JPS5941636B2 - カラ−映像信号記録再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー映像信号を記録再生するための装置に関
するものであり、特に記録周波数帯域が少なくて済むよ
うに輝度信号と色信号を帯域共有させて記録再生するカ
ラー映像信号記録再生方法を提供するものである。

現在、一般に広く用いられている簡易形カラービデオテ
ープレコーダ（以下単にＶＴＲという）においては、た
とえば輝度信号が記録可能な帯域の高域側を占めるよう
な周波数変調信号に変換され（以下ＦＭ輝度信号と呼ぶ
）、搬送色信号はＦＭ輝度信号の低域側に周波数変換さ
れ、周波数多重信号として磁気テープに記録される。

そして、再生時には再生された周波数多重信号からＦＭ
輝度信号と低域変換された搬送色信号とが淵波器により
分離され、ＦＭ輝度信号から輝度信号が復調されるとと
もに低域変換された搬送色信号がもとの周波数帯に周波
数変換される。このような記録方法においては、第１図
ａに示されるように記録再生のために必要な帯域がかな
り広くなりＴＲが高価となる一因となつていた。また、
上述した簡易形ＶＴＲの記録方法では、輝度信号と搬送
色信号がともにアナログ量として記録されるため、磁気
ヘツドと磁気テープによる電磁変換系の雑音や非直線ひ
ずみの影響、さらにテープ走行系による時間軸変動の影
響を受け易いことは周知の通りである。

この影響は特に色信号に対して厳しく、電磁変換系にお
ける非直線ひずみの影響によるモアレを軽減するには色
信号の記録レベルを小さくする必要があり、この場合Ｓ
／Ｎが十分得られない。また時間軸変動の影響に対して
は再生される搬送色信号の位相が変動し、色むらを生じ
る。これを防止するには高価な自動位相制御回路．ＡＰ
Ｃを必要とするなどの欠点があつた本発明による記録再
生方法はこれらの欠点を除去することができるものであ
り、輝度信号と色信号を帯域共有させて記録できるため
ＴＲの必要帯域は第１図ｂに示すように従来のものに比
較して狭くて済み、また、色信号を符号化して記録する
ため記録一再生系で生じる雑音や振幅変動の影響は本質
的に受けにくく、さらに符号化されたパルス列の記録に
おいて記録するパルス振幅は一定でよく、あまり大きな
ものを必要としないから輝度信号との混変調によるモア
レの発生も問題にならない程度に小さくでき、また色信
号はデジタル記録再生されるため再生側に一時記憶回路
を設けることにより時間軸変動の影響を容易に取り除く
ことができるなどの多くの特長を有するものである。

以下、本発明のカラー映像信号記録再生方法についてそ
の詳細を図面とともに説明する。第２図は本発明の原理
を示す基本構成図である。

入力端子１に与えられたカラー映像信号は分離器２で輝
度信号と色信号に分離され、輝度信号は周波数変調器（
以下ＦＭ変調器という）３を経て合成器５に至る。一方
、色信号は符号変調器４を経て合成器５に至る。合成器
５の出力は磁気ヘツド７に結合される。これら分離器２
、ＦＭ変調器３、符号変調器４、および合成器５は記録
系６を構成し、破線枠で囲んで示されている。磁気ヘツ
ド７１の出力は識別器８に至るとともに相殺器９にも入
り、相殺器９には識別器８の出力が結合される。相殺器
９の出力はＦＭ復調器１０を経て合成器１２に至る。一
方、識別器８の出力は復合器１１を経て混合器１２に至
る。合成器１２の出力は出力端子１４に結合される。こ
こで識別器８、相殺器９、ＦＭ復調器１０、復号器１１
および混合器１２は再生系１３を構成し、破線枠で囲ん
で示されている。第２図の構成における動作について説
明する。

入力端子１には輝度信号と色度信号で変調された搬送色
信号を含むカラー映像信号が印加される。このカラー映
像信号は分離器２により輝度信号と色信号に分離される
。分離された輝度信号はＦＭ変調器３でＦＭ変調を受け
て合成器５に与えられ、色信号はＩ，Ｑ信号へ復調した
り搬送色信号の低域変換を行なつたりして符号変調が可
能な信号に変換してから符号変調器４で符号化される。
符号化はアナログ信号を符号変調ＰＣＭし、パルス符号
列に変換するものであり、直線ＰＣＭや差分ＰＣＭ、デ
ルタ変調などが用いられる。符号変調器４によつてデジ
タルパルス列に変換された色信号は合成器５でＦＭされ
た輝度信号に重畳される。この時、ＦＭ輝度信号のスペ
クトルは第１図ｂに示すように、記録再生が可能な低域
限界まで分布するようＦＭデビエーシヨンを設定し、デ
ジタル化された色信号のスペクトルはＦＭ輝度信号の低
域側に帯域共有の形で分布させる。色信号は符号変調し
て占有帯域１．５ＭＨｚ程度のデジタル信号に変換し得
るので、例えば帯域３ＭＨｚの輝度信号をＦＭデビエー
シヨン１．５ＭＨｚでＦＭしたＦＭ輝度信号の下側帯波
の低域部分１．５Ｍ［−１ｚが帯域共有部分である。周
知にように輝度信号の周波数スペクトル包絡線は６ｄＢ
／０ＣＴの高域減衰形で近似できるため、ＦＭ輝度信号
スペクトルはデジタル化色信号との帯域共有部分におい
て非常に小さい（シンクテツプ周波数に対して−４０ｄ
Ｂ以下）。そこでデジタル化色信号は再生系でデジタル
信号としての識別が可能であればよく、その重畳レベル
はＦＭ輝度信号スペクトルに対し１５ｄＢ程度大きいレ
ベルであれば符号誤り率は許容範囲内に入る。いいかえ
れば、デジタル化色信号をＦＭ輝度信号の低域部分に帯
域共有させて重畳することにより、かなり低いレベルで
あつても再生系でその識別が可能である。このようにし
て記録系６においてＦＭ輝度信号とデジタル化色信号と
が重畳多重され、磁気ヘツド７により磁気テープに記録
される。再生系１３では磁気ヘツド７′より得られた重
畳信号は識別器８でデジタル信号の識別が行なわれる。

これは前述したように共有帯域ではデジタル色信号のレ
ベルがＦＭ輝度信号のレベルより十分大きいため例えば
低域沢波器を通して識別を行なえばよい。この識別され
たデジタル色信号は重畳信号が印刷されている相殺器９
に入り、重畳信号からデジタル色信号が相殺されＦＭ輝
度信号のみが残る。ここでデジタル色信号を除去するた
めにはデジタル色信号の印加レベルおよび時間調整が重
要であるがこれは相殺器９に含まれている。相殺器９の
出力にはＦＭ輝度信号が得られ、これはりミッタを含ん
だＦＭ復調器１０により輝度信号に復調される。一方、
識別器８により識別されたデジタル色信号は復号器１１
でアナログ量に復号される。復号器１１は一般にＤＡコ
ンバータと低域淵波器で構成され、与えられたパルス列
からアナログ信号を再生する。復号された色信号は復調
された輝度信号と混合器１２で混合され、もとのカラー
映像信号を出力端子１４に再生する。第２図の構成によ
るカラー映像信号の記録再生方法によれば、色信号のた
めの周波数帯域が不要となるため狭い帯域でカラー映像
信号が記録再生できコストダウンが可能となるし、逆に
従来と同じ帯域を使用するとすれば輝度信号の帯域を広
くとることができ解像度が大幅に向上する。また輝度信
号はＦＭ変調を受けて記録されるために再生系ではリミ
ツタ一の使用が可能であり、ある程度の雑音や振幅変動
の影響は除去できる。さらに色信号は振幅が一定なパル
ス列で記録、再生されるため、記録一再生系で生じる雑
音や振幅変動、非直線ひずみの影響はほとんど受けずに
、色信号を再生することができる。ジツタ一に対しては
再生されたパルス列の間隔が一定でなくなるという影響
を受けることになるが、再生系１３の復号器１１の前に
一時記憶回路を設けることにより、等時間間隔のパルス
列が再現できるため、色信号の位相変動による色むらを
容易に除去することができる。またデジタル化色信号の
ＦＭ輝度信号への重畳レベルは従来に比し小さいため電
磁変換系の非直線ひずみによるモアレ縞の発生もほとん
ど起らない。第３図は本発明の原理をヘリカルスキヤン
式回転ヘツドＶＴＲに応用した場合の一実施例を示す構
成図である。通常用いられているヘリカルスキヤン式回
転ヘツドＶＴＲは２個の回転ヘツドを１フイールド毎に
切り換えて使用されるが、第３図では説明を簡単にする
ため１個のヘツドのみを図示している。第２図と同じ働
きをするプロツクにつあては同番号を付して示している
。入力端子１に加えられたＮＴＳＣカラー映像信号は低
域淵波器１５、帯域淵波器１６により輝度信号と搬送色
信号とに分離される。

この輝度信号はＦＭ変調器３により低搬送波残留側波帯
ＦＭされた後、合成器５に加えられる。一方、帯域沢波
器１６により分離された搬送色信号の搬送周波数は３．
５８１Ｖ１１ｚであり、帯域は±５００ＫＨｚ程度であ
る。この搬送色信号は周波数変換器１７により、例えば
搬送周波数５００ＫＨｚに変換される。低域変換された
搬送色信号は符号化器１８により、例えば３ＭＢ／Ｓの
デジタルパルス列に符号化される。３ＭＢ／Ｓのデジタ
ルパルス列は、例えばＮＲＺ符号形式を用いれば１．５
ＭＨｚの周波数帯域で伝送できるため低域淵波器１９に
より帯域制限を受けた後、合成器５に加えられる。

合成器５はＦＭ変調された輝度信号と１．５ＭＨｚに帯
域制限されたデジタルパルスを重畳多重し、この信号は
記録増幅器２０で増幅されて記録ヘツド７に供給される
。したがつて重畳多重されたＦＭ輝度信号とデジタル搬
送色信号は磁気ヘツド７が磁気テープ２１を斜めに走査
することによつて記録される。再生系１３では再生ヘツ
ド７′に得られた重畳多重信号は再生増幅器２２で増幅
され、遅延回路２３によりデジタル色信号との時間差を
補正された後、差演算回路２７に加えられるとともに低
域沢波器２４にも与えられる。

低域済波器２４はデジタル信号とＦＭ輝度信号との共有
帯域を分離するものでこの実施例では遮断周波数１．５
ＭＨｚである。低域淵波器２４によりＦＭ輝度信号の大
勢力部分はほとんど減衰されるため、低域淵波器２４の
出力にはデジタル色信号とＦＭ輝度信号の低域部分のみ
が現われる。前述したようにＦＭ輝度信号の低域部のス
ペクトルはデジタル色信号に比し十分小さいので識別回
路２６と自己クロツク発生回路２５によりデジタル色信
号は識別され、記録系６において得たデジタルパルス列
が再生される。このデジタルパルスはＤＡコンバータ２
９と低域淵波器３０によりアナログ量である低域変換さ
れた色信号に復元され、周波数変換器３１によつて高域
に変換され、入力信号と同じ３．５８ＭＨｚの搬送色信
号が再生される。一方、識別回路２６の出力であるデジ
タルパルスは波形整形回路２８により、相殺に必要な波
形に整形され差演算回路２７に加えられる。差演算回路
２７は遅延回路２３の出力であるＦＭ輝度信号とデジタ
ル色信号との重畳信号から波形整形回路２８により整形
されたデジタル色信号を差し引くことによりデジタル色
信号を除去する働きをする。したがつて差演算回路の出
力にはＦＭ輝度信号のみが得られ、これはＦＭ復調器１
０によつて輝度信号に復調される。こうして得られた輝
度信号と搬送色信号は混合器１２で混合され、もとのＮ
ＴＳＣカラー映像信号を出力端子１４に再生する。第３
図の実施例の場合、第２図の原理的構成で述べた多くの
特徴を全て発輝できるため、カラーＴＲに利用すれば極
めて価値がある。

第４図は本発明における他の一実施例であり、第３図の
実施例に対し、さらに安定な動作が行なえるよう改善し
たものである。

第３図と構成の異なる部分についてのみ説明を加える。

記録系６において符号化器１８と低域沢波器１９との間
に符号変換器３２が接続されている。

搬送色信号は符号化器１８によつてデジタル信号に変換
されるが、このデジタル信号は通常、例えば、ＮＲｚ信
号であると伝送に必要な帯域は原理的には０Ｈｚからの
直流伝送が必要である（実際には直流遮断されてもある
程度の符号誤り率で伝送できる）。しかしながら回転ヘ
ツド形ＴＲでは多くの場合、回転ヘツドにはロータリト
ランスを介して信号の授受を行なうためＤＣから数＋Ｋ
Ｈｚまでの低域は伝送できない。

したがつて低域伝送の不要なデジタル信号伝送符号形式
を使用するのが望ましＧ）。このような符号形式として
例えば複極性符号がある。これは正、０負の三値を情報
としてもつパルスを用いるもので直流遮断に対して極め
て強い符号形式であるため、この実施例に非常に適した
ものであるといえる。したがつて符号変換器３２はデジ
タル色信号を複極性符号形式に変換する働きをする。符
号変換器３２と逆の働きをするものが再生系１３におけ
る識別回路の後に設けられた符号変換器３４である。

これは識別回路２６によつて再生された符号は複極性で
あるため、次のＤＡコンバータ２９を動作させるのに必
要なＮＲＺ符号こ戻すものである。再生系１３において
低域淵波器２４の後に設けられた等化器３３は、ＦＭ輝
度信号に重畳されたデジタル信号の識別をするに当り、
低域淵波器２４による帯域制限だけでは不十分な場合に
使用すれば効果があるもので、例えば遅延回路と加算゜
減算回路などで構成されるものであり、パルス波形の伝
送系で失なわれた成分を回復させ識別が容易となる波形
を得る働きをするものである。

第４図の実施例によれば、第３図の実施例に比較して、
デジタル信号の記録・再生において直流遮断の影響を受
けにくいという特徴とともにＦＭ輝度信号に重畳するデ
ジタル色信号の帯域が狭いのでＦＭ輝度信号へ及ぼす妨
害の程度は極めて小さいものとなる。以上詳述したよう
に本発明によるカラー映像信号記録再生方法は、カラー
映像信号を輝度信号と色信号に分離し、ＦＭした輝度信
号に符号変調した色信号を重畳して記録し、再生系では
重畳信号からデジタル色信号を識別して色信号を再生す
るとともに識別したデジタル色信号によつて重畳信号の
デジタル色信号成分を相殺し、ＦＭ復調して輝度信号を
再生することを特徴とするものであるため、輝度信号と
色信号を帯域共有させて記録でき、ＶＴＲに必要な帯域
を狭くすることができるとともに、色信号を符号化して
記録するためヘツド・テープの電磁変換系で生じる雑音
やひずみ、時間軸変動の影響を受けず、しかも輝度信号
と搬送色信号の混変調による妨害もほとんど受けない。

したがつて極めて良質なカラー画像を再生することがで
き、各種のカラー画像記録再生装置に用いればその効果
は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，ｂは本発明の説明に供する記録信号のスペク
トル分布図、第２図は本発明の原理を示す基本構成図、
第３図は本発明の一実施例を示す構成図、第４図は本発
明の他の一実施例を示す構成図である。 ２・・・・・・分離器、３・・・・・・ＦＭ変調器、４
・・・・・・符号変調器、５・・・・・・合成器、８・
・・・・・識別器、９・・・・・・相殺器、１０・・・
・・・ＦＭ復調器、１１・・・・・・復合器、１２・・
・・・・合成器、１７・・・・・・周波数変換器、１９
・・・・・・低域淵波器、２５・・・・・迫己クロツク
発生回路、２８・・・・・・波形整形器、２３・・・・
・・遅延回路、３１・・・・・・周波数変換器、３２・
・・・・・符号変換器、３３・・・・・・等化器、３４
・・・・・・符号変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録系にカラー映像信号を輝度信号と色信号とに分
   離し、この分離された輝度信号を周波数変調した信号に
   色信号を符号変調した信号を重畳するための重畳手段を
   有し、前記重畳手段によつて重畳された信号を記録し、
   再生系に前記重畳信号から符号変調された色信号を識別
   する識別手段と、前記重畳手段から符号変調された色信
   号を相殺するための相殺手段を有し、前記識別手段によ
   つて識別した信号により色信号を再生し、前記相殺手段
   によつて得た信号をＦＭ復調して輝度信号を再生するこ
   とを特徴とするカラー映像信号記録再生方法。 ２ 記録系における重畳手段は符号変調した色信号を周
   波数変調した輝度信号の低域側に帯域共有させて重畳し
   記録することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   カラー映像信号記録再生方法。 ３ 記録系における重畳手段は符号変調した色信号を低
   域濾波器を通して周波数変調した輝度信号に重畳し記録
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラ
   ー映像信号記録再生方法。 ４ 記録系において色信号を符号変調した信号は複極性
   符号に変換した後に周波数変調した輝度信号に重畳し記
   録することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカ
   ラー映像信号記録再生方法。 ５ 再生系における符号変調された色信号の識別手段は
   再生重畳信号を濾波器により帯域制限して色信号を再生
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラ
   ー映像信号記録再生方法。 ６ 再生系における符号変調された色信号の識別手段は
   再生重畳信号を濾波器により帯域制限し、かつ等化器を
   通して色信号を再生することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のカラー映像信号記録再生方法。 ７ 再生系における識別手段は再生された信号より発生
   させた自己クロックによるタイミングを与えて色信号を
   再生することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   カラー映像信号記録再生方法。 ８ 再生系における相殺手段は再生重畳信号と識別後の
   符号変調された色信号との差演算により輝度信号を再生
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラ
   ー映像信号記録再生方法。 ９ 再生系における相殺手段は再生重畳信号と識別後の
   符号変調された色信号を波形整形した信号との差演算に
   より輝度信号を再生することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のカラー映像信号記録再生方法。 １０ 記録系において搬送色信号を低域変換した信号を
   符号変調し、再生系においては高域変換して搬送色信号
   を再生することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のカラー映像信号記録再生方法。