設定される。
【０１１０】
また、記録単位は、水平方向のマクロブロックの数をｘとし、垂直方向のマクロブロックの数をｙとする時に、（ｘ＝２n ，ｙ＝２n ・ｍ）または（ｘ＝２n ・ｍ，ｙ＝２n ）（ここで、ｎ，ｍは自然数である）であることが好ましい。図１７では、記録単位を（１６×１６）マクロブロックとしている。
【０１１１】
そして、図１７Ａに示すように、記録単位を４等分するような十字線を描き、十字線の内で中央の交差点の周囲の（２×２＝４マクロブロック）に含まれる線分を削除する。次に、図１７Ｂに示すように、４分割された範囲をさらに４分割するように、記録単位を１６分割する。この場合の４分割のための十字線の内で、中央の交差点の周囲のマクロブロックに含まれる線分を同様に削除する。よりさらに、図１７Ｃに示すように、各分割された範囲をさらに、４分割するように、記録単位を６４分割する。この場合の４分割のための十字線の内で、中央の交差点の周囲のマクロブロックに含まれる線分を同様に削除する。
【０１１２】
図１７Ｃに示すように記録単位を６４分割した状態では、４分割のための線分のふちをたどって描くことにより得られるペアノ曲線Ｐ１が記録単位内の全てのマクロブロックを通過するようになる。ペアノ曲線Ｐ１を描く時の開始点は、任意である。若し、記録単位のサイズが大きいと、６４分割した結果でも、全てのマクロブロックをペアノ曲線が通過しない。その場合には、全てのマクロブロックをペアノ曲線が通過するようになるまで、上述したのと同様に４分割の繰り返す。
【０１１３】
以上のように得られたペアノ曲線Ｐ１の順にシンクＩＤが連続するように、シャフリングテーブルが作成される。ここで、図１７Ｃから分かるように、ペアノ曲線Ｐ１を描いた時に、同一のマクロブロック上を２本のペアノ曲線が通ることがある。このことは、同一のマクロブロックが２つのシンクブロックとしてテープ上に二重に記録されることを意味する。この二重記録は、記録されるデータの冗長度を大きくする点で好ましくない。
【０１１４】
そこで、図１７Ｄに示すように、同一マクロブロック上で曲線の重なりを生じないように、ペアノ曲線Ｐ１を修正し、最終的なペアノ曲線Ｐ２を作成する。このペアノ曲線Ｐ２に従った順序でシンクＩＤが昇順で付加される。シンクＩＤは、トラックＩＤ、トラックの上側エリア（上側セクタ）と下側エリア（下側セクタ）を区別するＩＤを併用する時には、各記録単位のシンクブロックを識別できるものであれば良い。
【０１１５】
上述したディジタルＶＴＲにおいては、パッキングおよびシャフリングブロック１０７とシャフリングブロック１１０とが備えられている。上述したシャフリング処理は、これらの二つのシャフリング処理を総合したものとして実現される。また、上述したディジタルＶＴＲは、複数の記録フォーマットに対応することができる。図１７を参照して説明したこの発明によるシャフリング処理は、例えば５２５／６０システムに対して適用されるが、複数の記録フォーマットの他のフォーマットに対しても同様に適用できる。
【０１１６】
なお、この発明は、磁気テープ以外のテープ状記録媒体例えばレーザ光により記録可能な光テープに対してビデオデータを記録する場合にも適用することができる。
【０１１７】
【発明の効果】
この発明では、記録単位毎にペアノ曲線を描き、ペアノ曲線の描く順序に従ってシンクＩＤを規定している。従って、テープ上から連続して再生される複数のシンクＩＤで規定されるシンクブロックに含まれる複数の画像ブロックがほぼ矩形を形成するように連結されることが記録単位の全ての部分において保証される。それによって、高速再生時のテープ速度が種々のものに変化しても、各トラックから断片的に再生される複数のマクロブロックがそれぞれ矩形を形成するようにまとまって再生することができ、高速再生時の再生画像を見やすいものとできる。
【０１１８】
なお、記録単位内のマクロブロックを連結する他の方法として、記録単位内にジグザグ曲線を描く方法も考えられる。しかしながら、この場合には、複数のマクロブロックが斜めに連結される。斜めに連結された画像は、この発明のように、矩形を形成するように連結された画像と比較して再生画像が見やすいものとならない。
【０１１９】
また、この発明は、記録単位の全ての部分において、ほぼ矩形を形成するようにマクロブロックが連結されることが保証されているので、高速再生時のテープ速度が種々のものに変化しても画像の見えやすさが損なわれることがない。さらに、この発明におけるシャフリングテーブルの作成方法は、幾何学的であり、画像の解像度、マクロブロックのサイズ、記録単位のサイズ等に依存しないため、異なる複数の画像フォーマットに対して適用可能である。このように、この発明によるシャフリング処理は、汎用性に富む利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の記録側の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態の再生側の構成を示すブロック図である。
【図３】トラックフォーマットの一例を示す略線図である。
【図４】トラックフォーマットの他の例を示す略線図である。
【図５】シンクブロックの構成の複数の例を示す略線図である。
【図６】シンクブロックに付加されるＩＤおよびＤＩＤの内容を示す略線図である。
【図７】ビデオエンコーダの出力の方法と可変長符号化を説明するための略線図である。
【図８】ビデオエンコーダの出力の順序の並び替えを説明するための略線図である。
【図９】順序の並び替えられたデータをシンクブロックにパッキングする処理を説明するための略線図である。
【図１０】ビデオデータおよびオーディオデータに対するエラー訂正符号を説明するための略線図である。
【図１１】記録信号処理部のより具体的なブロック図である。
【図１２】シャフリング部の原理的構成を示すブロック図である。
【図１３】メモリの書込みアドレスを制御する方式のシャフリング部の構成を示すブロック図である。
【図１４】メモリの書込みアドレスを制御する方式のシャフリング部をディジタルＶＴＲに適用した場合の構成を示すブロック図である。
【図１５】メモリの読出しアドレスを制御する方式のシャフリング部の構成を示すブロック図である。
【図１６】メモリの読出しアドレスを制御する方式のシャフリング部をディジタルＶＴＲに適用した場合の構成を示すブロック図である。
【図１７】この発明によるシャフリング処理を説明するための略線図である。
【図１８】従来のシャフリング処理を説明するために使用したトラックパターンの一例の略線図である。
【図１９】従来のシャフリング処理がなされる単位を示す略線図である。
【図２０】従来のシャフリング処理を説明するための略線図である。
【図２１】従来のシャフリング処理を実現する構成の一例を示すブロック図である。
【図２２】従来のシャフリング処理を説明するための略線図である。
【図２３】従来のシャフリング処理を説明するために使用した高速再生動作のヘッドトレース軌跡のいくつかの例を示す略線図である。
【図２４】高速再生時に得られるデータの位置を説明するための略線図である。
【符号の説明】
１０７・・・パッキングおよびシャフリング部、１０９、１１６・・・外符号エンコーダ、１１０、１１７・・・シャフリング部、１１８・・・ＩＤ付加部、１２０・・・同期付加部、１２６・・・ＣＰＵインターフェース、１２８ｖ、２２８ｖ・・・ビデオデータ用シャフリングテーブル、１２８ａ・・・オーディオデータ用シャフリングテーブル、１６０・・・メインメモリ、２６０・・・データ蓄積用メモリ、Ｐ１・・・ペアノ曲線、Ｐ２・・・修正したペアノ曲線
Claims (9)
- 画像データの画像位置と、テープ状記録媒体上の記録位置との関係を変換し、変換後の画像データをテープ状記録媒体に記録するデータ記録装置において、
変換手段によって、画像データを分割して得られる画像ブロックの画像位置と、テープ状記録媒体に記録される単位であるシンクブロックの記録位置との変換を、所定数の上記画像ブロックで構成される記録単位毎に行うようになし、
画像データが書き込まれ、画像データが読み出されるメモリの書き込みアドレスおよび読み出しアドレスの一方を制御することによって、上記画像位置と上記シンクブロックの記録位置との変換を行い、
上記変換は、
上記記録単位を４等分する十字線を描き、上記十字線の交差点の周囲の４個の画像ブロック内の線分を削除する線分の作成処理を、作成した線分のふちをたどって得られる曲線が上記記録単位内の全ての上記画像ブロックを通過するまで、繰り返し行うことによって曲線が作成され、
さらに、同一の上記画像ブロック上を上記曲線が２回通過する箇所で、上記線分を修正し、同一の上記画像ブロック上を上記曲線が１回通過するようにし、
上記曲線によって、上記記録単位の全ての範囲において、テープ状記録媒体上で連続する複数の上記シンクブロックに含まれる複数の上記画像ブロックがほぼ矩形を形成するように連結されるものであることを特徴とするデータ記録装置。 - 画像データの画像位置と、テープ状記録媒体上の記録位置との関係を変換し、変換後の画像データをテープ状記録媒体に記録し、テープ状記録媒体から変換後の画像データを再生するデータ記録再生装置において、
記録時に、変換手段によって、画像データを分割して得られる画像ブロックの画像位置と、テープ状記録媒体に記録される単位であるシンクブロックの記録位置との変換を、所定数の上記画像ブロックで構成される記録単位毎に行うようになし、
画像データが書き込まれ、画像データが読み出されるメモリの書き込みアドレスおよび読み出しアドレスの一方を制御することによって、上記画像位置と上記シンクブロックの記録位置との変換を行い、
上記変換は、
上記記録単位を４等分する十字線を描き、上記十字線の交差点の周囲の４個の画像ブロック内の線分を削除する線分の作成処理を、作成した線分のふちをたどって得られる曲線が上記記録単位内の全ての上記画像ブロックを通過するまで、繰り返し行うことによって曲線が作成され、
さらに、同一の上記画像ブロック上を上記曲線が２回通過する箇所で、上記線分を修正し、同一の上記画像ブロック上を上記曲線が１回通過するようにし、
上記曲線によって、上記記録単位の全ての範囲において、テープ状記録媒体上で連続する複数の上記シンクブロックに含まれる複数の上記画像ブロックがほぼ矩形を形成するように連結されるものであり、
再生時に、再生された上記シンクブロックの記録位置を上記画像ブロックの画像位置へ変換することを特徴とするデータ記録再生装置。 - 請求項１または２において、
上記記録単位は、水平方向の画像ブロックの数をｘとし、垂直方向の画像ブロックの数をｙとする時に、（ｘ＝２n ，ｙ＝２n ・ｍ）または（ｘ＝２n ・ｍ，ｙ＝２n ）（ここで、ｎ，ｍは自然数である）であることを特徴とする装置。 - 請求項１または２において、
上記画像ブロックは、画像データを圧縮する処理の単位であることを特徴とする装置。 - 請求項１または２において、
上記記録単位がテープ状記録媒体に回転ヘッドにより形成される１トラック内に含まれる複数の画像ブロックであることを特徴とする装置。 - 請求項１または２において、
上記記録単位がテープ状記録媒体に回転ヘッドにより形成される１トラック内の上側または下側の半分のエリアに含まれる複数の画像ブロックであることを特徴とする装置。 - 請求項２において、
上記テープ状記録媒体の速度を記録時よりも高速とし、高速に送られる上記テープ状記録媒体からデータを再生することを特徴とするデータ記録再生装置。 - 画像データの画像位置と、テープ状記録媒体上の記録位置との関係を変換し、変換後の画像データをテープ状記録媒体に記録するデータ記録方法において、
画像データを分割して得られる画像ブロックの画像位置と、テープ状記録媒体に記録される単位であるシンクブロックの記録位置との変換を、所定数の上記画像ブロックで構成される記録単位毎に行うようになし、
画像データが書き込まれ、画像データが読み出されるメモリの書き込みアドレスおよび読み出しアドレスの一方を制御することによって、上記画像位置と上記シンクブロックの記録位置との変換を行い、
上記変換は、
上記記録単位を４等分する十字線を描き、上記十字線の交差点の周囲の４個の画像ブロック内の線分を削除する線分の作成処理を、作成した線分のふちをたどって得られる曲線が上記記録単位内の全ての上記画像ブロックを通過するまで、繰り返し行うことによって曲線が作成され、
さらに、同一の上記画像ブロック上を上記曲線が２回通過する箇所で、上記線分を修正し、同一の上記画像ブロック上を上記曲線が１回通過するようにし、
上記曲線によって、上記記録単位の全ての範囲において、テープ状記録媒体上で連続する複数の上記シンクブロックに含まれる複数の上記画像ブロックがほぼ矩形を形成するように連結されるものであることを特徴とするデータ記録方法。 - 画像データの画像位置と、テープ状記録媒体上の記録位置との関係を変換し、変換後の画像データをテープ状記録媒体に記録し、テープ状記録媒体から変換後の画像データを再生するデータ記録再生方法において、
記録時に、画像データを分割して得られる画像ブロックの画像位置と、テープ状記録媒体に記録される単位であるシンクブロックの記録位置との変換を、所定数の上記画像ブロックで構成される記録単位毎に行うようになし、
画像データが書き込まれ、画像データが読み出されるメモリの書き込みアドレスおよび読み出しアドレスの一方を制御することによって、上記画像位置と上記シンクブロックの記録位置との変換を行い、
上記変換は、
上記記録単位を４等分する十字線を描き、上記十字線の交差点の周囲の４個の画像ブロック内の線分を削除する線分の作成処理を、作成した線分のふちをたどって得られる曲線が上記記録単位内の全ての上記画像ブロックを通過するまで、繰り返し行うことによって曲線が作成され、
さらに、同一の上記画像ブロック上を上記曲線が２回通過する箇所で、上記線分を修正し、同一の上記画像ブロック上を上記曲線が１回通過するようにし、
上記曲線によって、上記記録単位の全ての範囲において、テープ状記録媒体上で連続する複数の上記シンクブロックに含まれる複数の上記画像ブロックがほぼ矩形を形成するように連結されるものであり、
再生時に、再生された上記シンクブロックの記録位置を上記画像ブロックの画像位置へ変換することを特徴とするデータ記録再生方法。
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