JPS648513B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は映像信号記録再生装置に係り、特に入
力映像信号をその必要周波数帯域の上限周波数よ
りも若干高い周波数のサンプリングパルスで標本
化して得た信号を記録、再生し、再生された標本
化信号の低域周波数成分に再標本化信号を加算混
合して出力する記録再生装置に関する。

従来技術とその問題点 一般にヘリカルスキヤンニング方式VTRでは、
走行する磁気テープ上に映像信号を回転ヘツドに
より記録し、回転ヘツドにより既記録映像信号を
再生する。上記の映像信号はその上限周波数が例
えば、4.2MHz程度で、広帯域であり、この広帯
域の映像信号を例えば周波数変調して磁気テープ
に記録し、再生するには、ヘツド・テープ間の相
対速度を所定値以上の高速度にすると共に、高周
波数領域で高感度な高性能ヘツドを使用する必要
があることは周知の通りである。

しかるに、家庭用VTRの場合は、特に低価格
化、装置の小型化、軽量化等の要請から、テー
プ・ヘツド間の相対速度は上記所定値よりもかな
り低い速度にせざるを得ず、このため記録再生帯
域が上記の映像信号の本来の帯域よりも狭帯域と
なり、より高画質の映像信号の再生に支障をもた
らしていた。

そこで、本出願人は先に特願昭58−107379号に
て、入力映像信号の必要周波数帯域の上限周波数
よりも若干高い周波数で入力映像信号を標本化し
て記録し、再生時は上記標本化周波数と略等し
く、かつ、互いに180゜位相の異なる信号で標本化
を交互に行なう映像信号記録再生装置を提案し
た。

本発明はこの本出願人の提案になる記録再生装
置の記録再生系に適用し得る記録再生装置であつ
て、特に再生標本化信号の低域周波数成分を波
する低域フイルタの出力段にクリツプ回路を設け
ることにより、垂直解像度を向上し得る映像信号
記録再生装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、輝度信号等の入力映像信号の上限周
波数の２倍未満の周波数で、かつ、該上限周波数
よりも高い周波数であつて、次式で示される標本
化周波数f_S f_S≒（1/2）・（2n＋１）・f_H （ただし、上式中、ｎは自然数、f_Hは該入力映像
信号の水平走査周波数） の信号により入力映像信号を標本化する標本化手
段と、上記標本化信号を記録媒体に記録し、これ
を再生する手段と、再生信号から遅延回路を用い
て互いに１水平走査期間の相対的な時間差を有す
る第１及び第２の再生標本化信号を得る手段と、
第１及び第２の再生標本化信号を夫々前記標本化
周波数f_Sの信号により交互に標本化して得た２信
号を更に加算合成して実質的に2f_Sの周波数で再
標本化された再標本化信号を得る手段と、第１又
は第２の再生標本化信号の低域周波数成分を周波
数選択して出力する低域フイルタと、この低域フ
イルタの出力信号が供給されその波形の中間部分
を除去し他の波形部分を出力するクリツプ回路
と、前記再標本化信号の少なくとも高域周波数成
分と前記クリツプ回路の出力信号とを夫々混合し
て再生映像信号として出力する混合手段とより構
成したものであり、以下図面と共にその各実施例
について説明する。

実施例 第１図は本発明装置の第１実施例のブロツク系
統図を示す。同図中、入力端子１には記録される
べき映像信号が入来する。この入力映像信号は水
平走査周波数f_Hの整数倍の周波数成分からなるよ
うな信号であつて、例えば輝度信号である。この
入力映像信号（輝度信号）は第２図Ａに示す如
く、例えばその上限周波数faが4MHz程度の広帯
域の映像信号であり、サンプラ２及びサンプリン
グパルス発生器３に夫々供給される。サンプラ２
はサンプリングパルス発生器３よりの繰り返し周
波数f_Sのサンプリングパルスにより入力映像信号
のサンプル及びホールドを行なう。これにより、
サンプラ２からは標本化周波数f_Sで入力映像信号
を標本化して得た標本化信号が得られる。

ここで、サンプリングパルス発生器３は、一例
として第３図に示す如き構成とされている。同図
中、入力端子１４には記録時は入力端子１よりの
映像信号が入来し、再生時は記録再生機４で再生
された再生標本化信号が入来して同期信号分離回
路１５に供給され、ここで水平同期信号が分離抽
出される。この水平同期信号はフリツプフロツプ
１６によりその周波数が1/2に分周された後、位
相比較器１７に供給され、ここで分周器１９より
の繰り返し周波数f_H／２の信号と位相比較され、
それらの位相差に応じた誤差電圧に変換される。
位相比較器１７の出力誤差電圧は電圧制御発振器
（VCO）１８に制御電圧として印加され、その出
力発振周波数を可変制御する。VCO１８の出力
パルスは分周器１９により１／（2n＋１）（ただ
し、ｎは自然数）に分周されて繰り返し周波数
f_H／２の信号とされた後、位相比較器１７に供給
される。

従つて、位相比較器１７、VCO１８及び分周
器１９よりなる一巡のループは、周知のフエー
ズ・ロツクド・ループ（PLL）を構成しており、
VCO１８からは入力映像信号の水平同期信号に
位相同期した次式の繰り返し周波数f_Sで表わされ
るパルスが取り出される。

f_S≒（1/2）・（2n＋１）・f_H (1) この繰り返し周波数f_Sは、また後述する記録再
生機４の記録再生帯域が狭いことに鑑み、入力映
像信号の上限周波数faの２倍未満の周波数であつ
て、かつ、上記上限周波数faよりも高い周波数に
選定されており、一例として5.011MHzに選定さ
れている（これはｎが318、f_Hが15.734kHzの場
合）。なお、前記記録再生帯域の最高周波数はこ
の繰り返し周波数f_Sの1/2倍以上で、前記上限周
波数fa未満の周波数であり、ここでは一例として
2.5MHzとしている。また、本明細書でいう記録
再生帯域は記録再生できるベースバンド信号帯域
をいうものとする。この繰り返し周波数f_SのVCO
１８の出力パルスφ₁は前記した分周器１９に供
給される一方、出力端子２０よりサンプリングパ
ルスとして第１図に示したサンプラ２に供給され
る。なお、VCO１８から出力端子２１には、上
記出力パルスφ₁と同一の繰り返し周波数f_Sで、位
相がφ₁に対して180゜異なるパルスφ₂が出力され
る。

従つて、入力映像信号はサンプラ２において、
その上限周波数faの２倍未満の(1)式に示した標本
化周波数f_Sにより標本化（サンプル及びホール
ド）されるため、サンプラ２の出力標本化信号の
周波数スペクトルは第２図Ｂに示す如くになり、
上限周波数faから標本化周波数f_Sと上限周波数fa
との差の周波数f_S−faまでの斜線で示す帯域内に
折り返し成分が含まれる。しかるに、この折り返
し成分は第２図Ｂに丸で示した部分を拡大図示
した同図Ｃの周波数スペクトルからわかるよう
に、同図Ｃに破線で示す折り返し成分の周波数ス
ペクトルは、実線で示す映像信号の水平走査周波
数f_H間隔で配置されている周波数スペクトルのギ
ヤツプ部に挿入されるため（周波数インターリー
ビング関係にあるため）、入力映像信号に帯域共
用多重化されることとなる。

このサンプラ２から取り出された標本化信号は
第１図に示す記録再生機４の記録系に供給され、
例えば周波数変調（FM）された後回転ヘツドに
より磁気テープ（いずれも図示せず）に記録さ
れ、しかる後に回転ヘツドにより磁気テープから
再生された後FM復調器（図示せず）を通して取
り出される。ここで、記録再生機４は、家庭用
VTRの如き狭帯域の記録再生帯域しか有してお
らず、例えばその記録再生帯域は入力映像信号帯
域よりもはるかに狭い2.5MHz程度であるものと
する。従つて、記録再生機４の再生信号出力端子
からは、第２図Ｄに示す如く、上限周波数が
2.5MHz程度で、f_S−fbから2.5MHz程度までの斜
線で示す映像信号帯域に前記折り返し成分が帯域
共用多重化された再生標本化信号が取り出され
る。

この再生標本化信号は第１図に示すサンプリン
グパルス発生器３、サンプラ５、1H遅延回路６
及び減算器９に夫々供給される。1H遅延回路６
により１水平走査期間（1H）遅延された再生標
本化信号はサンプラ７及び減算器９に夫々供給さ
れる。サンプラ５及び７は夫々サンプリングパル
ス発生器３より取り出された前記標本化周波数f_S
であつて、再生水平同期信号に位相同期したサン
プリングパルスφ₁及びφ₂が供給されて、これに
より入力再生標本化信号をサンプル及びホールド
（再標本化）して出力する。ここで、サンプリン
グパルスφ₁及びφ₂は夫々第３図に示した出力端
子２０及び２１から取り出されるパルスであつ
て、第４図に示す如く、互いに位相が180゜異なつ
ている。従つて、サンプラ５及び７において、再
生標本化信号と1H遅延再生標本化信号とが夫々
交互に標本化周波数f_Sで標本化（サンプル及びホ
ールド）されて取り出されることになる。サンプ
ラ５及び７から取り出された両信号は加算器８に
供給され、ここで加算合成されることにより、周
波数2f_Sであたかも標本化された如き再生映像信
号とされる。

すなわち、このことについて更に詳細に説明す
るに、記録再生機４により再生出力された再生標
本化信号は、標本化周波数f_Sを水平走査周波数f_H
で除した値に略等しい数の標本点の情報が１本の
走査線当り時系列的に画面に表示されるが、その
標本点数は自然数個である。しかし、上記の標本
化周波数f_Sは前記(1)式で示したように水平走査周
波数f_Hの1/2の奇数倍に選定されているから、１
走査線当りの標本点数は自然数個に0.5の端数を
加えた値となる（因みに、標本化周波数f_Sを前記
した如く5.011MHzとすると、１走査線当りの標
本点数は318.5個となる）。このため、同一フイー
ルドの再生画面において、上記の再生標本化信号
は、或る１本の走査線では例えば318個の標本点
の情報が表示され、次の１本の走査線では319個
の標本点の情報が表示されることとなり、相隣る
２本の走査線間では、水平走査方向に約１／
（2f_S）なる期間だけ互いに異なつた位置で表示さ
れる。

すなわち、第５図に示す如く、或る１フイール
ドの再生画面２３において、任意の４本の走査線
をl₁，l₂，l₃及びl₄で図示するものとすると、1H
遅延回路６に供給される前記再生標本化信号の各
標本点（第５図ではそのうちの一部のみを示して
いる）の情報は、各走査線に夫々斜線を付した丸
印の位置に配列表示され、その表示位置は相隣る
走査線間においては、互いに水平走査方向上１／
（2f_S）の時間間隔分異なつた位置となる。

他方、1H遅延回路６により1H遅延された再生
標本化信号の各標本点の情報は、上記の1H遅延
回路６の入力再生標本化信号の第５図に斜線を付
した丸印で示す位置の標本点の情報が、同図に矢
印で示す如く垂直方向に走査線１本分移動され、
次の１本の走査線上の実線の丸印で示した位置に
配置表示されることとなる。

しかして、加算器８の出力再生標本化信号の各
標本点の情報は、1H遅延回路６の入出力再生標
本化信号の合成出力であるから、走査線l₁〜l₄上
には斜線の丸印で示す位置と実線の丸印で示す位
置との両方で夫々表示されることになる。すなわ
ち、このことは再生標本化信号を実質的に標本化
周波数f_Sの２倍の周波数で標本化して得た信号を
表示していることになる。これにより、加算器８
から取り出される再生映像信号の周波数スペクト
ルは第２図Ｅに示す如く、2.5MHz以下の原映像
信号の周波数スペクトルに、前記折り返し成分
がで示す如く2.5MHz以上に重畳したような周
波数スペクトルとなる。従つて、加算器８からは
記録再生機４の記録再生帯域よりも広帯域の再生
映像信号が取り出されることになり、この再生映
像信号は混合器１２に供給される。

ここで、加算器８よりの再生映像信号は1H遅
延回路６を用いて相対的に1Hの時間差を有する
再生標本化信号を再標本化後に加算合成して得ら
れた再標本化信号であり、水平走査周波数f_Hの自
然数倍の周波数成分からなり、垂直解像度が1/2
に劣化している。そこで、この垂直解像度を主と
して定めているような低域周波数成分に関して
は、上記の垂直解像度の劣化を補償するために水
平走査周波数f_Hの1/2の自然数倍の周波数成分も
出力端子１３へ出力するような構成とされてい
る。このため、減算器９は相対的に1Hの時間差
を有する２つの再生標本化信号を減算して、再生
標本化信号中の水平走査周波数f_Hの1/2の自然数
倍の周波数成分からなる信号を出力して低域フイ
ルタ１０に供給する。低域フイルタ１０より取り
出された低域周波数成分は、本実施例の要部をな
す後述のクリツプ回路１１により波形の中間部分
が除去された後混合器１２に供給され、ここで加
算器８よりの再標本化信号と混合される。混合器
１２は２入力信号の混合を行なつて得た信号を再
生映像信号として出力端子１３へ出力する。

ところで、一般に低域フイルタの設計において
は、振幅−周波数特性が急峻な傾斜部を有し、か
つ、位相−周波数特性も優れた低域フイルタを設
計することが困難である。このため、低域フイル
タ１０は上記の両特性の兼合いから遮断周波数の
選定が困難である。すなわち、仮にクリツプ回路
１１を設けないで再生系を構成した場合におい
て、低域フイルタ１０の周波数特性（振幅−周波
数特性）を第６図Ａに示す如く、遮断周波数f₁が
f_S−faよりも若干高くなるような値に選定した場
合は、再生系の総合周波数特性は第６図Ｂに示す
如くになり、周波数f₁以下の低周波数領域では平
坦で、周波数f₁以上の高周波数領域では、f_H／２
の偶数倍の周波数を通過域とし、かつ、f_H／２の
奇数倍の周波数を減衰域とするくし形フイルタ特
性を示す。しかして、第２図Ｄと共に説明したよ
うに、再生標本化信号の周波数f_S−fa以上の高周
波数成分には折り返し成分が含まれており、この
折り返し成分が若干低域フイルタ１０を通過して
しまうため、これが折り返し歪となつて再生画質
を劣化させてしまう。

他方、低域フイルタ１０の周波数特性を第７図
Ａに示す如く遮断周波数f₂が周波数f_S−faよりも
若干低い値に選定した場合は、再生系の総合周波
数特性は第７図Ｂに示す如くになり、周波数f_S−
faを含む周波数f₂以上の高周波数領域では上記第
６図Ｂと同様のくし形フイルタ特性を有するた
め、上記の折り返し歪は大幅に低減される。しか
し、この場合は垂直解像度を主として定めている
低域周波数領域の一部もしく形フイルタ特性を示
すため、細かな画像部分の垂直解像度の劣化が目
につき、細かい文字等がボケて見えてしまう。

そこで、本実施例は低域フイルタ１０と混合器
１２との間にクリツプ回路１１を設けた点に特徴
を有する。これにより、低域フイルタ１０の周波
数特性を第８図に示す如く周波数f_S−faよりも若
干高い遮断周波数f₃を有するように選定しても、
クリツプ回路１１は同図に破線で示すレベルＬ以
下の低レベルの信号（入力信号のセンターレベル
付近の小振幅部分）を除去して大レベルの信号を
そのまま出力する回路であるから、同図にＦで示
す高周波数領域に存在するレベルＬ以下の折り返
し成分が除去されることになる。従つて、本実施
例により、折り返し歪を大幅に低減することがで
きる。なお、本発明者の実験によれば、クリツプ
レベルは極めて小でよく、従つて低い周波数にお
ける垂直解像度の劣化は無視できる量であること
が確認された。

次に本発明装置の第２実施例につき説明する
に、第９図は本発明装置の第２実施例のブロツク
系統図を示す。同図中、第１図と同一構成部分に
は同一符号を付し、その説明を省略する。第９図
において、記録再生機４から取り出された再生標
本化信号は低域フイルタ２４を通してクリツプ回
路２５に供給され、ここでそのセンターレベルを
含む小振幅部分が除去され、かつ、それ以外の水
振幅部分の波形がそのまま通過されて混合器２６
に供給される。他方、加算器８の出力再標本化信
号は高域フイルタ２７に供給され、ここで周波数
f_S−fa程度以上の高域周波数成分が周波数選択さ
れて混合器２６に供給される。混合器２６はクリ
ツプ回路２５及び高域フイルタ２７の両出力信号
を加算混合して得た広帯域の信号を再生映像信号
として出力端子１３へ出力する。

本実施例も第１実施例と同様に、低域フイルタ
２４の遮断周波数が周波数f_S−faよりも若干高く
ても、クリツプ回路２５により低域フイルタ２４
の通過周波数帯域における高域周波数成分で、か
つ、低いレベルの信号は遮断されるので、垂直解
像度の劣化をもたらすことなく、折り返し歪を低
減することができる。なお、本実施例の再生系の
総合周波数特性も第１実施例と同様に、低域フイ
ルタ２４の遮断周波数付近以上の高周波数領域で
は前記したくし形フイルタ特性を示し、かつ、そ
れ以下の低周波数領域では平坦な特性を示すこと
は明らかである。

応用例 なお、本発明は上記の実施例に限定されるもの
ではなく、加算器８で加算合成される２入力信号
は、互いに相対的に1Hの時間差を有する再生標
本化信号であればよいから、サンプラ５の入力側
に遅延時間kH（ただしｋは任意の自然数）を有す
る第１の遅延回路を設け、かつ、サンプラ７の入
力側に1H遅延回路６に代えて（ｋ＋１）Ｈの遅
延時間を有する第２の遅延回路を設けるようにし
てもよいことは勿論である。

また更に、記録、再生は伝送の一形態であるか
ら、記録系は送信系（伝送系）、再生系は受信系
と等価であり、本発明はこれらの送受信系にも適
用し得る。

効 果 上述の如く、本発明によれば、入力映像信号の
上限周波数よりも若干高い周波数で、かつ、前記
(1)式を満たす周波数f_Sの、水平同期信号に位相同
期したサンプリングパルスで入力映像信号を標本
化して得た標本化信号を記録、再生し、再生標本
化信号を上記周波数f_Sで、位相が180゜異なる２つ
のサンプリングパルスで交互に再標本化して得た
２信号を夫々加算合成して出力するようにしたの
で、記録再生帯域（伝送帯域）よりも広帯域の再
生映像信号を得ることができ、また上記の加算合
成により得られた再標本化信号に混合されるべ
き、垂直解像度改善のための低域フイルタよりの
低域周波数信号の伝送路に、波形の中間部分を除
去し他の波形部分を出力するクリツプ回路を設け
たので、低域フイルタの出力信号の高域周波数成
分で、かつ、低いレベルの信号は遮断されるの
で、低域フイルタの遮断周波数を比較的高く選定
したときに生ずる折り返し歪を低減することがで
き、しかも低域フイルタの通過帯域を広くとれ、
かつ、クリツプ回路のクリツプレベルは低くてよ
いので垂直解像度を必要な低域周波数領域におい
て劣化させることがなく、また低域フイルタの設
計に余裕があるので設計が容易となる等の数々の
特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第９図は夫々本発明装置の各実施例
を示すブロツク系統図、第２図Ａ〜Ｅは夫々第１
図のブロツク系統図の各部の信号の周波数スペク
トルを示す図、第３図は第１図のブロツク系統中
の要部の一実施例を示すブロツク系統図、第４図
はサンプリングパルス波形を示す図、第５図は本
発明装置の動作原理を説明するための図、第６図
Ａ及び第７図Ａは夫々低域フイルタの周波数特性
の各例を示す図、第６図Ｂ及び第７図Ｂは夫々第
６図Ａ、第７図Ａの低域フイルタ使用時の再生系
の総合周波数特性を示す図、第８図は本発明装置
における低域フイルタの周波数特性とクリツプ回
路による波形除去動作との関係を説明する図であ
る。 １，１４……映像信号入力端子、２，５，７…
…サンプラ、３……サンプリングパルス、４……
記録再生機、６……1H遅延回路、８……加算器、
９……減算器、１０，２４……低域フイルタ、１
１，２５……クリツプ回路、１２，２６……混合
器、１３……再生映像信号出力端子、１７……位
相比較器、２０，２１……サンプリングパルス出
力端子、２７……高域フイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力映像信号の輝度信号の上限周波数faの２
   倍未満の周波数で、かつ、該上限周波数faよりも
   高い周波数であつて、次式で示される標本化周波
   数f_S f_S≒（1/2）・（2n＋１）・f_H （ただし、上式中、ｎは自然数、f_Hは該入力映像
   信号の水平走査周波数） の信号により該入力映像信号を標本化する標本化
   手段と、該標本化手段より取り出された標本化信
   号を最高周波数がf_S／２以上で前記上限周波数fa
   未満の記録再生帯域の記録媒体に記録する記録手
   段と、該記録媒体の既記録信号を再生する再生手
   段と、該再生手段より取り出された再生信号から
   遅延回路を用いて互いに１水平走査期間の相対的
   な時間差を有する第１及び第２の再生標本化信号
   を得る手段と、該第１及び第２の再生標本化信号
   を夫々前記標本化周波数f_Sの第１の再標本化パル
   ス及び該第１の再標本化パルスと180゜位相の異な
   る第２の再標本化パルスにより別々に再標本化し
   て得た２信号を更に加算合成して実質的に2f_Sの
   周波数で標本化された再標本化信号を得る手段
   と、周波数f_S−faよりも若干高い遮断周波数を有
   して該第１又は第２の再生標本化信号の低域周波
   数成分を周波数選択して出力する低域フイルタ
   と、該低域フイルタの出力信号が供給されその波
   形の小振幅部分を除去し他の波形部分を出力する
   クリツプ回路と、該再標本化信号の少なくとも高
   域周波数成分と該クリツプ回路の出力信号とを
   夫々混合して再生映像信号として出力する混合手
   段とよりなることを特徴とする映像信号記録再生
   装置。