JPS6031372A - 磁気記録再生装置 - 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】 （利用分野） 本発明は、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ　）
変換、あるいは半導体アナログメモリを用いて少なくと
も輝度信号を時間軸圧縮して記録する磁気記録再生装置
に関し、特にＳ／Ｎ向上、及びＡ／Ｄ変換時のビット数
削減によるコスト低減を計った磁気記録再生装置に関す
る。

（背　景） 従来の磁気記録再生装置を、ＮＴＳＣ方式の映像信号を
記録する磁気記録再生装置を例にして説明する。

第１図は、従来例において記録される信号の周波数アロ
ケーションを説明する図である。図において、１が低域
変換色信号、２が角度変調輝度信号である。

従来の磁気記録再生装置の一つの方式は、輝度信号を角
度変調し、色信号を角度変調周波数の低域側に低域変換
し、夫々周波数多重して記録していた。

このように搬送波色信号を記録する場合、磁気記録再生
装置の記録再生時に生じるジッタにより搬送波色信号の
位相が変化する。その結果、色相の変化がもたらされ画
質劣化の原因となる。

これに対し、色信号と輝度信号上をアナログ・ディジタ
ル変換回路又は半導体アナログメモリを用いて、時間軸
圧縮し、時分割多重記録する方式次に、該方式の一例ｆ
ζついて説明する。

第２図は磁気記録媒体に記録される信号を説明する図で
ある。図において、ａは輝度信号、ｂは記録される映像
信号、Ｃは色信号である。

仁の方式は、図に示されているように、輝度信号ａを例
えば時間軸を４１５程度に時間軸圧縮する。一方、色信
号Ｃは例えば線順次色差信号Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ　を　１１
５程度に時間軸圧縮する。そして、夫々を時分割多重し
角度変調して記録するようにしている。

このように、色差信号を角度変調記録する。場合、ジッ
タによる色相の変化等が大幅に軽減され画質向上を図る
事ができる。また輝度信号と色信号を時分割多重する事
ｆこより、周波数多重力式で生じていた互いの周波数干
渉によるビート妨害等を抑圧する事ができる。

しかしこの時分割多重記録方式では、ｖ＃変倍信号び色
信号を時間軸圧縮する為に例えばＣＣＤ（Ｃｈａｙｇｅ
　−Ｃｏｕｐｌｅｄ　−Ｄｅｖｉｃｅ　）等の半導体ア
ナログメモリあルイは、Ａ／Ｉ）（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉ
ｇｉｔａｌ）変換器ディジタルメモリ、Ｄ／Ａ変換器等
を必要とする。

この場合、これら半導体アナログメモリのＳ／Ｎ。

あるい１１、Ａ／Ｄ変換時のＳ／Ｎが問題となる。

また、Ａ／Ｄ　変換器、Ｄ／Ａ変換器、ディジタルメモ
リのようなデバイスは比較的高価であるので、コストア
ップという問題も生じる。

（目　的） 本発明の目的（Ｊ、アナログ・ディジクル変換、あるい
は、例えばＣＣＤのような半導体アナログメモリ等を用
いて少なくも５４度信号を時間軸圧縮する磁気記録再生
装置において、Ｓ／Ｎ比の向上を図り、又、Ａ／Ｄ変換
を用いて時間軸圧縮する場合はそれにより、ビット数削
減、それにともなう、回路規模の縮少、コスト軽減をも
図るものである。

（概　要） 本発明は、視覚が、輝度の高い信号の微小変化に対して
は、輝度の低い信号の微小変化に対して程、敏感ではな
い事に着目し、時間軸圧縮回路の前段に、輝度信号の小
振幅成分を非線形ｌζエンファシスする回路を設けた点
に特徴がある。本発明の他の特徴は、水平同期信号が映
像信号程、その振幅に情報を有しないことに着目し、時
間軸圧縮回路の前段に、該水平同期信号を抑圧する非線
形回路を設けた点にある。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図を参照して説明する。

第３図は、本発明によるＡ／Ｄ変換を用いて時間軸圧縮
する記録系回路の一実施例を示す。図において、３は輝
度信号入力端子、４は色信号入力端子、５は輝度信号ノ
ンリニアエンファシス回路。

６は色信号ノンリニアエンファシス回路、７は第１のＡ
／Ｄ変換器、８は第２のＡ／Ｄ変換器、９は第１のメモ
リ、１０は第２のメモリである。また、１１は第１のＤ
／Ａ変換器、１２は、第２のＤ／Ａ　変換器１３は輝度
信号ノンリニアディエンファシス回路、１４は色信号ノ
ンリニアディエンファシス回路、１５はスイッチ、１６
は時分割多重映像信号出力端子である。

次に、本実施例の回路動作について説明する。

映像信号のうち輝度信号が輝度信号入力端子３より輝度
信号ノンリニアエンファシス回路５に入力される。この
輝度信号ノンリニアエンファシス回路５（才、例えば第
４図に示されるような特性を有する。すなわち、低レベ
ルの輝度信号に対しては、大きなエンファシスを施し、
高レベルの輝度信号に対しては、はとんどエンファシス
を施さないという特性を有している。

このようなエンファシスを施す牢番ζよって、線形量子
化を行なうＡ／Ｄ変換器において低レベルの信号の量子
化ステップをよシこまかく設定し、高レベルの信号（才
量子化ステップをそれほどこまかく設定しないようにす
ることができる。これをこより、低レベル入力時の量子
化ノイズを抑圧する事が可能となる。なお、この時高レ
ベル入カ時の量子化ノイズは増大するが、高レベル入力
は、視覚的にノイズが目立ちにくいし、また大振幅レベ
ルは　Ｓ／Ｎ的にも有利であるので画質の劣化にはつな
がらない。

これは例えば時間軸圧縮回路としてＣＯＤ等のアナログ
メモリを用いた場合にも同等の効果が得られる。

輝度信号ノンリニアエンファシス回路５の出方は第１の
Ａ／Ｄ変換器７においてサンプリング周波数１０〜２０
Ｍサイクル／秒でディジタル符号に変換される。この時
１ワード当シのビット数は、前述のノンリニアエンファ
シスを施した事により例えば６〜７　ｂｉｔで視覚的に
８　ｂｉｔ相当の分解能を得る事ができる。

第１０）　Ａ／Ｄ変換器７の出力であるディジタル符号
は、第１のメモリ９に書き込まれる。書き込まれたディ
ジタル符号（ま、書き込みのｎ倍の周波数で読み出され
、第１のＤ／Ａ変換器１１に入力される。ディジクル符
号が書き込みのｎ　倍の周波数で読み出される為、第１
のＤ／Ａ変換器１１の出力信号は第１のＡ／Ｄ変換器７
に入力される信号を時間軸で１７　ｎに圧縮された、換
言すれば周波数がｎ倍の信号である。

例えば、輝＃、信号と色信号を共ζこ時間軸圧縮して時
分割多重する方式においては、ｎの値（オ例えば６１５
〜４／３　が適している。この場合時間軸圧縮した輝度
信号と色信号とがほぼ同じ帯域になる。しかし、本発明
はこの場合のみ１こ限定されるものではない。

第１のＤ／Ａ変換器１１の出力信号は、輝度信号ノンリ
ニアディエンファシス回路１３に入力される。この輝度
信号ノンリニアディエンファシス回路１３は輝度信号ノ
ンリニアエンファシス回路５と逆特性を示すもので入力
される輝度信号を本来のレベルに復元して出力する。

一方、色信号は、色信号入力端子４より色信号ノンリニ
アエンファシス回路６に入力される。この色信号ノンリ
ニアエンファシス回路６は第５図に示されるように、小
振幅の入力信号に対して、よシ大きなエンファシスを施
すものである。

色イ８８号ノンリニアエフフッ９回路６の出力は、第２
のＡ／Ｄ変換器８に入力され、ディジクル符号に変換さ
れる。そして、第２のメモリ１０に書き込まれる。

第２のメモリ１０に書き込まれたディジクル符号は、瞥
き込み時のｍ培の周波数で読み出さ１シ、第２のＤ／Ａ
変換器１２に入力される。第２のＤ／Ａ　変換器１２の
出力信号は、第２のＡ／Ｄ変換器８の入力信号に対して
時間軸が１／′ｍ　に圧縮され周波数がｍ倍の信号であ
る。

この場合、輝度信号の時間軸圧縮比を前述の値に選ぶと
、ｍの値としては例えば４〜６が適している。しかしな
がら本発明はこの場合のみに限定されるものではない。

第２のＤ／Ａ変換器１２の出力は、色信号ノンリニアデ
ィエンファシス回路１４に加えられる。

色信号ノンリニアディエンファシス回路１４は色信号ノ
ンリニアニレファシス回路６と逆特性を有しておシ、入
力された信号は本来のレベルにディエンファシスされて
出力される。

輝度信号ノンリニアディエンファシス回路１３の出力信
号である１　／　ｎに時間軸圧縮された輝度信号と色信
号ノンリニアディエンファシス回路１４の出力信号であ
る１／ｍに時間軸圧縮された色信号とはスイッチ１５＋
こ入力され、時分割多重されて時分割多重映像信号出力
端子１６に出力される。

これが記録される信号となる。

上記の実施例においては、輝度信号ノンリニアエンファ
シス回路５によって、入力してくる輝度信号の低レベル
に対しては大きなエンファシスを、高レベルに対しては
小さなエンファシスを施こしている。そして、このエン
ファシスされた輝度信号をＡ／Ｄ変換器７で、ディジタ
ル信号に変換している。

このため、本実施例によれば、同じビット数のＡ／Ｄ　
変換器を用いてエンファシスを施さないでＡ／Ｄ　変換
した場合に比べ、視覚的に目立ちやすい低レベル入力時
の　Ｓ／Ｎ比向上を図ることができる。つまり、低レベ
ル入力のＳ／Ｎ比向上を図ろうとすると、従来ではＡ／
Ｄ変換器のビット数を大きくしなければならなかったの
に対し、本実施例ではビット数を大きくしなくても　Ｓ
／Ｎ比の向上を図ることができるので、従来通りのビッ
ト数のＡ／Ｄ変換器を用いてＳ／Ｎ比の向上を図ること
ができる。

逆に言えば、従来通シのＳ／Ｎ比を嬰ようとすると、本
実施例の場合には、Ａ／Ｄ変換器のビット数を小さくす
ることができる。

したがって、本実施例は、従来装置に比べてＡ／Ｄ　変
換器のビット数の削減を行うことができ、回路規模の縮
小、コスト低減が可能になる。

上記の実施例では、スイッチ１５を、輝蜜イ「号ノンリ
ニアディエンファシス回路１３の後段に置いた場合につ
いて説明したカススイッチ１５を第１の　ｏ／Ａ変換器
１１の後段をこ置く回路構成、さらにはスイッチ１５を
第１のメモリ９の後段に置き、ディジタル符号の領域で
時分割多重する回路構成も可能である。

その場合の回路図の夫々を第６図、第７図に示す。これ
らの回路図において、ノンリニアディエンファシス回路
１７の特性は、輝度信号ノンリニアディエンファシス回
路１３と同特性である。なお、その他の符号（Ｊ第３１
と同じ物を示す。

これらの回路の動作は第３図のものと同じであるので、
説明を省略する。

第６図の回路ではノンリニアディエンファシス回路１７
を１個で共用でき、また第７図の回路ではさらに　Ｄ／
Ａ変換器１１も１個にすることができる。

なお、上述の第３．第６．および第７図の回路において
、スイッチ１５によって輝度信号と色信号とが時分割多
重された信号を、角度変調回路（図示されていない）に
導きＦＭ信号に変換する場合においては、ノンリニアデ
ィエンファシス回路１３．１４．１７を削除しても良い
。

次に、再生系回路の実施例につき説明する。第８図は再
生系回路の一実施例を説明するブロック図である。

図において、１８が時分割多重映像信号入力端子、１９
が輝度信号ノンリニアエンファシス回路、２０が色信号
ノンリニアディエンファシス回路、２１が第１の　Ａ／
Ｄ変換器、２２が第２のＡ／Ｄ変換器、２３が第１のメ
モリ、２４が第２のメモリである。また、２５が第１の
Ｄ／Ａ変換器、２６が第２のＤ／Ａ変換器、２７が輝度
信号ノンリニアディエンファシス回路、２８が色信号ノ
ンリニアディエンファシス回路２９が輝蜜信号出力端子
。

３０が色信号出力端子である。

図に従い、本実施例の動作（ζついて説明する。

例えば、ＶＴＲから再生された時分割多重映像信号が時
分割多重映像信号入力端子１８より輝度信号ノンリニア
エンファシス回路］９及び色信号ノンリニアエンファシ
ス回路２０に入力される。この映像信号は、輝度信号及
び色信号が夫々１／ｎ。

１７ｍ　に時間軸圧縮、時分割多重された信号である。

ここＣζ・輝度信号ノンリニアエンファシス回路１９は
記録系回路１９の輝度信号ノンリニアエンファシス回路
５と同じ特性を有している。

輝度信号ノンリニアエンファシス回路１９の出力は、第
１のＡ／Ｄ変換器２１に入力され輝度信号部分がディジ
タル符号に変換される。この場合も記録系回路と同様に
、例えば６〜７　ｂｉｔのＡ／Ｄ変換器でｓ　ｂｉｔ相
当の視覚的分解能を得る事ができる。

第１のＡ／Ｄ変換器２１の出力であるディジタル符号は
第１のメモリ２３に書き込まれ、書き込み時の１／ｎ　
の周波数で読み出される。そして、第１のＤ／Ａ変換器
２５に入力される。この時、第１のＤ／Ａ変換器２５の
出力は第１のＡ／Ｄ変換器２１の入力に対して時間軸を
ｎ倍に伸長され本来の時間軸に復元された輝度信号であ
る。この輝度信号は、輝度信号ノンリニアディエンファ
シス回路２７に入力されて、本来のレベルに復元されて
出力される。

一方、色信号ノンリニアエンファシス回路２０に入力さ
れた映像信号は小振幅成分をエンファシスされて出力さ
れる。この色信号ノンリニアエンファシス回路２０は記
録系回路、色信号ノンリニアニレファシス回路６と同じ
特性を有する。

色信号ノンリニアエンファシス回路２０の出力は第２の
Ａ／Ｄ変換器２２に入力され色信号部分がディジタル符
号に変換され第２のメモリ２４に書き込まれる。第２の
メモリ２４に書き込まれたディジタル符号は書き込み時
の１／ｍの周波数で読み出され第２のＤ／Ａ変換器２６
に入力される。

第２のＤ／Ａ変換器２６の出力は、時間軸をｍ倍に伸長
され本来の時間軸Ｃζ復元された色信号である。該第２
のＤ／Ａ変換器２６の出力は、色信号ノンリニアディエ
ンファシス回路２８に入力され、本来のレベルに復元さ
れて色信号出力端３０より出力される。

上記の再生系回路の実施例は輝度信号ノンリニアエンフ
ァシス回路１９及び色信号ノンリニアエンファシス回路
２０．第１のＡ／Ｄ変換器２１及び第２のＡ／Ｄ変換器
２２を有する例で説明したがノンリニアエンファシス回
路を共用する実施例、ざらにＡ／Ｄ変換器をも共用する
実施例も可能である。

夫々の回路図を第９図、第１０図に示す。これらの図に
おいて、３１はノンリニアエンファシス回路、３２はＡ
／Ｄ変換器を示し、その他の符号は第８図と同じ物を示
す。

なお、前記した第３．６．７図の記録系回路と、第８．
９．１０図の再生系回路とを組合わせて用いる場合は、
第３図、第６図、第７図の記録回路（ζ対して夫々第８
図、第９図、第１０図の再生系回路が適している。

また、前述のように、記録時に時分割多重されている輝
度信号及び色信号が夫々エンファシスされたまま再度変
調されて記録されていた場合には、再生回路ｉｎおける
Ａ／Ｄ変換器　２１．２２の前段に設けられているノン
リニアエンファシス回路１９゜２０または３１を削除す
る事ができる。

このように本発明においては、輝度信号を第１のＡ／Ｄ
変換器７，２１の前段で第４図に示されるような特性で
非線形にエンファシスしている為、エンファシスをせず
にＡ／Ｄ変換する場合に比べて映像信号部分（同期信号
部分を除いた部分）のダイナミックレンジをより広く設
定できる。また、視覚的に敏感な低レベルの信号に対し
て、　Ｓ／Ｎ比の向上を図る事ができる。また、この事
によシＡ／Ｄ　変換器のｂｉｔ数の削減も可能となる。

欠に、前述したようにアナログメモリを用いた場合にも
本発明を用いてＳ／Ｎ向上が図れる理由を以下に説明す
る。

第１１図は、半導体アナログメモリを用いて時間軸圧縮
をする記録系の実施例を説明するブロック図である。図
において、３３が第１の半導体アナログメモリ、３４が
第２の半導体アナログメモリである。

次に、この回路の動作を説明する。輝度信号ノンリニア
エンファシス回路５で小振幅成分をエンファシスされた
輝度信号（才、第１の半導体アナログメモリ３３に書き
込まれる。第１の半導体アナログメモリ３３から、書き
込み時の０倍の周波数で読みだされた輝度信号は、時間
軸を　１／ｒ＋ｌこ圧縮されており、後段の１ｖ、度信
号ノンリニアディエンファシス回路１３に入力される。

そして、該回路１３で小振幅成分はディエンファシスさ
れ、本来の振幅レベルに復元されて、スイッチ１５に入
力される。

また、色信号ノンリニアエンファシス回路６で小振幅成
分をエンファシスされた色信号１才、第２の半導体アナ
ログメモリ３４に書き込まれる。第２の半導体アナログ
メモリ３４から書き込み時のｍ倍の周波数で読み出され
た色信号は時間軸を１／ｍ　に圧縮されており後段の色
信号ノンリニアディエンファシス回路１４１こ入力され
る。該回路１４で小振幅成分はディエンファシスされ、
本来の振幅レベルに復元されてスイッチ１５１こ入力さ
れる。

スイッチ１５に入力され、時間軸圧縮された輝度信号と
色信号は夫々時分割多重されて出力される。

このように、半導体アナログメモリ　３３．３４の前段
にノンリニアエンファシス回路５，６を、後段にノンリ
ニアディエンファシス回Ｍ　１３，１４を設ける事によ
ｐ、半導体アナログメモリ番ζお０て発生する熱雑音や
その他スゲリアス成分を、該ノンリニアディエンファシ
ス回路１３．　１４１こよって、小振幅に抑圧する事が
できる。この理由Ｌｔ　。

半導体アナログメモリ３３および３４で発生する熱雑音
やその他のスプリアス成分は、一般をこ小振幅の信号で
あシ、この小振幅の信号がノンリニアディエンファシス
回路１３および１４によりさらにディエンファシスされ
、小信号化されるためでネ　ムー したがって、第１１図の回路によれば、視覚的に感度の
高い輝度の低い画面のＳ／Ｎ比を向上させる事ができる
。

第１１図の記録系回路で記録された信号の再生に好適な
再生回路の１例を第１２図に示す。図番ζおいて、３５
．３６は半導体アナログメモリであり、その他の符号は
第８図と同じ物を示す。

以上の各実施例においては、Ａ／Ｄ変換器あるいは半導
体アナログメモリの前段に設けるノンリニアエンファシ
ス回路５の特性を第４図暑ζ示すよ−うな輝度信号の小
振幅成分をエンファシスするように−選んだ場合につい
て説明した。しかし、本発明はこれに限定されることな
く、更（ζノンリニアエンファシス回路５の特性を第１
３図に示すように輝度信号の小振幅成分をエンファシス
するのみならず水平同期信号部分にディエンファシスす
る特性にしてもよい。この場合の効果は次のようである
。

第１３図に示されるように、出力信号を水平同期信号を
も含めてディエンファシスしている為・輝度信号のダイ
ナミックレンジを水平同期信号をディエンファシスしな
い場合に比べてよシ広く設定する事が可能となシ、さら
にＳ／Ｎ比向上向上果が得られる。

この場合Ｓ／Ｎ比向上向上果は、水平同期信号をディエ
ンファシスする事だけによっても得られる。

また、上記の実施例では、輝度信号を色信号と時分割多
重して記録する例で説明した。しかし、本発明はこれに
限定されず色信号を持たない映像信号を記録する場合に
も適用可能である。

また輝度信号と色信号を時分割多重する磁気記録再生装
置において、本発明の第３図、第６図。

第７図、第１１図のように、輝ｊ夏信号を時間軸圧縮す
る回路の前段ζこエンファシス回路を、後段Ｃ（ディエ
ンファシス回路を設ける事により、輝度信号の振幅特性
は元のレベルに復元される為、映像信号の時分割多重回
路を例えばアダプタ形式とし従来のＶＴＲと接続するこ
とも可能である。

また−力、この時分割多重回路を、図示してはいないが
角度変調回路の前段に設ける場合に（才、一般に角度変
調回路の前段に設けられているエンファシス回路と本発
明のような記録時の時間軸圧縮回路の前段に設けられる
エンファシス回路との共用と時間軸圧縮回路後段のディ
エンファシス回路の削除が可能となる。同様に、一般シ
こ角度変調回路の後段に設けられているディエンファシ
ス回路と再生時の時間軸伸長回路の後段に設けられてい
るディエンファシス回路の共用と時間軸伸長回路前段の
エンファシス回路の削除が可能となる。

本発明においては、記録される輝度信号はＮＴＳＣ方式
、ＰＡＬ方式、Ｓ　ＥＣＡｆ”ｉ方式のいずれの場合も
適用可能である。また、色信号についても線順次色差信
号を例にとり説明したが特にそれに限定されるものでは
ない。

（効　果） 本発明条こよれば、映像信号のうち少なくとも輝度信号
を、Ａ／Ｄ変換、あるいは半導体アナログメモリにより
時間軸圧縮して記録するようにしているので、次のよう
な効果がある。

＋１）　Ａ／Ｄ変換によって時間軸圧縮を行なう磁気記
録再生装置では、Ｓ／Ｎの向上、及びそれによるＡ／Ｄ
変換器のビット数削減、回路規模の縮少、コストダウン
の効果がある。

（２）半導体アナログメモリを用いて時間軸圧縮を行な
う磁気記録再生装置では、Ｓ／Ｎ向上の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の磁気記録再生装置において記録される
信号の周波数アロケーションを説明する図、第２図は、
輝度信号と色信号とを夫々時間軸圧縮、時分割多重する
映像信号を説明する図、第３．６，７．１１図は、本発
明による記録系回路の一実施例を説明するブロック図、
第４，１３図は、輝度信号ノンリニアエンファシス特性
を説明する図、第５図は、色信号ノンリニアエンファシ
ス特性を説明する図、第８　、９．１０．１２図（ｊ、
本発明による再生系回路の一実施例を説明するブロック
図である。 ５．１９・・・輝ＩＪｔ　（Ｍ号ノンリニアエンファシ
ス回路、　７，８，２１．２２．３２　・Ａ／Ｄ変換器
、１３　、２７・・・輝ＩＪｔ’信号ノンリニアディエ
ンファシス回％　、１７・・・ノンリニアデイエンファ
７ス回Ｍ、　３１　・・・ノンリニアエンファシス回路
、１５・・・スイッチ、　３３．３５　・・第１の半導
体アナログメモリ、３４．３６　・・第２の半導体アナ
ログメモリ 代理人弁理士　平　木　道　人 出力信号 第１頁の続き ０発　明　者　柴　１）　晃 横浜市戸塚区吉田町２９旙地　株式会社日立製作所家電
研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号のうち、少なくとも輝度信号を時間軸圧
   縮して記録する磁気記録再生装置において、該時間軸圧
   縮回路の前段に、該輝度信号の小振幅成分を強調する非
   線形回路を具備した事を特徴とする　磁気記録再生装置
   。
2. （２）前記非線形回路が前記輝度信号の水平同期信号を
   抑圧することを特徴とする特許 囲第１項記載の磁気記録再生装置。
3. （３）前記時間軸圧縮回路がＡ／Ｄ変換器、メモリおよ
   びＤ／Ａ変換器で構成されていることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の磁気記録再生装
   置。
4. （４）前記時間軸圧縮回路が半導体アナログメモリで構
   成されていることを特徴とする前記特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の磁気記録再生装置。