JP2548246B2 - 映像信号のディジタル磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は映像信号の磁気記録再生装置に関する。

従来の技術 映像信号を記録又は記憶する為の手法や装置が色々と
実用化されており、中でも磁気テープを記録媒体とする
映像信号の磁気記録再生装置（以下“VTR"と記す）は家
庭用として急速に普及しはじめている。

本発明は、このVTRに関するものである。そこで、ま
ずVTRの従来例を以下に図面と共に説明する。

第４図は、従来のVTRでの磁気テープの記録パターン
図である。同図に於いて、９は磁気テープ、34〜35はヘ
リカルスキャントラック、37及び38はリニアトラックで
ある。（39については後程説明する。）家庭用VTRなど
では、映像信号中の輝度成分と色成分とに分離した後前
者はFM変調をかけ、後者は低域へ周波数変換して同じト
ラック上に記録している。ところで、映像信号の周波数
帯域幅が広いので、ヘリカルスキャン方式を採用してお
り、磁気テープ９上にはななめのトラックが形成され
る。この様にして映像信号は所定の処理を受けた後ヘリ
カルスキャントラック34〜36上に順次記録される。

一方、音声信号などは周波数帯域幅が狭いこともあっ
てリニアトラック37や38に記録される。

ところで、上述の家庭用VTRなどではアナログ的に信
号処理を施し、アナログ的に磁気記録を実行している。
これに対し、再生画質の向上などを主な目的として、映
像信号や音声信号をディジタル的に処理しさらにディジ
タル的に磁気テープ上に記録する方式が盛んに研究され
ている。前者をアナログVTR（以降“AVTR"と記す）、後
者をディジタルVTR（以降“DVTR"と記す）と呼んでい
る。DVTRに於いては、映像信号と音声信号とをAVTRの様
に別々のトラックに記録する必要性はなく、むしこ信号
処理上は同一トラックに記録する方が好都合である。従
って、映像信号のデータと音声信号のデータとが何らか
の形で多重されて同一ヘリカルスキャントラックに記録
されることが多い。

第４図に示した記録パターン図に於いて、DVTRの場合
には、映像信号と音声信号とを共にヘリカルスキャント
ラックに記録するものとすれば、リニアトラック37や38
は必ずしも設ける必要性がない。

発明が解決しようとする問題点 ところで、ヘリカルスキャン方式の記録再生に於いて
は、磁気テープ９の両端（幅方向の両エッジ部）での記
録再生特性は劣化するのが常であり、両端から少しずつ
スペースをとって使用せざるを得ない。スペースをとっ
て記録再生するということは記録媒体の有効利用の面で
好ましくなく、テープ消費量が増大し不経済となる。

本発明は、上述の問題を解決するものであり、加えて
高速の特殊再生時での高品質な画像再生も実現出来、き
わめて大きい効果を得るものである。

問題点を解決するための手段 そこで本発明は、映像信号に所定のディジタル処理を
施す記録側処理手段と、この記録側処理手段の出力を磁
気テープ上に記録する回転ヘッドと、記録側処理手段の
出力をレート変換する記録側レート変換手段と、この記
録側レート変換手段の出力を磁気テープ上のリニアトラ
ックに記録する固定ヘッドと、磁気テープに記録されて
いる情報を取り出す回転ヘッド及び固定ヘッドと、この
固定ヘッドの出力をレート変換する再生側レート変換手
段と、この再生側レート変換手段の出力と回転ヘッドの
出力との内何れか一方を選択するスイッチと、このスイ
ッチの出力に特定のディジタル処理を施す再生側処理手
段とを具備し、上記スイッチは通常再生時には回転ヘッ
ド側に高速の特殊再生時には再生側レート変換手段側に
閉じる様に成す。

作用 上述のごとく構成することにより、高速の特殊再生時
にはリニアトラックからの情報が再生側レート変換手段
を介して完全な１レーム分のデータが復元され正常なレ
ートに変換されて再生側処理手段に渡される。又、再生
側レート変換手段の出力は比較的短時間毎に更新される
ので、高速の特殊再生でも高品質の画面が再現され、記
録内容を監視することも可能となる。

実施例 では、本発明の実施例を以下に図面と共に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図に於いて、１は映像信号入力端子、２はアナログ・デ
ィジタル変換機（以降“A/D"と記す。又、第１図でも
“A/D"と記す）、３は記録側処理器、４は変調器、５は
記録側レート変換器、６は変調器、７は回転ヘッド、８
は固定ヘッド、９は磁気テープ、10は回転ヘッド、11は
固定ヘッド、12及び13は復調器、14は再生側レート変換
器、15はスイッチ、16は再生側処理器、17はディジタル
・アナログ変換器（以降“D/A"と記す。又、第１図でも
“D/A"と記す）、18は映像信号出力端子である。記録す
べき映像信号は入力端子１を介してA/D 2に供給され
る。A/D 2でアナログ映像信号をディジタル化し記録側
処理器３に印加する。記録側処理器３では帯域圧縮や誤
り訂正符号化などの処理が成されて変調器４及び記録側
レート変換器５に導かれる。変調器４では記録側処理器
３の出力を所定の要領でディジタル変調し、回転ヘッド
７を介して磁気テープ９上に記録する。一方、記録側レ
ート変換器５は記録側処理器３の出力を時間軸伸長して
データレートを低減し、変調器６に印加する。変調器６
は記録側レート変換器５の出力を所定の要領でディジタ
ル変調し、固定ヘッド８を介して磁気テープ９上に記録
する。

一方、再生時は磁気テープ９に記録されている情報を
回転ヘッド10及び固定ヘッド11を介して取り出し、復調
器12及び13に夫々入力する。（実際には、磁気ヘッドと
復調器との間にヘッドアンプ，等化器，クロック再生器
などが必要であるが、ここでは説明を簡単化する為にこ
れらを省力してある。）。回転ヘッド10を介して読み出
された信号は復調器12で復調され、スイッチ15の一方の
端子に印加される。一方、固定ヘッド11を介して読み出
された信号は復調器13で復調され、再生側レート変換器
14に印加される。再生側レート変換器14は記録側レート
変換器５と逆の処理を実行し低速で印加されるデータを
正常なデータレート，データフォーマットに変換してス
イッチ15の他の入力端子に供給する。スイッチ15は復調
器12又は再生側レート変換器14の内のどちらか一方の出
力を選択して再生側処理器16に入力する。再生側処理器
16は主に記録側処理器３とは逆の処理を行なうものであ
り、誤り訂正復号化や帯域圧縮逆変換，誤り修正などを
実施し、D/A 17でアナログ映像信号に復元され、出力端
子18を介して再生映像信号が送出される。

記録時には、映像信号はA/D 2,記録側処理器3,変調器
４及び回転ヘッド７を介して磁気テープ９上に記録され
る。一方、記録側レート変換器５は記録側処理器３の出
力データ列から所定インターバルかつ所定データ数のデ
ータを取り込んでそのデータのデータレートを低減さ
せ、変調器６及び固定ヘッド８を介して磁気テープ９上
に記録する。ここでは、記録側レート変換器５は10秒毎
に１フレーム（すなわち300フレームごとに１フレー
ム）のデータを取り込んで1/300にレートを下げるもの
としておく。回転ヘッド７により第４図のヘリカルスキ
ャントラック34〜36が形成され、固定ヘッド８を介して
第４図のリニアトラック38が形成される。

一方、再生時は回転ヘッド10及び固定ヘッド11は、第
４図のヘリカルスキャントラック34〜36及びリニアトラ
ック38を夫々トレースし再生する。従って、通常の再生
ではスイッチ15は復調器12側に閉じており通常再生画が
出力端子18を介して得られる。又、再生側レート変換器
14からは10秒毎に新しい１フレーム分のデータが出力さ
れる。

第２図は第１図のタイミング図であり、19はフレーム
タイミング、20は記録側処理器３の出力データ列、21は
ｎ番目のフレーム、22は（ｎ＋300）番目のフレーム、2
3及び24は記録側レート変換器５の出力データ列、25は
再生側レート変換器14の出力データ列である。記録側処
理器３の出力データ列20の内、ｎ番目のフレーム21の期
間のデータは記録側レート変換器５に取り込まれ、23の
ごとく約300倍に時間軸が伸ばされる（データレートが1
/300になったことになる）。さらに、（ｎ＋300）番目
のフレーム22のデータも記録側レート変換器５に取り込
まれ24のごとく時間軸が300倍に伸長される。一方、こ
れら時間軸伸長（レート変換）されたデータ列23,24は
第４図のリニアトラック38に記録される。再生時は、デ
ータ列23,24に相当するデータ列が読み出され、再生側
レート変換器14で時間軸が1/300に圧縮（データレート
が300倍に上昇）されてデータ列25となる。（24に対応
するものは図示していない）データ列25は丁度１フレー
ムの期間であり、元の時間軸に復元されたことになる。
この様にして再生側レート変換器14からは300フレーム
毎に更新されるデータが出力されることになる。

ところで、通常再生時は回転ヘッド10は磁気テープ９
上のヘリカルトラック34〜36を正しくトレースする。し
かしながら、磁気テープ９を通常再生と異なるスピード
走行させる場合には（以後これを“特殊再生”と記
す）。回転ヘッド10は第４図のごとく記録されているヘ
リカルスキャントラック34〜36と交叉して破線39で示す
様にトレースしてしまう。こうなると正常な再生画を得
ることは出来ない。しかし、本発明の場合にはリニアト
ラック38上に静止画として次々とデータが記録されてい
るので、高速で磁気テープ９を走行させてもスイッチ15
を再生側レート変換器14の側に閉じて、リニアトラック
38からの再生データを利用することにより高速前送り、
高速後送りでも高品質の画面を再現出来、記録内容を高
速テープ送りでも確認出来ることになる。

本発明の実施例では1/300にレートダウンしてリニア
トラック38に記録する場合を仮定しているので、テープ
送りスピードを30倍にした時１秒に１枚ずつ新しい静止
画が出力され、60倍では１秒に２枚のレートで記録内容
の静止画が出力されることになる。

この様に、本発明では磁気テープ９の端部をリニアト
ラックとして有効利用すると同時に特殊再生でも高品質
の再生画が得られる。

ところで、ヘリカルスキャントラック34〜36とリニア
トラック38とではテープ・ヘッド間の相対速度差が大き
いので磁気テープの送り速度があまり速くない特殊再生
では得られる静止画が更新されるのに比較的時間を要し
てしまう。又、スローや比較的遅い特殊再生では動画の
再生が要求される。そこで、この要望にこたえる本発明
の他の実施例を以下に図面と共に説明する。

第３図はヘリカルスキャン用のロータリヘッド部及び
その周辺の様子を示す断面図である。同図に於いて、26
は固定シリンダ、27は回転シリンダ、28及び29は電歪素
子、30及び31は回転ヘッド、矢印32及び37は偏移であ
る。26,27は周知のものであるから説明は省略する。電
歪素子28及び29は例えば電圧をかけると機械的歪が発生
する材料を２枚はり合せたものであり、夫々の歪の量が
異なる為に、矢印32及び33のごとくその先端部が上下に
偏移するものである。この電歪素子28及び29の先に取り
付けられた回転ヘッド30及び31は矢印32又は33のごとく
偏移する。

この様な構造の場合、特殊再生でも回転ヘッド30,31
を正しくトレースさせることが可能となる。すなわち、
特殊再生では通常第４図の破線39のごとくトレースされ
るが回転ヘッド30,31は第３図のごとくヘッド走査方向
に対して直角の方向に偏移出来るので、特殊再生でも、
ヘリカルトラック34〜36上を正しくスキャン出来ること
になる。こうすれば、高品質の再生画が得られる。

ところで、電歪素子によるこの様な補色にも色々の制
限があり、高速テープ送りには対応出来ず、比較的低い
テープ送りにしか応用出来ない。従って、特殊再生でも
低速テープ送りでは電歪素子でトラック上をトレースさ
せ、高速テープ送りでは第１図に示したリニアトラック
からのデータを取りだして高品質の再生画を得ることが
出来る。さらに、中速テープ送りでは修正により完全で
はないが比較的高品質の動画が再生出来ることになる。
この様にすれば、低速テープ送りから高速テープ送りま
でどの様な特殊再生でも高品質の画像が得られ、当然の
ことながら高速サーチでもきわめて高画質の画像で記録
内容を確認出来ることになる。

以上、本発明について実施例と共に説明した。ところ
で、記録レート変換器５での変化比を300と仮定してい
るが、これに限るものではないし、リニアトラック38に
限定することなくリニアトラック37又は両者を利用する
ことも可能である。又、回転ヘッド7,10はヘリカルスキ
ャントラック34〜36を形成する様に説明しているが、ヘ
リカルスキャンに限らずトランスバーサルスキャンなど
の他のスキャンにも本発明は適用出来る。又、復調器1
2,13は必ずしも２系必要ではなく兼用してスイッチ15の
後に置くことも可能である。

発明の効果 以上の説明でも明白な通り、本発明は磁気テープを有
効利用すると同時に特殊再生時に高品質の再生画を得る
ことを可能とするものであり、スローやスティルは勿論
のこと中・高速テープ送りでも高品質の再生が可能なDV
TRを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロックダイヤグラ
ム、第２図は第１図の各部のタイミング及びデータ列を
示す説明図、第３図は電歪素子を利用したヘッドシリン
ダ部の様子を示す断面図、第４図は従来方式及び本発明
に於けるトラックの様子を示すテープパターン図であ
る。 ３……記録側処理器、4,6……変調器、５……記録側レ
ート変換器、7,10……回転ヘッド、8,11……固定ヘッ
ド、12,13……復調器、14……再生側レート変換器、15
……スイッチ、16……再生側処理器、28,29……電歪素
子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重里 達郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−179679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−7084（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録すべき映像信号に所定のディジタル信
   号処理を施す記録側処理手段と、この記録側手段の出力
   をディジタル変調する第１の変調手段と、この第１の変
   調手段の出力を磁気テープ上に記録する回転ヘッドと、
   上記記録側処理手段の出力をレート変換する記録側レー
   ト変換手段と、この記録側レート変換手段の出力をディ
   ジタル変調する第２の変調手段と、この第２の変調手段
   の出力を上記磁気テープ上に記録する固定ヘッドと、こ
   の磁気テープ上に記録されている情報を取り出す上記又
   は他の回転ヘッドと、この回転ヘッドの出力をディジタ
   ル復調する第１の復調手段と、上記磁気テープ上に記録
   されている情報を取り出す上記又は他の固定ヘッドと、
   この固定ヘッドの出力をディジタル復調する第２の復調
   手段と、この第２の復調手段の出力をレート変換する再
   生側レート変換手段と、この再生側レート変換手段の出
   力と上記第１の復調手段の出力の内何れか一方を選択す
   るスイッチと、このスイッチの出力に所定のディジタル
   信号処理を施し再生映像データを復元する再生側処理手
   段とを具備し、上記スイッチは通常再生時には上記第１
   の復調手段の出力を選択し高速の特殊再生時には上記再
   生側レート変換手段の出力を選択する様に成したことを
   特徴とする映像信号のディジタル磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】少なくとも再生時に使用する回転ヘッドは
   電歪素子を介して取り付けられ、低速の特殊再生時には
   該電歪素子に印加する電圧を制御して記録されているト
   ラック上をトレースする様に成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の映像信号のディジタル磁気記
   録再生装置。