JPH01295572A - 映像信号の記録再生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、映像信号の記録再生回路に関し、特に、記録
・再生時に映像信号に重畳されるノイズ成分を低減する
ような映像信号の記録再生回路に関する。

〔従来の技術〕

−ｉに、ビデオテープレコーダやビデオシートレコーダ
等を用いて映像信号を記録・再生する場合に、記録アン
プや再生アンプにより生ずるランダムノイズ、及びテー
プ等の記録媒体における変調ノイズ等が映像信号に混入
し、再生画像のＳＮ比劣化の原因となる。特に、ビデオ
機器の小型化に伴い、狭トラツク化等の高密度記録が必
要とされる場合には、上記ＳＮ比の劣化が大きな問題と
なり、何らかのノイズ低減対策が必要不可欠なものとな
ってくる。

ところで従来においては、ＳＮ比向上の一般的な方法と
して、プリエンファシスとデイエンファシス（非線型の
ものを含む）による方法が知られている。この場合、エ
ンファシスの量を増大することによりＳＮ比改善量を増
大することができるが、電磁変換系の伝送帯域や記録媒
体のダイナミックレンジ等の上限のため、エンファシス
量をあまり多くとると反転現象等の悪影響が生じ、従っ
て、エンファシス量及びＳＮ比改善度もこれに応じて制
限を受けることになる。

また、従来のノイズ低減対策として、例えば第１図に示
すような回路を再生側に配設することが提案されている
。この第１図の回路において、ビデオヘッド等で再生さ
れた映像信号を、入力端子ｌを介して、バイパスフィル
タ２、リミッタ回路３及びローパスフィルタ４の直列回
路に供給し、このローパスフィルタ４からの出力を加算
器（動作としては減算器）５に送って、元の入力端子１
からの再生映像信号より減算し、出力端子６に送ってい
る。これは、一般にノイズ成分が高域低レベルであるこ
とから、バイパスフィルタ２で高域成分を取り出し、リ
ミッタ回路３で有効信号成分を抑えたものを元の再生映
像信号より減算することによって、結果的にはリミッタ
にかからない高域微小信号成分のゲインを小さくし、ノ
イズの低減を図るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第１図の回路においては、本来の映像信
号に含まれる高域微小信号成分も低減されてしまうこと
から、画像の微細部分が完全に再生できず、画質が劣化
する。このため、記録側に上記第１図の回路の逆回路（
逆の伝達関数を有する回路）を配設して、本来の映像信
号そのものの特性が変化を受けないようにしているが、
現在のところ完全ではなく、映像信号そのもののデイテ
ィルが失われてしまう、ここで、上記記録側での補正が
完全に行われて、映像信号は全く変化を受けないように
することが可能となった場合でも、ＳＮ比をさらに改善
するためにリミッタの線型動作範囲を広く（上限レベル
を高く）とると記録信号の高域成分が大幅に増大し、い
わゆる反転現象の問題が生じてくる。

本発明は、このような従来の欠点を除去し、上記反転現
象や画質劣化（画像のデイティルが曖昧となる）等の悪
影響を防止しながら大幅なノイズ低減効果を得ることが
でき、ＳＮ比が大幅に改善された高画質の画像を再生可
能な映像信号の記録再生回路の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る映像信号の記録再生回路は、第２図及び第
３図に示すように、入力端子１１からの入力映像信号と
該入力映像信号を遅延素子１６で遅延した出力とを加算
器１７により減算し、この減算出力をリミッタ回路１９
を介すことにより得られた信号と上記人力映像信号とを
加算器１３により実質的に加算して記録するようになす
と共に、端子２１からの再生映像信号と該再生映像信号
を遅延素子２６で遅延した出力とを加算器２７にて減算
し、この減算出力をリミッタ回路２９を介すことにより
得られた信号と上記再生映像信号とに対して上記記録側
の特性とは逆の特性を得るために加算器２３にて実質的
な減算を行うことにより、記録・再生時に混入するノイ
ズを低減するようにしたことにより上述の課題を解決す
る。

〔作　用〕

記録側と再生側とが互いに逆の特性となっているため、
映像信号に悪影響を与えることなくノイズ低減ができ、
またリミッタ回路を介しているため、反転現象を防止す
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の好ましい実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

第２図及び第３図は、本発明の一実施例としての映像信
号の記録再生回路の全体を概略的に示すブロック回路図
であり、第２図は映像信号記録系を、第３図は同再生系
を示している。

これらの第２図及び第３図において、本発明の要部とな
る回路部１Ｏ１２０は、前述した記録再生動作に伴って
重畳されるノイズ成分を低減するためのものであり、互
いに相補的な、あるいは−方が他方の逆の伝達特性を示
すような回路構成となっている。すなわち、これらのノ
イズ低減回路部１Ｏ１２０は、通常のノイズリダクショ
ンシステムにおけるエンコーダ、デコーダのような関係
を有している。他の回路部は従来と同様に構成すればよ
く、記録系においては、ノイズ低減回路部１０からの出
力が、例えばプリエンファシス回路３１、変調回路３２
及び記録アンプ３３を介して記録ヘッド３４に送られて
おり、再生系においては、再生ヘッド３６からの再生信
号が、再生アンプ３７、復調回路３８及びデイエンファ
シス回路３９を介してノイズ低減回路部２０に送られて
いる。ここで、ブ°リエンファシス回路３１及びデイエ
ンファシス回路３９は、必要に応じて設ければよく、ま
た、回路部１０．２０内にそれぞれ設置してもよい。変
調回路３２及び復調回路３日は、例えばＦＭ変閤及び復
調をそれぞれ行う、記録ヘッド３４は、例えば磁気テー
プや磁気シート等の磁気記録媒体に電気信号を磁気記録
し、再生へラド３６は、この磁気記録された情報を電気
信号に変換して取り出す。

第２図の記録系において、ノイズ低減回路部ｌＯの入力
端子１１には、例えばビデオカメラやテレビジョンチュ
ーナ等からの映像信号が供給されている。この映像信号
は、モノクローム画像の映像信号であり、カラー映像信
号の場合には輝度信号（Ｙ信号）のみが供給される。記
録側ノイズ低減回路部ｌＯの入力端子１１に供給された
入力映像信号は、バイパスフィルタ１４により高域成分
が取り出され、垂直非相関成分検出回路部１５に送られ
る。この検出回路部１５においては、バイパスフィルタ
１４から取り出された映像信号の高域成分をＩＨ（１水
平期間）遅延素子１６によりＩＨだけ遅延させて加算器
（減算器）１７に送り、バイパスフィルタ１８からの上
記入力映像信号の高域成分を上記１８遅延された信号か
ら減算することによって、画像上の垂直方向の非相関成
分を検出している。この場合、上記入力映像信号をｌＨ
遅延信号から減算しているため、得られた垂直方向の非
相関成分は上記入力映像信号に対して逆相関係となって
いる。なお、上記入力映像信号に対して同相関係の非相
関成分を得るためには、加算器（減算器）１７において
上記入力映像信号から上記ＩＨ遅延信号を減算するよう
に構成すればよい。

以上のように、第２図の垂直非相関成分検出回路部１５
からは、上記入力映像信号に対して逆相関係にある垂直
非相関成分が出力され、この垂直非相関成分出力信号は
、リミッタ回路１９を介して加算器１３に減算信号とし
て送られ、上記入力映像信号から減算される。すなわち
、上記逆相の垂直非相関成分が減算されることから、入
力映像信号に対して（同相の）垂直非相関成分が実質的
に加算されることになる。この加算器１３からの出力信
号は、記録側ノイズ低減回路部ｌＯの出力端子１２を介
して、例えばプリエンファシス回路３１に送られる。な
お、垂直非相関成分検出回路部１５から、上記入力映像
信号に対して同相関係の非相関成分が得られる場合には
、加算器１３において上記入力映像信号と加算すればよ
い。

次に、第３図の再生系において、再生側ノイズ低減回路
部２０の入力端子２１には、例えば前述したデイエンフ
ァシス回路３９からの再生映像信号が供給されている。

この再生映像信号は、加算器（実質的には減算器）２３
を介して再生出力端子２２に送られるが、この加算器２
３からの出力映像信号は、バイパスフィルタ２４により
高域成分が取り出されて垂直非相関成分検出回路部２５
に送られている。この検出回路部２５は、上記高域成分
をＩＨ遅延素子２６でＩＨだけ遅延して加算器（減算器
）２７に送り、上記加算器２３の出力映像信号からバイ
パスフィルタ２８により取り出された高域成分を上記加
算器２７に減算信号として送ることにより、このバイパ
スフィルタ２８からの高域成分を上記ＩＨ遅延素子２６
のＩ　Ｈ遅延信号から減算している。これによっ°ζ、
検出回路部２５からは画像上の垂直非相関成分が出力さ
れるが、この垂直非相関成分は、入力端子２１に供給さ
れる上記再生映像信号に対して逆相となっている。この
垂直非相関成分は、リミッタ回路２９を介して加算器２
３に送られ、上記入力端子２１からの再生映像信号と加
算されて再生出力映像信号となる。この場合、上記再生
映像信号に対して逆相の垂直非相関成分を加算するから
、実質的には（同相の）垂直非相関成分を上記再生映像
信号から減算することになる。

なお、加算器２７において、バイパスフィルタ２８の出
力信号からＩＨ遅延素子２６の遅延出力信号を減算する
ことにより、上記再生映像信号に対して同相の垂直非相
関成分を得ることができ、この同相の垂直非相関成分に
ついては、リミッタ回路２９を介して加算器（減算器）
２３に送って、入力端子２１を介して得られる上記再生
映像信号から減算すればよい。

ここで、各バイパスフィルタ１４．１８．２４．２８は
、ノイズの低周波数成分のパワーが小さいことから、こ
の低域側でのノイズ低減処理が不要であることを考慮し
たものであり、・例えば数百ｋＨｚに遮断周波数（カッ
トオフ周波数）を有している。ＩＨ遅延素子１６．２６
は、例えばガラス遅延線（デイレイライン）やＣＣＤ　
（チャージ・カップルド・デバイス）を用いればよい。

リミッタ回路１９．２９は、線型動作範囲内で一定の利
得（ゲイン）αを持つ、なお、記録側の回路部１０のバ
イパスフィルタ１４．１８を共通化して１個としたり、
再生側の回路部２０のバイパスフィルタ２４．２８を共
通化して１個とすることができる。また、記録側の回路
部ｌＯで上記共通化したバイパスフィルタを加算器（減
算器）１７の出力側に挿入接続したり、再生側の回路部
２０で上記共通化したバイパスフィルタを加算器（減算
器）２７の出力側に挿入接続してもよい。

このような回路構成において、先ず、第２図の記録側ノ
イズ低減回路部１０の動作特性について第４図を参照し
ながら説明する。

第４図Ａは、各バイパスフィルタ１４．１８の通過周波
数帯域でかつリミッタ回路１９によるリミッタのかから
ない範囲内、すなわち高域（数百ｋＨｚ以上）でしかも
リミッタの線型動作範囲内において回路部ｌＯが示す周
波数特性を示しており、いわゆるくし形フィルタ特性を
示している。二の特性は、水平走査周波数ｒ、の整数倍
の周波数成分、すなわち画像の垂直方向で相関を有する
成分のゲインよりも、ｆ、の整数倍の周波数の間の周波
数成分、すなわち画像の垂直方向の非相関の部分につい
てのゲインを上げる（非相関成分を強調する）ものであ
る。ここで第４図のＢは、−船釣な映像信号のスペクト
ラムを示しており、一般画像の垂直相関性が高いことか
ら、水平走査周波数ｆ、（ｎは整数）の周波数近傍（垂
直相関成分）のパワーが大きく、これらの周波数の間、
すなわちｎｆ、と（ｎ＋１）ｆｗとの間の周波数近傍（
垂直相関成分）のパワーが小さくなっている。そして、
記録側ノイズ低減回路部１０は、映像信号の上記パワー
の小さい部分を１＋２α倍だけ増強しているため、信号
の振幅はさほど大きくならない、また、仮に映像信号が
大きな垂直非相関成分を持っていた場合にも、リミッタ
により振幅が制限されるため、やはり結果として振幅は
さほど大きくならない。信号の振幅が大きくならないと
いうことは、反転現象を防ぐ上で有利である。

次に、第３図の再生側ノイズ低減回路部２０の動作につ
いて説明する。

この回路部２０は、ＩＨ遅延素子２６を帰還ループに持
ついわゆるくし形フィルタであり、高域（数百ｋＨｚ以
上）でのしかもリミッタの線型動作範囲内での周波数特
性は第５図のように表される。

これは、垂直相関成分を通過させ、垂直非相関成分を最
大１／（１＋２α）に減衰する。映像信号に重畳される
ノイズ成分のスペクトラムはほぼフラットと考えられる
から、ノイズ成分は回路部２０を通過することにより第
５図と同じ形のスペクトラムとなる。ここで、斜線で示
した分だけノイズは低減されたことになる。たとえば、
リミッタ回路２９の線型動作範囲内でのゲインαが２の
場合には、ノイズ成分は約７ｄＢだけ減衰され、ＳＮ比
は約７ｄＢだけ改善されることになる。

このくし形フィルタ特性は、２次元空間周波数の観点か
らみれば、画像の垂直方向のローパスフィルタ特性とな
り、この再生側ノイズ低減回路部２０のみでは、再生画
像は垂直方向にぼけたものとなってしまうことから、記
録系に第２図のような回路部１０を配設している。回路
１０と回路２０とは互いに逆の伝達特性を有しており、
第４図Ａの斜線部に示す増強分が、第５図の斜線部の減
衰分と対応している。映像信号は、回路１０を通過した
後、回路２０を通過することにより、元通りになる。

このような互いに相補的な（互いに逆の回路を構成する
）記録側、再生側のノイズ低減回路部１０．２０により
、入力端子１１の入力映像信号を、はぼ忠実に出力端子
２２から取り出すことができる。

ところで、映像信号の垂直非相関成分が大きい場合には
、第４図Ｂの映像スペクトラムの谷部分（ｎｆ、と（ｒ
ｕｌ）ｆｎとの中間）のパワーが増大し、第４図Ａの特
性のままでは結果的に信号の振幅が大きくなり過ぎ、反
転現象を招く要因となる。そこで、これを防ぐためにリ
ミッタ回路１９を設けている。ただし、前述したように
、−船釣な映像信号のスペクトラムは第４図Ｂのように
なるから、リミッタ回路１９により制限される画像の部
分は相対的に少ない。また、映像信号の立ち上がりエツ
ジ部でもリミッタにかからないため、ＳＮ比改善が可能
である。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、例えば、上記実施例においては記録側の回路部１０
がフィードフォワード、再生側の回路部２０がフィード
バックの形態となっているが、必ずしもこのような構成
とする必要はなく、記録側が垂直非相関成分を強調する
特性を、再生側が垂直非相関成分を抑圧する特性を持ち
、これらが互いに逆特性の関係を有しておればよい。

〔発明の効果〕

本発明に係る映像信号の記録再生回路によれば、記録側
回路と再生側回路が互いに逆の特性となっているため、
本来の映像信号に対して何ら悪影響を与えることなく、
従来における再生画像のデイティルのぼけ等を生じさせ
ることなく、高品質で高度の忠実性を持った再生画像を
得ることができる。また、リミッタ回路を設けているこ
とから、反転現象の防止を有効に行いつつＳＮ比を大幅
に向上することができる。さらに、非線型エンファシス
の欠点であるエツジ部分のＳＮ比の悪さを改善すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のノイズ低減対策を説明するためのブロッ
ク回路図、第２図及び第３図は本発明の一実施例として
の映像信号の記録再生回路を示し、第２図は記録系の概
略的なブロック回路図、第３図は再生系の概略的なブロ
ック回路図、第４図は第２図の回路の動作を説明するた
めの周波数特性図、第５図は第３図の回路の動作を説明
するための周波数特性図である。 １０・・・・・・記録側ノイズ低減回路部２０・・・・
・・再生側ノイズ低減回路部１１．２１・・・・・・入
力端子 １２．２２・・・・・・出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力映像信号と該入力映像信号を遅延した出力とを減算
   し、この減算出力をリミッタ回路を介すことにより得ら
   れた信号と上記入力映像信号とを実質的に加算して記録
   するようになすと共に、再生映像信号と該再生映像信号
   を遅延した出力とを減算し、この減算出力をリミッタ回
   路を介すことにより得られた信号と上記再生映像信号と
   に対して上記記録側の特性とはほぼ逆の特性を得るため
   に実質的に減算を行うようにした映像信号の記録再生回
   路。