JPH0359807A - データ記録再生装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、オーディオ用カセットなどの磁気テープを用
いてデジタルデータの録音再生を可能にしたデータ記録
再生装置に関する。

［従来の技術〕 従来、オーディオ用カセットなどの磁気テープを用いて
デジタルデータを記録する方式として、パソコンの外部
記憶装置として多く用いられていたＦＳＫ方式が知られ
ている。つまり、かかるＦＳＫ方式は、２種類の周波数
を用い、このうちの一方をｒＯＪ、’他方を「１」に対
応させて、６００ボ一程度で記録を行なうようにしてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、このようなＦＳＫ方式のものは、記録密度が
少ないためデータの書込みおよび読出しに長時間を必要
とするとともに、データエラーが発生し易いなど、多く
の問題点があった。特に、最近になって、留守番ＴＶ電
話などの出現により、オーディオ用カセットテープに画
像データを記録することが考えられるようになると、大
量のデータを記録する必要があるため、上述のＦＳＫ方
式のものでは、全く対処することができない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、オーディ
オ用カセットなどの磁気テープを用いて画像データのよ
うな大量のデータの記録再生を可能にしたデータ記録再
生装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、入力される２値以上のデジタルデータに対応
する波形データ列を出力する波形データ列出力手段を有
し、該波形データ列出力手段からの出力波形データ列と
入力データよりコンボリューション波形を生成するとと
もに、該コンボリューション波形出力にパイロット信号
を重畳したデータを、パーシャルレスポンス信号として
磁気テープに記憶させるようになっている。

また、磁気テープよりパーシャルレスポンス信号を再生
し、この再生されたパーシャルレスポンス信号よりパイ
ロット信号を抽出するとともに、このパイロット信号に
基いて元入力データを検出するようになっている。

［作用］ この結果、磁気テープ上にパーシャルレスポンス状態で
のデータ記録が行われるので、大幅に記録密度が向上し
、画像データのような大量のデータ記録に対処すること
ができる。また、波形データ列出力は記録再生の際の位
相特性を考慮した位相補正特性を有し、さらに、パイロ
ット信号に用いられる周波数付近のデータをカットする
ことにより、記録再生の際の位相特性の影響およびパイ
ロット信号による影響を除去した良質の再生データを保
証することができる。

また、パイロット信号に基いてパーシャルレスポンス信
号より元入力データを検出するようにしたので、元入力
データを抽出するためのサンプリングポイントを正確に
設定することかができ、元入力データに忠実なデータを
再生することもできる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面にしたがい説明する。

第１図は同実施例の回路構成を示すものである。

図において、１はプリコーディング部で、このプリコー
ディング部１には、入力データとして静止画データ、キ
ャラクタ、小エリア動画データなどのデジタルデータが
生のまま、または圧縮処理され、あるいはエラー検出訂
正コードが付加され与えられる。ここでの入力データと
して、「ｏｌｌ、２．３」の４値のデジタルデータが用
いられる。

また、プリコーディング部１で実行されるプリコーディ
ングは、後述するパーシャル・レスポンス（以下、ＰＲ
と略称する。）方式１とおいて、デコードする際にエラ
ーが生じると、その後のデータ検出にエラーが伝播する
ため、このエラー伝播を、そのデータのみに食い止める
べく行われるデータ変換のことである。なお、かかるプ
リコーディングについては周知なので、ここでの説明は
省略する。

プリコーディング部１でプリコーディングされたデータ
は、ＰＲ変調部２に与えられる。

ＰＲ変調部２は波形コンボリューションとパイロット信
号重畳機能を有するもので、第２図に示すように波形Ｒ
ＯＭ２１、アドレス生成部２２、加算メモリ２３、アダ
ー２４、ラッチ２５、パイロットＲＯＭ２６およびアダ
ー２７を有している。

この場合、プリコーディング部１からの４値の入力デー
タは波形ＲＯＭ２１に与えられる。波形ＲＯＭ２１には
、予め入力データに対応した波形のデータ列が記憶され
ている。具体例として、第３図（ａ）に示すように波高
値が異なる３つの波形ａ、ｂ、ｃに応じたデータ列を用
意するようになる。ここで、４値の入力データに対して
３つの波形データを用意したのは、入力データ０に対す
る波形データは、オール０になるからである。これによ
り、波形ＲＯＭ２１としては、波形データのデータ幅を
８ビツト、データ長Ｍ−２５６とすると、８ビットｘ２
５６ｘ３−６１４４ビツトが用いられる。また、波形Ｒ
ＯＭ２１の波形データは、後述する磁気ヘッドを介して
記録再生する際の位相特性（記録再生特性）が電磁誘導
による９０″シフトとイコライザによる影響により理論
的に第４図（ａ）に示すようになることを予想して、予
め同図（ｂ）に示す位相補正特性を持たせ、同図（Ｃ）
に示す補正後の記録再生特性を得るようにしている。こ
の場合、実際は、磁気ヘッドの位相特性はバラツキなど
により同図（ｄ）に示すように直流付近と高域付近で著
しく劣化するため、同図（ｃ）に示す補正後の記録再生
特性は直流付近と高域付近で劣化するものになるが、後
述するパイロット信号への影響を除去するため、パイロ
ット信号に用いられる周波数、例えば８ＫＨｚ付近のデ
ータをカットすることにより上述の劣化による影響も除
去するようにしている。

そして、波形ＲＯＭ２１の出力に基いて、入力データｄ
Ｉに対して、ｄｌ　ω０　、　ｄｌ　ωｌ　、−ｄｌω
Ｍ−１からなるＭ個の演算結果、を求め、さらに、これ
らＭ個の演算結果を、第５図に示す要領で加算し、ｘｌ
−Σｄｌ−ｊωｊのコンボリューション波形を生成する
ようにしている。この場合、ω０、ω１１・・・　０Ｍ
−１は、波形ＲｏＭ２１での波形素子である。

ここでのコンボリューションは、具体的には次のように
している。つまり、波形ＲＯＭ２１の出力を、アダー２
４に与える。アダー２４は波形ＲＯＭ２１の出力に、そ
れまでの加算結果が格納された加算メモリ２３の内容を
加算して、その結果ＡＤｊ　　（ただし、Ｊ−０，・・
・、Ｍ−１）を出力する。また、アダー２４の出力のう
ちＡＤＯをラッチ２５にラッチした後、アダー２７に与
え、パイロットＲＯＭ２６より出力される第３図（ｂ）
に示すようなパイロット信号を重畳して、ＰＲ信号とし
て出力するようにしている。また、アダー２４からのＡ
ＤＯ以外の出力ＡＤＩ〜Ａ　Ｄ　２５５は、加算メモリ
２３の１つ前のアドレスに書き込み、以下、上述の動作
を繰り返すようになる。ここで、加算メモリ２３として
は２５５ワ一ド分用意すればよく、アドレス２５５に対
してはＯが出力されるようにしている。

この場合、入力データに重畳されるパイロット信号は、
例えば８ＫＨｚ帯域で３２ＫＨｚサンプリングの場合に
は、第６図（ａ）に示すように０を含めて３値あれば十
分であるが、実際には磁気テープへの記録の場合、第７
図（ａ）に示すように８ＫＨｚ付近の振幅特性は十分フ
ラットであるが、位相特性は同図（ｂ）に宗すように、
わずかに遅れ始めるので、記録時に少し進ませておく必
要がある。したがって、第６図（ｂ）に示すように４値
を全て記憶する必要がある。ただし、実質的に２値につ
いては、符号のみの違いであるので、２値分のパイロッ
ト波形の記憶でよい。

そして、ＰＲ変変調部上り得られたＰＲ信号はＤ／Ａ変
換器３に与えられ、ここでアナログ信号に変換され、通
常のカセットテープレコーダと同様にＤＣカット、イコ
ライザー、ヘッドアンプなどのアナログ回路４を介して
磁気ヘッド５より磁気テープ上に記録される。この場合
、Ｄ／Ａ変換器３での８ＫＨｚ帯域かつ３２　Ｋ　Ｈｚ
のＤ／Ａ変換の場合、折り返し成分は、第８図に示すよ
うに十分高域にあるので、記録再生ともローパスフィル
ターを使用しなくとも帯域内への波形歪みの影響を防止
できるようになる。

一方、磁気テープ６上に記録されたＰＲデータは、再生
ヘッド７より取り出され、アナログ回路８を介してＡ／
Ｄ変換器９によりデジタル化されるようになっている。

この場合、データ記憶時に各種の補正が施されているの
で、再生時は良好なＰＲ波形で再生されるが、実際は磁
性体の塗布むらなどの影響でドロップアウトが生じると
ともに、走行系の影響で７ウフラツタ、ジッタ、テープ
走行速度のドリフトなどを含んでいる。

そして、Ａ／Ｄ変換器９によりデジタル化されたＰＲ信
号は、ＰＲ復調部１０に与えられる。

ＰＲ復調部１０は、第９図に示すようにデジタルフィル
タ１０１、遅延用メモリ１０２、データ検出部１０３か
らなっている。ここで、デジタルフィルタ１０１は、Ａ
／Ｄ変換器９を介してデジタル化されたＰＲ信号より、
パイロット信号を抽出するもので、ここでは演算量が少
なく、且つ直線位相で実現できる周波数サンプリングフ
ィルタが用いられる。なお、周波数サンプリングフィル
タは、周知のものなのでここでの説明は省略する。

遅延用メモリ１０２は、デジタルフィルタ１０１を介し
て与えられるＰＲ信号を所定時間遅延し、パイロット信
号とともにデータ検出部１０３に与える。データ検出部
１０３はパイロット信号に基いてＰＲ信号より元入力デ
ータを検出するものである。

この場合、ＰＲ信号の録音帯域が８ＫＨｚで、Ａ／Ｄ変
換器９のサンプリング周波数ｆｓ　−６４ＫＨｚとする
と、第１０図（ａ）に示すＰＲ信号に対して同図（ｂ）
に示すパイロット信号は一周期に約８ポイントのサンプ
リング点が得られる。しかし、Ａ／Ｄ変換器９のサンプ
リング周波数ｆｓは、テープ上に記録されたパイロット
信号と無関係の非同期発振器より作ると、パイロット信
号のゼロクロスポイントとずれてしまう。そこで、第１
１図に示すようにパイロット信号の２個のサンプリング
ポイントＳｌ、Ｓ２から、−次近似によりゼロクロスポ
イントＺを推定し、その時点における元入力データを、
サンブングポイントＳｌ、Ｓ２から同じく一次補間によ
り求めるようにする。

そして、このような−次補間により得られた元入力デー
タをレベル正規化量子化回路１１により正規化および量
子化する。ここでは、パイロット信号の振幅でデータを
除算することでレベル正規化を行うとともに、所定の閾
値により量子化を行うようにしている。一方、パイロッ
ト信号に比例する閾値により両者を同時に正規化および
量子化する正規量子化を実行するようにしてもよい。

次に、このように構成した実施例の動作を説明する。

まず、プリコーディング部１に、４値の入力データとし
て静止画データ、キャラクタ、小エリア動画データなど
のデジタルデータが与えられると、ブリコーディング処
理されたデータが、ＰＲ変変調部上与えられる。

ＰＲ変変調部上は、波形ＲＯＭ２１により入力データに
対応した波形データ列を出力する。この場合の波形ＲＯ
Ｍ２１からの波形データは、後述する磁気ヘッドを介し
て記録再生する際の位相特性（記録再生特性）が電磁誘
導による９０″シフトやイコライザによる影響により第
４図（ａ）に示すようになることを想定して、予め同図
（ｂ）に示す位相補正特性を持たせるようにする。

そして、波形ＲＯＭ２１からの出力に基いて、入力デー
タｄ１に対して、ｄ１ω０Ｓｄｌω１１・・・　ｄｉω
Ｍ−１からなるＭ個の演算結果を求め、さらに、これら
Ｍ個の演算結果から、第５図に示す要領で加算を実行し
、Ｘｌ−Σｄｌ−ｊωｊのコンボリューション波形が生
成される。この場合、第２図において、波形ＲＯＭ２１
の出力が、アダー２４に与えられる。アダー２４は波形
ＲＯＭ２１の出力に、それまでの加算結果が格納された
加算メモリ２３の内容が加算され、その結果ＡＤｊ　　
（ただし、Ｊ−０、・・・、Ｍ−１）が出力される。ま
た、アダー２４の出力のうちＡＤＯがラッチ２５にラッ
チされ、アダー２７に与えられ、パイロットＲＯＭ２６
のパイロット信号が重畳され、ＰＲデータとして出力さ
れる。一方、アダー２４のＡＤＯ以外の出力ＡＤＩ〜Ａ
　Ｄ　２５５は、加算メモリ２３の１つ前のアドレスに
書き込まれ、以下、上述の動作が繰り返され、全ての入
力データに対してコンボリューション処理が実行される
とともに、パイロット信号が重畳され、ＰＲ信号として
出力される。

そして、このようなＰＲ変変調部上り得られたＰＲ信号
はＤ／Ａ変換器３に与えられ、ここでアナログ信号に変
換され、通常のカセットテープレコーダと同様にＤＣカ
ット、ヘッドアンプなどのアナログ回路４を介して磁気
ヘッドらより磁気テープ上に記録される。

その後、磁気テープ６上に記録されたＰＲ信号は、再生
ヘッド７より取り出され、イコライザーなどのアナログ
回路８を介してＡ／Ｄ変換器９に与えられ、デジタル化
される。この場合、データ記憶時に各種の補正が施され
ているので、再生時は良好なＰＲ波形で再生される。そ
して、Ａ／Ｄ変換器９によりデジタル化してＰＲ復調部
１０に与えられる。

ＰＲ復調部１０では、デジタルフィルタ１０１を介して
ＰＲ信号よりパイロット信号が抽出される。一方、ＰＲ
信号は遅延用メモリ１０２により所定時間遅延され、パ
イロット信号とともにデータ検出部１０３に与えられる
。この場合、第１１図に示すようにパイロット信号の２
個のサンプリングポイントＳ１、Ｓ２から、−次近似に
よりゼロクロスポイント２を推定し、その時点における
元入力データをサンプングポイントＳｔ、Ｓ２から同じ
く一次補間により求めるようになる。

そして、このような−次補間により得られた元入力デー
タをレベル正規化量子化回路１１により正規化および量
子化することにより再生データが得られるようになる。

なお、本発明は上記実施例にのみ限定されず要旨を変更
しない範囲で適宜変形して実施できる。

例えば上述の実施例では、入力データとして４値のデー
タの場合を述べたが、２値以上の入力データに適用する
ことができる。また、データ記録時にエラー訂正用のパ
リティ−データを付加して再生時に抽出データに対して
エラー訂正処理を施すようにしてもよい。こうすると、
エラー率を１０−３から１０−７以下にすることができ
る。

［発明の効果］ 本発明は、入力される２値以上のデジタルデータに対応
する波形データ列を出力する波形データ列出力手段を有
し、該波形データ列出力手段からの出力波形データ列と
入力データよりコンボリューション波形を生成するとと
もに、該コンボリューション波形出力にパイロット信号
を重畳したものを、パーシャルレスポンス信号として磁
気テープに記憶するようにしたので、磁気テープ上に多
値データの記録が可能となり、大幅な記録密度の向上に
より画像データのような大量のデータ記録に対処するこ
とができる。また、波形データ列出力は記録再生の際の
位相特性を考慮した位相補正特性を有し、さらに、パイ
ロット信号に用いられる周波数付近のデータをカットす
るようにしているので、記録再生の際の位相特性の影響
およびパイロット信号による影響を除去した良質の再生
データを保証することができる。

また、磁気テープよりパーシャルレスポンス信号を再生
し、この再生されたパーシャルレスポンス信号よりパイ
ロット信号を抽出するとともに、このパイロット信号に
基いて元入力データを検出するようにしたので、元入力
データを抽出するためのサンプリングポイントを正確に
設定することができるようになり、入力データに忠実な
デジタルデータを再生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路構成を示すブロック図
、第２図は同実施例のＰＲ変調部を示すブロック図、第
３図は同実施例に用いられる波形データ列出力およびパ
イロット信号を示す図、第４図は同実施例の波形データ
列出力の位相特性を説明するための図、第５図は同実施
例のコンボリューションを説明するための図、第６図は
同実施例に用いられるパイロット信号を説明するための
図、第７図は一般の磁気テープの振幅特性と位相特性を
示す図、第８図はデータ記録の際の信号振幅特性を示す
図、第９図は同実施例のＰＲ復調部を示すブロック図、
第１０図はＰＲデータとパイロット信号の関係を示す図
、第１１図は一次近似を説明するための図である。 １・・・ブリコーディング部、２・・・ＰＲ変調部、２
１・・・波形ＲＯＭ、２６・・・パイロットＲＯＭ。 ５・・・磁気ヘッド、６・・・磁気テープ、１０・・・
ＰＲ復調部、 １ １・・・デジタルフィルタ、 ２・・・遅延 用メモリ、 ０３・・・データ検出部、 １・・・レベル 正規化量子化回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力される２値以上のデジタルデータに対応する
   波形データ列を出力する波形データ列出力手段と、この
   波形データ列出力手段より出力される波形データ列と入
   力データよりコンボリューション波形を生成するコンボ
   リューション処理手段と、このコンボリューション処理
   手段からの出力に重畳されるパイロット信号を出力する
   パイロット信号出力手段と、このパイロット信号出力手
   段のパイロット信号が重畳された出力をパーシャルレス
   ポンス信号として磁気テープに記憶させる記憶手段とを
   具備したことを特徴とするデータ記録装置。
2. （２）波形データ列出力手段は予め記録再生の際の位相
   特性を考慮した位相補正特性を有する波形データ列を出
   力するものであることを特徴とする請求項（１）に記載
   のデータ記録装置。
3. （３）波形データ列出力手段は予めパイロット信号に用
   いられる周波数付近のデータをカットするようにしたこ
   とを特徴とする請求項（１）乃至（２）に記載のデータ
   記録装置。
4. （４）磁気テープよりパーシャルレスポンス信号を再生
   させる再生手段と、この再生手段より得られたパーシャ
   ルレスポンス信号よりパイロット信号を抽出するパイロ
   ット信号抽出手段と、このパイロット信号抽出手段のパ
   イロット信号に基いてパーシャルレスポンス信号より元
   入力データを検出するデータ検出手段とを具備したこと
   を特徴とするデータ再生装置。