JPH04168603A

JPH04168603A - ディジタル画像信号の磁気記録装置

Info

Publication number: JPH04168603A
Application number: JP2294671A
Authority: JP
Inventors: Youichirou Senshiyuu; 専修　陽一郎; Akihiro Uetake; 昭浩上竹; Shinichi Hasegawa; 真一長谷川; Yukio Kubota; 幸雄久保田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1992-06-16
Also published as: CA2054360A1; CA2054360C

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〕この発明は、ディジタルビデオ信号等のディジタル画像
信号を磁気テープに記録する装置に関し、特に、ディジ
タル画像信号の情報量及び磁気テープ上の記録密度を所
定のものに選定することによって、長時間の記録を可能
としたディジタル画像信号の磁気記録装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、入力ディジタル画像信号を複数の画素デー
タからなるブロック単位のデータに変換するブロック化
回路と、このブロック化回路の出力データをブロック単
位に圧縮符号化する符号化回路と、この符号化回路の出
力符号化データをチャンネル符号化するチャンネル符号
化回路とを有し、このチャンネル符号化回路の出力デー
タを磁気ヘッドによって磁気テープに記録するようにし
たディジタル画像信号の磁気記録装置において、磁気テ
ープにおいて、磁気テープの厚みは７μｍ以下となし、
磁気テープの幅を８１Ｉ−以下とし、標準の映像信号が
少なくとも長時間記録できるようなテープ長の磁気テー
プをテープカセットに収納して扱うようにしたものであ
り、従って、小型のテープカセットを使用して、４時間
以上の長時間の記録が可能となる。

〔従来の技術］近年、カラービデオ信号をディジタル化して磁気テープ
等の記録媒体に記録するディジタルＶＴＲとしては、放
送局用のＤ１フォーマットのコンポーネント形のディジ
タルＶＴＲ及びＤ２フォーマットのコンポジット形のデ
ィジタルＶＴＲが実用化されている。

前者のＤ１フォーマットのディジタルＶＴＲは、輝度信
号及び第１、第２の色差信号を夫々１３゜５Ｍ七、６．
７５Ｍ）ｆｚのサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換した後
所定の信号処理を行ってテープ上に記録するもので、こ
れらコンポーネント成分のサンプリング周波数の比が４
：２：２であるところから、４：２：２方式とも称され
ている。

後者のＤ２フォーマットのディジタルＶＴＲは、コンポ
ジットカラービデオ信号をカラー副搬送波信号の周波数
ｆｓｃの４倍の周波数の信号でサンプリングを行ってＡ
／Ｄ変換し、所定の信号処理を行った後、磁気テープに
記録するようにしている。

これらディジタルＶＴＲは、共に放送局用に使用される
ことを前提として設計されているため、画質最優先とさ
れ、１サンプルが例えば８ビツトにＡ／Ｄ変換されたデ
ィジタルカラービデオ信号を実質的に圧縮することなし
に、記録するようにしている。

一例として、前者のＤ１フォーマットのディジタルＶＴ
Ｒのデータ量について説明する。

カラービデオ信号の情報量は、上述のサンプリング周波
数で、各サンプル当り８ビツトでＡ／Ｄ変換した場合に
、約２１６Ｍｂｐｓ（メガビット／秒）の情報量となる
。このうち水平及び垂直のブランキング期間のデータを
除くと、１水平期間の輝度信号の有効画素数が７２０、
色差信号の有効画素数が３６０となり、各フィールドの
有効走査線数がＮＴＳＣ方式（５２５／６０）では２５
０となるので、１秒間の映像信号のデータ量ＤｖはＤ　ｖ　−（７２０＋３６０　＋３６０）　Ｘ８　Ｘ２
５０　Ｘ６０＝１７２．８　　Ｍ　ｂ　ｐ　　ｓとなる。

ＰＡＬ方式（６２５１５０）でもフィールド毎の有効走
査線数が３００で、１秒間でのフィールド数が５０であ
ることを考慮すると、そのデータ量がＮＴＳＣ方式と等
しくなることが判る。これらのデータにエラー訂正及び
フォーマット化のための冗長成分を加味すると、映像デ
ータのビットレートが合計で約２０５．８Ｍｂｐｓとな
る。

また、オーディオ・データＤａは約１２．８Ｍｂｐｓと
なり、更に編集用のギャップ、プリアンプル、ポストア
ンブル等の付加データＤｏが約６゜６Ｍｂｐｓとなるの
で、記録データ全体の情報量Ｄｔは以下の通りとなる。

Ｄｔ＝Ｄｖ＋Ｄａ＋Ｄ。

＝１７２．８　＋１２．８＋６．６　＝２２５．２　Ｍ
　ｂ　ｐ　ｓこの情報量を有するデータを記録するため
、ＤＩフォーマットのディジタルＶＴＲでは、トラック
パターンとして、ＮＴＳＣ方式では１フイールドで１０
トラツク、また、ＰＡＬ方式では１２１−ラックを用い
るセグメント方式が採用されている。

また、記録テープとしては１９ＩＩＩＩＩ幅のものが使
用され、テープ厚みは１３μｍと１６μｍの２種類があ
り、これを収納するカセットには大、中、小の３種類の
ものが用意されている。これらのテープに上述したフォ
ーマットで情報データを記録しているため、データの記
録密度としては約２０゜４μｒｒｆ／ｂｉｔ程度となっ
ている。記録密度が高いと、符号間干渉或いはヘッド・
テープの電磁変換系の非線形性による波形劣化によって
、再生出力データのエラーが発生し易（なる、従来の記
録密度としては、エラー訂正符号化を行っているとして
も、上述の数値が限界であった。

以上のパラメータを総合すると、Ｄ１フォーマットのデ
ィジタルＶＴＲの各サイズのカセットの再生時間は下記
の通りとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようにＤ１フォーマットのディジタルＶＴＲは放送
局のＶＴＲとして、画質最優先の性能を求めたものとし
ては十分のものであるが、１９蒙−幅を有するテープを
装着した大型のカセットを使用しても、高々１．５時間
程度の再生時間しか得られず、家庭用のＶＴＲとして使
用するには、頗る不適当なものといえる。

一方、現在家庭用ＶＴＲとしては、β方式、■Ｈ３方式
、Ｂｖａｍ方式等が実用化されているがいずれもアナロ
グ信号の形態で記録・再生を行うもので、夫々の画質が
かなり改良されているものの、例えばカメラで撮像して
記録したものをダビングしてコピーしようとした時、こ
のダビングの段階でかなりの画質劣化が生じ、これを複
数回繰り返した場合には、はとんど鑑賞に耐えられない
ものとなってしまう欠点があった。

従って、この発明の目的は、薄い厚みで、幅が狭い磁気
テープを使用することにより、小型のテープカセットに
より、長時間の記録が可能なディジタル画像信号の磁気
記録装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、入力ディジタル画像信号を複数の画素デー
タからなるブロック単位のデータに変換するブロック化
回路（５，６）と、ブロック化回路（５，６）の出力デ
ータをブロック単位に圧縮符号化する符号化回路（８）
と、符号化回路（８）の出力符号化データをチャンネル
符号化するチャンネル符号化回路（１１）とを有し、チ
ャンネル符号化回路（１１）の出力データを磁気ヘッド
（１３Ａ、１３Ｂ）によって磁気テープ（７８）に記録
するようにしたディジタル画像信号の磁気記録装置にお
いて、磁気テープ（７８）において、磁気テープ（７８）の厚
みは７μｍ以下となし、磁気テープ（７８）の幅を８１
１Ｍ以下とし、標準の映像信号が少なくとも長時間記録
できるようなテープ長の磁気テープ（７８）をテープカ
セットに収納して扱うようにしたことを特徴とするディ
ジタル画像信号の磁気記録装置である。

〔作用〕

磁気テープ７８として、厚みが薄（、幅が狭いものを使
用することにより、小型なテープカセットを使用して、
長時間の記録が可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について説明する。

この説明は、下記の順序に従ってなされる。

ａ、信号処理部す、ブロック符号化Ｃ，チャンネルエンコータ及びチャンネルデコーｄ、ヘ
ッド・テープ系ｅ、電磁変換系ｆ、テープカセットａ、信号処理部まず、この一実施例中のディジタルＶＴＲの信号処理部
について説明する。

第１図は記録側の構成を全体として示すものである。Ｉ
Ｙ、ＩＵ、ＩＶ、で夫々示す入力端子に例えばカラービ
デオカメラからの三原色信号Ｒ１Ｇ、Ｂから形成された
ディジタル輝度信号Ｙ、ディジタル色差信号Ｕ、■が供
給される。この場合、各信号のクロックレートは上述の
Ｄ１フォーマットの各コンポーネント信号の周波数と同
一とされる。即ち、夫々のサンプリング周波数が１３．
５ＭＨｚ、６．７５Ｍ）ｆｚとされ、且つこれらの１サ
ンプル当たりのビット数が８ビツトとされている。

従って、入力端子ＩＹ、ＩＵ、ＩＶに供給される信号の
データ量としては、上述したように、約２１６Ｍｂｐｓ
となる。この信号のうちブランキング期間のデータを除
去し、有効領域の情報のみをとりだす有効情報抽出回！
２によってデータ量が約１６７　Ｍ　ｂ　ｐ　ｓに圧縮
される。有効情報抽出回路２の出力の内で輝度信号Ｙが
周波数変換回路３に供給され、サンプリング周波数が１
３．５ＭＨｚからその３／４に変換される。この周波数
変換回路３としては、例えば間引きフィルタが使用され
、折り返し歪みが生じないようになされている。周波数
変換回路３の出力信号がブロック化回路５に供給され、
輝度データの順序がブロックの順序に変換される。ブロ
ック化回路５は、後段に設けられたブロック符号化回路
８のために設けられている。

第３図は、符号化の単位のブロックの構造を示す。この
例は、３次元ブロックであって、例えば２フレームに跨
がる画面を分割することにより、第３図に示すように、
（４ライン×４画素×２フレーム）の単位ブロックが多
数形成される。第３図において、実線は奇数フィールド
のラインを示し、破線は偶数フィールドのラインを示す
。

また、有効情報抽出回路２の出力のうち、２つの色差信
号Ｕ、Ｖがサブサンプリング及びサプライン回路４に供
給され、サンプリング周波数が夫々６．７５ＭＨｚから
その半分に変換された後、２つのディジタル色差信号が
交互にライン毎に選択され、１チヤンネルのデータに合
成される。従って、このサブサンプリング及びサプライ
ン回路４からは線順次化されたディジタル色差信号が得
られる。この回路４によってサブサンプル及びサプライ
ン化された信号の画素構成を第４図に示す。

第４図において、Ｏは第１の色差信号Ｕのサンプリング
画素を示し、Δは第２の色差信号Ｖのサンプリング画素
を示し、×はサブサンプルによって間引かれた画素の位
置を示す。

サブサンプリング及びサプライン回路４の線順次出力信
号がブロック化回路６に供給される。ブロック化回路６
ではブロック化回路５と同様に、テレビジョン信号の走
査の順序の色差データがブロックの順序のデータに変換
される。このブロック化回路６は、ブロック化回路５と
同様に、色差データを（４ライン×４画素×２フレーム
）のブロック構造に変換する。ブロック化回路５及び６
の出力信号が合成回路７に供給される。

合成回！７では、ブロックの順序に変換された輝度信号
及び色差信号が１チヤンネルのデータに変換され、合成
回路７の出力信号がブロック符号化回路８に供給される
。このブロック符号化回路８としては、後述するように
ブロック毎のダイナミックレンジに適応した符号化回路
（ＡＤＲＣと称する）　、Ｄ　ＣＴ　（Ｄｉｓｃｒｅｔ
ｅ　Ｃｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒ＋＋＋）回路等が
適用できる。ブロック符号化回路８の出力信号がフレー
ム化回路９に供給され、フレーム構造のデータに変換さ
れる。このフレーム化回路９では、画像系のクロックと
記録系のクロックとの乗り換えが行われる。

フレーム化回路９の出力信号がエラー訂正符号のパリテ
ィ発生回路１０に供給され、エラー訂正符号のパリティ
が生成される。パリティ発生回路１０の出力信号がチャ
ンネルエンコーダ１１に供給され、記録データの低域部
分を減少させるようなチャンネルコーディングがなされ
る。チャンネルエンコーダ１１の出力信号が記録アンプ
１２Ａ、１２Ｂと回転トランス（図示せず）を介して磁
気ヘッド１３Ａ、１３Ｂに供給され、磁気テープに記録
される。

尚、オーディオ信号は、図示せずも、ビデオ信号とは別
に圧縮符号化され、チャンネルエンコーダに供給される
。

上述の信号処理によって、入力のデータ量２１６Ｍｂｐ
ｓが有効走査期間のみを抽出することによって約１６７
Ｍｂｐｓに低減され、更に周波数変換とサブサンプル、
サプラインとによって、これが８４Ｍｂ　ｐ　ｓに減少
される。このデータは、ブロック符号化回路８で圧縮符
号化することにより、約２５Ｍｂｐｓに圧縮され、その
後のパリティ、オーディオ信号等の付加的な情報を加え
て、記録データ量としては３１．５６Ｍｂｐｓ程度とな
る。

次に、再生側の構成について第２図を参照して説明する
。

第２図において磁気ヘッド１３Ａ、１３Ｂからの再生デ
ータが回転トランス（図示せず）及び再生アンプ２１Ａ
、２１Ｂを介してチャンネルデコーダ２２に供給される
。チャンネルデコーダ２２において、チャンネルコーデ
ィングの復調がされ、チャンネルデコーダ２２の出力信
号がＴＢＣ回路（時間軸補正回路）２３に供給される。

このＴＢＣ回路２３において、再生信号の時間軸変動成
分が除去される。ＴＢＣ回路２３からの再生データがＥ
ＣＣ回路２４に供給され、エラー訂正符号を用いたエラ
ー訂正とエラー修整とが行われる。ＥＣＣ回路２４の出
力信号がフレーム分解回路２５に供給される。

フレーム分解回路２５によって、ブロック符号化データ
の各成分が夫々分離されると共に、記録系のクロックか
ら画像系のクロックへの乗り換えがなされる。フレーム
分解回路２５で分離された各データがブロック復号回路
２６に供給され、各ブロック単位に原データと対応する
復元データが復号され、復号データが分配回路２７に供
給される。この分配回路２７で、復号データが輝度信号
と色差信号に分離される。輝度信号及び色差信号がブロ
ック分解回路２８及び２９に夫々供給される。ブロック
分解回路２８及び２９は、送信側のブロック化回路５及
び６と逆に、ブロックの順序の復号データをラスター走
査の順に変換する。

ブロック分解回路２８からの復号輝度信号が補間フィル
タ３０に供給される。補間フィルタ３０では、輝度信号
のサンプリングレートが３ｆｓから４　ｆｓ　　（４ｆ
ｓ　＝１３．　５ＭＨｚ）に変換される。

補間フィルタ３０からのディジタル輝度信号Ｙは出力端
子３３Ｙに取り出される。

一方、ブロック分解回路２９からのディジタル色差信号
が分配回路３１に供給され、線順次化されたディジタル
色差信号Ｕ、■がディジタル色差信号Ｕ及び■に夫々分
離される０分配回路３１がらのディジタル色差信号Ｕ、
■が補間回路３２に供給され、夫々補間される。補間回
路３２は、復元された画素データを用いて間引かれたラ
イン及び画素のデータを補間するもので、補間回路３２
からは、サンプリングレートが４ｆｓのディジタル色差
信号Ｕ及び■が得られ、出力端子３３Ｕ、３３Ｖに夫々
取り出される。

ｂ、ブロック符号化上述の第１図におけるブロック符号化回路８としては、
先に本出願人が出願した特願昭５９−２６６４０７号及
び特願昭５９−２６９８６６号等に示されるＡ　Ｄ　Ｒ
Ｃ（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｄｙｎａ＋＊ｉｃ　Ｒａｎｇｅ
　Ｃ。

ｄｉｎｇ）エンコーダが用いられる。このＡＤＲＣエン
コーダは、各ブロックに含まれる複数の画素データの最
大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮを検出し、これら最大値ＭＡ
Ｘ及び最小値ＭＩＮからブロックのダイナミックレンジ
ＤＲを検出し、このダイナミックレンジＤＲに適応した
符号化を行い、原画素データのビット数よりも少ないビ
ット数により、再量子化を行うものである。ブロック符
号化回路８の他の例として、各ブロックの画素データを
ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎｓ
ｆｏｒ＋ｗ）　　Ｌ／た後、このＤＣＴで得られた係数
データを量子化し、量子化データをランレングス・ハフ
マン符号化して圧縮符号化する構成を用いても良い。

ここでは、ＡＤＲＣエンコーダを用い、更にマルチダビ
ングした時にも画質劣化が生じないエンコーダの例を第
５図を参照して説明する。

第５図において、４１で示す入力端子に例えば１サンプ
ルが８ビツトに量子化されたディジタルビデオ信号（或
いはディジタル色差信号）が第１図の合成回路７より入
力される。

入力端子４１からのブロック化データが最大値、最小値
検出回路４３及び遅延回路４４に供給される。最大値、
最小値検出回路４３は、ブロック毎に最小値ＭｒＮ、最
大値ＭＡＸを検出する。遅延回路４４からは、最大値及
び最小値が検出されるのに要する時間、入力データを遅
延させる。遅延回路４４からの画素データが比較回路４
５及び比較回路４６に供給される。

最大値、最小値検出回路４３からの最大値ＭＡＸが減算
回路４７に供給され、最小値ＭＩＮが加算回路４８に供
給される。これらの減算回路４７及び加算回路４８には
、ビットシフト回路４９から４ビツト固定長でノンエツ
ジマツチング量子化をした場合の１量子化ステップ幅の
値（△＝１／１６ＤＲ）が供給される。ビットシフト回
路４９ば、（１／１６）の割算を行うように、ダイナミ
ックレンジＤＲを４ビツトシフトする構成とされている
。減算回路４７からは、（ＭＡＸ−Δ）のしきい値が得
られ、加算回路４８からは、（ＭＩＮ＋Δ）のしきい値
が得られる。これらの減算回路４７及び加算回路４日か
らのしきい値が比較回路４５及び４６に夫々供給される
。

なお、このしきい値を規定する値Δは、量子化ステップ
幅に限らず、ノイズレベルに相当する固定値としても良
い。

比較回路４５の出力信号がＡＮＤゲート５０に供給され
、比較回路４６の出力信号がＡＮＤゲート５１に供給さ
れる。ＡＮＤゲート５０及び５１には、遅延回路４４か
らの入力データが供給される。比較回路４５の出力信号
は、入力データがしきい値より大きい時にハイレベルと
なり、従って、ＡＮＤゲート５０の出力端子には、（Ｍ
ＡＸ〜ＭＡＸ−へ）の最大レベル範囲に含まれる入力デ
ータの画素データが抽出される。比較回路４６の出力信
号は、入力データがしきい値より小さい時にハイレベル
となり、従って、ＡＮＤゲート５１の出力端子には、（
ＭＩＮ−ＭＩＮ＋Δ）の最小レベル範囲に含まれる入力
データの画素データが抽出される。

ＡＮＤゲート５０の出力信号が平均化回路５２に供給さ
れ、ＡＮＤゲート５１の出力信号が平均化回路５３に供
給される。これらの平均化回路５２及び５３は、ブロッ
ク毎に平均値を算出するもので、端子５４からブロック
周期のリセット信号が平均化回路５２及び５３に供給さ
れている。平均化回路５２からは、（ＭＡＸ−ＭＡＸ−
Δ）の最大レベル範囲に属する画素データの平均［ＭＡ
Ｘ′が得られ、平均化回路５３からは、（Ｍ　Ｉ　Ｎ〜
ＭＩＮ＋△）の最小レベル範囲に属する画素データの平
均値Ｍ■Ｎ′が得られる。平均＠ＭＡＸ′から平均値Ｍ
ＩＮ’が減算回路５５で減算され、減算回路５５からダ
イナミックレンジＤＲ′が得られる。

また、平均値ＭＩＮ′が減算回路５６に供給され、遅延
回路５７を介された入力データから、平均値ＭＩＮ’が
減算回路５６において減算され、最小値除去後のデータ
ＰＤＩが形成される。このデータＰＤＩ及び修整された
ダイナミックレンジＤＲ’が量子化回路５８に供給され
る。この実施例では、量子化に割り当てられるビット数
ｎが０ビツト（コード信号を伝送しない）、１ビツト、
２ビツト、３ビツト、４ビツトの何れかとされる可変長
のＡＤＲＣであって、エツジマツチング量子化がなされ
る０割り当てビット数ｎは、ブロック毎にビット数決定
回路５９において決定され、ビット数ｎのデータが量子
化回路５８に供給される。

可変長ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジＤＲ”が小さい
ブロックでは、割り当てビット数ｎを少なくし、ダイナ
ミックレンジＤＲ’が大きいブロックでは、割り当てビ
ット数ｎを多くすることで、効率の良い符号化を行うこ
とができる。即ち、ビット数ｎを決定する際のしきい値
をＴ１〜Ｔ４（ＴＩ＜７２＜Ｔ３＜７４）とすると、（
ＤＲ′〈Ｔ１）のブロックは、コード信号が伝送されず
、ダイナミックレンジＤＲ’の情報のみが伝送され、（
Ｔｌ≦ＤＲ’＜７２）のブロックは、（ｎ＝１）とされ
、（Ｔ２≦ＤＲ′＜Ｔ３）のブロックは、（ｎ＝２）と
され、（Ｔ３≦ＤＲ’＜Ｔ４）のブロックは、（ｎ＝３
）とされ、（ＤＲ’≧Ｔ４）のブロックは、（ｎ＝４）
とされる。

かかる可変長ＡＤＲＣではしきい値Ｔ１〜Ｔ４を変える
ことで、発生情報量を制御すること（所謂バッファリン
グ）ができる。従って、１フィールド或いは、１フレー
ム当たりの発生情報量を所定値にすることが要求される
この発明のディジタルＶＴＲのような伝送路に対しても
可変長ＡＤＲＣを適用できる。

第５図において、６０は、発生情報量を所定値にするた
めのしきい値Ｔ１〜Ｔ４を決定するバッファリング回路
を示す。バッファリング回路６０では、しきい値の組（
ＴＩ、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）が複数例えば３２＆Ｉｉ用意
されており、これらのしきい値の組がパラメータコード
Ｐｉ　　（ｉ＝Ｑ、■、２、・・、３１）により区別さ
れる。パラメータコードＰｉの番号ｉが大きくなるに従
って、発生情報量が単調に減少するように、設定されて
いる。

但し、発生情報量が減少ｙるに従って、復元画像の画質
が劣化する。

パンファリング回路６０からのしきい値Ｔ１〜Ｔ４が比
較回路６１に供給され、遅延回路６２を介されたダイナ
ミックレンジＤＲ’が比較回路６１に供給される。遅延
回路６２は、バッファリング６０でしきい値の組が決定
されるのに要する時間、ＤＲ’を遅延させる。比較回路
６１では、ブロックのダイナミックレンジＤＲ′と各し
きい値とが夫々比較され、比較出力がビット数決定回路
５９に供給され、そのブロックの割り当てビット数ｎが
決定される。量子化回路５８では、ダイナミックレンジ
ＤＲ′と割り当てビット数ｎとを用いて遅延回路６３を
介された最小値除去後のデータＰＤＩがエツジマツチン
グの量子化により、コード信号ＤＴに変換される。量子
化回路５８は、例えばＲＯＭで構成されている。

遅延回路６２及び６４を夫々介して修整されたダイナミ
ックレンジＤＲ゛、平均値ＭＩＮ’が出力され、更にコ
ード信号ＤＴとしきい値の組を示すパラメータコードＰ
ｉが出力される。この例では、−旦ノンエッジマッチ量
子化された信号が新たなダイナミックレンジ情報に基づ
いて、エツジマツチ量子化されているためにダビングし
た時の画像劣化は少ないものとされる。

Ｃ，チャンネルエンコーダ及びチャンネルデコーダ次に第１図のチャンネルエンコーダ１１及びチャンネル
デコーダ２２について説明する。これら回路の詳細につ
いては、本件出願人が出願した特願平１−１４３４９１
号にその具体構成が開示されているが、その概略構成に
ついて第６図及び第７図を参照して説明する。

第６図において、７１は、第１図のパリティ発生回路１
０の出力が供給される適応型スクランブル回路で、複数
のＭ系列のスクランブル回路が用意され、その中で入力
信号に対し最も高周波成分及び直流成分の少ない出力が
得られるようなＭ系列が選択されるように構成されてい
る。７２がパーシャルレスポンス・クラス４検出方式の
ためのプリコーダで１／１−Ｄ”　　（Ｄは単位遅延用
回路）の演算処理がなされる。このプリコーダ出力を記
録アンプ１２Ａ、１２Ｂを介して磁気ヘッド１３Ａ、１
３Ｂにより、記録・再生し、再生出力を再生アンプ２１
Ａ、２１Ｂによって増幅するようになされている。

チャンネルデコーダ２２の構成を示す第７図において、
７３がパーシャルレスポンス・クラス４の再生側の演算
処理回路を示し、１＋Ｄの演算が再生アンプ２１Ａ、２
１Ｂの出力に対して行われる。７４が所謂ビタビ復号回
路を示し、演算処理回路７３の出力に対してデータの相
関性や確からしさ等を用いた演算により、ノイズに強い
データの復号が行われる。このビタビ復号回路７４の出
力がデスクランブル回路７５に供給され、記録側でのス
クランブル処理によって並びかえられたデータが元の系
列に戻されて原データが復元される。

この実施例において用いられるビタビ復号回路７４によ
って、ビット毎の復号を行う場合よりも、再生Ｃ／Ｎ換
算で３ｄＢの改良が得られる。

ｄ、テープ・ヘッド系上述の磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂは、第８図Ａに示す
ように、回転ドラム７６に対して、１８０°の対向間隔
で取りつけられている。或いは第８図Ｂに示すように、
磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂが一体構造とされた形でド
ラム７６に取りつけられる。ドラム７６の周面には、１
８０’よりやや大きいか、又はやや少ない巻き付は角で
磁気テープ（図示せず）が斜めに巻きつけられている。

第８図Ａに示すヘッド配置では、磁気テープに対して磁
気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂが略々交互に接し、第８図Ｂ
に示すヘッド配置では、磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂが
同時に磁気テープを走査する。

磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂの夫々のギャップの延長方
向（アジマス角と称する）が異ならされている。例えば
第９図に示すように、磁気ヘッド１３Ａと１３Ｂとの間
に、±２０°のアジマス角が設定されている。このアジ
マス角の相違により、磁気テープには、第１０図に示す
ような記録パターンが形成される。この第１０図から判
るように、磁気テープ上に形成された隣合うトラックＴ
Ａ及びＴＢは、アジマス角が相違した磁気へラド１３Ａ
及び１３Ｂにより夫々形成されたものとなる。

従って、再生時には、アジマス損失により、隣合うトラ
ック間のクロストーク量を低減することができる。

第１１図Ａ及び第１１図Ｂは、磁気ヘッド１３Ａ、１３
Ｂを一体構造（所謂ダブルアジマスヘッド）とした場合
のより具体的な構成を示す。例えば１５０ｒｐｓ　　（
ＮＴＳＣ方式）の高速で回転される上ドラム７６に対し
て、一体構造の磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂが取りつけ
られ、下ドラム７７が固定とされている。従って、磁気
テープ７８には、１フイールドのデータが５本のトラッ
クに分割して記録される。このセグメント方式により、
トラックの長さを短くすることができ、トランクの直線
性のエラーを小さくできる。磁気テープ７８の巻き付は
角θが例えば１６６°とされ、ドラム系φが１６．５”
りとされている。

また、ダブルアジマスヘッドを使用し、同時記録を行っ
ている。通常、上ドラム７６の回転部の偏心等により、
磁気テープ７８の振動が生じ、トラックの直線性のエラ
ーが発生する。第１２図Ａに示すように、磁気テープ７
８が下側に押さえつけられ、また、第１２図Ｂに示すよ
うに、磁気テープ７８が上側に引っ張られ、これにより
磁気テープ７８が振動し、トラックの直線性が劣化する
。

しかしながら、１８０°で一対の磁気ヘッドが対向配置
されたものと比較して、ダブルアジマスヘッドで同時記
録を行うことで、かかる直線性のエラー量を小さくでき
る。更に、ダブルアジマスヘッドは、ヘッド間の距離が
小さいので、ベアリング調整をより正確に行うことがで
きる利点がある。

このようなテープ・ヘッド系により、狭い幅のトラック
の記録・再生を行うことができる。

ｅ、電磁変換系次に、この発明に用いられる電磁変換系について説明す
る。

まず、記録媒体としての磁気テープは次のような方法で
製造される。

すなわち、厚さ７μｍのポリエチレンフタレート（ＰＥ
Ｔ）フィルムよりなるベース上に、アクリル酸エステル
系ラテックスを主成分とするエマルジョンを含有した液
を塗布した後、乾燥を行い、ベースの一生面上に上記エ
マルジョン微粒子よりなる微小突起を形成する。このよ
うな処理を施したベースの表面粗さは、中心線平均粗さ
Ｒ１で０．００１５μｍ、また微小突起の密度は約５０
０万個／鵬２であった。

この後、第１３図に示す真空蒸着装置を用い、次のよう
にして上記ベース上にＣｏを主成分とする磁性層を酸素
雰囲気中で斜め蒸着により形成する。

第１３図において、符号８１ａ、８１ｂは真空槽、８２
は間仕切り板、８３は真空排気弁である。

８４はベースＢの供給ロール、８５は巻き取りロール、
８６はガイドロール、８７ａ、８７ｂはベースＢをガイ
ドする円筒型のクーリングキャンである。また、８８ａ
、８８ｂはＣＯの蒸発源、８９ａ、８９ｂはそれぞれ蒸
発源８８ａ、８８ｂを加熱する電子ビームである。９０
ａ、９０ｂはベースＢに対する蒸発ビームの入射角を規
制するための遮蔽板、９１ａ、９１ｂは酸素ガスの導入
パイプである。

このように構成された真空蒸着装置において、ベースＢ
は供給ロール８４からクーリングキャン８７ａ１ガイド
ロール８６、クーリングキャン８７ｂ、巻き取りロール
８５の順に移送される。このとき、クーリングキャン８
７ａ、８７ｂにおいて、酸素雰囲気中で２層のＣｏ層よ
りなる磁性層が斜め蒸着により形成される。

この真空蒸着は、真空槽８１ａ、８１ｂを真空度Ｉ　Ｘ
　１０−’Ｔｏｒｒに保ちながら、これらの真空槽８１
ａ、８１ｂ内に導入バイブ９１ａ、９１ｂにより酸素ガ
スを２５０　ｃｃ／ｗｉｎの割合で導入しながら行う。

この場合、ベースＢに対する蒸発ビームの入射角は４５
〜９０°の範囲とする。また、Ｃｏ層はクーリングキャ
ン８７ａ、８７ｂにおいてそれぞれ１０００人の厚さに
蒸着され、磁性層全体の厚さが２０００人とされる。

このようにして２層の００層よりなる磁性層が形成され
たベースＢに、カーボン及びエポキシ系バインダーより
なるバックコートとパーフルオロポリエーテルよりなる
潤滑剤のトップコートとを施した後、これを８閣幅に裁
断して磁気テープを作製する。

最終的に得られた磁気テープの特性は、残留磁束密度Ｂ
、＝４１５０Ｇ、抗磁力Ｈｅ””１６９００ｅ、　Ｒｓ
　＝　７９％であった。また、この磁気テープの表面粗
さは、ベースＢの表面粗さを反映して、中心線平均粗さ
Ｒ１で０．００１５μｍと極めて小さかった。

なお、表面粗さの測定は、通常ＪＩＳ　　ＢＯ６０１に
より行われるが、今回の測定は下記条件により行った。

測定器ニタリステップ（ランクテーラ−社製）針径：０
．２Ｘ０．２μｍ、角型針針圧：２隋ｇバイパスフィルター二〇、３３Ｈｚ第１４図はこの発明に用いられる記録用磁気ヘッドを示
す。

第１４図に示すように、この磁気ヘッドは、単結晶Ｍｎ
−Ｚｎフェライトコア１０１Ａ、１０１Ｂ上にスパッタ
法により形成されたＦｅ−Ｇａ−３ｉ−Ｒｕ系軟磁性層
１０２．１０３間にギャップ１０４を有している。この
ギャップ１０４のトラック幅方向の両側にはガラス１０
５．１０６が充填され、これによってトラック幅が約４
μｍ幅に規制されている。１０７は巻線孔であり、この
巻線孔１０７に記録用コイル（図示せず）が巻装される
。この磁気ヘッドの実効ギャップ長は０゜２０ｔ！ｍで
ある。

この磁気ヘッドは、ギャップ１０４の近傍に飽和磁束密
度Ｂ、が１４．５ｋＧのＦｅ−Ｇａ−３ｉ−Ｒｕ系軟磁
性層１０２．１０３を用いているため、高抗磁力の磁気
テープに対してもヘッドの磁気飽和を生じることなく記
録を行うことができる。

以上のようなＭＥテープと磁気ヘッドを用いることによ
って、１μｍ”／ｂｉｔ以下の記録密度が実現される。

即ち、上述したように、５μｍのトラック幅に対して最
短波長０．５μｍの信号を記録することによって１μｍ
”／ｂｉｔが実現される。ところが、再生出力のＣ／Ｎ
は記録波長及びトラック幅が減少するに従って劣化する
ことが知られており、この劣化をおさえるために、上述
した構成のテープ及びヘッドが使用されている。

本出願人が、１９８８年に８ｍｍＭＥテープを使用して
トラックピッチ１５μｍで最短波長０゜５μｍのディジ
タルＶＴＲを試作した。この時は４０ｍｍ径の回転ドラ
ムを使用して６０ｒｐｍでこのドラムを回転させ、記録
再生を行った。このシステムでは記録波長１μｍに対し
て、５１ｄＢのＣ／Ｎが得られた。そのシステムのビッ
ト・エラーレートが４Ｘ１０−’であった。

この発明の実施例のように、５μｍ幅のトランクを使用
すると、同一の仕様で約４４ｄＢのＣ／Ｎしか得られず
画質が劣化することになる。この７ｄＢＣ／Ｎ劣化を補
うために、上述したこの発明の構成が用いられることに
なる。

即ち、−船釣に記録及び再生中のテープとヘッドの間の
スペーシングが大きくなれば信号出力レベルが低下する
ことが知られており、このスペーシングの量がテープの
平坦度に依存することも知られている。又、塗布型テー
プの場合、テープの平坦度は塗布剤に依存するが、蒸着
テープの場合では、ベースそのものの平坦度に依存する
ことが知られている。上述の実施例では、ベースフィル
ムの表面粗度を極力小に選定することによりＣ／Ｎが１
ｄＢ上昇するという実験結果が得られた。

又、上述した実施例の蒸着材料、蒸着方法を用いること
により、１９８８年の時の試作で用いられたテープに対
して３ｄＢのＣ／Ｎ向上が実験結果として得られた。以
上のことから、この発明のヘッド及びテープを用いるこ
とにより、以前の試作機に対して４ｄＢのＣ／Ｎの上昇
が得られたことになる。

また、この発明では、チャンネル復号にビタビ復号が用
いられているため、以前の試作機で使用されていたビ・
ント毎の復号に対して３ｄＢの上昇が得られることが確
認された。

よって全体として７ｄＢのＣ／Ｎ劣化分を補うことがで
き、１μｍ”／ｂｉｔの記録密度で、１９８８年の試作
機と同等のエラーレートが得られることになる。再生出
力に関して、エラー訂正符号の訂正処理の前の段階のエ
ラーレートが１０−４以下であることが必要なのは、２
０％程度の冗長度のエラー訂正符号を使用した時に、訂
正可能な程度の量にエラーを抑えるためである。

ｆ、テープカセット上述のように、記録レートが３１．５６ＭｂｐＳ、記録
密度が１μｍ”／ｂｉｔの記録が可能となった。かかる
記録のためのテープカセットの一例を第１５図を参照し
て説明する。

第１５図において、１１１がテープカセ・ントの全体を
示し、このテープカセット１１１の前面には、ＶＴＲ本
体に装着された時に、本体の部材により開けられるよう
に、回動自在に蓋１１２が設けられている。カセットの
上側ハーフを除いた状態を示す第１５図Ｃにおいて、１
１３及び１１４で夫々示すリールハブが回動自在に配さ
れている。

また、１１５は、テープカセット１１１の上面に形成さ
れた透明な窓である。

テープカセット１１１の具体的な寸法の一例は、幅：９
３１、奥行き：６４＋ｕｗ、厚み：１２ｍｍ、である。

上述のサイズにより、テープ幅５１（実効テープ幅が４
ｍ５）で、テープ厚みが７μｍの場合に、４時間の記録
が可能なことを以下に説明する。

４時間記録に必要なビット数：３１．５６Ｘ１０”　Ｘ６０Ｘ６０Ｘ４＝４．５４５Ｘ
１０”＝４．５４５Ｘ１０”ビット必要なテープ面積：４、　５４５Ｘ１０”Ｘｉ　　＜ａｍ”　　）＝４．　
５４５Ｘ１０’＋＋１１” 必要なテープ長：４．５４５Ｘ１０″’　＋ｓｍ”÷４ｍｍ＝１１３６２
５ｍｍ−１１３．６ｍテープ体積：１１３．６Ｘ１０３Ｘ５Ｘ０．００７＝３９７６−蒙２リールに巻かれたテープ半径Ｘ（リールハブの直径を１
６１１１Ｍとする）：ｘ”　ｘＸ５＝８”　ｇＸ５＋３９７６Ｘ＝２１．３ｓ
＋ｍ上述のテープカセット１１１は、リールハブ１１３及び
１１４の直径が１６ｍｍであり、テープの最大巻径の半
径が２２ｍｍ迄を許容できる。従って、４時間の記録が
可能である。この第１５図に示すテープカセット１１１
の寸法は、現行の８ｍｍＶＴＲのカセットよりやや小型
である。

〔発明の効果〕

この発明に依れば、小型のカセットを使用して、４時間
のような長時間の記録が可能なディジタルＶＴＲを実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における信号処理部の記録
側の構成を示すブロック図、第２図は信号処理部の再生
側の構成を示すブロック図、第３図はブロック符号化の
ためのブロックの一例を示す路線図、第４図はサブサン
プリング及びサプラインの説明に用いる路線図、第５図
はブロック符号化回路の一例のブロック図、第６図はチ
ャンネルエンコーダの一例の概略を示すブロック図、第
７図はチャンネルデコーダの一例の概略を示すブロック
図、第８図はヘッド配置の説明に用いる路線図、第９図
はヘッドのアジマスの説明に用いる路線図、第１０図は
記録パターンの説明に用いる路線図、第１１図はテープ
・ヘッド系の一例を示す上面図及び側面図、第１２図は
ドラムの偏心でテープの振動が生じることを説明するた
めの路線図、第１３図は磁気テープの製法の説明に用い
る路線図、第１４図は磁気ヘッドの構造の一例を示す斜
視図、第１５図はこの発明が適用されたテープカセット
の一例の説明に用いる図である。図面における主要な符号の説明ＩＹ、ＩＵ、１■：コンポーネント信号の入力端子５．６：ブロック化回路８ニブロック符号化回路１１：チャンネルエンコーダ１３Ａ、１３Ｂ：［気ヘッド２２；チャンネルデコーダ２６：ブロック復号回路２８．２９ニブロック分解回路１１１：テープカセット代理人　弁理士　杉　浦　正　知Ａ　　　　　　　　　　Ｂ第１１図Ａ　　　　　　　　Ｂテーアの撮動第１２図干ヤノネルＥＮＣ第６図荏千ヤソオルＤＥＣ第７図へ・ソト迩乙Ｉ第８図回申云へ、７Ｙ第９図７針！ずターン第１０図テープか亡ツＶ第１５図

Claims

【特許請求の範囲】入力ディジタル画像信号を複数の画素データからなるブ
ロック単位のデータに変換するブロック化手段と、上記
ブロック化手段の出力データを上記ブロック単位に圧縮
符号化する符号化手段と、上記符号化手段の出力符号化
データをチャンネル符号化するチャンネル符号化手段と
を有し、上記チャンネル符号化手段の出力データを磁気
ヘッドによって磁気テープに記録するようにしたディジ
タル画像信号の磁気記録装置において、上記磁気テープにおいて、上記磁気テープの厚みは７μ
ｍ以下となし、上記磁気テープの幅を８ｍｍ以下とし、
標準の映像信号が少なくとも長時間記録できるようなテ
ープ長の磁気テープをテープカセットに収納して扱うよ
うにしたことを特徴とするディジタル画像信号の磁気記
録装置。