JPS61181286A

JPS61181286A - 画像信号のデイジタル記録装置

Info

Publication number: JPS61181286A
Application number: JP60019922A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Hirano; 裕弘平野; Hiroshi Yoshiki; 宏吉木; Hidehiko Shigesa; 重左　秀彦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1985-02-06
Publication date: 1986-08-13

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】〔発明の利用分野〕本発明は画像の記録装置に係り、特に高精細、高品位な
画像の広帯域の画像信号のディジタル記録に好適な磁気
記録装置に関する。

〔発明の背景〕

一般に、画像、特にテレビジョン信号の記録では、アナ
ログ信号をＦＭ変調して記録する方式がよく知られてい
る。しかしながら、この方式では、ダビングによるＳ／
Ｈの劣化が問題であった。この問題を解決するものとし
て、テレビジョン信号を標本化、量子化によりディジタ
ル信号に変換し、このディジタル信号で記録する方式が
考えられている。このディジタル方式ではアナログ方式
に比べ約１０ｄＢ以上高いＳ／Ｎが実現可能で、ダビン
グによるＳ／Ｎの劣化無く、ジッタの発生がないなど、
優れた特長を有する。反面、記録ビット数がアナログ方
式により１桁以上多くなるといった問題がある。

特に、高精細テレビ、高品位テレビのように、現行テレ
ビに比較して、より高解像度、高画質な画像を提供する
ものでは、信号帯域も現行テレビの数倍以上が必要とな
り記録ビット数も飛躍的に多くなる。このため、このよ
うな画像の信号をディジタル記録方式で実現するために
は、記録ビット数をいかに軽減するかが重要である。

画像信号のディジタル処理において、必要ビット数を低
減する方法としては、直交変換、差分ＰＣＭ（ＤＰ側）
などの手法が知られているが、これらの手法では、記録
再生の段階で、符号誤りが発生すると、この符号誤りに
よって、復号時に、複数画素にわたって、この符号誤り
が伝播されるといった問題がある。ディジタル記録では
符号誤り率が１０−Ｇ程度と悪いため、これらの手法は
ディジタル記録には必ずしも適さないものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ディジタル記録方式の特長をうまく利
用した帯域圧縮により、現行テレビの数倍の信号帯域を
有する画像信号を少ない記録ビット数で記録する装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため、ディジタル記録の特
性を利用し、かつ、画像信号の高周波成分を周波数シフ
トにより低周波信号に変換し、上記画像信号の低周波成
分に、周波数インターリーブにより上記周波数シフトし
た高域成分を多重化した信号ディジタル信号として記録
するようにしたものである。

更に詳しく説明するとディジタル記録の特長の１つに、
再生時にはジッタがないことがある。すなわち、記録時
のディジタル信号は、再生時にも、正しい位相で再生す
ることができる。

第１図に、本発明の原理図を示す。例えば、高精細テレ
ビなどの画像では、（、）に示すように、輝度信号の帯
域も伸びている。ここで、低域信号ＹＬ酸成分現行テレ
ビと同じであるが、高精細な信号Ｙ□が高域成分として
存在する。本発明では、（ｂ）に示すようにこの高域成
分Ｙヨを周波数シフトにより低周波成分（斜線部）に周
波数変換し、周波数インターリーブの手法により、低域
成分ＹＬに多重することで信号帯域を１／２以下に帯域
圧縮する。ここで、信号スペクトルは、周波数インタリ
ーブのため、Ｙ、成分と低域変換されたＹＨ酸成分は互
いに重なり合うことはない。このように、帯域圧縮した
後に、ディジタル記録を行なう。ここで、（ａ）の状態
の信号をディジタル記録するのに比べると、帯域圧縮に
よって所要記録ビット数を１／２以下に少なくすること
が可能である。

一方、再生された信号は、低域変換されたＹＭ酸成分櫛
型フィルタで抽出し、周波数シフト逆変換により、元の
高域成分に復調する。この復調時に信号成分にジッタが
含まれていると正確に元の信号への変換ができないが、
ディジタル記録によったジッタは発生しないので、正し
く復調ができる。

以上、述べたように１本発明では、高域成分の信号を低
域成分に周波数インターリーブの手法で多重した画像信
号をディジタル記録することにより、所要記録ビット数
を大幅に軽減するものである。

なお、ディジタル記録、再生の際に符号誤りが発生して
も、本発明の帯域圧縮によればこの影響は対応する画素
のみにとどまり、ＤＰＣＭなどの帯域圧縮でみられるよ
うなエラーの伝播は発生しない。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第２図により説明する。

第２図（ａ）は記録部、（ｂ）は再生部を示す。

この実施例は例えば輝度信号、色信号がそれぞれ分離し
ているコンポーネント形態の画像信号の場合を示す。

はじめに、記録部の動作について説明する。輝度信号（
信号帯域０〜ＪｖＨ２）はカットオフ周波数ｆ、／２　
のロウパスフィルタ１により、低域成分Ｙ、、を抽出す
る。減算回路２でＹかＹｏ、を引き、高域成分ＹＲを抽
出する。Ｙ、Ｉ成分は、振幅変調信号器３で、ｆｖ／２
の周波数の搬送波で振幅変調し、ロウパスフィルタ４で
この下側帯域成分を抽出し、０〜ｆｖ／２Ｈｚ　　に低
域変換した高域成分を得る。なお、振幅変調器の搬送波
はライン毎に位相反転を行なうことで周波数インターリ
ーブを実現する。そして、加算回路５でＹＬ酸成分多重
する。この段階で輝度信号の帯域は０−ｆｖ／　２　Ｈ
ｚと半分に帯域圧縮される。次に、Ａ／Ｄ変換器６でＪ
ｖＨ２以上の標本化周波数でディジタル信号に変換する
。

色信号Ｃ□、Ｃ２も輝度信号と同じ手法で帯域圧縮を図
る。構成は輝度信号と同様なので図は省略する。データ
分配回路７では、記録チャネル数に応じて分配する。各
チャネルでは符号化回路８で、シャフリング、誤り訂正
符号の付加などの処理を行なう。そして、変調器９で直
流平衡のとれたデイジタル記録に適したコードに変換し
てテープなどの媒体に記録する。

次に、再生側の構成について説明する。各チャネルの再
生信号は復調器１０において波形等化などの信号処理を
行ない、ディジタル信号を再生する。この信号は、復号
化回路１−１により、符号誤りの訂正、デシャフリング
などの信号処理を行ない、データ分離回路１２によって
、輝度信号、色信号を再生する。次に、Ｄ／Ａ変換器１
３によりアナログ信号に変換した輝度信号は、櫛型フィ
ルタ］４により、低域変換された信号成分を抽出し、減
算回路１５でこの成分をぬきとることよりＹ。

成分を再生する。一方、検波回路］６では、記録時と同
じ位相の周波数がｆｖ／２の搬送波で同期検波を行ない
、バイパスフィルタ］７でこの上側帯波成分を抽出する
ことによって元のＹ、Ｉ成分に復調する。そして、加算
回路１８でＹＬ酸成分加算することにより、元の輝度信
号（０−ｆ　ｖ　Ｈｚ　）として再生する。色信号も輝
度信号と同様なので説明は省略する。

以」二、本実施例では、周波数シフトなどの処理をアナ
ログで行なう場合を示したが、これらの処理はディジタ
ル信号のままでも実現可能である。

この場合の実施例を第３図に示す。なお、記録部のデー
タ分配回路以後、再生部のデータ分離回路までは第２図
の実施例と同様なため、第３図の実施例では省略する。

はじめに記録部について説明する。輝度信号Ｙ（０〜ｆ
　ｖ　Ｈｚ　）　　の信号は標本化周波数ｆ。

（ｆ、＞　２　ｆｖ）でＡ／Ｄ変換器］９によりディジ
タル信号に変換する。ロウパスフィルタ２０によりＹＬ
酸成分０〜ｆｖ／２）　を分離し、減算回路２］でＹよ
りＹＬ酸成分引いてＹ□酸成分抽出する。振幅変調器２
２では１周波数がｆ　ｖ／　２　Ｈｚの搬送波で振幅変
調を行ない、ロウパスフィルタ２３で下側帯波成分を抽
出する。なお、振幅変調の際の搬送波の位相はライン毎
に反転して周波数インターリーブを実現する。加算回路
２４でＹＬ酸成分の多重を行ない、標本化周波数変換回
路２５で、標本化周波数がｆ　ａ／　２　Ｈｚ　　の信
号系列に変換する。この結果、輝度信号の所要記録ビッ
ト数は１／２になる。

色信号Ｃ，，Ｃ，も輝度信号と同様な動作なのでここで
は説明を省略する。

つぎに、再生部の動作について説明する。データ分離回
路から、輝度信号は標本化周波数がｆ。

７２　Ｈｚのディジタル信号が得られる。標本化周波数
変換回路２６では、標本化周波数がｆ、の信号系列に変
換し、櫛型フィルタ２７で低域変換されているＹＩＩ成
分を抽出する。減算回路２８では、この信号との差を取
り、ＹＬ酸成分抽出する。一方、検波回路２９では、ｆ
　ｖ／　２　Ｈｚ　　の搬送波で同期検波を行ない、バ
イパスフィルタ３０でこの上側帯波成分を抽出してＹ、
Ｉ成分を復調する。そして、加算回路３］、でＹＬ酸成
分の加算を行ない、Ｄ／Ａ変換器３２によって元の輝度
信号Ｙとして再生する。色信号Ｃ□、Ｃ２についても同
様であるので説明は省略する。

なお、本実施例においては、フィルタ類はいわゆるディ
ジタルフィルタによって実現することが可能である。

第４図は輝度信号に色信号が多重化されている、いわゆ
るコンポジット形態の画像信号に対して本発明を適用し
た場合を示す。

コンポジット形態では、輝度信号ＹＬと色信号Ｃとは既
に周波数インターリーブによって多重化されているが、
同図に示すように、まだ信号スペクトルに隙間がある。

この隙間に、さらに高域成分Ｙ、Ｉ　を低域変換し１周
波数インターリーブで多重するものである。

第５図にこれを実現する実施例を示す。はじめに記録部
の動作について説明する。輝度信号（０〜ｆ　ｖ　Ｈｚ
　　）はロウパスフィルタ３３でＹＬ酸成分抽出し、減
算回路３４でＹ、Ｉ成分を抽出する。

Ｙ□酸成分振幅変調器３５でｆｖ／２Ｈ７の搬送波で振
幅変調し、ロウパスフィルタ３６で下側帯波成分を抽出
し、低域変換を行なう。一方、色信号Ｃ１，Ｃ，は振幅
変調器３７でｆ。の搬送波（ｆｏ〈ｆｖ／２）で直交変
調を行なう。この場合、ｆ、は例えばライン毎に位相反
転する。また、ｆ７／２　の搬送波のライン毎、フィー
ルド毎に位相反転する。このようにすると、Ｙ５、低減
変換されたＹ□、色信号は互いに周波数インターリーブ
の関係が得られる。そして、加算回路３８でこれらの信
号を多重し、Ａ／Ｄ変換器３９でディジタル信号に変換
する。そして、データ分配回路４０で記録チャネル分の
データに分配する。各チャネルでは、符号化回路４１で
シャフリング処理、誤り訂正符号の付加などの処理を行
ない、変調器４２でディジタル記録に適したコードに変
換１ノで記録する。

一方、再生部では、各チャネルの再生信号を復調器４３
で波形等化などを行ないもとのディジタル信号に変換す
る。そして、復号化回路４４により、誤り訂正、デシャ
フリングなどの処理を行ない、この信号は、Ｄ／Ａ変換
器４６でアナログ信号に変換し、櫛型フィルタ４７によ
り、ＹＬ？Ｃ１ならびに低減変換されたＹＩＩ成分に分
離する。そして、検波回路４８ではｆｖ／２の搬送波に
より同期検波を行ない、バイパスフィルタ４９で上側帯
波成分を検出してＹＩＩ成分を復調する。そして、加算
回路５０でＹ、成分と加算し、輝度信号Ｙを再生する。

一方、色信号Ｃは、検波回路５１でｆｏの搬送波で同期
検波し、Ｌｏｗ　Ｐａ５ｓ　Ｆｊ、］ｔｅｒ５２．５３
によって０１．Ｃ２成分を再生する。

なお、本実施例では、周波数シフトをアナログ形態で示
したが、これらの処理はディジタルでも可能なことは明
らかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、所要記録ビット数を軽減してかつ、高
画質、高精細な画像の記録、再生が可能となり、得られ
効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明のための周波数分布図、第２
図、第３図および第５図は本発明によるディジタル記録
装置の実施例の構成袋、第４図は、第５図に示す実施例
の動作原理説明のための周波数分布図である。１．４．．２０，２３，３３，３６，５２．５３・・・
ロウパスフィルタ、１７，３０．４９・・・ハイパスフ
イルタ、１４，２７，４７・・・櫛型フィルタ、３．２
２，３５．３７・・・振幅変調回路、１６゜２９．４８
，５１・・・検波回路、２，１５，２１゜２８．３４・
・・弁算器、５．１８，２４．３：Ｌ。３８．５０・・・加算回路、６，１９．３９・・・Ａ／
Ｄ変換器、１３，３２，４６・・・Ｄ／Ａ変換器、７゜
４０・・・データ分配回路、１２．４５・・・データ分
離回路、８，４１・・・符号化回路、９，４２・・・変
調器、１０．４３・・・復調器、１１，４４・・・復号
化回路、％ｒ　　　口

Claims

【特許請求の範囲】

画像信号の高域成分を周波数シフトにより低周波信号に
変換し、上記画像信号の低域成分に周波数インターリー
ブにより周波数シフトした高域成分を多重した信号をデ
ィジタル値で記録することを特徴とする画像信号のディ
ジタル記録装置。