JPS62200563A - デイジタル信号記録方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は情報信号をディジタル化して記録媒体上に記録
するディジタル信号記録装置に関するものである。

〈従来の技術〉 近年、回転ヘッドで磁気テープをトレースして信号の記
録再生を行う装置に於いては、アナログ信号ではなくデ
ィジタルデータを記録再生するディジタルテープレコー
ダの研究開発が活発に行われる様になってきた。この様
なディジタルテープレコーダに対し、標準テレビジョン
信号の如きビデオ信号をリアルタイムで記録再生する場
合、符号化したデータ量は膨大になり高密度磁気記録が
要求されている。

例えば水平走査線数が１１２５本の所謂高品位テレビジ
ョン信号の様な１膨大な情報量の信号をリアルタイムで
ＰＣＭ化して得たディジタル信号を周知のヘリカルスキ
ャンタイプの磁気記録再生装置にて記録を行い、且つ従
来のアナログＶＴＲと同等のテープ消費量に抑えること
を考えると、現状の磁気記録再生技術の限界に近い記録
密度が要求される。

膨大な情報量を少しでも減らす為に画像情報の統計的性
質、視覚特性などを巧みに利用することにより、サンプ
リングして得たデータのビット数を１／２程度に減らし
、再生側で補間技術を用いることで標本点の数を減少さ
せることにより更に数分の１程度に情＋ｌｌｉ量を減ら
すことができる。

また、テレビジョン信号の数フィールド分を記ｔα可能
なメモリを用意し、フィールド間フレーム間等の時間軸
方向のデータの統計的性質、視覚特性などを利用するこ
とにより、さらに大幅な情報量削減を行うことができる
。

ところが１元来高品位テレビジョンなどでは情報量が多
いので、ｌフィール１分を記憶可能なメモリであっても
、膨大な装置となってしまう、また大幅な情報量削減を
行った場合には画像の水モ方向、垂直方向１時間方向の
情報の欠落分を信号処理技術によって補うことが必要と
なり、これに必要な装置量もまた膨大なものとなる。従
って、ある程度の装置の小型化を必要とする民生機器を
考慮した場合は、大幅な情報かの削減は現実的でなくな
る。そこで従来のアナログＶＴＲと同程度のテープ消費
量で高品位テレビジョンのディジタルＶＴＲを構成しよ
うとした場合、トラック幅を１　／　ｎとし、ｌフィー
ル１分のデータをｎトラックに分割記録し、テープ走行
速度は従来通りとすることが考えられる。この場合ｎヶ
のヘッドを回転ドラム上に配置し、■フィールドに対応
する期間にドラムを１回転させることで、記録波長等を
現実的な値とすることができる。

上述の如きトラック幅の狭い磁気記録再生装置に於いて
は、再生時に記録トラック上をヘッドが正確にトレース
する様トラッキングの制御を行うことが重要な課題の１
つとなっている。

従来よりＶＴＲ等の回転ヘッド型の磁気記録再生装置に
於いてトラッキング制御を行う手法としては、テープの
端部に於いて長手方向にトラッキングのためのコントロ
ール信号（ＣＴＬ）を記録する手法、情報信号に４種類
のパイロット信号を重畳する所ｒｉ４周波°方式と呼ば
れる手法等がある。

〈発明の解決しようとする問題点〉 ところが、ＣＴＬを用いる手法にあっては、専用のトリ
ックを設けねばならず、高密度磁気記録を行う装置には
適していない、また実際の記録トラックとＣＴＬとの不
整合が生じることにより、正確なトラッキング制御が期
待できない。

コレニ対して４周波方式の如くトラッキング用パイロッ
ト信号を情報信号に周波数多重する方式にあっては、ト
ラッキング制御の為の専用ヘッドを必要とせず高精度の
トラッキングが行えるが、ディジタルビデオ信号にパイ
ロット信号を周波数多重する場合、ディジタルビデオ信
号の変調波に悪影響を与える為、記録再生時のエラーレ
ートが高くなるという問題がある。

また、トラッキング用パイロット信号ヲディジタルビデ
オ信号に時分割多毛することも考えられるが、この場合
にはディジタルビデオ信号用の記録領域を減らすことに
なるため、好ましいものではない。

く問題点を解決するための手段〉 かかる１］的下に於いて本発明のディジタル信号記録装
置にあっては情報信号をディジタル化して得た情報デー
タと共に該情報データと同期したクロックデータに該ク
ロックデータに比し記録周波数の低いトラッキング制御
用パイロット信号を周波数多重してなる信号を記録媒体
上に記録する構成としている。

く作用〉 上述の如く構成することにより、トラッキング制御用に
特別な記録領域及び記録手段を設ける必要がなく、且つ
狭帯域のクロックデータに対してのみトラッキング制御
用パイロット信号を周波数多重しているので、情報デー
タの記録再生時のエラーレートが高くなることもない。

〈実施例〉 以下１本発明の実施例について説明する。

以下の実施例は本発明を所謂ディジタルＶＴＲ１特に極
めて高密度の記録を必四とするタイプ、例えば１フイー
ルドが１／６０秒水平走査線数１１２５本の高品位テレ
ビジョン信号を磁気テープ上に記録するディジタルＶＴ
Ｒに適用した場合の例である。

第２図は本実施例のディジタルＶＴＲに於ける、磁気記
録再生部の構成を示す図、第３図は第２図の構成による
磁気テープ上の記録パターンを示す図である。第２図に
於いてｌは磁気テープ、２．３は夫々磁気テープを不図
示のテープカセットから引き出し、回転磁気ヘッドを具
える回転ドラム４に対し１８０’以上の角範囲に亘って
巻装するテープガイド部材、ＨＡ　、ＨＢ　、ＨＣ、Ｈ
Ｄ　、ＨＥ　、ＨＦは夫々回転磁気ヘッドである。

第２図に示す如くヘッドＨＡ、ＨＢ、ＨＣに対しヘッド
ＨＤ、ＨＥ、ＨＦは１８００の位相差をもって回転する
。またヘッドＨＡとヘッドＨＤ、ヘッドＨＢとヘッドＨ
Ｅ、ヘッドＨＣとヘッドＨＦは夫々互いに同一の回転面
上を回転するものとする。またヘッドＨＡとヘッドＨＢ
、ヘッドＨＢとヘッドＨＣの回転位相差をψとし１回転
面の高さの差をｄとする。

ここでヘッドＨＡ−ＨＦで夫々形成されるトラックＴＡ
−ＴＦを全て第３図に示す様に一様に形成しようとした
時のψ及びαについて考察する。今、記録時のテープ速
度をυとし、ＴＡ〜ＴＦの６木のトラックで１フイール
ドの高品位テレビジョン信号を記録するとすればドラム
の回転数は毎秒６００回転なるので、ｌトラック形成す
るのに必要なテープ長はυ／３６０となる。また、トラ
ックの傾き角をθとすると、トラックピッチ”ｒｐはυ
　ｓｉｎθ／３６０．隣接トラック間のトラック長さ方
向のずれＸはυ　ｃｏｓＯ／　３６０となる。

今、トラックＴＡ、ＴＢ、ＴＣを同時に形成することを
考えた時、各ヘッドＨＡ　、　ＨＢ　。

ＨＣ間の位相差ψは、ドラム４の半径をｒとした時はぼ
ψ−ｖｃｏｓθ／３６０ｒ［ｒａｄ］となり、各ヘッド
ＨＡ　、ＨＢ　、ＨＣの回転面の高さの差ｄは、ｄ＝Ｔ
Ｐ　（１−剋りで与えらπ れる、但し、これでは各ヘッドＨＡ、ＨＢ。

ＨＣのドラム４上の取付は間隔が狭くなり、取付けが難
しくなった場合はψを太きくし各ヘッドの記録タイミン
グをシフトしてやれば良い。

この時ｄは上記説明から明らかな様に小さくなり２ψ＝
π／３でｄが０となる。尚、以下の説明はψ毎υ　ｃｏ
ｓＯ／３６０であるものとして行うものである。

第１図は本実施例のディジタルＶＴＲ全体の概略構成を
示す図である。図中、第２図、第３図と同様の構成要素
については同一番号を付す０本実施例は第３図の如きト
ラックパターンを形成するためのもので、６木のトラッ
クに１フイ一ルド分のビデオ信号及びオーディオ信号を
分割して記録し、各トラックの前半にオーディオ信号、
ガードスペース挾んで後半にビデオ信号を記録する。

第１図に於いて、１１はアナログビデオ信号の入力され
る端子で、このアナログビデオ信号としては複合テレビ
ジョン信号、輝度信号と色差信号とを時分割多重した所
謂ＴＣＩ信号等が考えられる。　Ａ／Ｄ　（アナログ−
ディジタル）変換器１２は入力されたビデオ信号をサブ
ナイキストサンプリング等のサブサンプリング法にてサ
ンプリングし、更にこうして得たデータはＤＰＣＭエン
コーダ１３で差分符号化される。

これらによってデータ星を１／４程度にまで圧縮する。

他方、端子１４より入力されるアナログオーディオ信号
は、Ａ／Ｄ変換器１５にてＡ／Ｄ変換され、クロスイン
ターリーブ符号化回路１６にて例えば非線形量子化した
オーディオデータの順序を適宜入れ換えた後、誤り検出
用パリティワードをパリティ付加回路１７にて付加する
。

これらオーディオデータとビデオデータは夫々バッファ
を介して１／６フイ一ルド分づつ交互に誤り訂正符号付
加回路１８に供給され誤り訂正符号が付加されて後、更
に同期付加回路１９にて情報データと同期したクロック
データとしての同期データが付加される。同期データの
付加された記録用データは変調回路でスクランブルＮＲ
Ｚ方式等によりデジタル変調され、スイッチ２１、スイ
ッチング回路２２を介して適宜、混合器１０Ａ−１０Ｆ
に振り分けられヘッドＨＡ−ＨＦによってテープｌ上に
記録される。

この時の各トラックの記録パターンの一例を第５図に示
す、この第５図については後に詳説する。再生時は各ヘ
ッドＨＡ−ＨＦより再生された信号はスイッチング回路
２２、スイッチ２１を介して復調回路２３に供給されデ
ィジタル復調されて後、ＴＢＣ（タイムベースコレクタ
）２４にて時間軸変動が除去される０時間軸変動が除去
された再生データに誤り訂正回路２５にて誤り訂正を施
す、誤り訂正の施されたビデオデータはＤＰＣＭデコー
ダ１１でサブサンプリングによりサンプリングされなか
った画素（標本点）のデータを補間回路３２１にてフレ
ーム内もしくはフレーム間補間により得て後、Ｄ／Ａ変
換器３３にてアナログビデオ信号とされ端子３４より出
力する。

誤り訂正の施されたオーディオデータは誤り修正回路２
６で誤りの修正をされた後、インターリーブ復合口路２
７で元のデータ配列とされ、更に補間回路２８にて前詮
補間もしくは平均値補間等の補間が行われる。こうして
復元されたオーディオデータはＤ／Ａ変換器２９にてア
ナログ信号とされ端子３０より出力される。

次に本実施例のディジタルＶＴＲに於けるトラッキング
について説明する。本実施例のＶＴＲに於いては３トラ
ツクに１種類づつ所謂４周波力式で用いられる４種類の
パイロット信号を順次記録する。その記録位置の例を第
５図に示している。第５図に於いて各ヘッドは左から右
ヘトレースするものとし、：５５図に於いては、ａ、ｂ
、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、の順に記録される０図中ａ、ｄ
、ｇは夫々ガードスペース、ｂはオーディオデータ用ク
ロック−ラン−イン、Ｃはオーディオデータ、ｅはビデ
オデータ用クロック−ランーイン＋パイロット信号、ｆ
はビデオデータである。

ｅはパイロット信号が重畳されたクロックランインであ
るがクロックランインは記Ｑ帯域が狭くかつ、パイロッ
ト信号の周波数を十分低くすることにより、全く互いに
悪影響は及ぼさない、尚、クロックランインｂにパイロ
ット信号を重畳することも勿論可能である。

このパイロット信号の記録されるエリアの長さについて
は第３図の如き記録パターンを想定した場合、隣接トラ
ック間のトラック長さ方向のずれＸの数倍程度は必要と
なる。尚、以下の説明は第５図（２）に示すトラックパ
ターンで゛パイロット信号を記録するものとして説明す
る。

第４図に於いて４１はドラム４の回転位相検出器であり
、回転ドラムの回転に同期した６０Ｈｚの矩形波信号（
以下６０ＰＧと称す）を出力する。パイロット信号発生
器４３は６０ＰＧに応じて１／６０秒毎に４種類のパイ
ロット信号（以下、その周波数をｆｌ、ｆ２．ｆ３゜ｆ
４とし、夫々単にｆｌ、ｆ２．ｆ３．ｆ４と称す）を１
種類ずつｆｌ＋ｆ２−ｆ３−ｆ４の順に発生する。スイ
ッチング回路４２はｆｌ。

ｆ２．ｆ３．ｆ４を各ヘッドに対し所望のタイミングで
出力する。

第６図は本実施例のＶＴＲに於ける記録時のタイミング
チャートである。図中（ａ）は記録ヘッド、（ｂ）は回
路４３が発生するパイロット信号、（ｃ）は各ヘッドの
記録信号を模式的に示す図である。第６図（Ｃ）に於い
て、Ｖ。

Ａは夫々ビデオ信号、オーディオ信号ｆ１〜ｆ４はクロ
ックランインに重畳されたパイロット信号の記録タイミ
ングを示している。第６図（ｄ）は第５図に示す如きト
ラックパターンを実現するための各ヘッドに対する共通
のパイロット信号の供給タイミングを示している。

第４図に於いて４４はテープｌから各ヘッドにより再生
されたパイロット信号をトラッキング信号処理回路４５
に適宜供給するためのスイッチング回路であり、トラッ
キング信号処理回路４５では再生パイロット信号を用い
てトラッキングエラー（Ａ　Ｔ　Ｆ）信号を出力する。

ＡＴＦ信号はキャプスタン制御回路４６に入力され、キ
ャプスタン４８の回転位相を制御することになる。４７
はキャプスタン４８のフライホイール、４９はピンチロ
ーラである。

第１図は第４図に於けるトラッキング制御系の具体的な
構成の−・例を示す図である０図中第１図と同一の符号
を付した部分は第１図の構成要素に対応するものである
。

図中１０６はｆｌ、ｆ）、ｆ３．ｆ４をパラレルに発生
するパイロット信号発生器であり、ｆｌ、ｆ２．ｆ３．
ｆ４は夫々切換回路１０８に供給される。切換回路１０
８は６０ＰＧと、これを分周器１０７で１／２分周した
３０Ｈｚの矩型形波信号との４つの論理レベルにより、
１／６０秒毎にｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４の順にパイロッ
ト信号を発生するものである。ここでこの４種のパイロ
ット信号の周波数は周知の如＜、　　　　ｆ２−ｆｔ−
ｆ　　４−ｆ　　３　　＝ｆ　　Ａ　　、ｆ　　４−ｆ
　１＝ｆ３−ｆ２＝ｆ１３となる補設定されている。

カウンタ１０１は６０Ｈｚに比べて十分高いクロックパ
ルス（ＣＬＫ）をカウントし、エツジ検出回路１０５で
操出された６０ＰＧのエツジでリセットされる。このカ
ウンタ１０１の出力データがデータＤＡとデータ日との
間にある時、コンパレータ１０２，１０３の双方カハイ
レベルを出力して、アントゲ−）１０４の出力がハ゛イ
レベルとなり、ゲート１０９を開ける。

このデータＤＡ、ＤＢはゲート１０９を開けるタイミン
グが前述の第６図（ｄ）に示すゲートタイミングとなる
補設定される。この時のパイロット信号のゲート期間に
ついては前述した隣　　゛接トラックのトラック長方向
のずれｌｘを考慮して５ｘ程度の長さに亘ってパイロッ
ト信号が記録される様に設定する。

上述の如くゲートされたパイロット信号は６０ＰＧによ
りｌ／６０秒毎に接続が切換えられるスイッチ１１０、
記録時にオンされるスイッチ１１１を介して各ヘッドＨ
Ａ−ＨＦに供給されることになり、：５６図（Ｃ）に示
す如く。

オーディオ信号Ａ及びビデオ信号Ｖと共にクロックラン
インに重畳されて時分割で記録される。

次にスイッチング回路４４．トラッキング信号処理回路
４５について説明する。各ヘッドＨＡ−ＨＦより再生さ
れた信号は、再生時にオンされるスイッチ１３０．アン
プ１２１〜１２６を介して混合器１２７，１２８に供給
される。

混合器１２７ではヘッドＨＡ、ＨＢ、ＨＣの出力を混合
し、混合器１２８ではヘッドＨＤ。

ＨＥ　、ＨＦの出力を混合する０本実施例にあっては３
トラツク毎に１種類のパイロット信号が記録されている
から、３トラツクを１つの単位とすれば、混合器１２７
，１２８の出力中制御目標の３トラツクの両側に隣接す
る３トラツクに記録されているパイロット信号成分を比
較すればトラッキングエラーが検出できる。

スイッチ１２９は混合器１２７，１２８の出力を１／６
０秒毎に交互に出力してＢＰＦ１３１に入力し、バンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）１３１で分離されたｆｌ、ｆ２
．ｆ３．ｆ４のパイロット信号は乗算器１３２に供給さ
れる０乗算器１３２には切換回路１０８より記録時と同
様のローテーションでｆｌ、ｆ２．ｆ３．ｆ４がリファ
レンス信号として供給されている。

ｆｌ、ｆ２．ｆ３．ｆ４のリファレンス信号が供給され
ている時、制御目標トラックは夫々ｆｌ、ｆ）、ｆ３．
ｆ４のパイロット信号が記録されている３トラツクとい
うことになる。

ＢＰＦ１３３，１３４は夫々制御目標となる３トラツク
に記録されているパイロット信号と、その両側に隣接す
るトラックに記録されているパイロット信号との差の周
波数ｆＡ、ｆ［３成分を抽出するためのもので、これら
の出力は夫々検波回路１３５，１３６で夫々検波され、
比較器１３７に供給される。テープ１上に於いてｆＡ成
分の得られる向きと、ｆＢ成分の得られる向きとは制御
目標となる３トラツクが切換わる毎゛に反転するので、
比較器１３７の出力は反転アンプ１３８を介したものと
介さないものとが１フイールド毎にスイッチ１３９で交
尾に切換えられ択一的に出力される。

１４０はスイッチ１３９の出力信号をサンプルホールド
（Ｓ／Ｈ）するＳ／Ｈ回路であり、この出力はＡＴＦ信
号として前述のキャプスタン制御回路４６に供給されト
ラッキング制御が行われることになる。このＳ／Ｈタイ
ミングは各ヘッドにより制御目標となる３トラツクの両
側に隣接する３トラツクに記録されているパイロット信
号が再生されているタイミングとする。具体的にはエツ
ジ検出回路１０５．カウンタ１０１と同様のエツジ検出
回路１４１．カウンタ１４２を用い、カウンタ１４２の
出力がＤＡと０日の中間値であるＤＣと一致したタイミ
ングをＳ／Ｈタイミングとする。即°ちコンパレータ１
４３の立上りにてＳ／Ｈ回路１４０は動作するものであ
る。

上述の如き実施例のディジタルＶＴＲにあっては特別に
パイロット信号用の記録領域を設けることなく、かつ記
録される情報データに何ら悪影響も与えることなく、良
好なトラッキングが行えるものである。

また別途トラックや固定ヘッドを設ける必要もなく、消
去ヘッドを回転ヘッドにすれば回転ヘッドのみでデジタ
ルＶＴＲを構成できテープ走行上の負荷を著しく軽減で
きるものである。

尚、上述に実施例に於いては３トラツクを１つの単位と
してｆ　ｌ　、　ｆ２　、　ｆ３　、　ｆ４を順次クロ
ックランインに周波数多重する構成としたが、トラッキ
ング制御用パイロット信号としてはこれに限られたもの
ではない。

例えばヘッドＨＡ　、ＨＦによりｆｌを、ヘッドＨＣ，
ＨＤによりｆ２を記録し、再生時にはヘッドＨＢ、ヘッ
ドＨＥにより得られるｆ１構成とｆ２構成とをレベル比
較してトラッキング制御を行う手法に本発明を適用して
も同様の効果が得られるものである。

また、実施例では隣接する３トラツク全てにパイロット
信号を記録しているが、３トラツク中両端のトラックの
みにパイロット信号を記録しても同様のトラッキング制
御が行えるものである。

また、トラッキング制御は複数のヘッドの再生信号を混
合した信号を用いて行ったが、例えばヘッドＨＡ、ヘッ
ドＨＦの再生信号を択一出力した信号から分離したｆＢ
成分と、ヘッドＨＣ，ヘッドＨＤの再生信号を択一出力
した信号から分離したｆＡ酸成分を比較する構成とする
ことも可能である。この場合Ｓ／Ｈタイミングを双方で
若干ずらすことによりパイロット信号を記録する期間を
短縮することができる。

、また、ｆｌ、ｆ２．ｆ３．ｆ４のリファレンス信号の
発生順序は記録時と同じとしたが、例えば記録時ｆ１→
ｆ２→ｆ３→ｆ４のローテーションであればｆ１→ｆ４
４ｆ３４ｆ２とすることも可能で、この場合反転アンプ
１３８．スイッチ１３９は不要となる。

〈発明の効果〉 以上、説明した様に本発明によれば特別に専用の記録手
段や記録領域を設けることなく、かつ情報データに何ら
悪影響も及ぼすことなくトラッキング制御用パイロット
信号を記録することのできるディジタル信号記録装置が
得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのディジタルＶＴＲの
全体の概略構成を示す図、 第２図は本発明の一実施例としてのディジタルＶＴＲに
置ける磁気記録再生部の構成を示す図。 第３図は第２図の構成による磁気テープ上の記録パター
ンを示す図、 第４図は本発明の一実施例としてのディジタルＶＴＲの
要部の具体的構成を示す図。 第５図≠に）＝にに）啼は蜘各トラックの記録パターン
の例を示す図。 第６図は第４図に示すディジタルＶＴＲに於ける記録時
のタイミングチャートである。 図中１は記録媒体としての磁気テープ、４は回転ドラム
、ＩＯＡ〜ＩＯＦは夫々混合回路。 １１１はビデオ信号入力端子、１４はオーディオ信号入
力端子、１９は同期付加回路、４２はスイッチング回路
、４３はパイロット信号発生回路、４４はスイッチング
回路、４５はトラッキング信号処理回路、４６はキャプ
スタン制御回路、４８はキャプスタン、１０６はｆ１〜
ｆ４発生器、ｔＯａは切換回路、１０９はゲート回路、
１２７，１２８は夫々混合回路、１３１はバントパスフ
ィルタ、１３７はコンパレータ、１４０はサンプルホー
ルド回路、ＨＡ。 ＨＢ、ＨＣ，ＨＤ、ＨＥ、ＨＦは夫々ヘッドである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 情報信号をディジタル化して得た情報データと共に、該
   情報データと同期したクロックデータに該クロックデー
   タに比し記録周波数の低いトラッキング制御用パイロッ
   ト信号を周波数多重してなる信号を記録媒体上に記録す
   るディジタル信号記録装置。