KR900008454B1 - 영상신호 기록방법 및 기록재생장치 - Google Patents

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Description

영상신호 기록방법 및 기록재생장치

제1도는 종래의 시간축신장 2채널분할 기록방식의 설명도.

제2도는 입력영상신호의 1프레임주기의 간단한 설명도.

제3도는 입력영상신호의 1수평주사 주기의 간단한 설명도.

제4도는 본 발명의 제1의 실시예에 있어서의 세그먼트 단위의 기록 신호를 표시한 도면.

제5도는 VTR의 기록서식의 설명도.

제6도는 제1의실시예의 경우에 자연적으로 H배열이 성립되는 조건을 표시한 도면.

제7도는 제1의실시예의 경우에 βH를 1H로 하였을때에 H배열이 성립하지 않는 것을 표시한 도면.

제8도는 제2의실시예의 설명도로서 세그먼트마다의 시간축 시프트의 설명도.

제9도는 제2의실시예에서 H배열이 성립하는 것을 설명하는 도면.

제10도는 제2의실시예를 실현하기 위한 기록재생장치의 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 입력단자 2, 17, 18 : A/D변환기

3 : 귀선소거검출 및 제거회로 4 : 2채널분할 및 시간축 신장회로

5 : 세그먼트처리 및 시간축 시프트회로 6, 7, 22 : D/A변환기

8, 9 : FM변조기 10, 11 : 기록헤드

12 : 자기테이프 13, 14 : 재생헤드

15, 16 : FM복조기

19 : 시간축시프트 및 세그먼트 처리회로

20 : 시간축압축 및 2채널 합성회로 21 : 귀선소거 부가회로

23 : 출력단자 26 : 자기테이프

27 : 기록트랙 28 : 기록용 H동기신호

본 발명은 영상신호 기록방법에 관한 것이다. 특히 입력영상신호로부터 기록신호로 변환할때에, 주사선수를 변경함으로서 기록신호의 주파수 대역을 좁은 대역으로해서 기록하는 영상신호 기록재생장치에 관한 것이다. 새로운 텔레비젼시스템인 HIGH DEFINITION TELEVI-SION의 개발이 성행되고 있다. 일본에서는 특히 하이비죤이라고 일컬어지는 방식이 잘 알려져 있다. 이것은 NHK가 중심이되어 개발을 추진하고 있는 것으로서, 제1표에 표시한 잠정규격이 있다. 이와 같은 넓은 대역의 영상신호를 VTR에 기록하기 위해서는, (1) 영상신호를 다 채널로 나누어서 기록한다.

(2) 테이프/헤드 상대속도를 고속으로 한다.의 방법이 있으나, VTR의 기구계를 대폭으로 변경하는일 없이 고품위 VTR을 실현할려면(1)의 방법이 적당하다. 이와 같은 기록방식을 채용한 예로서, 문헌[별도기록있음]에 표시된 VTR가 있다.

이것은, 1125개의 주사선의 영상신호를 1개씩 약 2배로 시간축 신장하여 2채널로 분할해서 기록신호의 대역을 약 1/2로하여 기록하는 것이다. 제1도에 그 개요를 표시한다. 도면에서 일련번호는 주사선 번호를 표시한다. (a)는 입력신호, (b)는 기록신호이다. 이와 같이 기록하면 당연한 일이지만 귀선소거도 포함된 모든 주사선의 정보가 기록된다.

이와 같이, 입력신호의 모든 주사선을 기록하는 방법이 일반적이지만, 순수하게 정보기록장치로서 본다면 수직귀선소거 등과 같이 영상신호가 전혀 없는 부분까지 기록할 필요는 없다. 즉 상기 종래예의 경우에는 불필요한 정보까지 기록하고 있기 때문에, 필요이상으로 넓은 대역을 기록하고 있는 것이 된다.

본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위하여 필요 최소한의 대역을 기록하는 영상신호 기록방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 입력영상신호로부터 영상으로서의 불필요 부분을 제외하고, 그 영상신호를 시간축 신장하고, 또한 n채널분할하여 원래의 대역의 1/n 보다도 더욱 좁은 대역으로해서 기록하는 것이다. 이때, 신장되어서 만들어낸 기록신호의 H 주기를 헤드 절환의 타이밍 근방에서 영상신로가 포함된 다른 H주기와 상이하게 함으로서 기록신호가 1화면단위에서 주기성을 지니도록 하는 것이며, 이와 같이 함으로서, 기록하는 주사선수, 기록신호의 시간축 신장비를 적당히 선택하여도 1화면단위의 주기성을 유지할 수 있다. 또, 기록밀도를 최적화하기 위하여, 위에서 결정된 기록신호의 H의 길이에 대하여, 트랙피치를 독립적으로, 선택하면 H배열이 성립되지 않게되는 것을, 본 발명에서는 트랙단위의 시간축을 시프트시킴으로서 H배열을 성립시키는 것이다.

본 발명은 입력영상신호로부터 불필요부분을 제외한 영상신호를 시간축 변환하고, n채널 분할해서 원래의 대역의 1/n 보다도 더욱 좁은 대역으로하여 기록하는 것이다. 또 이때, 화질, 기록시간의 트레이드 오프에 의해 최적화를 도모하기 위하여, 시간축 변환시의 클록주파수나 트랙폭의 선택의 자유도를 향상시키도록 하는 것이다.

전자 (시간축 변환시의 클록주파수의 선택의 자유도)에 대해서는, 기록대역을 될 수 있는 한 낮게하기 위하여 클록주파수를 어느정도 자유롭게 선택하였기 때문에, 1프레임이 신장된 1수평주사기간의 주기의 정수(整數)배로 되지않게 되었을 경우, 본 발명에 의하면 신장된 1수평주사기간의 주기를 헤드 절환의 타이밍 근방에서, 영상신호가 포함된 다른 1수평 주사기간의 주기와 상이하게 함으로서, 기록신호가 1화면 단위에서 주기성을 지니도록 하는 것이다. 후자 트랙폭의 선택의 자유도에 대해서는, 테이프 헤드 상대속도, 트랙폭을 자유롭게 선택하면 H배열이 성립되지 않게되는 것을 본 발명에 의하면 트랙단위의 시간축을 시프트 시킴으로서 H배열을 성립시킬 수 있는 것이다.

제2도∼제4도를 사용해서, 본 발명의 제1실시예를 표시한다. 제2a도는, 입력영상신호의 프레임주기를 표시한다. 실제로는, Y(휘도신호), Cw(넓은 대역 색신호), Cn(좁은 대역 색신호)의 3신호가 입력되나, 여기서는 한 개의 선으로 대표하고 있다. 숫자는 상대적인 주사선 번호이다. 입력신호의 수평주사선수는 1125개이다. 이중 기록해야할 영상신호가 포함되어있는 주사선(액티브 라인)은 제1피일드가 No51라인에서부터 No554라인까지의 504라인, 제2피일드가 No613라인에서부터 No1116라인까지의 504라인, 합계 1008개이고, 귀선소거 기간은 58+59의 계 117개로 되어있다. 본 발명에서는 상기 1008개에 대해서 헤드절환을 위한 귀선소거, 나중에 삽입한 기준신호를 포함해서 합계 1046개로서 기록한다. 즉, 1125-1046=79개의 주사선을 삭제한다. 제2b도에, 이 모양을 표시한다.

제3a도는 입력신호의 수평주사 주기의 신호를 표시한다. 수평주사 주파수 fh는 30×1125=33.75KHz 수평주사주기는 1/fh=29.6㎲이고, 이중 수평귀선소거는 7㎲, 화상의 유효부분은 22.6㎲이다. 여기에서 먼저 수평귀선소거 기간 7㎲을 삭제한다. 시간축 변환한 휘도신호(Y)와 선순차색신호(Cs)의 유효부분과, 새로운 기록용의 동기신호를 시간축 다중해서 기록영상신호의 1H를 얻게 된다.

기록용의 동기신호는, VTR는 재생신호에 있어서의 시간축 오차보정을 위한 수평동기 신호와 버어스트신호로 이루어진다. 이 모양을 제3b도에 표시한다. 구체적으로는 이하에 설명하는 바와 같다.

Y의 샘플링 주파수는 48.6MHz(1440×fh), Cw 및 Cn의 샘플링 주파수는 48.6/3=16.2MHz(480fh)이다. 휘도신호 Y를 시간축 신장하기 위하여 샘플링한 것을 일단 메모리에 써넣고 1/2의 샘플링 주파수 24.3MHz(720fh)로 읽어냄으로서 2배로 시간축 신장한다. 계속해서 Cs를 시간축압축하기 위하여 마찬가지 클록으로 읽어냄으로서 1.5분의 1로 압축한다. Y를 2배로 시간축 신장하고, Cs를 1.5분의 1로 압축함으로서, 22.6×2+22.6/1.5=60.3㎲의 Y와 C의 시간축 다중신호를 얻게된다.

또, 새로운 기록용의 동기신호로서 3.4㎲를 부가하면 63.7㎲로 되어 1046개의 주사선을 2채널 분할하여 기록하는 경우의 기록 H에 일치한다. 1/(30×1046/2)=63.7㎲

상기와 같은 처리를 함으로서 기록신호의 1H 속으로 Y와 Cs를 시간축 다중한 2채널의 TC 1신호(TIME COMPRESSED/NTEGRATION)을 얻게 된다. 1프레임의 신호는, 상기의 기록신호가 1채널에 523H씩 1046H포함되어 있는 것이 된다. 이 기록신호는 1프레임이 6세그먼트로 분할되어서 기록된다. 이렇게하면 1세크먼트당 1채널에 87+1/6라인식 기록하게 된다.

입력신호의 1H의 샘플수는 1440, 그중 Y의 유효부분은 1098이다. 한편, C는 각각 480, 336이다. 따라서, 시간축 다중되었을때의 Y와 C의 유효부분은 1098+336=1464 샘플이다.

따라서, 기록신의 1H의 샘플수는 1464에 새로운 수평귀선 소거를 더한 것이 된다. 1프레임 단위로 생각하면 1채널당의 TCI신호의 총샘플수는 720×1125=810000샘플이고, 2채널에서는 1620000으로 된다.

이것을, 기록해야할 H의 수, 1046으로 나누면, 기록신호의 1H의 샘플수를 구할 수 있으나, 1620000/1046=1548.75717이 되어, 나누어 떨어지지 않는다.

이하, 이 점을 해결하기 위하여 본 발명에서 채용한 방식을 제4도를 사용해서 설명한다. 여기서는 3세그먼트 기록방식의 경우에 대하여 설명한다. 도면은 1프레임(6세그먼트분)의 전주사선을 표시하고 있으며, 번호는 1125라인에서부터 79라인을 뺀 뒤의 1046라인에 대해서 일련번호를 붙인 주사선 번호이다. 또한, 번호는 Y신호의 주사선 번호로 대표하고 있다. 1046라인을 2채널 3세그먼트 기록방식으로 기록하면, 1트랙당 87+1/6라인, 1세그먼트단 174+1/3라인 기록하게 된다.

이 경우 1피일드에 3회, 1프레임에 6회의 헤드절환이 필요하게 된다. 헤드절환 기간에 상당하는 주사선을 *표로 표시한다. 이들을 S1∼S6이라고 하면, S1은, 175, 176라인, S2는 349, 350라인, S3은 523, 524라인, S4는 697, 698라인, S5는 871, 872라인, S6은 1045, 1046라인이다. 이 이외의 통상의 H는 1549샘플로하고, 6회의 헤드절환 H를 이 수와는 다르게하여, 프레임 단위로 나누어 떨어지게 한다. 헤드절환기간 6H중, S1∼S5의 5H는 1528, S6은 1527로 하면, 1549×517+1528×5+1527=810000(1채널당)으로되어, 프레임 단위의 주기성을 얻게 된다.

이와 같이 샘플수를 선택하면 기록신호의 H귀선소거 3.4㎲는 1549-1464=85샘플로 된다.

이와 같이, 헤드 절환기간의 근방에 본래의 1H주기와 상이한 주기의 H가 존재해도, 그 차이가 본질적으로 발생하는 스큐우에 비해서 무시할 수 있는 크기라면 실용상 문제는 없다.

만약, 이와 같은 조작을 하는일 없이 프레임 단위의 주기성을 만족시킬려고 한다면 TCI신호의 샘플링 주파수를 입력신호의 fh의 배수(倍數)뿐 아니라, 기록 TCI신호의 주파수 fht의 배수 M×fht로 선택하지 않으면 안된다. fht=30×1046/2(Hz)

이와 같이 하면 Y의 시간축 신장율은 1440×fh(M×fht)으로되고, 이들 2개의 클록 주파수의 관계가 복잡하게된다. 반대로, 이 관계를 간단하게 하기 위해서는 기록하는 H의 수와 1125의 관계를 간단한 정수비로할 필요가 있다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 주사선을 빼내고, 시간축신장채널 분할 기록방식으로 기록할 경우, 기록하는 주사선수를 적당하게 선택하여도 시간축신장의 클록비를 간단한 정수비로 실현할 수 있다.

이하, 제5도에서부터 제9도까지를 사용해서 제2의 실시예를 설명한다. 제5도에 VTR에 있어서의 기록서식의 모식도를 표시한다. 도면에서(26)은 자기테이프(27)은 기록트랙이다. T는 테이프 주행방향, H는 헤드주행방향이다. 트랙간에서의 H어긋남 거리를 βH로 한다. 상기한 바와 같이 1세크먼트단 1채널에 87+1/6라인씩 기록하는 조건으로 H배열을 하기위해서는 기계적인 βH는 M+5/6H일 필요가 있다(M는 정수(整數)). 이렇게하면, H배열이 성립하는 모양을 제6도에 표시한다. (28)은 기록용 H동기신호이다.

VTR에 있어서 테이프 속도를 결정하는 조건으로서는 일반적으로 다음과 같이 말할 수 있다. 긴시간 기록을 하기 위해서는, 테이프 속도를 느리게 할 필요가 있다. 그렇게 하기위해서는 트랙피치가 작아지고, 그에 따라서 트랙폭도 좁아진다. 따라서, 화질이 나빠진다. 화질을 좋게 할려고 하면, 반대로 테이프속도를 빠르게 할 필요가 있다. 실제로는 이와 같은 화질, 기록시간의 트레이드오프로부터 구한 트랙폭, 트랙피치, 그로부터 결정되는 테이프속도로 기록하면 가장좋게 균형된 화질과 기록시간을 얻게 된다. 이와 같은 과정에서 구해진 테이프 속도로 기록할 경우, 일반적으로 테이프상에서 H배열은 성립하지 않는다. 왜냐하면, H배열은 트랙피치, 헤드의 1회의 주사로서 테이프가 나가는 거리, 1트랙에 기록하는 기록 H의 수, 기록 H의 길이의 기하학적 관계에 의해서 규정되는 것이기 때문이다. 따라서, H배열의 기계적 조건을 부과한다면 반드시 화질, 기록시간의 양쪽을 최적화 할 수는 없다. 이예에서는 이와 같이 βH는 5/6H, 1+5/6H, 2+5/6H, ‥‥의 어느것인가를 만족하지 않으면 안된다.

βH가 1H인 VTR에 있어서 상기의 신호를 기록하면 제7와 같이된다. 제2의 실시예는, 트랙단위에서 기록신호를 시간축 시프트함으로서 H배열을 성립시키는 것이다. 그리하여, 제8b도에 표시하는 바와 같이 제1세그먼트는 그대로, 제2세그먼트는 1/6H, 제3세그먼트는 2/6H, 제4세그먼트는 3/6H, 제5세그먼트는 4/6H, 제6세그먼트는 5/6H에만 각각 시간축시프트(이 경우 지연)하여 기록한다. 이때 H배열되어서 기록된 모양을 제9도에 표시한다. 삭제하는 라인수를 변경함으로서, 1개의 세그먼트에 기록하는 H의 수는 자유롭게 변경할 수가 있다. 즉, K,K+1/6, K+2/6, K+3/6, K+4/6, K+5/6의 어느 것이라도 가능하다(K는 정수(整數). 상기 VTR에 이 신호를 기록할 경우에는 그들에 대응해서, 제i세그먼트의 지연량을 각각, 0, 1/6(i-1)H, 2/6(i-1)H, 3/6(i-1)H, 4/6(i-1)H, 5/6(i-1)H로 하면 각각의 경우에 있어서 H배열이 성립한다. 또 반대로, VTR의 βH를 변경하면, 그것에 대응해서, 기록라인수의 시간축시프트량을 변경함으로서, H열조건은, 간단하게 얻게된다.

즉 H배열조건을 충족시킨채로 트랙피치를 어느정도 자유롭게 선택할수가 있다. 이와 같이, 제2의 실시예에 있어서는 통상의 시스템에 비교해서, 훨씬 자유도가 높은 설계가 가능하다. 이 제2의 실시예를 실현시키기 위한 장치의 설명을 이하에 기술한다. 제10도에 본 발명의 한 실시예에 있어서의 영상신호의 기록재생장치의 블록도를 표시한다.

제10도에 있어서(1)은 영상신호의 입력단자, (2)는 A/D변환기, (3)은 귀선소기검출 및 제거회로, (4)는 2채널분할 및 시간축신장회로, (5)는 세그먼트처리 및 시간축시프트회로, (6) 및 (7)은 D/A변환기, (8) 및 (9)는 FM변조기, (10) 및 (11)은 기록헤드, (12)는 자기 테이프, (13) 및 (14)는 재생헤드, (15) 및 (16)은 FM복조기, (17) 및 (18)은 A/D변환기, (19)는 시간축 시프트 및 세그먼트 처리회로, (20)은 시간 축압축 및 2채널 합성회로(21)은 귀선소거부가회로, (22)는 D/A변환기, (23)은 영상신호 출력단자이다.

이상과 같이 구성된 본 실시예의 영상신호의 기록재생장치에 대해서, 이하 그 동작을 설명한다.

입력단자(1)로부터 입력한 제2a도에서 표시되는 고품위 영상신호는 A/D변환기(2)에서 디지틀량으로 변환된 뒤, 귀선소거검출 및 제저회로(3)에 입력된다. 여기에서 헤드절환 세금먼트처리등을 위하여 필요한 V귀선소거 38라인을 남겨두고 나머지 불필요한 V귀선소거 79라인을 버리고 기록라인수 1046라인으로하여, 제2b도와 같이 된다. 다음에 2채널분할 및 시간축신장회로(4)에서, 우선 2채널로 분할되고, 그후 2×1125/1046배로 시간축신장되어, 제8a도와 같이된다. 세그먼트처리 및 시간축 시프트회로(5)는 프레임메모리로 구성되어 있으며, 제8a도와 같이된 영상신호를 일단 메모리에 써넣은 뒤 1프레임 1채널에 대하여 87 1/6라인을 1세그먼트로해서 6개의 세그먼트로 분할하고, 1개의 세그먼트내에 있어서는 84라인을 액티브라인으로하여, 그 앞뒤를 귀선소거라인으로 한다. 그리하여, 상기한 바와 같이 세그먼트처리한 영상신호를 제1세그먼트는 그대로, 제2세그먼트는 1/6H, 제3세그먼트는 2/6H, 제4세그먼트는 3/6H, 제4세그먼트는 4/6H, 제5세그먼트는 5/6H만큼 각각 시간축시프트(이 경우는 지연)시켜서 판독한다. 이 조작에 의해서 영상신호는 제8b도에 표시한 바와 같은 타이밍관계로 된다. 이것을 D/A변환기(6), (7)로 애널로그량으로 변환한 뒤, FM변조기(8), (9) 및 기록헤드(10), (11)을 개재해서 자기테이프(12)에 기록하면, 상기 시간축시프트를 행하지 않는 경우는 제7도에 표시한 바와 같은 기록패턴으로 되는 것이, 제8도에 표시한 바와 같이 H배열이 성립된것으로 된다.

재생시는, 기록시와 전혀 반대의 조작을 행함으로서 제2a도에 표시한 원래의 영상신호를 얻게된다. 즉, 제9도에 표시된 기록트랙을 재생헤드(13), (14)로 재생하고, FM복조기(15), (16)로 복조하면 그때의 재생영상신호는 제8b도에 표시한 것으로 된다. 이 재생신호는 A/D변환기(17), (18)로 디지틀량으로 변환된 뒤, 시간축 시프트 및 세그먼트 처리회로(19)에 입력한다.

여기서는, 일단 상기 재생영상신호를 메모리에 써넣은 뒤, 제1세그먼트는 5/6H, 제2세그먼트는 4/6H, 제3세그먼트는 3/6H, 제4세그먼트는 2/6H, 제5세그먼트는 1/6H 만큼 각각 지연시켜서 판독한다. 제6세그먼트는 그대로 판독한다. 이 시간축 시프트 처리에 의해서 모든 수평동기 기간의 거리가 동등해진다.

그리하여 액티브 라인과 귀선소거라인과의 순서를 교체해서 분리함으로써 제8a도의 영상신호로 된다. 상기 신호를 시간축 압축 및 2채널 합성회로(20)로 1046/2×1125배한 뒤, 2채널을 1채널에 합성함으로서 제2b도로 된다. 그리고 귀선소거 부가회로로 부족분의 귀선소거를 보충해서 합계 1125라인으로 한 뒤, D/A변환기(22)로 애널로그 신호로 되돌리면, 출력단자(23)에는 제2a도의 영상신호를 얻게된다.

본 실시예에서는, 기계적 세그먼트 H배열 βH가 1H인 경우에 대해서 설명하였으나, βH의 값이 얼마이든간에 시간축 시프트 및 세그먼트 처리회로(5), (9)에 있어서 시간축 시프트량을 적당히 선택함으로서, H배열을 성립시킬 수 있다. 또 본 실시예에서는 입력영상신호를 주사선수 1125라인의 고품위 영상신호로하고, 그중의 귀선소거 79라인을 삭제해서 1046라인을 기록하는 것으로 하였으나, 일반적으로 N라인의 주사선을 가진 영상신호중 M라인만 삭제하여 N-M라인의 주사선을 기록한다고 해도 성립된다. 또 본 실시예에서는 영상신호를 2채널분할 시간축 신장하여 3세그먼트로 기록하는 경우에 대해서 고려하였으나, 일반적으로 n채널 분할시간축 신장해서 1피일드당 L세그먼트로 기록하는 경우에도 시간축 시프트량을 적당하게 선택함으로서 기록패턴의 H배열을 성립시킬 수 있는 것은 명백하다.

Claims (4)

1. 이하의 스텝을 포함하는 영상신호 기록방법. A. 1프레임 N개의 주사선으로 이루어진 입력영상 신호로부터 M개를 빼내는 제1의 스텝과, B. 제1의 스텝에 의해 얻게된 신호로부터, 시간축 신장된 휘도신호, 시간축 압축된 색신호 및 동기신호가 시간축 다중되고, 또한 n채널로 분할된 기록신호의 수평단위 신호의 집합을 작성하는 제2의 스텝, C. 제2의 스텝에 의해 얻게된 신호를 1피일드마다 L세그먼트로 분할하여 순차 L회의 주사로 자기테이프상에 기록하는 제3의 스텝(L, n≥1의 정수)
2. 제1항에 있어서, 기록신호의 수평단위 신호의 길이를 헤드절환 타이밍 근방에서 다른것과 상이하게 기록함으로서, 기록신호가 1화면 단위로 주기성을 지니도록 한 것을 특징으로 하는 영상신호 기록방법.
3. 제1항에 있어서, 기록한 영상신호의 수평동기신호 위치가 인접트랙간에서 공간적으로 배열되게 각 세그먼트마다 영상신호를 소정시간만큼 시간축 시프트하여 기록하는 것을 특징으로 하는 영상신호 기록방법.
4. 1프레임 N개의 주사선으로 이루어진 입력영상신호중 N-M개(M 1 ; N, M정수)의 주사선의 영상신호를 얻는 회로(3)와 n채널(n은 정수로 n 1)로 분할되고 또한 대략 nN/(N-M)배로 시간축 신장된 영상 신호를 얻는 회로(4)와, 상기 시간축 신장된 영상신호의 1피일드를 L세그먼트(L은 정수로 L 1)로 분할하는 회로 5와, 상기 분할한 영상신호를 자기테이프상에서, 인접하는 트랙간에서 수평동기신호의 기록위치가 배열되게 상기 세그먼트단위로 소정시간 시간축 시프트시키는 회로(5)를 적어도 구비하고, 상기 시간축 시프트된 영상신호의 1피일드를 세그먼트의 기록트랙으로서의 기록 매체상(12)에 기록하는 것을 특징으로 하는 영상신호의 기록재생장치.

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