JPH05153617A - 映像信号記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ダイナミックレンジ検出回路２３は、輝度信
号と色信号の各ダイナミックレンジを検出する。制御回
路２４は、ダイナミックレンジに基づいて、輝度信号と
色信号が許容ダイナミックレンジ内であって、略々最大
となるように、レベル変換器２２のゲインを制御する。
レベル変換器２２は、輝度信号と色信号を増幅すると共
に、そのときの各ゲインを示すインデックを垂直ブラン
キングに挿入する。増幅された輝度信号と色信号は磁気
テープ１に記録される。制御回路４１は、垂直ブランキ
ングに挿入されているインデックスに基づいて、アンプ
４１の輝度信号と色信号に対する各ゲインを、記録時の
ゲインの逆数となるように制御する。アンプ４１は再生
された輝度信号と色信号を増幅して出力する。 【効果】 レベルが低い映像信号に対する電磁変換系の
Ｓ／Ｎを改善することができ、高画質の映像信号を再生
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号記録再生装置
に関し、特に映像信号をアナログ信号として磁気テープ
に記録し、また、磁気テープに記録された映像信号を再
生するビデオテープレコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】映像信号記録再生装置、例えば映像信号
をアナログ信号として記録再生を行うビデオテープレコ
ーダ（以下ＶＴＲという）では、複合カラー映像信号
（所謂ＮＴＳＣ方式のコンポジット信号）をそのまま低
搬送波ＦＭ変調して記録する所謂ダイレクトＦＭ記録方
式、輝度信号を低搬送波ＦＭ変調すると共に、例えば色
副搬送波が７００Hz程度となるように色信号を低域変換
して記録する所謂カラーアンダ記録方式、輝度信号と色
信号を分離して別々のトラックに記録する所謂アナログ
コンポーネント記録方式が知られている。そして、放送
・業務用としては、上述の３つの方式のＶＴＲが用いら
れ、家庭（民生）用としては、カラーアンダ記録方式の
ＶＴＲが用いられている。

【０００３】また、現在、高精細度テレビジョン（以下
ハイビジョン：High Definition Televisionという）の
開発が行われ、一部は実用化の段階となっている。さら
に、ハイビジョン方式の映像信号（以下ハイビジョン映
像信号という）を、その広帯域高品質を維持して記録再
生を行う装置（以下ハイビジョンＶＴＲという）の開発
が進められている。例えば、輝度信号と色信号として供
給されるハイビジョン映像信号を、輝度信号と色信号を
時間軸圧縮多重した所謂ＴＣＩ信号（Time Compressed
Integration 、あるいはＴＤＭ信号ともいう）として、
磁気テープに記録し、再生するハイビジョンＶＴＲの開
発が行われている。

【０００４】ところで、上述のような映像信号をアナロ
グ信号として記録再生を行うＶＴＲでは、所謂Ｓ／Ｎ
（Signal to Noise ratio）は、映像信号を磁気テープ
に記録し、記録した映像信号を再生する所謂電磁変換系
で生じる雑音により、記録する映像信号のレベルが低く
なるほど、低下する特性となっているが、実際の信号源
（所謂ソース）からの映像信号、例えば自然の物体を撮
影して得られる自然画の映像信号のダイナミックレンジ
は、ＶＴＲが記録再生を行うことができる映像信号のダ
イナミックレンジ（以下許容ダイナミックレンジとい
う）に比して、一般的に小さな値である。例えば、カラ
ーアンダ記録方式のＶＴＲでは、色信号のダイナミック
レンジは、許容ダイナミックレンジ一杯（所謂フルレン
ジ）となることは殆どない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来のＶ
ＴＲでは、自然画の映像信号の記録を、電磁変換系にお
けるＳ／Ｎが悪い範囲（レンジ）で行っていたことにな
る。例えば、特に暗い被写体を撮影して得られるレベル
が低い映像信号を記録し、再生したときは、再生画像に
雑音が目立つという問題があった。

【０００６】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、従来の装置に比して、レベルが低い映像
信号に対するＳ／Ｎを改善して記録再生を行うことがで
き、高画質の映像信号を再生することができる映像信号
記録再生装置の提供を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するために、映像信号を増幅する第１の増幅手段
と、映像信号のダイナミックレンジを所定期間毎に検出
するレベル検出手段と、該レベル検出手段からの各所定
期間のダイナミックレンジに基づいて、上記第１の増幅
手段で増幅された映像信号のダイナミックレンジが許容
範囲内で略々最大となるように、上記第１の増幅手段の
増幅率を所定期間毎に制御すると共に、各所定期間の増
幅率を示す識別符号を出力する第１の制御手段と、上記
増幅手段で増幅された映像信号と上記制御手段からの識
別符号を記録媒体に記録する記録手段と、記録媒体に記
録された映像信号と識別符号を再生する再生手段と、該
再生手段で再生された映像信号を所定期間毎に増幅して
出力する第２の増幅手段と、上記再生手段で再生された
識別符号に基づいて、上記第２の増幅手段の増幅率が、
上記第１の増幅手段の増幅率の逆数となるように制御す
る第２の制御手段とを有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明に係る映像信号記録再生装置では、映像
信号をアナログ信号として記録媒体に記録する際に、映
像信号のダイナミックレンジを所定期間毎に検出し、検
出された各所定期間のダイナミックレンジに基づいて、
映像信号を、その増幅後のダイナミックレンジが許容範
囲内で略々最大となるように増幅すると共に、各所定期
間の増幅率を示す識別符号を、増幅された映像信号と共
に記録媒体に記録する。そして、記録媒体に記録されて
いる映像信号を再生する際に、記録媒体に記録されてい
る識別符号を再生し、再生された各所定期間の識別符号
に基づいて、記録媒体から再生される映像信号を、記録
時に用いた増幅率の逆数の増幅率で増幅して出力する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明に係る映像信号記録再生装置の
一実施例を図面を参照しながら説明する。この実施例
は、例えば所謂カラーアンダ記録方式のビデオテープレ
コーダ（以下ＶＴＲという）に本発明を適用したもので
あり、図１は、このＶＴＲの回路構成を示すものであ
る。

【００１０】まず、このＶＴＲの全体について説明す
る。ＶＴＲは、図１に示すように、記録系と再生系から
構成され、この記録系は、映像信号を輝度信号と色信号
に分離し、輝度信号と色信号の各ダイナミックレンジを
所定期間毎に検出して、輝度信号と色信号を、増幅後の
ダイナミックレンジがそれぞれの許容範囲内で略々最大
となるように増幅した後、この増幅された輝度信号を所
謂低搬送波ＦＭ変調すると共に、増幅された色信号を色
副搬送波が低周波となるように低域変換して、磁気テー
プ１に記録を行うようになっている。また、再生系は、
磁気テープ１から再生されるＲＦ信号からＦＭ変調信号
と低域変換された色信号（以下低域変換色信号という）
を分離再生し、ＦＭ変調信号を復調して輝度信号を再生
すると共に、低域変換色信号を高域変換して色信号を再
生し、得られる輝度信号と色信号を、記録時の各増幅率
の逆数となる増幅率でそれぞれ増幅し、増幅れた輝度信
号と色信号を合成して出力するようになっている。

【００１１】具体的には、上記記録系は、上述の図１に
示すように、例えば複合カラー映像信号を輝度信号と色
信号に分離するＹ／Ｃ分離回路１１と、Ｙ／Ｃ分離回路
１１からの輝度信号と色信号をそれぞれディジタル信号
に変換するためのローパスフィルタ（以下ＬＰＦとい
う）１２及びアナログ／ディジタル（以下Ａ／Ｄとい
う）変換器１３と、該Ａ／Ｄ変換器１３からの輝度信号
と色信号を、所定期間の各ダイナミックレンジがそれぞ
れの許容範囲内で略々最大となるように増幅すると共
に、そのときの各増幅率を示す識別符号（以下インデッ
クスという）を例えば所謂垂直帰線期間（以下垂直ブラ
ンキングという）に挿入する適応型増幅器２０と、該適
応型増幅器２０で増幅された輝度信号と色信号をアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換器１４及びＬＰＦ１５と、
該ＬＰＦ１５からの輝度信号を低搬送波ＦＭ変調するＦ
Ｍ変調器１６と、上記ＬＰＦ１５からの色信号を低域変
換する周波数変換器１７と、上記ＦＭ変調器１６からの
ＦＭ変調信号と上記周波数変換器１７からの低域変換色
信号を周波数分割多重する加算器１８と、該加算器１８
からの記録信号を増幅する記録アンプ１９と、該記録ア
ンプ１９からの記録信号に基づいて、変調磁界を発生す
る記録ヘッド２とから構成される。

【００１２】そして、ＹＣ分離回路１１は、例えば端子
５を介して供給されるＮＴＳ方式のコンポジット信号を
輝度信号と色信号に分離する。前置フィルタであるＬＰ
Ｆ１２及びＡ／Ｄ変換器１３は、分離された輝度信号と
色信号をそれぞれディジタル信号に変換する。そして、
これらのディジタル信号に変換された輝度信号と色信号
を適応型増幅器２０に供給する。

【００１３】適応型増幅器２０は、同じく図１に示すよ
うに、上記Ａ／Ｄ変換器１３からの輝度信号と色信号を
一旦記憶するフィールドメモリ２１と、該フィールドメ
モリ２１から読み出された輝度信号と色信号を、それぞ
れの増幅率（以下ゲインという）で増幅すると共に、上
述のインデックスを垂直ブランキングに挿入するレベル
変換器２２と、上記Ａ／Ｄ変換器１３からの輝度信号と
色信号の各ダイナミックレンジを所定期間毎にそれぞれ
検出するダイナミックレンジ検出回路２３と、該ダイナ
ミックレンジ検出回路２３で検出された各ダイナミック
レンジに基づいて、上記レベル変換器２２の輝度信号と
色信号信号に対する各ゲインを制御する制御回路２４と
から構成される。

【００１４】そして、フィールドメモリ２１は、例えば
１フィールド分の輝度信号と色信号を記憶する容量を有
し、Ａ／Ｄ変換器１３からディジタル信号として供給さ
れる輝度信号と色信号を一旦記憶する。

【００１５】一方、ダイナミックレンジ検出回路２３
は、Ａ／Ｄ変換器１３からの輝度信号と色信号の各ダイ
ナミックレンジを所定期間、例えば１フィールド毎に検
出し、検出した輝度信号と色信号の各ダイナミックレン
ジを制御回路２４に供給する。具体的には、例えば図２
に示すように、任意の１フィールドにおける輝度信号の
レベルが０ＩＲＥ〜＋５０ＩＲＥ内に入るときは、その
フィールドのダイナミックレンジを０ＩＲＥ〜＋５０Ｉ
ＲＥとして検出する。また、例えば図３に示すように、
任意の１フィールドにおける色信号のレベルが−２５Ｉ
ＲＥ〜＋２５ＩＲＥ内に入るときは、そのフィールドの
ダイナミックレンジを−２５ＩＲＥ〜＋２５ＩＲＥとし
て検出する。

【００１６】制御回路２４は、ダイナミックレンジ検出
回路２３からの輝度信号と色信号の各ダイナミックレン
ジに基づいて、レベル変換器２２で増幅された輝度信号
と色信号の各ダイナミックレンジがそれぞれの許容範囲
内で略々最大となるように、レベル変換器２２の輝度信
号に対するゲインＫ_Y 及び色信号に対するゲインＫ_C を
１フィールド毎に制御する。

【００１７】具体的には、例えば、このＶＴＲが磁気テ
ープ１に記録し、再生可能な輝度信号と色信号の各ダイ
ナミックレンジ（以下許容ダイナミックレンジという）
をそれぞれ０ＩＲＥ〜＋５０ＩＲＥ、−５０ＩＲＥ〜＋
５０ＩＲＥとすると、制御回路２４は、例えば上述の図
２に示すように、ダイナミックレンジが−２５ＩＲＥ〜
＋２５ＩＲＥの輝度信号に対するレベル変換器２２のゲ
インＫ_Y を、増幅後の輝度信号のダイナミックレンジが
許容ダイナミックレンジ内であって略々最大となるよう
に、例えば２倍に制御する。また、例えば上述の図３に
示すように、ダイナミックレンジが−２５ＩＲＥ〜＋２
５ＩＲＥの色信号に対するレベル変換器２２のゲインＫ
_C を、増幅後の色信号のダイナミックレンジが許容ダイ
ナミックレンジ内であって略々最大となるように、例え
ば２倍に制御する。また、このとき、この制御回路２４
は、これらのゲインＫ_Y 、Ｋ_C を示すインデックスを、
垂直ブランキングに挿入されるようにレベル変換器２２
に供給する。

【００１８】レベル変換器２２は、制御回路２４により
制御されるゲインＫ_Y 、Ｋ_C を用いて、輝度信号と色信
号をそれぞれ増幅する。例えば上述の条件では、フィー
ルドメモリ２１から読み出された輝度信号のデータを、
値が２倍となるようにレベル変換して増幅し、また、色
信号のデータを、値が２倍となるようにレベル変換して
増幅する。また、このとき、レベル変換器２２は、制御
回路２４からのインデックスを、垂直ブランキングに挿
入されるように、輝度信号に時分割多重する。

【００１９】かくして、レベル変換器２２からは、イン
デックスが付加されると共に、許容ダイナミックレンジ
内、例えば０ＩＲＥ〜＋１００ＩＲＥであって、略々最
大となるように増幅された輝度信号が出力され、許容ダ
イナミックレンジ内、例えば−５０ＩＲＥ〜＋５０ＩＲ
Ｅであって、略々最大となるように増幅された色信号が
出力される。

【００２０】Ｄ／Ａ変換器１４及びＬＰＦ１５は、レベ
ル変換器２２でそれぞれ増幅された輝度信号と色信号を
アナログ信号に変換し、アナログ信号に変換された輝度
信号をＦＭ変調器１６に供給し、アナログ信号に変換さ
れた色信号を周波数変換器１７に供給する。

【００２１】ＦＭ変調器１６は、輝度信号を低搬送波Ｆ
Ｍ変調し、得られるＦＭ変調信号を加算器１８に供給
し、周波数変換器１７は、例えば色副搬送波が約７００
Hzとなるように、色信号を低域変換し、得られる低域変
換色信号を加算器１８に供給する。加算器１８は、ＦＭ
変調信号と低域変換色信号を周波数分割多重して、記録
信号を形成し、この記録信号を記録アンプ１９を介して
記録ヘッド２に供給する。この結果、磁気テープ１の記
録トラックに、輝度信号と色信号がそれぞれ許容ダイナ
ミックレンジ内であって、略々最大になるように増幅さ
れて記録される。また、そのときのゲイン（増幅率）Ｋ
_Y 、Ｋ_Cを示すインデックスが垂直ブランキングに相当
する領域に記録される。

【００２２】つぎに、再生系について説明する。再生系
は、上述の図１に示すように、上記磁気テープ１からＲ
Ｆ信号を再生する再生ヘッド３と、該再生ヘッド３から
のＲＦ信号を増幅する再生アンプ３１と、該再生アンプ
３１で増幅されたＲＦ信号からＦＭ変調信号を抽出する
ＨＰＦ３２と、該ＨＰＦ３２からのＦＭ変調信号を復調
して、輝度信号を再生すると共に、インデックスを再生
するＦＭ復調器３３と、上記再生アンプ３１で増幅され
たＲＦ信号から低域変換色信号を抽出するＬＰＦ３４
と、該ＬＰＦ３４からの低域変換色信号を高域変換し
て、色信号を再生する周波数変換器３５と、上記ＦＭ復
調器３３からのインデックスに基づいて、上記ＦＭ復調
器３３からの輝度信号と上記周波数変換器３５からの色
信号を、記録時のゲインの逆数のゲインでそれぞれ増幅
する適応型増幅器４０と、該適応型増幅器４０からの増
幅された輝度信号と色信号を合成し、得られる複合カラ
ー映像信号を出力する合成器３６とから構成される。

【００２３】そして、再生ヘッド３は、記録トラックを
走査して、ＲＦ信号を再生し、このＲＦ信号を再生アン
プ３１を介してＨＰＦ３２、ＬＰＦ３４に供給する。な
お、この再生ヘッド３は、上述の記録ヘッド２と共用す
るようにしてよい。

【００２４】ＨＰＦ３２は、再生アンプ３１で増幅され
たＲＦ信号からＦＭ変調信号を抽出し、このＦＭ復調信
号をＦＭ変調器３３に供給する。ＦＭ復調器３３は、Ｆ
Ｍ復調信号を復調して輝度信号を再生すると共に、垂直
ブランキングに挿入されているインデックスを検出し、
これらの輝度信号とインデックスを適応型増幅器４０に
供給する。

【００２５】一方、ＬＰＦ３４は、再生アンプ３１で増
幅されたＲＦ信号から低域変換色信号を抽出し、この低
域変換色信号を周波数変換器３５に供給する。周波数変
換器３５は、低域変換色信号を、その色副搬送波が所定
の周波数となるように高域変換して色信号を再生し、こ
の色信号を適応型増幅器４０に供給する。

【００２６】適応型増幅器４は、同じく図１に示すよう
に、上記ＦＭ復調器３３からの輝度信号と上記周波数変
換器３５からの色信号を、それぞれのゲインで増幅する
アンプ４１と、上記ＦＭ復調器３３からのインデックス
に基づいて、上記アンプ４１の輝度信号と色信号信号に
対する各ゲインを制御する制御回路４２とから構成さ
れ、制御回路４２は、インデックスに基づいて、アンプ
４１の輝度信号と色信号に対する各ゲインを記録時のゲ
インの逆数となるように制御する。具体的には、アンプ
４１の輝度信号に対するゲインが１／Ｋ_Y となるように
フィールド毎に制御し、色信号に対するゲインＫ_C が１
／Ｋ_C となるようにフィールド毎に制御する。例えば上
述のように、記録時のゲインＫ_Y 、Ｋ_C が２倍のとき
は、アンプ４１の輝度信号と色信号に対する各ゲインが
それぞれ１／２倍となるように制御する。

【００２７】アンプ４１は、上述のようして輝度信号と
色信号に対する各ゲインが制御され、それらのゲインに
従って、輝度信号と色信号をそれぞれ増幅し、増幅した
輝度信号と色信号を合成器３６に供給する。合成器３６
は、輝度信号と色信号を、ＮＴＳＣ方式のコンポジット
信号に変換し、このコンポジット信号を端子６を介し
て、例えばモニター受像機（図示せず）に供給する。

【００２８】かくして、記録の際に、そのダイナミック
レンジに基づいて適応的に制御されたゲインＫ_Y 、Ｋ_C
を用いて増幅されて記録された輝度信号と色信号を、再
生の際に、記録時の逆のゲイン１／Ｋ_Y 、１／Ｋ_C で増
幅して再生することにより、モニター受像機には、レベ
ルが正しく復元された映像信号が供給され、この映像信
号の基づく画像が表示される。

【００２９】ところで、記録アンプ１９、記録ヘッド
２、磁気テープ１、再生ヘッド３及び再生アンプ３１か
らなる所謂電磁変換系で生じる雑音は、例えば記録する
信号のレベルに依存せず、ほぼ一定であり、上述のよう
に輝度信号と色信号をそれぞれ増幅して記録を行うよう
にすることにより、再生される輝度信号と色信号の所謂
Ｓ／Ｎ（Signal to Noise ratio ）を、従来の装置に比
して、良くすることができる。例えば、特に暗い被写体
を撮影して得られるレベルが低い映像信号を記録し、再
生したときに、従来の装置に比してＳ／Ｎを大きく改善
することができ、高画質の映像信号を再生することがで
きる。

【００３０】なお、本発明は、上述の実施例に限定され
るものではなく、例えば所謂ダイレクトＦＭ記録方式の
ＶＴＲ、所謂アナログコンポーネント記録方式のＶＴＲ
やハイビジョンＶＴＲ等のように、映像信号をアナログ
信号として記録再生を行うＶＴＲに、本発明を適用でき
ることは言うまでもない。また、上述の実施例では、処
理単位を１フィールドとしているが、ライン単位として
もよい。なお、このとき、処理単位毎のゲインを示すイ
ンデックスは、所謂水平ブランキングに挿入するように
する。

【００３１】また、静止画の映像信号をアナログ信号と
して記録し、再生可能なＶＴＲに本発明を適用すること
もできる。この場合、静止画であるが故に、Ｓ／Ｎの改
善効果が顕著となり、高画質の画像を見ることができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明でも明らかなように、本発明
では、映像信号をアナログ信号として記録媒体に記録す
る際に、映像信号のダイナミックレンジを所定期間毎に
検出し、検出された各所定期間のダイナミックレンジに
基づいて、映像信号を、その増幅後のダイナミックレン
ジが許容範囲内で略々最大となるように増幅すると共
に、各所定期間の増幅率を示す識別符号を、増幅された
映像信号と共に記録媒体に記録する。そして、記録媒体
に記録されている映像信号を再生する際に、記録媒体に
記録されている識別符号を再生し、再生された各所定期
間の識別符号に基づいて、記録媒体から再生される映像
信号を、記録時に用いた増幅率の逆数の増幅率で増幅し
て出力することにより、従来の装置に比して、映像信号
のＳ／Ｎ、特にレベルが低い映像信号のＳ／Ｎを改善す
ることができ、高画質の映像信号を再生することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る映像信号記録再生装置を適用した
ＶＴＲの回路構成を示すブロック図である。

【図２】上記ＶＴＲの記録動作を説明するための、輝度
信号のダイナミックレンジを示す図である。

【図３】上記ＶＴＲの記録動作を説明するための、色信
号のダイナミックレンジを示す図である。

【符号の説明】

２０・・・適応型増幅器 ２２・・・レベル変換器 ２３・・・ダイナミックレンジ検出回路 ２４・・・制御回路 ４０・・・適応型増幅器 ４１・・・アンプ ４２・・・制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号を増幅する第１の増幅手段と、 映像信号のダイナミックレンジを所定期間毎に検出する
   レベル検出手段と、 該レベル検出手段からの各所定期間のダイナミックレン
   ジに基づいて、上記第１の増幅手段で増幅された映像信
   号のダイナミックレンジが許容範囲内で略々最大となる
   ように、上記第１の増幅手段の増幅率を所定期間毎に制
   御すると共に、各所定期間の増幅率を示す識別符号を出
   力する第１の制御手段と、 上記増幅手段で増幅された映像信号と上記制御手段から
   の識別符号を記録媒体に記録する記録手段と、 記録媒体に記録された映像信号と識別符号を再生する再
   生手段と、 該再生手段で再生された映像信号を所定期間毎に増幅し
   て出力する第２の増幅手段と、 上記再生手段で再生された識別符号に基づいて、上記第
   ２の増幅手段の増幅率が、上記第１の増幅手段の増幅率
   の逆数となるように制御する第２の制御手段とを有する
   ことを特徴とする映像信号記録再生装置。