JPH0660311A - ディジタル画像信号の磁気記録方法 - Google Patents
ディジタル画像信号の磁気記録方法Info
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- JPH0660311A JPH0660311A JP8320891A JP8320891A JPH0660311A JP H0660311 A JPH0660311 A JP H0660311A JP 8320891 A JP8320891 A JP 8320891A JP 8320891 A JP8320891 A JP 8320891A JP H0660311 A JPH0660311 A JP H0660311A
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Abstract
高くし、かつ磁気記録媒体の幅を狭くしても、磁気記録
媒体に記録されたディジタル画像信号の再生出力のエラ
ー訂正を行う前のビットエラーレートを1×10-4以下
に低減することを可能とする。 【構成】 磁気記録媒体は非磁性支持体上に金属磁性薄
膜からなる磁性層を形成してなる。この磁気記録媒体の
横方向の熱収縮率に対する縦方向の熱収縮率の比を0.
8〜1.2とするとともに、横方向の熱収縮率及び縦方
向の熱収縮率をそれぞれ1.0%以下とする。磁性層の
エネルギー積は100G・cm・Oe以上とする。
Description
号等のディジタル画像信号を磁気テープに記録するため
に用いて好適なディジタル画像信号の磁気記録方法に関
する。
して磁気テープ等の記録媒体に記録するディジタルVT
Rとしては、放送局用のD1フォーマットのコンポーネ
ント型のディジタルVTR及びD2フォーマットのコン
ポジット型のディジタル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の色差信号をそれぞれ13.5MHz、
6.75MHz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磁気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。
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ビットに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VTR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、各サンプル当たり8ビッ
トでA/D変換した場合には、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3
60となり、各フィールドの有効走査線数がNTSC方
式(525/60)では250となるので、1秒間の映
像信号のデータ量Dvは Dv=(720+360 +360)×8 ×250 ×60 =172.8 Mbps となる。
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NT
SC方式と等しくなることがわかる。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は合計で約205.
8Mbpsとなる。また、オーディオ・データDaは約
12.8Mbpsとなり、さらに編集用のギャップ、プ
リアンブル、ポストアンブル等の付加データDoが約
6.6Mbpsとなるので、NTSC方式の場合の記録
データ全体の情報量Dtは以下の通りとなる。 Dt=Dv+Da+Do =172.8 +12.8+6.6 =192.2 Mbps
め、D1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フィールドで1
0トラック、また、PAL方式では12トラックを用い
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19mm幅のものが使用され、テープ厚さは13
μmと16μmとの二種類があり、これを収納するカセ
ットには大(L)、中(M)、小(S)の三種類のもの
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20.4μm2 /bit程度となってい
る。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
次の通りとなる。すなわち、Sサイズのカセットではテ
ープ厚さが13μmのときには13分、16μmのとき
には11分、Mサイズのカセットではテープ厚さが13
μmのときには42分、16μmのときには34分、L
サイズのカセットではテープ厚さが13μmのときには
94分、16μmのときには76分である。
ーマットのディジタルVTRは、放送局用の、画質最優
先の性能を求めたVTRとしては十分のものであるが、
19mm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、例えば、5μmのトラック幅に対
して最短波長0.5μmの信号を記録するようにすれ
ば、1.25μm2 /bitの記録密度を実現すること
ができ、記録情報量を再生歪みが少ないような形で圧縮
する方法を併用することによって、テープ幅が8mm或い
はそれ以下の幅狭の磁気テープを使用しても長時間の記
録・再生が可能となる。
の磁気テープとして、金属蒸着テープ(MEテープ)の
採用が検討されている。そして、このMEテープは、上
述のように8mm或いはそれ以下の幅狭とすることができ
る。ところが、このような幅狭のMEテープは、保存時
に変形が生じやすいため、再生時のビットエラーレート
が非常に高くなってしまうという問題がある。これは、
高記録密度化に伴いトラックピッチが狭くなるに従っ
て、保存時のテープの伸び縮みによるトラックの直線性
の悪化が顕著になり、再生時に磁気ヘッドが各トラック
を正確にトレースすることが困難になるためである。
密度を1μm2 /bit程度に高くし、かつ磁気記録媒
体の幅を狭くしても、磁気記録媒体に記録されたディジ
タル画像信号の再生出力のエラー訂正を行う前のビット
エラーレートを1×10-4以下に低減することができる
ディジタル画像信号の磁気記録方法を提供することにあ
る。
に、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してブロッ
ク化し、ブロック化されたデータをブロック単位に圧縮
符号化し、圧縮符号化されたデータをチャンネル符号化
し、チャンネル符号化されたデータを回転ドラムに装着
された磁気ヘッドにより磁気記録媒体に記録するように
したディジタル画像信号の磁気記録方法において、磁気
記録媒体は非磁性支持体上に金属磁性薄膜からなる磁性
層を形成してなり、磁性層の残留磁束密度と厚さと抗磁
力との積からなるエネルギー積は100G・cm・Oe以上
であり、磁気記録媒体の横方向の熱収縮率に対する磁気
記録媒体の縦方向の熱収縮率の比は0.8〜1.2であ
り、かつ横方向の熱収縮率及び縦方向の熱収縮率はそれ
ぞれ1.0%以下であるものである。
長さがaであった物体が150℃で30分間放置した後
に長さa´になったとした場合における(a−a´)/
aを%で表したものを言う。この発明の好適な実施形態
においては、磁気記録媒体の表面粗さは中心線平均粗さ
Ra で30Å以下とされる。
記録媒体の縦方向の熱収縮率の比が0.8〜1.2であ
り、かつ横方向の熱収縮率及び縦方向の熱収縮率がそれ
ぞれ1.0%以下であることにより、磁気記録媒体の保
存時の変形によるトラックの直線性の悪化を有効に抑え
ることができる。このため、データの記録密度を1μm
2 /bit程度に高くし、かつ磁気記録媒体の幅を狭く
しても、再生時に磁気ヘッドが各トラックを正確にトレ
ースすることができる。これによって、磁気記録媒体に
記録されたディジタル画像信号の再生出力のエラー訂正
を行う前のビットエラーレートを1×10-4以下に低減
することができる。
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 b.ブロック符号化 c.チャンネルエンコーダ及びチャンネルデコーダ d.ヘッド・テープ系 e.電磁変換系 a.信号処理部 まず、この一実施例のディジタルVTRの信号処理部に
ついて説明する。図1は記録側の構成を全体として示す
ものである。符号1Y、1U、1Vでそれぞれ示す入力
端子に、例えばカラービデオカメラからの三原色信号
R、G、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、V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。すなわち、それ
ぞれのサンプリング周波数が13.5MHz、6.75
MHzとされ、かつこれらの1サンプル当たりのビット
数が8ビットとされている。従って、入力端子1Y、1
U、1V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
を取り出す有効情報抽出回路2によってデータ量が約1
67Mbpsに圧縮される。有効情報抽出回路2の出力
のうちの輝度信号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13.5MHz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。
示す。この例は、3次元ブロックであって、例えば2フ
レームにまたがる画面を分割することにより、図3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。図3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、二
つの色差信号U、Vがサブサンプリング及びサブライン
回路4に供給され、サンプリング周波数がそれぞれ6.
75MHzからその半分に変換された後、二つのディジ
タル色差信号が交互にライン毎に選択され、1チャンネ
ルのデータに合成される。従って、このサブサンプリン
グ及びサブライン回路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
ル及びサブライン化された信号の画素構成を図4に示
す。図4において、○は第1の色差信号Uのサンプリン
グ画素を示し、△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。
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。
合成回路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チャ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)、DCT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。
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及び回転トランス(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。なお、図示は省略するが、オー
ディオ信号は、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。
216Mbpsが有効走査期間のみを抽出することによ
って約167Mbpsに低減され、さらに周波数変換と
サブサンプル及びサブラインとによって、これが84M
bps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31.56Mbp
s程度となる。
て説明する。図2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2
2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ECC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
ータの各成分がそれぞれ分離されると共に、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とに分離される。これらの輝度信号
及び色差信号がブロック分解回路28及び29にそれぞ
れ供給される。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。
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4fs
(4fs =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、Vがディジタル色差信号U
及びVにそれぞれ分離される。分配回路31からのディ
ジタル色差信号U及びVが補間回路32に供給され、そ
れぞれ補間される。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、この補間回路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Vが得られ、
出力端子33U、33Vにそれぞれ取り出される。
に本出願人が出願した特願昭59−266407号、特
願昭59−269866号等に示されるADRC(Adapt
ive Dynamic Range Coding) 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及び最小値MINを検出
し、これらの最大値MAX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 Cosine Trans
form) した後、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、AD
RCエンコーダを用い、さら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図5を参照して
説明する。
に、例えば1サンプルが8ビッ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)が図1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MIN、最大値MAXを検出する。遅
延回路44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45及び比較回路46に供給され
る。
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ビット固定
長でノンエッジマッチング量子化をした場合の1量子化
ステップ幅の値(Δ=(1/16)DR)が供給され
る。ビットシフト回路49は、(1/16)の割算を行
うように、ダイナミックレンジDRを4ビットシフトす
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、(MI
N+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48からのしきい値が比較回路45及び4
6にそれぞれ供給される。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。
0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4
5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、(MAX〜MAX−Δ)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。
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5
3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これらの平均化回路
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
画素データの平均値MAX´が得られ、平均化回路53
からは、(MIN〜MIN+Δ)の最小レベル範囲に属
する画素データの平均値MIN´が得られる。平均値M
AX´から平均値MIN´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ビット(コード信号を伝送しない)、1ビッ
ト、2ビット、3ビット、4ビットの何れかとされる可
変長のADRCであって、エッジマッチング量子化がな
される。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。
R´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。すなわち、ビット数nを決
定する際のしきい値をT1〜T4(T1<T2<T3<
T4)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、(T1≦DR´<T2)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。このような可変長AD
RCでは、しきい値T1〜T4を変えることにより、発
生情報量を制御すること(いわゆるバッファリング)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。
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(T1、T2、T3、T4)が複数例えば
32組用意されており、これらのしきい値の組がパラメ
ータコードPi(i=0、1、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、発生情報量が減少するに従って、復元
画像の画質が劣化する。バッファリング回路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、バッファリング回
路60でしきい値の組が決定されるのに要する時間、D
R´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´と各しきい値とがそれぞれ比較さ
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がエッジマッ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をそれ
ぞれ介して修整されたダイナミックレンジDR´及び平
均値MIN´が出力され、さらにコード信号DTとしき
い値の組を示すパラメータコードPiが出力される。こ
の例では、一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、エッジマッチ
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。
デコーダ 次に、図1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。これらの回路の詳細に
ついては、本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
ついて図6及び図7を参照して説明する。図6におい
て、符号71は、図1のパリティ発生回路10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
高周波成分及び直流成分の最も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。符号7
2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−D2 (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1
2A、12Bを介して磁気ヘッド13A、13Bにより
記録・再生し、再生出力を再生アンプ21A、21Bに
よって増幅するようになされている。
において、符号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、21Bの出力に対して行われる。符号74
がいわゆる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の出力がディスクランブル回路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の改善がなされる。
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。或いは図8B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、180
°よりやや大きいか、またはやや少ない巻き付け角で磁
気テープ(図示せず)が斜めに巻きつけられている。図
8A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がほぼ交互に接し、図8B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。
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。例えば図9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、
図10に示すような記録パターンが形成される。この図
10からわかるように、磁気テープ上に形成された隣合
うトラックTA及びTBは、アジマス角が相違した磁気
ヘッド13A及び13Bによりそれぞれ形成されたもの
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。
A、13Bを一体構造(いわゆる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15
0rps(NTSC方式)の高速で回転される上ドラム7
6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フィールドのデータが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、トラッ
クの直線性のエラーを小さくできる。磁気テープ78の
巻き付け角θは例えば166°とされ、ドラム径φは1
6.5mm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。図12Aに示す
ように、磁気テープ78が下側に押さえつけられ、ま
た、図12B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、ダブルアジマス
ヘッドで同時記録を行うことにより、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、この直線
性のエラー量を小さくすることができる。さらに、ダブ
ルアジマスヘッドは、ヘッド間の距離が小さいので、ペ
アリング調整をより正確に行うことができるという利点
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。
る。まず、記録媒体としての磁気テープ(MEテープ)
は次のような方法で製造される。第1の方法では、例え
ば厚さ10μmのポリエチレンテレフタレート(PE
T)フィルムからなるベース上に、例えばアクリル酸エ
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、ベースの一主面上に
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Ra で例えば15Å程度、また微小突起の密度は
例えば500万個/mm2 程度であった。なお、ベースに
内添されるフィラーとしては、SiO2 、TiO2 、A
l2 O3 等が用いられる。この後、例えば図13に示す
ような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。
空槽、82は間仕切り板、83は真空排気弁である。符
号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、符
号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。符号90a、90bはベースBに対する蒸発金属の
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87a、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87a、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。
例えば真空度1×10-4Torrに保ちながら、これらの真
空槽81a、81b内に導入パイプ91a、91bによ
り酸素ガスを例えば250cc/min の割合で導入しなが
ら行う。この場合、ベースBに対する蒸発金属の入射角
は例えば45〜90°の範囲とする。また、Co層はク
ーリングキャン87a、87bにおいてそれぞれ例えば
1000Åの厚さに蒸着され、磁性層全体の厚さδが2
000Åとされる。なお、蒸発源88a、88bに用い
られるインゴットの組成は例えばCo100%である。
このようにして2層のCo層からなる磁性層が形成され
たベースBに、例えばカーボン及びエポキシ系バインダ
ーからなるバックコートとパーフルオロポリエーテルか
らなる潤滑剤のトップコートとを施した後、これを8mm
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Br =4150G、
抗磁力Hc =1760Oe、角形比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Ra で20Åと極め
て小さかった。さらに、この場合のエネルギー積はBr
・δ・Hc =146.1G・cm・Oeであった。なお、表
面粗さの測定は、通常JIS B0601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:タリステップ(ランクテーラー社製) 針径:0.2×0.2μm、角型針 針圧:2mg ハイパスフィルター:0.33Hz
置を用い、第1の方法と同様な方法で、ベースB上に2
層の例えばCo90Ni10合金層からなる磁性層を酸素雰
囲気中で斜め蒸着により形成する。ただし、この場合に
は、真空槽81a、81bへ酸素ガスを例えば230cc
/min の割合で導入しながら斜め蒸着を行う。また、C
o90Ni10合金層はクーリングキャン87a、87bに
おいてそれぞれ例えば900Åの厚さに蒸着され、磁性
層全体の厚さが1800Åとされる。この後、第1の方
法と同様にして8mm幅の磁気テープを作製した。最終的
に得られた磁気テープの特性は、Br =4100G、H
c =1440Oe、Rs =81%であった。また、この磁
気テープの表面粗さは、Ra で20Åであった。さら
に、この場合のエネルギー積はBr ・δ・Hc =10
6.3G・cm・Oeであった。
で形成されたベースB上に、図14に示す真空蒸着装置
を用い、次のようにして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。図14におい
て、符号81c、81dは真空槽、82は間仕切り板、
84はベースBの供給ロール、85は巻き取りロール、
86a、86bはガイドロール、87はベースBをガイ
ドする円筒型のクーリングキャン、88は蒸発源、89
は蒸発源88を加熱する電子ビーム、90はベースBに
対する蒸発金属の入射角を規制するための遮蔽板、91
は酸素ガスの導入パイプ、92は電子銃である。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からガイドロール86a、クーリングキャン
87、ガイドロール86b、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87におい
て、酸素雰囲気中で単層の例えばCo90Ni10合金層か
ら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81c、81dを例えば真空度1×10-4
Torrに保ちながら、これらの真空槽81c、81d内に
導入パイプ91により酸素ガスを例えば250cc/min
の割合で導入しながら行う。この場合、ベースBに対す
る蒸発金属の入射角は例えば45〜90°の範囲とす
る。また、磁性層の厚さは例えば2000Åとする。こ
の後、第1の方法と同様にして8mm幅の磁気テープを作
製する。最終的に得られた磁気テープの特性は、Br =
3900G、Hc =1420Oe、角形比Rs =78%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、Ra で20Åと極めて小さかっ
た。さらに、この場合のエネルギー積はBr ・δ・Hc
=110.76G・cm・Oeであった。
置を用い、第3の方法と同様な方法で、ベースB上に単
層の例えばCo95Ni5 合金層からなる磁性層を酸素雰
囲気中で斜め蒸着により形成する。ただし、この場合に
は、真空槽81c、81dへ酸素ガスを例えば220cc
/min の割合で導入しながら斜め蒸着を行う。この場
合、ベースBに対する蒸発金属の入射角は例えば50〜
90°の範囲とする。また、磁性層の厚さは例えば20
00Åとされる。この後、第1の方法と同様にして8mm
幅の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、Br =4160G、Hc =1690Oe、角
形比Rs =77%であった。また、この磁気テープの表
面粗さは、Ra で20Åであった。さらに、この場合の
エネルギー積はBr ・δ・Hc =140.6G・cm・Oe
であった。
ースB上に蒸着により磁性層を形成した場合には、通
常、いわゆるカッピング(テープが幅方向で湾曲するこ
と)が生じる。そこで、この蒸着後のカッピングの矯正
を行うために、バックコート及びトップコートを施した
後にアニールを行うことによりベースBの熱収縮を起こ
させ、さらにホットロール処理を施した後に裁断を行っ
てテープ化する。
された磁気テープのカッピング量、MD/TD及びビッ
トエラーレートの測定結果を比較例とともに示す。磁気
テープの幅は8mmとした。また、この場合のビットエラ
ーレートは、磁気テープに記録を行った後に40℃、8
0%RHの環境で8日間放置した後に測定したものであ
る。図15において、実施例1の磁気テープは、バック
コート及びトップコートを施した後に60℃、50%R
Hの環境で24時間アニールを行うことによりPETフ
ィルムからなるベースBの熱収縮を起こさせてカッピン
グの矯正を行い、その後さらにホットロール処理により
カッピングの矯正を行ってから裁断を行ってテープ化し
たものである。このホットロール処理においては、ベー
スBとホットロールとの接触時間は0.5秒、温度は1
50℃とした。一方、比較例1による磁気テープは、実
施例1と同様にしてベースBの熱収縮を起こさせてカッ
ピングの矯正を行った後に裁断を行ってテープ化したも
のである。
MD/TD=0.6%/1.0%=0.6であり、その
ときのビットエラーレートは4.0×10-4と大きいの
に対して、実施例1では、MD/TD=0.4%/0.
5%=0.8であり、そのときのビットエラーレートは
4.2×10-5と比較例1に比べて1桁小さくなってい
る。以上のように、カッピングの矯正をアニール処理と
ホットロール処理とで行ってMD/TD=0.4%/
0.5%=0.8としたことにより、カッピングの矯正
をアニール処理だけで行った場合に比べて、ビットエラ
ーレートを大幅に低減することができる。
ッピング量、MD/TD及びビットエラーレートの測定
結果を比較例とともに示すものである。この実施例2に
よる磁気テープの製造方法は次の通りである。すなわ
ち、ベースBとしては、MD及びTDをそれぞれ0.2
%に抑えた、厚さ10μmのポリアミドフィルムからな
るものを用いる。そして、酸素雰囲気中でこのベースB
上に入射角45〜90°で斜め蒸着を行うことにより、
厚さ2000ÅのCo80Ni20合金層からなる磁性層を
形成する。この蒸着によって発生するカッピングの矯正
を行うために、実施例1ではベースBに熱収縮を起こさ
せた後にさらにホットロール処理を施した。しかし、こ
の実施例2では、上述のようにMD及びTDはいずれも
0.2%であり、ベースBの熱収縮率は極めて小さいこ
とから、バックコートにより逆方向にカッピング矯正の
力が働くように、ガラス転移温度Tg=30℃のポリウ
レタンバインダーとニトロセルロース系バインダー(商
品名NC 1/2H:旭化成(株)製)とをそれぞれ80重
量%及び20重量%の比率で混合し、P/B比2.0で
カーボンを混合したものを塗布剤として用いてバックコ
ートを施した。これによって、磁気テープのカッピング
量は0.3mmとなり、実用上問題ない値となった。
PETフィルムからなるベースB上にCo80Ni20層か
らなる磁性層を酸素雰囲気中での斜め蒸着により形成し
たものである。ベースBにはアニールによりMD/TD
=2.0%/2.0%の熱収縮を起こさせ、さらにこれ
にホットロール処理を施してカッピングの矯正を行っ
た。
0.2%/0.2%=1.0である実施例2の磁気テー
プでは、ビットエラーレートは3.1×10-5と非常に
小さいのに対して、MD/TD=1.0%/1.2%=
0.83である比較例2の磁気テープ及びMD/TD=
1.2%/1.4%=0.86である比較例3の磁気テ
ープでは、ビットエラーレートはそれぞれ6.0×10
-4及び3.5×10-4と大きい。
の一例を示す。図17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、101
B上にスパッタ法により形成されたFe−Ga−Si−
Ru系軟磁性層102、103の間にギャップ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105、106が充填され、これによって
トラック幅が例えば約4μm幅に規制されている。10
7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0.20μm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Bs が14.5kGの
Fe−Ga−Si−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。
用いることにより、1.25μm2/bit以下の記録
密度が実現される。すなわち、上述のように、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1.25μm2 /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。本出願人は、1988年に8mm幅
のME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を試作したが、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、5ldBのC/Nが得
られた。そして、そのシステムのビット・エラーレート
は4×10-5であった。この発明の実施例のように、5
μm幅のトラックを使用すると、同一の仕様で約44d
BのC/Nしか得られず画質が劣化することになる。こ
の7dBのC/Nの劣化分を補うために、上述したこの
発明の実施例の構成が用いられることになる。
と磁気ヘッドと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
シングの量はテープの平坦度に依存することも知られて
いる。また、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、MEテープの場合は、ベースそのも
のの表面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さを極力小に選定
することによりC/Nが1dB上昇するという実験結果
が得られた。また、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
れた磁気テープに対して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4
dB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ット毎の復号
に対して3dBの上昇が得られることが確認された。以
上により、全体として7dBのC/N劣化分を補うこと
ができ、1.25μm2 /bitの記録密度で1988
年の試作機と同等のビット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
の前の段階のビットエラーレートが10-4以下であるこ
とが必要なのは、20%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。
データの記録密度を1μm2 /bit程度に高くし、か
つ磁気記録媒体の幅を狭くしても、再生時に磁気ヘッド
が各トラックを正確にトレースすることができ、これに
よって磁気記録媒体に記録されたディジタル画像信号の
再生出力のエラー訂正を行う前のビットエラーレートを
1×10-4以下に低減することができる。
おける信号処理部の記録側の構成を示すブロック図であ
る。
ある。
略線図である。
る略線図である。
る。
ック図である。
ク図である。
る。
面図である。
説明するための略線図である。
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 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してブロック
化し、該ブロック化されたデータをブロック単位に圧縮
符号化し、該圧縮符号化されたデータをチャンネル符号
化し、該チャンネル符号化されたデータを回転ドラムに
装着された磁気ヘッドにより磁気記録媒体に記録するよ
うにしたディジタル画像信号の磁気記録方法において、 上記磁気記録媒体は非磁性支持体上に金属磁性薄膜から
なる磁性層を形成してなり、 上記磁性層の残留磁束密度と厚さと抗磁力との積からな
るエネルギー積は100G・cm・Oe以上であり、 上記磁気記録媒体の横方向の熱収縮率に対する上記磁気
記録媒体の縦方向の熱収縮率の比は0.8〜1.2であ
り、かつ上記横方向の熱収縮率及び上記縦方向の熱収縮
率はそれぞれ1.0%以下であることを特徴とするディ
ジタル画像信号の磁気記録方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08320891A JP3203005B2 (ja) | 1991-03-23 | 1991-03-23 | ディジタル画像信号の磁気記録方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08320891A JP3203005B2 (ja) | 1991-03-23 | 1991-03-23 | ディジタル画像信号の磁気記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0660311A true JPH0660311A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3203005B2 JP3203005B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=13795907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08320891A Expired - Lifetime JP3203005B2 (ja) | 1991-03-23 | 1991-03-23 | ディジタル画像信号の磁気記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3203005B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-23 JP JP08320891A patent/JP3203005B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3203005B2 (ja) | 2001-08-27 |
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