JPH04176003A - ディジタル信号再生装置 - 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 本発明は回転ヘッド記録方式によるディジタル信号再生
装置に関する。

従来の技術 近年、ＬＳＩ技術の進歩に伴って音声および映像のディ
ジタル処理化が急速に進み、ディジタル信号で記録再生
できる音声および映像機器の開発が盛んに行われている
。その中でも、回転ヘッド記録方式のディジタルＶＴＲ
は、放送局等で使用される業務用から家庭用まで、種々
の用途を目指して開発が行われている。業務用のＶＴＲ
については性能面での向上もさることながら、機能面で
は少なくとも、従来のアナログ記録のＶＴＲで可能であ
った機能は、完全に実現されることが要求されている。

その中で特殊再生機能の実現が一つのポイントとなり、
従来のアナログ固定ヘッド記録では容易に行える編集点
を検索するための高速、低速でのキューイング機能が、
回転ヘッド方式のディジタル記録の場合、技術的な困難
を伴い複雑な処理が必要となる。すなわち、ジログ・シ
ャトルモードで操作ダイアルの回転速度に応じた再生速
度での、可変速特殊再生をできるだけ高品質な再生音で
実現し、編集点の詳細な設定等に活用しようとするもの
である。通常、低速再生の速度としては、テープ速度を
例えば±１１倍速ら±１／３２（あるいは±１／３０．
　　±１／２５）倍速等の低速度まで１／３２（あるい
は１／３０．１／２５）のステップで減じながら行い、
一方、高速再生の方は±２倍、　±４倍、　・・・、　
±３２倍、　・・・、　等、　２の倍数の速度が一般的
に用いられるが、もちろんその間の数値も取り得る。

また、再生画面を良好に保ったまま特殊再生が可能なよ
うに、ピエゾ素子等の電圧歪素子の担体上に搭載された
ヘッドの高さ位置を可動ならしめるオートトラッキング
（以降、ＡＴとする）機構が搭載され、例えば＋３倍倍
速−１倍速程度の範囲内においては、記録トラックを正
確にトレースして再生することができる。

ジｅグーシャトルモードで、このＡＴヘッドを用いて再
生される音声信号は、１倍速を越える高速再生時には１
フイ一ルド単位での飛び越し走査となり、音声信号のフ
ォーマット構成期間が１フイールドとした場合、例えば
３倍速の場合は３フイールドに１回だけ１フイ一ルド期
間の信号が得られ、あとの２フイ一ルド分の信号は欠落
し検出されない。これを通常速度における信号処理と同
様に処理すると、得られる再生音としては３フイ一ルド
期間から１フイ一ルド分の音を抜き出したサンプリング
された音となる。これは従来のアナログ固定ヘッド記録
による高速再生における周波数ピッチの上がった再生音
とは異なるが、記録内容は欠落しているが音声のピッチ
が変化していないため、記録内容の確認を行う意味では
かえって解り易く実用上は問題ないと考えられる。

一方、低速再生の場合はＡＴヘッドにより再生速度に応
じて同一記録トラックを繰り返しトレースするため、得
られる再生信号としては、例えば１／４倍速の場合、各
フィールドを４回ずつ繰り返した形の再生信号となり、
通常速度の再生処理と同様の処理をした場合、再生音と
しては違和感を与える。

したがって、音声の特殊再生の場合、低速再生において
は、何らかの処理が必要となり、１／Ｎ倍の低速再生で
は、Ｎ回繰り返し再生された１フイ一ルド期間の再生信
号から１回だけこれをとり出し、Ｎ倍に時間軸を伸ばし
て、従来のアナログ固定ヘッド記録と同様の周波数ピッ
チの下がった再生音を得る処理操作を行う。

第３図に特殊再生（低速再生）の動作原理を説明する波
形図を示す。図中、破線間隔を例えば１フイ一ルド期間
とし、音声信号のフォーマット化およびＡＴの制御はこ
の単位で行われるものとする。

同図において、アナログ入力の記録音声信号を（Ａ）に
示し、特殊再生処理を行わなかった場合のアナログ出力
の再生音声信号をＣＢ）に、特殊再生処理を行った場合
のアナログ出力の再生音声信号を（Ｃ）に示す。

同図に示すように、再生速度を１／２．　１／３゜１／
４．・・・と漸次落としていくとき、得られる再生信号
は（Ｂ）に示すように同一のフィールドが各々２回、　
３回、　４回、・・・と繰り返し得られる。

（Ｃ）に示すように繰り返しの最初のフィールドデータ
を抜取り、各々２倍、　３倍、４倍、・・・とフィール
ドメモリを用いて時間軸を引き伸ばす処理を行うと、再
生テープ速度に応じた周波数ピッチの変わった再生音が
得られる。

従来、上記の動作を実現する方法として、第２図に示す
構成のディジタル信号再生装置がある。

同図において、■はジョグ／シャトルの操作を行うサー
チダイアル、２はサーチダイアル１の角速度を検出する
ダイアル速度検出部、３はサーチダイアル１の動きに応
じたテープ速度を決めるテープ速度指令部、４はテープ
を走行駆動するキャプスタンモータ駆動部、５はキャプ
スタンモータ、６は記録媒体である磁気テープ、７はキ
ャプスタンモータ５の回転数を検出するＦＧ検出回路、
８はＦＧパルスの周期からテープの走行速度を検出する
速度検出回路、９は再生時に記録トラックを正確にトレ
ースするため、再生ヘッドの高さを変化させるトラッキ
ング制御を行うＡＴ制御部、１０はピエゾ素子等の電圧
歪素子からなる担体に搭載された再生ヘッド、１１は磁
気テープ６からの再生信号を検出する再生信号検出回路
、１２はディジタル変調を受けた再生データを元の情報
に復元し、かつ信号処理の単位であるブロック毎に付加
された同期信号の検出保護を行う復調９同期検出回路、
１３は再生信号を１フイ一ルド単位で蓄え、フォーマッ
トのデコード機能およびＴＢＣ（タイム・ベース・コレ
クタ）機能を有する３ページ構成からなる再生メモリ、
１４は再生メモリ１３の再生メモリコントローラ、１５
は再生信号中のドロップアウト等による誤りの検出およ
び訂正を行う誤り検出・訂正回路、１６は同一フィール
ドの信号の縁り返し再生される低速再生時に再生中のフ
ィールドデータが更新されたか否かを検出するフィール
ド更新検出回路、１７は低速再生時の信号処理を行う３
〜４ページのフィールドメモリからなる特殊再生メモリ
、１８は特殊再生メモリ１７のアドレスおよびタイミン
グ供給を行う特殊再生メモリコントローラ、１９は音声
サンプルの補間のフィルタリングを行うＤＳＰ　（ディ
ジタル・シグナル・プロセッサ）、２０はディジタル化
された音声信号をアナログ音声信号に変換するＤＡ変換
回路、２１はアナログ音声信号出力端子である。

第４図は第２図に示す再生メモリ１３の書き込みと読み
出しのタイミング関係を示す波形図であり、３ページの
メモリＡ、　　Ｂ、　　Ｃの各々の書き込ミ（ライト）
ゲート信号、読み出しくリード）ゲート信号を順に示す
。

第５図は第２図に示す特殊再生メモリ１７の書き込みと
読み出しのタイミング関係を示す波形図であり、１フイ
ールド毎に検出される更新フラグと４ページのメモリＡ
、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄの各々のライトゲート信号、　リ
ードゲート信号を順に示す。

次に、第２図に示す構成の従来例の装置の動作説明を行
う。

同図１のサーチダイアルの操作によってノｅグモードの
動作を行うと、図示しないがサーチダイアル１に結合さ
れたロータリエンコーダがその回転角速度に応じたパル
スを発生する。ダイアル速度検出部２では一定時間に入
力されるパルスの数をカウントし、この値をダイアル速
度情報としてテープ速度指令部３に入力する。テープ速
度指令部３ではダイアル速度情報を現在のモード状態に
応じてテープ速度情報に変換してキャプスタンモータ駆
動部４に速度指令として出力する。キャプスタンモータ
５の駆動はテープ速度指令に応じた駆動電力をキャプス
タンモータ駆動部４で発生し、キャプスタンモータ５の
回転数に対応するＦＧパルスをＦＧ検出回路７からキャ
プスタンモータ駆動部４にフィードバックして一定の回
転速度でキャプスタンモータ５が回転するよう速度制御
をかける。更に図示しないが、再生時は磁気テープ６に
記録されたコントロール信号パルスを検出し、基準信号
との位相比較を行うフィードバックをかけ、テープのス
リップや伸び縮みに対応したより精度の高い位相制御を
かける。

再生時、磁気テープ６に形成された傾斜トラックを正確
にトレースして良好な再生信号を得るために、再生ヘッ
ド１０は図示しないが、ピエゾ素子の担体に装着し、そ
の高さを制御し、トラックずれ、　トラック曲がりに対
応する。ＡＴ制御部８ではテープ走行速度に応じてピエ
ゾ素子に印加される駆動電圧を発生させ、再生信号の振
幅が最大限に得られるよう再生信号の包絡線あるいはパ
イロット信号を検出しながらフィードバック制御をかけ
る。再生ヘッド１０で検出された再生信号は再生信号検
出回路１１で増幅、波形等化およびパルス整形され、復
調・同期検出回路１２にて更にクロック再生、復調およ
びブロック同期信号の検出と保護が行われる。

再生メモリ１３は３ページのフィールドメモリＡ、　　
Ｂ、　　Ｃからなり、再生されたディジタル音声信号を
１フイールド毎に順にＡ、　　Ｂ、　　Ｃのメモリに書
き込む。このときの書、き込みのタイミングは復調・同
期検出回路１２で検出されたブロック同期信号に基づく
。この再生メモリ１３の機能としては記録信号フォーマ
ットに基づいて時間軸圧縮され、かつ、データ配列が並
べ替えられた再生信号を元の音声の時系列に伸張して戻
すフォーマットのデコードと、テープ走行によるジッタ
成分を含む再生信号を水晶振動子から分周したクロック
で読み直して時間軸変動を取り除＜ＴＢＣ機能と、更に
、誤り訂正のための一時的な蓄積機能を果している。再
生メモリ１３のアドレスおよびタイミングは再生メモリ
コントローラ１４から供給される。また、再生信号中に
含まれるテープの傷やゴミによるドロップアウトによる
誤りに対しては、−旦再生メモリ１３に書き込まれたデ
ータを読み出して誤り検出ｅ訂正回８１５に入力し、誤
りの検出および訂正が所定の演算処理によって実行され
る。

第４図には誤り訂正のタイミングは本発明とは直接関係
がないため省略しであるが、　　Ａ、　　Ｂ、　　Ｃの
各メモリに再生信号の書き込みと音声信号の伸張読み出
しのタイミングが１フイールド毎に順次切り替わりつつ
、書き込み信号と読み出し信号が互いに時間的に重なる
ことなく、かつ各々が途切れることなく連続的に行われ
る状況を示している。

一方、低速再生時にはＡＴ制御の働きによって、同一フ
ィールドが繰り返し再生されるため、この繰り返しの識
別を再生信号中に織り込まれたフィールドアドレス信号
を検出して行う。−船釣には各ブロック内にＩＤ信号の
形でフィールドアドレスが格納され、記録される。フィ
ールド更新検出回路１６では前後のフィールドのフィー
ルドアドレスを比較し、同一のものでなければ、フィー
ルドが変わったと認識し、更新フラグを出力する。

また一方では、キャプスタンモータ５の回転速度に追従
したＦＧパルスをＦＧ検出回路７で検出し、速度検出回
路８でそのパルス幅を計測して計測結果を内部に格納さ
れたテーブルでテープ速度に変換し、特殊再生メモリコ
ントローラ１８にテープ速度情報として伝達する。

特殊再生メモリ１７は３ページあるいは４ページ構成の
フィールドメモリからなるが、説明は３ページ構成のメ
モリＡ、　　Ｂ、　　Ｃからなる場合について行う。特
殊再生メモリ１７の書き込みはフィールド更新検出回路
１６の出力である更新フラグが出力された時だけフィー
ルド単位のデータを書き込むよう特殊再生メモリコント
ローラ１８により制御される。したがって、繰り返し再
生される以降の再生信号は特殊再生メモリ１７に重複し
て書き込まれない。特殊再生メモリ１７からの読み出し
は速度検出回路８から出力される速度情報に基づいて行
われる。すなわち、テープ速度が１７２の場合は読み出
しクロックの周波数が等測的に１７２になるように、Ｎ
／Ｍの場合は同じ＜Ｎ／Ｍになるように特殊再生メモリ
コントローラ１８で読み出しクロックの選択が行われる
。第５図に示す例はテープ速度が１．　１／２．　１／
３．　１／４と変化していく様子を示したものである。

時間軸が例えばＮ倍に伸張された音声データの場合、標
本化周期がＮ倍に伸ばされたことになるため、その間の
Ｎ−１個の標本点はデータが欠如したことになり、これ
をそのまま再生出力信号とした場合、信号品質としては
不十分なものとなる。

これをディジタルフィルタによる内挿補間によって補う
のがＤＳＰ１９を用いて構成される補間ディジタルフィ
ルタであり、再生速度に応じた重み係数を予めＲＯＭ等
に格納しておき、ソフトウェア処理により実現される。

最後に、ＤＡ変換回路２０によってアナログ信号に変換
された特殊再生音は出力端子２１より出力される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら以上述べた従来のディジタル信号再生装置
では、例えばジログモード操作で編集点を手際よく決め
るため、サーチダイアルの動きの急激な変化に対応した
機敏な応答を得るには、キャプスタンモータの回転制御
は粗い速度制御のみを行い、精度の高い位相制御はかけ
られない。また、１／３０倍速等の極めて低速のテープ
走行ではキャプスタン制御の制御対象周波数が低くなり
過ぎて高い制御精度を実現することは、ハードウェア構
成の点でも困難性が増す。

一方、位相制御がかけられないと、テープの走行のスリ
ップおよび伸縮が長い時間単位で見て避けられないこと
である。この結果、ＦＧパルスにより検出されたテープ
速度と実際に得られる再生信号の時間軸の間にずれが発
生し、特殊再生メモリ１７において得られる速度情報と
入力される再生信号の時間関係に誤差が生じるため、読
み出しパルス間隔のテープ速度に応じた伸張倍率、言い
かえれば読み出し時間の長さに誤差が発生し、これが累
積されると第５図に示す書き込みと読み出しのゲートが
重なり、この場合の読み出されたデータは誤ったものと
なり、この誤り状態は瞬間的なものではなく持続するも
のである。その結果、第２図に示す構成の装置では大雑
把には特殊再生の再生音は得られるが、長時間特殊再生
モードを使用するときなど、すべての場合において良好
な特殊再生音は得ることはできない。

本発明は上記問題点に艦み、可変速特殊再生操作時には
テープ再生速度に対応した周波数ピッチで良好なディジ
タル音声信号の再生が可能なディジタル信号再生装置を
提供するものである。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために、回転ヘッド記録方式によ
って、テープ上に傾斜トラックを形成し、映像信号フィ
ールド等の一定の単位時間毎に分割ブロック化構成され
記録されたディジタル音声信号を再生するディジタル信
号再生装置において、操作子−ドに応じたテープ走行速
度指令を出力するシステムコントロール手段と、前記テ
ープ走行速度指令に基づいてテープを駆動するテープ駆
動手段と、前記テープ走行速度をテープ駆動モータより
テープ速度情報として検出するテープ速度検出手段と、
テープの可変速特殊再生時に前記回転ヘッドがテープ上
の所定のトラックを正確にトラッキングするように前記
回転ヘッドの高さを可変制御するオートトラッキング手
段と、前記回転ヘッドからの再生信号を復調し、元のデ
ィジタル音声信号に戻す再生信号処理手段と、前記フィ
ールド毎に付加されたアドレスを分離抽出し、前記アド
レスの連続性を判定するフィールドアドレス更新判定手
段と、前記再生信号処理手段から出力されたディジタル
音声信号をフィールド単位で複数フィールド蓄えるメモ
リ手段と、前記フィールドアドレス更新判定手段の判定
結果によって前記メモリ手段へのディジタル音声信号の
書き込みを制御し、前記テープ走行速度情報に従って前
記メモリ手段からのディジタル音声信号の読み出しを制
御するメモリ制御手段と、ディジタル音声信号の書き込
みタイミングとディジタル音声信号の読み出しタイミン
グの差より前記テープ走行速度情報を制御する手段と、
前記メモリ手段から読み出されたディジタル音声信号を
前記補正されたテープ走行速度情報に応じて内挿補間す
る補間フィルタ手段とからなる。

作用 上記の構成により、可変速特殊再生時には特殊再生メモ
リの書き込みと読み出しのタイミングが接近したときこ
れを検出し、テープ速度情報を補正し、特殊再生メモリ
の読み出しクロックを再生信号の時間軸に適合させ、特
殊再生メモリでの書き込みと読み出しタイミングの衝突
を避けることができる。

実施例 以下、本発明のディジタル信号再生装置について、図面
を参照しながら説明を行う。

第１図は本発明の一実施例におけるディジタル信号再生
装置のブロック図を示すものである。

第１図において、工〜１７までと１９〜２工までは第２
図に示した従来例と構成は同じであるため説明は省略す
る。１８は特殊再生メモリコントローラであり、従来例
で述べたように特殊再生メモリの読み出し、書き込みの
コントロールをすると共に、速度補正情報を出方する機
能が付加されている。２２は速度情報補正回路であり、
特殊再生メモリコントローラエ８がらの速度補正情報を
基に速度検出回路８がらの速度情報を補正し、出力する
。

以上のように構成されたディジタル信号再生装置につい
て、以下、第１図の構成図および第５図の波形図を用い
てその動作を説明する。

サーチダイアル１の操作から始まって、再生メモリ１３
への書き込み、誤り訂正、読み出しまでの基本的な動作
は第２図に示す従来例と何等変わる点はないため、説明
は省略する。

再生メモリ１３から読み出されたディジタル音声信号は
フィールド更新検出回路１６の検出結果に基づき更新フ
ラグが出力されたときのみ、特殊再生メモリコントロー
ラ１８により特殊再生メモリ１７に１フイ一ルド単位で
書き込まれる。特殊再生メモリ１７からの時間軸伸張を
伴う読み出しは速度情報補正回路２２からの再生テープ
速度情報に応じて読み出しクロック周波数を変化させて
行う。このとき、特殊再生メモリコントローラエ８より
、特殊再生メモリへの書き込みアドレスと読み出しアド
レスを比較し、両者の差を基にして、速度補正情報を出
力する。すなわち、第５図に示した特殊再生メモリの書
き込みと読み出しのタイミング図で、メモリへの書き込
みタイミングに読み出しタイミングが近づいてきて、両
者の間隔がある値以下になると速度情報補正回路２２に
対応して速度情報を低速側へ１ランク下げるように速度
補正情報を出し、逆に、読み出しタイミングに書き込み
タイミングが近づいて、両者の間隔がある値以下になる
と速度情報補正回路２２に対して速度情報を高速側へ１
ランク上げるように速度補正情報を出す。速度情報補正
回路２２では、特殊再生メモリコントローラ１８からの
速度補正情報を基に速度情報を補正して特殊再生メモリ
コントローラ１８へ出力する。これによって、特殊再生
メモリの書き込みタイミングと読み出しのタイミングが
近づいてきて、両者がオーバーラツプして読み出しエラ
ーとなることは、防止できる。

本発明の詳細な説明についてはディジタル音声信号を映
像信号のフィールド単位で構成する場合について述べた
が、これも更に長いフレーム単位であっても、逆に、フ
ィールドを更に細分化した単位を構成単位とした場合で
あっても、フィールドメモリのサイズ等が変わるだけで
あり、本発明を限定するものではない。

発明の効果 以上のように本発明は上記した構成により、可変速特殊
再生時にはキャプスタンモータの位相制御がかけられず
、十分なテープ走行制御がなされない場合においても、
再生信号の時間軸変動のエラーを検出し、特殊再生フィ
ールドメモリに供給される速度情報の誤差を補正し、読
み出しタイミングを制御して、テープ再生速度に比例し
た周波数に変換して出力することができ、ディジタル音
声信号を従来のアナログ機器と同様の操作感覚で再生す
ることができ、特に編集作業時の頭出し操作を迅速に行
うことができ、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるディジタル信号再生
装置の構成を示すブロック図、第２図は従来例のディジ
タル信号再生装置の構成を示すブロック図、第３図は一
般的な低速再生時のディジタル音声処理方法を示す波形
図、第４図は再生メモリ１３の動作を示す波形図、第５
図は特殊再生メモリ１７の動作を示す波形図である。 １・・・サーチダイアル、　　２・・・ダイアル速度検
出部、　　３・・・テープ速度検出部、　　４・・・キ
ャプスタンモータ駆動部、　　５・・・キャプスタンモ
ータ、７・・・ＦＧ＠出回路、　　８・・・速度検出回
路、９・・・ＡＴ制御部、　　１０・・・再生ヘッド、
１１・・・再生信号検出回路、　　１２・・・復調・同
期検出回路、　　１３・・・再生メモリ回路、　　１６
・・・フィールド更新検出回路、　　１７・・・特殊再
生メモリ、１８・・・特殊再生メモリコントローラ、　
　１９・・・ＤＳＰｌ　　２２・・・テープ速度補正回
路。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名！＠４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転ヘッド記録方式によって、テープ上に傾斜トラック
   を形成し、映像信号フィールド等の一定の単位時間毎に
   分割ブロック化構成され記録されたディジタル音声信号
   を再生するディジタル信号再生装置であって、 操作モードに応じたテープ走行速度指令を出力するシス
   テムコントロール手段と、 前記テープ走行速度指令に基づいてテープを駆動するテ
   ープ駆動手段と、 前記テープ走行速度をテープ駆動モータよりテープ速度
   情報として検出するテープ速度検出手段と、 テープの可変速特殊再生時に、前記回転ヘッドがテープ
   上の所定のトラックを正確にトラッキングするように前
   記回転ヘッドの高さを可変制御するオートトラッキング
   手段と、 前記回転ヘッドからの再生信号を復調し、元のディジタ
   ル音声信号に戻す再生信号処理手段と、前記フィールド
   毎に付加されたアドレスを分離抽出し、前記アドレスの
   連続性を判定するフィールドアドレス更新判定手段と、 前記再生信号処理手段から読み出されたディジタル音声
   信号をフィールド単位で複数フィールド蓄えるメモリ手
   段と、 前記フィールドアドレス更新判定手段の判定結果によっ
   て前記メモリ手段へのディジタル音声信号の書き込みを
   制御し、前記テープ走行速度情報に従って前記メモリ手
   段からのディジタル音声信号の読み出しを制御するメモ
   リ制御手段と、ディジタル音声信号の書き込みタイミン
   グとディジタル音声信号の読み出しタイミングの差より
   前記テープ走行速度情報を制御する制御手段と、前記メ
   モリ手段から読み出されたディジタル音声信号を、前記
   補正されたテープ走行速度情報に応じて内挿補間する補
   間フィルタ手段とを備えたディジタル信号再生装置。