JPH0632467B2 - Ｖｔｒ記録再生映像信号のジッタ検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、輝度信号と色信号とが時間軸多重されて記
録再生されるようになされた記録再生装置などに適用し
て好適なＶＴＲ記録再生映像信号のジッタ検出方法に関
する。

［従来の技術］ 記録再生装置などから再生された映像信号には時間軸変
動、つまりジッタが発生している。ジッタには位相ジッ
タと周波数ジッタとがあり、後者によって原理上、水平
周期の伸縮が生ずる。

しかし、比較的簡単な機構系で構成されたホームビデオ
でもその再生画面でみて、周波数ジッタによる伸縮量は
極く僅かである。このことから、通常再生映像信号の位
相ジッタを補正するだけで再生画像の安定性を確保する
ことができることになる。

このことはまた、フィールド若しくはフレーム相関を使
ったランダムノイズの逓減、２チャンネルの映像信号と
の合成あるいはフェードイン、フェードアウトなどの映
像特殊処理、または高品位テレビ（例えば、ＩＤＴＶ）
での倍速スキャン用のデジタル処理操作に対しても、位
相ジッタのみを補正するだけで何ら、信号処理上の支障
をきたすおそれは殆どない。

さて、第５図はこのような記録再生装置（以下ＶＴＲと
呼称する）において使用されている位相ジッタ補正のた
めのジッタ検出回路２０の一例を示す。

同図は放送用のＶＴＲに使用されているジッタ検出回路
の例であって、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式などのコンポ
ジット映像信号は直接ＦＭ記録方式によって記録され
る。

端子１に供給された、例えばＮＴＳＣ方式の再生映像信
号ａ（第６図Ａ）は同期分離回路２に供給されて、水平
同期信号ｂ（同図Ｂ）が抽出分離される。この水平同期
信号ｂから形成されたバーストゲートパルス（図示せ
ず）がバーストゲート回路３に供給されて、これよりバ
ースト信号ｃ（同図Ｃ）が分離される。

バースト信号ｃは狭帯域のバンドパスフィルタ４に供給
されて、同図Ｄに示すＣ／Ｎの高いバースト信号ｄとな
される。

一方、水平同期信号ｂは遅延パルス発生回路５に供給さ
れて、同図Ｅに示すような遅延パルスｅが形成され、こ
れと狭帯域バンドパスフィルタ４を通過したバースト信
号ｄがジッタパルス形成回路６に供給されることによっ
て同図Ｆに示すようなジッタ検出パルスｆが得られる。
ジッタ検出パルスｆの前縁位相は水平同期信号ｂを遅ら
せたものである。

ジッタ検出パルスｆの後縁位相はバースト信号ｄの特定
のゼロクロス点を検出することによって得られるもので
あり、このジッタ検出パルスｆの立下りのタイミングを
基準にして時間軸補正回路（ＴＢＣ）の書き込みタイミ
ングが決定される。

再生映像信号ａ中に時間軸変動があれば、それに伴っ
て、バースト信号ｄ中の特定のゼロクロス点の時間軸も
変動することになるから、ＴＢＣにおいてはこの再生ジ
ッタに同期して映像信号を書き込むことができる。

ところで、映像信号の記録方式としてＴＣＩ（Time Com
pressed Integration）方式を採用する場合には、ダイ
レクト記録の場合のようなバースト信号が存在しない。

第７図はＴＣＩ記録方式のうち、帯域圧縮された色信号
を線順次に記録するようにしたＭＴＣＩ（Modified Tim
e Compressed Integration）方式の信号フォーマットを
示す。

圧縮されたコンポーメント色信号、例えば赤及び青の色
差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは同図Ａ，Ｂに示すように水平ブ
ランキング期間に挿入、多重される。

Ｙは輝度信号を示す。赤及び青の色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−
Ｙは線順次に挿入される。

このような信号フォーマットを採用した映像信号の場合
には、通常水平同期信号の立上りあるいは立下りを検出
することによって、ジッタ検出信号を得るようにしてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述したようにＴＣＩ記録方式の場合では、
そのジッタ検出信号を水平同期信号の立下りあるいは立
上りを基準にして検出しているので、充分なジッタ検出
精度が得られないという欠点を有する。

水平同期信号の立下りを基準にしてジッタ検出信号を形
成する場合について第８図を参照して説明する。

水平同期信号には通常位相及びレベルがランダムなノイ
ズＮが重畳されているので、いま検出レベルをＡに設定
したとしても、重畳したノイズＮの位相によって検出タ
イミングはΔＴだけ変動してしまう。この変動量（時間
軸の揺らぎの量、つまり同期ジッタ量）ΔＴがジッタ検
出精度に影響する。

例えば、信号帯域が４ＭHz、Ｓ／Ｎ比が４０ｄＢの水平
同期信号の中間レベルでの変動量ΔＴを概算してみる。

第９図に示すように、水平同期信号の振幅を１Ｖ_P-Pと
すると、振幅が０．３ボルトの水平同期信号ｂに重畳す
るノイズＮの実効値は、１０ｍＶ程度である。また、水
平同期信号の立下り波形を４ＭHzの正弦波の1/2サイク
ルで近似できるとすると、その中央でのレベルの傾きＫ
は、 Ｋ＝１２５ns／（０．３（π/2)Ｖ） ＝２６５ns／Ｖ となる。

重畳されたノイズＮのピーク−ピーク値を実効値の６倍
とすると、変動量ΔＴのP-P値は、 ΔＴ_P-P＝２６５×０．０１×６ ＝１６ｎｓ となる。すなわち、ノイズによってジッタ検出程度は１
６nsec以下には抑えることができない。

これに加えて、検出レベルがＡからＢのように変動する
おそれがある。検出レベルが変動してもジッタ検出精度
が大幅に変動する。その変動量ΔＴ′を２０nsec以下に
抑えるには、検出レベルの変動を５０ｍＶ以下に抑えな
ければならないが、このような精度を要求した場合に
は、検出レベル形成回路の大幅なコストアップをもたら
す結果となり、あまり得策な解決手段とは言い難い。

検出レベルの変動はクランプレベルの変動や映像信号の
振幅変動などによっても生ずる。

上述の概算値は、精度よく回路が構成されている場合を
想定したものであるから、民生用ＶＴＲなどを考慮する
と、時として、その変動量ΔＴは１００nsec程度にまで
達すると思われる。

このように、水平同期信号の立上りなどを基準としてジ
ッタ検出信号を形成すると、充分なジッタ検出精度が得
られない問題があった。

そこで、この発明ではこのような従来の問題点を解決し
たものであって、ジッタ検出を格段に向上させたＶＴＲ
記録再生映像信号のジッタ検出方法を提案するものであ
る。

［問題点を解決するための技術的手段］ 上述の問題点を解決するため、この発明においては、輝
度信号と色信号とが時間軸多重されて記録再生されるよ
うになされたＶＴＲ記録再生映像信号のジッタ検出方法
において、 映像信号の記録時、水平同期ごとに水平同期信号の前縁
位相と、同期尖頭値対応のＦＭキャリヤの位相とを同期
させて記録し、再生時にはＦＭ復調された水平同期信号
の後縁を基準にして、狭帯域のＦＭキャリヤの特定のゼ
ロクロス点を検出することによって、再生映像信号のジ
ッタ検出を行なうようにしたことを特徴とするものであ
る。

［作用］ このジッタ検出方法の最大の特徴の１つは、ＦＭキャリ
ヤがバースト信号に対応する信号としても使用されるこ
とである。

そのため、映像信号のＦＭ記録時、水平同期ごとに水平
同期信号の前縁と、同期尖頭値対応のＦＭキャリヤの位
相とを同期させて記録する。つまり、水平同期ごとに、
水平同期信号の前縁によって同期尖頭値対応のＦＭキャ
リヤがリセットされる。

このジッタ検出方法の第２の特徴は、映像信号の再生
時、水平同期信号の後縁によってゼロクロス点を検出す
るための遅延パルスが形成されることである。

復調された水平同期信号の後縁はＦＭキャリア位相変動
による位相ゆらぎなどによる影響が少なく、その分同期
ジッタは1/2周期分（３．４ＭHzキャリアのとき、１５
０ｎｓ）より充分小さくできる。その結果、遅延パルス
によって発生するゲート回路でＦＭキャリヤの特定位の
ゼロクロス点を常に正確に検出できる。

第３図の特徴は、狭帯域のフィルタ（ＢＰＦ）を通過し
たＦＭキャリヤを使用してジッタの検出が行なわれるこ
とである。

狭帯域のフィルタを通過することによってＦＭキャリヤ
のＣ／Ｎが高くなり、これによってノイズによる時間軸
変動が僅少となる他、直流成分がないのでオフセット誤
差もなくなり、再生ジッタを高精度をもって検出するこ
とができる。

［実施例］ 続いて、この発明に係る映像信号のジッタ検出方法の一
例を、上述したＴＣＩによって記録再生するＶＴＲに適
用した場合につき、第１図以下を参照して詳細に説明す
る。

説明の都合上、第２図を参照してジッタ検出系を含む時
間軸補正装置を説明する。

同図において、３１は基準同期盤を示し、これから出力
された複合同期信号のうち、水平同期信号は水平位相比
較回路３３において再生された水平同期信号と位相比較
され、また垂直同期信号が垂直位相比較回路３４におい
て再生された垂直同期信号と位相比較される。

夫々から得られた誤差信号は、ＶＴＲの記録再生回路１
０に対応して設けられたキャプスタンサーボ系やドラム
サーボ系３５，３６に供給されて、キャプスタンサーボ
及びドラムサーボが行なわれる。

再生映像信号は復調器３２において、ＦＭ復調される。
復調出力は時間軸補正回路（ＴＢＣ）４０を構成するＡ
／Ｄ変換器４２に供給されると共に、ジッタ検出回路２
０に供給されて、再生映像信号のジッタが検出される。
ジッタ検出信号は書き込みクロック発生回路４１のトリ
ガ信号として利用され、このジッタ検出信号の立下りに
同期して書き込みクロック位相がリセットされる。

書き込みクロックはＡ／Ｄ変換器４２に対するサンプリ
ング信号として使用される他、デジタルメモリ４３の書
き込みアドレス信号としても使用される。従って、再生
映像信号はジッタのある状態でデジタルメモリ４３に書
き込まれることになる。

そして、基準同期盤３１からの基準クロックは読み出し
クロック形成回路４４に供給されて読み出しアドレス信
号が形成され、そのクロックに同期して映像信号が読み
出される。読み出された映像信号は、同一のクロックが
供給されたＤ／Ａ変換器４５においてアナログ信号に変
換される。

読み出しクロックは一定周期で発生するから、これによ
って時間軸のゆらぎのない映像信号が再生されることに
なる。つまり、ジッタの補正された映像信号が再生され
る。

さて、この発明においては、輝度信号と色信号とが時間
軸多重されて記録再生されるようになされた映像信号の
ジッタ検出方法において、映像信号の記録時、水平同期
ごとに水平同期信号の前縁位相と、同期尖頭値対応のＦ
Ｍキャリヤの位相とを同期させて記録する。これによっ
て、ＦＭキャリヤは１水平ラインごとに水平同期信号の
前縁でリセットされる。

再生時にはＦＭ復調された水平同期信号の後縁を基準に
して、狭帯域のＦＭキャリヤにおける特定のゼロクロス
点を検出することによって、再生映像信号のジッタが検
出される。

ジッタ検出信号でデジタルメモリ４３の書き込みクロッ
ク位相がリセットされる。そのため、再生映像信号と同
期して時間軸が変動している書き込みクロックでこの再
生映像信号がサンプリングされ、かつ書き込まれる。そ
の後、時間軸が一定な読み出しクロックを使用して、順
次画素単位で映像信号を読み出すことによって、ジッタ
が補正された映像信号を得ることができる。

第１図はこのような映像信号のジッタ検出方法を実現す
るための具体例である。

第１図Ａは上述した記録再生回路１０のうちの記録回路
１０Ａの一例を示す。

端子１１に供給される入力映像信号はジッタがないもの
とする。また、その信号形態は第７図に示すように線順
次式のコンポーネント色信号を時間軸圧縮して輝度信号
に多重させたＮＴＣＩ信号とする。

入力映像信号はＦＭ変調器１２でＦＭ変調される。入力
映像信号のＳ／Ｎが劣化している場合を考慮して、この
例ではＡＦＣ回路１３において水平同期周波数が安定化
される。これによって、水平同期信号の前縁部のジッタ
が少なくとも所定値（この例では、５nsec）以下に抑え
られる。

ＡＦＣ回路１３から出力された水平同期信号はリセット
パルス形成回路１４に供給されて、水平同期信号の前縁
に同期したリセットパルスｈ（第３図Ｂ）が形成され
る。

このリセットパルスｈによってＦＭキャリヤリセットさ
れる。すなわち、水平同期信号の前縁部に対応した同期
尖頭値対応のＦＭキャリヤ周波数がリセットされる。こ
れによって、水平同期信号の立上り部とＦＭキャリヤの
位相が同期することになる。

一般に、磁気記録では低搬送波ＦＭ方式であり、搬送波
発生部とＦＭ変調部とは一体となっていて区別できない
のが通例である。このように映像信号ｇによってＦＭ変
調されるＦＭキャリヤの位相情報は映像信号ＦＭ変調の
ため、画像の有効走査期間内で失われることになるか
ら、位相情報は各水平周期ごとに付加する必要がある。
そのため、水平周期ごとにＦＭキャリヤがリセットパル
スｈによってリセットされる。

同期尖頭値対応のＦＭキャリヤ周波数はＶＴＲの記録方
式によって相違する。因みに、いわゆるＶＨＳ方式のＶ
ＴＲでは、３．４ＭHz（高解像度システムでは、５．４
ＭHz）が同期尖頭値のＦＭキャリヤとなる。

ジッタ位相を検出するときで第６図Ｄに示すようなゼロ
クロス検出を行なう場合には、ＦＭキャリヤのリセット
は、０°もしくは１８０°の位相で行なってもよい。

その結果、ＦＭ変調器１２からは第３図Ｃに示すような
ＦＭ信号ｉが得られ、これが記録アンプ１６を介して回
転磁気ヘッド１７に供給されて記録される。

第１図Ｂは再生回路１０Ｂの一例を示す。

回転磁気ヘッド１７で再生されたＦＭ映像信号ｉ（第４
図Ａ）はプリアンプ１８を介してＦＭ復調器３２と、ジ
ッタ検出回路２０を構成するキャリヤゲート回路２２に
供給される。

ＦＭ復調器３２において復調された映像信号ｊ（同図
Ｂ）は時間軸補正回路４０に、ジッタ成分を有した入力
映像信号として供給されると共に、同期分離回路２１に
供給されて映像信号ｊ中より水平同期信号ｋ（同図Ｃ）
が抽出分離される。

この水平同期信号ｋがキャリヤゲート回路２２に対する
ゲート信号として供給されて、水平同期信号区間のＦＭ
キャリヤ（水平同期尖頭値対応キャリヤ）がゲートされ
る（同図Ｄ）。ゲートされたＦＭキャリヤ１が従来にお
けるバースト信号として使用される。

ＦＭキャリヤ１は狭帯域通過フィルタ２３に供給され
て、Ｃ／Ｎの改善が図られる。水平同期尖頭値のＦＭキ
ャリヤとして、上述したように３．４ＭHzに選定されて
いる場合には、通過帯域として、この例では３．４ＭHz
±０．１ＭHzに選定されたフィルタが使用される。

このような狭帯域のフィルタを使用すると、ＦＭキャリ
ヤに混入したノイズレベル（実効値）は、1/4以下に減
少する。その結果、ＦＭキャリヤのノイズによる同期ジ
ッタ（時間軸の揺らぎ）も1/4以下に逓減される。

そのため、フィルタ処理前の同期ジッタが１６nsec程度
あったときには、このフィルタ処理によって４nsec程度
まで同期ジッタが減少することになる。フィルタ処理後
のＦＭキャリヤｍを同図Ｅに示す。

復調映像信号ｊはさらに遅延パルス形成回路２４にも供
給され、ここにおいて、水平同期信号ｋの後縁部から所
定の時間だけ遅延された遅延パルスｎ（同図Ｆ）が形成
される。

遅延パルスｎと上述したフィルタ出力であるＦＭキャリ
ヤｍはジッタ検出信号形成回路２５に供給される。形成
回路２５はＲＳフリップフロップで構成され、遅延パル
スｎによってセットされ、セット後に入力したＦＭキャ
リヤｍのゼロクロス点によってリセットされる。

従って、ジッタ検出信号ｏは同図Ｇに示すように、ＦＭ
キャリヤｍにおけるある特定したサイクルのゼロクロス
点に同期した信号として出力されることになる。

特定のゼロクロス点とは、ＦＭキャリヤｍが最大振幅と
なるようなサイクルのゼロクロス点をいう。第４図に示
す波形においては、水平同期信号ｋの後縁より１μｓ程
度遅れたサイクルにその振幅が最大となるから、遅延パ
ルスｎの遅延時間はほぼ１μｓ程度に選定されている。

Ｃ／Ｎのよいサイクルでゼロクロス点を検出できれば、
それだけ重畳ノイズによる影響が少なくなり、検出精度
が向上するからである。

水平同期信号の後縁を基準にして遅延パルスｎを形成し
たのは、ＦＭ復調時のキャリヤリークによる水平同期信
号への影響がその前縁よりもその後縁の方が遥かに少な
いからである。すなわち、キャリヤリークがあっても、
リーク成分の位相は前縁（位相のリセット点）から後縁
に向かうにしたがってその変動が少なく安定するため、
遅延パルスｎの検出タイミング精度が向上する。

ここで、ＦＭキャリヤｍの周波数が３．４ＭHzであった
ときには、ゼロクロス点はほぼ１４７nsecごとに存在す
る。そのため、水平同期信号ｋの後縁部の同期ジッタが
最大で１００nsecの範囲内に存在する場合には、再生信
号ＳＮ比によもるがＳＮ比が４０ｄｂ程度ならば特定の
ゼロクロス点を５nsec以下の精度で検出することが可能
になる。

すなわち、再生映像信号の残留ジッタを５nsec以下に抑
えることができる。

キャリヤリセット復調水平同期信号の後縁位相ジッタは
最大でもＦＭキャリヤの1/2サイクル以上にはなり得な
いので、予め定めた特定のゼロクロス点以外のゼロクロ
ス点を遅延パルスｎによって検出するような誤動作は生
じない。

なお、上述ではこの発明をＭＴＣＩ方式による映像信号
を記録再生するようなＶＴＲに適用したが、搬送波記録
帯域を狭帯域化し、クロマ信号を低域変換すると共に、
輝度信号をＦＭ記録するようにした狭帯域輝度信号に対
しても、この発明に係るジッタ検出方法を適用すること
ができる。

この発明は上述の他、高品位テレビ（ＨＤＴＶ）用の映
像信号に対しても適用できるのは勿論のこと、衛星放送
方式の１つであるＭＵＳＥ信号にも適用できる。この場
合には、記録する前に正極性を負極性同期にすげ換え、
その同期尖頭値を基準バーストとしてリセットすれば、
水平帰線期間が著しく短かいＭＵＳＥ信号であっても、
ＦＭキャリヤで数サイクル分の基準バースト記録が可能
で高精度のジッタ検出が可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明では、映像信号の記録
時、水平周期ごとに水平同期信号の前縁と、位相同期尖
頭値対応のＦＭキャリヤの位相とを同期させて記録し、
再生時にはＦＭ復調された水平同期信号の後縁を基準に
して、狭帯域のＦＭキャリヤの特定のゼロクロス点を検
出することによって、再生映像信号のジッタ検出を行な
うようにしたものである。

そのため、この発明によれば、ＦＭキャリヤの特定のゼ
ロクロス点を高精度をもって検出することができる。こ
れによれば、再生映像信号の残留ジッタを従来の数分の
１に逓減することができる。

これは、狭帯域フィルタを通過した、Ｃ／Ｎの高いＦＭ
キャリヤを従来のバースト信号と同様に使用しているた
めである。

また、ＶＴＲ再生信号のジッタを精度よく検出できるの
で、位相誤差の検出精度が高く従ってその差分値である
速度誤差精度もよくなり速度誤差補正も容易となる。

従って、この発明に係る映像信号のジッタ検出方法は上
述したようなＴＣＩ方式などによる映像信号の記録再生
系に適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る映像信号のジッタ検出方法を実
現するための一例を示す記録再生回路の系統図、第２図
は時間軸補正装置の一例を示す系統図、第３図及び第４
図はジッタ検出動作の説明に供する波形図、第５図はこ
の発明の説明に供する従来のジッタ検出回路の系統図、
第６図はその動作説明図、第７図はＭＴＣＩ方式の映像
信号フォーマットの説明図、第８図及び第９図は同期ジ
ッタの説明図である。 １０………記録再生回路 １０Ａ……記録回路 １０Ｂ……再生回路 ２０……ジッタ検出回路 ２１……同期分離回路 ２２……キャリヤゲート回路 ２３……狭帯域通過フィルタ ２４……遅延パルス形成回路 ２５……ジッタ検出信号形成回路 ３２……ＦＭ復調器 ４０……時間軸補正回路 ４１……書き込みクロック発生回路 ４３……デジタルメモリ ４４……読出しクロック形成回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】輝度信号と色信号とが時間軸多重されて記
   録再生されるようになされた映像信号のジッタ検出方法
   において、 上記映像信号をＦＭ記録するとき水平同期信号の前縁位
   相と、同期尖頭値対応のＦＭキャリヤの位相とを水平周
   期毎に位相同期させて記録し、 再生時にはＦＭ復調された水平同期信号の後縁を基準に
   して、狭帯域の上記ＦＭキャリヤの特定のゼロクロス点
   を検出することによって、上記再生映像信号のジッタ検
   出を行なうようにしたことを特徴とするＶＴＲ記録再生
   映像信号のジッタ検出方法。