JPS63256088A - ビデオ信号記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業−ヒの利用分野〉 本発明はビデオ信号の記録方法、特に広帯域のビデオ信
号を記録する装置に関する。

〈従来の技術〉 近年、現行のＮＴＳＣ方式等によるテレビジョン信号に
比し広帯域で、かつ現行のテレビジョン信号に対して互
換性を有する広帯域のテレビジョン信号、所謂Ｅｘｔｅ
ｎｄｅｄ　Ｄｉｆｉｎｉｔｉｏｎ方式（以下単にＥＤ方
式と称し、ＴｍＤ方式によるテレビジョン信号をＥＤＴ
Ｖ信号と称す）が提案されている。例えばこれは１９８
３年７月電気通信学会技研報告、Ｃ３８３−６１の吹抜
・平野氏による「完全交信性を有する高精細ＴＶ方式の
提案」等にて発表されている。

また、その具体的な伝送方式については、昭和５９年度
電気通信学会総合全国大会、５１４−１１，８１４−１
２の平野氏等による「完全交信性を有する高精細ＴＶ方
式の３次元信号処理」等で発表されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで上記のＦＤＴＶ信号を記録再生するＶＴ１’Ｌ
を想定した場合、記録信号の帯域を現行のテレビジョン
信号用のＶＴＲと同程度に抑えることができれば、ヘッ
ドと記録媒体間の相対速度を大きくすることなくＥＤＴ
ｖ信号が記録再生でき、これに伴って現行のテレビジョ
ン信号用のＶＴＲと同様のメカ構成を用い、ることかで
きる。更にはこれに伴って現行のテレビジョン信号も同
様に記録再生できる共用機が望まれる。

本発明は上述の背景下に於いて、記録信号の帯域を大幅
に拡げることなく広帯域のビデオ信号を記録することが
できるビデオ信号記録方法を提示することを目的として
いる。

〈問題点を解決するための手段〉 かかる目的下に於いて本発明のビデオ信号記録方法によ
れば、広帯域輝度信号を分割して得た高域輝度信号と低
域輝度信号及び搬送色信号を含むビデオ信号を記録する
装置であって、前記低域輝度信号をそのレベルの少なく
とも一部が対応する周波数が前記広帯域輝度信号の帯域
幅より高い周波数となる様ＦＭ変調し、前記高域輝度信
号と前記搬送色信号とが互いにスペクトラムが間挿する
様多重された信号を前記被ＦＭ変調低域輝度信号の低域
に多重して記録する構成としている。

〈作用〉 上述の如く構成することにより、画像として重要な情報
となる低域輝度信号は単独でその信号帯域が確保され、
かつ高域輝度信号と搬送色信号とを単一の信号として取
扱うことによって、記録信号としては低域輝度信号と搬
送色信号のみを記録する場合に比べ若干ＦＭ変調の搬送
波が高くなるのみであり、記録信号の大幅な広帯域化を
抑えることができだ。

〈実施例〉 以下本発明の一実施例としてのＶＴＲについて説明する
。

まず本実施例のＶＴＲが記録再生しようとするＩ’３Ｄ
ＴＶ信号について、その１つの伝送方法を例にとって説
明する。第３図はＥＤＴＶ信号の送信側の構成を示す図
、第４図は第３図の構成にて送信しようとするＥＤＴｖ
信号の各コンポーネント信号の帯域について説明するた
め９図、第５図は実際に送信されるＥＤＴＶ信号（以下
エンコープイドＥＤＴＶ信号と称す）の周波数アロケー
ションを示す図である。尚本実施例で取扱うＥＤＴＶ信
号の水平及び垂直走査周波数はＮＴＳＣ信号と同一であ
るものとする。

今、第３図の入力端子１には第４図（ａ）に示ス如きベ
ースバンドで６．３ＭＨ２の帯域を有する輝度信号Ｙが
入力される。また、色差信号工及びＱは第２図（ｂ）に
示す如く夫々１．５ＭＨ２，０，５ＭＨ２の帯域をもち
、夫々入力端子２．３に入力される。

このＩ、Ｑの両色差信号は直角二相変調回路５へ供給さ
れ、端子４より入力された周波数ｆｓｃＯ色副搬送波基
準信号及びこれを９０°位相シフト回路６により９０°
位相された信号により周知の如く直角二相変調され、搬
送色信号（クロマ信号）Ｃを得る。このクロマ信号Ｃは
、その両側帯波が夫々０．５ＭＨｚ程度になる様バンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）７により帯域制限され、後段の
加算器１５に供給される。

他方輝度信号Ｙは４．２　ＭＨｚ以上の信号のみを通過
させるバイパスフィルタ（ＨＰＦ）８に供給され、その
高域成分ＹＨのみを抽出して減算器９に入力する。これ
により減算器９からは輝度信号Ｙの低域成分ＹＬのみが
得られる。

前出の色副搬送波基準信号は、係数回路１０にてその振
幅を例えば０．６倍とされる。そしてこの信号と、該信
号を位相反転器１１にて反転した信号とはスイッチＳＷ
にて１フイ一ルド期間毎に交互に乗算器１３に供給され
る。

１２は１フイ一ルド期間毎に反転する１フレ一ム周期の
矩形波が入力される端子で、この矩形波によシスイッチ
ＳＷが制御される。

乗算器１３では高域輝度信号ＹＨを色副搬送波に対して
１フイールド毎に位相が反転する搬送波μ０を用いて、
搬送高域輝度信号ＹＨ′を形成する。この搬送高域輝度
信号ＹＨ′は後述の如くクロマ信号Ｃに対して３０　Ｈ
ｚシフトしたスペクトラムを有することにな９、ローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）１４により、該信号ＹＨ′は４．
２ＭＨ２以下の帯域に制限された後前述のクロマ信号Ｃ
と加算器１５にて混合される。

この加算器１５ｉＣで混合された信号は時空間フィルタ
１１１７を介して加算器１８に供給され、時空間フィル
タ＋１６を介した低域輝度信号ＹＬと混合され、第５図
に示す周波数アロケーションのエンコープイドＥＤＴ■
信号として端子１９から伝送路へ出力される。

ここでこのエンコープイドＢＤＴＶ信号のスペクトラム
配置について第７図（Ａ）〜（Ｃ）。

第８図（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。

第７図（Ａ）〜（Ｃ）はエンコープイド１”：ＤＴＶ信
号のスペクトル分布を１次元表示した図、第８図（Ａ）
〜（Ｄ）はこれを３次元表示した図である。

第７図（Ａ）に示す様にＹＬとＣ＋ＹＨ’は互いに水平
走査周波数（ｆ）りについて周波数インターリーブした
関係となる。これは色副搬送波ｆ’ｓｃの周波数がｆＨ
に対して、ｆ　５ｃ＝３ＡｆＨ（２ｎ（）なる関係（ｎ
は自然数）を有することに因る。

第７図（Ａ）をＣとＹＬについて拡大したものが第７図
（Ｂ）である。フレーム周波数ｆＨ（＝３０Ｈ２）に対
してｒＨはｆＨ＝ｆｐ　（２ｍ　ｌ　）の関係（ｍは自
然数）があるので、ｆｓｃ＝＝３ＡｆＦ（ｚｔ−ｔ）の
関係（１は自然数）となυ、ＹＬとＣとは％ｆＦシフト
した位置にスペクトラムを有し、垂直走査周波数ｆｙ（
−６０Ｈ２）についても周波数インターリーブした関係
にある。ところでＣは１フイールド毎に時間方向への相
関性を有するので、各ｆ１分の周波数°領域内のスペク
トラムのピークを中心に６０Ｈ２毎にスペクトラムが並
ぶことになる。ここで互いに隣接するｆＨ分の周波数領
域内のＣのスペクトラムのピークを中心に並んだ６０Ｈ
２毎のスペクトラムが、互いの帯域内には波及しないも
のと仮定すれば第７図（Ｂ）に示す３０Ｈｚ毎に並んだ
ＹＬのスペクトラムの間の３　Ｑ　Ｈｚの周波数領域内
に１つ置きにＣのスペクトラムが配置されることになる
。即ちＣのスペクトラムが配置されていない３０Ｈｚの
スペクトラム領域は従来空いていた。即ちこの空いてい
た３０Ｈｚのスペクトラム領域にＹＨ′が配される。こ
の様子を第７図（Ｃ）に示している。

第８図（Ａ）は上記スペクトラム配置を３次元で表現し
た場合のＣ及びＹＨ′の配置のみを示す図、第８図（Ｂ
）はＹＨ，ＹＩＩも含む立体を想定した時、これを時間
軸周波数方向から観た正面図、第８図（Ｃ）は上記想定
立体の水平方向周波数がＸなる平面（Ｘ）に於ける断面
図、第８図（Ｄ）は上記想定立体の水平方向周波数がｙ
なる平面（Ｙ）に於ける断面図である。尚第８図（Ａ）
〜（Ｄ）に於いてμは画面の水平方向についての周波数
、νは画面の垂直方向についての周波数、ｆは時間軸方
向の周波数を夫々示している。

従って第３図に於ける時空間フィルタ１１６のＦ波頭域
は第６図（Ａ）の斜線部の如くなる。

第６図（Ａ）に於いて縦軸は画面の垂直方向への周波数
、横軸は時間軸方向への周波数である。また時空間フィ
ルタ１１１７のｐ波頭域は第６図（Ｂ）の斜線部の如く
なる。これらの時空間フィルタは周知の如く１水平走査
期間遅延線や１フレーム遅延器を用いて形成される。

このエンコープイドＥＤＴｖ信号の１次元（水平方向）
周波数はＹＬがＯ〜４　、２　ＭＨｚ　、　ＹＨ’は２
．１〜４．２　ＭＢ２　％Ｃは３．５８　ＭＨｚを中心
、にＩＭＨ２の帯域幅を持つ。

次に、このエンコープイドＨＤＴＶ信号を受信し、再び
元のコンポーネント信号を形成する受信側の構成を第９
図に示す。伝送路を経て端子２０に入力されたエンコー
プイドＥＤＴＶ信号は第３図の時空間フィルタ１１１７
と同様の時空間フィルタｆｉ　２１（このＦ波頭域を第
１０図（Ａ）の斜線部に示す）に供給され（Ｃ＋ＹＨ′
）成分が分離される。他方、この分離された（ｃ＋ｙＨ
’）成分をエンコープイドＦＤＴＶ信号から減算器２２
で減算することによりＹＬ酸成分得る。（Ｃ十ＹＨ’　
）成分は更に第１０図（Ｂ）の斜線部に示す如きＦ波帯
域を有する時空間フィルタ璽２３に入力されＣ成分のみ
が分離される。そして更にとのＣ成分を（Ｃ＋ＹＨ’）
成分から減算器２４で分離してｙＨ１成分を得る。′ こうして得た搬送色信号Ｃは直角二相復調回路２５にて
、回路２６によ多発生した周波数ｆｓｃのデコード用基
準信号及びこれを９００位相シフト回路２７で９０°移
相した信号でデコードし、前述のＩ、Ｑの両色差信号を
得る。

他方搬送高域輝度信号ＹＨ′は乗算器３１に供給され元
の高域輝度信号ＹＨに変換される。この乗算器３１にて
乗算する信号は係数器２８、位相反転器２９．スイッチ
ＳＷ′より出力される１フイールド毎に位相反転する周
波数ｆＢＣの信号である。

乗算器３１より得たＹＨはノ蔦イパスフィルタ（ＨＰＦ
）３２で４．２ＭＨｚ以下の成分を除去された後加算器
３３でＹＬと混合され、再び広帯域輝度信号Ｙを得る。

第１図は上述の如き伝送信号を仮定した本発明の一実施
例としてのＶＴＲの概略構成を示す図である。

入力端子３４に前述のエンコープイドＥＤＴＶ信号が入
力されると、前述第１０図（Ａ）に示す如きＦ波領域を
有する時空間フィルタ［１３５により（ｙＨ’＋Ｃ）成
分が分離され、更にこの（ｙＨ’＋ｃ）成分をエンコー
プイドＥＤＴＶ信号から減算器３６にて減算することに
より　ＹＬ酸成分得る。このＹＬ酸成分自動利得制御回
路（ＡＧＣ）３７を介してＦＭ変調回路３８に入力され
る。

ＦＭ変調回路では、例えばシンクチップが６．１　Ｍ）
（ｚ　、ホワイトピークが７．１ＭＨｚとなる様ＹＬ″
ＱＦＭ変調し、ＨＰＦ３９にて２．４ＭＨｚ以上の成分
のみを分離して第２図（Ａ）に示す如きスペクトラムを
有する被ＦＭ変調低域輝度信号（ＦＭ−ＹＬ）を得る。

他方（ｙＨ’＋ｃ）成分は、周波数変換回路（ＦＣ）４
０により°色副搬送波周波数ｆＢＣが約０．７　ＭＨｚ
　（ｆＬｓｃ　）の低域色副搬送波となる様低域に周波
数変換される。このｆＸｒＢＣの周波数は３／４ｆＨの
奇数倍となる様に選定され、この２次高調波が輝度信号
に悪影響を与えない様考慮されている。

この周波数変換処理に際しては入力信号中の水平同期信
号分離回路４１により抽出された水平同期信号を逓倍回
路４２に供給し、周波数ｆＬｓｃｉなる信号を得、ｆｓ
ｏの発振周波数を有する基準発振器４３からの発振信号
と共に周波数変換器４４に供給する。この周波数変換器
４４より出力された周波数（ｆＬＳＣ＋　ｆｓｏ　）の
信号により低域変換用信号を形成するのであるが、隣接
トラック間で水平走査周波数に対してインターリーブし
た信号が記録される様、位相シフト回路４５にて水平同
期信号に応じたタイミングで適宜位相シフトされる。

周波数変換器４０の出力信号は例えば２．４ＭＨ２以下
の帯域をＦ波するＬＰＦ４６に供給され、該ＬＰＦ４６
より第２図（Ａ）に示す如きスペクトラム配置の被低域
変換搬送色信号及び搬送高域輝度信号（ＦＣ−Ｃ＆ＹＨ
’）を得る。前述のＦＭ−ＹＬとこのＦＣ−Ｃ＆ＹＨ’
とは加算器４７にて周波数多重された後磁気ヘッド４８
により磁気テープ４８上に記録される。

上記構成では、ｆｓｃ　＋ｆＬｓｃの周波数の信号によ
り周波数変換を行っているため、変換前の周波数をｆと
し、変換後の周波数をｆ′とすると、 ｆ’＝　ｆｓｃ＋ｆＬｓｃ−ｆ　　　　　　　　（２）
となる。ここでｆｓＱ＋ｆＬｓｃ＝３．５８＋０．６３
＝４．２１ＭＨｚである′とすれば、４．２ＭＨｚのＹ
Ｂ２は０．０１ＭＨ２に、２．ＩＦｖｌＨｚのＹＢ２は
２　、１１　Ｍｌ（ｚに変換される。従ってｆＬ１９Ｇ
を変更しなくともＦＭ変調のキャリアを高域にシフトし
、低域変換された信号の記録用帯域を２．１ＭＨ２に拡
張することによりＹＢ２の伝蓬が可能となる。またクロ
マ信号もＮＴＳＣ信号の場合、■信号の帯域が１．５Ｍ
Ｈｚあるため４．２ＭＨｚから２．１ＭＨｚ程度までス
ペクトラムが伸びており、前記の構成とすることにより
同時に搬送色信号の記録帯域の拡張ができ、ＮＴＳＣ信
号を完全に記録することが可能トなる。一方、ロータリ
トランス等の特性により、直流付近の伝送はできないた
め、ＹＨ′の４．２ＭＨ２付近の周波数特性が劣化する
可能性があるが、ＹＨ′で４．２　ＹＨ２に相当するベ
ースバンド信号ＹＨは６．３　ＹＨ２であり、上記の劣
化はベースバンド信号のＹＨの高域ので特がやや劣化す
る程度のものであυ、視覚上問題ない。すなわち０〜６
．３ＭＨｚの広帯域輝度信号のうち、６．３ＭＨｚ付近
のｆ特が低下するだけであり、途中の周波数（例えば４
．２Ｍ）（ｚ付近）の信号が低下するような不自然さは
ない。

次に再生系について説明する。

再生磁気ヘッド４８により再生されたビデオ信号は、２
．４ＭＨｚ以上の帯域を通過させるＨＰＦ５０に供給さ
れ、高域側に配されているＦＭ−ＹＬが分離される。他
方２．４　ＭＨ２以下の帯域を通過させるＬＰＦ５１に
より低域側に配されているＦＣ−Ｃ＆ＹＨ’が抽出され
る。抽出されたＦＭ　−ｙＬは、公知のリミッタ回路５
２、ＦＭ復調回路５３によりもとのベースバンド信号に
戻され、更に４．２Ｍ以下の帯域を通過させるＬＰＦ５
４により、０〜４．２Ｍ以下のベースバンド信号である
ＹＬを得る。

一方ＬＤＦ　５１出力信号は公知のＡＣＣ回路５５、更
に元の周波数帯域に戻す為の周波数変換回路５６で元の
色副搬送波周波数、即ちｆｓＬに戻される前記ＡＣＣ回
路５５ではレベルの補正が行われ、更に周波数変換回路
５６では、時間軸補正をも行う。即ち、再生されたビデ
オ信号より水平同期分離回路５７にて水平同期信号を抽
出し、かかる信号を用いて公知のＡＦＣ回路５８にて、
水平同期信号の時間軸変動を含む周波数ｆＬｓｏの信号
を発生しパーストゲート回路５９で分離されたカラーパ
ース信号と基準発振器６０で発生された周波数ｆ８０の
基準信号とを位相比較器６１にて位相比較し、この位相
比較器６１の出力で可変周波数電圧制御発振器（ＶＣＯ
）　６１を制御し周波数ｅｓｃを中心周波数とする時間
軸変動を含む発振信号を得る。

周波数変換回路６２にはＶＣＯ６１とＡＦ’Ｃ回路５８
の出力とが入力され周波数が（ｆｓｃ　＋ｆＬｓｃ）の
周波数変換回路５６の為の変換用信号を形成する。この
信号には位相シフト回路６３にて前述の記録系の位相シ
フト回路４５と対応する位相シフトが施され、周波数変
換回路５６からは元の帯域及び位相に戻され、かつ時間
軸変動の除去されたＣ＋ＹＨ′が出力される。更にこの
信号はくし形フィルタ６４に入力され、前述の位相シフ
トによりｆＨの整数倍の周波数に配された隣接トラック
からのクロストーク成分を除去する。

ＬＰＦ５４より時空間フィルタ６５を介して得られたＹ
Ｌ及びくし形フィルタ６４よシ時空間フィルタ６６を介
して得られたｃ　十ｙＨ’は加算器６７にて加算されて
再びエンコープイドＥＤＴＶ信号を得る。この信号は更
に第９図に示す受信側に供給されるのは云うまでもない
。

上述の実施例によれば、テープ４Ｂに記録される信号の
周波数アロケーションは、第２図（Ａ）に示すようにな
る。一方、ＥＤＴＶ信号ではなく、従来のＮＴＳＣ信号
の場合は第２図（Ｂ）のようになる。この場合、再生信
号は輝度信号Ｙの帯域が４．２　ＦｖｌＨ２、色差信号
■の帯域が１．５ＭＨｚのＮＴＳＣ信号を完全に記録で
きることは明らかである。また、被ＦＭ変調低域輝度信
号と、低域に周波数変換された信号との間の帯域に被Ｐ
Ｍ変調音声信号も周波数多重する場合は回路構成は省略
するが記録信号の周波数アロケーションは第２図（Ｃ）
に示す如くなる。この場合、ＦＭ音声信号の伝送帯域を
確保するため、ＹＬのＦ’Ｍ変調搬送波はさらに０．８
ＹＨ２程度シフトアップすれば良い。

尚、上述の実施例ではＹＬとＣ＋　ＹＨ’との分離に用
いるフィルタや、クロストーク除去用１、 のフィルタは、時空間フィルタとして取扱ってき宛が、
前述したようにＣ及びＹＨ′は垂直空間周波数が帯域制
限されているため、ＩＨ（または２Ｈ）遅延線を用いる
簡易なくし形フィルタを用いても実用上問題はない。

また、低域輝度信号のＦＭ変調時の搬送周波数について
も上述実施例に於けるそれに限られるものではない。即
ち信号帯域を単独で確保するために必要十分に高いキャ
リア周波数でＦＭ変調すればよい。即ちｃ＋ｙＨ’の低
域変換後の信号帯域幅をｗ、、ｙＬの信号帯域幅をＷｌ
とするとき、黒レベルのＦ　Ｍ変調キャリア周波数ｆＢ
を（Ｗ＋　＋Ｗ２　）より大きく設定すればよい。即ち
、ＷｌはＹＨの信号帯域幅と一致するので（ＹＬ＋ＹＨ
）の信号帯域幅よりｆＢが大きければよい。また黒レベ
ルのＦＭ変調キャリア周波数を基準とせず、グレーレベ
ルやシンクチップレベルを基準にして、基準キャリア周
波数が（Ｗ１＋　Ｗｌ　）以上であれば問題ない。

〈発明の効果〉 以上説明した様に本発明の記録装置によれば、画像とし
て重要な低域輝度信号の帯域は単独で確保できると共に
、記録帯域を大幅に拡げることなく広帯域ビデオ信号を
記録することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのＶＴＲの概略構成を
示す図、 第２図（Ａ）　、（Ｂ）　、（ｃ）は記録信号のスペク
トラム配置を示す図、 第３図はＦＤＴＶ信号の送信部の構成を示す図、 第４図は第３図の構成にて送信しようとするＥＤＴｖ信
号の各コンポーネント信号の帯域について説明するため
の図、 第５図はエンコープイドＥＤＴＶ信号の周波数アロケー
ションを示す図、 第６図（Ａ）、（Ｂ）は第３図における時空間フィルタ
の特性を示す図、 第７図（Ａ）〜（Ｃ）はエンコープイドＥＤＴＶ信号の
スペクトラム分布を１次元表示した図、第８図（Ａ）〜
（Ｄ）はエンコープイドＥＤＴＶ信号のスペクトラム分
布を３次元表示した図、第９図はエンコープイドＨＤＴ
Ｖ信号の受信部の構成を示す図、 第１０図（Ａ）、（Ｂ）は第９図に於ける時空間フィル
タの特性を示す図である。 図中ＹＬは低域輝度信号、ＹＨ′は変換された高域輝度
信号、Ｃは搬送色信号、３８はＦＭ変調器、４０は周波
数変換回路、４７は加算器、４８は磁気ヘッド、４９は
磁気テープである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 広帯域輝度信号を分割して得た高域輝度信 号と低域輝度信号及び搬送色信号を含むビデオ信号を記
   録する装置であって、前記低域輝度信号をそのレベルの
   少なくとも一部が対応する周波数が前記広帯域輝度信号
   の帯域幅より高い周波数となる様ＦＭ変調し、前記高域
   輝度信号と前記搬送色信号とが互いにスペクトラムが間
   挿する様多重された信号を前記被ＦＭ変調低域輝度信号
   の低域に多重して記録するビデオ信号記録装置。