JPH04281269A - ディジタルデータの磁気記録装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディジタルビデオ信
号、ディジタルオーディオ信号、制御用のサブデータ等
のディジタルデータを磁気テープに記録する磁気記録装
置に関し、特に、トラック上のこれらのデータの記録順
序に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラービデオ信号をディジタル化
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
ント形のディジタルＶＴＲ及びＤ２フォーマットのコン
ポジット形のディジタルＶＴＲが実用化されている。

【０００３】前者のＤ１フォーマットのディジタルＶＴ
Ｒは、輝度信号及び第１、第２の色差信号を夫々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。

【０００３】後者のＤ２フォーマットのディジタルＶＴ
Ｒ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。

【０００４】これらディジタルＶＴＲは、共に放送局用
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。

【０００５】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
サンプル当り８ビットでＡ／Ｄ変換した場合に、約２１
６Ｍｂｐｓ（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３６０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＝（７２
０＋３６０＋３６０）×８×２５０×６０＝１７２．８
Ｍｂｐｓ となる。

【０００６】ＰＡＬ方式（６２５／５０）でもフィール
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判る。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が合計で約２０５．８
Ｍｂｐｓとなる。

【０００７】また、オーディオ・データＤａは約１２．
８Ｍｂｐｓとなり、更に編集用のギャップ、プリアンプ
ル、ポストアンプル等の付加データＤｏが約６．６Ｍｂ
ｐｓとなるので、ＮＴＳＣ方式のときの記録データ全体
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

【０００８】この情報量を有するデータを
記録するため、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１０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。

【０００９】また、記録テープとしては１９ｍｍ幅のも
のが使用され、テープ厚みは１３μｍと１６μｍの２種
類があり、これを収納するカセットには大、中、小の３
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。記録密度が高いと、符号間干渉或いはヘ
ッド・テープの電磁変換系の非線形性による波形劣化に
よって、再生出力データのエラーが発生し易くなる。従
来の記録密度としては、エラー訂正符号化を行っている
としても、上述の数値が限界であった。

【００１０】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
生時間は下記の通りとなる。 テープ厚みが１３μｍの場合 カセットサイズがＳの場合では、１３分、これがＭの場
合には、４２分、これがＬの場合には、９４分である。 テープ厚みが１６μｍの場合 カセットサイズがＳの場合では、１１分、これがＭの場
合には、３４分、これがＬの場合には、７６分である。

【００１１】このようにＤ１フォーマットのディジタル
ＶＴＲは放送局のＶＴＲとして、画質最優先の性能を求
めたもの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Ｖ
ＴＲとして使用するには、頗る不適当なものといえる。

【００１２】一方、現在家庭用ＶＴＲとしては、β方式
、ＶＨＳ方式、８ｍｍ方式等が実用化されているがいず
れもアナログ信号の形態で記録・再生を行うもので、夫
々の画質がかなり改良されているものの、例えばカメラ
で撮像して記録したものをダビングしてコピーしようと
した時、このダビングの段階でかなりの画質劣化が生じ
、これを複数回繰り返した場合には、ほとんど鑑賞に耐
えられないものとなってしまう欠点があった。

【００１３】従って、記録情報量を再生歪みが少ないよ
うな形で圧縮し、かつ記録密度をあげることによって、
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、長時間の記録が可能なディジタルデータの
磁気記録装置が本願出願人により考えられている。

【００１４】また、ディジタルＶＴＲでは、ディジタル
画像信号以外にディジタルオーディオ信号、サブデータ
、トラッキング用のパイロット信号等をトラック上に記
録する必要がある。上述のＤ１フォーマットのディジタ
ルＶＴＲでは、オーディオデータをトラックの中央部に
記録し、タイムコード、トラッキング用のコントロール
信号をテープの長手方向に記録している。Ｄ２フォーマ
ットでは、オーディオデータをトラックの両端部に記録
し、Ｄ１フォーマットと同様に、タイムコード、トラッ
キング用のコントロール信号をテープの長手方向に記録
している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来のこれらのディジ
タルＶＴＲでは、トラッキング用の信号或いはタイムコ
ードを記録・再生するのに、ＶＴＲの機構部内に固定ヘ
ッドを配置しなければならず、機構部が複雑になり、テ
ープパスの信頼性が損なわれるおそれがあった。

【００１６】従って、この発明の目的は、固定ヘッドを
設ける必要がないディジタルデータの磁気記録装置を提
供することにある。

【００１７】この発明の他の目的は、制御用の付加デー
タの再生時における信頼性を向上することができるトラ
ック構成のディジタルデータの磁気記録装置を提供する
ことにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】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
のデータに変換するブロック化回路（５、６）と、ブロ
ック化回路（５、６）の出力データをブロック単位に圧
縮符号化する符号化回路（８）と、符号化回路（８）の
出力符号化データをチャンネル符号化するチャンネル符
号化回路（１１）と、入力ディジタルオーディオ信号を
符号化するオーディオ信号符号化回路（１５）と、制御
用の付加データを発生する付加データ発生回路を有し、
チャンネル符号化回路（１１）の出力画像データ、オー
ディオ信号符号化回路（１５）の出力オーディオデータ
及び付加データ発生回路の出力付加データを回転ドラム
に装着された磁気ヘッド（１３Ａ、１３Ｂ）によって磁
気テープ（７８）に記録するようにしたディジタルデー
タの磁気記録装置において、磁気テープ（７８）上に形
成されるトラックの略中央部に、付加データを記録し、
付加データの記録区間の前後に画像データ及びオーディ
オデータを記録するようにしたことを特徴とするディジ
タルデータの磁気記録装置である。

【００１９】

【作用】磁気テープ７８上に形成されたトラックの端の
部分は、ヘッドとテープとの接触が不安定であり、この
部分に記録されたデータを再生した時に、エラーが発生
し易い。制御用の付加データであるサブデータは、ビデ
オデータのような相関を持たないので、エラーが生じた
時に、相関を利用した補間が難しい。従って、サブデー
タの記録区間が最もエラーが生じ難い場所である、トラ
ックの略中央部に設けられる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の一実施例について説明する
。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 ｆ．トラックパターン

【００２１】ａ．信号処理部 まず、この一実施例中のディジタル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。１Ｙ、１Ｕ、１Ｖ、で夫々示す入力端子
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。即ち、夫々のサンプリン
グ周波数が１３．５ＭＨｚ、６．７５ＭＨｚとされ、且
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、１Ｕ、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２１
６Ｍｂｐｓ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とりだす有効情
報抽出回路２によってデータ量が約１６７Ｍｂｐｓに圧
縮される。有効情報抽出回路２の出力の内で輝度信号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。

【００２２】図３は、符号化の単位のブロックの構造を
示す。この例は、３次元ブロックであって、例えば２フ
レームに跨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。

【００２３】また、有効情報抽出回路２の出力のうち、
２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夫々６．７
５ＭＨｚからその半分に変換された後、２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。

【００２４】サブサンプリング及びサブライン回路４の
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。

【００２５】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（Ｄｉｓｃ
ｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　）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。

【００２６】また、１Ａで示す入力端子からディジタル
オーディオ信号が供給され、オーディオ符号化回路１５
に供給される。このオーディオ符号化回路１５は、ＤＰ
ＣＭによりオーディオデータのデータ量を圧縮する。オ
ーディオ符号化回路１５の出力データがフレーム化回路
９に供給され、ブロック符号化された画像データと共に
、フレーム構造に変換される。このフレーム化回路９に
供給されるオーディオデータは、画像データと関連する
意味でリアルタイムのものである。

【００２７】フレーム化回路９の出力信号がエラー訂正
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
力信号が混合回路１４に供給される。混合回路１４には
、パリティ発生回路１６及び１７の出力信号が夫々供給
される。パリティ発生回路１６は、オーディオ符号化回
路１５の出力データに対して、エラー訂正符号のパリテ
ィを生成する。最初の記録時では、上述のフレーム化回
路９に供給されるオーディオデータとパリティ発生回路
１６に供給されるオーディオデータとは、同一のもので
ある。パリティ発生回路１７は、入力端子１Ｓからのサ
ブデータに対するエラー訂正符号化の処理を行い、パリ
ティを生成する。

【００２８】このサブデータは、１１１で示すサブデー
タ発生回路から供給される。また、１１２がＩＤ信号発
生回路であり、１１３が同期信号発生回路であり、１１
４がパリティ発生回路であり、１１５がタイミング発生
回路である。サブデータは、例えばユーザーのキー操作
で発生することができる。

【００２９】混合回路１４では、１セグメントの後述す
る所定の位置に、これらの画像データ、オーディオデー
タ、サブデータが挿入されたデータを形成する。混合回
路１４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
の出力信号が混合回路１８に供給される。混合回路１８
には、ＡＴＦ（自動トラック追従制御）用のパイロット
信号が供給される。このパイロット信号は、記録データ
と周波数分離できる程度の低周波の信号である。混合回
路１８の出力信号が記録アンプ１２Ａ、１２Ｂと回転ト
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。

【００３０】上述の信号処理によって、入力のデータ量
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、更に周波数変換とサ
ブサンプル、サブラインとによって、これが８４Ｍｂｐ
ｓ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３１．５６Ｍｂｐｓ
程度となる。

【００３１】次に、再生側の構成について図２を参照し
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及
びＡＴＦ回路３４に夫々供給される。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２２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。Ａ
ＴＦ回路３４では、再生されたパイロット信号のビート
成分のレベルからトラッキングエラー信号を発生し、こ
のトラッキングエラー信号が例えばキャプスタンサーボ
の位相サーボ回路に供給される。かかるＡＴＦの動作は
、基本的には、８ｍｍＶＴＲで採用されているものと同
様のものである。

【００３２】ＴＢＣ回路２３からの再生データがＥＣＣ
回路２４、３７及び３９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は、画像データに関するエラー訂正及びエラー修
整を行い、ＥＣＣ回路３７は、オーディオ専用区間に記
録されているオーディオデータのエラー訂正及びエラー
修整を行い、ＥＣＣ回路３９は、サブデータのエラー訂
正を行う。ＥＣＣ回路３７の出力信号がオーディオ復号
回路３８に供給され、オーディオ信号の圧縮符号化の復
号がなされる。オーディオ復号回路３８の復号データが
合成回路３６に供給される。ＥＣＣ回路３９の出力端子
３３Ｓには、再生されたサブデータが取り出される。こ
のサブデータは、図示せずも、ＶＴＲ全体の動作を制御
するためのシステムコントローラに供給される。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。

【００３３】フレーム分解回路２５によって、画像デー
タのブロック符号化データの各成分が夫々分離されると
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る。ま
た、フレーム分解回路２５では、オーディオデータが分
離され、このオーディオデータがオーディオ復号回路３
５に供給され、原オーディオデータと対応する復号デー
タが得られる。この復号されたオーディオデータが合成
回路３６に供給される。合成回路３６は、入力される二
つのオーディオ信号のスイッチング或いはクロスフェー
ドによる合成を行う。

【００３４】ブロック復号回路２６からの画像データの
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に分離される
。輝度信号及び色差信号がブロック分解回路２８及び２
９に夫々供給される。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。

【００３５】ブロック分解回路２８からの復号輝度信号
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４ｆ
ｓ　（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。

【００３６】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に夫々分離される。分配回路３１からのディジタル
色差信号Ｕ、Ｖが補間回路３２に供給され、夫々補間さ
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、
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に夫々取り出される。

【００３７】ｂ．ブロック符号化 上述の図１におけるブロック符号化回路８としては、先
に本出願人が出願した特願昭５９−２６６４０７号及び
特願昭５９−２６９８６６号等に示されるＡＤＲＣ（Ａ
ｄａｐｔｉｖｅ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｇｅ　Ｃｏｄ
ｉｎｇ）　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と最小値ＭＩＮを検出し、これら最大値ＭＡ
Ｘ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。

【００３８】ここでは、ＡＤＲＣエンコーダを用い、更
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。図５において、４
１で示す入力端子に例えば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。

【００３９】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から
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。

【００４０】最大値、最小値検出回路４３からの最大値
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（△＝１／１６ＤＲ）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−△）の
しきい値が得られ、加算回路４８からは、（ＭＩＮ＋△
）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４６に夫
々供給される。なお、このしきい値を規定する値△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。

【００４１】比較回路４５の出力信号がＡＮＤゲート５
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−△）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＋△）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。

【００４２】ＡＮＤゲート５０の出力信号が平均化回路
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、（ＭＡ
Ｘ〜ＭＡＸ−△）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＋△）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ＭＡＸ´から
平均値ＭＩＮ´が減算回路５５で減算され、減算回路５
５からダイナミックレンジＤＲ´が得られる。

【００４３】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ＰＤ１が形成される。このデータＰＤ１及
び修整されたダイナミックレンジＤＲ´が量子化回路５
８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。

【００４４】可変長ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジＤ
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。即ち、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。

【００４５】かかる可変長ＡＤＲＣではしきい値Ｔ１〜
Ｔ４を変えることで、発生情報量を制御すること（所謂
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。

【００４６】図５において、６０は、発生情報量を所定
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。

【００４７】バッファリング回路６０からのしきい値Ｔ
１〜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６０でしきい
値の組が決定されるのに要する時間、ＤＲ´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´と各しきい値とが夫々比較され、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。

【００４８】遅延回路６２及び６４を夫々介して修整さ
れたダイナミックレンジＤＲ´、平均値ＭＩＮ´が出力
され、更にコード信号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。

【００４９】ｃ．チャンネルエンコーダ及びチャンネル
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。これら回路の詳細につい
ては、本件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。

【００５０】図６において、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最も高周波成分及び直流成分の少な
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。７２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１２Ａ、１２Ｂを介して磁気ヘッド１３
Ａ、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
。

【００５１】チャンネルデコーダ２２の構成を示す図７
において、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。７４が所謂ビ
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３
ｄＢの改良が得られる。

【００５２】ｄ．テープ・ヘッド系 上述の磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂは、図８Ａに示すよ
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、又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８
Ａ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が略々交互に接し、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。

【００５３】磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂの夫々のギャ
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１
３Ｂ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１
０に示すような記録パターンが形成される。この図１０
から判るように、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により夫々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。

【００５４】図１１Ａ及び図１１Ｂは、磁気ヘッド１３
Ａ、１３Ｂを一体構造（所謂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１５０ｒｐ
ｓ　（ＮＴＳＣ方式）の高速で回転される上ドラム７６
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が例えば１６６°とされ、ドラム系φが１６
．５ｍｍとされている。

【００５５】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、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、ダブルアジマスヘッ
ドで同時記録を行うことで、かかる直線性のエラー量を
小さくできる。更に、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。

【００５６】ｅ．電磁変換系 次に、この発明に用いられる電磁変換系について説明す
る。まず、記録媒体としての磁気テープは次のような方
法で製造される。

【００５７】すなわち、厚さ７μｍのポリエチレンフタ
レート（ＰＥＴ）フィルムよりなるベース上に、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０．００１５μｍ、また微小突起
の密度は約５００万個／ｍｍ２　であった。

【００５８】この後、図１３に示す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。図１３
において、符号８１ａ、８１ｂは真空槽、８２は間仕切
り板、８３は真空排気弁である。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、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。９０ａ、９０ｂはベースＢ
に対する蒸発ビーム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。

【００５９】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８
７ａ、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
。

【００６０】この真空蒸着は、真空槽８１ａ、８１ｂを
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に対する蒸発ビームの入射
角は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１０００Å
の厚さに蒸着され、磁性層全体の厚さが２０００Åとさ
れる。

【００６１】このようにして２層のＣｏ層よりなる磁性
層が形成されたベースＢに、カーボン及びエポキシ系バ
インダーよりなるバックコートとパーフルオロポリエー
テルより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。

【００６２】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　＝１６９
０Ｏｅ、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０．００１５μｍと極めて小さかっ
た。

【００６３】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

【００６４】図１４はこの発明に用いられる記録用磁気
ヘッドを示す。図１４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、１０１Ｂ
上にスパッタ法により形成されたＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒ
ｕ系軟磁性層１０２、１０３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
ック幅が約４μｍ幅に規制されている。１０７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。

【００６５】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。

【００６６】以上のようなＭＥテープと磁気ヘッドを用
いることによって、１．２５μｍ２　／ｂｉｔ以下の記
録密度が実現される。即ち、上述したように、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。

【００６７】本出願人が、１９８８年に８ｍｍＭＥテー
プを使用してトラックピッチ１５μｍで最短波長０．５
μｍのディジタルＶＴＲを試作した。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。そのシ
ステムのビット・エラーレートが４×１０−５であった
。

【００６８】この発明の実施例のように、５μｍ幅のト
ラックを使用すると、同一の仕様で約４４ｄＢのＣ／Ｎ
しか得られず画質が劣化することになる。この７ｄＢＣ
／Ｎ劣化を補うために、上述したこの発明の構成が用い
られることになる。即ち、一般的に記録及び再生中のテ
ープとヘッド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
ングの量がテープの平坦度に依存することも知られてい
る。又、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、蒸着テープの場合では、ベースそのもの
の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度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。又、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４ｄＢのＣ／Ｎ
の上昇が得られたことになる。

【００６９】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。

【００７０】よって全体として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。

【００７１】ｆ．トラックパターン 上述の一実施例におけるトラックパターンについて図１
５を参照して説明する。図１５Ａは、１トラック（或い
は１セグメント）に記録されるデータの配列を示す。図
において、トラックの左端がヘッド突入側であり、その
右端がヘッド離間側である。また、マージン及びＩＢＧ
（インターブロックギャップ）には、データが記録され
ない。斜線を付した領域であるプリアンブルＰＲＡ或い
はポストアンブルＰＳＡには、例えばデータのビット周
波数と等しい周波数のパルス信号が記録され、再生側に
設けられているビットクロック抽出のためのＰＬＬのロ
ックが容易とされている。

【００７２】１トラックの略中央部にＡＴＦ用のパイロ
ット信号と、サブデータと、アフターレコーディング用
のオーディオデータの記録区間とが始端側から順番に設
けられる。このオーディオデータのみの記録区間は、ア
フターレコーディング時に書き替えられる。ＡＴＦ用の
パイロット記録区間にＩＢＧを介して隣接するトラック
の始端側と、オーディオデータ記録区間にＩＢＧを介し
て隣接するトラックの終端側とにそれぞれビデオデータ
及びオーディオデータの記録区間が設けられる。ＡＴＦ
用のパイロット信号記録区間及びアフターレコーディン
グ用のオーディオ記録区間は、必ずしもトラック中央部
に設けなくても良い。但し、オーディオデータの場合に
は、そのエラーが知覚され易いので、トラックの中央部
に記録することが有利である。

【００７３】ビデオ及びオーディオ区間は、多数のシン
クブロックからなり、シンクブロックのより詳細なデー
タ配列が図１５Ｂに示される。先頭には、ブロックの開
始を示すブロック同期信号が位置し、次にブロックの識
別のためのシンクブロックＳＢが位置し、更に次にＡＤ
ＲＣの割り当てビット数を決めるためのしきい値ＴＨＲ
が位置している。その後のブロックアドレスＢＡは、画
面上のアドレスのためのものである。更に、ＮＥＸＴは
、ブロックの長さを示す。ＡＤＲＣで発生した符号化デ
ータとしては、ダイナミックレンジＤＲ´、最小値ＭＩ
Ｎ´、各画素と対応するコード信号のまとまりＢＰＬか
らなる。また、オーディオデータは、この区間の中で、
画像データと分離した区間に挿入される。そして、シン
クブロックの最後にエラー訂正符号のパリティが配され
る。この図１５Ｂに示すシンクブロックの配列は、一例
であって、ビデオデータのデータ量、オーディオデータ
のデータ量、パリティのデータ量を考慮して、図示しな
いデータ配列のシンクブロックも使用される。

【００７４】オーディオデータのみの記録区間及びサブ
データの記録区間も、上述と同様のデータ配列とされて
いる。図１５Ｃは、サブデータの区間のシンクブロック
のデータ配列を示す。先頭には、ブロックの開始を示す
ブロック同期信号が位置し、次にＩＤ信号が位置し、更
に次にサブデータが位置している。シンクブロックの最
後にエラー訂正符号のパリティが配される。ＩＤ信号は
、サブデータの領域を識別するためのコード、スタート
ＩＤ、フレームＩＤ、トラックアドレス、スキップＩＤ
、プログラム番号、ブロック番号等が含まれる。このＩ
Ｄ信号は、通常再生時のみならず、高速再生時に再生デ
ータを使用して画像を復元する時に必要とされる。

【００７５】上述のシンクブロックのビデオデータのデ
ータ配列に関しては、本願出願人の提案による特願昭６
３−３１７７３８号明細書に記載のものを使用しても良
い。また、サブデータとしては、ＤＡＴ（ディジタルオ
ーディオテープレコーダ）のフォーマットと同様のもの
を使用しても良い。

【００７６】

【発明の効果】この発明によれば、ヘッドとテープの接
触が最も安定なトラックの略中央部にサブデータを記録
しているので、サブデータにエラーが生じるおそれを少
なくできる。サブデータは、ビデオデータと異なり、デ
ータ間の相関がないのが普通であるが、再生されたデー
タのエラーを少なくすることにより、サブデータを再生
できない場合を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例における信号処理部
の記録側の構成を示すブロック図である。

【図２】図２は信号処理部の再生側の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】図３はブロック符号化のためのブロックの一例
を示す略線図である。

【図４】図４はサブサンプリング及びサブラインの説明
に用いる略線図である。

【図５】図５はブロック符号化回路の一例のブロック図
である。

【図６】図６はチャンネルエンコーダの一例の概略を示
すブロック図である。

【図７】図７はチャンネルデコーダの一例の概略を示す
ブロック図である。

【図８】図８はヘッド配置の説明に用いる略線図である
。

【図９】図９はヘッドのアジマスの説明に用いる略線図
である。

【図１０】図１０は記録パターンの説明に用いる略線図
である。

【図１１】図１１はテープ・ヘッド系の一例を示す上面
図及び側面図である。

【図１２】図１２はドラムの偏心でテープの振動が生じ
ることを説明するための略線図である。

【図１３】図１３は磁気テープの製法の説明に用いる略
線図である。

【図１４】図１４は磁気ヘッドの構造の一例を示す斜視
図である。

【図１５】図１５はこの発明の一実施例のデータ配列の
説明に用いる略線図である。

【符号の説明】 １Ｙ、１Ｕ、１Ｖ　　コンポーネント信号の入力端子５
、６　　ブロック化回路 ８　　　　　　ブロック符号化回路 １１　　　　チャンネルエンコーダ １３Ａ、１３Ｂ　　磁気ヘッド ２２　　　　チャンネルデコーダ ２６　　　　ブロック復号回路 ２８、２９　　ブロック分解回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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するブロッ
   ク化手段と、上記ブロック化手段の出力データを上記ブ
   ロック単位に圧縮符号化する符号化手段と、上記符号化
   手段の出力符号化データをチャンネル符号化するチャン
   ネル符号化手段と、入力ディジタルオーディオ信号を符
   号化するオーディオ信号符号化手段と、制御用の付加デ
   ータを発生する付加データ発生手段とを有し、上記チャ
   ンネル符号化手段の出力画像データ、上記オーディオ信
   号符号化手段の出力オーディオデータ及び上記付加デー
   タ発生手段からの付加データを回転ドラムに装着された
   磁気ヘッドによって磁気テープに記録するようにしたデ
   ィジタルデータの磁気記録装置において、上記磁気テー
   プ上に形成されるトラックの略中央部に、上記付加デー
   タを記録し、上記付加データの記録区間の前後に上記画
   像データ及び上記オーディオデータを記録するようにし
   たことを特徴とするディジタルデータの磁気記録装置。