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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochraten-Kodierungsvorrichtung
und ein Verfahren zur Durchführung
einer Hochraten-Kodierung eines Eingangssignals. (In dieser Beschreibung
werden das hocheffiziente Kodieren und das hocheffiziente Dekodieren
als „Hochraten-Kodieren" und „Hochraten-Dekodieren" bezeichnet).
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2. Beschreibung des zugehörigen Standes
der Technik:
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Videosignal-Aufnahmegeräte für die digitale Aufzeichnung
eines Videosignals werden im Allgemeinen in zwei Typen-Klassen eingeteilt:
ein Typ von Geräten
komprimiert ein TV- bzw.
Fernsehsignal mit Standard-Auflösung
bzw. -Definition (SD für
Standard Definition) auf 25 Mbps durch Durchführung einer Intra-Frame bzw.
Intra-Vollbild-Kodierung für
die Aufzeichnung. Der andere Typ von Geräten komprimiert ein Hochvideo-Signal
(high vision signal) auf 50 Mpbs für die Aufzeichnung. Bei diesen
Typen von Geräten
sind der Typ von Videosignalen, die für die Eingabe und die Ausgabe
benutzt werden können, und
die Qualität
der erhaltenen Signale begrenzt. Es ist extrem schwierig, ein Videosignal
aufzuzeichnen und wiederzugeben, das von einem anderen Typ als das
Signal ist, das zu Anordnungen in dem Videosignal-Aufnahmegerät eingegeben
oder aus diesen Anordnungen ausgegeben werden, ohne die Verarbeitung
bei der Aufzeichnung und Wiedergabe signifikant zu ändern.
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Beispielsweise
werden bei einem Videosignal-Aufnahmegerät, das ein digitales TV- bzw.
Fernsehsignal, das durch ein Zeilensprungverfahren (im Folgenden
als „Zeilensprung-TV-Signal" bezeichnet) erhalten
wird, empfängt
und dieses Signal für
die Aufzeichnung komprimiert, zwei aufeinanderfolgende Halbbilder
des Zeilensprung-TV-Signals kombiniert und in ein Vollbild eines
Zeilenfolge-TV-Signals (ein TV-Signal, das durch Zeile-für-Zeile-Abtastung erhalten
wird) umgewandelt, bevor die Kompression und die Aufzeichnung durchgeführt werden.
In dem Fall, dass ein Zeilenfolge-TV-Signal als Eingangs-Signal verwendet
wird, ist das Fernsehbild des Eingangs-Signal bereits stabilisiert
bzw. liegt das Eingangs-Signal bereits als Vollbild vor, und der
Vollbild-Zyklus beträgt
1/2 des Zyklus eines Zeilensprung-TV-Signals. Ein solches Zeilenfolge-TV-Signal
kann nicht durch ein herkömmliches
Videosignal-Aufnahmegerät
aufgezeichnet werden.
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Bei
einem Videosignalaufzeichnungsgerät, das ein Zeilenfolge-TV-Signal
empfängt
und dieses Signal für
die Aufzeichnung komprimiert, wird das Zeilenfolge-TV-Signal Vollbild-für-Vollbild geschaltet, um auf
zwei Kanäle
geschickt zu werden. Durch eine solche Schaltung werden Daten, die
einem Vollbild des Zeilenfolge-TV-Signals entsprechen, mit Hochgeschwindigkeits-
bzw. Hochraten-Kodierung bearbeitet, um die gleiche Menge an Kodes
zu haben, wie sie durch die Hochraten-Kodierung von Daten erhalten
werden, die einem Vollbild eines Zeilensprung-TV-Signals mit Standard-Auflösung einschließlich zweier
aufeinanderfolgender Teil- bzw. Halbbilder entsprechen. Die Daten,
die durch die Hochraten-Kodierung erhalten werden, werden auf die
gleiche Zahl von Spuren aufgezeichnet, wie sie für die Aufzeichnung von Daten
verwendet werden, die einem Vollbild eines Zeilensprung-TV-Signals entsprechen.
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Bei
einem solchen Verfahren wird jedoch die Datenverarbeitung Vollbild-für-Vollbild
durchgeführt. Dementsprechend
kann die Aufzeichnung eines Stillbildes nicht die Korrelation zwischen
den Daten ausnutzen, die unterschiedlichen Vollbildern entsprechen,
wodurch eine Verbesserung in dem Kodier-Wirkungsgrad verhindert
wird. Da die Daten auf zwei Kanäle
aufgeteilt werden, tritt weiterhin eine zeitliche Verzögerung zwischen
den Bildern auf, die von unterschiedlichen Kanälen ausgegeben werden. Aufgrund
einer solchen zeitlichen Verzögerung
werden die Daten, die verschiedenen Vollbildern entspre chen, abwechselnd
angeordnet, was zu einer Verschlechterung der Qualität eines
Bildes führt,
das im Modus der Bildsuche erhalten wird.
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Um
die Hochraten-Kodierung eines Signals einschließlich eines TV-Signals mit
Standard-Auflösung, das
durch 4:2:2 definiert ist (im Folgenden als 4:2:2 Signal bezeichnet),
das den Studio-Standards entspricht, die in der CCIR Empfehlung
(Recommendation) 601-1 beschrieben werden, und eines Hilfssignals
eines Luminanz- bzw. Leuchtdichte-Signals durchzuführen, das
für das
Zeilenfolgeverfahren benötigt
wird, sind darüber
hinaus die herkömmlichen Aufzeichnungsverfahren
nicht geeignet, und zwar aus dem folgenden Grund: Durch die Teilung
bzw. Division, die durch das herkömmliche Teilungsverfahren durchgeführt wird,
wird die Zahl der effektiven Pixel der Daten, die einem Farbdifferenz-Signal des resultierenden
Signals entsprechen, verringert, und deshalb können die ICs bei dem herkömmlichen
Videosignal-Aufnahmegerät
nicht für
die Hochgeschwindigkeits-Kodierung
eingesetzt werden.
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Bei
herkömmlichen
Hochraten-Kodiervorrichtungen für
die Durchführung
der Hochraten-Kodierung
und herkömmlichen
Videosignalübertragungsgeräten für die Übertragung
eines Videosignals, das durch herkömmliche Hochraten-Kodiervorrichtungen
kodiert wurde, sind die Typen der Bildsignale, die für die Eingabe
und die Ausgabe und die Qualität
des sich ergebenden, resultierenden Signals benutzt werden können, begrenzt.
Dementsprechend ist es extrem schwierig, die Spezifikationen solcher
Geräte
und die Charakteristiken der sich ergebenden Signale zu ändern, ohne
das Hochraten-Kodierverarbeitungsverfahren, die Verarbeitung bei
der Datenaufzeichnung und ähnliche
Verfahren signifikant zu ändern.
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Das
sogenannte „Shuffling", also das Umordnen
der Elemente, ist ein Verfahren, das für die Durchführung der
Hochraten-Kodierung bei einem herkömmlichen Videosignal-Aufnahmegerät für die Komprimierung
eines TV-Signals verwendet wird, das auf ein Magnetband aufgezeichnet
werden soll. Durch dieses Shuffling wird eine Bildebene in eine Vielzahl
von Flächen
aufgeteilt. Eine vorherbestimmte Zahl von Blöcken wird aus vorgeschriebenen
Stellen jeder Fläche
erhalten, um eine Kodiereinheit für die Hochraten-Kodierung zu bilden.
Für ein
hochauflösendes
(HD für
High Definition) TV-Signal gibt es in Bezug auf die Zahl der Abtastzeilen
und der Teilbildfrequenz drei Systeme: 1125 Ab tastzeilen/60 Hz, 1050
Abtastzeilen/60 Hz, und 1250 Abtastzeilen/50 Hz. In dieser Beschreibung
wird das System, das 1125 Abtastzeilen und 60 Hz entspricht, beispielsweise
als das „1125/60
System" bezeichnet
werden. In dem Fall, dass ein Signal des 1125/60 Systems verwendet
wird, ist das Shuffling sehr kompliziert und benötigt deshalb eine große Schaltungsanordnung für das Shuffling.
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Die
EP 0 775 310 A2 offenbart
eine Bildverarbeitungsvorrichtung umfassend einen Eingabeanschluss
zur Eingabe eines Bildsignals, eine Teilungsschaltung zur Teilung
des Bildsignals in eine Vielzahl von Code-Gruppen, und einer Vielzahl
von Verarbeitungsschaltungen zur Verarbeitung der Vielzahl von Code-Gruppen,
wobei jede der Vielzahl von Verarbeitungsschaltungen eine Bewegungserkennungsschaltung
zur Erkennung einer Bewegung des Bildes enthält, und eine Beförderungsschaltung
zur Beförderung
eines Teils der Code-Gruppe zu einer anderen Verarbeitungsschaltung
enthält.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung ist in den Ansprüchen
1 und 5 definiert. Bevorzugte Auführungsformen sind durch die
abhängigen
Ansprüche
definiert.
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Die
hier beschriebene Erfindung macht also die folgenden Vorteile möglich:
- (1) Schaffen einer Videosignalkodiervorrichtung, um
im Wesentlichen ein eingegebenes Bild zu gleichen Teilen in eine
Vielzahl von Bilddaten aufzuteilen;
- (2) Schaffen einer Videosignalkodiervorrichtung, um im Wesentlichen
ein eingegebenes Bild zu gleichen Teilen in eine Vielzahl von Bilddaten
aufzuteilen und Bildinformationen in der Vielzahl von Bilddaten
in einem teilweise überlappenden
Zustand anzuordnen;
- (3) Schaffen einer Videosignalkodiervorrichtung, um einen Datenausfall
(data drop) zu verhindern, der durch einen Fehler während der Übertragung unter
Verwendung des überlappenden
Teils der Bilddaten verursacht wird;
- (4) Schaffen eines Videosignalübertragungsgerätes mit
unterschiedlichen Spezifikationen unter Verwendung einer herkömmlichen
Hochraten-Kodiervorrichtung und einer herkömmlichen Datenübertragungsvorrichtung
ohne jede signifikante Änderung;
- (5) Schaffen einer Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodiervorrichtung
für die
Durchführung
einer Hochraten-Kodierung eines eingegebenes Bildes mit unterschiedlichen
Spezifikationen aus einem Bild, für das die Hochraten-Kodiervorrichtung
bestimmt ist, durch Aufteilen von Informationen in dem eingegebenen
Bild im Wesentlichen zu gleichen Teilen in eine Vielzahl von Bilddaten,
um das eingegebene Bild umzuwandeln, so dass das eingegebene Bild
die Spezifikationen hat, die für
die Hochraten-Kodiervorrichtung geeignet sind;
- (6) Schaffen einer Hochraten-Kodiervorrichtung für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung eines
eingegebenen Bildes mit unterschiedlichen Spezifikationen aus einem
Bild, für
das die Hochraten-Kodiervorrichtung bestimmt ist, im Wesentlichen
durch Aufteilung von Informationen in dem eingegebenen Bild zu gleichen
Teilen in eine Vielzahl von Bilddaten, um das eingegebene Bild umzuwandeln,
so dass das eingegebene Bild die Spezifikationen hat, die für die Hochraten-Kodiervorrichtung
und für
die Übermittlung
solcher Bilddaten geeignet sind;
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Diese
und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann
auf diesem Gebiet beim Lesen und Verstehen der folgenden, detaillierten
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren verständlich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem ersten Vergleichsbeispiel;
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2 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem zweiten Vergleichsbeispiel;
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3A ist eine Ansicht, die ein Konversions- bzw.
Umwandlungsverfahren für
ein Luminanz- bzw. Leuchtdichte-Signal in dem zweiten Vergleichsbeispiel
darstellt;
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3B ist eine Ansicht, die ein Umwandlungsverfahren
für ein
Farbdifferenz-Signal
in dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt;
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem dritten Vergleichsbeispiel;
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5 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem vierten Vergleichsbeispiel;
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6 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem fünften Vergleichsbeispiel;
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7 ist
eine Ansicht, die ein Raten-Konversationsverfahren für das fünfte Vergleichsbeispiel darstellt;
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8 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem sechsten Vergleichsbeispiel;
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9 ist
eine Ansicht, die ein Aufzeichnungsmuster auf einer Spur darstellt;
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10 ist eine Ansicht, die ein weiteres Aufzeichnungsmuster
auf einer Spur zeigt;
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11 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem
siebten Vergleichsbeispiel;
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12 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem
achten Vergleichsbeispiel;
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13 ist eine Ansicht, die die Umwandlung eines
Zeilenfolge-Signals in ein Signal darstellt, das durch Zeilensprungabtastung
bei dem achten Vergleichsbeispiel erhalten zu werden erscheint.
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14 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem
neunten Vergleichsbeispiel;
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15A ist eine Ansicht, die ein herkömmliches
Verfahren für
das Kombinieren von Daten zeigt;
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15B ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Kombinieren
von Daten in dem neunten Vergleichsbeispiel darstellt;
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16 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem
zehnten Vergleichsbeispiel;
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17 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem
elften Vergleichsbeispiel;
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18A ist eine Ansicht, die Daten zeigt, die auf
eine Spur in einem herkömmlichen
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät aufgezeichnet wurden;
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18B ist eine Ansicht, die Daten zeigt, die auf
eine Spur bei dem elften Vergleichsbeispiel aufgezeichnet wurden;
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19 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem
zwölften
Vergleichsbeispiel;
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20 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem
dreizehnten Beispiel;
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21 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Umwandlung
eines Videosignals in dem vierzehnten Vergleichsbeispiel zeigt;
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22 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes
in dem vierzehnten Vergleichsbeispiel;
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23 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Umwandlung
eines Videosignals in dem fünfzehnten Vergleichsbeispiel
zeigt.
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24 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Umwandlung
eines Videosignals in dem sechzehnten Vergleichsbeispiel darstellt;
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25 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Umwandlung
eines Videosignals in einem siebzehnten Vergleichsbeispiel zeigt;
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26 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes
gemäß einem
achtzehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung;
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27A ist ein Schaltdiagramm einer Vor-Verarbeitungsvorrichtung
in dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem achtzehnten Beispiel;
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27B ist ein Schaltdiagramm einer Nach-Verarbeitungsvorrichtung
in dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem achtzehnten Beispiel;
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28 ist eine Ansicht, die die Funktionsweise der
Vor-Verarbeitungsvorrichtung und der Nach-Verarbeitungsvorrichtung
in dem achtzehnten Beispiel zeigt;
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29A ist eine Ansicht, die die Funktionsweise einer
Vor-Verarbeitungsvorrichtung in einem neunzehnten Beispiel zeigt;
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29B ist eine Ansicht, die die Funktionsweise einer
Nach-Verarbeitungsvorrichtung
in dem neunzehnten Beispiel darstellt;
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30A ist ein Schaltdiagramm einer Vor-Verarbeitungsvorrichtung
in einem zwanzigsten Beispiel;
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30B ist ein Schaltdiagramm einer Nach-Verarbeitungsvorrichtung
in dem zwanzigsten Beispiel;
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31 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes
gemäß einem
einundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung;
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32A ist ein Schaltdiagramm einer Vor-Verarbeitungsvorrichtung
in dem einundzwanzigsten Beispiel;
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32B ist ein Schaltdiagramm einer Nach-Verarbeitungsvorrichtung
in dem einundzwanzigsten Beispiel;
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33 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes
gemäß einem
zweiundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung;
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34A ist ein Schaltdiagramm einer Vor-Verarbeitungsvorrichtung
in dem zweiundzwanzigsten Beispiel;
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34B ist ein Schaltdiagramm einer Nach-Verarbeitungsvorrichtung
in dem zweiundzwanzigsten Beispiel;
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35A ist eine Ansicht, die die Funktionsweise der
Vor-Verarbeitung in dem zweiundzwanzigsten Beispiel zeigt;
-
35B ist eine Ansicht, die die Funktionsweise der
Nach-Verarbeitung in dem zweiundzwanzigsten Beispiel darstellt;
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36 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes
gemäß einem
dreiundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung;
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37 ist eine Ansicht, die die Funktionsweise der
Vor-Verarbeitung und die Funktionsweise der Nach-Verarbeitung in
dem dreiundzwanzigsten Beispiel darstellt;
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38 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes
gemäß einem
vierundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung;
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39A ist eine Ansicht, die einen Vollbild-Übertragungsbereich
eines HD Signals B bei einem fünfundzwanzigsten,
sechsundzwanzigsten und siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel
zeigt;
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39B ist eine Ansicht, die einen Vollbild-Übertragungsbereich
eines HD Signals C bei dem fünfundzwanzigsten,
sechsundzwanzigsten und siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel
zeigt;
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39C ist eine Ansicht, die einen Vollbild-Übertragungsbereich
eines HD Signals D bei dem fünfundzwanzigsten,
sechsundzwanzigsten und siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel
zeigt;
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40 ist eine Ansicht, die die Anordnung von Makroblöcken aus
Daten darstellt, die bei dem fünfundzwanzigsten,
sechsundzwanzigsten und siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel
in einen Speicher geschrieben werden;
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41 ist eine Ansicht, die eine effektive Fläche für ein Vollbild
in dem fünfundzwanzigsten, sechsundzwanzigsten
und siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel zeigt;
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42 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes
bei dem sechsundzwanzigsten Vergleichsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
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43 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes
bei dem siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
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44A ist ein Blockdiagramm einer Abtastvorrichtung
des Videosignal-Aufnahme- und
Wiedergabegerätes
nach dem sechsundzwanzigsten Vergleichsbeispiel;
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44B ist ein Blockdiagramm einer Abtastvorrichtung
des Videosignal-Aufnahme- und
Wiedergabegerätes
bei dem siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel; und
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45 ist eine Ansicht, die einen effektiven Bereich
für ein
Vollbild in dem siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von zur Erläuterung
dienenden Beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben werden.
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Vergleichsbeispiel 1
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Ein
erstes Vergleichsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben
werden. 1 ist ein Blockdiagramm eines
Videosignal-Aufnahmegerätes 100 nach
dem ersten Beispiel.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 100 enthält einen
Eingangs-Anschluss 101, dem ein Zeilenfolge-TV-Signal zugeführt wird,
eine Schaltanordnung 102 zum Schalten des Eingangs-Signals Vollbild-für-Vollbild
und zwei Aufzeichnungsvorrichtungen 106a und 106b für Zeilensprung-TV-Signale
mit Standard- bzw. Normal-Auflösung.
Die beiden Aufzeichnungsvorrichtungen 106a und 106b für die Zeilensprung-TV-Signale
mit Standardauflösung
enthalten jeweils eine Teilungsanordnung 103 zum Teilen des
Eingangs-Signals in eine Vielzahl von Kodiereinheiten, eine Hochraten-Kodiervorrichtung 104 zur Durchführung einer
Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit und eine Aufzeichnungsvorrichtung 105 für die Aufzeichnung
der Daten, die durch die Hochraten-Kodierung erhalten werden.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät
mit der oben beschriebenen Konfiguration arbeitet auf die folgende
Weise.
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Ein
digitales Zeilenfolge-TV-Signal wird an den Eingangs-Anschluss 101 angelegt
und Vollbild-für-Vollbild
geschaltet, um von der Schaltanordnung 102 abwechselnd
zu den Aufzeichnungsvorrichtungen 106a und 106b für die Zeilensprung-TV-Signale
mit Standard-Auflösung
geschickt zu werden. Die Aufzeichnungsvorrichtungen 106a und 106b für die Zeilensprung-TV-Signale
mit Standardauflösung
haben jeweils die folgende Funktionsweise: Jedes Vollbild des digitalen
Zeilenfolge-TV-Signals wird in eine Vielzahl von Kodiereinheiten
durch die Teilungsanordnung 103 geteilt, und eine Hochraten-Kodierung
jeder Kodiereinheit wird durch die Hochraten-Kodiervorrichtung 104 durchgeführt. Dann
werden die sich ergebenden Daten auf einer Spur, die auf einem Magnetband
ausgebildet ist, durch die Aufzeichnungsvorrichtung 105 aufgezeichnet.
Die Aufzeichnungsvorrichtungen 106a und 106b für die Zeilensprung-TV-Signale
mit Standard-Auflösung
zeichnen die Daten entsprechend einem Vollbild des Zeilenfolge-TV-Signals
auf die gleiche Weise auf, wie ein herkömmliches Videosignal-Aufnahmegerät Daten
entsprechend einem Einzelbild eines Zeilensprung-TV-Signals mit
Standardauflösung
aufzeichnet.
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In
dem ersten Beispiel ist die Schaltanordnung 102 vorgesehen,
um Vollbilder des Eingangs-Signals abwechselnd auf die beiden Aufzeichnungsvorrichtungen 106a und 106b für die Zeilensprung-TV-Signale
mit Standardauflösung
zu schicken. Aufgrund dieser Schaltung können Daten, die einem Vollbild
eines Zeilenfolge-TV-Signals entsprechen, kodiert und wie die gleiche
Menge von Daten aufgezeichnet werden, die einem Vollbild eines Zeilensprung-TV-Signals
entsprechen.
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Obwohl
das Zeilenfolge-TV-Signal in eine Vielzahl von Kodiereinheiten durch
das gleiche Verfahren aufgeteilt wird, wie ein Zeilensprung-TV-Signal
mit Standardauflösung
bei dem ersten Beispiel aufgeteilt wird, lässt sich ein Verfahren ebenfalls
verwenden, das für
die Aufteilung eines Zeilensprung-TV-Signals mit hoher Auflösung eingesetzt wird.
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Ein
exemplarisches Zeilenfolge-TV-Signal, das dem Videosignal-Aufnahmegerät 100 zugeführt wird,
wird durch Durchführung
einer Raten-Umwandlung eines TV-Signals mit hoher Auflösung erhalten, das
den Studio-Standards durch 9/16 für ein Luminanz- bzw. Leuchtdichte-Signal
und durch 3/8 für
ein Farbdifferenz-Signal entspricht. Als ein Ergebnis einer solchen
Ratenumwandlung enthalten die Daten, die dem Luminanzsignal entsprechen,
720 (horizontale) × 720
(vertikale) Pixels, und die Daten, die dem Farbdifferenz-Signal entsprechen,
enthalten 240 (horizontale) × 720
(vertikale) Pixels. Ein weiteres exemplarisches Zeilenfolge-TV-Signal
wird erhalten, indem ein TV-Signal mit Standardauflösung, das
als 4:2:2 Signal definiert ist, im Zeilenfolgeverfahren abgetastet
wird. Andere, im Zeilenfolgeverfahren erhaltene TV-Signale können ebenfalls
eingesetzt werden.
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In
dem Falle, dass bei dem ersten Beispiel eine DCT (diskrete Kosinus-Transformation)
Kodierung für
die Hochraten-Kodierung verwendet wird, wird bevorzugt eine Intra-Frame-Kodierung durchgeführt, statt
die Korrelation zwischen den Halbbildern auszunutzen, die für die Kodierung
eines Zeilensprung-TV-Signals eingesetzt wird. Durch Durchführung einer
Intra-Frame-Kodierung, also einer Kodierung innerhalb eines Vollbildes,
wird die Bildqualität verbessert.
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Vergleichsbeispiel 2
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Ein
zweites Vergleichsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die 2, 3A und 3B beschrieben
werden. 2 ist ein Blockdiagramm eines
Videosignal-Aufnahmegerätes 200 nach
dem zweiten Beispiel.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 200 enthält einen
Eingangs-Anschluss 201, dem ein Zeilenfolge-TV-Signal zugeführt wird,
eine Umordnungsvorrichtung 202 zum Umordnen von Pixeln
entsprechend dem Eingangs-Signal, eine Vollbild-Bildungsvorrichtung 203 (framing
device) zur Vollbild-Bildung von Daten, die zwei zugeführten Teil-
bzw. Halbbildern entsprechen, und eine Aufzeichnungsvorrichtung 207 für Zeilensprung-TV-Signale
mit hoher Auflösung.
Die Aufzeichnungsvorrichtung 207 für Zeilensprung-TV-Signale mit
hoher Auflösung
enthält
eine Teilungsanordnung 204 zum Teilen der Vollbild-Daten
in einer Vielzahl von Kodiereinheiten, eine Hochgeschwindigkeits-
bzw. Hochraten-Kodiervorrichtung 205 zur
Durchführung
einer Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit und eine Aufzeichnungsvorrichtung 206 für die Aufzeichnung
der Daten, die durch die Hochraten-Kodierung erhalten werden.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 200 mit
der oben beschriebenen Konfiguration arbeitet auf die folgende Weise.
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Ein
digitales Zeilenfolge-TV-Signal wird an den Eingangs-Anschluss 201 angelegt.
Pixel, die jeweils einem aus einer Vielzahl von Vollbildern des Eingangs-Signals
entsprechen, werden durch die Umordnungsvorrichtung 202 umgeordnet
bzw. umsortiert, wie es beispielsweise in den 3A und 3B dargestellt
ist. 3A zeigt eine Pixel-Anordnung
von Daten, die einem Luminanz-Signal des Zeilenfolge-TV-Signals
entsprechen, das in dem ersten Beispiel beschrieben wird, und wie
die Pixel umgeordnet werden, während 3B eine Pixel-Anordnung von Daten darstellt, die
einem Farbdifferenz-Signal des Zeilenfolge-TV-Signals entsprechen,
das in dem ersten Beispiel beschrieben wird, und wie die Pixel umgeordnet
werden. Wie in 3A dargestellt ist, werden
720 (horizontale) × 720
(vertikale) Pixel in drei Bereiche A, B und C aufgeteilt. Der Bereich
A enthält
720 (horizontale) × 480
(vertikale) Pixel, während
die Bereiche B und C jeweils 360 (horizontale) × 240 (vertikale) Pixel enthalten.
Die Pixel in den drei Bereichen A, B und C werden so umgeordnet,
dass 1080 (horizontale) × 480
(vertikale) Pixel vorliegen, ohne dass die Anordnung in jedem Bereich
geändert wird.
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In
Bezug auf das Farbdifferenz-Signal werden, wie in 3B gezeigt ist, 240 (horizontale) × 720 (vertikale)
Pixel in drei Bereiche A, B und C aufgeteilt. Der Bereich A enthält 240 (horizontale) × 480 (vertikale)
Pixel, während
die Bereiche B und C jeweils 120 (horizontale) × 240 (vertikale) Pixel enthalten.
Die Pixel in den drei Bereichen A, B und C werden so umgeordnet,
dass sich 360 (horizontale) × 480
(vertikale) Pixel ergeben, ohne die Anordnung in jedem Bereich zu ändern.
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Die
Pixel-Anordnung, die durch eine solche Umwandlung erhalten wird,
ist die gleiche wie die Pixel-Anordnung eines Halbbildes eines Zeilensprung-TV-Signals
mit hoher Auflösung
des 1125/60 Systems, das in eine Vielzahl von Kodiereinheiten aufgeteilt
werden soll.
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Die
sich ergebenden Daten, die zwei Vollbildern des Zeilenfolge-TV-Signals
entsprechen, werden durch die Vollbild-Bildungsanordnung 203 umgewandelt,
so dass sie 1080 (horizontale) × 960
(vertikale) Pixel haben, und zwar auf die gleiche Weise wie die
Bildung von Daten, die einem Vollbild entsprechen, aus Daten, die
zwei Halbbildern eines Zeilensprung-TV-Signals entsprechen (gezeigt
in 15A, infra). Die sich ergebenden
Daten werden zu der Aufzeichnungsvorrichtung 207 für die Zeilensprung-TV-Signale
mit hoher Auflösung
geschickt und auf die gleiche Weise wie ein Zeilensprung-TV-Signal
mit hoher Auflösung
verarbeitet. Im Detail arbeitet die Aufzeichnungsvorrichtung 207 für die Zeilensprung-TV-Signale
hoher Auflösung
wie folgt: Das Signal, das von der Vollbild-Bildungsvorrichtung 203 geschickt
wird, wird durch die Teilungsanordnung 204 in eine Vielzahl
von Kodiereinheiten aufgeteilt, und eine Hochraten-Kodierung jeder
Kodiereinheit wird durch die Hochraten-Kodiervorrichtung 205 durchgeführt. Dann
werden die resultierenden Daten durch die Aufzeichnungsvorrichtung 207 auf
einer Spur aufgezeichnet, die auf einem Magnetband ausgebildet ist.
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Bei
dem zweiten Beispiel wird die Umordnungsvorrichtung 202 vorgesehen,
um die Daten eines Zeilenfolge-TV-Signals in ein Halbbild eines
Zeilensprung-TV-Signals hoher Auflö sung umzuordnen. Dadurch kann
ein Zeilenfolge-TV-Signal durch die Aufzeichnungsvorrichtung 207 für Zeilensprung-TV-Signale
hoher Auflösung
aufgezeichnet werden.
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Die
Art der Pixel-Umordnung, die von der Umordnungsvorrichtung 202 durchgeführt wird,
ist beliebig. In dem Fall, dass die Zahl der Pixel, die dem Eingabe-Signal
entsprechen, nicht ausreicht, kann das Vorsehen von Leerdaten oder
anderen Behandlungstypen eingesetzt werden.
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In
dem Fall, dass die Aufzeichnungsvorrichtung 207 für Zeilensprung-TV-Signale
hoher Auflösung
für Signale
des 1125/60 Systems gefertigt wird und die Teilungsanordnung 204 ebenfalls
die Daten, die einem Eingangs-Signal mit 1008 (horizontalen) × 512 (vertikalen)
Pixel entsprechen, in Daten umwandelt, die 1080 (horizontalen) × 480 (vertikalen)
Pixel entsprechen, muss die Umordnung durch die Umordnungsvorrichtung 202 unter
Berücksichtigung
dieser Umwandlung durchgeführt
werden, die von der Teilungsanordnung 204 vorgenommen wird.
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Bei
dem zweiten Beispiel wird das Zeilenfolge-TV-Signal, das dem Videosignal-Aufnahmegerät 200 zugeführt wird,
durch eine Raten-Umwandlung eines Signals erhalten, das den Studio-Standards bzw.
Normen entspricht, wie im ersten Beispiel beschrieben wurde; andere
Typen von Zeilenfolge-TV-Signalen können jedoch ebenfalls eingesetzt werden.
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Vergleichsbeispiel 3
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Ein
drittes Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben
werden. 4 ist ein Blockdiagramm eines
Videosignal-Aufnahmegerätes 400 nach
dem vierten Beispiel.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 400 enthält einen
Eingangs-Anschluss 401, an den ein Zeilenfolge-TV-Signal
angelegt wird, eine Teilungsanordnung 402 für die Aufteilung
des Eingangs-Signals in eine Vielzahl von Kodiereinheiten, und eine
Aufzeichnungsvorrichtung 405 für Zeilensprung-TV-Signale, die
ein Teil einer Aufzeichnungsvorrichtung für Zeilensprung-TV-Signale mit
hoher Auflösung
ist. Die Aufzeichnungsvorrichtung 405 für Zeilensprung-TV-Signale enthält eine
Hochraten-Kodiervorrichtung 403 für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung einer jeden Kodiereinheit sowie eine Aufzeichnungsvorrichtung 404 für die Aufzeichnung der
Daten, die durch das Hochraten-Kodieren erhalten werden.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 400 mit
der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
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Ein
digitales Zeilenfolge-TV-Signal wird an den Eingangs-Anschluss 401 angelegt
und durch die Teilungsanordnung 402 in eine Vielzahl von
Kodiereinheiten unterteilt. Die Teilungsanordnung 402 verarbeitet
beispielsweise das in dem ersten Beispiel beschriebene Signal wie
folgt: Das Zeilenfolge-TV-Signal wird vertikal durch ein Farbdifferenz
1/2 Filter (nicht dargestellt) gefiltert und dann in eine Vielzahl
von DCT Blöcken
aufgeteilt, die jeder 8 (horizontale) × 8 (vertikale) Pixel enthält. Im Detail
werden die Daten, die dem Luminanz-Signal mit 720 (horizontalen) × 720 (vertikalen)
Pixel entsprechen, in 90 (horizontale) × 90 (vertikale) DCT Blöcke aufgeteilt.
Die Daten, die dem Farbdifferenz-Signal mit 240 (horizontalen) × 720 (vertikalen)
Pixel entsprechen werden zuerst gefiltert, wodurch sich 240 (horizontale) × 360 (vertikale)
Pixel ergeben, und dann in 30 (horizontale) × 45 (vertikale) DCT Blöcke aufgeteilt.
-
Als
Nächstes
wird ein Makroblock aus acht DCT Blöcken gebildet: Sechs DCT Blöcke (3 (horizontale) × 2 (vertikale))
des Luminanz-Signals und zwei DCT Blöcke des Farbdifferenz-Signals.
Die sechs DCT Blöcke
des Luminanz-Signals werden aufeinanderfolgend auf der Bildebene
angeordnet. Die beiden DCT Blöcke
des Farbdifferenz-Signals befinden sich an der gleichen Stelle auf
der Bildebene. Dann wird eine Kodiereinheit aus fünf Makroblöcken gebildet,
die in der Bildebene voneinander entfernt sind. Auf diese Weise
werden die Daten, die einem Vollbild des Zeilenfolge-TV-Signals
entsprechen, in 1350 Kodiereinheiten aufgeteilt. Damit enthalten
die Daten, die zwei Vollbildern entsprechen, 2700 Kodiereinheiten,
was gleiche ist mit der Zahl der Kodiereinheiten, die durch die
Hochraten-Kodierung der Daten erhalten werden, die einem Einzelbild
eines Zeilensprung-TV-Signals
hoher Auflösung
des 1125/60 Systems entsprechen. Die Daten, die zwei Vollbildern
des Zeilenfolge-TV-Signals entsprechen, die in Kodiereinheiten aufgeteilt
werden sollen, enthalten die gleiche Zahl von Pixel, wie in dem
herkömmlichen
Videosignal-Aufnahmegerät, das für ein Zeilensprung-TV-Signal
mit hoher Auflösung
gefertigt wurde. Dementsprechend ist die Speicherkapazität, die für die Teilung
eines Zeilenfolge-TV-Signals
benötigt
wird, die gleiche wie die, die für
die Teilung eines Zeilensprung-TV-Signals hoher Auflösung erforderlich ist. Damit
kann die Teilung des Zeilenfolge-TV-Signals leicht durchgeführt werden,
indem einfach die Adressensteuerung einer herkömmlichen Teilungsanordnung
des herkömmlichen
Videosignal-Aufnahmegerätes
geändert
wird. Die Kodiereinheiten, die von Daten, die zwei Vollbildern entsprechen,
durch eine solche Teilung erhalten werden, werden zu der Aufzeichnungsvorrichtung 405 für das Zeilensprung-TV-Signal
ausgegeben.
-
Die
Aufzeichnungsvorrichtung 405 für das Zeilensprung-TV-Signal
verarbeitet die Kodiereinheiten auf die gleiche Weise wie Daten,
die einem Vollbild eines Zeilensprung-TV-Signals hoher Auflösung entsprechen. Im Detail
wird die Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit durch die Hochgeschwindigkeits- bzw.
Hochraten-Kodiervorrichtung 403 durchgeführt, und
dann werden die sich ergebenden Daten durch die Aufzeichnungsvorrichtung 404 auf
einer Spur aufgezeichnet, die auf einem Magnetband ausgebildet ist.
-
Bei
dem dritten Beispiel wird die Teilungsanordnung 402 vorgesehen,
um das Eingabesignal auf etwas andere Weise im Vergleich mit dem
herkömmlichen
Teilungsverfahren zu teilen, das durch ein herkömmliches Videosignal-Aufnahmegerät durchgeführt wird,
das für
ein Zeilensprung-TV-Signal hoher Auflösung gefertigt wird. Damit
kann ein Zeilenfolge-TV-Signal durch die Aufzeichnungsvorrichtung 405 für Zeilensprung-TV-Signale
aufgezeichnet werden, und das Videosignal-Aufnahmegerät 400 hat eine
höhere
Kompatibilität
mit dem herkömmlichen Aufnahmegerät, das für ein Zeilensprung-TV-Signal hoher
Auflösung
gefertigt wurde.
-
Obwohl
die Aufzeichnungsvorrichtung 405 für Zeilensprung-TV-Signalen
nach dem dritten Beispiel ein Teil einer Aufzeichnungsvorrichtung
für ein Zeilensprung-TV-Signal
hoher Auflösung
ist, lässt sich
wie in dem ersten Beispiel auch eine Aufzeichnungsvorrichtung für Zeilensprung-TV-Signale
mit Standard-Auflösung
einsetzen. In einem solchen Fall werden die von der Teilungsanordnung 402 erhaltenen
Daten unter Verwendung eines Teils der beiden Aufzeichnungsvorrichtungen
für Zeilensprung-TV-Signale
mit Standardauflösung
verarbeitet.
-
Es
ist auch möglich,
Daten, die einem Vollbild entsprechen, als eine Einheit zu verarbeiten.
In dem Fall, dass ein Teil einer Aufzeichnungsvorrichtung für Zeilensprung-TV-Signale mit Standardauflösung verwendet
wird, wird nur eine einzige solche Aufzeichnungsvorrichtung benötigt. In
dem Fall, dass ein Teil einer Aufzeichnungsvorrichtung für Zeilensprung-TV-Signale
mit hoher Auflösung
verwendet wird, wird eine solche Verarbeitung durchgeführt, indem
die Aufzeichnungsvorrichtung für
die Zeilensprung-TV-Signale hoher Auflösung leicht verändert bzw.
modifiziert wird, indem beispielsweise der Zyklus eines inneren
Funktions- bzw. Betriebstaktes verdoppelt wird. In einem solchen
Fall kann die Speicherkapazität,
die verwendet werden soll, halbiert werden.
-
Bei
dem dritten Beispiel wird das Zeilenfolge-TV-Signal, das dem Videosignal-Aufnahmegerät 400 zugeführt wird,
durch eine Ratenkonversion eines Signals erhalten, das den Studio-Normen
entspricht, wie in dem ersten Beispiel beschrieben wurde; andere
Zeilenfolge-TV-Signale können
jedoch ebenfalls eingesetzt werden.
-
Die
Bildqualität
wird verbessert, indem eine Intra-Frame-Kodierung unter Verwendung
von DCT für
eine Hochraten-Kodierung durchgeführt wird.
-
Vergleichsbeispiel 4
-
Ein
viertes Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben
werden. 5 ist ein Blockdiagramm eines
Videosignal-Aufnahmegerätes 500 nach
dem vierten Beispiel.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät
enthält
einen Eingangs-Anschluss 501, an den ein TV-Signal angelegt wird,
eine Eingangs-Entscheidungsvorrichtung 502 zur Entscheidung,
ob es sich bei dem eingegebenen TV-Signal um ein Zeilenfolge-TV-Signal oder
ein Zeilensprung-TV-Signal handelt, eine Teilungsanordnung 503 zur
Aufteilung des Zeilenfolge-TV-Signals
in mehrere Kodiereinheiten, eine Vollbild-Bildungsvorrichtung 504 zur
Bildung von Daten, die einem Vollbild entsprechen, aus den Daten,
die zwei zugeführten Halbbildern
entsprechen, und einer Aufzeichnungsvorrichtung 508 für Zeilensprung-TV-Signal mit hoher
Auflösung.
Die Aufzeichnungsvorrichtung 508 für Zeilensprung-TV-Signale hoher Auflösung enthält eine
weitere Teilungsanordnung 505 zum Teilen des Zeilensprung-TV-Signals
in eine Vielzahl von Kodiereinheiten, eine Hochraten-Kodiervorrichtung 506 zur
Durchführung
einer Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit und eine Aufzeichnungsvorrichtung 507 für die Aufzeichnung der
Daten, die durch die Hochraten-Kodierung erhalten werden.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät 500 mit
der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
-
Ein
TV-Signal wird an den Eingangs-Anschluss 501 angelegt.
Die Eingangs-Signal-Entscheidungsvorrichtung 502 entscheidet,
ob es sich bei dem eingegebenen TV-Signal um ein Zeilenfolge-TV-Signal
oder ein Zeilensprung-TV-Signal handelt. Wenn die Entscheidung feststellt,
dass ein Zeilenfolge-TV-Signal vorliegt, so wird das TV-Signal zu der
Teilungsanordnung 503 weitergegeben. Wenn entschieden wird,
dass es sich um ein Zeilensprung-TV-Signal handelt, wird das TV-Signal
zu der Vollbild-Bildungsvorrichtung 504 gegeben. Das Signal,
das zu der Teilungsanordnung 503 geschickt wird, wird auf
die gleiche Weise wie beim dritten Beispiel in eine Vielzahl von
Kodiereinheiten aufgeteilt, und die Kodiereinheiten, die zwei Vollbildern
entsprechen, werden zu der Hochraten-Kodiervorrichtung 506 ausgegeben.
Das Signal, das zu der Vollbild-Bildungsanordnung 504 geschickt
wird, wird durch die Vollbild-Bildungsvorrichtung 504 zu
einem Vollbild zusammengestellt, wie in der Beschreibung des zugehörigen Standes
der Technik erläutert
wird, und dann in eine Vielzahl von Kodiereinheiten durch die Teilungsanordnung 505 aufgeteilt.
Die Kodiereinheiten werden auf die Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodiervorrichtung 506 gegeben.
Die gleiche Zahl von Kodiereinheiten wird aus dem Zeilenfolge-TV-Signal
und aus dem Zeilensprung-TV-Signal erhalten. Die Kodiereinheiten
aus dem Zeilenfolge-TV-Signal und die Kodiereinheiten aus dem Zeilensprung-TV-Signal
werden beide durch die Aufzeichnungsvorrichtung 508 für Zeilensprung-TV-Signale
mit hoher Auflösung
verarbeitet. Im Detail werden die Kodiereinheiten mit einer Hochraten-Kodierung durch die
Hochraten-Kodiervorrichtung 506 verarbeitet und dann durch
die Aufzeichnungsvorrichtung 507 auf ein Magnetband aufgezeichnet.
-
Bei
dem vierten Beispiel wird die Eingangs-Signal-Entscheidungsvorrichtung 502 zur
Entscheidung kommen, ob es sich bei dem Eingangs-Signal um ein Zeilenfolge-TV-Signal
oder ein Zeilensprung-TV-Signal handelt, und die Teilungsanordnung 503,
die für
das Zeilenfolge-TV-Signal verwendet wird, zu einem herkömmlichen
Aufnahmegerät hinzugefügt, das
für Zeilensprung-TV-Signale
hoher Auflösung
gefertigt wird. Aufgrund einer solchen Konfiguration können sowohl
ein Zeilensprung-TV-Signal als auch ein Zeilenfolge-TV-Signal durch
ein Videosignal-Aufnahmegerät 500 aufgezeichnet
werden.
-
Bei
dem vierten Beispiel werden ein Zeilenfolge-TV-Signal und ein Zeilensprung-TV-Signal getrennt in
Kodiereinheiten aufgeteilt. Die beiden unterschiedlichen Typen von
Signalen können
durchgeführt
werden, indem einfach die Adressensteuerung geändert wird, während der
gleiche Speicher benutzt wird. Das Videosignal-Aufnahmegerät kann auch
andere Konfigurationen haben. Ein beliebiger Typ des Zeilenfolge-TV-Signals
kann dem Videosignal-Aufnahmegerät 500 zugeführt werden.
-
Vergleichsbeispiel 5
-
Ein
fünftes
Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben
werden. 6 ist ein Blockdiagramm eines
Videosignal-Aufnahmegerätes 600 nach
dem fünften
Beispiel.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät 600 enthält einen
Eingangs-Anschluss 601, dem ein Zeilenfolge-TV-Signal zugeführt wird,
einen Raten-Konversionsfilter 602 für die Durchführung einer
Raten-Konversion des Eingangs-Signals, und eine Aufzeichnungsvorrichtung 606 für Zeilensprung-TV-Signale, die
ein Teil einer Aufzeichnungsvorrichtung für Zeilensprung-TV-Signale hoher
Auflösung
ist. Die Aufzeichnungsvorrichtung 606 für Zeilensprung-TV-Signale enthält eine
Teilungsanordnung 603, um das Eingangs-Signal in eine Vielzahl
von Kodiereinheiten aufzuteilen, eine Hochraten-Kodiervorrichtung 604 für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit, und eine Aufzeichnungsvorrichtung 605 für die Aufzeichnung
der Daten, die durch die Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodierung erhalten werden.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät
mit der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
-
Ein
analoges Zeilenfolge-TV-Signal, das an den Eingangs-Anschluss 601 angelegt
wird, wird durch den Raten-Konversations-Filter 602 in
ein digitales Signal umgewandelt und zu der Teilungsanordnung 603 ausgegeben. 7 stellt
dar, wie die Ratenkonversion eines Luminanz-Signals durch den Ratenkonversionsfilter 602 durchgeführt wird.
Die Daten, die dem Luminanz-Signal des Eingangs-Signals entsprechen,
das auf der linken Seite von 7 dargestellt
ist, werden durch Abtastungen mit einer Frequenz von 75,6 MHz erhalten.
Diese Daten enthalten 1.600 Pixel (horizontal) × 787,5 Zeilen (vertikal).
Dieses Eingangs-Signal
ist ein Signal für
(ATV (für
advanced TV = fortschrittliches TV), und seine Spezifikationen sind
in der Grand Alliance HDTV System Specification definiert. Der effektive
Pixelbereich enthält
1.280 Pixel (horizontal) × 720
Zeilen (vertikal). Ein solches Signal wird mit einer Ratenkonversion
bei einer Abtastfrequenz von 40,5 × 1.001 MHz verarbeitet, und
als Ergebnis wird ein Signal erhalten, das einer effektiven Pixel-Fläche entspricht, die
685 Pixel (horizontal) × 720
Zeilen (vertikal) enthält.
Im Falle des NTSC Systems, das 59,94 Hz als vertikales Synchronisationssignal
verwendet, ist die Abtastfrequenz, die für die Ratenkonversion verwendet
wird, 40,5 MHz, wie sie für
andere TV Signale mit hoher Auflösung
verwendet wird. In dem Fall von Studio Standards, die 60,00 Hz verwenden,
ist die Abtastfrequenz für
die Ratenkonversion 40,5 MHz × 60,00/59,94
= 40,5 MHz × 1,001.
Die sich ergebende, effektive Pixel-Fläche wird geändert, so dass sich 720 Pixel
(horizontal) ergeben, beispielsweise durch Hinzufügen von
Leerdaten. Auf diese Weise wird ein Signal erhalten, das der gleichen
Zahl von Pixeln entspricht, wie das Signal, das als das Eingangs-Signal bei
dem dritten Beispiel verwendet wird. Das Signal, das durch die Ratenkonversion
erhalten wird, wird auf die gleiche Weise wie im dritten Beispiel
verarbeitet.
-
Bei
dem fünften
Beispiel wird der Ratenkonversionsfilter 602 vorgesehen,
um zur Begleitung einer Umwandlung eines analogen Signals in ein
digitales Signal eine Ratenkonversion durchzuführen. Da durch die Ratenkonversion
die effektive Pixel-Fläche
verändert
wird, kann eine solche Ratenkonversion bei der gleichen Abtastfrequenz
wie ein Zeilensprung-TV-Signal hoher Auflösung durchgeführt werden.
-
Obwohl
bei dem dritten Beispiel die Abtastfrequenz des Eingangs-Signals
75,6 MHz ist, können auch
andere Frequenzen eingesetzt werden.
-
Bei
dem fünften
Beispiel wird die effektive Pixelfläche, die durch die Ratenkonversion
erhalten wird, in der horizontalen Richtung von 685 Pixel geändert, so
dass sich 720 Pixel ergeben. Die Zahl der Pixel von 720 in der horizontalen
Richtung kann auch durch andere Verfahren erhalten werden, indem
beispielsweise Daten zu den 685 Pixeln in der horizontalen Richtung
hinzugefügt
werden.
-
Bei
dem fünften
Beispiel wird ein Teil einer Aufzeichnungsvorrichtung für Zeilensprung-TV-Signale hoher
Auflösung
wie bei dem dritten Beispiel verwendet. Stattdessen kann, wie im
ersten Beispiel, ein Teil einer Aufzeichnungsvorrichtung für Zeilensprung-TV-Signale mit Standardauflösung eingesetzt werden.
In einem solchen Fall werden die Daten, die durch die Teilungsanordnung 603 erhalten
werden, unter Verwendung eines Teils von zwei Aufzeichnungsvorrichtungen
für Zeilensprung-TV-Signale
mit Standardauflösung
eingesetzt.
-
Vergleichsbeispiel 6
-
Ein
sechstes Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 beschrieben werden. 8 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes 800 nach dem sechsten
Beispiel.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät 800 enthält einen
Eingangs-Anschluss 801, dem ein Zeilenfolge-TV-Signal zugeführt wird,
eine Teilungsanordnung 802 für die Aufteilung des Eingangs-Signals
in eine Vielzahl von Kodiereinheiten, eine Hochraten-Kodiervorrichtung 803 für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit, eine Umordnungsanordnung 804 für die Umordnung
der Kodiereinheiten, die von der Hochraten-Kodiervorrichtung 803 ausgegeben
werden, und eine Aufzeichnungsvorrichtung 805 für die Aufzeichnung
der umgeordneten Daten.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 800 mit
der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
-
Ein
Zeilenfolge-TV-Signal, das an den Eingangs-Anschluss 801 angelegt
wird, wird durch die Teilungsanordnung 802 in eine Vielzahl
von Kodiereinheiten aufgeteilt und durch die Hochraten-Kodiervorrichtung 703 auf
die gleiche Weise wie beim dritten Beispiel mit einer Hochraten-Kodierung
verarbeitet. Die Kodiereinheiten, die von der Hochraten-Kodiervorrichtung 803 ausgegeben
werden, werden der Umordnungsanordnung 804 zugeführt.
-
Zu
Vergleichszwecken wird die Verarbeitung bei dem dritten Beispiel
nochmals kurz beschrieben werden. Bei dem dritten Beispiel werden
Daten, die einem Vollbild des Zeilenfolge-TV-Signals entsprechen,
in 30 (horizontale) × 45
(vertikale) Makroblöcke aufgeteilt.
Die Kodiereinheiten, die der Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodiervorrichtung 403 zugeführt werden,
enthalten jeweils fünf
Makroblöcke,
die sich auf der Bildebene voneinander weg befinden. Bei dem sechsten
Beispiel ordnet die Umordnungsanordnung 804 die Kodiereinheiten
zu vorgeschriebenen Positionen innerhalb von zehn Aufzeichnungsblöcken um,
von denen jeder 3 (horizontale) × 45 (vertikale) Makroblöcke enthält, wie
in 9 dargestellt ist. Die Daten in diesen Aufzeichnungsblöcken werden
sequentiell durch die Aufzeichnungsvorrichtung 805 in jeweiligen
Spuren aufgezeichnet, die auf einem Magnetband ausgebildet sind.
-
Bei
dem sechsten Beispiel erlaubt das Vorsehen der Umordnungsanordnung 104,
die Daten auf dem Magnetband entsprechend ihren Positionen auf der
Bildebene aufzuzeichnen. Damit kann die Bildqualität für den Modus
einer Bildsuche verbessert werden.
-
Die
Makroblöcke
können
horizontal aufgeteilt werden, wie in 10 gezeigt
wird. Auf diese Weise kann der gleiche Typ des Modus der Bildsuche durchgeführt werden,
wie er durch ein herkömmliches
Aufnahmegerät
durchgeführt
wird, das für
Zeilensprung-TV-Signale
gefertigt wird. Die Umordnung kann auch auf andere Weise erfolgen.
Ein beliebiges Zeilenfolge-TV-Signal kann dem Videosignal-Aufnahmegerät 800 zugeführt werden.
-
Vergleichsbeispiel 7
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Ein
siebtes Beispiel wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben
werden. 11 ist ein Blockdiagramm eines
Videosignal-Aufnahmegerätes 1100 nach
dem siebten Beispiel.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät 1100 enthält einen
Eingangs-Anschluss 1101, an den ein Zeilenfolge-TV-Signal
angelegt wird, einen Farbdifferenz 1/3 Filter 1102 für die vertikale
Filterung eines Farbdifferenz-Signals des eingegebenen Signals, eine
Teilungsanordnung 1103 zur Aufteilung des sich ergebenden
Signals in eine Vielzahl von Kodiereinheiten, eine Hochraten-Kodiervorrichtung 1104 zur Durchführung einer
Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit und eine Aufzeichnungsvorrichtung 1105 für die Aufzeichnung
der Daten, die durch die Hochraten-Kodierung erhalten werden.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät 1100 mit der
oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
-
Bei
dem siebten Beispiel wird als beispielhaftes Zeilenfolge-TV-Signal,
das an den Eingangs-Anschluss 1101 angelegt wird, ein Hochauflösungs-Signal
benutzt, das den Studio-Standards
entspricht und durch eine Ratenumwandlung erhalten wird, die um 9/16
sowohl für
ein Luminanz-Signal als auch für
ein Farbdifferenz-Signal durchgeführt wird. Als Ergebnis einer
solchen Ratenkonversion enthalten die Daten, die dem Luminanz-Signal
entsprechen, 720 (horizontale) × 720
(vertikale) Pixel, während
die Daten, die dem Farbdifferenz-Signal entsprechen, 360 (horizontale) × 720 (vertikale)
Pixel enthalten. Ein solches Zeilenfolge-TV-Signal wird durch den
Farbdifferenz 1/3 Filter 1102 vertikal gefiltert. Nämlich, die
Daten, die dem sich ergebenden Farbdifferenz-Signal entsprechen,
enthalten 360 (horizontale) × 240
(vertikale) Pixel. Die gleiche Zahl von Pixel ist in den Daten enthalten,
die einem Signal entsprechen, das durch vertikale Filterung eines
Farbdifferenz-Signals
eines Zeilensprung-TV-Signals mit Standardauflösung erhalten wird, das als
4:2:2 Signal definiert ist, um 1/2 durch das herkömmliche
System aufgezeichnet zu werden.
-
Als
Nächstes
wird das sich ergebende Signal in eine Vielzahl von Kodiereinheiten
durch die Teilungsanordnung 1103 aufgeteilt. Die Teilungsanordnung 1103 hat
die folgende Funktionsweise: Das eingegebene Signal wird zunächst in
eine Vielzahl von DCT Blöcken
aufgeteilt, die jeweils 8 (horizontale) × 8 (vertikale) Pixel enthält. Als
Ergebnis hiervon enthalten die Daten, die dem Luminanz-Signal entsprechen,
90 (horizontale) × 90
(vertikale) DCT Blöcke, während die
Daten, die dem Farbdifferenz-Signal entsprechen, 45 (horizontale) × 30 (vertikale)
DCT Blöcke
enthalten. Als Nächstes
wird ein Makroblock aus acht DCT Blöcken gebildet: Sechs DCT Blöcke (2 (horizontale) × 3 (vertikale))
des Luminanz-Signals und zwei DCT Blöcke des Farbdifferenz-Signals.
Die sechs DCT Blöcke
des Luminanz-Signals werden aufeinanderfolgend auf der Bildebene
angeordnet. Die beiden DCT Blöcke
des Farbdifferenz-Signals werden auf der gleichen Stelle auf der
Bildebene angeordnet. Dann wird eine Kodiereinheit aus fünf Makroblöcken gebildet,
die sich auf der Bildebene voneinander weg bzw. im Abstand voneinander
befinden. Auf diese Weise werden Daten, die einem Vollbild des Zeilenfolge-TV-Signals
entsprechen, wie bei dem dritten Beispiel in 1350 Kodiereinheiten
aufgeteilt. Die gleiche Zahl von Kodiereinheiten wird durch Aufteilen
von Daten erhalten, die einem Vollbild eines Zeilensprung-TV-Signals
des 1125/60 Systems entsprechen. Die sich ergebenden Kodiereinheiten
werden auf die gleiche Weise wie im dritten Beispiel verarbeitet.
-
Bei
dem siebten Beispiel werden aufgrund des Farbdifferenz-1/3-Filters 1102 Daten,
die dem Farbdifferenz-Signal entsprechen, vertikal um bzw. auf 1/3
gefiltert, so dass sie die gleiche Zahl von Pixeln, wie ein Farbdifferenz-Signal
eines Zeilensprung-TV-Signals mit Standardauflösung haben, das als 4:2:2 Signal
definiert ist und den Studio-Standards entspricht. Dementsprechend
wird die Raten-Umwandlung des Hauptdifferenzsignals nicht benötigt, um
die Ratenumwandlung eines TV-Signals mit hoher Auflösung in
ein TV-Signal mit
Standardauflösung
durchzuführen.
Da die Daten, die dem gefilterten Farbdifferenz-Signal entsprechen,
durch die Teilungsanordnung 1103 so geteilt werden, dass
sie 45 (horizontale) × 30
(vertikale) Makroblocks haben, liegt weiterhin die Verteilung der
Makroblocks auf der Bildebene näher
bei der Verteilung der Makroblöcke eines
Zeilensprung-TV-Signals.
Damit wird das Zeilenfolge-TV-Signal hochkompatibel mit einem Zeilensprung-TV-Signal.
-
Ein
beliebiges bzw. willkürliches
Zeilenfolge-TV-Signal kann dem Videosignal-Aufnahmegerät 1100 zugeführt werden.
-
Wie
man aus der obigen Beschreibung ableiten kann, verwendet bei dem
siebten Beispiel das Videosignal-Aufnahmegerät 1100 einen Teil
einer Aufzeichnungsvorrichtung für
ein Zeilensprung-TV-Signal mit hoher Auflösung wie bei dem dritten Beispiel. Stattdessen
kann, wie im ersten Beispiel, eine Aufzeichnungsvorrichtung für ein Zeilensprung-TV-Signal mit Standardauflösung verwendet
werden. Die Verarbeitung von Daten, die einem Vollbild entsprechen,
als eine Einheit wird realisiert, indem die Konfiguration leicht
geändert
wird, indem beispielsweise der Zyklus eines internen Operations-
bzw. Funktionstaktes verdoppelt wird. Die Bildqualität wird verbessert,
indem eine Intra-Frame- bzw. Intra-Vollbild-Kodierung unter Verwendung
von DCT für
Hochraten-Kodierung durchgeführt
wird.
-
Vergleichsbeispiel 8
-
Ein
achtes Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschrieben werden. 12 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes 1200 nach
dem achten Beispiel.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät 1200 enthält einen
Eingangs-Anschluss 1201, an den ein Zeilenfolge-TV-Signal
angelegt wird, einen Farbdifferenz-1/2-Filter 1202 zur
vertikalen Filterung eines Farbdifferenz-Signals des Eingangs-Signals,
einen Signalumwandler 1203 für die Umwandlung von zwei aufeinanderfolgenden
Vollbildern des Eingangs-Signals in zwei Vollbilder, die scheinbar
durch Zeilensprungabtastung erhalten worden sind, eine Teilungsanordnung 1204 für die Aufteilung
des sich ergebenden Signals in eine Vielzahl von Kodiereinheiten,
eine Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodiervorrichtung 1205 für die Durchführung einer Hochraten-Kodierung
jeder Kodiereinheit und eine Aufzeichnungsvorrichtung 1206 für die Aufzeichnung der
Daten, die durch die Hochraten-Kodierung
erhalten werden.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät 1200 mit der
oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
-
Ein
Zeilenfolge-TV-Signal wird an den Eingangs-Anschluss 1201 angelegt.
Ein Farbdifferenz-Signal des Eingangs-Signals wird durch den Farbdifferenz-1/2-Filter 1202 vertikal
so gefiltert, dass es 1/2 ist. Das sich ergebende Signal wird auf den
Signalwandler 1203 gegeben. 13 stellt
die Umwandlung dar, die von dem Signalwandler 1203 durchgeführt wird.
Wie in 13 dargestellt ist, werden
die Daten, die den beiden Vollbildern des Zeilenfolge-TV-Signals
entsprechen, abgetastet und so umgeordnet, dass die Daten von dem
ersten Vollbild und dem zweiten Vollbild abwechselnd positioniert werden.
Das sich ergebende Signal wird auf die gleiche Weise wie im dritten
Beispiel verarbeitet. Im Detail wird das Signal in eine Vielzahl
von Kodiereinheiten durch die Teilungsanordnung 1204 geteilt,
von der Hochraten-Kodiervorrichtung 1205 wird eine Hochraten-Kodierung
jeder Einheit durchgeführt,
und die Daten, die durch die Hochraten-Kodierung erhalten werden,
werden durch die Aufzeichnungsvorrichtung 1206 auf ein
Magnetband aufgezeichnet.
-
Bei
dem achten Beispiel wandelt der Signalwandler 1203 zwei
aufeinanderfolgende Vollbilder des Zeilenfolge-TV-Signals in zwei
Vollbilder um, die scheinbar durch ein Zeilensprungverfahren erhalten werden.
Aufgrund des Signalwandlers 1203 können sogar dann, wenn eine
der beiden Kanäle
eines Videokopfes beschädigt
wird, Signale von den beiden Vollbildern wiedergegeben werden, während eine Korrektur
innerhalb des Vollbildes durchgeführt wird. Dementsprechend kann
die Kontinuität
eines wiedergegebenen Bildes in Bezug auf die Zeit garantiert werden.
-
Bei
dem achten Beispiel wird eine Aufzeichnungsvorrichtung für ein Zeilenfolge-TV-Signal mit hoher
Auflösung
verwendet; es kann jedoch auch eine Aufzeichnungsvorrichtung für ein Zeilenfolge-TV-Signal
mit Standardauflösung
eingesetzt werden.
-
Ein
beliebiges bzw. willkürliches
Zeilenfolge-TV-Signal kann dem Videosignal-Aufnahmegerät 1200 zugeführt werden.
-
Bei
einem herkömmlichen
Videosignal-Aufnahmegerät
werden die Daten zu Vollbildern geformt und getrennt in Kodiereinheiten
aufgeteilt. Stattdessen können
die Vollbild-Bildung
und die Aufteilung gleichzeitig durchgeführt werden. In einem solchen Fall
muss die Konfiguration des Videosignal-Aufnahmegerätes geändert werden,
um die Vollbildung zu verhindern, während die Daten in Kodiereinheiten aufgeteilt
werden, wenn ein Vollbild eines Zeilenfolge-TV-Signals angelegt
wird.
-
Die
Bildqualität
für den
Modus der Bildsuche wird verbessert, wenn die Aufzeichnungsvorrichtung 1206 mit
der Funktion versehen wird, die Blöcke wie bei dem sechsten Beispiel
umzuordnen.
-
Bei
dem ersten bis achten Beispiel lassen sich auch andere Konfigurationen
einsetzen und das Verfahren zur Hochraten-Kodierung ist willkürlich.
-
Vergleichsbeispiel 9
-
Ein
neuntes Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 14, 15A und 15B beschrieben werden. 14 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes 1400 nach dem neunten
Beispiel.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät 1400 enthält einen
Eingangs-Anschluss 1401, an den ein Zeilenfolge-TV-Signal
angelegt wird, eine Kombiniervorrichtung 1402 zum Kombinieren
von Daten, die zwei Vollbildern des Eingangs-Signals entsprechen,
um so Kombinations-Daten
zu bilden, eine Teilungsanordnung 1403 für die Teilung
der Kombination von Daten in eine Vielzahl von Kodiereinheiten,
eine Hochraten-Kodiervorrichtung 1404 für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit und eine Aufzeichnungsvorrichtung 1405 für die Aufzeichnung
der Daten, die durch die Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodierung
erhalten werden, auf einem Magnetband 1406.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät 1400 mit der
oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
-
Ein
digitales Zeilenfolge-TV-Signal wird an den Eingangs-Anschluss 1401 angelegt,
und die Daten daraus, die zwei Vollbildern entsprechen, werden kombiniert,
um Kombinations-Daten
zu bilden.
-
15A zeigt, wie die Daten, die zwei Halbbildern
eines Zeilensprung-Signals entsprechen, kombiniert werden, um Daten
zu bilden, die einem Vollbild entsprechen. 15B zeigt,
wie die Daten, die zwei Vollbildern entsprechen, kombiniert werden, um
Kombina tions-Daten zu bilden. Die in 15B dargestellte
Vorgehensweise ist die gleiche wie die in 15A dargestellte
Vorgehensweise. Die Daten, die zwei Vollbildern entsprechen, werden
kombiniert, um Kombinations-Daten zu bilden, wie in 15B gezeigt ist. Die Kombinations-Daten werden
in eine vorgeschriebene Zahl von Kodiereinheiten durch die Teilungsanordnung 1403 aufgeteilt,
und jede Kodiereinheit wird mit einer Hochraten-Kodierung durch die Hochraten-Kodiervorrichtung 1404 auf
die gleiche Menge von Kodes verarbeitet, wie sie durch die Hochraten-Kodierung
eines Vollbildes eines Zeilensprung-TV-Signals mit hoher Auflösung erhalten
werden. Dann werden die sich ergebenden Daten durch die Aufzeichnungsvorrichtung 1405 auf
die gleiche Zahl von Spuren auf dem Magnetband 1406 wie
ein Vollbild eines Zeilensprung-TV-Signals mit hoher Auflösung aufgezeichnet.
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Bei
dem neunten Beispiel reduziert das Vorsehen der Kombiniervorrichtung 1402 den
Bereich eines DCT Blocks in einem Vollbild auf der Bildebene. In
dem Fall, dass sich die Bilder in zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern
nur geringfügig
voneinander unterscheiden, ist die Korrelation zwischen den Pixeln
in jedem DCT Block stärker
als in einem herkömmlichen
DCT Block. Damit wird der Kodierwirkungsgrad erhöht. In dem Fall, dass die Bilder
in zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern sich signifikant voneinander
unterscheiden, ist der Kodierwirkungsgrad geringer als bei einem
herkömmlichen
DCT Block. Das menschliche Auge erkennt jedoch eine Verschlechterung
in der Qualität
von Stillbildern leichter als von sich bewegenden Bildern. Deshalb erzeugt
eine geringfügige
Qualitäts-Verschlechterung
an sich bewegenden Film-Bildern kein ernsthaftes Problem.
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Die
Teilungsanordnung 1403, die Hochraten-Kodiervorrichtung 1404 und
die Aufzeichnungsvorrichtung 1405 können Vorrichtungen sein, wie
sie üblicherweise
für ein
Zeilensprung-TV-Signal mit hoher Auflösung verwendet werden.
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Als
Kombiniervorrichtung 1402 kann für ein TV-Signal mit Standardauflösung eine
Vorrichtung zur Vollbild-Bildung eines Zeilensprung-TV-Signals mit
hoher Auflösung
verwendet werden. Eine solche Vorrichtung kann leicht eingesetzt
werden, indem einfach das Verfahren für die Dateneingabe zu dem und
die Datenausgabe aus dem Speicher geändert wird.
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Als
Zeilenfolge-TV-Signal, das dem Videosignal-Aufnahmegerät 1400 zugeführt werden
soll, lässt
sich auch ein Signal verwenden, das ein TV-Signal mit Standardauflösung, das
als 4:2:2 Signal definiert ist, das den Studio-Normen entspricht,
und ein Hilfssignal eines Luminanz-Signals enthält, wie es für die Zeilenfolgeabtastung
benötigt
wird.
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Vergleichsbeispiel 10
-
Ein
zehntes Vergleichsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf 16 beschrieben werden. 16 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes 1600 nach dem
zehnten Beispiel.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 1600 enthält einen
Eingangs-Anschluss 1601, an den ein Zeilenfolge-TV-Signal
angelegt wird, eine Schaltanordnung 1602 für die Schaltung
von Hälften
des Eingangs-Signals abwechselnd bei 1/2 des Vollbild-Zyklus, um
auf zwei Kanäle
geschickt zu werden, zwei Kombiniervorrichtungen 1603a und 1603b für die Kombination
von Daten, die zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern entsprechen,
die sich an der gleichen Stelle auf der Bildebene befinden, um so
Kombinations-Daten zu bilden, zwei Teilungsanordnungen 1604a und 1604b für die Teilung
der Kombinations-Daten in eine Vielzahl von Kodiereinheiten, zwei Hochraten-Kodiervorrichtungen 1605a und 1605b für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit und zwei Aufzeichnungsvorrichtungen 1606a und 1606b für die Aufzeichnung
der Daten, die durch die Hochraten-Kodierung erhalten werden, auf ein
Magnetband 1607.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät
mit der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
-
Ein
digitales Zeilenfolge-TV-Signal wird an den Eingangs-Anschluss 1601 angelegt.
Die Daten, die einem Vollbild des Eingangs-Signals entsprechen,
werden Hälfte-um-Hälfte geschaltet,
um durch die Schaltanordnung 1602 abwechselnd auf die Kombiniervorrichtung 1603a und 1603b geschickt
zu werden, beispielsweise bei 1/2 des Vollbild-Zyklus. Wenn also
die Daten, die zwei Vollbildern des Eingangs-Signals entsprechen,
auf die Schaltanordnung 1602 gegeben werden, empfangen
die Kombiniervorrichtungen 1603a und 1603b jeweils
Daten, die einer Hälfte
des ersten Vollbildes und einer Hälfte des zweiten Vollbildes
entsprechen, nämlich
Daten, die einem Vollbild entsprechen. Die Daten von dem ersten
Vollbild und die Daten von dem zweiten Vollbild werden durch die
Kombiniervorrichtungen 1603a und 1603b kombiniert,
um Kombinations-Daten zu bilden. Die Kombinations-Daten werden durch
die Teilungsanordnungen 1604a und 1604b in eine
vorgeschriebene Zahl von Kodiereinheiten aufgeteilt. Jede Kodiereinheit
wird durch die Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodiervorrichtungen 1605a und 1605b mit
einer Hochraten-Kodierung auf die gleiche Menge von Kodes verarbeitet,
wie sie durch die Hochraten-Kodierung eines Vollbildes eines Zeilensprung-TV-Signals
mit Standardauflösung
erhalten werden. Dann werden die sich ergebenden Daten durch die
Aufzeichnungsvorrichtungen 1606a und 1606b auf
einer Spur des Magnetbandes 1607 aufgezeichnet.
-
Bei
dem zehnten Beispiel können
die gleichen Effekte wie bei dem neunten Beispiel erhalten werden,
wobei aufgrund der Schaltanordnung 1602 und der Kombiniervorrichtungen 1603a und 1603b zwei
Kanäle
verwendet werden.
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Die
Teilungsanordnungen 1604a und 1604b, die Hochraten-Kodiervorrichtungen 1605a und 1605b und
die Aufzeichnungsvorrichtungen 1606a und 1606b können Vorrichtungen
sein, wie sie üblicherweise
für ein
Zeilensprung-TV-Signal mit Standardauflösung verwendet werden.
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Als
Kombiniervorrichtungen 1603a und 1603b können Vorrichtungen
für die
Vollbild-Bildung eines
Zeilensprung-TV-Signals mit Standardauflösung eingesetzt werden.
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Die
Schaltung kann bei anderen Zyklen als dem 1/2 des Vollbild-Zyklus
durchgeführt
werden. Bei einem solchen Fall wird der Umordnungsgrad (shuffling
degree) auf der Bildebene erhöht,
um die Bildqualität
zu verbessern.
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Die
Zahl der Kanäle
kann proportional zu der Zahl erhöht werden, bei der das Eingangs-Signal aufgeteilt
wird.
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Als
Zeilenfolge-TV-Signal, das dem Videosignal-Aufnahmegerät 1600 zugeführt werden
soll, lässt
sich ebenfalls ein Signal verwenden, das ein TV-Signal mit Standardauflösung, definiert
als 4:2:2 Signal, das den Studio-Normen entspricht, und ein Hilfssignal
eines Luminanz-Signals enthält,
wie es für die
Zeilenfolgeabtastung benötigt
wird.
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Vergleichsbeispiel 11
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Ein
elftes Vergleichsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die 17, 18A und 18B beschrieben werden. 17 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes 1700 nach dem elften
Beispiel.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 1700 enthält einen
Eingangs-Anschluss 1701, an den ein Zeilenfolge-TV-Signal
angelegt wird, eine Schaltanordnung 1702 zum Schalten des
Eingangs-Signals Vollbild-um-Vollbild, um auf zwei Kanäle geschickt
zu werden, zwei Teilungsanordnungen 1703a und 1703b für die Aufteilung
des Eingangs-Signals in eine Vielzahl von Kodiereinheiten, zwei
Hochraten-Kodiervorrichtungen 1704a und 1704b für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit, zwei Aufzeichnungsvorrichtungen 1705a und 1705b für die Aufzeichnung
der Daten, die durch die Hochraten-Kodierung erhalten werden, auf
ein Magnetband 1707, und zwei Speicher 1706a und 1706b für die Verzögerung des
Signals um 1/2 Vollbild-Zyklus.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 1700 mit der
oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
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Ein
digitales Zeilenfolge-TV-Signal wird an den Eingangs-Anschluss 1701 angelegt
und Vollbild-um-Vollbild durch die Schaltanordnung 1702 geschaltet,
um abwechselnd auf die beiden Teilungsanordnungen 1703a und 1703b geschickt
zu werden. Damit empfangen die Teilungsanordnungen 1703a und 1703b bei
jedem zweiten Vollbild-Zyklus jeweils Daten, die einem Vollbild
entsprechen. Die Teilungsanordnungen 1703a und 1703b expandieren
die Daten, die einem Vollbild entsprechen, jeweils so, dass sie
in Bezug auf die Zeit zweimal so lang sind, und teilen dann die
Daten in eine vorgeschriebene Zahl von Kodiereinheiten. Jede Kodiereinheit
wird mit einer Hochraten-Kodierung durch die Hochraten-Kodiervorrichtung 1704a und 1704b auf
die gleiche Menge von Kodes verarbeitet, wie sie durch die Hochraten-Kodierung
eines Vollbildes eines Zeilensprung-TV-Signals mit Stan dardauflösung erhalten werden.
Die Aufzeichnungsvorrichtungen 1705a und 1705b ordnen
die sich ergebenden Daten um und geben sie zu den Speichern 1706a und 1706b.
Die Aufzeichnungsvorrichtungen 1705a und 1705b geben jeweils
die erste Hälfte
des Vollbildes auf die Speicher 1706a bzw. 1706b,
wodurch die erste Hälfte
des Vollbildes um 1/2 Vollbild-Zyklus verzögert wird, um so die erste
Hälfte
des Vollbildes und die zweite Hälfte
des Vollbildes zu synchronisieren, so dass sie gleichzeitig auf
dem Magnetband 1707 aufgezeichnet werden können. Dementsprechend
werden die Daten von dem gleichen Vollbild auf dem Magnetband 1707 aufgezeichnet.
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18A zeigt den Aufzeichnungszustand, wie er von
einem herkömmlichen
Videosignal-Aufnahmegerät
zugeführt
wird, während 18B den Aufzeichnungszustand darstellt, der von
dem Videosignal-Aufnahmegerät 1700 durchgeführt wird.
Bei dem herkömmlichen
Videosignal-Aufnahmegerät werden
die Daten, die dem gleichen Vollbild entsprechen, durch den gleichen
Kanal aufgezeichnet, und damit werden Daten von unterschiedlichen
Vollbildern gleichzeitig auf dem Magnetband aufgezeichnet. Bei dem
Videosignal-Aufnahmegerät 1700 werden
die Daten, die dem gleichen Vollbild entsprechen, gleichzeitig durch
die beiden Kanäle
aufgezeichnet.
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Bei
dem elften Beispiel können
wegen der Speicher 1706a und 1706b die Daten von
dem gleichen Vollbild gleichzeitig auf dem Magnetband 1707 aufgezeichnet
werden. Damit wird die Qualität
des Bildes, das beim Modus der Bildsuche erhalten wird, verbessert.
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Bei
dem obigen Beispiel sind die Speicher 1706a und 1706b hinter
den Aufzeichnungsvorrichtungen 1705a und 1705b vorgesehen.
Die Speicher können
jedoch an jeder beliebigen Stelle vorgesehen werden, beispielsweise
hinter den Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodiervorrichtungen
oder in den Aufzeichnungsvorrichtungen, solange die Speicher an
den entsprechenden Stellen in den jeweiligen Kanälen eingeführt werden.
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Als
Zeilenfolge-TV-Signal, das dem Videosignal-Aufnahmegerät 1700 zugeführt werden
soll, lässt
sich ebenfalls ein Signal verwenden, das ein TV-Signal mit Standardauflösung, das
als 4:2:2 Signal definiert ist, das den Studio-Normen entspricht, und
ein Hilfssignal eines Luminanz-Signals enthält, wie es für die Zeilenfolge-Abtastung
benötigt
wird.
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Vergleichsbeispiel 12
-
Ein
zwölftes
Beispiel wird unter Bezugnahme auf 19 beschrieben
werden. 19 ist ein Blockdiagramm eines
Videosignal-Aufnahmegerätes 1900 nach
dem zwölften
Beispiel.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 1900 enthält einen
Eingangs-Anschluss 1901, dem ein Zeilenfolge-TV-Signal
zugeführt
wird, eine Vorrichtung 1902 zur Bildung eines Farbdifferenz-Signals,
um ein Hilfssignal zu einem Farbdifferenz-Signal zu bilden, eine
Signalteilungsanordnung 1903 für die Teilung des gebildeten
Farbdifferenz-Signals, zwei Teilungsanordnungen 1904a und 1904b für die Teilung
des sich ergebenden Signals in eine Vielzahl von Kodiereinheiten,
zwei Hochraten-Kodiervorrichtungen 1905a und 1905b für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit und zwei Aufzeichnungsvorrichtungen 1906a und 1906b für die Aufzeichnung
der Daten, die durch die Hochraten-Kodierung erhalten werden, auf einem
Magnetband 1907.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät
mit der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
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Ein
Signal, das ein TV-Signal mit Standardauflösung, das als 4:2:2 Signal
entsprechend den Studio-Normen definiert ist, und ein Hilfssignal
eines Luminanz-Signals enthält,
wie es für
die Zeilenfolge-Abtastung benötigt
wird, wird an den Eingangs-Anschluss 1901 angelegt. Anschließend wird das
Signal, das diese beiden Typen von Signalen enthält, als „4:2:2:4 Signal" bezeichnet werden.
Ein Farbdifferenz-Signal des Hilfssignals wird gebildet, indem beispielsweise
das Farbdifferenz-Signal des 4:2:2 Signals durch die Vorrichtung 1902 zur
Bildung des Farbdifferenz-Signals kopiert wird.
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Dann
kann das Eingangs-Signal zu einem Signal umgewandelt werden, das
zwei 4:2:2 Signale enthält.
Ein solches Signal wird beispielsweise auf zwei 4:2:2 Signale durch
die Signalteilungsanordnung 1903 aufgeteilt, und zwei solche
Signale werden zu den Teilungsanordnungen 1904a bzw. 1904b ausgegeben.
Die Teilungsanordnungen 1904a und 1904b teilen
jeweils ein solches Signal in eine vorgeschriebene Zahl von Kodiereinheiten.
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Jede
Kodiereinheit wird mit einer Hochraten-Kodierung durch die Hochraten-Kodiervorrichtungen 1905a und 1905b auf
die gleiche Menge von Kodes verarbeitet, wie sie durch die Hochraten-Kodierung
eines Vollbildes eines Zeilensprung-TV-Signals mit Standardauflösung erhalten
werden. Die Aufzeichnungsvorrichtungen 1906a und 1906b zeichnen
jeweils die Daten, die durch die Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodierung erhalten werden,
auf die gleiche Zahl von Spuren auf dem Magnetband 1907 wie
ein Vollbild eines Zeilensprung-TV-Signals mit hoher Auflösung auf.
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Bei
dem zwölften
Beispiel wird durch die Vorrichtung 1902 für die Bildung
des Farbdifferenz-Signals ein Hilfssignal gebildet, und das sich
ergebende Signal wird durch die Signalteilungsanordnung 1903 aufgeteilt.
Aufgrund der Vorrichtungen 1902 und 1903 kann
das 4:2:2:4 Signal mit hoher Rate durch ein herkömmliches Videosignal-Aufnahmegerät aufgezeichnet
werden, wie es für
ein Zeilensprung-TV-Signal gefertigt wird.
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Das
Verfahren zur Bildung eines Farbdifferenz-Signals durch die Vorrichtung 1902 für die Bildung
des Farbdifferenz-Signals ist beliebig bzw. willkürlich. Das
Verfahren zur Teilung des Signals durch die Signalteilungsanordnung 1903 ist
ebenfalls beliebig bzw. willkürlich.
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In
dem Fall, dass ein Zeilenfolge-TV-Signal auf das Videosignal-Aufnahmegerät 1900 gegeben wird,
kann auf die Vorrichtung 1902 für die Bildung des Farbdifferenz-Signals
verzichtet werden.
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Vergleichsbeispiel 13
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Ein
dreizehntes Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 20 beschrieben werden. 20 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes 2000 nach den
dreizehnten Beispiel.
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Das
Videosignal-Aufnahmegerät 2000 enthält einen
Eingangs-Anschluss 2001, an den ein Zeilenfolge-TV-Signal
angelegt wird, eine Vorrichtung 2002 zur Bildung eines
Farbdifferenz-Signals, um Farbdifferenz-Signale zu interpolieren,
eine Signalteilungsanordnung 2003 zum Teilen des Eingangs-Signals,
zwei Teilungsanordnungen 2004a und 2004b zum Teilen
des sich ergebenden Signals in eine Vielzahl von Kodiereinheiten,
zwei Hochraten- Kodiervorrichtungen 2005a und 2005b für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung jeder Kodiereinheit und zwei Aufzeichnungsvorrichtungen 2006a und 2006b für die Aufzeichnung
der Daten, die durch die Hochraten-Kodierung erhalten werden, auf einem
Magnetband 2008 sowie Speicher 2007a und 2007b für die Verzögerung eines
Signals um 1/2 Vollbild-Zyklus.
-
Das
Videosignal-Aufnahmegerät 2000 mit der
oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
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Ein
Signal, das ein TV-Signal mit Standardauflösung, das als 4:2:2 Signal
entsprechend den Studio-Normen definiert ist, und ein Hilfssignal
aus einem Luminanz-Signal enthält,
wie es für
die Zeilenfolge-Abtastung benötigt
wird, wird an den Eingangs-Anschluss 2001 angelegt. Im
Folgenden wird das Signal, das diese beiden Typen von Signalen enthält, als „4:2:2:4
Signal" bezeichnet
werden. Ein solches Signal wird durch die Vorrichtung 2002 zur Bildung
des Farbdifferenz-Signals, die Signalteilungsanordnung 2003,
die Teilungsanordnungen 2004a und 2004b sowie
die Hochraten-Kodiervorrichtungen 2005a und 2005b verarbeitet
und dann auf die gleiche Weise wie beim zwölften Beispiel an die Aufzeichnungsvorrichtungen 2006a und 2006b angelegt.
Die Daten, die der ersten Hälfte
eines jeden Vollbildes entsprechen, das den Aufzeichnungsvorrichtungen 2006a und 2006b zugeführt wird,
wird zu den Speichern 2007a und 2007b geschickt.
Dann werden die Daten, die der zweiten Hälfte jedes Vollbildes entsprechen,
das den Aufzeichnungsvorrichtungen 2006a und 2006b zugeführt wird,
werden auf dem Magnetband 2008 aufgezeichnet. Gleichzeitig werden
die Daten, die der ersten Hälfte
des Vollbildes entsprechen, ebenfalls von den Speichern 2007a und 2007b auf
dem Magnetband 2008 aufgezeichnet, nachdem sie um 1/2 Vollbild-Zyklus
verzögert wurden.
Dementsprechend werden die Daten von dem gleichen Vollbild gleichzeitig
auf dem Magnetband 2008 aufgezeichnet.
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Bei
dem dreizehnten Beispiel kann die Hochraten-Aufzeichnung, die bei
dem zwölften
Beispiel realisiert wird, ebenfalls für den Modus der Bildsuche realisiert
werden.
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Das
Verfahren zur Bildung eines Interpolations-Signals für die Farbdifferenz-Signale
durch die Vorrichtung 2002 für die Bildung des Farbdifferenz-Signals
ist beliebig bzw. willkürlich.
Das Verfahren zur Teilung des Signals durch die Signalteilungsanordnung 2003 ist
ebenfalls beliebig.
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In
dem Fall, dass ein Zeilenfolge-TV-Signal an das Videosignal-Aufnahmegerät 2000 angelegt wird,
kann auf die Vorrichtung 2002 zur Bildung des Farbdifferenz-Signals
verzichtet werden.
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Die
Speicher 2007a und 2007b sind bei dem obigen Beispiel
hinter den Aufzeichnungsvorrichtungen 2006a und 2006b vorgesehen.
Die Speicher können
jedoch an jeder beliebigen Stelle angeordnet werden, beispielsweise
hinter den Hochraten-Kodiervorrichtungen oder in den Aufzeichnungsvorrichtungen.
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Vergleichsbeispiel 14
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Bei
dem vierzehnten bis siebzehnten Vergleichsbeispiel wird ein 4:2:2:4
Signal, das ein Komponenten-Typ Signal eines EDTV Signals der zweiten
Generation ist, als Signal verwendet, das durch zeilensprunglose
Abtastung erhalten wird (im Folgenden als „zeilensprungloses Abtastsignal" bezeichnet). In
Japan werden gerade Erwägungen
angestellt, ob das 4:2:2:4 Signal genormt werden sollte. Im Folgenden
wird ein 4:2:2:4 Signal als „ED
Signal" bezeichnet
werden.
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Vor
der Beschreibung des vierzehnten Beispiels wird das ED Signal kurz
unter Bezugnahme auf ein SD Signal (für standard-definition TV signal, also
TV-Signal mit Standardauflösung).
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Bei
einem ED Signal ist ein Luminanz-Signal ein zeilensprungloses Abtastsignal
(auch als „progressives
Signal" bzw. „Zeilenfolge-Signal" bezeichnet), während die
Farbdifferenz-Signale
jeweils Zeilensprungsignale sind. Das Farbdifferenz-Signal des ED
Signals ist nämlich
das gleiche wie das Farbdifferenz-Signal eines 4:2:2 Signals, das
wiederum ein Komponenten-Typ Signal eines SD Signals ist. Ursprünglich stellen
diese Ziffern das Verhältnis
der Abtastfrequenzen für
das Luminanz-Signal und die beiden Farbdifferenz-Signale dar, und „4" entspricht 13,5 MHz.
-
Ein
Vollbild J eines Zeilensprung-Signals enthält ein ungeradzahliges Halbbild
und ein geradzahliges Halbbild. Die oberste Zeile in der effektiven, ebenen
Fläche
des Vollbildes J ist die erste Zeile; die dritte, fünfte, siebte
und andere ungeradzahlige Zeilen sind in dem Halbbild mit den ungeraden
Zahlen enthalten, während
die zweite, vierte, sechste und die anderen geradzahligen Zeilen
in dem Halbbild mit geraden Zahlen enthalten sind.
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Hierbei
wird eine Ebene eines zeilensprunglosen Signals als „Vollbild
P" bezeichnet werden.
Da die beiden Farbdifferenz-Signale eines ED Signals Zeilensprungsignale
sind, gibt es zwei Typen von Vollbildern P. Ein Vollbild P in dem
Fall, dass das Farbdifferenz-Signal
dem ungeradzahligen Halbbild entspricht, wird als „ungeradzahliges
Vollbild P" oder „Vollbild
P(n)" bezeichnet
werden, während
das Vollbild P in dem Fall, dass das Farbdifferenz-Signal einem
geradzahligen Halbbild entspricht, als „geradzahliges Vollbild" oder „Vollbild
(n+1)" bezeichnet werden
wird. Die Zeilen eines ungeradzahligen Halbbildes und die Zeilen
eines geradzahligen Halbbildes eines Zeilensprung-Signals entsprechen
jeweils den ungeradzahligen Zeilen eines ungeradzahligen Halbbildes
und den geradzahligen Zeilen eines geradzahligen Halbbildes.
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Um
ein ED Signal digital zu übertragen,
werden zwei 4:2:2 Signalschnittstellen (im Folgenden als eine „4:2:2
Schnittstelle" bezeichnet)
für ein
SD Signal kombiniert. Unter all den Zeilen eines zeilensprunglosen
Abtastsignals werden nur die Zeilen, die einem SD Signal entsprechen,
durch eine 4:2:2 Schnittstelle übertragen,
und die verbleibenden Zeilen werden durch die andere 4:2:2 Schnittstelle übertragen.
Obwohl die beiden Schnittstellen, wenn sie kombiniert sind, als
4:2:2:4:2:2 dargestellt werden, ist ein Teil eines Farbdifferenz-Signals
der zweiten 4:2:2 Schnittstelle nicht notwendig. Dementsprechend
wird ein ED Signal auch als ein „4:2:2:4 Signal" bezeichnet.
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Ein
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem vierten Beispiel
wird erhalten, indem zu einem herkömmlichen Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät
(auch als „DVTR" für Digital
Video Tape Recorder bezeichnet) hinzugefügt werden, wie er bei der Beschreibung
des Standes der Technik erläutert
wird, um ein ED Signal aufzuzeichnen (4:2:2:4 Signal). Das herkömmliche
DVTR zeichnet ein SD Signal auf, das als Ergebnis einer Abtastung
bei einem Frequenzverhältnis
von 4:1:1 (das Abtastfrequenzverhältnis für ein Farbdifferenz-Signal ist
die Hälfte
von 4:2:2) oder einem Frequenzverhältnis von 4:2:0 bei 25 Mbps
erhalten wird. (Im Folgenden wird ein Signal, das als Ergebnis einer
Abtastung bei einem Frequenzverhältnis
von beispielsweise 4:1:1 erhalten wird, auch als „ein Signal
vom 4:1:1 Typ" bezeichnet
werden). Das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach diesem
Beispiel nutzt die Tatsache aus, dass Daten, die einem ED Signal
entsprechen, eine Zahl von Pixel (Informationsgehalt) enthalten,
die zweimal die Zahl der Pixel ist, die einem SD Signal des 4:1:1
Typs entsprechen. Durch Umwandlung eines ED Signals in ein SD Signal
und komprimieren des sich ergebenden Signals auf die gleiche Weise
wie bei einem SD-DVTR, kann das ED Signal mit der gleichen Rate
wie einem HD-DVTR
(50 Mbps) aufgezeichnet werden.
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Unter
Bezugnahme auf 22 wird ein Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät 2200 nach dem
vierzehnten Beispiel beschrieben werden. 22 ist
ein Blockdiagramm dieses Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes 2200.
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2200 enthält einen
Eingangs-Anschluss 2201, an den ein ED Signal angelegt
wird, einen (Um-)Wandler 2202 zur Umwandlung des ED Signals (eines
ersten Videosignals) in zwei SD Signale SD1 und SD2 des 4:1:1 Typs
(zweite Videosignale), eine Aufzeichnungssektion 2203 für die Aufzeichnung
der zweiten Videosignale auf ein Aufzeichnungsmedium 2208,
eine Wiedergabesektion 2209 für die Wiedergabe des Videosignals,
einen Umkehrwandler 2214 für die Umwandlung der zweiten
Videosignale in das ED Signal und einen Ausgabeanschluss 2215,
von dem das ED Signal ausgesandt wird.
-
Die
Aufzeichnungssektion 2203 enthält einen Kompressor 2204 für die Komprimierung
des SD Signals SD1 durch eine Hochraten-Kodierung (Intra-Frame-Kodierung
unter Verwendung von DCT) um Kompressionsdaten 1 zu erzeugen, einen
Kompressor 2205 für
die Komprimierung des SD Signals SD2 durch Hochraten-Kodierung (Intra-Frame-Kodierung
unter Verwendung von DCT), um Kompressionsdaten 2 zu erzeugen, einen
Multiplexer 2206 für die
Multiplex-Verarbeitung der Kompressionsdaten 1 und 2 in Bezug auf
die Zeit, um Multiplex-Daten zu erzeugen, und eine Aufzeichnungsvorrichtung 2207 für die Aufzeichnung
der Multiplex-Daten auf das Aufzeichnungsmedium 2208, nachdem
eine Feh lerkorrektur-Kodierung und eine Modulation für den Übertragungspfad
durchgeführt
wurden.
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Die
Aufzeichnungssektion 2209 enthält eine Wiedergabevorrichtung 2210 für die Wiedergabe
des Signals von dem Aufzeichnungsmedium und für die Durchführung der
Demodulation und der Daten-Korrektur des Signals, um das Multiplex-Signal
zu erhalten, einen Demultiplexer 2211 für die Gewinnung der Kompressions-Daten
1 und 2 aus dem Multiplex-Signal und zwei Expansionsvorrichtungen 2212 bzw. 2213 zum
Kodieren der Kompressionsdaten 1 und 2, um das Signal SD1 und SD2
zu erhalten.
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2000 mit der oben
beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
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Zur
Aufzeichnung wird ein ED Signal, das an den Eingangs-Anschluss 2201 angelegt
wird, in zwei Signale SD1 und SD2 umgewandelt, die so erscheinen,
als wären
sie durch eine Zeilensprung-Abtastung erhalten worden. Die Signale
SD1 und SD2 sind in der 21 dargestellt.
-
Die
Signale SD1 und SD2 werden durch eine Hochraten-Kodierung („Kodierung-Intra-Frame", also innerhalb
eines Vollbildes, durchgeführt
unter Verwendung von DCT) auf die gleiche Weise, wie es bei einem
SD-DVTR durchgeführt
wird, durch die Kompressionsvorrichtungen 2204 und 2205 komprimiert, wodurch
sich jeweils die Kompressionsdaten 1 und 2 ergeben. Die Kompressionsdaten
1 und 2 werden durch den Multiplexer 2206 Vollbild-um-Vollbild
einer Multiplex-Verarbeitung in Bezug auf die Zeit zu einem Multiplex-Signal unterworfen.
Das Multiplex-Signal wird mit Formatierung, Kodierung zur Fehlerkorrektur und
Kodierung für
den Übertragungspfad
auf die gleiche Weise wie bei dem HD-DVTR unterworfen und dann durch
die Aufzeichnungsvorrichtung 2207 auf das Aufzeichnungsmedium 2208 aufgezeichnet.
-
Für die Wiedergabe
wird das Signal von dem Aufzeichnungsmedium 2208 wiedergegeben,
und das Signal wird mit Dekodieren des Fehlerkorrekturkodes, Dekodieren
des Kodes für
den Übertragungspfad
und Modifikation verarbeitet, um das Multiplex-Signal durch die Wiedergabevorrichtung 2210 zu erhalten.
Das Multiplex-Signal wird durch den Demultiplexer 2211 einer
De-multiplexverarbeitung zu Kompressionsdaten 1 und 2 unterworfen.
Die Kompressionsdaten 1 und 2 werden mit Dekodieren der Hochraten-Kodierung
durch die Expansionsvorrichtungen 2212 bzw. 2213 verarbeitet,
so dass sich die Signale SD1 und SD2 ergeben. Die Signale SD1 und
SD2 werden durch den Umkehr-Wandler 2214 zu dem ED Signal
umgewandelt und dann aus dem Ausgabeanschluss 2215 ausgegeben.
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Bei
dem vierzehnten Beispiel wird ein ED Signal in Form eines SD Signals
aufgezeichnet, ohne die Korrelation der Pixel entsprechend dem ED
Signal nachteilig zu beeinflussen. Dementsprechend kann ein ED Signal
effizient durch einfaches Hinzufügen
einiger Schaltungen zu dem herkömmlichen SD-DVTR
oder HD-DVTR aufgezeichnet werden. Die Daten-Kompression kann wirksam
durch DCT erfolgen, und zwar unter Verwendung von 8 × 8 DCT Blöcken in
jedem Vollbild.
-
Informationen
für die
Unterscheidung des ungeradzahligen Vollbildes P von dem geradzahligen Vollbild
P werden aufgezeichnet und wiedergegeben als Subkode-Informationen
zusammen mit den Video-Daten und den Audio-Daten. Damit kann ein
ED Signal, das aufgezeichnet wurde, vollständig als das ursprüngliche
ED Signal wiedergegeben werden.
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Vergleichsbeispiel 15
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Ein
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem fünfzehnten
Vergleichsbeispiel hat die gleiche Konfiguration und wird auf die
gleiche Weise betrieben wie das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2200 bei
dem vierzehnten Beispiel mit Ausnahme des Umwandlers 2202 und
des Umgekehr-Umwandlers 2214. Dementsprechend wird eine detaillierte
Erläuterung
dieses Gerätes
vermieden, und unter Bezugnahme auf 23 wird
nur die Signalumwandlung beschrieben werden.
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Wie
in 23 dargestellt wird, wird die Umwandlung eines
ED Signals in zwei Signale SD1 und SD2 durchgeführt, indem zwei aufeinanderfolgende Ebenen
(Vollbild P(n) und Vollbild P(n+1); n ist eine ungeradzahlige Zahl)
eines zeilensprungfreien Abtastsignals in zwei Vollbilder (Vollbilder
J(n) und J(n+1); n ist eine ungeradzahlige Zahl) eines Zeilensprung-Signals
umgewandelt werden. Eine ungeradzahlige Zeile und eine geradzahlige Zeile
eines Vollbildes P(n) entsprechen einer Zeile in einem ungeradzahligen
Halbbild eines Vollbildes J(n) bzw. einer Zeile in einem ungeradzahligen
Halbbild eines Vollbildes J(n+1). Eine ungeradzahlige Zeile und
eine geradzahlige Zeile eines Vollbildes P(n+1) entsprechen einer
Zeile in einem geradzahligen Halbbild des Vollbildes J(n) bzw. einer
Zeile in einem geradzahligen Halbbild des Vollbildes J(n+1). Bei
dem Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät
nach dem fünfzehnten
Beispiel wird die Korrelation zwischen der Zeile in dem ungeradzahligen
Halbbild und der Zeile in dem geradzahligen Halbbild aufrechterhalten.
Insbesondere kann die Daten-Kompression effizient durch DCT mit
8 × 4 × 2 Modus
durchgeführt
werden. Bei diesem Modus werden 8 (horizontale) × 4 (vertikale) Pixel mit DCT
für zwei
Bildebenen verarbeitet.
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Die
anderen Effekte bei dem vierzehnten Beispiel können ebenfalls erreicht werden.
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Vergleichsbeispiel 16
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Ein
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem sechzehnten Vergleichsbeispiel hat
die gleiche Konfiguration und die gleiche Funktionsweise wie das
Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät 2200 nach
dem vierzehnten Beispiel mit Ausnahme des Umwandlers 2202 und
des Umkehrumwandlers 2214. Dementsprechend wird auf seine
detaillierte Erläuterung
verzichtet, und es wird nur die Signalumwandlung unter Bezugnahme
auf 24 beschrieben werden.
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Wie
in 24 dargestellt wird, wird die Umwandlung eines
ED Signals in zwei Signale SD1 und SD2 durch Umwandlung von jeder
zweiten aufeinanderfolgenden Ebene (Vollbild P(n) und Vollbild P(n+1);
n ist eine ungeradzahlige Zahl) eines zeilensprungfreien Abtastsignals
in drei Vollbilder (Vollbilder J(n–1) bis J(n+1); n ist eine
ungeradzahlige Zahl) eines Zeilensprung-Signals umgewandelt werden. Eine
ungeradzahlige Zeile und eine geradzahlige Zeile eines Vollbildes
P(n) entsprechen einer Zeile in einem geradzahligen Halbbild eines
Vollbildes J(n) bzw. einer Zeile in einem geradzahligen Halbbild
eines Vollbildes J(n–1).
Eine ungeradzahlige Zeile und eine geradzahlige Zeile eines Vollbildes
P(n+1) entsprechen einer Zeile in einem ungeradzahligen Halbbild
des Vollbildes J(n+1) bzw. einer Zeile, die in einem geradzahligen
Halbbild des Vollbildes J(n) enthalten ist.
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Die
anderen Effekte des vierzehnten Beispiels können ebenfalls erzielt werden.
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Vergleichsbeispiel 17
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Ein
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem siebzehnten Vergleichsbeispiel hat
die gleiche Konfiguration und die gleiche Funktionsweise wie das
Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät 2200 nach
dem vierzehnten Beispiel mit Ausnahme des Umwandlers 2202 und
des Umkehr-Umwandlers 2214. Dementsprechend wird auf seine
detaillierte Beschreibung verzichtet, und es wird nur die Signalumwandlung
unter Bezugnahme auf 25 beschrieben werden.
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Wie
in 25 dargestellt ist, wird die Umwandlung eines
ED Signals in zwei Signale SD1 und SD2 durchgeführt, indem alle zwei aufeinanderfolgenden
Ebenen (Vollbild P(n) und Vollbild P(n+1); n ist eine ungerade Zahl)
eines zeilensprunglosen Abtastsignals in zwei Vollbilder (Vollbilder
J(n) und J(n+1); n ist eine ungerade Zahl) eines Zeilensprung-Signals umgewandelt
werden. Eine ungeradzahlige Zeile und eine geradzahlige Zeile eines
Vollbildes P(n) entsprechen einer Zeile in einem ungeradzahligen
Halbbild eines Vollbildes J(n) bzw. einer Zeile, die in einem geradzahligen
Halbbild eines Vollbildes (J(n+1) enthalten ist. Eine ungeradzahlige
Zeile und eine geradzahlige Zeile eines Vollbildes P(n+1) entsprechen
einer Zeile in einem ungeradzahligen Halbbild des Vollbildes J(n+1)
bzw. einer Zeile in einem ungeradzahligen Halbbild des Vollbildes
J(n).
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Die
anderen Wirkungen des vierzehnten Beispiels können ebenfalls erreicht werden.
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Beispiel 18
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Ein
achtzehntes Beispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme
auf die 26 bis 30 beschrieben
werden. 26 ist ein Blockdiagramm eines
Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes 2600 nach
dem achtzehnten Beispiel.
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Bei
dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2600 wird der Hauptteil
der Videoverarbeitungsschaltung eines herkömmlichen Gerätes einschließlich einer
Kompressionsvorrichtung für
die Komprimierung der Daten mit einem Verhältnis von 1:C in maximal möglichen
Maß mit
Ausnahme des Kompressions-Verhältnisses
verwendet. Das Kompressions-Verhältnis
bei dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2600 ist 1:(C/N),
nämlich näherungsweise
1/N (N = 2) des Wertes bei dem herkömmlichen Gerät. Mit anderen
Worten ist die Bit-Rate das Zweifache der Bit-Rate bei dem herkömmlichen
Gerät.
Auf diese Weise wird die Qualität
des wiedergegebenen Bildes verbessert.
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2600 enthält einen
Eingangs-Anschluss 2601, an den Bild-Daten I eines sich
bewegenden Bildes gegeben werden, eine Hochraten-Kodiersektion 2602 für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung der Daten I in kodierte Daten, eine Datenaufzeichnungssektion 2603 für die Umwandlung
der kodierten Daten in ein Signal und für die Aufzeichnung des Signals
auf ein Aufzeichnungsmedium 2604, eine Datenwiedergabesektion 2605 für die Wiedergabe
der kodierten Daten von dem Signal, das von dem Aufzeichnungsmedium 2604 erhalten
wird, eine Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Dekodiersektion 2606 für die Dekodierung
der kodierten Daten zu den Bild-Daten I und einen Ausgabeanschluss 2607,
von dem die wiedergegebenen Bild-Daten
I ausgesandt werden.
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Die
Hochraten-Kodiersektion 2606 enthält eine Vorverarbeitungsvorrichtung 2608 für die Erzeugung
von zwei Bild-Daten Ha und Hb aus jeder der Bildebenen der Bild-Daten
I, wobei die Bilddaten Ha und Hb jeweils näherungsweise die Hälfte des
Informations-Gehaltes
der Bild-Daten I haben; eine Blockbildungsvorrichtung 2609a Für die Teilung
eines Bildes, das den Bild-Daten Ha entspricht, in eine Vielzahl
von Blöcken
für die
Umordnung der Bilddaten Ha, um für
jeden Block Bild-Daten Ba zu erzeugen, wobei jeder Block eine Vielzahl
von Pixeln enthält; eine
weitere Blockbildungsvorrichtung 2609b für die Teilung
eines Bildes, das den Bild-Daten Hb entspricht, in eine Vielzahl
von Blöcken
für die
Umordnung der Bild-Daten Hb, um für jeden Block Bild-Daten Bb
zu erzeugen, wobei jeder Block eine Vielzahl von Pixeln enthält; zwei
DCT Vorrichtungen 2610a bzw. 2610b für die Durchführung einer
DCT Umwandlung der Bilddaten Ba und Bb, um DCT Daten Da und Db zu
erhalten; zwei Steuer- und Quantisierungsvorrichtungen 2611a und 2611b;
und zwei Kodiervorrichtungen 2612a und 2612b.
Die Steuer- und Quantisierungsvorrichtungen 2611a und 2611b haben
jeweils die Funktion, die Quantisierungs-Kennlinien Ta und Tb zu bestimmen, die
bewirken, dass die Gesamtzahl der Bits (Kode-Menge) der kodierten Daten in der jeweiligen
Bildfläche
im Wesentlichen konstant ist (Steuerfunktion für die Kode-Menge), sowie die
Funktion, die DCT Daten Da und Db unter Verwendung der Quantisierungskennlinien
Ta und Tb zu quantisieren, um quantisierte DCT Daten Ea und Eb (Quantisierungs-Funktion)
zu erhalten. Die Kodiervorrichtungen 2612a und 2612b sind
jeweils vorgesehen, um eine Kodierung mit variabler Länge der quantisierten
DCT Daten Ea und Eb durchzuführen, um
auf diese Weise kodierte Daten Ca und Cb zu erhalten.
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Die
Datenaufzeichnungssektion 2603 enthält zwei Formatiervorrichtungen 2613a und 2613b für die Anordnung
der kodierten Daten Ca und Cb entsprechend einem Aufzeichnungsformat,
um formatierte Daten Fa und Fb zu erhalten, zwei Aufzeichnungsvorrichtungen 2614a und 2614b für die Durchführung der
Addition eines Fehlerkorrekturkodes, der Modulation und ähnlicher
Einwirkungen auf die formatierten Daten Fa und Fb, um Aufzeichnungssignale
Ra und Rb zu erhalten, und einen Multiplexer 2615 für die Multiplex-Verarbeitung der
Aufzeichnungssignale Ra und Rb zu einem Aufzeichnungssignal Rab und
für die
Aufzeichnung des Signals Rab auf das Aufzeichnungsmedium 2604.
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Die
Datenwiedergabesektion 2605 enthält einen Signal-Demultiplexer 2616 für die Demultiplexverarbeitung
des Aufzeichnungssignals Rab, das von dem Aufzeichnungsmedium 1604 erhalten
wird, zu den Aufzeichnungssignalen Ra und Rb, zwei Wiedergabevorrichtungen 2617a bzw. 2617b für die Durchführung der
Demodulation, der Dekodierung des Fehlerkorrekturkodes und ähnlicher
Verarbeitungsschritte der Aufzeichnungssignale Ra und Rb, um die formatierten
Daten Fa und Fb zu erhalten, und zwei Deformatiervorrichtungen 2618a und 2618b,
für die Deformatierung
der formatierten Daten Fa und Fb, um die kodierten Daten Ca und
Cb zu erhalten.
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Die
Hochraten-Dekodiersektion 2606 enthält zwei Dekodiervorrichtungen 2619a und 2619b für die Dekodierung
der kodierten Daten Ca und Cb, um die quantisierten DCT Daten Ea
und Eb zu erhalten, zwei Dequantisierungsvorrichtungen 2620a und 2620b für die Dequantisierung
der quantisierten DCT Daten Ea und Eb, um die DCT Daten Da und Db
zu erhalten, zwei umgekehrte DCT Vorrichtungen 2621a und 2621b für die Durchführung der
umgekehrten DCT Transformation der DCT Daten Da und Db, um die Bilddaten
Ba und Bb für
jeden Block zu erhalten, zwei Endblockungsvorrichtungen 2622a und 2622b für die Umordnung
der Bild-Daten Ba und Bb, um die Bild-Daten Ha und Hb zu erhalten,
bei denen die Blöcke
auf die gleiche Weise angeordnet sind, wie bei den eingegebenen
Bild-Daten I, und eine Nachverarbeitungsvorrichtung 2623 für die Synthetisierung
der Bild-Daten Ha und Hb zu den Bild-Daten I.
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27A ist ein Schaltdiagramm der Vorverarbeitungsvorrichtung 2608.
Die Vorverarbeitungsvorrichtung 2608 enthält Schalter 2701 und 2702.
Die Schalter 2702 und 2702 empfangen jeweils Bild-Daten
I und einen vorherbestimmten Wert von x (beispielsweise x = 0) als
Leerdaten und arbeiten aneinander zugeordnet, um abwechselnd die
Bild-Daten I und die Leerdaten um eine horizontale Breite der Pixel-Fläche in einem
vorgeschriebenen Zyklus auszuwählen,
der, basierend auf einer vorgeschriebenen Zahl von Blöcken, festgelegt
wird, um so die Bild-Daten Ha und Hb auszugeben. Der vorgeschriebene
Zyklus hat bei diesem Beispiel die Breite eines Makroblocks. Beispielsweise
entspricht bei Farbbild-Daten für den Fall,
dass das Verhältnis
der Abtastfrequenzen für
ein Luminanz-Signal und zwei Farbdifferenz-Signale 4:1:1 ist, ein
Block eines Farbdifferenz-Signals vier horizontalen Blöcken des
Luminanz-Signals. Dementsprechend bilden die vier Blöcke des
Luminanz-Signals, die sich an der gleichen Stelle auf der Bildebene
befinden, und die beiden Blöcke
der beiden Farbdifferenz-Signale (insgesamt sechs Blöcke) einen
Makroblock.
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27B ist ein Schaltdiagramm der Nachverarbeitungsvorrichtung 2623.
Die Nachverarbeitungsvorrichtung 2623 enthält einen
Schalter 2703. Der Schalter 2703 empfängt die
beiden Bild-Daten Ha und Hb und wählt die Bild-Daten Ha oder
die Bild-Daten Hb aus. Damit wird der vorherbestimmte Wert x als
die Leerdaten entfernt, und die Daten, die getrennt in den Bild-Daten
Ha und Hb angeordnet sind, werden synthetisiert, um die Bild-Daten I zu erhalten.
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28 stellt dar, wie die Bild-Daten I den Bild-Daten
Ha und Hb entsprechen, wie es für
die Vorverarbeitung und die Nachverarbeitung beschrieben wurde.
In 28 stellt ein Quadrat einen Makroblock dar, und
die Bezugszeichen in dem Quadrat geben die Lage des entsprechenden
Makroblocks an. Bei den Bild-Daten Ha und Hb haben die schraffierten
Makroblocks Leerdaten x und die weißen Makroblocks haben die Bild-Daten
an der entsprechenden Stelle der Bild-Daten I.
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Unter
Bezugnahme auf die 26 und 28 wird
die Funktionsweise des Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes 2600 beschrieben werden.
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Für die Aufzeichnung
werden die Bild-Daten I dem Eingangs-Anschluss 2601 zugeführt, und
der Informationsgehalt wird in näherungsweise
zwei Hälften
durch die Vorverarbeitungsvorrichtung 2608 aufgeteilt,
so dass sich Bild-Daten Ha und Hb ergeben, die im Wesentlichen den
gleichen Informationsgehalt zueinander haben. Im Detail wird der
Informationsgehalt der Bild-Daten I durch eine Einheit aus einem
Makroblock in zwei aufgeteilt, der sich in den weißen Quadraten
in den Bild-Daten Ha und Hb befindet. Leerdaten x sind in den schraffierten
Quadraten angeordnet.
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Die
Bild-Daten Ha werden durch die Blockbildungsvorrichtung 2609a in
Blöcke
aufgeteilt, also zu den Bild-Daten Ba, und dann mit der DCT Transformation
durch die DCT Vorrichtung 2610a zu DCT Daten Da verarbeitet.
Die DCT Daten Da werden durch die Steuer- und Quantisierungsvorrichtung 2611a unter
Verwendung einer Quantisierungskennlinie Ta zu quantisierten DCT
Daten Ea quantisiert. Aufgrund der Quantisierungs-Kennlinien bzw.
Eigenschaften Ta haben die DCT Daten Ea eine Kode-Menge, welche
die gleiche ist, wie bei einem herkömmlichen Gerät. Die DCT
Daten Ea werden dann durch die Kodiervorrichtung 2612a zu
kodierten Daten Ca kodiert. Die kodierten Daten Ca werden entsprechend
einem Aufzeichnungsformat durch die Formatierungsvorrichtung 2613a zu
formatierten Daten Fa formatiert und dann mit einem Fehlerkorrekturkode,
einem Kode für
den Übertragungspfad
und ähnlichen
Parametern versehen und durch die Aufzeichnungsvorrichtung 2614a zu
einem Aufzeichnungssignal Ra gemacht.
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Auf
die gleiche Weise werden die Bild-Daten Hb durch die Blockbildungsvorrichtung 2609b zu
Blöcken
von Bild-Daten Bb aufgeteilt und dann mit einer DCT Transformation
durch die DCT Vorrichtung 2610b zu DCT Daten Db verarbeitet.
Die DCT Daten Db werden durch die Quantisierungsvorrichtung 2611b unter
Verwendung einer Quantisierungskennlinie Tb zu quantisierten DCT
Daten Eb quantisiert. Aufgrund der Quantisierungskennlinie Tb haben
die DCT Daten Eb eine Kode-Menge, welche die gleiche wie bei einem
herkömmlichen
Gerät ist.
Die DCT Daten Ea werden dann durch die Kodiervorrich tung 2612b zu
kodierten Daten Cb kodiert. Die kodierten Daten Cb werden entsprechend
einem Aufzeichnungsformat durch die Formatierungsvorrichtung 2613b zu
formatierten Daten Fb formatiert und dann mit einem Fehlerkorrekturkode,
einem Kode für
den Übertragungspfad
und ähnlichen
Parametern durch die Aufzeichnungsvorrichtung 2614b versehen
und so zu einem Aufzeichnungssignal Rb umgewandelt.
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Die
Aufzeichnungssignale Ra und Rb werden durch Kompression in Bezug
auf die Zeit in einer Multiplex-Verarbeitung zu einem Aufzeichnungssignal
Rab verarbeitet. Die Bilder, die den Bild-Daten Ha und Hb entsprechen,
werden abwechselnd auf dem Aufzeichnungsmedium 2604 aufgezeichnet.
Da die Bilder, die den Bild-Daten Ha und Hb entsprechen, durch das
gleiche Aufzeichnungsformat wie bei einem herkömmlichen Videosignal Aufnahme-
und Wiedergabegerät
aufgezeichnet werden, werden die Bild-Daten I, die jedem einer Vielzahl
von Bildebenen entsprechen, in dem Zustand der Umwandlung in zwei
Bilder (Ha und Hb) aufgezeichnet. Da die Aufzeichnungs-Bit-Rate
das Zweifache der Bit-Rate
des herkömmlichen
Gerätes
ist, ist die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums 2604 (beispielsweise
ein Magnetband) ebenfalls das Zweifache der Geschwindigkeit bei
einem herkömmlichen Gerät.
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Für die Wiedergabe
wird das Aufzeichnungssignal Rab von dem Aufzeichnungsmedium 2604 wiedergegeben
und durch die Demultiplexanordnung 2616 in die Aufzeichnungssignale
Ra und Rb aufgeteilt.
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Das
Aufzeichnungssignal Ra wird unter Dekodieren des Fehlerkorrekturkodes,
des Kodes für den Übertragungspfad
und der ähnlichen
Parameter durch die Wiedergabevorrichtung 2617a zu den
formatierten Daten Fa verarbeitet. Die formatierten Daten Fa werden
durch die Deformatierungsvorrichtung 2618a zu den kodierten
Daten Ca deformatiert. Die kodierten Daten Ca werden durch die Dekodiervorrichtung 2619a zu
den quantisierten DCT Daten Ea dekodiert. Die quantisierten DCT
Daten Ea werden durch die Dequantisiervorrichtung 2620a zu
den DCT Daten Da dequantisiert. Die DCT Daten Da werden durch die
Umkehr-DCT-Vorrichtung 2621a dekodiert, um für jeden
Block die Bild-Daten Ba zu erhalten. Die Bild-Daten Ba für die Vielzahl
der Blöcke
werden durch die Entblockungsvor richtung 2622a zu den Bild-Daten
Ha mit der gleichen Anordnung wie die Bild-Daten I umgeordnet.
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Auf
die gleiche Weise wird das Aufzeichnungssignal Rb unter Dekodieren
des Fehlerkorrekturkodes, des Kodes für den Übertragungspfad und ähnlicher
Parameter durch die Wiedergabevorrichtung 2617b zu den
formatierten Daten Fb verarbeitet. Die formatierten Daten Fb werden
durch die Deformatiervorrichtung 2618b zu den kodierten
Daten Cb deformatiert. Die kodierten Daten Cb werden durch die Dekodiervorrichtung 2619b zu
den quantisierten DCT Daten Eb dekodiert. Die quantisierten DCT
Daten Eb werden durch die Dequantisierungsvorrichtung 2620b zu
den DCT Daten Db dequantisiert. Die DCT Daten Db werden durch die
Umkehr-DCT-Vorrichtung 2621b dekodiert, um für jeden
Block die Bild-Daten Bb zu erhalten. Die Bild-Daten Bb für die Vielzahl
der Blöcke
werden durch die Entblockungsvorrichtung 2622b zu den Bild-Daten
Hb mit der gleichen Daten-Anordnung,
wie die Bild-Daten I, umgeordnet.
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Durch
die Nachverarbeitungsvorrichtung 2623 werden die Leerdaten
x (schraffierte Quadrate in 28)
aus den Bild-Daten Ha und Hb entfernt, und die effektiven Bild-Daten
(weiße
Makroblöcke
in 28) werden zu den Bild-Daten I synthetisiert,
die von dem Ausgangsanschluss 2607 ausgesandt werden.
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Wie
in 28 dargestellt ist, wird einer der beiden benachbarten
Makroblöcke
in den Bild-Daten I zu den Bild-Daten Ha kopiert, und der andere
Makroblock wird zu den Bild-Daten
Hb kopiert. Es ist hochgradig möglich,
dass zwei benachbarte Makroblöcke
stark korreliert sind. In dem Fall, dass zwei benachbarte Makroblöcke stark
korreliert sind, haben solche Makroblöcke näherungsweise den gleichen Informationsinhalt
(Kode-Menge). Weiterhin sind die Anzahlen von Makroblöcken, die
zu den Bild-Daten Ha und Hb kopiert werden, gleich, und die Zahl
der Blöcke
aus Leerdaten ist ebenfalls in den Bild-Daten Ha und Hb gleich.
Dementsprechend ist der Informationsgehalt in den Bild-Daten Ha
und Hb gleich. Die Leerdaten werden vorgesehen, um die Größe des Bildes
mit der der eingegebenen Bild-Daten I gleich zu machen, so dass
die Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodiervorrichtung und die Datenaufzeichnungssektion
in dem herkömmlichen
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät ohne Änderung verwendet werden können. Die Leerdaten
haben in allen Makroblöcken
den gleichen Wert, und die DCT Daten, die durch die DCT Transformation
von den Leerdaten erhalten werden, ist nur eine Gleichstromkomponente,
die eine sehr kleine Kode-Menge hat. Eine Hälfte der Makroblöcke in jedem
der Bild-Daten Ha und Hb hat Leerdaten und die andere Hälfte der
Makroblöcke
enthält
effektive Bild-Daten.
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Die
eingegebenen Bild-Daten I werden im Wesentlichen zu zwei gleichen
Teilen in die Bild-Daten Ha und Hb aufgeteilt, wobei jeder Teil
die Hälfte des
Informationsinhaltes der Bild-Daten I hat. Die Bild-Daten Ha und
Hb werden jeweils nach der Quantisierung mit einer Quantisierungskennlinie
kodiert, die so festgelegt wird, dass die Daten, die aus jedem der
Bild-Daten Ha und Hb enthalten werden die gleiche Kode-Menge wie
bei dem herkömmlichen
Gerät enthalten.
Als Ergebnis hiervon werden die eingegebenen Bild-Daten I zu den
kodierten Daten (Ca und Cb) mit einer Kode-Menge (Gesamtzahl von
Bits) kodiert, die näherungsweise
das Zweifache der Kode-Menge bei dem herkömmlichen Gerät ist. Eine solche
Kode-Menge ist äquivalent
zu der Kode-Menge, die durch Kompression der Daten bei der Hälfte des
Kompressionsverhältnisses
(1:(C/2)) in der herkömmlichen
Hochraten-Kodiervorrichtung erhalten wird. Dementsprechend hat das
Bild, das bei diesem Beispiel erhalten wird, eine höhere Qualität als das Bild,
das durch eine herkömmliche
Hochraten-Kodiervorrichtung erhalten wird.
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In
der Hochraten-Kodiersektion 2602 nach dem achtzehnten Beispiel
werden die eingegebenen Bild-Daten I im Wesentlichen in zwei gleiche
Teile aufgeteilt, um die Bild-Daten Ha und Hb durch die Vorverarbeitungsvorrichtung 2608 zu
erhalten. Durch die einfache Durchführung einer Hochraten-Kodierung
der Bild-Daten Ha und Hb in unabhängiger Weise durch die beiden
Hochraten-Kodiervorrichtungen des herkömmlichen Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes (entsprechend
den Blockbildungsvorrichtungen 2609a zu der Kodiervorrichtung 2612a und
den Blockbildungsvorrichtungen 2609b zu den Kodiervorrichtungen 2612b)
können
also die kodierten Daten (Ca und Cb) erzeugt werden, die im Wesentlichen äquivalent
zu den Daten sind, wie sie durch eine Hochgeschwindigkeits- bzw.
Hochraten-Kodierung erhalten werden, die bei der Hälfte des Kompressionsverhältnisses
des herkömmlichen
Gerätes
durchgeführt
wird.
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Bei
dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2600 nach dem achtzehnten
Beispiel werden die eingegebenen Bild-Daten I im Wesentlichen in
zwei gleichen Teilen zu den Bild-Daten Ha und Hb durch die Vorverarbeitungsvorrichtung 2608 aufgeteilt.
Die Bild-Daten Ha und Hb werden unabhängig auf die gleiche Weise
wie in dem herkömmlichen
Videosignal-Aufnahmegerät
verarbeitet und abwechselnd durch die Funktion des Multiplexers 2615 aufgezeichnet.
Die eingegebenen Daten können
unter Verwendung des herkömmlichen
Gerätes
nahezu ohne Änderung
aufgezeichnet werden, wobei jedoch das erhaltene Bild eine höhere Qualität hat, da
das Kompressionsverhältnis
im Vergleich mit dem herkömmlichen
Gerät die
Hälfte
beträgt.
Da die Makroblöcke
in den Bild-Daten I zu den Bild-Daten Ha und Hb an den entsprechenden
Stellen kopiert werden, kann das Bild, das den Bild-Daten I entspricht,
leicht unter Verwendung des herkömmlichen
Wiedergabegerätes
wiedergegeben werden.
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Der
Informationsgehalt ist in den Bild-Daten Ha und Hb im Wesentlichen
gleich. Dementsprechend werden die Bild-Daten Ha und Hb bei nahezu der
gleichen Quantisierungskennlinie quantisiert, und damit haben die
wiedergegebenen Bild-Daten keinen Unterschied zwischen dem Bereich,
der den Bild-Daten Ha entspricht, und dem Bereich, der den Bild-Daten Hb entspricht.
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Für die beiden
Kanäle
für die
Verarbeitung der Bild-Daten I (die Blockbildungsvorrichtung 2609a zu
der Kodiervorrichtung 2612a, der Formatierungsvorrichtung 2613a und
der Wiedergabevorrichtung 2614a; und der Blockbildungsvorrichtung 2609b zu der
Kodiervorrichtung 2612b, der Formatierungsvorrichtung 2613b und
der Aufzeichnungsvorrichtung 2614b) werden die Videoverarbeitungsschaltungen für den Konsumereinsatz
verwendet. Solche Videoverarbeitungsschaltungen werden aus in Massenfertigung
hergestellten LSIs gebildet und können damit einen geringeren
Energieverbrauch, kleinere Größen und
geringere Preise realisieren. Das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2600,
das solche Schaltungsanordnungen verwendet, kann diese Vorteile
ebenfalls genießen.
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegeräte für den professionellen Einsatz
benützen
ein höheres
Kompressionsverhältnis (eine
höhere
Bit-Rate), um höhere
Bildqualität
zu realisieren, und werden nicht in Massenfertigung produziert.
Im Vergleich mit einem solchen Gerät für den professionellen Einsatz
ist das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2600 nach diesem
Beispiel überlegen
in Bezug auf den Energieverbrauch, die Größe und den Preis und kann trotzdem
das gleiche Niveau in Bezug auf die Bildqualität erreichen.
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Die
Makroblöcke
in den Bild-Daten I werden zu den Bild-Daten Ha und Hb an den gleichen
Stellen wie die ursprünglichen
Stellen kopiert. Damit können die
Bild-Daten I leicht durch das herkömmliche Videosignal-Aufnahmegerät wiedergegeben
werden. Die Konfiguration der Vorverarbeitungsvorrichtung 2608 und
der Nachverarbeitungsvorrichtung 2623 kann signifikant
vereinfacht werden.
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Der
Wert der Leerdaten (insbesondere in Jedem Makroblock) wird bevorzugt
so eingestellt, dass er außerhalb
des dynamischen Bereiches der normalen Bild-Daten, beispielsweise
bei dem minimalen Wert 0 (in dem Fall einer binären Notation ohne Vorzeichen)
liegt. In dem Fall, dass eine Hochraten-Dekodiervorrichtung (entsprechend
einer Hochraten-Dekodiersektion 2606 bei
diesem Beispiel) oder andere Signal-Empfangsvorrichtungen für die Feststellung,
dass ein solcher Wert ein Fehler wird, der während der Übertragung oder einer ähnlichen
Behandlung verursacht wird, und dass ein solcher Wert mit den Daten
in dem vorherigen Bild ersetzt wird, vorgesehen wird, wird die äquivalente
Verarbeitung, wie in der Nachverarbeitungsvorrichtung 2623 durch die
Hochraten-Dekodiervorrichtung durchgeführt. Dementsprechend kann die
Zahl der Schaltungsanordnungen reduziert werden. Wenn der Wert der Leerdaten
auf 0 eingestellt wird, kann der Schalter 2703 mit einer
einfacheren logischen ODER-Schaltung realisiert werden.
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Beispiel 19
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem neunzehnten Beispiel
hat die gleiche Konfiguration und arbeitet auf die gleiche Weise mit
Ausnahme der Vorverarbeitungsvorrichtung 2608 und der Nachverarbeitungsvorrichtung 2623,
so dass auf seine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
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Die
Vorverarbeitungsvorrichtung teilt jede Bildebene der eingegebenen
Bild-Daten I in zwei Bild-Daten Ha und Hb, die näherungsweise jeweils die Hälfte des
Informationsgehaltes der Bild-Daten I haben, während die Nachverarbeitungsvorrichtung die
Bild-Daten Ha und Hb wie bei dem achtzehnten Beispiel zu den Bild-Daten
I synchronisiert. Die Art der Erzeugung der Bild-Daten Ha und Hb
unterscheiden sich jedoch von der Art nach dem achtzehnten Beispiel.
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29a stellt dar, wie bei dem neunzehnten Beispiel
die Bild-Daten Ha und Hb erzeugt werden. Ein Signal vom Komponenten-Typ
mit einem Luminanz-Signal und zwei Farbdifferenz-Signalen, die bei einem
Frequenzverhältnis
von 4:1:1 abgetastet werden, wird der Hochraten-Kodiersektion zugeführt. Vier
Blöcke
des Luminanz-Signals Y1, Y2, Y3 und Y4 seriell benachbart in der
horizontalen Richtung und Blöcke
für die
Farbdifferenz-Signale
Pr1 und Pb1 (insgesamt sechs Blöcke)
entsprechen einem Flächenbereich
der Bildebene, und solche Blöcke
werden im Allgemeinen als ein Makroblock bezeichnet. Bei diesem
Beispiel ist jeder Makroblock der Bild-Daten I im Wesentlichen in
zwei gleiche Teile aufgeteilt, um einen Makroblock der Bild-Daten
Ha und einen Makroblock der Bild-Daten
Hb zu erzeugen.
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Wie
in 29A dargestellt ist, befinden
sich in jedem Makroblock der Bild-Daten Ha die Daten von den Bild-Daten
I in den Blöcken
Y1, Y3 und Pr1. In anderen Blöcken
(schraffierte Blöcke)
ist ein vorherbestimmter Wert x als Leerdaten angeordnet. In jedem
Makroblock der Bild-Daten Hb befinden sich die Daten von den Bild-Daten
I in den Blöcken
Y2, Y4 und Pb1. In den anderen Blöcken (schraffierte Blöcke) ist
ein vorherbestimmter Wert x als Leerdaten angeordnet. Die Blöcke Y1 bis
Y4, die seriell bzw. in Folge zueinander benachbart sind, haben
eine starke Korrelation, und insbesondere die Blöcke Y1 und Y2 und die Blöcke Y3 und
Y4 sind stark korreliert. Dementsprechend ist der Informationsgehalt
in den Bild-Daten Ha und Hb nahezu gleich.
-
Das
Aufteilungsverfahren nach diesem Beispiel ist insbesondere effektiv
beim Umordnen bzw. „Shuffeln", wie es für die Steuerung
der Kode-Menge eingesetzt wird, wenn der Kode-Mengen-Steuerungs-Bereich
kleiner als ein Bild ist. (Beispielsweise wird die Kode-Menge durch eine
Einheit aus fünf
Makroblöcken
gesteuert.) In dem Flächenbereich,
wo die Kode-Menge gesteuert wird, werden die Informations-Gehalte
in den Blöcken
Pr1 und Pb1 durch Shuffeln gemittelt.
-
Als
Vorverarbeitungsvorrichtung und Nachverarbeitungsvorrichtung können die
in den 27A und 27B gezeigten
Vorrichtungen verwendet werden, indem einfach der zeitliche Ablauf
und der Zyklus für
das Schalten geändert
wird.
-
Aufgrund
einer solchen Konfiguration wird jeder Makroblock der eingegebenen
Bild-Daten I im Wesentlichen
zu zwei gleichen Teilen in die Bild-Daten Ha und Hb aufgeteilt,
die jeweils die Hälfte
des Informationsgehaltes der Bild-Daten I haben. Die Bild-Daten
Ha und Hb werden jeweils quantisiert, so dass sie die gleiche Kode-Menge,
wie das herkömmliche
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät vor der Kodierung haben.
Als Ergebnis hiervon werden die eingegebenen Bild-Daten I zu kodierten
Daten mit einer Kode-Menge
kodiert, die das Zweifache der Kode-Menge ist, die bei dem herkömmlichen
Gerät erhalten
wird.
-
Bei
dem neunzehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung wird jeder Makroblock
der eingegebenen Bild-Daten I im Wesentlichen zu zwei gleichen Teilen
in die Bild-Daten Ha und Hb aufgeteilt, die jeweils mit einer Hochraten-Kodierung
auf die gleiche Weise wie bei dem herkömmlichen Gerät verarbeitet werden.
Dementsprechend werden die Bild-Daten mit
der Hälfte
des Kompressionsverhältnisses
bei dem herkömmlichen
Gerät komprimiert,
was zu einer Verbesserung in der Bildqualität führt. Die anderen Effekte des
achtzehnten Beispiels können
ebenfalls erreicht werden.
-
Bei
dem oben beschriebenen Aufteilungsverfahren kann in dem Fall, dass
ein Makroblock nur einen Block enthält, der jedem der beiden Farbdifferenz-Signale
entspricht, ein solcher Block nicht zu zwei gleichen Teilen aufgeteilt
werden, um die Bild-Daten Ha und Hb zu erzeugen. Um diese Unbequemlichkeit
zu vermeiden, stehen die folgenden Verfahren zur Verfügung.
-
Durch
ein Verfahren werden die Blöcke
Pr1 und Pb1 jedes Makroblockes ausgetauscht. Da die Zahl der Blöcke des
Farbdifferenz-Signals zwischen den Bild-Daten Ha und Hb gemittelt
wird, kann die oben erwähnte
Unbequemlichkeit gegenstandslos gemacht bzw. überwunden werden.
-
Durch
ein weiteres Verfahren werden die Daten in den beiden Makroblöcken (Makroblock
1 und Makroblock 2) der eingegebenen Bild-Daten I in zwei aufgeteilt,
um die Bild-Daten Ha und Hb zu erzeugen. Auf diese Weise kann der
Informationsgehalt in den Bild-Daten I stärker in gleiche Teile aufgeteilt
werden. 29B stellt dieses Verfahren
im Detail dar. Das Leuchtdichtesignal wird auf die oben beschriebene Weise
verarbeitet, und deshalb wird hier auf die entsprechende Beschreibung
verzichtet. Die Farbdifferenz-Signale werden auf die folgende Weise
verarbeitet: Der Block Pr1 des Makroblocks 1 der Bild-Daten I wird
angeordnet wie der Block Pr1 in dem Makroblock 1 der Bild-Daten
Ha. Der Block Pb1 des Makroblocks 1 ist wie der Block Pb1 in dem
Makroblock 1 der Bild-Daten Hb angeordnet. Der Block Pr1 des Makroblocks
2 der Bild-Daten I ist wie der Block Pr1 in dem Makroblock 2 der
Bild-Daten Hb angeordnet. Der Block Pb1 des Makroblocks 2 der Bild-Daten
I ist wie der Block Pb1 in dem Makroblock 2 der Bild-Daten Ha angeordnet.
Auf diese Weise werden die Informationsgehalte in den Bild-Daten
Ha und Hb stärker
bzw. mehr gemittelt.
-
Beispiel 20
-
Bei
dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem zwanzigsten Beispiel
ist im Vergleich mit dem achtzehnten und dem neunzehnten Beispiel
die Fähigkeit,
einen Übertragungsfehler zu
korrigieren, verbessert. Das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem
zwanzigsten Beispiel hat die gleiche Konfiguration und arbeitet
auf die gleiche Weise wie die Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegeräte nach
dem achtzehnten und neunzehnten Beispiel in Ausnahme von partiellen Unterschieden.
Die gleichen Elemente wie in dem achtzehnten Beispiel tragen die
gleichen Bezugszeichen, und auf ihre detaillierte Beschreibung wird
verzichtet werden.
-
30A ist ein Schaltdiagramm einer Vorverarbeitungsvorrichtung 2608' in dem Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät
nach diesem Beispiel. Die Vorverarbeitungsvorrichtung 2608' enthält eine
Informations-Reduktionsvorrichtung 3001 zum Reduzieren
des Informationsgehaltes in den Blöcken der eingegebenen Bild-Daten
I um eine vorgeschriebene Zahl von Blöcken (in diesem Beispiel um
jeden Mikroblock), einen Schalter 3002 für den Empfang
der eingegebenen Bild-Daten I und des Ausgangssignals von der Informationsreduktionsvorrichtung 3001 und
für die
Auswahl der beiden Eingangs-Signale mit ei nem vorherbestimmten Zyklus, so
dass sie als die Bild-Daten Ha ausgegeben werden können, sowie
einen Schalter 3003 für
den Empfang der eingegebenen Bild-Daten I und des Ausgangssignals
von der Informationsreduktionsvorrichtung 3001 und für die Auswahl
eines der beiden Eingangs-Signale mit einer umgekehrten Phase zu
der des Schalters 3002, so dass sie als die Bild-Daten
Hb ausgegeben werden. Die Informationsreduktionsvorrichtung 3001 verringert
den Informationsgehalt in jedem Makroblock, um die Zahl der Bits
der kodierten Daten zu reduzieren, die aus dem Makroblock erhalten
werden (ein Typ von Daten-Reduktion, Daten-Kompression oder Hochraten-Kodierung
der Daten). Bei diesem Beispiel werden die Bild-Daten in dem Makroblock
(8 Bits) auf 1/16 reduziert. Da die Bild-Daten in jedem Makroblock
reduziert werden, wird die Kode-Menge jedes Makroblocks näherungsweise
die Hälfte
der Kode-Menge, die ohne Reduktion erhalten wird.
-
30B ist ein Schaltdiagramm einer Nachverarbeitungsvorrichtung 2623' in dem Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät
nach dem zwanzigsten Beispiel. Die Nachverarbeitungsvorrichtung 2623' enthält einen
Schalter 3004 für
den Empfang der Bilddaten Ha und Hb und für die Auswahl nur eine Folge
der Bild-Daten Ha und Hb, welche die gleiche wie die Bild-Daten
I ist, um die Bild-Daten I wiederzugeben, einen Schalter 3005 für den Empfang
der Bild-Daten Ha und Hb für
die Auswahl nur eines der Ströme
von Bild-Daten Ha und Hb, welcher der gleiche wie das Ausgangssignal
von der Informations-Reduktionsvorrichtung 3001 ist,
an der Informations-Interpolationsvorrichtung 3006 für die Wiedergabe
der Bild-Daten in einer Form, die so nahe wie möglich bei den ursprünglichen
Bild-Daten von dem Ausgangssignal liegt, das durch die Informations-Reduktionsvorrichtung 3001 ausgesandt
wird, sowie einen Schalter 3007 für die Auswahl der von dem Schalter 3004 ausgewählten Daten
oder der Daten von der Informations-Interpolationsvorrichtung 3006. Die
Daten, die von dem Schalter 3005 mit einer umgekehrten
Phase zu der des Schalters 3006 ausgewählt werden, sind äquivalent
zu den Bild-Daten,
die durch Reduktion des Informationsgehaltes der gesamten Bild-Daten
I erhalten werden, und diese Daten werden als „Bild-Daten Id" bezeichnet. Wenn
die Informations-Reduktionsvorrichtung 3001 als
Daten-Kompressor betrachtet wird, so kann die Informations-Interpolationsvorrichtung 3006 als
Datenexpansionsvorrichtung angesehen werden. Da die Informations-Reduktionsvorrichtung 3001 die
Bild-Daten auf 1/16 verringert, expan diert die Informations-Interpolationsvorrichtung 3006 die
Daten 16 mal, um die ursprünglichen Bild-Daten zu erhalten.
-
Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem zwanzigsten Beispiel
mit der oben beschriebenen Konfiguration arbeitet auf die folgende
Weise. 28 wird benutzt werden, um
die Verarbeitung bzw. den Betrieb durch die Vorverarbeitungsvorrichtung 2608' und die Nachverarbeitungsvorrichtung 2623' zu beschreiben.
Dabei wird zusätzlich
in den 30A und 30B auch
auf die 26 Bezug genommen.
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Für die Aufzeichnung
wird jede Bildebene der Bild-Daten I, die an den Eingangs-Anschluss 2601 angelegt
werden, durch die Vorverarbeitungsvorrichtung 2608' (30A) zu den beiden Bild-Daten Ha und Hb verarbeitet.
Die weißen
Makroblöcke in
den Bild-Daten Ha haben die gleichen Bild-Daten, wie in dem entsprechenden
Makroblock in den Bild-Daten I. Die schraffierten Makroblöcke in den Bild-Daten
Ha haben Ausgangssignale von der Informations-Reduktionsvorrichtung 3001,
nämlich
Daten, die durch Reduzierung der Daten in der entsprechenden Stelle
in den Bild-Daten auf 1/16 in Amplitudenrichtung verringert werden.
Auf die gleiche Weise haben die weißen Makroblöcke in den Bild-Daten Hb die
gleichen Bild-Daten wie in dem entsprechenden Makroblock in den
Bild-Daten I. Die schraffierten Makroblöcke in den Bild-Daten Hb haben
Ausgangssignale von der Informations-Reduktionsvorrichtung 3001,
nämlich
Daten, die durch Reduzierung der Daten an der entsprechenden Stelle
in den Bild-Daten auf 1/16 in Amplitudenrichtung erhalten werden.
Mit anderen Worten werden die Bild-Daten I zu den Bild-Daten Ha
und Hb in einem Zustand der teilweisen Überlappung umgewandelt. Bei
dem achtzehnten Beispiel enthalten im Gegensatz hierzu die schraffierten
Makroblöcke
nur Leerdaten, und damit werden die Bild-Daten I in zwei Datenströme ohne Überlappung
aufgeteilt. Die Bild-Daten
Ha und Hb werden wie bei dem achtzehnten Beispiel mit Hochraten-Kodierung
verarbeitet, so dass sich kodierte Daten Ca und Cb ergeben, und
weiterhin einer Multiplex-Verarbeitung
zu einem Aufzeichnungssignal Rab unterworfen, das auf das Aufzeichnungsmedium 2604 aufgezeichnet
wird.
-
Für die Wiedergabe
wird das Aufzeichnungssignal Rab wiedergegeben, in die kodierten
Daten Ca und Cb aufgeteilt und zu den Bild-Daten Ha und Hb dekodiert.
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Bei
normalem Betrieb werden nur die Daten in den weißen Makroblöcken in den Bild-Daten Ha und Hb durch
den Schalter 3004 ausgewählt und zu den Bild-Daten I
synthetisiert, um durch einen Schalter 3007 von dem Ausgangsanschluss 2607 ausgegeben
au werden. Wenn jedoch ein Datenfehler, der durch die Wiedergabevorrichtungen 2617a und 2617b nicht
korrigiert werden kann, festgestellt wird, wird von den Wiedergabevorrichtungen 2617a und 2617b ein
Fehlerkorrektur-Instruktionssignal ausgesandt, wodurch die Daten
in dem entsprechenden Makroblock durch die Informations-Interpolationsvorrichtung 3006 mit
den Bild-Daten ersetzt werden, die im Wesentlichen von den Daten
in dem vierten Makroblock wiedergegeben werden. Diese Daten werden über den
Schalter 3007 ausgegeben.
-
Das
Kompressionsverhältnis
ist bei diesem Beispiel näherungsweise
3/4 des Kompressionsverhältnisses
für das
herkömmliche
Gerät (1:C),
nämlich 1:(3/4)C,
weil der Informationsgehalt in jedem schraffierten Makroblock in
den Bild-Daten Ha und Hb näherungsweise
die Hälfte
des Informationsgehaltes in jedem weißen Makroblock ist.
-
Bei
dem zwanzigsten Beispiel nach der vorliegenden Erfindung werden
die eingegebenen Bild-Daten I in zwei Bild-Daten Ha und Hb im Zustand der
teilweisen Überlappung
vor der Kompression und der Aufzeichnung umgewandelt. Damit wird
das Kompressionsverhältnis
leicht verringert, um die Qualität
des Bildes zu verbessern, das durch die Hochraten-Kodierung erhalten
wird. Weiterhin wird durch Verwendung des überlappenden Teils der Daten
eine Fehlerkorrektur zuverlässiger
gewährleistet.
-
Bei
dem zwanzigsten Beispiel verringert die Informations-Reduktionsvorrichtung 3001 die
Daten durch eine Datenverarbeitung, die äquivalent zu der Multiplikation
der Bild-Daten mit einem Wert kleiner als „1" ist (Bit-Verschiebungsverarbeitung).
Andere Typen von Vorrichtungen können
jedoch ebenfalls als Informations-Reduktionsvorrichtung 3001 verwendet
werden. Bei einer einfachen, beispielhaften Vorrichtung wird ein
Mittelwert des Makroblocks oder ein Wert der Bild-Daten an einer
vorherbestimmten Stelle in dem Makroblock gefunden, und alle Bild-Daten
werden durch diesen Wert ersetzt. In diesem Fall enthält ebenfalls
die so erhaltene Information nur eine DC bzw. Gleichstrom-Komponente.
-
Dementsprechend
sind die Kode-Menge und das Kompressionsverhältnis (1:(C/2)) beim achtzehnten
Beispiel gleich. In diesem Fall kann auf die Informations-Interpolationsvorrichtung 3006 verzichtet
werden, wodurch sich die Schaltungs-Konfiguration vereinfacht.
-
Andere
Verfahren zur Verringerung der Informationen können ebenfalls eingesetzt werden.
Beispielweise wird nur eine AC- bzw. Wechselstrom-Komponente in
dem Makroblock, nämlich
der dynamische Bereich, reduziert. Im Detail wird ein Mittelwert
in dem Makroblock gefunden, und die Differenz zwischen dem Wert
der Bild-Daten und dem Makroblock und dem Mittelwert, nämlich eine
Wechselstromkomponente, wird gefunden. Die Differenz wird mit einem
Wert multipliziert, der kleiner als „1" ist, um den dynamischen Bereich zu
reduzieren. Der erhaltene dynamische Bereich und der Mittelwert
werden miteinander addiert, und die Summe wird nach der Informations-Reduktion
als die Bild-Daten
verwendet. In einem solchen Fall wird die Informations-Interpolation
durchgeführt,
indem die Differenz zwischen dem Wert der Bild-Daten in dem Makroblock
und dem Mittelwert (AC- bzw. Wechselstrom-Komponente) gefunden,
die Differenz mit einem umgekehrten des oben erwähnten Wertes, der kleiner als „1" ist, multipliziert
und dann der erhaltene Wert zu dem Mittelwert addiert wird. Auf
diese Weise können
Bild-Daten erhalten werden, die im Wesentlichen gleich den ursprünglichen
Bild-Daten I sind.
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Die
anderen Effekte bei dem achtzehnten und neunzehnten Beispiel können ebenfalls
erzielt werden.
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Beispiel 21
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Das
einundzwanzigste Beispiel der vorliegenden Erfindung wird unter
Bezugnahme auf die 31, 32A und 32B beschrieben werden. 31 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes 3100 nach
dem einundzwanzigsten Beispiel. Das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3100 kann
sowohl im normalen Modus, wie er üblicherweise zur Verfügung steht,
als auch in einem qualitativ hochwertigen Modus betrieben werden.
In dem qualitativ hochwertigen Modus wird ein Bild hoher Qualität durch
eine bzw. mit einer Verzögerung
von 1/2 Vollbild-Zyklus aufgezeichnet und wiedergegeben.
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3100 enthält einen
Eingangs-Anschluss 3101, an den Bild-Daten I eines sich
bewegenden Bildes angelegt werden, eine Vorverarbeitungsvorrichtung 3102,
eine Hochraten-Kodiersektion 3103 für die Durchführung einer
Hochraten-Kodierung der erhaltenen Daten, eine Daten-Aufzeichnungssektion 3104 für die Aufzeichnung
der erhaltenen Daten auf ein Aufzeichnungsmedium 3105,
eine Daten-Wiedergabesektion 3106 für die Wiedergabe
der Daten von dem Aufzeichnungsmedium 3105, eine Hochraten-Dekodiersektion 3107 für die Dekodierung
der erhaltenen Daten zu den Bild-Daten I, eine Nachverarbeitungsvorrichtung 3108 und
einen Ausgangsanschluss 3109, von dem die wiedergegebenen Bild-Daten
I ausgesandt werden.
-
Die
Vorverarbeitungsvorrichtung 3102 erlaubt einfach die Übertragung
der Bild-Daten ohne Verarbeitung bei dem normalen Modus. In dem
Modus mit hoher Qualität
erzeugt die Vorverarbeitungsvorrichtung 3102 zwei Bild-Daten
Ha und Hb von jeder der Vielzahl von Bildebenen der Bild-Daten I,
so dass die Bild-Daten Ha und Hb Informationen in dem teilweisen überlappenden
Zustand haben. Die Bild-Daten Ha und Hb werden aus den Bild-Daten I sequentiell,
nicht gleichzeitig, erzeugt. Die Hochraten-Kodiersektion 3103 führt die
Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodierung der Bild-Daten I (normaler
Modus) oder der Bild-Daten Ha und Hb (Modus mit hoher Qualität) durch.
Die Nachverarbeitungsvorrichtung 3108 lässt die Übertragung der Bild-Daten I
ohne Verarbeitung im normalen Modus zu. In dem Modus mit hoher Qualität gibt die
Nachverarbeitungsvorrichtung 3108 die Bild-Daten I aus den
Bild-Daten Ha und Hb mit einem kleineren Kompressionsverhältnis als
im normalen Modus wieder, so dass ein qualitativ hochwertiges Bild
erzeugt wird.
-
Die
Hochraten-Kodiersektion 3103, die Datenaufzeichnungsvorrichtung 3104,
die Datenwiedergabevorrichtung 3106 und die Hochraten-Dekodiervorrichtung 3107 haben
den gleichen Aufbau und die gleiche Funktionsweise wie das herkömmliche
Gerät und
das Gerät
nach dem achtzehnten Beispiel, so dass seine detaillierte Beschreibung
hier nicht mehr erforderlich ist. Die Hochraten-Kodiersektion 3103 enthält eine
Blockbildungsvorrichtung 3110, eine DCT Vorrichtung 3111,
eine Steuer- und Quantisierungsvorrichtung 3112 sowie eine
Kodiervorrichtung 3113. Die Datenaufzeichnungssektion 3104 ent hält eine
Formationsvorrichtung 3114 und eine Aufzeichnungsvorrichtung 3115.
Die Datenwiedergabesektion 3106 enthält eine Wiedergabevorrichtung 3116 und eine
Deformationsvorrichtung 3117. Die Hochraten-Dekodiersektion 3107 enthält eine
Dekodiervorrichtung 3118, eine Dequantisierungsvorrichtung 3119,
eine Umkehr-DCT Vorrichtung 3120 und eine Vorrichtung 3121,
die die Blockbildung rückgängig macht,
also eine „Endblockungsvorrichtung".
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32A ist ein Schaltdiagramm der Vorverarbeitungsvorrichtung 3102.
Die Vorverarbeitungsvorrichtung 3102 enthält einen
Speicher 3206 für
die Speicherung der Bild-Daten I, eine Informations-Reduktionsvorrichtung 3207,
welche gleich der in 30A gezeigten
ist, sowie einen Schalter 3208. Der Schalter 3208 empfängt das
Ausgangssignal von dem Speicher 3206 und das Ausgangssignal
von der Informations-Reduktionsvorrichtung 3207 als zwei Eingangs-Signale
und wählt
eines der beiden Eingangs-Signale mit einem vorherbestimmten Zyklus aus.
Damit werden die Bild-Daten Ha und Hb, wie sie in den 28, 29A oder 29B gezeigt sind, abwechselnd für jede Bildebene
erzeugt.
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32B ist ein Blockdiagramm der Nachverarbeitungsvorrichtung 3108.
Die Nachverarbeitungsvorrichtung 3108 enthält eine
Informations-Interpolationsvorrichtung 3209, einen Schalter 3210 und
einen Speicher 3211. Die Informations-Interpolationsvorrichtung 3209 interpoliert
nur die Bild-Daten in den Makroblöcken der Bild-Daten Ha und
Hb, die mit Informations-Reduktion verarbeitet worden sind. Der
Schalter 3210 empfängt
das Ausgangssignal von der Vorrichtung 3121, die die Blockbildung
rückgängig macht
(die Bild-Daten
I, Ha oder Hb) und das Ausgangssignal von der Informations-Interpolationsvorrichtung 3209.
Bei dem Modus mit hoher Qualität wählt der
Schalter 3210 nur dann, wenn ein Fehlerkorrektur-Instruktionssignal
von der Wiedergabevorrichtung 3116 übersandt wird, den Fehler korrigierende
Daten für
die Korrektur des Fehlers aus, der nicht durch die Wiedergabevorrichtung 3116 korrigiert
werden kann (ausgegeben von der Informations-Interpolationsvorrichtung 3116).
Wenn ein solches Signal nicht abgeschickt wird, wählt der
Schalter 3210 nur die Daten in den weißen Makroblöcken in 28, 29A oder 29B aus.
Bei normalem Modus wählt
der Schalter 3210 die Bild-Daten I aus, die von der die
Blockbildung rückgängig machenden
Vorrichtung 3121 ausgeschickt werden. Der Speicher 3211 ermöglicht die Übertragung
der Bild-Daten I im normalen Mo dus ohne Verarbeitung. Bei dem Modus
mit hoher Qualität
synthetisiert der Speicher 3211 die Bild-Daten Ha und Hb
zu den Bild-Daten I.
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3100 mit der oben
beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise. Im
normalen Modus werden die Bild-Daten I einfach durch die Vorverarbeitungsvorrichtung 3102 und
die Nachverarbeitungsvorrichtung 3108 geschickt, und die
Funktionsweise bei der Aufzeichnung und Wiedergabe ist die gleiche
wie bei dem herkömmlichen
Gerät und dem
Gerät nach
dem achtzehnten Beispiel. Seine detaillierte Beschreibung ist deshalb
nicht mehr erforderlich.
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Für die Aufzeichnung
in dem Modus mit hoher Qualität
werden die Bild-Daten I, die an den Eingangs-Anschluss 3101 angelegt
werden, im Zustand der teilweise Überlappung auf zwei aufgeteilt,
um die Bild-Daten Ha und Hb zu erzeugen. Die Bild-Daten Ha werden
zuerst erzeugt und durch die Hochraten-Kodiervorrichtung 3103 in
die Daten Ca umgewandelt. Die kodierten Daten Ca werden in ein Aufzeichnungssignal
Ra umgewandelt und durch die Datenaufzeichnungssektion 3104 auf
das Aufzeichnungsmedium 3105 aufgezeichnet. Dann werden
die Bild-Daten Hb erzeugt und durch die Hochraten-Kodiersektion 3103 zu
den Daten Cb umgewandelt. Die kodierten Daten Cb werden zu einem
Aufzeichnungssignal Rb umgewandelt und durch die Datenaufzeichnungssektion 3104 auf
dem Aufzeichnungsmedium 3105 aufgezeichnet.
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Jede
Bildebene der Bild-Daten I wird auf die Bild-Daten Ha und Hb aufgeteilt.
Die Informationen in den Bild-Daten Ha und Hb überlappen sich teilweise und
werden abwechselnd aufgezeichnet. Der Gesamtinformationsgehalt ist
kleiner als das Doppelte des Informationsgehaltes in den Bild-Daten
I, wobei jedoch die gesamte Kode-Menge das Zweifache der Kode-Menge
jeder der Bild-Daten Ha und Hb ist. Dementsprechend werden die Bild-Daten I mit einer Hochraten-Kodierung
mit einem kleineren Kompressionsverhältnis als in dem herkömmlichen
Gerät verarbeitet.
Als Ergebnis hiervon kann eine qualitativ hochwertige Aufzeichnung
realisiert werden.
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Für die Wiedergabe
in dem Modus mit hoher Qualität
wird das Aufzeichnungssignal Ra von dem Aufzeichnungsmedium 3105 erhalten
und durch die Datenwiedergabesektion 3106 in die kodierten
Daten Ca umgewandelt. Die kodierten Daten Ca werden durch die Hochraten-Dekodiervorrichtung 3107 zu den
Bild-Daten Ha dekodiert. Die Bild-Daten Ha werden zu der Nachverarbeitungsvorrichtung 3108 gesandt.
Wenn in den Daten in den weißen
Makroblöcken,
die in den 28, 29A oder 29B gezeigt sind, kein Fehler ist, werden die
Daten in den weißen
Makroblöcken über den
Schalter 3210 in den Speicher 3211 geschrieben.
Wenn in diesen Daten ein Fehler vorliegt, werden die Daten nicht
in den Speicher 3211 geschrieben. Zu diesem Zeitpunkt werden
die Daten in den schraffierten Makroblöcken, die in den 28, 29A und 29B gezeigt sind (Makroblöcke, die mit Informations-Reduktion verarbeitet
wurden) durch die Informations-Interpolationsvorrichtung 3209 als
die ursprünglichen
Bild-Daten wiedergegeben und durch den Schalter 3210 in den
Speicher 3211 geschrieben.
-
Dann
wird das Aufzeichnungssignal Rb von dem Aufzeichnungsmedium 3105 erhalten,
und durch die Datenwiedergabesektion 3106 in die kodierten
Daten Cb konvergiert. Die kodierten Daten Cb werden durch die Hochraten-Dekodiervorrichtung 3107 zu
den Bild-Daten Hb
dekodiert. Die Bild-Daten Hb werden zu der Nachverarbeitungsvorrichtung 3108 geschickt.
Wenn in den Daten in den weißen Makroblöcken, die
in 28, 29A oder 29B gezeigt sind, kein Fehler vorliegt, werden
die Daten in den weißen
Makroblöcken über den
Schalter 3210 in den Speicher 3211 geschrieben.
Die weißen
Makroblöcke
in den Bild-Daten Hb entsprechen den schraffierten Makroblöcken in
den Bild-Daten Ha. Dementsprechend werden durch das Schreiben der
Bild-Daten Ha und Hb in den Speicher 3211 die gesamten Bild-Daten
I in dem Speicher 3211 erhalten, so dass sie von dem Ausgangsanschluss 3209 ausgegeben werden
können.
-
Durch
dieses Einschreiben werden die Makroblöcke mit einem Fehler, der durch
die Wiedergabevorrichtung 3116 nicht korrigiert werden
kann, nicht korrekt als ein Teil des Bildes wiedergegeben. In dem
Fall, dass ein weißer
Makroblock in den Bild-Daten Ha einen solchen Fehler aufweist, wird
dieser Fehler auf die folgende Weise kompensiert. Daten in dem Makroblock,
die sich an der entsprechenden Stelle in den Bild-Daten Hb (schraffierter
Makroblock) befinden, nämlich
Daten, die durch die Informations-Reduktionsvorrichtung 3207 verarbeitet
wurden, werden durch die Informations-Interpolationsvorrichtung 3209 expandiert.
Der weiße
Makroblock mit einem Fehler wird mit den Daten ersetzt, die durch eine solche
Interpolation erhalten werden. In dem Fall, dass ein weißer Makroblock
in den Bild-Daten Hb einen solchen Fehler hat, wird der weiße Makroblock durch
Daten ersetzt, die durch Interpolation der Daten in dem Makroblock
erhalten wurden, der sich an der entsprechenden Stelle in den Bild-Daten
Ha (schraffierter Makroblock) befindet.
-
Im
Detail ergibt sich Folgendes: Wenn die Bild-Daten Ha in den Speicher 3211 geschrieben werden,
werden die Daten, die durch die Interpolation erhalten wurden (korrigierte
Daten), ebenfalls geschrieben. Wenn kein Fehler in den Daten in
jedem weißen
Makroblock der Bild-Daten Hb ist, werden die korrigierten Daten
abgedated zu den Daten in dem weißen Makroblock. Wenn ein Fehler
vorliegt, wird kein Einschreiben vorgeführt, was äquivalent zu dem Einschreiben
der korrigierten Daten ist. Wenn die Bild-Daten Hb in den Speicher 3211 eingeschrieben werden,
werden die Daten, die durch die Interpolation erhalten wurden (korrigierte
Daten), ebenfalls eingeschrieben. Wenn kein Fehler in den Daten
in jedem weißen
Makroblock der Bild-Daten Ha ist, werden die korrigierten Daten
zu den Daten in dem weißen
Makroblock abgedated. Wenn ein Fehler vorliegt, wird kein Einschreiben
durchgeführt,
was äquivalent
zu dem Einschreiben der korrigierten Daten ist. Auf diese Weise
kann eine Korrektur für
alle Makroblocks mit einem Fehler durchgeführt werden, der während der Übertragung
verursacht ist.
-
Bei
dem einundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung beträgt bei dem
Modus hoher Qualität
die Zahl der Einzelbilder, die pro Sekunde eingegeben werden, maximal
die Hälfte
dieser Zahl bei normalem Betrieb. Die Geschwindigkeit kann nicht
weiter erhöht
werden. Durch einfaches Hinzufügen
der Vorverarbeitungsvorrichtung 3102 und der Nachverarbeitungsvorrichtung 3108 zu
dem herkömmlichen
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät kann jedoch die Zahl der
Bits für
jede Bit-Ebene erhöht
und damit das Kompressionsverhältnis
reduziert werden, wodurch sich eine Verbesserung in der Qualität bei der
Aufzeichnung und der Wiedergabe ergibt.
-
Bei
diesem Beispiel werden die Bild-Daten I im Zustand des teilweisen Überlappens
auf die beiden Bild-Daten Ha und Hb aufgezeigt. Es ist leicht ersichtlich,
dass ein Bild hoher Qualität
auch in dem Fall erhalten werden kann, dass sich die Information in
den Bild-Daten Ha
und Hb nicht überlappen.
In einem solchen Fall ist jedoch die Fähigkeit zur Feh lerkorrektur
geringer als in dem oben beschriebenen Fall, wobei jedoch das Kompressionsverhältnis niedriger
sein kann, weil eine Kompression des sich überlappenden Teils der Informationen
nicht benötigt wird.
Dementsprechend ist die Bildqualität höher.
-
Der
Modus mit hoher Qualität
wird beispielsweise als Modus für
Stillbilder verwendet. Ein sich bewegendes Bild wird im normalen
Modus aufgezeichnet, und ein Stillbild wird im Modus mit hoher Qualität aufgezeichnet.
Durch Aufzeichnen eines Stillbildes im normalen Modus unmittelbar
vor oder unmittelbar nach der Aufzeichnung in dem Modus mit hoher
Qualität
wird dasselbe, einzelne Stillbild sowohl im normalen Modus als auch
im Modus mit hoher Qualität
aufgezeichnet. Damit kann eine Fehlerkorrektur mit höherer Präzision durchgeführt werden. Sogar
ein Wiedergabegerät,
das keinen qualitativ hochwertigen Modus hat, kann das Stillbild
wiedergeben, das im normalen Modus aufgezeichnet wurde. Damit kann
das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach diesem Beispiel kompatibel
mit einem Wiedergabegerät
sein, das nur den normalen Modus hat. In dem Fall, dass das Aufzeichnungsmedium
jedes mal dann angehalten wird, wenn ein Vollbild eines Stillbildes
aufgezeichnet wird, läuft
das Aufzeichnungsmedium nicht sofort stabil. Als Ergebnis hiervon
wird die Spur mit den bereits darauf gespeicherten Daten möglicherweise
in der Breiten-Richtung verschoben, wodurch eine fehlerhafte Datenübertragung
verursacht wird. In dem Fall, dass dasselbe, einzige Bild unmittelbar
nach der Aufzeichnung mit dem Modus hoher Qualität im normalen Modus aufgezeichnet
wird, werden nur die Daten verschoben, die im normalen Modus aufgezeichnet
wurden. Die Daten, die in dem Modus mit hoher Qualität aufgezeichnet
wurden, werden durch die räumliche Verschiebung
nicht beeinflusst. Sogar dann, wenn ein Flächenbereich mit Daten, die
im normalen Modus aufgezeichnet wurden, zu einem anderen Flächenbereich
der Daten verschoben bzw. umgeschaltet wird, die auf einem Aufzeichnungsmedium
mit dem Modus hoher Qualität
aufgezeichnet wurden oder umgekehrt, werden an der Grenze zwischen den
beiden Flächenbereichen
keine Servo- oder Bild-Störungen
verursacht. Der Grund hierfür
liegt daran, dass die Aufzeichnungsbreite bei dem Modus mit hoher
Qualität
erhalten wird, indem die Aufzeichnungsbreite in dem normalen Modus
mit einer ganzen Zahl (bei diesem Beispiel zwei) multipliziert wird.
-
Obwohl
es eigentlich nicht erforderlich ist, wird darauf hingewiesen, dass
durch Erhöhen
der Geschwindigkeit der Vorverarbeitungsvorrichtung 3102,
der Hochraten-Kodiersektion 3103, der Daten-Aufzeichnungssektion 3104,
der Daten-Wiedergabevorrichtung 3106, der Hochraten-Dekodierung 3107 und
der Nachverarbeitungsvorrichtung 3108 auf das Doppelte
der vorherigen Geschwindigkeit, das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät ein Bild
mit höherer
Qualität
aufzeichnet und wiedergibt, ohne irgendein Vollbild zu verlieren,
d.h., bei der normalen Geschwindigkeit.
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Bei
dem achtzehnten bis einundzwanzigsten Beispiel wird das Kompressionsverhältnis auf
1/2 der herkömmlichen
Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodiervorrichtung reduziert.
Das Kompressionsverhältnis
kann 1/N (N ist eine ganze Zahl) sein, und die Daten können durch
die Kanäle
verarbeitet werden, die in der Anzahl N parallel vorgesehen sind. Durch
Erhöhen
der Verarbeitungsgeschwindigkeit kann die Zahl der Verarbeitungskanäle verringert werden.
Durch Erhöhen
der Verarbeitungsgeschwindigkeit um das N-fache reicht, wie in diesem
Beispiel, nur ein Kanal aus. In einem solchen Fall kann auf den Multiplexer
verzichtet werden.
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Beispiel 22
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Das
zweiundzwanzigste Beispiel für
die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 33, 34A, 34B, 35A und 35B beschrieben werden. Bei dem zweiundzwanzigsten Beispiel
werden Bild-Daten, die einer Bildgröße 2 entsprechen, mit einer
Hochraten-Kodierung für
die Kompression zu Bild-Daten, die einer Bildgröße 1 entsprechen, für die Aufzeichnung
und Wiedergabe unter Verwendung eines herkömmlichen Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes verarbeitet.
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33 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes 3300 nach dem
zweiundzwanzigsten Beispiel.
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3300 enthält einen
Eingangs-Anschluss 3301, an den Bild-Daten eines sich bewegenden
Bildes mit einer Bildgröße 2 angelegt
wird. Bei diesem Beispiel wird die Bildgröße 2 erhalten, indem eine Bildgröße 1 auf
die doppelte Größe sowohl
horizontal als auch vertikal expandiert wird. Im Detail enthält die Bildgröße 2 1440
Pixel (horizontal) × 960
Zeilen (vertikal). Eine Vorverarbeitungsvorrichtung 3302 wandelt
jede der Vielzahl von Bildebenen eines Bildes L mit der Bildgröße 2 in
vier Bild-Daten Ma, Mb, Mc und Md um, die jeweils die Größe 1 (720
(horizontal) × 480
(vertikal) Pixel) hat, also 1/4 der Bildgröße 2. Vier Hochraten-Kodiervorrichtungen 3303 bis 3306 führen jeweils
eine Hochraten-Kodierung der Bild-Daten Ma, Mb, Mc und Md zu den
kodierten Daten Ca, Cb, Cc und Cd durch. Vier Datenaufzeichnungsvorrichtungen 3307 bis 3310 orten
jeweils die kodierten Daten Ca, Cb, Cc und Cd entsprechend einem
Aufzeichnungsformat (Übertragungsformat)
und erzeugen Aufzeichnungsdaten Ra, Rb, Rc und Rd als Ergebnis der
Addition eines Fehlerkorrekturkodes, einer Kodierung für den Übertragungspfad
(Modulation) und ähnlicher
Verarbeitungsschritte. Ein Multiplexer 3311 unterwirft
die Aufzeichnungsdaten Ra, Rb, Rc und Rd einer Multiplexverarbeitung
zu einem Aufzeichnungssignal Ra, Rb, Rc und Rd und zeichnet die
Aufzeichnungssignale Ra, Rb, Rc und Rd auf ein Aufzeichnungsmedium 3312 auf.
Ein Demultiplexer 3313 unterwirft das Aufzeichnungssignal
Rabcd von dem Aufzeichnungsmedium 3312 einer Demultiplex-Verarbeitung
zu den Aufzeichnungsdaten Ra, Rb, Rc und Rd. Vier Daten-Wiedergabevorrichtungen 3314 bis 3317 geben
jeweils die Daten als Ergebnis einer Dekodierung der Kodierung für den Übertragungspfad
(Demodulation), der Dekodierung des Fehlerkorrekturkodes und der ähnlichen
Verarbeitung wieder und geben dann die Daten Ca, Cb, Cc und Cd entsprechend
dem Aufzeichnungsformat auf. Vier Hochraten-Dekodiervorrichtungen 3318 bis 3321 dekodieren
die kodierten Ca, Cb, Cc und Cd jeweils zu den Bild-Daten Ma, Mb,
Mc und Md. Eine Nachverarbeitungsvorrichtung 3322 führt eine
Verarbeitung umgekehrt zu der Verarbeitung in der Vorverarbeitungsvorrichtung 3302 durch,
um das Bild L zu erhalten.
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34A ist ein Schaltdiagramm der Vorverarbeitungsvorrichtung 3302.
Die Vorverarbeitungsvorrichtung 3302 enthält einen
Schalter 3401 und vier Speicher 3402 bis 3405.
Der Schalter 3401 empfängt die
Bild-Daten L (das Bezugszeichen L wird auch dazu verwendet werden,
um die Bild-Daten des Bildes L darzustellen) und wählt einen
der vier Speicher 3402 bis 3405 mit einem vorgeschriebenen
Zyklus aus, um die Bild-Daten L auszugeben. Die Speicher 3402 bis 3405 speichern
die Daten von dem Schalter 3401 und bilden jeweils Bild-Daten
Ma, Mb, Mc und Md.
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34B ist ein Schaltdiagramm der Nachverarbeitungsvorrichtung 3322.
Die Nachverarbeitungsvorrichtung 3322 enthält vier
Speicher 3406 bis 3409 und einen Schalter 3410.
Die Speicher 3406 bis 3409 speichern die wiedergegebenen
Bild-Daten Ma, Mb, Mc und Md, und der Schalter 3401 empfängt die Bild-Daten
Ma, Mb, Mc und Md und wählt
eines der Eingangs-Signale in einem vorgeschriebenen Zyklus aus,
um die Bild-Daten L zu bilden.
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Die
Funktionsweise des Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes 3300 mit
dem oben beschriebenen Aufbau wird nun unter Bezugnahme auf die 33, 35A und 35B beschrieben werden.
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Für die Aufzeichnung
werden die Bild-Daten L, die an den Eingangs-Anschluss 3301 angelegt werden,
durch die Vorverarbeitungsvorrichtung 3302 in vier Bild-Daten
Ma, Mb, Mc und Md aufgeteilt. Die Bild-Daten Ma, Mb, Mc und Md werden
jeweils durch die Hochraten-Kodiervorrichtungen 3303 bis 3306 in einer
Hochraten-Kodierung zu den kodierten Daten Ca, Cb, Cc und Cd verarbeitet.
Die kodierten Daten Ca, Cb, Cc und Cd werden jeweils durch die Aufzeichnungsvorrichtungen 3307 bis 3310 zu
Aufzeichnungsdaten Ra, Rb, Rc und Rd verarbeitet. Die Aufzeichnungsdaten
Ra, Rb, Rc und Rd werden durch den Multiplexer 3311 einer
Multiplex-Verarbeitung zu einem Aufzeichnungssignal Rabcd verarbeitet,
das auf das Aufzeichnungsmedium 3312 aufgezeichnet wird.
Jede Bildebene des Bildes L mit der Bildgröße 2 wird in vier Bild-Daten
Ma, Mb, Mc und Md aufgeteilt, die jeweils die Bildgröße 1 haben.
Diese Bild-Daten Ma, Mb, Mc und Md werden auf die gleiche Weise wie
in einem herkömmlichen
Gerät,
beispielsweise mit dem gleichen Kompressionsverhältnis und mit der gleichen
Bildgröße aufgezeichnet.
Mit anderen Worten wird die Aufzeichnung bei einer Geschwindigkeit
durchgeführt,
die viermal höher
als in dem herkömmlichen
Gerät ist.
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Für die Wiedergabe
wird das Aufzeichnungssignal Rabcd von dem Aufzeichnungsmedium 3312 einer
De-Multiplex-Verarbeitung zu den Aufzeichnungsdaten Ma, Mb, Mc und
Md durch den Demultiplexer 3313 unterworfen. Die Aufzeichnungsdaten Ma,
Mb, Mc und Md werden jeweils durch die Datenwiedergabevorrichtungen 3314 bis 3317 in
die kodierten Daten Ca bis Cd umgewandelt und durch die Hochraten-Dekodiervorrichtungen 3318 bis 3321 zu den
Bild-Daten Ma bis Md dekodiert. Die Bild-Daten Ma bis Md werden
durch die Nachverarbeitungsvorrichtung 3322 zu den Bild-Daten
L synthetisiert. Die Bild-Daten L werden von dem Ausgangsanschluss 3323 ausgegeben.
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35A stellt die Vorverarbeitung und die Nachverarbeitung
dar. Weiße
Quadrate geben jeweils einen Makroblock des Bildes an, und die Ziffern in
den weißen
Quadraten geben jeweils die horizontale und die vertikale Lage des
entsprechenden Makroblocks an. Die Größe aller Makroblöcke ist
gleich.
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Durch
die Vorverarbeitungsvorrichtung 3302 werden die Bild-Daten
L in vier Bild-Daten Ma, Mb, Mc und Md auf die folgende Weise aufgeteilt:
Jeweils vier bzw. alle vier Makroblöcke in den Bild-Daten L werden
als Umwandlungseinheit verwendet. Beispielsweise werden die Makroblöcke 1,1
1,3 3,1 und 3,3 als eine Umwandlungseinheit verwendet. Diese Umwandlungseinheiten
werden als Makroblöcke
eingesetzt, die die Bild-Daten Ma, Mb, Mc und Md bilden. Die umgekehrte
Verarbeitung wird durch die Nachverarbeitungsvorrichtung 3322 durchgeführt.
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Die
vier Makroblöcke
in jeder Umwandlungseinheit sind einander benachbart, und der Informationsgehalt
in jedem Makroblock (beispielsweise den Informationsgehalt, der
unter Verwendung der gleichen Quantisierungs-Charakteristik erhalten
wird) ist nahezu gleich. Sogar wenn die Bild-Daten Ma bis Md mit
einer Hochraten-Kodierung unabhängig
verarbeitet werden, wird nahezu die gleiche Quantisierungs-Charakteristik
für die
Bild-Daten Ma bis Md ausgewählt.
Dementsprechend tritt in den wiedergegebenen Bild-Daten L keine
Qualitäts-Differenz
auf.
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Die
Bild-Daten Ma, Md, Mc und Md halten jeweils die Positionsbeziehung
der Makroblöcke
in den Bild-Daten L bei. Die Makroblöcke, die sich an der entsprechenden
Stelle in den Bild-Daten Ma bis Md befinden, sind in den Bild-Daten
L zueinander benachbart. Mit anderen Worten wird die Positionsbeziehung
zwischen den Makroblöcken
in den Bild-Daten
L im Wesentlichen innerhalb der Bild-Daten Ma bis Md und unter den
Bild-Daten Ma bis Md beibehalten. Dementsprechend ist die Korrelation
der niederfrequenten Komponenten der vier Bild-Daten Ma bis Md stark.
Wenn also die Bild-Daten L durch das her kömmliche Gerät wiedergegeben werden können, kann
ein Bild, das nahe bei dem Bild liegt, wie es durch eine Gleichstromkomponente
jedes Makroblocks erhalten wird, in einem Zustand wiedergegeben
werden, der äquivalent
zu einer Wiedergabe mit 1/4-Geschwindigkeit
ist.
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Bei
dem zweiundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung werden
die Bild-Daten L in vier Bild-Daten aufgeteilt, so dass jede der
vier Bild-Daten den gleichen Informationsgehalt wie den der Bild-Daten
L haben. Dementsprechend werden durch einfache Addition der Vorverarbeitungsvorrichtung 3302 und
der Nachverarbeitungsvorrichtung 3322 vor und hinter der
herkömmlichen
Videosignal-Verarbeitungsschaltung Bild-Daten mit einer Größe, die
viermal größer als
die Größe der Bild-Daten ist,
die dem herkömmlichen
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät zugeführt wird, auf die gleiche Weise
unter Verwendung einer Hochraten-Kodierung aufgezeichnet. Eine qualitativ
hochwertige Aufzeichnung kann realisiert werden, ohne dass ein Qualitäts-Unterschied
in dem Bild L verursacht wird. Da die herkömmliche Videosignalverarbeitungsschaltung
ohne jede signifikante Änderung
eingesetzt werden kann, lässt
sich ein kompaktes Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät leicht mit geringeren Kosten
realisieren, das sich eines geringeren Energieverbrauchs erfreut.
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Bei
dem zweiundzwanzigsten Beispiel ist die Bildgröße 2 des Bildes L das Zweifache
der Größe jedes
der Bild-Daten Ma, Mb, Mc und Md (der Bildgröße 1), und zwar horizontal
als auch vertikal. Andere Umwandlungsverfahren stehen ebenfalls
zur Verfügung.
Beispielsweise wird die Kodierung durch eine Einheit aus einem Makroblock,
wie bei diesem Beispiel, durchgeführt, und es kann auch jedes
andere Verfahren eingesetzt werden, solange die Gesamtzahl der Makroblöcke in dem
Bild L mit der Bildgröße 2 das
Vierfache der Gesamtzahl der Makroblöcke jedes der Bild-Daten Ma
bis Md mit der Bildgröße 1 ist. Wenn
die Daten, die dem Bild L entsprechen, 1440 (horizontale) × 960 (vertikale)
Pixel enthalten, ist das Abtastfrequenz-Verhältnis des Luminanz-Signals und
der beiden Farbdifferenz-Signale 4:1:1, und ein Makroblock enthält vier
Blöcke
für das
Luminanzsignal bzw. zwei Blöcke
für die
beiden Farbdifferenz-Signale; die Gesamtzahl der Makroblöcke ist
5400. Ein Bild L' mit
12330 (horizontalen) × 10330
(vertikalen) Pixeln hat ebenfalls eine Gesamtzahl von 5400 Makroblöcken. Dementsprechend
kann das Bild L' in
ein Bild L für eine
Hochraten-Kodierung und Aufzeichnung umgewandelt werden. 10330 ist
die Zahl der effektiven vertikalen Zeilen der Daten, die einem HD TV-Signal
entsprechen, das die Normen in den Vereinigten Staaten von Amerika
erfüllt.
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35B stellt ein exemplarisches Verfahren für die Umwandlung
von einem Bild L' zu
einem Bild L dar. Bild-Daten für
das Bild L' werden
ebenfalls als Bild-Daten L' bezeichnet
werden.
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120
horizontale Pixel (Zeilen) des Bildes L' (schraffierte Fläche) werden Makroblock-für-Makroblock so angeordnet,
dass sie sich in einem am weitesten links liegenden Flächenbereich
(schraffierte Fläche)
befinden. So wird das Bild L' in
ein Bild L umgewandelt. Wenn das Bild L' an das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3300 angelegt
wird, wird das Bild L' in
ein Bild L umgewandelt, bevor es durch die Vorverarbeitungsvorrichtung 3302 verarbeitet
wird. Nach der Verarbeitung durch die Nachverarbeitungsvorrichtung 3322 wird
das Bild L zu dem Bild L' umgewandelt.
In der Praxis wird eine solche Umwandlung durchgeführt, indem
einfach der Schaltzyklus der Schalter 3401 und 3410 geändert wird.
Die relevante Hinzufügung
einer Schaltungsanordnung ist nicht erforderlich. Die schraffierte
Fläche in 35B kann auf verschiedene Weisen umgeordnet werden,
um die Kodemenge in jedem Makroblock nach der Umwandlung im Wesentlichen
gleich zu machen. Die in 35B gezeigte
Art, bei der die nicht-schraffierte Fläche nach der Umwandlung ohne Änderung
beibehalten wird, hat den Vorteil, dass das Bild leicht erfasst
werden kann, und zwar unabhängig davon,
ob das Bild durch den Modus der Bildsuche oder den normalen Wiedergabemodus
erhalten wird.
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Eine
weitere Form der Umwandlung wird vorgeschlagen, um ein Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät zu entwickeln,
was so nahe wie möglich
den Studio-Normen für
High-Vision-Signale in Japan und den Vereinigten Staaten von Amerika
entspricht, und zwar unter Verwendung einer Hochraten-Kodiervorrichtung
und einer Datenaufzeichnungsvorrichtung, wie sie in einem Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät
verwendet werden, das eine Kompression für ein TV-Signal mit Standardauflösung einsetzt,
wie es bei der Erörterung
des Standes der Technik beschrieben wird. Ein solches Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät enthält vier
Kanäle
von Verarbeitungsvorrichtungen, die für ein europäisches TV-Signal mit Standardauflösung gefertigt
werden. Die vier Kanäle
können
parallel zueinander betrieben werden. Ein solches Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät
arbeitet bei einer Vollbild-Frequenz von 60 Hz (Bit-Rate: 120 Mbps)
statt von 50 Hz.
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Beispiel 23
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Nach
dem achtzehnten bis zweiundzwanzigsten Beispiel werden die Bild-Daten
in eine Vielzahl von Bild-Daten während der Vorverarbeitung aufgeteilt,
und die Vielzahl der Bild-Daten wird während der Nachverarbeitung
zu den ursprünglichen Bild-Daten
synthetisiert. Vorverarbeitung und Nachverarbeitung sind nicht auf
diese Funktion begrenzt. Vorverarbeitung und Informations-Reduktion
können nach
der DCT Transformation ausgeführt
werden. Nach dem dreiundzwanzigsten Beispiel wird die Verarbeitung,
die äquivalent
zu der nach dem achtzehnten Beispiel ist, mit einer anderen Konfiguration
ausgeführt.
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36 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes 3600.
Die identischen Elemente, mit denen nach dem achtzehnten Beispiel,
tragen die damit identischen Bezugszeichen, und auf ihre detaillierte
Beschreibung wird hier verzichtet. Zusätzlich zu den identischen Elementen
wie bei dem achtzehnten Beispiel enthält das Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät 3600 einen
Eingangs-Anschluss 3601, eine Blockbildungsvorrichtung 3608,
eine DCT Vorrichtung 3609, eine Vorverarbeitungsvorrichtung 3630,
einen Multiplexer 3631, eine Aufzeichnungsvorrichtung 3632, eine
Wiedergabevorrichtung 3633, einen Demultiplexer 3634,
eine Nachverarbeitungsvorrichtung 3635, eine umgekehrte
DCT Vorrichtung 3618, eine Vorrichtung 3619, welche
die Blockbildung rückgängig macht,
und einen Ausgangsanschluss 3607.
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3600 mit der oben
beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
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Für die Aufzeichnung
werden Bild-Daten I, die dem Eingangs-Anschluss 3601 zugeführt werden,
durch die Blockbildungsvorrichtung 3608 in Blöcke umgewandelt,
und durch die DCT Vorrichtung 3609 unter DCT Transformation
zu den kodierten Daten D verarbeitet. Die DCT Daten D werden zu
den DCT Daten Da und Db der Bild-Daten Ha und Hb, die in 28 dargestellt sind, durch die Vorverarbeitungsvorrichtung 3630 aufgeteilt.
In jedem der weißen
Makroblöcke
befinden sich die DCT Daten Da oder Db. In jedem der schraffierten
Makroblöcke
sind DCT Daten mit einer DC bzw. Gleichstromkomponente als Leerdaten
x als DCT Daten Da oder Db angeordnet. Die DCT Daten enthalten keine
AC- bzw. Wechselstromkomponente.
Durch eine solche Verarbeitung werden die DCT Daten Da und Db, die
den in 28 (dem achtzehnten Beispiel)
gezeigten Bild-Daten Ha und Hb entsprechen, erhalten.
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Die
DCT Daten Da werden durch die Steuer- und Quantisierungsvorrichtung 2611a mit
einer Quantisierungscharakteristik Ta, die so festgelegt wird, dass
die aus den DCT Daten Da erhaltenen Daten die gleiche Kode-Menge
wie in dem herkömmlichen
Gerät enthalten,
zu den quantisierten Daten Ea quantisiert. Die quantisierten Daten
Ea werden durch die Kodiervorrichtung 2612a zu den kodierten
Daten Ca verarbeitet und entsprechend einem Aufzeichnungsformat
durch die Formatierungsvorrichtung 2613a zu den formatierten
Daten Fa formatiert. Die DCT Daten Db werden durch die Steuer- und
Quantisierungsvorrichtung 2611b mit einer Quantisierungs-Charakteristik
Db, die so festgelegt wird, dass die aus den DCT Daten Da erhaltenen
Daten die gleiche Kode-Menge wie in dem herkömmlichen Gerät enthalten,
zu den quantisierten Daten Eb quantisiert. Die quantisierten Daten
Eb werden durch die Kodiervorrichtung 2612b zu den kodierten
Daten Cb verarbeitet und entsprechend einem Aufzeichnungsformat durch
die Formatierungsvorrichtung 2613b zu den formatierten
Daten Fb formatiert.
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Die
formatierten Daten Fa und Fb werden durch den Multiplexer 3631 in
Bezug auf die Zeit einer Multiplex-Verarbeitung unterworfen. Die
sich ergebenden Daten werden unter Hinzufügung eines Fehlerkorrekturkodes,
einer Kodierung für
den Übertragungspfad
und ähnlicher
Einflussgrößen durch
die Aufzeichnungsvorrichtung 3632 zu einem Aufzeichnungssignal
Rab verarbeitet. Die Bild-Daten Ha und Hb jeder Bildebene werden
abwechselnd auf das Aufzeichnungsmedium 2604 aufgezeichnet.
Die Bild-Daten I werden in dem selben Aufzeichnungsformat wie in
dem herkömmlichen
Gerät aufgezeichnet, mit
anderen Worten also als zwei Bild-Daten Ha und Hb. Da die Aufzeichnungs-Bit-Rate
das Zweifache der Bit-Rate in dem herkömmlichen Gerät ist, wird das
Aufzeichnungsmedium 2604 zweimal so schnell transportiert.
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Für die Wiedergabe
wird das Aufzeichnungssignal Rab von dem Aufzeichnungsmedium 2604 erhalten
und durch die Wiedergabevorrichtung unter Dekodierung des Kodes
für den Übertragungspfad, Dekodierung
des Fehlerkorrekturkodes und ähnlicher
Einflussgrößen verarbeitet.
Das sich ergebende Signal wird durch den Demultiplexer 3634 einer De-Multiplex-Verarbeitung
zu den formatierten Daten Fa und Fb unterworfen. Aus den formatierten
Daten Fa werden die kodierten Daten Ca durch die Deformatierungsvorrichtung 2618a entnommen.
Die kodierten Daten Ca werden durch eine Dekodiervorrichtung 2619a zu
den Quantisierungsdaten Ea verarbeitet und durch die Dequantisierungsvorrichtung 2620a zu
den DCT Daten Da dequantisiert. Aus den formatierten Daten Fb werden
die kodierten Daten Cb durch die Deformatierungsvorrichtung 2618b entnommen.
Die kodierten Daten Cb werden durch eine Dekodiervorrichtung 2619b zu
den Quantisierungsdaten Eb verarbeitet und durch die Dequantisierungsvorrichtung 2620b zu
den DCT Daten Db dequantisiert. Die DCT Daten Da und Db werden zu
der Nachverarbeitungsvorrichtung 3635 geschickt.
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Aus
den DCT Daten Da und Db werden die Makroblöcke einschließlich der
Leerdaten (entsprechend den schraffierten Makroblöcken in 28) entfernt und die anderen Daten (entsprechend
den weißen
Makroblöcken
in 28) in den DCT Daten Da und Db zu den DCT Daten
D synthetisiert. Die DCT Daten D werden durch die inverse bzw. Umkehr-DCT-Vorrichtung 3618 für jeden
Block zu den Bild-Daten B verarbeitet. Die Bild-Daten B werden durch
die Vorrichtung 3619, die die Blockbildung rückgängig macht,
Block-für-Block umgeordnet,
so dass sich die gleiche Anordnung wie bei den Bild-Daten I ergibt.
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Die
Vorverarbeitungsvorrichtung 3630 und die Nachverarbeitungsvorrichtung 3635 können die gleiche
Konfiguration wie die Vorverarbeitungsvorrichtung 2608 und
die Nachverarbeitungsvorrichtung 2623 haben, wie in den 27A und 27B gezeigt
sind. Die Vorverarbeitungsvorrichtung 3630 und die Nachverarbeitungsvorrichtung 3635 unterscheiden
sich von den Vorrichtungen in den 27A und 27B dadurch, dass statt der Bild-Daten DCT Daten
eingegeben werden und dass der Schaltzyklus der Schalter 2701, 2702 und 2703 möglicherweise unterschiedlich
ist.
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Wie
unter Bezugnahme 28 bei dem achtzehnten Beispiel beschrieben wurde,
wird einer der beiden benachbarten Makroblöcke in den Bild-Daten I zu
den Bild-Daten Ha gruppiert, während
der andere zu den Bild-Daten Hb kopiert wird. Es ist sehr gut möglich, dass
benachbarte Makroblöcke
stark korreliert sind. Wenn die Korrelation hoch ist, ist der Informations-Gehalt
(Kode-Menge) in diesen Makroblöcken
nahezu gleich. Weiterhin ist die Zahl der Makroblöcke in den
Bild-Daten I, die zu den Bild-Daten Ha und Hb kopiert werden, gleich
und die Zahl der Makroblöcke
für die
Leerdaten ist ebenfalls gleich. Dementsprechend ist der Informations-Gehalt
in den Bild-Daten Ha und Hb gleich. Die Leerdaten werden hinzugefügt, um die
Größe der Bild-Daten
Ha und Hb (spezifisch die Zahl aller Makroblöcke) zu erhöhen, so dass sie kompatibel
mit den Daten sind, die dem Hochraten-Format und dem Aufzeichnungsformat entsprechen,
wie sie bei dem herkömmlichen
Gerät verwendet
werden. Aufgrund einer solchen Kompatibilität können herkömmliche Schaltungsanordnungen
in einem großen
Teil der Signalverarbeitungsschaltung des Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes 3600 verwendet
werden.
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Die
Makroblöcke
für die
Leerdaten enthalten nur eine DC- bzw. Gleichstromkomponente, die
einen sehr kleinen Informations-Gehalt hat. Die Hälfte der
Makroblöcke
in jeder der Bild-Daten Ha und Hb haben die Leerdaten, während die
andere Hälfte
der Makroblöcke
effektive Bild-Daten enthält.
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Die
eingegebenen Bild-Daten I werden im Wesentlichen in zwei gleiche
Teile aufgeteilt, um die DCT Daten Da und Db der Bild-Daten Ha und
Hb zu erhalten, wobei jede die Hälfte
des Informations-Gehaltes der Bild-Daten I hat. Die Bild-Daten Ha
und Hb werden jeweils nach der Quantisierung mit einer Quantisierungs-Charakteristik
kodiert, die so festgelegt wird, dass die Daten, die von jedem der
Bild-Daten Ha und Hb erhalten werden, die gleiche Kode-Menge wie
das herkömmliche
Gerät enthält. Als
Ergebnis hiervon werden die eingegebenen Bild-Daten I zu den kodierten
Daten (Ca und Cb) mit einer Kode-Menge (Gesamtzahl der Bits) kodiert,
die näherungsweise
das Zweifache der Kode-Menge in dem herkömmlichen Gerät ist. Eine
solche Kode-Menge ist äquivalent
zu der Kode-Menge, die erhalten wird, indem die Daten bei der Hälfte des Kompressionsverhältnisses
(1:(C/2)) in der herkömmlichen
Hochraten-Kodiervorrichtung komprimiert werden. Dementsprechend hat
das nach diesem Beispiel erhaltene Bild eine höhere Qualität als die, die durch die herkömmliche
Hochraten-Kodiervorrichtung erhalten wird.
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Die
eingegebenen Bild-Daten I werden im Wesentlichen in zwei gleiche
Teile aufgeteilt, um die Bild-Daten Ha und Hb mit im Wesentlichen
dem gleichen Informations-Gehalt zu erhalten. Damit werden also
die Bild-Daten Ha und Hb mit im Wesentlichen der gleichen Quantisierungs-Charakteristik
quantisiert. Dementsprechend gibt es bei dem wiedergegebenen Bild
keine Qualitätsunterschiede.
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Bei
dem dreiundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die
Vorverarbeitungsvorrichtung 3630 an dem Ausgang der DCT
Vorrichtung vorgesehen, die in der herkömmlichen Hochraten-Kodiersektion
enthalten ist. Durch die Vorverarbeitungsvorrichtung 3300 werden
die DCT Daten Da und Db der Bild-Daten Ha und Hb mit nahezu der Hälfte des
Informations-Gehaltes der Bild-Daten I direkt erzeugt. Dementsprechend
können
durch einfache Durchführung
einer Hochgeschwindigkeits- bzw. Hochraten-Kodierung der Bild-Daten Ha und Hb unabhängig voneinander
durch zwei Hochraten-Kodiervorrichtungen
des herkömmlichen
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes die kodierten Daten (Ca
und Cb) erzeugt werden, die im Wesentlichen äquivalent zu den Daten sind,
wie sie durch eine Hochraten-Kodierung erhalten werden, die bei
der Hälfte
des Kompressionsverhältnisses
des herkömmlichen
Gerätes
durchgeführt
wird.
-
Bei
dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3600 nach dem dreiundzwanzigsten Beispiel
werden die eingegebenen Bild-Daten I im Wesentlichen zu zwei gleichen
Teilen auf die Bild-Daten Ha und Hb aufgeteilt. Die Bild-Daten Ha
und Hb werden unabhängig
auf die gleiche Weise wie in dem herkömmlichen Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät
verarbeitet und aufgezeichnet. Der Multiplexer 3631 führt dann
eine Verarbeitung durch, die äquivalent
zu einer Multiplex-Bearbeitung durch eine Einheit einer Bildebene
ist. Als Ergebnis hiervon werden die Bild-Daten Ha und Hb abwechselnd
auf dem Aufzeichnungsmedium 2604 aufgezeichnet und können durch
das herkömmliche
Gerät wiedergegeben werden;
außerdem
kann die aufgezeichnete Information visuell gecheckt werden. Da
die Makroblöcke
in den Bild-Daten I an den entsprechenden Stellen in die Bild-Daten
Ha und Hb kopiert werden, kann das in Bild-Daten I entsprechende
Bild leicht wiedergegeben werden unter Verwendung des herkömmlichen Wiedergabegerätes. Da
die herkömmlichen
Videosignal-Verarbeitungsschaltungen ohne signifikante Änderung
verwendet werden (teilweise Benutzung von zwei identischen Schaltungen),
können
in Massenfertigung hergestellte, herkömmliche Schaltungsanordnungen
verwendet werden. Dementsprechend kann aufgrund der Verringerung
des Kompressionsverhältnisses
auf die Hälfte
eine Aufzeichnung mit höherer
Qualität
realisiert werden, während
man gleichzeitig die Vorteile von geringeren Kosten, geringerem
Energieverbrauch und kleinerer Größe hat. Im Vergleich mit dem
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2600 nach dem achtzehnten
Beispiel können
die Größe der Teilungsanordnung
und der DCT Vorrichtungen auf die Hälfte reduziert werden.
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Bei
dem dreiundzwanzigsten Beispiel befinden sich die Vorverarbeitungsvorrichtung 3630 und die
Nachverarbeitungsvorrichtung 3635 in der Mitte der Videosignal-Schaltung.
Eine solche Konfiguration erfordert eine geringfügige Änderung der herkömmlichen
Schaltungsanordnung, ist jedoch einfacher als die Konfiguration
bei dem achtzehnten Beispiel. In dem Fall des achtzehnten Beispiels
wird nahezu keine interne Änderung
der Schaltungsanordnung benötigt,
da die Vorverarbeitungsvorrichtung und die Nachverarbeitungsvorrichtung
außerhalb
der herkömmlichen
Videosignal Verarbeitungsschaltung vorgesehen sind. Bei diesem Beispiel
wird eine Verarbeitung durchgeführt,
die äquivalent
zu der Hochraten-Kodierung der Bild-Daten Ha und Hb mit nahezu dem
gleichen Informationsgehalt ist. Dementsprechend kann die Vorverarbeitungsvorrichtung 3630 an jeder
Stelle vor der Steuerung der Kode-Menge angeordnet werden, nämlich an
jeder Stelle, welche die Feststellung bzw. Bestimmung der Quantisierungs-Charakteristik
für die
Daten jeder Bildebene ermöglicht.
Die Vorverarbeitung kann sogar dann durchgeführt werden, wenn sich die Informationen
im Zustand eines Signals befinden, wie beispielsweise Bild-Daten
oder DCT Daten. Der Multiplexer 3631 kann die Multiplexbearbeitung
an jeder Stelle hinter den Steuer- und Quantisierungsvorrichtungen 2611a und 2611b durchführen, nämlich an
jeder Stelle, welche es ermöglicht,
dass die quantisierten DCT Daten unter Verwendung der Quantisierungs-Charakteristik ausgegeben
werden, die für
jede Bildebene festgelegt wird. Die Nachverarbeitungsvorrichtung 3635 kann
an jeder Stelle bei der Datenwiedergabe und der Hochraten-Dekodierung
vorgesehen werden. Der Demultiplexer 3634 kann an jeder
Stelle vor der Nachverarbeitungsvorrichtung 3635 vorgesehen werden.
Die oben be schriebenen Bedingungen für die Positionen der einzelnen
Vorrichtungen lässt
sich auf alle oben beschriebenen Beispiele anwenden.
-
Wenn
eine Vielzahl von Bild-Daten, die aus eingegebenen Bild-Daten erzeugt
werden, einer Multiplexverarbeitung unterworfen werden, müssen solche
Multiplex-Daten mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden. Die
optimale Position für
die Vorverarbeitungsvorrichtung, die Nachverarbeitungsvorrichtung,
den Multiplexer und den Demultiplexer in der gesamten Verarbeitungsschaltung
hängt von
der Verarbeitungsgeschwindigkeit jeder Sektion des Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes
ab. Die Positionen dieser Vorrichtungen sind nicht auf die obigen
Beispiele beschränkt.
-
Bei
dem neunzehnten Beispiel werden die Bild-Daten Ha und Hb mit den
Informationen in einem teilweisen überlappenden Zustand durch
Positionierung der Informationen in den gestrichelten, in 28 gezeigten Makroblöcken vorgesehen, um die Fähigkeit
zu verbessern, einen Fehler zu korrigieren, der während der Übertragung
verursacht wird. Wenn während
der Übertragung
ein Fehler auftritt, können die
Daten in den überlappenden
Zuständen
verwendet werden, um den Fehler zu korrigieren, wodurch ein Bild
mit höherer
Qualität
wiedergegeben wird. Zu diesem Zweck enthalten die Vorverarbeitungsvorrichtung 2608' (30A) und die Nachverarbeitungsvorrichtung 2623' (30) eine Informationsreduktionsvorrichtung
zur Erzeugung der Informationen, die sich überlappen sollen, sowie eine
Informations-Interpolationsvorrichtung zur Erzeugung der korrigierten
Daten unter Verwendung der überlappenden
Daten. In dem Fall, dass die Bildinformationen in dem Zustand der
DCT Daten Da und Db wie bei dem dreiundzwanzigsten Beispiel verarbeitet werden,
müssen
die Informations-Reduktionsvorrichtung und die Informations-Interpolationsvorrichtung die
Informationen im Zustand der DCT Daten statt der Bild-Daten verarbeiten.
In einem solchen Fall hat die Informations-Reduktionsvorrichtung
beispielsweise die Funktion, einen vorgeschriebenen DCT Koeffizienten
(beispielsweise einen vorgeschriebenen DCT Koeffizienten in einem
Hochfrequenzbereich) zu entfernen oder einen vorgeschriebenen DCT
Koeffizienten mit einem vorgeschriebenen Koeffizienten kleiner als „1" zu multiplizieren
(wenn dies für
alle AC- bzw. Wechselstrom-Koeffizienten
durchgeführt
wird, ist diese Operation eine Kompression des dynamischen Bereiches
des Blocks). Um den DCT Koeffizienten zu entfernen, muss die Informations- Interpolationsvorrichtung
nichts tun und es kann auf sie verzichtet werden, um die Konfiguration
zu vereinfachen.
-
Beim
Aufteilen der Bild-Daten I in zwei Bild-Daten Ha und Hb in einem
sich teilweise überlappenden
Zustand kann einer der Bild-Daten Makroblöcke haben, die anders angeordnet
sind als die Bild-Daten I. In einem einfachen Beispiel werden die Informationen
in einer horizontalen Zeile von Blöcken angeordnet, und die oberste
Zeile der Blöcke
wird zu dem Boden der Bildebene bewegt. Mit anderen Worten wird
die Bildebene um einen Makroblock verschoben. Durch einen solchen
Vorgang sind die Daten in den Makroblöcken, die an der gleichen Stelle
in der Bildebene angeordnet sind, in den Bild-Daten Ha und Hb in
der Breitenrichtung eines als Aufzeichnungsmedium dienenden Magnetbandes
um wenigstens einen Synchronisationsblock weg voneinander. Damit
kann ein Fehler, der durch einen Kratzer in dem Band in der Laufrichtung
verursacht wird, unter Verwendung der Informations-Interpolationsvorrichtung korrigiert
werden. Da eine solche Versetzung es ermöglicht, dass die Daten in den
Makroblöcken
an derselben Stelle in der Bildebene durch verschiedene Köpfe aufgezeichnet
und wiedergegeben werden können,
kann das wiedergegebene Bild ohne Verlust von Information sogar
dann vollständig
sein, wenn der Kopf verschmutzt bzw. verstopft ist. Ein solcher Vorgang
kann auch bei den anderen Beispielen angewandt werden.
-
In
dem Fall, dass einer der Bild-Daten Ha und Hb Makroblöcke auf
die gleiche Weise wie bei dem herkömmlichen Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerät
hat, kann das Bild leicht durch eine nur geringfügige Änderung in der Schaltungsanordnung
des herkömmlichen
Gerätes
geprüft
werden. Die Änderung
wird beispielsweise so durchgeführt, dass
nur die Bild-Daten Ha oder Hb mit der gleichen Anordnung wie die
Anordnung in dem herkömmlichen
Gerät wiedergegeben
werden. Die Datenanordnung, die sich von der Anordnung in dem herkömmlichen
Gerät unterscheidet,
kann in einem vorgeschriebenen Zyklus geändert werden; in diesem Fall kann
die Auflösung
in der Bildebene verbessert werden.
-
Bei
den oben beschriebenen Beispielen werden Bild-Daten Ha und Hb (oder
Ma, Mb, Mc und Md) sequentiell auf das Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet,
um das herkömmliche
Gerät zu
verwenden und ein Bild mit einer Qualität zu erhalten, die ausreichend
ist, um den Gesamtgehalt des Bildes zu checken bzw. zu prüfen. Wenn
ein solcher Effekt nicht benötigt
wird, stehen verschiedene andere Aufzeichnungsmuster (Multiplexmuster)
zur Verfügung.
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Beispiel 24
-
Bei
der Hochraten-Kodierung nach der vorliegenden Erfindung wird die
Zahl der Bild-Daten (Bild-Daten
für die
Umwandlung) erhöht,
ohne den Informationsgehalt in den eingegebenen Bild-Daten zu ändern; damit
wird der Informationsgehalt in allen Bild-Daten, die zu der Hochgeschwindigkeits-
bzw. Hochraten-Kodiervorrichtung (beispielsweise die Zahl der Blöcke der
Leerdaten) eingegeben werden, reduziert. Auf diese Weise wird das
Kompressionsverhältnis
wesentlich reduziert. Die eingegebenen Bild-Daten werden in eine
Vielzahl von Bild-Daten für die
Umwandlung aufgeteilt, so dass der Informationsgehalt unter den
Bild-Daten für
die Umwandlung gleich ist (genauer ausgedrückt, so dass der Informationsgehalt
gleich unter den Flächenbereichen
ist, in denen die Kode-Menge gesteuert bzw. geregelt wird). Dementsprechend
gibt es in dem wiedergegebenen Bild keinen Qualitäts-Unterschied.
Die Zahl der Bild-Daten, die von den eingegebenen Bild-Daten erhalten
werden, ist nicht notwendigerweise eine ganze Zahl. Bei den obigen
Beispielen ist das Kompressionsverhältnis für die Hochraten-Kodierung 1/N, wobei
N = 2 ist; dabei ist „N" nicht notwendigerweise 2
und nicht notwendigerweise eine ganze Zahl.
-
Bei
dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem vierundzwanzigsten
Beispiel der vorliegenden Erfindung ist das Kompressionsverhältnis für die Hochraten-Kodierung 2/3 (N
= 3/2) des Kompressionsverhältnisses
bei dem herkömmlichen Gerät. Bei einem
solchen Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem vierundzwanzigsten Beispiel
wird als Basis ein herkömmliches
Gerät für die Aufzeichnung
von Daten durch Komprimieren der Daten für jede Bildebene bei einem
Kompressionsverhältnis
1:C benutzt; es wird jedoch ein Kompressionsverhältnis, das 1/N von 1:C ist,
eingesetzt, um ein qualitativ höherwertiges
Bild zu erhalten. Bei einem solchen Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät werden
Daten, die zwei eingegebenen Bildern entsprechen, in drei Bild-Daten
mit dem im Wesentlichen gleichen Informationsgehalt aufgeteilt,
und diese drei Bild-Daten werden mit einer Hochraten-Kodierung verarbeitet,
um das Kompressionsverhältnis auf
2/3 zu verringern. Eine solche Funktionsweise kann durch eine Block- Konfiguration realisiert
werden, die im Wesentlichen die gleiche ist, wie sie beim einundzwanzigsten
Beispiel (31) gezeigt wurde. Die Funktionsweise
ist auch die gleiche mit Ausnahme der Verarbeitungsgeschwindigkeit,
der Operation der Vorverarbeitungsvorrichtung und der Nachverarbeitungsvorrichtung
und der Größe der Speicher.
Die Funktionsweise der Vorverarbeitungsvorrichtung und der Nachverarbeitungsvorrichtung
wird nun unter Bezugnahme auf 37 beschrieben
werden.
-
Ein
Satz von zwei eingegebenen Bildebenen Io und Ie wird in drei Bild-Daten
Ha, Hb und Hc aufgeteilt. Zur Vereinfachung haben die Bild-Daten
Io und Ie jeweils 12 Makroblöcke,
und die Kode-Menge wird durch die gesamte Bildebene gesteuert bzw.
geregelt. Die Informationen in dem Satz von Bildebenen Io und Ie
werden im Wesentlichen in drei gleiche Teile aufgeteilt und in den
Bild-Daten Ha, Hb und Hc angeordnet. Die leeren Makroblöcke, die
keine Informationen haben (schraffierte Makroblöcke in 37;
die Zahl dieser Makroblöcke
ist 1/3 der gesamten Makroblöcke)
sind mit Leerdaten versehen. Auf diese Weise kann der Informationsgehalt
in den Bild-Daten Ha, Hb und Hc gleichmäßiger gemacht werden, und das wiedergegebene
Bild kann insgesamt gleichmäßiger sein.
Bei diesem Beispiel wird die folgende Umwandlung durch die Vorverarbeitungsvorrichtung
durchgeführt,
um die Bildqualität
zu verbessern, die durch das herkömmliche Gerät erhalten wird.
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Aus
der Bildebene Io wird 1/3 der Makroblöcke im Wesentlichen stochastisch
entnommen, um 1/3 der Informationen so genau wie möglich zu
erhalten. Die verbleibenden Makroblöcke werden als Makroblock in
den Bild-Daten Ha verwendet, und die Makroblöcke, die herausgenommen wurden,
werden in den Bild-Daten Hb an den entsprechenden Positionen zu
denen in der Bildebene Io angeordnet. Auf die gleiche Weise wird
1/3 der Makroblöcke
aus den Bild-Daten Ie im Wesentlichen stochastisch, also nach Belieben,
entnommen. Die verbleibenden Makroblöcke werden als Makroblock in
den Bild-Daten Hc verwendet, und die Makroblöcke, die herausgenommen wurden,
werden in den Bild-Daten Hb an den entsprechenden Stellen zu denen
in der Bildebene Ie angeordnet. Die Makroblöcke, die aus den Bild-Daten
Ie entnommen wurden, befinden sich an anderen Stellen als die Makroblöcke, die
aus der Bildebene Io entnommen werden. Nach einer solchen Operation
ist 1/3 der Makroblöcke
in allen Bild-Daten Ha, Hb, Hc leer. Diese Makroblöcke sind
mit Leerdaten versehen.
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Die
Makroblöcke
in der Bildebene Io und Ie sind an den gleichen Stellen in den Bild-Daten Ha, Hb und
Hc angeordnet. In dem Fall, dass die Bildebenen Io und Ie sequentiell
in dieser Reihenfolge eingegeben werden und die Bild-Daten Ha, Hb
und Hc sequentiell in dieser Reihenfolge erzeugt werden, wird die
Umwandlung so durchgeführt,
dass die Reihenfolge eines Teils der Makroblöcke in Bezug auf die Zeit umgekehrt
wird (beispielsweise wird ein Makroblock in den Bild-Daten Ie angezeigt
vor einem Makroblock in den Bild-Daten
Io nach der Umwandlung). Dementsprechend hat das wiedergegebene
Bild eine höhere
Qualität
als sie durch das herkömmliche
Gerät erhalten
wird. Da 1/3 der Makroblöcke
in allen Bild-Daten Ha, Hb und Hc Dummy- bzw. Leerdaten hat, kann
das Kompressionsverhältnis
wesentlich auf 2/3 verringert werden, um ein Bild mit hoher Qualität zu erhalten.
Der Informationsgehalt (Kode-Menge) in allen Bild-Daten ist gleich,
und die Korrelation zwischen den Bild-Daten Io und Ie ist stark.
Dementsprechend haben die wiedergegebenen Bild-Daten Io und Ie keinen
signifikanten Qualitätsunterschied
zueinander. In dem Fall, dass die Korrelation zwischen den Bildebenen
Io und Ie nicht ausreichend ist und der Qualitätsunterschied verringert werden
muss, werden die Informationen in den Bildebenen Io und Ie im Wesentlichen
zu gleichen Teilen auf die Bild-Daten Ha, Hb und Hc aufgeteilt.
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Bei
dem obigen Beispiel wird nur das Kompressionsverhältnis oder
die Größe des Bildes
in Bezug auf das Kompressionsverhältnis bei dem herkömmlichen
Gerät geändert. Selbstverständlich kann eine
solche Änderung
auch kombiniert werden. Um beispielsweise ein Bild mit einer Größe, die
das Zweifache der Größe des Bildes
in dem herkömmlichen Gerät ist, mit
einer hochratigen bzw. Hochgeschwindigkeits-Kodierung bei der Hälfte des
Kompressionsverhältnisses
in dem herkömmlichen
Gerät zu
verarbeiten, wird jede Bildebene des Bildes im Wesentlichen auf
vier gleiche Bild-Daten aufgeteilt, von denen jeder eine vorgeschriebene
Größe hat,
die für
das herkömmliche
Gerät geeignet
ist. In allen diesen vier Bild-Daten sind näherungsweise die Hälfte der
gesamten Datenblöcke
mit Leerdaten versehen. In einem solchen Fall kann ein Bild beliebiger
Größe mit einer
hochratigen bzw. Hochgeschwindigkeits-Kodierung bei einem beliebigen
Kompressionsverhältnis verarbeitet
werden, um in ein Bild mit vorgeschriebener Größe umgewandelt und dann über tragen
zu werden. Durch Durchführung
der Umwandlung so, dass die relativen Positionen der Makroblöcke (von denen
jeder eine vorgeschriebene Zahl von Kodiereinheiten enthält, wobei
die Zahl durch Multiplikation mit einer ganzen Zahl erhalten wird)
vor der Umwandlung in Bezug auf die gesamte Bildebene sogar nach
der Umwandlung beibehalten wird, kann das Gesamtbild sogar durch
das herkömmliche
Gerät gecheckt
bzw. geprüft
werden.
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Obwohl
bei dem zweiundzwanzigsten Beispiel ein Bild mit großer Größe mit einem
Verhältnis von
1/N (N = 4) komprimiert wird, ist die vorliegende Erfindung nicht
hierauf beschränkt.
Ein kleineres Bild kann mit einer hochratigen Kodierung für die Aufzeichnung
verarbeitet werden. Beispielsweise in dem Fall, dass die Größe des eingegebenen
Bildes 2/3 der Größe bei dem
herkömmlichen
Gerät ist,
wird jede dritte Bildebene des eingegebenen Bildes im Wesentlichen
zu gleichen Teilen auf zwei Datenströme für die hochratige Kodierung
aufgeteilt. In einem solchen Falle kann das Gesamtbild auch durch
das herkömmliche
Gerät durch
Umwandlung in der Weise gecheckt bzw. geprüft werden, dass die Positionsbeziehung
zwischen den Makroblöcken
sogar nach der Umwandlung im maximal möglichen Ausmaß beibehalten
wird.
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Nach
der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „gleiche Bildgröße" zusätzlich zu
der gleichen Zahl von Pixeln in horizontaler und vertikaler Richtung
die gleiche Gesamtzahl von Pixeln entsprechend allen Signalen (im
Falle eines Farbsignals mit einer Vielzahl von Komponenten-Signalen).
Dies beruht darauf, weil die hochratige Kodierung für jede Kodiereinheit
als solche als ein Block durchgeführt wird und die Zahl der Kodiereinheiten
wichtig ist. Mit anderen Worten muss die Zahl der Kodiereinheiten für alle Signale
die gleiche sein wie die Zahl der Kodiereinheiten für die hochratige
bzw. Hochgeschwindigkeits-Kodierung. Beispielsweise in dem Fall,
dass ein 4:2:2 Signal (ein Komponenten-Signal, bei dem das Abtastfrequenz-Verhältnis für das Leuchtdichtesignal
und die beiden Farbdifferenz-Signale 4:2:2 ist; das Verhältnis der
Zahl der Blöcke
ist ebenfalls 4:2:2) mit einer hochratigen Kodierung verarbeitet
wird, ist die Gesamtzahl der Blöcke
in dem Makroblock die gleiche wie die eines 6:1:1 Signals. Dementsprechend
kann ein solches Verhältnis
in 1:1 umgewandelt werden.
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Bei
einem Verfahren zur Feinabstimmung der Zahl der Kodiereinheiten
wird die Zahl der Pixel durch Abtastung oder einen vorgeschriebenen
Bereich (beispielsweise einen Hochfrequenz-Bereich) in einem Frequenzbereich
für die
DCT Transformation entfernt, um so die Bild-Daten zu reduzieren.
Damit wird also eine Vielzahl von Blöcken kombiniert, um die Zahl
der Blöcke
zu verringern. Bei einem weiteren Verfahren werden Leerdaten eingeführt, um
die Zahl der Blöcke
zu erhöhen.
In dem Fall, dass Leerdaten eingeführt werden, kann ein Teil der
aufzuzeichnenden Informationen als Leerdaten in einem teilweise überlappenden
Zustand mit dem anderen Aufzeichnungs-Flächenbereich aufgezeichnet werden.
Auf diese Weise kann die Robustheit verbessert werden.
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Bei
diesem Beispiel wird die Zahl der Bildebene durch die Umwandlung
verändert.
Beispielsweise wird jeder aus der Vielzahl von Bildebenen als eine
Vielzahl von Bildern aufgezeichnet. Um das ursprüngliche Bild durch eine umgekehrte
Umwandlung wiederzugeben, müssen
zusammen mit den kodierten Daten auch Identifikations-Informationen
aufgezeichnet werden, die den Startpunkt des Umwandlungs-Zyklus
oder ähnliche
Parameter angeben. Bei den obigen Beispielen wird auf ein Verfahren
zur Aufzeichnung der Identifikations-Informationen verzichtet. Einige
Beispiele dieser Verfahren werden im Folgenden beschrieben werden.
- (1) Die Identifikations-Informationen werden
in einem zusätzlichen
Informations-Aufzeichnungsbereich
auf einem Aufzeichnungsformat aufgezeichnet.
- (2) Eine Vielzahl von Werten von Leerdaten werden vorbereitet,
wobei einer der Werte als Identifikations-Information benutzt wird.
- (3) Informationen über
den Zyklus einer vorgeschriebenen Zahl von Bildebenen, die auf das Aufzeichnungsformat
aufgezeichnet werden, wie beispielsweise Informationen über ein
Farb-Vollbild oder einen Zeit-Kode, werden so bearbeitet, dass sie
dem Umwandlungs-Zyklus
entsprechen, und dann als Identifikations-Information verwenden.
Beispielsweise wird in dem Fall, dass eine einzige Bildebene in
zwei Bild-Daten für
die Aufzeichnung aufgeteilt wird, ein ungeradzahliger Zyklus für die ersten
Bild-Daten und ein geradzahliger Zyklus für die zweiten Bild-Daten eingesetzt.
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Bei
den obigen Beispielen wird die vorliegende Erfindung bei einem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät benutzt.
Die vorliegende Erfindung lässt
sich jedoch auch bei einem Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät und einem Übertragungsgerät für ein Signal
einsetzen, das aus einem analogen Signal digitalisiert wird, wie
beispielsweise aus Sprachdaten.
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Bei
den obigen Beispielen sind die umzuwandelnden Bild-Daten in Einheiten
aus einem Makroblock angeordnet. Die Bild-Daten können jedoch auch
in Einheiten aus einem Pixel angeordnet werden. Beispielweise werden
die Pixel horizontal in zwei Gruppen horizontal unterabgetastet:
ungeradzahlige Pixel und geradzahlige Pixel. Die beiden Abbildungen
mit der Hälfte
der originalen Größe in horizontaler
Richtung werden jeweils mit Leerdaten versehen, um Bilder zu erhalten,
die jeweils die gleiche Größe wie das
ursprüngliche
Bild haben. Das so erhaltene Bild wird als Bild-Daten Ha oder Hb
verwendet. In einem solchen Fall wird das Bild, das durch Unterabtastung
erhalten wird, Block-für-Block
angeordnet. Sogar dann, wenn ein Block in einem der Bilder durch
einen Fehler oder einen ähnlichen
Einfluss verloren geht, kann die Korrektur in Einheiten von einem
Pixel durchgeführt
werden.
-
Vergleichsbeispiel 25
-
Ein
fünfundzwanzigstes
Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 38 bis 41 beschrieben
werden. 38 ist ein Blockdiagramm eines
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes 3800 nach dem
fünfundzwanzigsten
Beispiel.
-
Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3800 enthält einen
Eingangs-Anschluss 3820, an den HD Signale A, B, C oder
D angelegt werden. Das HD Signal A entspricht einem Vollbild mit
1080 effektiven Zeilen, 1125 Gesamtzeilen und einer Teilbildfrequenz
von 60 Hz. Das HD Signal B entspricht einem Vollbild mit 1035 effektiven
Zeilen, 1125 Gesamtzeilen und einer Teilbildfrequenz von 60 Hz.
Das HD Signal C entspricht einem Vollbild mit 960 effektiven Teilen,
1050 Gesamtzeilen und einer Teilbildfrequenz von 60 Hz. Das HD Signal
D entspricht einem Vollbild mit 1152 effektiven Zeilen, 1250 Gesamtzeilen
und einer Teilbildfrequenz von 50 Hz. Eine Eingabe-Entscheidungsschaltung 3821 entscheidet,
ob das eingegebene Signal ein HD Signal A, B, C oder D ist, und
gibt die Entscheidung als Entscheidungs-Information p aus. Eine
Abtastschaltung 3822 tastet das HD Signal unabhängig von
dem Typ des Signals mit einer konstanten Abtastfrequenz ab. Eine
Zeilenumwandlungsschaltung 3823 führt nur dann eine Zeilenumwandlung
durch, wenn die Entscheidungsinformation p angibt, dass das eingegebene
Signal ein HD Signal A ist; die Zeilenumwandlung, welche die effektiven
Zeilen in dem Vollbild reduziert, wird nur in einem oberen Teil
und einem unteren Teil des effektiven Flächenbereiches der Bildebene
des eingegebenen HD Signals A eingesetzt. Eine Shuffling-Schaltung 3824 shuffelt
bzw. stellt das HD Signal A um, das durch die Zeilenumwandlungsschaltung 3823 erhalten
wird, nachdem die Zahl seiner effektiven Zeilen geändert wird,
oder die HD Signale B, C oder D. Für die HD Signale A und B wird das
Schreiben in den Vollbild-Speicher 3804 auf unterschiedliche
Weisen ausgeführt,
und sie werden in einem Vollbild-Speicher aufgezeichnet, in dem
die Zahl der Pixel und Zeilen in der horizontalen und vertikalen
Richtung die gleichen wie das HD Signal C sind. Diese Daten werden
ausgelesen, um das Shuffling durchzuführen. Ein Vollbild-Speicher 3804 speichert
Daten in dem Vollbild, wenn das HD Signal durch die Shuffling-Schaltung 3824 umgestellt
bzw. geshuffelt wird. Eine Kompressionsschaltung 3805 verarbeitet
ein Signal einschließlich
einer Vielzahl von Blöcken,
die durch die Shuffling-Schaltung 3824 ausgesandt werden,
und komprimiert die Daten in einer bestimmten Zahl von Blöcken zu
einer bestimmten Datenmenge, indem die Daten einer orthogonalen
Transformation, einer Quantisierung und einer Kodierung mit variabler
Länge unterworfen
werden. Eine Aufzeichnungsschaltung 3806 zeichnet das komprimierte
Signal auf ein Magnetband 3807 auf. Die Aufzeichnungsschaltung 3806 enthält eine
ECC (für
Error Correcting Code) Schaltung 3808, die die Fehlerkorrektur-Kodierung
an den komprimierten Daten durchführt, eine Modulationsschaltung 3809,
eine Trommel 3810 mit einem Aufzeichnungskopf, eine Antriebsvorrichtung 3811 für die Trommel,
um die Trommel zu drehen und eine Antriebsvorrichtung 3812 für das Band,
so dass das Magnetband 3807 läuft.
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3800 mit der oben
beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
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Ein
HD Signal wird an den Eingangs-Anschluss 3820 angelegt.
Die Entscheidungsschaltung 3820 für das Eingangs-Signal entscheidet,
ob das Eingangs-HD Signal ein HD Signal A, B, C oder D ist, und
gibt die Entscheidungs-Information p aus. Die Abtastvorrichtung 3822 tastet
das Eingangs-Signal mit einer konstanten Frequenz ab, und zwar unabhängig von
dem Typ des Eingangs-Signals. Hier tastet die Abtastschaltung 3822 ein
Y-Signal (Luminanz-Signal) bei 40,5 MHz, ein C1 Signal und ein C2 Signal
(Farbdifferenz-Signale) beide mit 13,5 MHz. Durch solche Abtastfrequenzen
haben die Y-Signale der HD Signale A bis D die folgende Zahl von
Pixeln in dem effektiven Flächenbereich
eines Vollbildes:
- HD Signal A: 1048 (horizontal) Pixel × 1080 Zeilen
- HD Signal B: 1048 (horizontal) Pixel × 1035 Zeilen
- HD Signal C: 1080 (horizontal) Pixel × 960 Zeilen
- HD Signal D: 1080 (horizontal) Pixel × 1152 Zeilen
-
Die
Teilbildfrequenz ist 60 Hz für
die HD Signale A, B und C, und 50 Hz für das HD Signal D. Die C1 und
C2 Signale haben jeweils 1/3 der Pixel des Y-Signals horizontal
und 1/2 der Zeilen des Y-Signals vertikal. Eine solche Zahl von
Zeilen wird als ein Ergebnis einer Zeilenfolgeabtastung der Zeilen
erhalten. Jede Zeile entspricht entweder dem C1 Signal oder dem
C2 Signal.
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Die
Zahl der Pixel in dem effektiven Flächenbereich des Vollbildes
entsprechend dem HD Signal C und die Zahl dieser Pixel entsprechend
dem HD Signal D ist 5:6, was das umgekehrte zu dem Teilbildfrequenz-Verhältnis 6:5
für die
HD Signale C und D ist. Dementsprechend können das Kompressionsverhältnis, das
von der Kompressionsschaltung 3805 verwendet wird, und
die Aufzeichnungsrate bzw. -geschwindigkeit, die Drehzahl der Trommel
und die Ablaufgeschwindigkeit des Bandes in der Aufzeichnungsvorrichtung
3806 im Wesentlichen die gleichen wie für die HD Signale C und D sein.
(In der Praxis ist die Teilbildfrequenz des HD Signals C 60 Hz × 1/1, 001 ≈ 59,94 Hz;
d.h., es gibt eine Differenz von 0,1 %). Aufgrund dieser Ähnlichkeiten
zwischen dem HD Signal C und D wird bewirkt, dass der Übertragungsbereich
eines Vollbildes entsprechend den HD Signalen C und D, die auf dem
Magnetband 3807 aufgezeichnet werden können, der gleiche wie der effektive
Bereich des Vollbildes ist.
-
Obwohl
die Teilbildfrequenz des HD Signals B die gleiche wie die Teilbildfrequenz
des HD Signals C ist, ist die Zahl der Pixel in dem effektiven Flächenbereich
des Vollbildes des HD Signals B (1.086.680 im Falle des Y-Signals)
größer als
die Zahl dieser Pixel des HD Signals C (1.036.800 im Falle des Y-Signals).
Dementsprechend wird eine Justierung bzw. Einstellung auf das maximal
mögliche
Ausmaß durchgeführt, das
durch das Übertast-Verhältnis (over-scan
ratio) bzw. den Bildschirmrahmen des TV Monitors zugelassen wird,
so dass die Zahl der Pixel in dem Übertragungs-Flächenbereich
des Vollbildes des HD Signals B so nahe wie möglich zu dem des HD Signals
C ist. Als Ergebnis hiervon hat das Y-Signal des HD Signals B die
folgende Zahl von Pixel:
HD Signal B: 1008 Pixel (horizontal) × 1024 Zeilen
-
Durch
eine solche Justierung hat der Übertragungs-Flächenbereich
jedes Vollbildes des Y-Signals
des HD Signals B 1.032.192 Pixel. An diesem Punkt bzw. zurzeit ist
das Bildschirm-Rahmenverhältnis
des HD Signals B näherungsweise
3,8 % horizontal und näherungsweise
1,1 % vertikal. Die Extraktion des Übertragungs-Flächenbereichs
des Vollbildes wird durch die Shuffling- bzw. Shuttling-Schaltung 3824 unter
Verwendung der Entscheidungs-Informationen p geregelt. Die 39A, 39B und 39C stellen die Bezie hung des Übertragungs-Flächenbereiches
jedes Vollbildes der HD Signale B, C bzw. D dar. Für das HD
Signal B werden, wie in 39A dargestellt
ist, der obere Teil und der untere Teil des Vollbildes zu einem
rechten Teil des Vollbildes bewegt, und das sich ergebende Vollbild wird
in den Vollbild-Speicher 3804 geschrieben. Auf diese Weise
kann das HD Signal B auf die gleiche Weise wie das HD Signal C verarbeitet
werden.
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40 stellt die Funktionsweise der Shuffling-Schaltung 3824 dar,
wenn das HD Signal B oder A nach der Zeilenumwandlung an die Shuffling-Schaltung 3824 angelegt
wird. Eine Bildebene eines Vollbildes wird als ein Makroblock dargestellt. Jeder
Makroblock des Y-Signals hat 24 (horizontale) Pixel × 16 (vertikale)
Zeilen. Jeder Makroblock jedes der C1 und C2 Signale hat 8 (horizontale)
Pixel × 8 (vertikale)
Zeilen. 40A stellt die Anordnung der Makroblöcke für das HD
Signal B dar, während 40B die Anordnung der Makroblöcke des
Signals zeigt, dass nach der Regelung des HD Signals in den Speicher 3804 geschrieben
wird. Die Flächenbereiche
I bis V in 40A werden in den Speicher 3804 in
dem Zustand geschrieben, dass sie vertikal um zwei Makroblöcke am oberen
Ende und um zwei weitere Makroblöcke
am Boden reduziert werden, wie in 40B dargestellt
ist. Die beiden Makroblöcke
an dem oberen Ende und die beiden Makroblöcke an dem unteren Ende werden
auf einen Teil rechts von den Flächenbereichen
I bis V geschrieben. Der Flächenbereich
F, der 3 (horizontale) × 4 (vertikale)
Makroblöcke
ohne Daten enthält,
wird mit Leerdaten versehen. Eine solche Bereichs-Umformung wird
durchgeführt,
um die Kontinuität
der Daten auf dem Bildschirm des Monitors zu gewährleisten, wenn die Daten durch
eine Hochraten-Suche wiedergegeben werden. Bei dem HD Signal B,
das durch Bereich-Umwandlung erhalten wird, geht die Kontinuität zwischen
einem zentralen Bereich und einem rechten Bereich verloren. Der
Einfluss auf die visuellen Charakteristiken, die durch diesen Verlust
verursacht werden, ist auf einen oberen Flächenbereich und einen unteren
Flächenbereich
des Monitors beschränkt.
Der Vollbildspeicher 3804 hat eine ausreichende Kapazität, um ein
HD Signal D mit dem größten Übertragungsbereich
jedes Vollbildes aus den vier Typen von HD Signalen zu speichern.
-
Das
HD Signal A hat die gleiche Größe wie das
HD Signal B einschließlich
von Informationen während
einer Austastperiode, wie beispielsweise ein Synchronisationssignal,
das HD Signal A hat jedoch einen größeren effektiven Bereich jedes
Vollbildes als das HD Signal B. Dementsprechend wird durch Einstellung
des Übertragungsbereiches
jedes Vollbildes des HD Signals A, so dass er gleich dem Übertragungsbereich
jedes Vollbildes des HD Signals B ist, das Bildschirmrahmenverhältnis näherungsweise
3,8 % horizontal und näherungsweise 5,2
% vertikal. Da das Bildschirmrahmenverhältnis in einer vertikalen Richtung
wenn auch nur geringfügig erhöht wird,
werden Informationen mit Ausnahme des Videosignals an einem oberen
Bereich und einem unteren Bereich eines bestimmten Typs von TV-Monitoren
angezeigt bzw. dargestellt.
-
Um
eine solche Unbequemlichkeit zu vermeiden, wenn ein HD Signal A
eingegeben wird, wird die Zahl der Zeilen in einem oberen Bereich
und einem unteren Bereich der Bildebene durch die Zeilenumwandlungsschaltung 3823 verändert, wie
in 41 dargestellt ist. In 41A hat
das HD Signal A 1088 Zeilen einschließlich 1080 Zeilen für die effektive
Fläche
und acht ineffektiven Zeilen. Die oberen 64 Zeilen und die unteren
64 Zeilen werden so umgewandelt, dass sie auf 1/2 reduziert werden.
Als Ergebnis hiervon wird ein Pseudo-HD Signal B erhalten, wie sie
in 41B dargestellt ist. Durch eine
solche Zeilenumwandlung werden die Zeilen in einem zentralen Bereich
der Bildebene, der in Bezug auf die visuelle Kennlinie einen großen Einfluss
hat, nicht umgewandelt, um die ursprüngliche Videoinformation beizubehalten,
und nur die Zeilen in den oberen und unteren Bereichen werden umgewandelt.
In dem Fall des HD Signals B kann ein Bereich, der durch die Zeilenumwandlung
für den
Modus der Bildsuche beeinflusst wird, auf die oberen und unteren
Flächenbereiche
der Bildebene beschränkt
werden. Bei diesem Beispiel reduziert die Zeilenumwandlung die Zahlen der
Zeilen auf 1/2. Dementsprechend kann die Konfiguration der Zeilenumwandlungsschaltung 3823 sogar
dann sehr einfach sein, wenn ein vertikaler Zeilenfilter verwendet
wird.
-
Wie
oben beschrieben wurde, werden bei dem Videosignal-Aufnahme- und
Wiedergabegerät 3800 nach
diesem Beispiel Zeilen in den oberen und unteren Flächenbereichen
des effektiven Flächenbereiches
jedes Vollbildes des HD Signals umgewandelt. Dementsprechend kann
die Anzeige von anderen Daten als den Video-Informationen verhindert werden,
indem nur die vertikale Auflösung
nur in einem Flächenbereich
verringert wird, der in Bezug auf die visuellen Charakteristiken
und das Bildschirmrahmenverhältnis
des Monitors am wenigstens beeinflusst wird. Außerdem kann das HD Signal A
nach dem Shuttling bzw. Shuffling auf gleiche Weise wie das HD Signal
B komprimiert und aufgezeichnet werden.
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Vergleichsbeispiel 26
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Ein
sechsundzwanzigstes Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf
die 42 beschrieben werden. 42 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme-
und Wiedergabegerätes 4200.
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 4200 enthält einen
Eingangs-Anschluss 3820, an den HD Signale A, B, C oder
D angelegt werden. Eine Entscheidungsschaltung 3821 für das Eingangs-Signal
entscheidet, ob das angelegte Eingangs-Signal ein HD Signal A, B,
C oder D ist, und gibt die Entscheidung als Entscheidungsinformationen
p aus. Eine Abtastschaltung 3822 tastet das HD Signal ab.
Eine Signalumwandlungsschaltung 4230 addiert einen effektiven
Pixel zu dem HD Signal A, so dass das HD Signal A den gleichen effektiven
Flächenbereich
für jedes
Vollbild mit dem HD Signal D hat. Wenn ein Signal, das entsprechend
der Entscheidungsinformation p ein HD Signal A ist, an die Aufzeichnungsschaltung 3806 angelegt
wird, so erhöht
die Antriebsvorrichtung 4231 für die Trommel die Rotationsgeschwindigkeit
bzw. die Drehzahl der Trommel auf das 6/5-fache der Geschwindigkeit,
die für
das HD Signal D verwendet wird, und eine Antriebsvorrichtung 4232 für das Band
erhöht
die Transportgeschwindigkeit für
das Band auf das 6/5-fache der Geschwindigkeit, die für das HD
Signal D eingesetzt wird. Andere Elemente sind identisch mit denen bei
dem fünfundzwanzigsten
Beispiel, und deshalb wird ihre detaillierte Beschreibung hier nicht
wiederholt.
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Das
Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 4200 mit der oben
beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
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Die
Abtastvorrichtung 3822 tastet die HD Signale A, B, C und
D mit der gleichen Abtastfrequenz von 40,5 MHz (Y Signal) und 13,5
MHz (jedes der beiden Farbdifferenz-Signale) ab. Dementsprechend wird
der effektive Flächenbereich
für ein
Vollbild jedes HD Signals das gleiche wie beim fünfundzwanzigsten Beispiel.
Wenn ein HD Signal A angelegt wird, addiert die Signalumwandlungsschaltung 4230 ein
ineffektives Pixel zu dem effektiven Flächenbereich des Vollbildes
sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung, so dass
der effektive Flächenbereich
des Vollbildes 1080 (horizontale) × 1152 (vertikale) Zeilen hat,
was das gleiche wie das in 39C gezeigte
HD Signal D ist. Bei dem HD Signal D ist der effektive Flächenbereich
des Vollbildes der gleiche wie der Übertragungsflächenbereich
des Vollbildes. Bei diesem Beispiel werden die HD Signale B, C und D
auf die gleiche Weise wie im fünfundzwanzigsten Beispiel
verarbeitet. Die Shuffling-Schaltung 3824 fuhrt
die gleiche Shuffling-Operation durch, wenn das HD Signal A oder
das HD Signal D zugeführt
wird. Da die Kapazität
eines Vollbild-Speichers 3804 ausreicht, um den Vollbild-Übertragungsflächenbereich des
HD Signals D zu speichern, ist die Hinzufügung eines weiteren Speichers
nicht erforderlich. Die Komprimierschaltung 3805 führt die
gleiche Verarbeitung für
die HD Signale A und D durch.
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Die
Teilbildfrequenz des HD Signals A ist 60 Hz, während die Teilbildfrequenz
des HD Signals D 50 Hz ist. Wenn die HD Signale A und D mit dem
gleichen Kompressionsverhältnis
komprimiert werden, ist dementsprechend die Datenrate für das HD
Signal A das 6/5-fache der Datenrate für das HD Signal D. Um diese
Unbequemlichkeit zu vermeiden, erhöht die Antriebsvorrichtung 4231 für die Trommel
die Rotationsgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl der Trommel auf das
6/5-fache der Rotationsgeschwindigkeit, die für das Signal D verwendet wird,
wenn die Entscheidung vorliegt, dass es sich bei dem eingegebenen
Signal um ein HD Signal A handelt. Auf diese Weise können alle
Daten, die durch Kompression erhalten werden, auf einem Magnetband 3807 aufgezeichnet
werden. In dem Fall, dass die Antriebsvorrichtung 4232 für das Band
die Transportgeschwindigkeit des Bandes auf das 6/5-fache der Transportgeschwindigkeit
anhebt, die für
das HD Signal D verwendet wird, um die Spurteilung auf dem Magnetband 3807 für die HD
Signale A und D gleich zu machen, kann weiterhin der gleiche Aufzeichnungskopf in
der Trommel 3810 für
die HD Signale A und D verwendet werden.
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Der
ineffektive Pixel, der durch die Signalumwandlungsschaltung 4230 hinzugeführt wird,
befindet sich in einem oberen, einem unteren, einem rechten oder
einem linken Ende des effektiven Flächenbereiches des Vollbildes
des HD Signals A unter Berücksichtigung
des Modus der Bildsuche. Jede von diesen Stellen kann eingesetzt
werden. Die Hinzufügung
eines solchen ineffektiven Pixels ist zweckmäßig, weil der Pixel-Wert in
dem Zustand, dass kein Signal vorliegt, durch die Kompression, die
von der Kompressionsschaltung 3805 durchgeführt wird,
keine unnötigen
Informationen liefert. Als Alternative hierzu kann ein Teil des
HD Signals A überlappend angeordnet
werden, so dass man es verwenden kann, um einen Fehler zu korrigieren,
der während der
Signalverarbeitung für
die Wiedergabe verursacht wird.
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In
dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 4200 nach dem sechsundzwanzigsten Beispiel
können
alle Pixel in dem effektiven Flächenbereich
des Vollbildes des HD Signals A auf dem Magnetband 3807 durch
die gleiche Videosignal-Verarbeitung wie für das HD Signal D aufgezeichnet
werden. Das Bandmuster des Magnetbandes 3807 kann das gleiche
sein.
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Vergleichsbeispiel 27
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An
siebenundzwanzigste Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 43 beschrieben werden. 43 ist
ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes 4300 gemäß einer
Modifikation. Dieselben Elemente wie die in 42 tragen
die gleichen Bezugszeichen, und ihre detaillierte Beschreibung wird
nicht wiederholt.
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Wenn
ein Signal an dem Eingangs-Anschluss 3820 angelegt wird,
entscheidet die Eingabe-Entscheidungsschaltung 3821,
ob das eingegebene Signal ein HD Signal A, B, C oder D ist, und
gibt das Ergebnis der Entscheidung als Entscheidungs-Information
p aus. Die Abtastvorrichtung 4340 tastet das HD Signal
ab, das eingegeben wird, und gibt die abgetasteten Daten zu einer
Shuffling-Schaltung 4341 aus, die für jedes HD Signal in Funktion tritt.
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Die 44A und 44B stellen
die Konfiguration der Abtastvorrichtung 4340 dar. Wie in 44A gezeigt ist, enthält eine Abtastvorrichtung 4440A als
ein Beispiel der Abtastvorrichtung 4340 einen A/D Wandler 4442 für die Abtastung
eines HD Signals mit einer Frequenz von 40,5 MHz (Y-Signal) und
13,5 MHz (jedes der beiden Farbdifferenz-Signale) und eine horizontale Umwandlungsvorrichtung 4443 für die Reduzierung
der Zahl der Pixel in dem effektiven Flächenbereich des Vollbildes
in der horizontalen Richtung des HD Signals A bis 960 Pixel. Bei
den in den 38 und 42 gezeigten
Beispielen enthält die
Abtastvorrichtung nur den A/D Wandler 4442. Gemäß 44B wandelt die horizontale Umwandlungsvorrichtung 4443 1048
Pixel in der horizontalen Richtung des HD Signals A, das durch den A/D
Wandler 4442 erhalten wird, unter Verwendung eines bandbreiten-begrenzten
Filters in 960 Pixel um. 45 zeigt
den effektiven Bereich eines Vollbildes des HD Signals A, das als
Ergebnis einer solchen Umwandlung erhalten wird. Ein solcher effektiver
(Flächen-)Bereich
des Vollbildes hat die gleiche Zahl von Pixeln wie das HD Signal
C, das in 40B gezeigt ist, während jedoch
die Zahl der Pixel in der horizontalen Richtung und der vertikalen
Richtung entgegengesetzt zu denen des HD Signals C sind. Dementsprechend
wird, wenn ein HD Signal A eingegeben wird, die Adressensteuerung
zu dem Vollbild-Speicher 3804 in dem Zustand durchgeführt, dass
die Adresse in horizontaler Richtung und die Adresse in der vertikalen
Richtung entgegengesetzt zu denen des HD Signals D sind. Durch eine
solche Änderung
kann das HD Signal A auf die gleiche Weise wie das HD Signal D für die Kompression
und die weiteren Verarbeitungsschritte verarbeitet werden.
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Bei
dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 4300 nach dem siebenundzwanzigsten Beispiel
kann die Zahl der Pixel in dem Vollbild-Übertragungsbereich des HD Signals
A die gleiche sein, wie bei dem HD Signal C, ohne die Linien in
dem effektiven (Flächen-)Bereich
des Vollbildes zu verringern. Damit kann das HD Signal A durch die
Signalverarbeitungsschaltung für
das HD Signal C für
die Kompression und die weiteren Operationen verarbeitet werden.
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Bei
dem obigen Beispiel wird die Zahl der Pixel in horizontaler Richtung
von 1048 auf 960 geändert.
Die Zahl der Pixel von 1080 einschließlich der ineffektiven Pixel
kann bei einem einfacheren Umwandlungsverhältnis auf 960 geändert werden
und ist sehr effektiv.
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44B zeigt die Konfiguration eines weiteren Beispiels 4440B der
Abtastvorrichtung 4340. Die Abtastvorrichtung 4440B enthält einen
A/D Wandler 4444 für
die Durchführung
einer A/D Wandlung bei einer Abtastfrequenz, die eingegeben wird,
sowie eine Abtastfrequenz-Umschaltvorrichtung 4445 für die Umschaltung
der Abtastfrequenz auf 40,5 MHz oder 37,125 MHz für das Y-Signal
entsprechend den Entscheidungs-Informationen p von der Eingabe-Entscheidungsschaltung 3821.
Für jedes
der beiden Farbdifferenz-Signale wird 1/3 der Abtastfrequenz für das Y-Signal
benutzt. Die Abtastfrequenz eines 1125 Signals, das den Studio-Normen
entspricht, ist 74,25 MHz, und die Zahl der effektiven Pixel in
seiner horizontalen Richtung ist 1920 Pixel. Die Zahl der Pixel
in der horizontalen Richtung in 45 ist
1/2 der Zahl gemäß den Studio-Normen.
Dementsprechend wird die Umwandlung der Zahl der Pixel in der horizontalen
Richtung nicht benötigt,
wenn die Abtastfrequenz auf 37,125 MHz eingestellt wird, nämlich 1/2
der 74,25 MHz, die den Studio-Normen
entsprechen.
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Bei
den oben beschriebenen Beispielen wird ein analoges Signal als das
eingegebene HD Signal A verwendet, und es wird ein A/D Wandler eingesetzt.
In dem Falle, dass ein digitales Signal eingegeben wird, wird die
Zahl der Pixel in der horizontalen Richtung auf 1/2 reduziert, wie
oben beschrieben wurde. Dementsprechend kann die Konfiguration der Umwandlungsschaltung
signifikant vereinfacht werden, und sie ist hochkompatibel mit der
Konfiguration, die den Studio-Normen entspricht.
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Wie
bisher beschrieben worden ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Vollbild eines Zeilenfolge-TV-Signals kodiert und als ein Vollbild
eines Zeilensprung-TV-Signals aufgezeichnet. Damit kann das Zeilenfolge-TV-Signal
aufgezeichnet werden.
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Durch
Anordnung der Daten, die einem Zeilenfolge-TV-Signal entsprechen,
zu Daten, die einem Halbbild eines Zeilensprung-TV-Signals mit hoher Definition
bzw. Auflösung
entsprechen, kann das Zeilenfolge-TV-Signal aufgezeichnet werden.
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Ein
Zeilenfolge-TV-Signal kann aufgezeichnet werden, indem einfach das
Verfahren zur Aufteilung der Bilddaten in Kode-Einheiten geändert wird, das
durch ein herkömmliches
Zeilensprung-TV-Signal mit hoher Definition bzw. Auflösung durchgeführt wird.
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Ein
Zeilenfolge-TV-Signal und ein Zeilensprung-TV-Signal können beide
aufgezeichnet werden, indem eine Teilerschaltung und eine Kodiervorrichtung
für das
Zeilenfolge-TV-Signal
in Kodiereinheiten zu dem herkömmlichen
Gerät hinzugefügt werden.
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In
dem Falle, dass ein effektiver Pixel-Bereich des Zeilenfolge-TV-Signals
durch die Ratenumwandlung geändert
wird, kann eine solche Ratenumwandlung bei der gleichen Abtastfrequenz
wie ein Zeilensprung-TV-Signal mit hoher Auflösung durchgeführt werden.
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Die
Bildqualität
für den
Modus der Bildsuche kann verbessert werden, indem Blöcke umgeordnet werden,
die vor der Aufzeichnung kodiert werden.
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Das
Farbdifferenz-Signal eines Zeilenfolge-Signals kann vertikal bis
zu 1/3 sein, so dass es die gleiche Zahl der Pixel wie ein Farbdifferenz-Signal
eines 4:2:2 Signals hat. Die Anordnung der Kodiereinheiten in einer
Spur in Bezug auf die Bildebene, die dem Zeilenfolge-Signal entspricht,
kann eine hohe Kompatibilität
mit einem Zeilensprung-TV-Signal haben.
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Zwei
aufeinanderfolgende Vollbilder eines Zeilenfolge-Signals können so
umgewandelt werden, dass sie scheinbar durch Zeilensprung-Abtastung
erhalten werden. Sogar dann, wenn einer der beiden Kanäle des Videokopfes
beschädigt
wird, kann eine Intra-Vollbildkorrektur
durchgeführt
werden.
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Durch
Kodieren von zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern eines Zeilenfolge-Signals
in Kombination kann die Korrelation zwischen den Vollbildern ausgenutzt
werden, wodurch der Wirkungsgrad der Kodierung erhöht wird.
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Durch
Umschaltung der Kanäle,
zu denen ein eingegebenes Signal geschickt werden soll, mit 1/n
des Vollbild-Zyklus können
zwei Vollbilder an der gleichen Stelle in jeder der Vielzahl von
Kanälen kombiniert
werden. Der Wirkungsgrad der Kodierung wird verbessert.
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Durch
Hinzufügen
eines Speichers zu dem System für
die Aufteilung der Daten eines Vollbildes in zwei und für die Verarbeitung
in Daten in zwei Kanälen
können
die Daten in demselben Vollbild gleichzeitig aus zwei Kanälen ausgegeben
werden. Dementsprechend wird die Qualität des Bildes verbessert, das
bei dem Modus der Bildsuche erhalten wird.
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Durch
Erhöhen
der Zahl der effektiven Pixel durch Interpolieren der Farbdifferenz-Signale
können integrierte
Schaltungen ICs, die für
die Verarbeitung eines Zeilensprung-Signals gefertigt wurden, sogar dann
verwendet werden, wenn das eingegebene Signale für die Aufzeichnung mit hoher
Rate aufgeteilt wird.
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Durch
Hinzufügen
eines Speichers zu dem System zur Aufteilung der Daten für ein Vollbild
in zwei und für
die Verarbeitung der Daten in zwei Kanälen können die Daten in demselben
Vollbild gleichzeitig von zwei Kanälen ausgegeben werden. Dementsprechend
wird die Bildqualität,
die bei dem Modus der Bildsuche erhalten wird, verbessert, und zwar
sogar basierend auf einem Bild, das mit hoher Rate aufgezeichnet
wird.
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Durch
Umwandeln eines zeilensprungfreien Abtastsignals in ein Zeilensprung-Signal,
während die
Korrelation zwischen den Pixeln des Videosignals beibehalten wird,
kann eine Wiedergabe mit hoher Qualität und eine Aufzeichnung mit
hoher Qualität realisiert
werden, indem einfach eine geringfügige Signalverarbeitung hinzugefügt wird.
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Durch
Umwandeln eines Signals einschließlich eines zeilensprungfreien
Signals als Luminanz-Signals zu einem Zeilensprung-Signal, während die
Korrelation zwischen den Pixeln der Farbdifferenz-Signale des Videosignals
beibehalten wird, können
das Videosignal mit einem zeilensprungfreien Luminanz-Signal und
die Zeilensprung-Farbdifferenz-Signale mit hoher Qualität aufgezeichnet
und wiedergegeben werden.
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Durch
Aufteilung eines eingegebenen Bildes im Wesentlichen zu gleichen
Teilen in eine Vielzahl von Bild-Daten wird der Informationsgehalt,
der in allen Bild-Daten erhalten ist, verringert. Damit kann aufgrund
eines geringeren Kompressionsverhältnisses eine höhere Bildqualität erreicht
werden.
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Durch
Aufteilen eines eingegebenen Bildes im Wesentlichen zu gleichen
Teilen in eine Vielzahl von Bild-Daten, um den Informationsgehalt
zu reduzieren, der in allen Bild-Daten enthalten ist, und durch Anordnen
der Information in einem teilweise überlappenden Zustand, kann
eine Fehlerkorrektur mit einer höheren
Präzision
während
der Dekodierung durchgeführt
werden. Damit lässt
sich aufgrund eines niedrigeren Kompressionsverhältnisses eine hohe Bildqualität erreichen.
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Durch
Verwendung des überlappenden
Teils der Informationen werden die Bild-Daten der kodierten Daten
korrigiert, in denen während
der Übertragung
ein Fehler verursacht wird. Dementsprechend wird die Erzeugung eines
Bildverlustes aufgrund eines Fehlers während der Übertragung vermieden.
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Durch
eine herkömmliche
hochratige Kodiervorrichtung und eine herkömmliche Datenübertragungsvorrichtung
können
ohne signifikante Änderung
verwendet werden. Dementsprechend können unterschiedliche Spezifikationen
eingesetzt werden, während
man die verschiedenen Vorteile solcher herkömmlichen Vorrichtungen genießt, wie
beispielsweise der kompakte Aufbau und die geringeren Kosten.
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Durch
Umwandlung eines eingegebenen Bildes mit unterschiedlichen Spezifikationen
aus einem Bild, für
das die hochratige Kodiervorrichtung bestimmt ist, wird das Bild
in geeigneter Weise auf die Spezifikation der hochratigen Kodiervorrichtung
umgewandelt. Dementsprechend können
unterschiedliche Spezifikationen verwendet werden und es kann eine
qualitativ hochwertige Kodierung realisiert werden, während man
die verschiedenen Vorteile solcher herkömmlichen Vorrichtungen genießt, wie
beispielsweise kompakter Aufbau und geringere Kosten.
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Bei
dem obigen Fall legt die Entscheidungsvorrichtung den Typ des eingegebenen
Signals fest. Wenn ein HD Signal A eingegeben wird, wird eine Zeilenumwandlung
nur für
die oberen und unteren Bereiche der effektiven Fläche des
Vollbildes durchgeführt,
um die vertikale Auflösung
nur in dem Bereich zu verringern, der am wenigsten in Bezug auf die
visuelle Charakteristik und die Bildschirmrahmenfläche (over-scan
area) auf dem TV-Monitor
beeinflusst wird. Auf diese Weise kann ein HD Signal A das gleiche
wie ein HD Signal B sein. Die Datenmenge des HD Signals B kann die
gleiche wie die der HD Signale C und D sein, indem die Vollbild-Übertragungsfläche in der
Bildschirmrahmen-Fläche
reduziert wird. Dementsprechend werden andere Daten als die Video-Daten
auf dem Bild schirm nicht dargestellt und die Verarbeitung nach dem
Shuffling, wie beispielsweise Kompression und Aufzeichnung, kann
durch dieselbe Schaltung durchgeführt werden.
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In
dem Fall, dass ein HD Signal mit einem ineffektiven Pixel versehen
ist, damit es die gleiche Zahl von Pixeln wie der Vollbild-Übertragungsbereich eines
HD Signals D hat, und die HD Signale A bis D mit Shuffling und Kompression
verarbeitet werden und das HD Signal mit einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit
des 6/5-fachen der Aufzeichnungsgeschwindigkeit aufgezeichnet wird,
die für
die HD Signale B, C und D verwendet wird, können alle effektiven Pixel,
die dem gesamten effektiven Flächenbereich
des HD Signals entsprechen, auf einem Magnetband aufgezeichnet werden.
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In
dem Fall, dass die HD Signale A bei einer anderen Frequenz als die
HD Signale B bis D abgetastet werden, um die Datenmenge der Abtastvorrichtung
für das
HD Signal A zu reduzieren, und das HD Signal nach der Verarbeitung
mit Shuffling und Kompression aufgezeichnet wird, kann die Zahl
der Pixel in dem Vollbildübertragungsbereich
des HD Signals A die gleiche wie die des HD Signals D sein. Dementsprechend
kann das HD Signal A durch die gleiche Schaltungsanordnung wie das
HD Signal D für
die Kompression und die anderen Schritte verarbeitet werden.
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Verschiedene
andere Modifikationen sind dem Fachmann auf diesem Gebiet ohne Weiteres
ersichtlich und können
leicht durchgeführt
werden, ohne dass vom Umfang dieser Erfindung abgewichen wird. Dementsprechend
ist es nicht beabsichtigt, dass der Umfang der folgenden Ansprüche auf die
obige Beschreibung beschränkt
ist, sondern dass stattdessen die Ansprüche breit ausgelegt werden.