(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度信号及び２つの色差信号から成り、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｍ：１である（ｍは２以上の整数）、第１の精細度の画像信号を記録するディジタル記録装置において、
輝度信号及び２つの色差信号から成り、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｎ：１である（ｎはｎ＜ｍである１以上の整数）、前記第１の精細度の画像信号の輝度信号及び色差信号における夫々の精細度がより高い第２の精細度の静止画像信号をｓ（２以上の整数）分割することにより前記第１の精細度の画像信号に変換し、分割変換信号として出力する分割変換手段と、
前記分割変換手段より出力された前記分割変換信号に所定の処理を施して記録媒体に記録する１つの記録手段とを備え、
前記記録手段は、所定画素ブロック毎に直交変換を行うことにより画像情報を圧縮する画像情報圧縮手段を有し、前記２つの色差信号の各１個の所定画素ブロックと、対応するｍ個の前記輝度信号の所定画素ブロックから成るマクロブロックを単位として信号処理を行い、
前記分割変換手段は、前記第２の精細度の画像信号を構成する輝度信号のｎ個の所定画素ブロックと、２つの色差信号の各１個の所定画素ブロックとから成るブロック組に、ダミーデータから成る（ｍ−ｎ）個の所定画素ブロックを加えて前記マクロブロックを構成することを特徴とするディジタル画像信号記録装置。
【請求項２】
前記第２の精細度の静止画像信号の色差信号の画素を間引くことにより、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比をｍ：１に変換し、さらに前記第２の精細度の静止画像信号をｔ（２以上の整数）分割することにより前記第１の精細度の画像信号に変換して間引き分割変換信号として出力する間引き分割変換手段を備え、
前記記録手段は前記分割変換信号又は前記間引き分割変換信号を前記記録媒体に記録することを特徴とする請求項１に記載のディジタル画像信号記録装置。
【請求項３】
前記ダミーデータは、少なくとも前記所定画素ブロックの範囲で同一の値を有することを特徴とする請求項１に記載のディジタル画像信号記録装置。
【請求項４】
輝度信号及び２つの色差信号から成り、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｍ：１である（ｍは２以上の整数）、第１の精細度の画像信号を記録再生するディジタル画像信号記録再生装置において、
輝度信号及び２つの色差信号から成り、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｎ：１である（ｎはｎ＜ｍである１以上の整数）、前記第１の精細度の画像信号の輝度信号及び色差信号における夫々の精細度がより高い第２の精細度の静止画像信号をｓ（２以上の整数）分割することにより前記第１の精細度の画像信号に変換し、分割変換信号として出力する分割変換手段と、
前記分割変換手段より出力された前記分割変換信号に所定の処理を施して記録媒体に記録する１つの記録手段と、
前記記録媒体に記録された信号を再生し、所定の再生処理を施して出力する再生手段と、、
該再生出力信号を前記第２の精細度の静止画像信号に変換して出力する再生変換手段とを備え、
前記記録手段は、所定画素ブロック毎に直交変換を行うことにより画像情報を圧縮する画像情報圧縮手段を有し、前記２つの色差信号の各１個の所定画素ブロックと、対応するｍ個の前記輝度信号の所定画素ブロックから成るマクロブロックを単位として信号処理を行い、
前記分割変換手段は、前記第２の精細度の画像信号を構成する輝度信号のｎ個の所定画素ブロックと、２つの色差信号の各１個の所定画素ブロックとから成るブロック組に、ダミーデータから成る（ｍ−ｎ）個の所定画素ブロックを加えて前記マクロブロックを構成することを特徴とするディジタル画像信号記録再生装置。
【請求項５】
輝度信号及び２つの色差信号から成り、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｍ：１である（ｍは２以上の整数）、第１の精細度の画像信号を記録するディジタル画像信号記録装置において、
３つの独立したＧ（グリーン）信号とＲ（レッド）信号とＢ（ブルー）信号とから成り、１つの信号の画素数と他の２つの信号のそれぞれの画素数との比がｎ：１である（ｎはｎ＜ｍである１以上の整数）、前記第１の精細度より高い第２の精細度の静止画像信号をｓ（２以上の整数）分割することにより前記第１の精細度の画像信号に変換し、分割変換信号として出力する分割変換手段と、
前記分割変換手段より出力された前記分割変換信号に所定の処理を施して記録媒体に記録する１つの記録手段とを備え、
前記記録手段は、所定画素ブロック毎に直交変換を行うことにより画像情報を圧縮する画像情報圧縮手段を有し、前記他の２つの信号の各１個の所定画素ブロックと、対応するｍ個の前記１つの信号の所定画素ブロックから成るマクロブロックを単位として信号処理を行い、
前記分割変換手段は、前記第２の精細度の画像信号を構成する前記１つの信号のｎ個の所定画素ブロックと、前記他の２つの信号の各１個の所定画素ブロックとから成るブロック組に、ダミーデータから成る（ｍ−ｎ）個の所定画素ブロックを加えて前記マクロブロックを構成することを特徴とするディジタル画像信号記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル画像信号記録装置及び記録再生装置に関し、特に高精細度の静止画像信号を記録／再生するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像データを情報圧縮して記録を行うディジタルＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）の規格として「ＤＶＣ」と呼ばれる規格（以下「ＤＶＣ規格」という）が提案されている（例えば、National Technical Report Vol. 41 No.2 Apr. 1995 第４８頁から第５５頁）。このＤＶＣ規格には、現行放送レベルの通常解像度の画像信号（ＳＤ信号）を記録するための規格と、高精細度の画像信号（ＨＤ信号）を記録するための規格とがあるが、ＳＤ信号を記録するための規格の概要を以下に説明する。
【０００３】
映像信号は、いわゆる５２５／６０方式（ＮＴＳＣ方式などがこれに相当する）では、（４：１：１）で標本化される。そして、輝度（Ｙ）信号については、水平方向の有効画素数７２０画素、垂直方向の有効ライン数はフレーム内で４８０本、色差（Ｃｂ、Ｃｒ）信号については、水平方向の有効画素数１８０画素、垂直方向の有効ライン数は輝度信号と同じ４８０本である。
【０００４】
これらの有効画素データをブロック化してＤＣＴ（離散コサイン変換）演算を行う。ＤＣＴ演算のためのブロック（以下「ＤＣＴブロック」という）は、具体的には輝度（Ｙ）信号及び色差（Ｃｂ、Ｃｒ）信号のそれぞれについて１フレームの画素に対して水平８画素×垂直８画素で区切って構成される。そして、図８に示すように、画面上の同じ位置の同じ面積に対応するＹ信号のＤＣＴブロック４つと、Ｃｂ信号及びＣｒ信号のＤＣＴブロック１つずつとからなる６ＤＣＴブロックを「マクロブロック」と呼ぶ。さらに１フレームの画面を２７マクロブロック単位で分割し、図９に示すようにスーパーブロックを構成する。そして、図９の中で各列から１つのスーパーブロックを選択し、それぞれのスーパーブロックから１つのマクロブロックを取り出し、５個のマクロブロックで１ビデオセグメントを構成する。圧縮時には、ビデオセグメント単位でデータ量が所定量以内となるように制御される。
【０００５】
ＤＣＴ演算としては、フレーム単位で水平８画素×垂直８画素で８×８のＤＣＴを行うモードと、フィールド単位で水平８画素×垂直４画素で８×４のＤＣＴを行い、２つのフィールドの各ＤＣＴ係数の和と差をとるモードとが設けられており、符号化時に適応的に切り換え可能とされている。ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数は、量子化と可変長符号化を施した後のデータ量が所定値以下で且つ最もその所定値に近い値となるように、量子化テーブルを選択して量子化される。
【０００６】
量子化及び可変長符号化後のデータは、マクロブロック単位で図１０に示すようにフォーマティングされ、さらに図１１に示すようにＳＹＮＣワード、ＩＤコード及び誤り訂正のためのパリティーワードが付加されたシンクブロックの形で磁気テープ上に記録される。１フレームの画像データは、１０本のトラックに分割されて記録される。図９のスーパーブロックの横１行分の画像データが１本のトラックに記録される。図１２は１トラック上のデータの配置を示す図である。
【０００７】
図１０に示すようにフォーマティングされたデータには、復号に必要な諸パラメータ（エラー及びコンシールの情報ＳＴＡ、選択した量子化テーブルの番号ＱＮＯなど）も含まれる。ここで１ビデオセグメントのデータは、５シンクブロックに格納される。このとき直流成分のデータは図のＤＣ領域（ＤＣ０からＤＣ５）に格納され、交流成分はＡＣ領域に格納される。交流成分は、直流成分と同一のシンクブロック内の該当ＤＣＴブロックのＡＣ領域に格納するのを基本とするが、データ量が割り当てられた場所の容量よりも多くなった場合には、同一のシンクブロック内の空いているＡＣ領域や同一ビデオセグメント内の空いているＡＣ領域を流用する。
【０００８】
図１１のＩＤコードには、１フレームの画像データを構成する全１０本のトラックのうち、何本目のトラックのシンクブロックであるかを示すトラックペアナンバと、１つのトラック内の何番目のシンクブロックであるかを示すシンクブロックナンバとが格納されている。さらに、画像データを格納しているシンクブロックのＩＤコードには、この他にシーケンスナンバ（ＳＥＱ．Ｎｏ．）が格納されている。これは、連続する１２フレームに０から１１の番号を割り当てたものである。
【０００９】
図１２において、ＩＴＩはＩＴＩ（Ｉｎｓｅｒｔ  ａｎｄ  Ｔｒａｃｋ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）セクタであり、主にインサート編集時のトラッキング制御を容易にするための情報が記録される。ＡＵＤＩＯはオーディオセクタであり、オーディオデータを格納した９個のシンクブロックと、アウターパリティを格納した５個のシンクブロックからなる。ＶＩＤＥＯはビデオセクタであり、ビデオデータを格納した１３５個のシンクブロックと、ビデオＡＵＸと呼ばれる補助データを格納した３個のシンクブロックと、アウターパリティを格納した１１個のシンクブロックからなる。ＳＵＢＣＯＤＥはサブコードセクタであり、タイムコード情報等が記録される領域である。また、図１２において上記以外の部分は、ギャップと呼ばれる部分であり、セクタ単位のインサート編集時に他のセクタを破壊しないようにするためのマージンとなる。
【００１０】
ＨＤ信号についての規格（以下「ＨＤ−ＤＶＣ規格」という）は、基本的には、上述したＳＤ信号についての規格と同様である。いわゆる１１２５／６０方式では、Ｙ信号の水平方向の有効画素数が１００８画素、垂直方向の有効ライン数がフレーム内で１０２４本、色差信号（Ｃｂ及びＣｒ信号）についてそれぞれ水平方向の有効画素数３３６画素、垂直方向の有効ライン数はフレーム内で５１２本の画像信号として記録する。この場合のマクロブロックは、図１３に示すように、画面上の同じ位置の同じ面積に対応するＹ信号のＤＣＴブロック６個と、Ｃｂ信号及びＣｒ信号のＤＣＴブロック１個ずつとからなる８ＤＣＴブロックで構成される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＶＣ規格は、上述したようにＳＤ信号を記録再生するための規格及び高精細度の動画像信号であるＨＤ信号を記録再生するための規格を含むが、ＳＤ信号より高精細度の静止画像信号を記録再生するための規格、あるいはＨＤ信号より高精細度の静止画像信号を記録再生するための規格は定められていない。また、画像信号には、輝度信号の画素数と、色差信号の画素数との比（ＹＣ画素数比）が異なるものが存在する。代表的なものとして、ＹＣ画素数比が２：１のものと、４：１のものとがある。
【００１２】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、動画像信号とより高精細度の静止画信号とを記録可能であって、しかもＹＣ画素数比が異なる静止画像信号を記録及び記録再生することができるディジタル画像信号記録装置及び画像信号記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の１）〜５）に記載の手段よりなる。
すなわち、
１）輝度信号及び２つの色差信号から成り、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｍ：１である（ｍは２以上の整数）、第１の精細度の画像信号を記録するディジタル記録装置において、
輝度信号及び２つの色差信号から成り、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｎ：１である（ｎはｎ＜ｍである１以上の整数）、前記第１の精細度の画像信号の輝度信号及び色差信号における夫々の精細度がより高い第２の精細度の静止画像信号をｓ（２以上の整数）分割することにより前記第１の精細度の画像信号に変換し、分割変換信号として出力する分割変換手段と、
前記分割変換手段より出力された前記分割変換信号に所定の処理を施して記録媒体に記録する１つの記録手段とを備え、
前記記録手段は、所定画素ブロック毎に直交変換を行うことにより画像情報を圧縮する画像情報圧縮手段を有し、前記２つの色差信号の各１個の所定画素ブロックと、対応するｍ個の前記輝度信号の所定画素ブロックから成るマクロブロックを単位として信号処理を行い、
前記分割変換手段は、前記第２の精細度の画像信号を構成する輝度信号のｎ個の所定画素ブロックと、２つの色差信号の各１個の所定画素ブロックとから成るブロック組に、ダミーデータから成る（ｍ−ｎ）個の所定画素ブロックを加えて前記マクロブロックを構成することを特徴とするディジタル画像信号記録装置。
２）前記第２の精細度の静止画像信号の色差信号の画素を間引くことにより、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比をｍ：１に変換し、さらに前記第２の精細度の静止画像信号をｔ（２以上の整数）分割することにより前記第１の精細度の画像信号に変換して間引き分割変換信号として出力する間引き分割変換手段を備え、
前記記録手段は前記分割変換信号又は前記間引き分割変換信号を前記記録媒体に記録することを特徴とする１）に記載のディジタル画像信号記録装置。
３）前記ダミーデータは、少なくとも前記所定画素ブロックの範囲で同一の値を有することを特徴とする１）に記載のディジタル画像信号記録装置。
４）輝度信号及び２つの色差信号から成り、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｍ：１である（ｍは２以上の整数）、第１の精細度の画像信号を記録再生するディジタル画像信号記録再生装置において、
輝度信号及び２つの色差信号から成り、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｎ：１である（ｎはｎ＜ｍである１以上の整数）、前記第１の精細度の画像信号の輝度信号及び色差信号における夫々の精細度がより高い第２の精細度の静止画像信号をｓ（２以上の整数）分割することにより前記第１の精細度の画像信号に変換し、分割変換信号として出力する分割変換手段と、
前記分割変換手段より出力された前記分割変換信号に所定の処理を施して記録媒体に記録する１つの記録手段と、
前記記録媒体に記録された信号を再生し、所定の再生処理を施して出力する再生手段と、、
該再生出力信号を前記第２の精細度の静止画像信号に変換して出力する再生変換手段とを備え、
前記記録手段は、所定画素ブロック毎に直交変換を行うことにより画像情報を圧縮する画像情報圧縮手段を有し、前記２つの色差信号の各１個の所定画素ブロックと、対応するｍ個の前記輝度信号の所定画素ブロックから成るマクロブロックを単位として信号処理を行い、
前記分割変換手段は、前記第２の精細度の画像信号を構成する輝度信号のｎ個の所定画素ブロックと、２つの色差信号の各１個の所定画素ブロックとから成るブロック組に、ダミーデータから成る（ｍ−ｎ）個の所定画素ブロックを加えて前記マクロブロックを構成することを特徴とするディジタル画像信号記録再生装置。
５）輝度信号及び２つの色差信号から成り、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｍ：１である（ｍは２以上の整数）、第１の精細度の画像信号を記録するディジタル画像信号記録装置において、
３つの独立したＧ（グリーン）信号とＲ（レッド）信号とＢ（ブルー）信号とから成り、１つの信号の画素数と他の２つの信号のそれぞれの画素数との比がｎ：１である（ｎはｎ＜ｍである１以上の整数）、前記第１の精細度より高い第２の精細度の静止画像信号をｓ（２以上の整数）分割することにより前記第１の精細度の画像信号に変換し、分割変換信号として出力する分割変換手段と、
前記分割変換手段より出力された前記分割変換信号に所定の処理を施して記録媒体に記録する１つの記録手段とを備え、
前記記録手段は、所定画素ブロック毎に直交変換を行うことにより画像情報を圧縮する画像情報圧縮手段を有し、前記他の２つの信号の各１個の所定画素ブロックと、対応するｍ個の前記１つの信号の所定画素ブロックから成るマクロブロックを単位として信号処理を行い、
前記分割変換手段は、前記第２の精細度の画像信号を構成する前記１つの信号のｎ個の所定画素ブロックと、前記他の２つの信号の各１個の所定画素ブロックとから成るブロック組に、ダミーデータから成る（ｍ−ｎ）個の所定画素ブロックを加えて前記マクロブロックを構成することを特徴とするディジタル画像信号記録装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の実施の一形態にかかるディジタル画像信号記録再生装置の構成を示すブロック図であり、このシステムは、画像信号切換処理部１と、画像信号記録再生部２とから成る。
【００１９】
画像信号切換処理部１は、ディジタル化されたＳＤ信号が入力される入力端子１１と、デジタル化された高精細度の静止画像信号（以下「ＨＤＳ信号」という）が入力される入力端子１２と、再生されたＨＤＳ信号が出力される出力端子１９と、再生されたＳＤ信号が出力される出力端子２０と、ＳＤ信号とＨＤＳ信号を切り換えるための第１及び第２のスイッチ回路１３、１４と、ＨＤＳ信号をフレーム単位で格納する第１及び第２のＨＤフレームメモリ１５、１６と、ダミーデータ挿入等を行う記録処理回路１７と、ダミーデータの除去等を行う再生処理回路１８と、第１及び第２のＨＤフレームメモリ１５、１６の読み出し・書き込みアドレスを制御するアドレス制御回路１０とを主たる構成要素とする。
【００２０】
記録処理回路１７は、図２（ａ）に示すように、ダミーデータを付加するダミーデータ付加回路１７ａと、色差信号の水平方向の画素を間引く色差信号水平方向間引き回路１７ｂと、スイッチ回路１７ｃとからなる。また再生処理回路１８は、同図（ｂ）に示すように、記録時に付加したダミーデータを除去するダミーデータ除去回路１８ａと、記録時に間引いた、色差信号の水平方向の画素を補間する色差信号水平方向補間回路１８ｂと、スイッチ回路１８ｃとからなる。
【００２１】
記録処理回路１７は、１ＨＤフレームを８分割する第１のモード（スイッチ回路１７ｃが図示の切換位置にあるモード）と、１ＨＤフレームを４分割し、色差信号の水平方向に画素を間引く処理を行う第２のモード（スイッチ回路１７ｃが図示と反対の切換位置にあるモード）とに切換可能に構成されており、再生処理回路１８もこれに対応して、第１のモード（スイッチ回路１８ｃが図示の切換位置にあるモード）と、色差信号の水平方向の画素を補間する処理を行う第２のモード（スイッチ回路１８ｃが図示と反対の切換位置にあるモード）とに切換可能に構成されており、各スイッチ回路は図示しない制御部からの制御信号で切り換えられる。
【００２２】
本実施形態では、ＨＤＳ信号のＹ信号は、水平方向の有効画素数が１２８０で、垂直方向の有効ライン数はフレーム（以下ＨＤＳ信号のフレームを「ＨＤフレーム」といい、ＳＤ信号のフレームを「ＳＤフレーム」という）内で１０２４本とし、Ｃｒ、Ｃｂ信号は、水平方向６４０画素（Ｙ信号の画素を１／２に間引いた画素数）で、垂直方向はＹ信号と同じ１０２４本とする。
【００２３】
入力されたＨＤＳ信号は第１のＨＤフレームメモリ１５及びアドレス制御回路１０に供給され、１ＨＤフレーム分のＨＤＳ信号が第１のＨＤフレームメモリ１５に格納される。アドレス制御回路１０は、後述するようにＨＤフレームメモリ１５の読み出しアドレスを制御し、ＨＤＳ信号の画素の並べ替えを行い、ＨＤフレームメモリ１５から読み出されたＨＤＳ信号は、記録処理回路１７を介して第１のスイッチ回路１３に供給される。第１のスイッチ回路１３はＳＤ信号と画素の並べ替えられたＨＤＳ信号とを切り換えて、画像信号記録再生部２のブロック化回路２１に供給する。
【００２４】
画像信号記録再生部２は、本実施形態ではＤＶＣ規格のＶＴＲで構成されており、以下「ＶＴＲ部２」という。ＶＴＲ部２の画像信号記録系は、ＤＣＴ演算のためのブロック化を行うブロック化回路２１と、ＤＣＴ演算を行うＤＣＴ回路２２と、量子化を行う量子化回路２３と、可変長符号化を行うＶＬＣ（Variable Length Coding）回路２４と、サブコードセクタへの情報の書き込み、ビデオＡＵＸデータの付加などを行う補助情報書き込み回路２５と、誤り訂正のためのパリティビットを付加する誤り訂正符号化回路２６と、シンクブロックの合成を行うとともに、磁気テープに記録するための変調を行うシンクブロック合成記録変調回路２７と、磁気テープ４１への記録を行う磁気ヘッド２８とを主たる構成要素とし、画像信号再生系は、磁気テープ４１からの再生を行う磁気ヘッド２８と、シンクブロックの検出及び復調を行うＳＹＮＣ検出再生復調回路２９と、パリティビットの情報に基づいて誤り訂正を行う誤り訂正復号化回路３０と、サブコードセクタのデータ、ビデオＡＵＸデータ等の読み出しを行う補助情報読み出し回路３１と、可変長復号化を行うＶＬＤ（Variable Length Decoding）回路３２と、逆量子化を行う逆量子化回路３３と、逆ＤＣＴ演算を行う逆ＤＣＴ回路３４と、画素の並べ替えを行う画素並べ替え回路３５とを主たる構成要素とする。
【００２５】
ＶＴＲ部２の画素並べ替え回路３５の出力信号は、画像信号切換処理部１の第２のスイッチ１４に入力される。第２のスイッチ回路１４により、再生信号がＳＤ信号であるときは、ＳＤ信号出力端子２０側に出力され、ＨＤＳ信号であるときは再生処理回路１８を介して第２のＨＤフレームメモリ１６に出力される。ＨＤＳ信号を再生するときは、アドレス制御回路１０は、記録時に並べ替えた画素の配置を元に戻すようにＨＤフレームメモリ１６の書き込みアドレスを制御するとともに、記録時に入力された順序で１ＨＤフレーム分のデータが出力されるように読み出しアドレスを制御する。
【００２６】
次にＨＤＳ信号の記録時におけるＨＤフレームの分割及び画素の並べ替えの方法を説明する。
入力されたＨＤＳ信号を、ＨＤフレームメモリ１５に格納し、画面領域で８分割し、該分割した領域の画像信号がＳＤ信号の１フレーム（１ＳＤフレーム）の画像信号に対応するように変換して、ＶＴＲ部２へ入力する。
【００２７】
図３は、第１のモード（１ＨＤフレームを８分割するモード）の処理におけるＹ信号の８分割の方法を説明するための図である。１ＨＤフレームを、水平方向に４分割し、垂直方向に２分割し、分割後の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈはそれぞれ水平３２０画素×垂直５１２画素から成る。１ＳＤフレームは、水平７２０画素×垂直４８０画素であるので、各領域Ａ〜Ｈはそのままでは１ＳＤフレームに対応しないので、以下のようなダミーデータの挿入及び画素の移動を行う。
【００２８】
先ず８分割した領域（水平３２０画素×垂直５１２画素）に、図３（ｂ）に示すように、水平方向の８画素おきにダミーデータ８画素（水平８画素×垂直５１２画素）を挿入し、水平６４０画素×垂直５１２画素とする。このとき、ダミーデータの値は全て「１６」とする。なお、図３（ｂ）において水平方向の８画素の幅は、見やすくするため拡大して示している。
【００２９】
次に図３（ｃ）に示すように、水平６４０画素×垂直５１２画素の領域の左端及び下端がそれぞれＳＤフレームの左端及び下端と一致するように対応させる。そして、上側のはみ出し領域Ｒ１の画素（水平６４０画素×垂直３２画素）を、ＳＤフレームの右側周辺領域Ｒ２（水平８０画素×垂直２５６画素）に移動する。このとき、水平８画素×垂直８画素を最小単位として、できるだけその単位で移動する。さらにＹ信号については、図４に示すように水平３２画素×垂直８画素でマクロブロックを構成するので、できるだけこの単位で移動する。ここでＹ信号の４個のＤＣＴブロックの内、ハッチングを付した２個のブロックはダミーデータのブロックとなる。
【００３０】
さらに、ＳＤフレーム内の右上がりのハッチングを付した領域Ｒ３（水平８０画素×素直２２４画素）には、ダミーデータとしてすべて値が「１６」のデータを格納する。以上の処理により、１ＳＤフレームのＹ信号が構成される。
また、Ｃｒ及びＣｂ信号についてもＹ信号と同様に８分割して、各領域を水平１６０画素×垂直５１２画素とする。そして、図３（ｃ）と同様に、分割した各領域の左端及び下端が色差信号の１ＳＤフレーム（水平１８０画素×垂直４８０画素）の左端及び下端に一致するように対応させ。さら、領域Ｒ１に対応する領域の水平１６０画素×垂直３２画素を、領域Ｒ２に対応する右側周辺領域（水平２０画素×垂直２５６画素）に移動させるとともに、領域Ｒ３に対応する領域（水平２０画素×垂直２２４画素）には、ダミーデータとして全て値が「１２８」のデータを格納する。このとき、水平８画素×垂直８画素を最小単位として、できるだけその単位で移動する。
【００３１】
以上のようにしてＨＤＳ信号の１／８フレーム分のＹ信号、Ｃｒ及びＣｂ信号の画素データを、ＳＤ信号の１フレーム分のＹ信号、Ｃｒ及びＣｂ信号の画素データに順次変換し、１ＨＤフレームに相当する画像信号が８ＳＤフレームの画像信号に変換されてＶＴＲ部２に入力される。
【００３２】
ＶＴＲ部２の記録系では、前述したようなＤＶＣ規格にしたがったＤＣＴ演算、量子化、可変長符号化等の信号処理とともに、以下に述べるＨＤＳ信号用の特別の処理が行われ、磁気テープ上に画像情報が記録される。ここで、ＤＶＣ規格では１ＳＤフレームの画像データは、１０本のトラックに分割して記録されるので、この１０本のトラックを１トラックフレームという。
【００３３】
第１のモードでは、１ＨＤフレームに相当する８ＳＤフレームが８トラックフレーム（８０トラック）に亘って記録される。
また、各トラックフレームの補助情報記録領域であるサブコードセクタに、そのトラックフレームには１ＨＤフレームを８分割した内のある部分を記録したということを示す情報と、どの部分が記録されているかを示す情報と、Ｙ信号及び色差信号の画素数を示す情報と、アスペクト比等を示す情報とを記録する。この処理は、補助情報書き込み回路２５で行われる。
【００３４】
次にＶＴＲ部２の再生系における処理を説明する。磁気テープに記録されたデータは、再生・復調されてディジタルデータ列となる。このデータ列からＳＹＮＣワード（図１１参照）が検出され、１シンクブロックのデータが得られる。このようにして得られた再生データに対して、シンクブロック内でインナーパリティを利用した誤り検出・訂正処理が行われ、ビデオデータ等についてはさらにアウターパリティを利用した誤り検出・訂正処理が行われる。その後、補助情報の読み出し、可変長復号化処理（可変長符号化の逆の処理）、逆量子化処理、逆ＤＣＴ演算が順次行われ、さらに元の画素配置に並べなおされて、画像信号切換処理部１の第２のスイッチ回路１４に出力される。
【００３５】
以上はＳＤ信号及びＨＤＳ信号共通の処理である。さらにＨＤＳ信号の再生時においては、補助情報読み出し回路３１において、サブコードセクタのデータを読み取り、そのトラックフレームに１ＨＤフレームのどの部分が記録されているかを示す情報など、必要な情報を得る。そして、そのＨＤＳ信号に関する情報を画像信号切換処理部１へ供給する。
【００３６】
画像信号切換処理部１の再生処理回路１８では、記録時に付加したダミーデータの除去が行われる。アドレス制御回路１０は、ＶＴＲ部２から供給されるＨＤＳ信号に関する情報に基づいて、再生データを第２のＨＤフレームメモリ１６に格納する際のアドレス制御を行う。
【００３７】
同様にして８分割したすべての領域のデータをＨＤフレームメモリ１６に格納すると同時に１ＨＤフレームのデータとして、ＨＤフレームメモリ１６から読み出す。読み出した画像のアスペクト比等は、サブコードセクタに記録した情報を参照して決定する。このようして、再生ＨＤＳ信号を得る。
【００３８】
次に第２のモード（色差信号の水平方向の画素を間引く処理を行うモード）における処理を説明する。第２のモードは、ＨＤＳ信号を４トラックフレームに記録するモードである。
第２のモードでは、Ｙ信号は図５に示すように、画面領域で４分割する。すなわち、水平１２８０画素×垂直１０２４画素を水平方向及び垂直方向にそれぞれ２分割して、４分割する。分割後の各領域Ａ〜Ｄは、それぞれ水平６４０画素×垂直５１２画素から成るので、これを第１のモードと同様に１ＳＤフレームのＹ信号の画素データに変換する。第２のモードでも、図３（ｃ）の領域Ｒ３に相当する領域に値が全て「１６」のダミーデータを挿入する。
【００３９】
一方Ｃｒ及びＣｂ信号は、水平方向に１／２に間引いて、水平３２０画素×垂直１０２４画素とし、さらにＹ信号と同様に水平方向及び垂直方向に２分割して４分割する。分割後の領域の画素数は、水平１６０画素×垂直５１２画素となる。これを第１のモードと同様にして１ＳＤフレームのＣｒ及びＣｂ信号の画素データに変換する。
【００４０】
このようにして第２のモードでは、１ＨＤフレームが４分割され、４ＳＤフレームの画像データに変換されて、ＶＴＲ部２に供給され、磁気テープに記録される。
第２のモードでは、１ＨＤフレームに相当する４ＳＤフレームが４トラックフレーム（４０トラック）の亘って記録される。
【００４１】
また、各トラックフレームの補助情報記録領域であるサブコードセクタに、そのトラックフレームには１ＨＤフレームを４分割した内のある部分を記録したということを示す情報と、どの部分が記録されているかを示す情報と、Ｙ信号及び色差信号の画素数を示す情報と、アスペクト比等を示す情報とを記録する。
【００４２】
なお、本実施形態では、図１の第１のスイッチ回路１３は、使用者がＳＤ信号の記録又はＨＤＳ信号の記録を選択することにより切り換えられる。また、記録処理回路のスイッチ回路１７ｃも、使用者が第１又は第２のモードを選択することにより切り換えられる。そして、ＳＤ信号記録かＨＤＳ信号記録かを示す情報及び第１又は第２のモードかを示す情報は、図示しない制御部に供給され、その制御部がＶＴＲ部２の記録時の各部における切換制御を行う。また、再生時は、前記制御部が、補助情報読み出し回路３１で読み出された補助情報から、ＳＤ信号かＨＤＳ信号か及び第１又は第２のモードかを判別し、スイッチ回路１４、１８ｃなどの切換制御を行う。
【００４３】
以上のように本実施形態の第１のモードでは、Ｙ信号の画素数と、Ｃｒ信号またはＣｂ信号の画素数がとの比（ＹＣ画素数比）が２：１であるＨＤＳ信号を８分割し、Ｙ信号の水平方向８画素おきに８画素のダミーデータを挿入することにより、ＹＣ画素数比が４：１のＳＤ信号に変換するようにしたので、ＹＣ画素数比が異なるＨＤＳ信号を記録可能な画像信号記録装置を提供することができる。
【００４４】
また、ＶＴＲ部２における処理単位であるマクロブロックが、図４に示すようにＹ信号の２個のダミーデータのブロックを含んで構成され、同一値のデータから成るＤＣＴブロックは、ＤＣＴ演算を行うことにより、ＡＣ係数はすべて「０」となるので、他のＤＣＴブロックにビット数を割り当てることができ、ＨＤＳ信号の画質を高品質に維持して記録、再生することが可能となる。
【００４５】
また本実施形態の第２のモードでは、色差信号の画素を間引くことにより、ＹＣ画素数比２：１のＨＤＳ信号を、ＹＣ画素数比４：１のＳＤ信号に変換して記録、再生するので、画像信号の品質は若干劣化させて撮影（記録）枚数を増やすことができる。
【００４６】
なお、ＨＤＳ信号の画素数は、Ｙ信号で水平１２８０画素×垂直１０２４画素に限定されるものではなく、例えば水平１９２０画素×垂直１０３６画素であってもよい。また、１ＨＤフレームを必ずしも均等に８又は４分割する必要はなく、例えば水平１９２０画素×垂直１０３６画素を、１２又は６分割するようにしてもよい。
【００４７】
また、１ＳＤフレームの余白部分に格納するダミーデータの値は「１６」又は「１２８」に限るものではなく、ＤＣＴ演算を行う単位となるＤＣＴブロック（水平８画素×垂直８画素）の範囲で同一の値のデータであればよい。
また、分割は必ずしも画面領域で行う必要はなく、例えば垂直方向の分割は、８画素単位で異なるＳＤフレームを構成するように行ってもよい。
【００４８】
また、Ｙ信号とＣｒ及びＣｂ信号とで画像信号（ＨＤＳ信号）が構成されている必要はなく、例えばＧ（グリーン）信号とＲ（レッド）信号とＢ（ブルー）信号とで構成されていてもよい。
【００４９】
（第２の実施形態）
本実施形態は、ＨＤ信号のＤＶＣ規格に準拠したＶＴＲ部２を使用して、ＨＤ信号よりさらに高精細度の静止画像信号（以下「ＵＨＤＳ信号」という）を記録再生するようにしたものである。本実施形態の画像信号記録再生装置の構成は、基本的には図１に示す第１の実施形態と同一であるが、ＳＤ信号入力及びＳＤ信号出力は、それぞれＨＤ信号入力及びＨＤ信号出力となり、ＨＤ静止画像信号入力及びＨＤ静止画像信号出力は、それぞれＵＨＤ静止画像信号入力及びＵＨＤ静止画像信号出力となり、ＨＤフレームメモリは、ＵＨＤフレームメモリとなる。本実施形態における入力ＵＨＤＳ信号は、Ｇ（グリーン）信号とＲ（レッド）信号とＢ（ブルー）信号とから成り、Ｇ信号の水平方向の有効画素数２０１６画素、垂直方向の有効ライン数はＵＨＤフレーム内で１０２４本とし、Ｒ及びＢ信号は、それぞれ水平１００８画素×垂直５１２画素のディジタル信号とする。なお以下の説明ではＵＨＤＳ信号の１フレームを１ＵＨＤフレームといい、ＨＤ信号の１フレームを１ＨＤフレームという。
【００５０】
本実施形態では、１ＵＨＤフレームを画面領域で３分割して３ＨＤフレームの画像データに変換する。具体的には、Ｇ信号については図６（ａ）に示すように、水平方向に３分割し、分割後の各領域Ａ〜Ｃは、水平６７２画素×垂直１０２４画素から成る。次に３分割した各領域に、図６（ｂ）に示すように、水平方向の１６画素おきにダミーデータ８画素（水平８画素×垂直１０２４画素）を挿入し、水平１００８画素×垂直１０２４画素とする。この画素データを１ＨＤフレームのＹ信号の画素データとして扱う。このとき、ダミーデータの値は全て「１６」とする。なお、図６（ｂ）において水平方向の１６画素及び８画素の幅は、見やすくするため拡大して示している。
【００５１】
Ｒ及びＢ信号についても、同様に３分割することにより、水平３３６画素×垂直５１２画素の画像信号が得られる。これらの画素データをそれぞれ１ＨＤフレームのＣｒ及びＣｂ信号の画素データとして扱う。
ＨＤ信号のＤＶＣ規格は、前述したように１１２５／６０方式では、Ｙ信号が水平１００８画素×垂直１０２４画素、色差信号（Ｃｂ及びＣｒ信号）が水平３３６画素×垂直５１２画素であるので、以上の分割変換により１ＵＨＤフレームのＧ信号、Ｒ信号及びＢ信号の画素データが３ＨＤフレームのＹ信号、Ｃｒ及びＣｂ信号の画素データに変換され、これがＨＤ信号のＤＶＣ規格に準拠したＶＴＲ部２に供給され、磁気テープに記録される。このとき処理の単位となるマクロブロックは、図７に示すように、Ｙ信号の６個のＤＣＴブロック（実際にはＧ信号）と、Ｃｒ及びＣｂ信号の各１個ずつのＤＣＴブロック（実際にはそれぞれＲ信号とＢ信号）で構成され、Ｙ信号の６個のＤＣＴブロックの内、２個のブロックはダミーデータのブロックとなる。
【００５２】
再生時は、第１の実施形態と同様に記録時と逆の処理が行われ、再生ＵＨＤＳ信号が出力される。
以上のように本実施形態によれば、ＨＤ信号及びＨＤ信号より高精細度の静止画像信号の記録再生が可能な画像信号記録再生装置を提供することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１に記載の発明によれば、第２の精細度の画像信号の輝度信号のｎ個の所定画素ブロックと、２つの色差信号の各１個の所定画素ブロックとから成るブロック組に、ダミーデータから成る（ｍ−ｎ）個の所定画素ブロックを加えてマクロブロックを構成するように分割変換が行われ、ＹＣ画素数比がｎ：１の画像信号が、ｍ：１の画像信号に変換され、記録媒体に記録されるので、ＹＣ画素数比が異なる高精度の静止画像信号を記録可能な画像信号記録装置を提供することができる。
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、前記第２の精細度の静止画像信号の色差信号の画素を間引くことにより、前記輝度信号の画素数と前記２つの色差信号のそれぞれの画素数との比がｍ：１に変換され、さらに前記第２の精細度の静止画像信号がｔ（２以上の整数）分割することにより間引き分割変換信号に変換され、記録媒体に記録されるので、記録可能な静止画の枚数を増加させることができる。
【００５５】
請求項３に記載の発明によれば、挿入されるダミーデータは、少なくとも所定画素ブロックの範囲で同一の値を有するので、符号化したときのデータ量を最小限にとどめて、他の領域の記録データ量を増加させることが可能となり、再生画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態にかかるディジタル画像信号記録再生装置の構成を示す図である。
【図２】図１の装置の一部の構成を詳細に示す図である。
【図３】高精細度の静止画像信号を通常解像度の画像信号に変換する手法を説明するための図である。
【図４】変換して得られる画像信号のマクロブロックの構成を説明するための図である。
【図５】高精細度の静止画像信号を通常解像度の画像信号に変換する手法を説明するための図である。
【図６】より高精細度の静止画像信号（ＵＨＤＳ信号）を高精細度の画像信号（ＨＤ信号）に変換する手法を説明するための図である。
【図７】変換により得られるＨＤ信号のマクロブロックの構成を説明するための図である。
【図８】ＤＶＣ規格（ＳＤ信号）のマクロブロックの構成を示す図である。
【図９】ＤＶＣ規格のスーパーブロックを説明するための図である。
【図１０】ＤＶＣ規格のフォーマッティング後のデータ構造を示す図である。
【図１１】ＤＶＣ規格のシンクブロックを示す図である。
【図１２】ＤＶＣ規格の磁気テープ上のデータ構造を示す図である。
【図１３】ＤＶＣ規格（ＨＤ信号）のマクロブロックの構成を示す図である。
【符号の説明】
１  画像信号切換処理部
２  画像信号記録再生部
１０  アドレス制御回路
１５、１６  ＨＤフレームメモリ
１７  記録処理回路
１８  再生処理
２１  ブロック化回路
２２  ＤＣＴ演算回路
２３  量子化回路
２４  可変長符号化回路
２５  補助情報書き込み回路
２６  誤り訂正符号化回路
２７  シンクブロック合成記録変調回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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