DE69534358T2 - Fernsehsignalaufnahme-, Fernsehsignalaufnahme- und wiedergabe, Fernsehsignalkodierer und Fernsehsignalübertragungsvorrichtung - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung:
  • 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).
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik:
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 5 definiert. Bevorzugte Auführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.
  • 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;
  • 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.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem ersten Vergleichsbeispiel;
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem zweiten Vergleichsbeispiel;
  • 3A ist eine Ansicht, die ein Konversions- bzw. Umwandlungsverfahren für ein Luminanz- bzw. Leuchtdichte-Signal in dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt;
  • 3B ist eine Ansicht, die ein Umwandlungsverfahren für ein Farbdifferenz-Signal in dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt;
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem dritten Vergleichsbeispiel;
  • 5 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem vierten Vergleichsbeispiel;
  • 6 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem fünften Vergleichsbeispiel;
  • 7 ist eine Ansicht, die ein Raten-Konversationsverfahren für das fünfte Vergleichsbeispiel darstellt;
  • 8 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem sechsten Vergleichsbeispiel;
  • 9 ist eine Ansicht, die ein Aufzeichnungsmuster auf einer Spur darstellt;
  • 10 ist eine Ansicht, die ein weiteres Aufzeichnungsmuster auf einer Spur zeigt;
  • 11 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem siebten Vergleichsbeispiel;
  • 12 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem achten Vergleichsbeispiel;
  • 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.
  • 14 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem neunten Vergleichsbeispiel;
  • 15A ist eine Ansicht, die ein herkömmliches Verfahren für das Kombinieren von Daten zeigt;
  • 15B ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Kombinieren von Daten in dem neunten Vergleichsbeispiel darstellt;
  • 16 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem zehnten Vergleichsbeispiel;
  • 17 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem elften Vergleichsbeispiel;
  • 18A ist eine Ansicht, die Daten zeigt, die auf eine Spur in einem herkömmlichen Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät aufgezeichnet wurden;
  • 18B ist eine Ansicht, die Daten zeigt, die auf eine Spur bei dem elften Vergleichsbeispiel aufgezeichnet wurden;
  • 19 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem zwölften Vergleichsbeispiel;
  • 20 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes in einem dreizehnten Beispiel;
  • 21 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Umwandlung eines Videosignals in dem vierzehnten Vergleichsbeispiel zeigt;
  • 22 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes in dem vierzehnten Vergleichsbeispiel;
  • 23 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Umwandlung eines Videosignals in dem fünfzehnten Vergleichsbeispiel zeigt.
  • 24 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Umwandlung eines Videosignals in dem sechzehnten Vergleichsbeispiel darstellt;
  • 25 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Umwandlung eines Videosignals in einem siebzehnten Vergleichsbeispiel zeigt;
  • 26 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes gemäß einem achtzehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 27A ist ein Schaltdiagramm einer Vor-Verarbeitungsvorrichtung in dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem achtzehnten Beispiel;
  • 27B ist ein Schaltdiagramm einer Nach-Verarbeitungsvorrichtung in dem Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät nach dem achtzehnten Beispiel;
  • 28 ist eine Ansicht, die die Funktionsweise der Vor-Verarbeitungsvorrichtung und der Nach-Verarbeitungsvorrichtung in dem achtzehnten Beispiel zeigt;
  • 29A ist eine Ansicht, die die Funktionsweise einer Vor-Verarbeitungsvorrichtung in einem neunzehnten Beispiel zeigt;
  • 29B ist eine Ansicht, die die Funktionsweise einer Nach-Verarbeitungsvorrichtung in dem neunzehnten Beispiel darstellt;
  • 30A ist ein Schaltdiagramm einer Vor-Verarbeitungsvorrichtung in einem zwanzigsten Beispiel;
  • 30B ist ein Schaltdiagramm einer Nach-Verarbeitungsvorrichtung in dem zwanzigsten Beispiel;
  • 31 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes gemäß einem einundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 32A ist ein Schaltdiagramm einer Vor-Verarbeitungsvorrichtung in dem einundzwanzigsten Beispiel;
  • 32B ist ein Schaltdiagramm einer Nach-Verarbeitungsvorrichtung in dem einundzwanzigsten Beispiel;
  • 33 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes gemäß einem zweiundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 34A ist ein Schaltdiagramm einer Vor-Verarbeitungsvorrichtung in dem zweiundzwanzigsten Beispiel;
  • 34B ist ein Schaltdiagramm einer Nach-Verarbeitungsvorrichtung in dem zweiundzwanzigsten Beispiel;
  • 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;
  • 36 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes gemäß einem dreiundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 37 ist eine Ansicht, die die Funktionsweise der Vor-Verarbeitung und die Funktionsweise der Nach-Verarbeitung in dem dreiundzwanzigsten Beispiel darstellt;
  • 38 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes gemäß einem vierundzwanzigsten Beispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 39A ist eine Ansicht, die einen Vollbild-Übertragungsbereich eines HD Signals B bei einem fünfundzwanzigsten, sechsundzwanzigsten und siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel zeigt;
  • 39B ist eine Ansicht, die einen Vollbild-Übertragungsbereich eines HD Signals C bei dem fünfundzwanzigsten, sechsundzwanzigsten und siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel zeigt;
  • 39C ist eine Ansicht, die einen Vollbild-Übertragungsbereich eines HD Signals D bei dem fünfundzwanzigsten, sechsundzwanzigsten und siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel zeigt;
  • 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;
  • 41 ist eine Ansicht, die eine effektive Fläche für ein Vollbild in dem fünfundzwanzigsten, sechsundzwanzigsten und siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel zeigt;
  • 42 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes bei dem sechsundzwanzigsten Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 43 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes bei dem siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 44A ist ein Blockdiagramm einer Abtastvorrichtung des Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes nach dem sechsundzwanzigsten Vergleichsbeispiel;
  • 44B ist ein Blockdiagramm einer Abtastvorrichtung des Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes bei dem siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel; und
  • 45 ist eine Ansicht, die einen effektiven Bereich für ein Vollbild in dem siebenundzwanzigsten Vergleichsbeispiel zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von zur Erläuterung dienenden Beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein erstes Vergleichsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden. 1 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes 100 nach dem ersten Beispiel.
  • 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.
  • Das Videosignal-Aufnahmegerät mit der oben beschriebenen Konfiguration arbeitet auf die folgende Weise.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • 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.
  • 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.
  • Das Videosignal-Aufnahmegerät 200 mit der oben beschriebenen Konfiguration arbeitet auf die folgende Weise.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Ein drittes Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden. 4 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes 400 nach dem vierten Beispiel.
  • 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.
  • Das Videosignal-Aufnahmegerät 400 mit der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Als Kombiniervorrichtungen 1603a und 1603b können Vorrichtungen für die Vollbild-Bildung eines Zeilensprung-TV-Signals mit Standardauflösung eingesetzt werden.
  • 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.
  • Die Zahl der Kanäle kann proportional zu der Zahl erhöht werden, bei der das Eingangs-Signal aufgeteilt wird.
  • 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.
  • Vergleichsbeispiel 11
  • 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.
  • 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.
  • Das Videosignal-Aufnahmegerät 1700 mit der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vergleichsbeispiel 12
  • Ein zwölftes Beispiel wird unter Bezugnahme auf 19 beschrieben werden. 19 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes 1900 nach dem zwölften Beispiel.
  • 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.
  • Das Videosignal-Aufnahmegerät mit der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vergleichsbeispiel 13
  • Ein dreizehntes Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 20 beschrieben werden. 20 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahmegerätes 2000 nach den dreizehnten Beispiel.
  • 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.
  • 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.
  • Bei dem dreizehnten Beispiel kann die Hochraten-Aufzeichnung, die bei dem zwölften Beispiel realisiert wird, ebenfalls für den Modus der Bildsuche realisiert werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vergleichsbeispiel 14
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 2000 mit der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
  • 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.
  • 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.
  • Vergleichsbeispiel 15
  • 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.
  • 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.
  • Die anderen Effekte bei dem vierzehnten Beispiel können ebenfalls erreicht werden.
  • Vergleichsbeispiel 16
  • 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.
  • 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.
  • Die anderen Effekte des vierzehnten Beispiels können ebenfalls erzielt werden.
  • Vergleichsbeispiel 17
  • 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.
  • 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).
  • Die anderen Wirkungen des vierzehnten Beispiels können ebenfalls erreicht werden.
  • Beispiel 18
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Unter Bezugnahme auf die 26 und 28 wird die Funktionsweise des Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes 2600 beschrieben werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Für die Wiedergabe wird das Aufzeichnungssignal Rab von dem Aufzeichnungsmedium 2604 wiedergegeben und durch die Demultiplexanordnung 2616 in die Aufzeichnungssignale Ra und Rb aufgeteilt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Beispiel 19
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die anderen Effekte bei dem achtzehnten und neunzehnten Beispiel können ebenfalls erzielt werden.
  • Beispiel 21
  • 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.
  • 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".
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Beispiel 22
  • 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.
  • 33 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes 3300 nach dem zweiundzwanzigsten Beispiel.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Beispiel 23
  • 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.
  • 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.
  • Das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3600 mit der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 3800 mit der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vergleichsbeispiel 26
  • Ein sechsundzwanzigstes Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 42 beschrieben werden. 42 ist ein Blockdiagramm eines Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerätes 4200.
  • 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.
  • Das Videosignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät 4200 mit der oben beschriebenen Konfiguration hat die folgende Funktionsweise.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vergleichsbeispiel 27
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Bildqualität für den Modus der Bildsuche kann verbessert werden, indem Blöcke umgeordnet werden, die vor der Aufzeichnung kodiert werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum hocheffizienten Kodieren für den Empfang eines Bildes A (I) und zur Ausgabe kodierter Daten von einer Anzahl von n Bildern B (Ha, Hb) als kodierte Daten des Bildes A, mit: einer Vorverarbeitungsanordnung (2608) zur Teilung von Eingabebilddaten des Bildes A in eine Vielzahl von geteilten Einheiten, wobei jede aus einer vorher bestimmten Anzahl von Blöcken besteht, und zur Erzeugung von Ausgabebilddaten, welche für die Anzahl n der Bilder B repräsentativ sind durch Bereitstellung der selben Anzahl von geteilten Einheiten in jedem Bild B; einer hocheffizienten Kodieranordnung (2609, 2610, 2611, 2612) für den Empfang der Bilddaten, welche für die Bilder B repräsentativ sind, wobei die Kodemenge von jedem Bildbereich der Anzahl n der Bilder B so gesteuert wird, dass diese ein vorbestimmter Wert ist, und zur Durchführung einer hocheffizienten Kodierung auf die Bilddaten, welche für die Bilder B repräsentativ sind, um kodierte Daten der Bilder B zu erzeugen, wobei dieselbe Anzahl von Blöcken der geteilten Einheiten über jeden Bildbereich der Anzahl n der Bilder B verteilt ist und wobei die geteilten Einheiten gleichmäßig in jedem Bildbereich angeordnet werden, indem abwechselnd die geteilten Einheiten jeweils in jedem der Bilder B positioniert werden und wobei jeder Bildbereich, der keine Daten enthält, mit Füllblockdaten ausgestattet wird.
  2. Vorrichtung zur hocheffizienten Kodierung nach Anspruch 1, wobei die Füllblockdaten dieselben sind wie die geteilten Bilddaten von Bild A, oder verkleinerte Daten davon sind.
  3. Vorrichtung zur hocheffizienten Kodierung nach Anspruch 1, wobei die Füllblockdaten die minimale Menge der davon kodierten Daten enthalten.
  4. Vorrichtung zur hocheffizienten Kodierung nach Anspruch 1, wobei die Größe der Bilder A und B gleich und n > 1 ist.
  5. Verfahren zur hocheffizienten Kodierung für den Empfang eines Bildes A (I) und zur Ausgabe kodierter Daten einer Anzahl n von Bildern B (Ha, Hb) als kodierte Daten des Bildes A, mit den Schritten: Vorverarbeitung zur Teilung von Eingabebilddaten des Bildes A in eine Vielzahl von geteilten Einheiten, von denen jede aus einer vorbestimmten Anzahl an Blöcken besteht, und zur Erzeugung von Ausgabebilddaten repräsentativ für die Anzahl n der Bilder B durch Anordnung derselben Anzahl von geteilten Einheiten in jedem Bild B; hocheffiziente Kodierung für den Empfang der Bilddaten repräsentativ für die Bilder B, wobei die Kodemenge von jedem Bildbereich der Anzahl n der Bilder B gesteuert wird, um ein vorbestimmter Wert zu sein, und zur Durchführung einer hocheffizienten Kodierung von Bilddaten repräsentativ für die Bilder B, um kodierte Daten der Bilder B zu erzeugen, wobei dieselbe Anzahl an Blöcken der geteilten Einheiten über jeden Bildbereich der Anzahl n der Bilder B verteilt wird und wobei die geteilten Einheiten gleichmäßig in jedem Bildbereich angeordnet werden, indem abwechselnd die geteilten Einheiten jeweils in jedem der Bilder B positioniert werden und wobei jeder Bildbereich, der keine Daten enthält, mit Füllblockdaten ausgestattet wird.
  6. Verfahren zur hocheffizienten Kodierung nach Anspruch 5, wobei die Füllblockdaten dieselben sind wie die geteilten Bilddaten des Bildes A, oder verkleinerte Daten hiervon sind.
  7. Verfahren zur hocheffizienten Kodierung nach Anspruch 5, wobei die Füllblockdaten die minimale Menge der hiervon kodierten Daten enthalten.
  8. Verfahren zur hocheffizienten Kodierung nach Anspruch 5, wobei die Größer der Bilder A und B gleich ist und n > 1 ist.
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