JPH04364204A - 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】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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。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、更には家庭
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ＶＴ
Ｒ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。

【０００３】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
、ジョグ・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±１倍速から±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，・・・など、２の倍数の速度が一般的に用いら
れる（もちろん、その間の数値も取り得る）。

【０００４】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、ピエゾ素子など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
。

【０００５】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。

【０００６】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フィールド
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
。

【０００７】図３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フィ
ールド期間とし、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。

【０００８】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（Ｂ）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。

【０００９】同図に示すように、再生速度を１／２，１
／３，１／４，・・・と漸次落として行くとき、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。

【００１０】従来、上記の動作を実現する方法として、
図２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、１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・同期検出回路、１３は
再生信号を１フィールド単位で蓄え、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の書き込み・読み出し制御をする再生メ
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繰り返し再生される
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。

【００１１】図４は図２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の各々の書き込みゲート、読
み出しゲートを順に示す。

【００１２】図５は図２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フィ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、リードゲ
ートを順に示す。

【００１３】次に、図２に示す構成の従来例のディジタ
ル信号再生装置の動作説明を行う。サーチダイアル１の
操作によってジョ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ーエンコーダ
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。

【００１４】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を図示は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９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。

【００１５】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フィールド毎に順にＡ，Ｂ，Ｃのメモリに書き込
む。この時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く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、一旦再生メモリ１３に書き込まれたデータを読み出
して誤り検出・訂正回路１５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。

【００１６】図４には誤り訂正のタイミングは省略して
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フィールド毎
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事なく、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。

【００１７】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。一般的には各ブロック内
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。

【００１８】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。

【００１９】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１／２の場合は読
み出しクロックの周波数が等価的に１／２になるように
、Ｎ／Ｍの場合は同じく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。図５に示す例はテープ速度が１，１／２，１／３
，１／４，・・・変化して行く様子を示したものである
。

【００２０】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
フトウエア処理により実現される。

【００２１】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。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のディジタル信号再生装置では、例えばジョグモード操
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、ハードウエア構成の点でも困難性が増す。

【００２３】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図５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、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時
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。

【００２４】本発明は上記問題点に鑑み、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。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のディジタル信号再生装置は、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、可
変速特殊再生時に、前記回転ヘッドが前記テープ上の所
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
ヘッドの取り付け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指令を制御する制御
手段と、前記テープ速度情報を補正する速度情報補正手
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、前記テープ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。

【００２６】

【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
した時これを検出し、テープ速度指令を補正し、テープ
を駆動するテープ駆動手段を制御することにより、特殊
再生メモリへの書き込みタイミングを制御し、特殊再生
メモリへ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。

【００２７】

【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。

【００２８】図１は本発明の１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。

【００２９】図１において、１，２，４〜１７および１
９〜２１は、図２に示した従来例と同じ構成要素である
ため説明は省略する。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と供に、特殊再生メモリコント
ローラ１８からのテープ速度補正指令を基にしてテープ
速度を制御するテープ速度指令部である。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１７の読み出し、書き込みのコントロール
をすると共に、補正指令を出力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１８からの速度補正指令を基に速度検出回路
８からのテープ速度情報を補正し、出力する。

【００３０】以上のように構成された本発明のディジタ
ル信号再生装置について、以下図１および図５を用いて
その動作を説明する。

【００３１】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
基本的な動作は図２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。

【００３２】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時のみ、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フィー
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１８より、特殊再生メモリ１７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
度情報補正回路２２とテープ速度指令部３に補正指令を
出力する。すなわち、図５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、テープ速度指令部３に
テープ速度をキャプスタンモータ駆動部４の制御可能な
最小単位で一単位上げるようにテープ速度補正指令を出
力すると共に、特殊再生メモリ１７の読み出し速度は一
定に保つために、速度情報補正回路２２へはテープ速度
指令部３へ指令したのと同じだけ逆に速度情報を低速側
へ下げる様に速度補正指令を出す。また逆に、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、テープ速度指令部３にテープ
速度をキャプスタンモータ駆動部４の制御可能な最小単
位で一単位下げるようにテープ速度補正指令を出力する
と共に、特殊再生メモリ１７の読み出し速度は一定に保
つために、速度情報補正回路２２へはテープ速度指令部
３へ指令したのと同じだけ逆に速度情報を高速側へ上げ
る様に速度補正指令を出す。このテープ速度補正指令に
よってテープ速度指令部３では、ダイアル速度情報を基
にして決めたテープ速度を制御可能な最小単位で一単位
上げるまたは下げるという制御を行いキャプスタンモー
タ駆動部４に出力する。この結果テープ速度が変化し、
特殊再生メモリ１７への書き込みタイミングを制御する
事が可能となる。従って、図５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テープ速度が一単位
上がり書き込みタイミングが早まる。また逆に、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テープ速度が一単位下がり書
き込みタイミングが遅れる。しかしながら、この時速度
検出回路８からのテープ速度情報もテープ速度指令部３
で行ったテープ速度補正分の速度の変化に応じて変化す
るため、この変化分を打ち消すように速度情報補正回路
２２で特殊再生メモリコントローラ１８からの速度補正
指令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。これに依って、特殊再生メモリ１
７の読み出しタイミングは、テープ速度指令部３で行う
テープ速度補正の有無に関わらず同一になり、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、両者がオーバーラップして読み出しエラ
ーとなることは、書き込みタイミングを制御することで
防止できる。

【００３３】本発明の実施例の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して場合
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。

【００３４】

【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だし操
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】

【図１】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

【図２】従来のディジタル信号再生装置の構成を示すブ
ロック図

【図３】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

【図４】図１，図２における再生メモリ１３の動作を示
す波形図

【図５】図１，図２における特殊再生メモリ１７の動作
を示す波形図

【符号の説明】

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検出部 ８　　速度検出回路 ９　　ＡＴ制御部 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 ２２　　テープ速度補正回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　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テープ速
   度指令手段と、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、前記テープの走行速度
   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、可変速特殊再生時に、前記回転
   ヘッドが前記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取り付け高さを可変
   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、フィールド毎に付加されたアドレ
   スを分離抽出し、その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
   指令を制御する制御手段と、前記テープ走行速度情報を
   補正する速度情報補正手段と、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、前記テープ速度情報に
   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。