JPH0752935B2

JPH0752935B2 - 可変速再生方法及び装置

Info

Publication number: JPH0752935B2
Application number: JP61050595A
Authority: JP
Inventors: 守金子; 守司泉田; 誠一三田; 信数土居; 章斎藤; 哲也天野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-03-10
Filing date: 1986-03-10
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS62208770A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、１フィールド（１画面）のテレビジョン信号
を複数のトラックに分割して記録・再生する装置におい
て、特に記録状態と異なるモードで信号を再生する場合
における再生方法および装置に関するものである。

〔従来の技術〕

テレビジョン映像信号を記録・再生する装置としては、
例えばビデオテープレコーダ（以下、VTRと記す）があ
る。

従来から用いられているアナログVTRにおいては、第３
図に示すように、１フィールドのテレビジョン映像信号
が１トラック（以下、セグメントと記す）に記録されて
いる（例えば、特開昭55−150682号に記載）。

上記のごときVTRの再生においては、記録速度と同等の
速度で再生するいわゆる正常モードの再生の他に、記録
速度と異なる速度で再生する可変再生がある。

正常モードの再生の場合には、第３図に示すようにヘッ
ド軌跡はＡ→Ｂ→Ｃとなり、記録セグメント１→２→３
を再生し、４→５→６と順番に再生する。

しかし、可変速再生の一種である高速モードの再生の場
合には、ヘッド軌跡は例えば第３図のＸ→Ｙとなり、記
録セグメント１、２、３の一部と４、５、６の一部のみ
を再生する。

このため、第４図に示すように、画面の横方向にノイズ
バーが発生する。

このノイズバーが画面上で固定していないと非常に見苦
しいため、アナログVTRにおいては、上記のノイズバー
を再生画面上に固定するために、再生ヘッドを装着した
シリンダの回転数とコントロール信号とを同期させるよ
うにテープ送りスピードを制御している。

なお、コントロール信号とは、トラック位置を示す信号
であり、磁気テープの長手方向に設けられたコントロー
ルトラックに例えばシリンダが１回転する度に１個のパ
ルスとして記録されたものである。

また、上記のノイズバーを取り除くためには、圧電素子
を用いた可動ヘッド等を使用する必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

最近、テレビジョン信号をディジタル信号に変換して記
録・再生するディジタルVTRが開発されている。

この装置においては、フレームメモリを利用することに
より、ノイズバーのない画像を再生することができると
いう利点がある。

しかし、この装置では、アナログVTRに較べて高速、大
容量のデータを記録しなければならないので、現在の記
録密度では１フィールド分の情報を１セグメントに記録
することは非常に困難である。このため、１フィールド
のデータを複数のセグメントに分割して記録する方法が
採用されている。

上記のように１フィールドのデータを複数のセグメント
に分割しているときに、記録時と異なるスピードで再生
した場合には、次のような問題が生じる。

例えば、第５図に示すように１フィールドの画像の３つ
のセグメントＤ、Ｅ、Ｆに分割し、Ｄの情報を第３図の
セグメント１に、Ｅの情報をセグメント２に、Ｆの情報
をセグメント３に記録した場合には、例えば３倍速の高
速モードで再生すると、ヘッド軌跡は第３図のＸ→Ｙと
なり、再生される部分はセグメント１の前部、セグメン
ト２の中央部、セグメント３の後部、セグメント４の前
部、セグメント５の中央部、セグメント６の後部とな
る。

ところが、第３図のセグメント１と４、２と５、３と６
はそれぞれ１フィールドだけ異なった画像であり、すな
わちこれらは同一画像位置であるため、再生される信号
は画面上の一部分のみとなる。

そのため、第６図に示すように、全画面のうちの一部分
しか再生できなくなってしまうという問題がある。

また、データをシャフリングする方式（例えば特開昭57
−164408号に記載）においても、前記の再生速度の場合
には同一画面（画素）位置の画像データしか取り込むこ
とができないので、再生画質が悪化するという問題があ
る。

本発明の目的は、１フィールドのテレビジョン映像信号
が数トラック分割して記録されている場合の可変速再生
においても良好な画像を得ることのできる再生方法およ
び装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、テープ送り速度を制御してシリンダ回転
位相とテープから再生させるコントロール信号（CTL）
を非同期化することによって達成することができる。

すなわち、上記のように非同期化することにより、短い
周期で全画面を構成し、良好な可変速再生を行なうもの
である。

〔作用〕

まず、テープ上の記録トラックと再生ヘッド軌跡につい
て詳細に説明する。

可変速再生モードにおけるトラック軌跡を視覚的に表現
し、解析を簡易化する方法の一つとして「トラックパタ
ーン座標法」（横堀、岡本、五十嵐“VTRトラックパタ
ーンの一解析法”テレビジョン学会、1980年全国大会、
７−17に記載）がある。

上記のトラックパターン座標法は、記録トラックのパタ
ーンを平面状に並べ、繰返し配置することにより、走行
するテープを固定した静止座標系として扱うものであ
り、テープおよびヘッドの運動を１本の軌跡として形成
し、ヘッド幅を考慮して連続したトラックパターを得る
方法である。

このトラックパターンは種々の条件下におけるビデオヘ
ッドの軌跡を表現しており、この上に再生ヘッド軌跡を
描き、この図面上で方程式をたて、それを解くことによ
り、再生信号エンブロープを時間の関数として簡単に求
めることができる。

以下、上記の方法によって可変再生における再生可能な
画面の割合を計算する。

例えば、第５図に示すように、テレビジョン画面を３つ
のセグメントに分割し、ガードバンドを設けて記録した
とする。

このとき、第３図の記録セグメント１〜６をトラックパ
ターン座標法によって表現すると、第７図の１〜６とな
る。

第７図の横軸は時間を表わし、縦軸は正常再生時のテー
プ移動量と各モードでの再生時のテープ移動量の差を表
わす。

また、この図はトラックピッチT_P、トラック幅T_W、ヘッ
ド幅H_Wの関係も示している。また、図のＱおよびＲはテ
ープ送り速度が通常再生時の2.5倍のときのヘッド下端
の軌跡Ｑと、ヘッド上端の軌跡Ｒを示している。

また、Ｓはシリンダドラムが半回転する時間、すなわち
１トラックの時間を示し、例えばNTSC方式のテレビジョ
ン信号の１フィールドの画面を３つのセグメントに分割
して記録している場合には約5.55msである。

１フィールドの画面が３つのセグメントに分割されてい
るときは、第７図の１と４、２と５、３と６はそれぞれ
画面の同一位置となる。

従って、第７図で表わされているヘッドの下端の軌跡Ｑ
は、第８図の最初のブロック、すなわち第１フィールド
画面に重ねて合わせて表現することができる。

第８図のヘッド下端の軌跡Ｑの線分ａはａ′にたたみ込
まれ、同様にｂはｂ′に、ｃはｃ′に、ｄはｄ′に、ｅ
はｅ′に、ｆはｆ′にたたみ込まれる。

ここで、最大エンベロープの70％以上が再生可能とする
とき、再生可能な部分をトラックパターン上で表わす
と、第９図のハッチングされた部分になる。この場合の
ａ′〜ｆ′はヘッド下端の軌跡であり、ａ″〜ｆ″はヘ
ッド上端の軌跡である。

再生速度が通常速度の2.5倍のときにおける再生可能な
部分をテレビジョン画面の構成で表わすと、第10図に示
すように、画面全体に80〜90％を再現することができ
る。

これに対して、前記のごとき３倍速の再生では、画面全
体の10〜20％程度しか再現できない。

上記のように１フィールドのテレビジョン画面を複数セ
グメントで構成するときには、再生速度によって再生可
能な部分およびその面積が異なってくる。

第11図（Ａ）および（Ｂ）は、再生時間を２フィールド
（33.3msec）に限定したときにおける画面実現率（再生
可能な画面の面積÷全画面の面積と100％）を示す図で
ある。

なお、第11図の値はセグメント数が３、トラックピッチ
T_Pが40μｍ、トラック幅T_Wが20μｍ、ヘッド幅H_Wが25μ
ｍの場合についての値である。

第11図から判るように、再生速度が記録速度の整数倍、
３の倍数、1.5の倍数のときに画面表現率が著しく劣化
する。

すなわち（１フィールドを記録するセグメント数/1）の
倍数、（１フィールドを記録するセグメント数/2）の倍
数、（１フィールドを記録するセグメント数/3）の倍数
を再生速度とした場合に画面実現率が著しく悪くなる。

ここで、可変速再生時のテープ送り速度Ｖを下記（１）
式で表わす。

Ｖ＝V₀×Tr×N/M ……（１）ただし、V₀は記録時のテープ送り速度、Trは１フィール
ドのセグメント数、Ｎは０を除く整数、Ｍは１以上の整
数であり、Ｖ＝V₀は除く。

そして、再生時間を限定しないときの画面実現率Ｇと上
記の整数Ｍとの間には近似的にＧ＝Ｍ×G₁ ……（２）が成り立つ。

ただし、G₁は第５図で示した状態（Ｍ＝１、Ｎ＝１）に
おける画面実現率であり、そのときのテープ送り速度Ｖ
＝V₀×Trである。

上記の（２）式から判るように、画面実現率Ｇが100％
に満たない条件は、Ｍが1/G₁未満のときである。例え
ば、１フィールドのセグメント数が３で、Ｍ＝1,N＝１
におけるテープ送り速度（Ｖ＝V₀×Tr）のときの画面実
現率G₁が20％である場合は、前記（１）式のＭが１以上
５未満の整数のとなる。そして、（3/1）の倍数、（3/
2）の倍数、（3/3）の倍数、（3/4）の倍数となるテー
プ送り速度の場合に画面実現率が悪くなる。

画面実現率を向上させるには、上記のように画面実現率
が悪くなるテープ送り速度において、シリンダ回転位相
とトラックの位置を示すコントロール信号（CTL）を非
同期化すればよい。

正常な再生動作においては、シリンダの回転は磁気テー
プから再生したコントロール信号（CTL信号）と位相同
期するように制御されている。また、磁気テープの走行
速度はCTL信号と磁気記録再生装置に入力されているテ
レビジョン信号の同期信号との位相関係が同期するよう
に制御されている。したがって非同期化するということ
は、これらの同期制御のうち、一部或いは全部を止める
ことである。

このように非同期化すると、シリンダの回転と磁気テー
プ走行との位相関係は正確には保たれなくなる。すなわ
ち、シリンダの回転速度と磁気テープの走行速度とは、
基本的にはシステムコントロール回路１からの制御信号
によって対応関係が保たれるように制御されているが、
上記の同期制御を解除すること、言い換えればシリンダ
の回転位相と磁気テープから再生したCTL信号などのコ
ントロール信号が非同期化されることによって、位相に
はずれを生じる。

例えば３倍速のテープ速度においては、常に正規の固定
的な３倍速が実現されるのではなく、ゆっくりした位相
のずれが発生する。すなわち、瞬間的な速度は3.01倍と
か2.99倍とかのように僅かに変動しており、平均的に３
倍速になっていることを意味する。

このように非同期化した３倍速で、シリンダ回転位相と
テープ速度に依存するトラック位置とに位相差を生じ、
その位相差が画面における再生位置の差となる。例え
ば、３倍速において、シリンダの回転位相と磁気テープ
のトラック位相とが１秒間に360度変わるということ
は、１秒間に１画面の全ての場所を走査することにな
る。

位相同期して2.5倍速の場合は、８回転でほぼ全ての画
面を走査するので、全画面走査の時間は5.5msec×８＝4
4msecとなる。これに対して、非同期の場合には、前記
のように１秒であり、全画面走査に必要となる時間は長
くなり、かつ必ずしも一定しない、等の問題はある。し
かし、位相同期した３倍速では、20％程度（第11図参
照）のしか更新しないので、この場合に比べれば非同期
化した場合の画質向上は明白である。

なお、この非同期化方法を画面実現率の良好なテープ送
り速度の際に適用しても、さらに実現率が向上するだけ
であって、特に問題を生じることがないのは当然であ
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例図であり、VTRのシリンダお
よびキャプスタンのサーボ系の基本ブロック図を示す。

第１図の装置は、大別すると再生、記録、早送り、スロ
ー等の各モードにおける制御信号を発生するシステムコ
ントロール回路１、シリンダの回路速度位相を制御する
シリンダ制御回路２、およびテープ送り速度と位相を制
御するキャプスタン制御回路４から成る。

システムコントロール回路１は、再生、記録、早送り、
スロー等の各モードを表わすモード信号に６によって制
御信号７および10を発生し、各モードにおけるシリンダ
制御回路２とキャプスタン制御回路４を制御する。

シリンダ制御回路２は、制御信号７によって各モードを
判別し、シリンダの回転を表わすDTP信号９とビデオ信
号または発振器から与えられたVD信号16とを比較するこ
とにより、シリンダモータ制御電圧８を発生し、それに
よってシリンダモータ３の回転速度および位相を制御す
る。

キャプスタン制御回路４は、制御信号10によってモード
を判別し、キャプスタンの回転を表わすCFG信号12によ
って速度検出を行ない、各モードにおけるキャプスタン
モード５の回転速度を制御する。

また、同時にキャプスタン制御回路４は、テープ送りの
速度および位相を制御するため、記録モードのときには
VD信号16からCTL信号13（コントロール信号）を発生さ
せ、これをCTLヘッド14で磁気テープ15に記録する。

そして、再生モードのときにはCTLヘッド14で読み出し
たCTL信号13と基準信号とを比較することによってキャ
プスタンモータ制御電圧11を発生し、これによってキャ
プスタンモータ５の回転速度および位相を制御する。

次に、本発明におけるキャプスタン制御回路４の詳細な
ブロック図を第２図に示す。

第２図の回路は、基準信号発生回路20、位相制御回路2
1、分周回路22、周波数発電機23、加算器27およびスイ
ッチ28から成る。

以下、再生時におけるテープ送り速度の制御を詳しく説
明する。

システムコントロール回路１は、各モードにおける制御
信号10を発生し、位相制御回路21と分周回路22を制御す
る。

位相制御回路21は、基準信号発生回路20で作り出した基
準信号24と、CTL信号13または基準信号24とを比較する
ことによって、位相誤差電圧25を発生する。

なお、上記のCTL信号13と基準信号24との切換えは、各
モードに応じてスイッチ28で切換えられる。

分周回路22は、制御信号10によって分周比を可変し、各
モードに応じてCFG信号12を可変分周する。

さらにその分周された信号を周波数発電器23によって電
圧に変換し、速度誤差電圧26を発生する。

そして、位相誤差電圧25と速度誤差電圧26とを加算器27
で加算し、キャプスタンモータ制御電圧11としてキャプ
スタンモード５に与え、各モードにおるけるテープ送り
速度と位相を制御する。

前記のごとく、可変速再生時のテープ送り速度Ｖが記録
時のテープ送り速度の（１フィールドを記録するセグメ
ント数/1）の倍数、（１フィールドを記録するセグメン
ト数/2）の倍数、（１フィールドを記録するセグメント
数/3）の倍数のときに画面現実率が悪くなり、再生でき
ない部分が発生する。

したがって、可変速再生時すなわち記録速度と再生速度
が異なる場合には、スイッチ28を接点30側に切り換え
る。それにより、CTLヘッド14からのCTL信号13が入力さ
れなくなるので、CTL信13とは無関係に、基準信号発生
回路20から与えられる基準信号に相当した所定速度とな
るようにテープ送り速度が制御される。このようにCTL
信号とテープ送り速度とを無関係にする、すなわち記録
トラックの位置と磁気テープ速度との位相関係を非同期
化することにより、シリンダの回転と記録トラックの位
置関係が非同期化され、１画面の全ての場所を走査する
ことになり、全画面を再生することが出来る。

また、上記の速度以外の場合でもテープ送りに位相差を
生じさせてもかまわない。

本実施例によれば、各モードおよびテープ送り速度に応
じてスイッチ28を切換えさせることにより、良好な可変
速再生を行なうことができる。

また、回路が簡単なので実現が容易であり、回路規模が
小さく、経済的にも有利である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、テレビジョン画面において再生されな
い部分が発生するような再生速度においても良好な可変
速再生画像を得ることができる。

また、前記のように再生速度を避けることによっても良
好な可変速再生画像を得ることができる。

なお、コンポーネント方式やデータをシャフリングする
方式の場合でも本発明を適用できることは勿論である。

また、本発明によれば、簡単な回路および方法で画質の
よい良好な可変速再生を可能とすることができ、かつ回
路が簡単なので経済的に有利である、等の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の構成を示すブロック
図、第２図は本発明の一実施例におけるキャプスタンの
サーボ系を示すブロック図、第３図は磁気テープ上にト
ラックを読み出す場合における正常モードと高速モード
とを示す図、第４図は１フィールド信号が１セグメント
に記録されている場合におけるテレビジョン再生画面を
示す図、第５図は１フィールド画面のセグメントの分割
を示す図、第６図はテレビジョン再生画面を示す図、第
７図はヘッド軌跡とトラックを示す図、第８図は最初の
ブロックに重ね合せたヘッド軌跡とトラックを示す図、
第９図は再生可能な部分を示す図、第10図はテレビジョ
ン再生画面を示す図、第11図（Ａ）、（Ｂ）は再生速度
と画面実現率との関係を示す図である。＜符号の説明＞１……システムコントロール回路２……シリンダ制御回路、３……シリンダモータ４……キャプスタン制御回路５……キャプスタンモータ６……モード信号７、10……制御信号、８……シリンダモータ制御電圧９……DTP信号 11……キャプスタンモータ制御電圧 12……CFG信号、13……CTL信号 14……CTLヘッド、15……磁気テープ 20……基準信号発生回路、21……位相制御回路 22……分周回路、23……周波数発電器 24……基準信号、25……位相誤差電圧 26……速度誤差電圧、27……加算器 28……スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三田誠一東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者土居信数東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者斎藤章茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日立製作所東海工場内 (72)発明者天野哲也神奈川県横浜市戸塚区吉田292番地日立ビデオエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テレビジョン信号の１フイールドの信号を
２以上のブロックに分割し、シリンダに装着された回転
ヘッドによってそれぞれのブロックを磁気テープの長手
方向に対して一定角度傾斜したトラックとして記録再生
し、かつ再生時おける上記シリンダの回転位相と上記磁
気テープとの同期をとるために上記磁気テープの長手方
向にコントール信号を記録再生する磁気記録再生装置に
おいて、再生時に記録時とは異なる所定速度で上記磁気テープを
走行させ、かつそれに対応した所定速度で上記シリンダ
を回転させる場合には、上記磁気テープから再生した上
記コントロール信号とは無関係に、予め定められた上記
所定速度で上記磁器テープを走行させるように制御する
こにより、上記シリンダの回転位相と上記磁器テープか
ら再生したコントロール信号の位相とを非同期化するこ
とを特徴とする可変速再生方法。
【請求項２】テレビジョン信号の１フイールドの信号を
２以上のブロックに分割し、シリンダに装着された回転
ヘッドによってそれぞれのブロックを磁気テープの長手
方向に対して一定角度傾斜したトラックとして記録再生
し、かつ再生時における上記シリンダの回転位相と上記
磁気テープとの同期をとるために上記磁気テープの長手
方向にコントール信号を記録再生する磁気記録再生装置
において、上記磁器テープからコントロール信号を再生する第１の
手段と、再生時の磁器テープ走行速度が記録時と同じ場合は上記
シリンダの回転位相と上記第１の手段で再生したコント
ロール信号の位相とを同期させるように上記磁気テープ
の走行速度を制御する信号を発生し、再生時の磁気テー
プ走行速度が記録時と異なる所定速度の場合は、上記磁
気テープから再生したコントロール信号とは無関係に、
予め定められた上記所定速度で上記磁気テープを走行さ
せるように上記磁気テープの走行速度を制御する信号を
発生する第２の手段とを備え、上記信号に応じて上記磁
気テープの走行速度を制御する可変再生装置。