JP2505807B2 - ディジタル信号記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデイジタル信号記録装置、特に同一の記録媒
体にデイジタル信号の記録をするに際し、記録時間を変
更可能なデイジタル信号記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来広帯域のアナログ信号、例えばビデオ信号を記録
する装置に於て、同一の記録媒体に対しての記録時間を
変更する手法としては、周知のビデオテープレコーダ
（VTR）で行われている如くトラツクピツチを変更する
方法が一般に用いられている。これは記録する信号のS/
N比のダイナミツクレンジを落とすことと引換えに長時
間の記録を実現しようというものである。この種のVTR
に於てはトラツクピツチを任意に設定することは然程困
難ではなく、所望の記録時間を設定することは比較的容
易に行えた。従って様々な記録時間を設定することも、
技術的には容易なことであった。

他方、近年デイジタル信号処理技術の進歩により、ビ
デオ信号の如き広帯域のアナログ信号をデイジタル化
し、デイジタル変調して記録再生するデイジタルビデオ
テープレコーダ（Ｄ−VTR）も、開発されている。この
様なデイジタルVTRに於ては再生信号のS/N比が再生情報
の品質に依存しないが、再生信号のS/N比がある値以下
となると再生そのものが不可能となる。そのためこの種
のデイジタルVTRに於てはトラツクピツチを変化させて
記録時間を変更することは、どのトラツクピツチに於て
も同一品質の画像を記録再生することになり意味のない
ものになる。従ってデイジタルVTRに於ては予め充分デ
イジタルデータが復元できる様定められたトラツクピツ
チをもって信号の記録再生を行うことが望ましく、この
トラツクピツチをこれ以上大きくすること、小さくする
ことにより記録時間を変更することは考え難い。

そこでこの種のデイジタルVTRに於ては記録するデー
タ量を削減することにより、長時間の記録を可能とする
ことが考えられている。

即ち、単位時間当りに形成するトラツク数を変更する
ことにより記録時間を変更することが考えられている。

この様な記録時間の変更の手法として、特開昭61-771
04号公報に開示されている手法について説明する。第６
図は従来のこの種のビデオ信号記録装置のヘッド構成を
示す図である。図示の如く回転シリンダ102に対して磁
気テープＴはテープガイドポスト101a,101bにより180°
以上の角範囲に巻装されており、該シリンダ102には４
つの回転ヘツドHa−,Ha＋,Hb−,Hb＋が互いに90°の位
相差をもって取付けられている。ここで各ヘツドは回転
軸方向について同一高さに取付けられ、ヘツドHa＋,Hb
＋は第１のアジマス角（以下プラスアジマス）を持つヘ
ツド、ヘツドHa−,Hb−は第２のアジマス角（以下マイ
ナスアジマス）を持つヘツドである。

標準記録モードに於てはテープＴ上をトレースしてい
る全てのヘツドに記録信号を供給され、ヘツドHa＋，ヘ
ツドHa−，ヘツドHb＋，ヘツドHb−の順に順次トラツク
を形成して記録を行う。第７図（Ａ）は第６図にヘツド
配置を示した装置の標準記録モードに於る記録パターン
を示す。図中Ta＋,Ya−,Tb＋,Tb−は夫々ヘツドHa＋,Ha
−,Hb＋,Hb−により形成されたトラツクである。

一方、長時間記録モードに於ては、テープＴの搬送速
度を前記標準記録モードの1/3とし、回転シリンダ102は
標準記録モードと同一の方向に同一速度で回転せしめ
る。このとき記録しようとするデータ量を1/3に圧縮
し、ヘツドHa＋による記録が終了した後は、ヘツドHb−
による記録を行う。即ち、前記標準記録モードと同様、
シリンダ102が90°回転する毎にヘツドHa＋，ヘツドHa
−，ヘツドHb＋，ヘツドHb−の順に磁気テープＴ上をト
レースするが、ヘツドHa＋により記録が行われた後のヘ
ツドHa−，ヘツドHb＋による記録は行わない。従って単
位時間当りに記録できるデータ量は1/3となるが、前述
のデータ圧縮により、同一時間長のビデオ信号を記録で
きる。

第７図（Ｂ）に第６図の装置の長時間モードに於る記
録パターンを示す。各トラツクの付番は第７図（Ａ）の
場合と同様である。両モード間でトラツクの傾きは若干
異なるが、図中_a，_bが充分小さければトラツクピツ
チはほぼ同一となる。つまり第７図（Ａ），（Ｂ）で示
す夫々６本,2本のトラツクには同一時間長のビデオ信号
が記録されることになる。

尚、記録するデータ量を変更する手法としては、ビデ
オ信号の各画素のビツト数を変更する方法、サンプリン
グ周波数を変更する方法等が挙げられる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながらデイジタルVTRに於て、所謂アジマス記
録を行おうとすると、記録を行うヘツドはプラスアジマ
スのヘツドとマイナスアジマスのヘツドを交互に用いる
ことになる。そのため、テープ上をトレースするヘツド
が全て記録を行うモード（前述の実施例に於ては標準記
録モード）に対してデータの圧縮率は奇数分の１に限定
される。

これに対して現在デイジタル信号のデータ圧縮につい
て考慮するに、サブサンプリングや駒落し等1/2にデー
タを圧縮する技術が数多く知られており、上述の如き複
数の記録時間が設定可能なVTRに於ても、標準モードに
対して長時間モードのデータ圧縮率を自由に選択できる
構成とすることが望ましい。

本発明は上述の如き問題点に鑑みてなされ、記録時間
を設定する際、その比を自由に設定できるデイジタル信
号記録装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的下に於て、本発明によれば、入力ディジタ
ル信号を用いて互いに情報量の異なる複数種類のディジ
タル信号を発生するデータ圧縮手段と、前記データ圧縮
手段により発生されたディジタル信号を処理して２系統
の記録信号を並列に供給する処理手段と、互いにアジマ
ス角が異なりかつ近接して回転する一対のヘッドを同時
に用いて前記処理手段から出力される記録信号を記録す
る記録手段と、前記データ圧縮手段により発生されるデ
ィジタル信号の種類に応じて前記一対のヘッドにより記
録を行う周期を切換える切換手段とを具える構成のディ
ジタル信号記録装置が提示される。

［作用］ 上述の如き構成に於て、一対のヘツドによりアジマス
角の異なる一対のトラツクを並列して形成することにな
るため、この一対のヘツドにより２つのトラツクを形成
する周期はアジマス角に依存しない。従ってその周期は
回転ヘツドの回転周期を一定とした場合においても整数
比で自由に設定できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について例示説明する。

第１図は本発明の一実施例としてのデイジタルVTRの
概略構成を示す図であり、入力端子１には２フイールド
で１フレームを構成するインターレース走査のアナログ
ビデオ信号が入力されているものとする。

入力されたビデオ信号はアナログーデイジタル（A/
D）変換器２により、その最高周波数の２倍以上のサン
プリング信号によりサンプリングされ、８ビツト程度の
デイジタル信号とされる。

３はブロツク符号化回路であり、A/D変換器２より出
力されたデイジタルデータを例えば画面上で縦横に隣接
する（４×４）個の画素（ブロツク）毎にデータをグル
ープに分割し、各グループ内に於る画像の相関性を利用
して１画素当りの伝送ビツト数を削減しよういうもので
ある。例えばA/D変換器２より出力されるデータが16の
画素に対して各々８ビツトを割り当てたものであるとす
ると、１ブロツク分の伝送データは（８×16＝）128ビ
ツトとなるが、各ブロツク内の全画素中最大値をとる画
素のデータを８ビツト、同じく最小値をとる画素のデー
タを８ビツトで伝送し、各画素について上記最大値と最
小値との間を８段階に線型量子化して得た３ビツトのデ
ータを各々伝送するものとすれば、伝送するデータは
（８×２＋３×16＝）64ビツトとなり、画質を大きく劣
化させることなく伝送するデータ量を1/2に削減でき
る。

また、４は駒落し回路であり、ブロツク符号化回路３
の出力データについて１フレームの画像データ中の第１
フイールドのデータのみを出力し、第２フイールドのデ
ータについては出力しない構成としたものである。従っ
てこの駒落し回路４の出力データはA/D変換器２の出力
データに対して、そのデータ量は1/4となっている。

第２図（Ａ），（Ｂ）は本実施例のデイジタルVTRの
ヘツド構成を示す図であり、第２図（Ａ）に示す如く回
転シリンダ50の外周面には180°以上の角範囲に亘って
磁気テープＴが巻装されており、かつ該シリンダ50には
プラスアジマスのヘツドHA＋,HB＋及びマイナスアジマ
スのヘツドHA−,HB−が設けられている。ヘツドHA＋とH
B＋とは互いに180°の位相差をもって回転し、ヘツドHA
−とヘツドHB−とも同様に互いに180°の位相差をもっ
て回転する。ここでヘツドHA＋とヘツドHA−とは互いに
θ°の位相差をもって回転する。またヘツドHB＋とヘツ
ドHB−についても同様である。更にヘツドHA＋,HB＋に
対してヘツドHA−,HB−はその下端が回転軸方向につい
て第２図（Ｂ）に示す如くTp′の段差を有しているもの
とする。

本実施例のVTRは３種類の記録モードを有するものと
し、前述のA/D変換器２より出力されるデータを全て記
録するモードを標準モード、ブロック符号化回路３より
出力されるデータを記録するモードを２倍モード、駒落
し回路４より出力されるデータを記録するモードを４倍
モードと以下称する。これらの記録モードは記録時にユ
ーザにより操作部５がマニユアル操作されることにより
指定され、これに応じてシステムコントローラ６はスイ
ツチ７をA,B,Cのいずれかの端子に接続する。

ここで標準,2倍,4倍の各モードに於る各ヘツドの記録
動作について説明する。シリンダ50は１フレームのビデ
オ信号が端子１に入力される間に２回転する。即ち、NT
SC信号が入力される場合にはシリンダ50の回転数は3600
r.p.mとなる。標準モードに於てはシリンダ50が２回転
する間に各ヘツドが夫々２回ずつテープ上をトレースす
るが、これら全てのトレースにより信号の記録を行う。
この間テープＴはキヤプスタン８によって、一定のトラ
ツクピツチTpで８つのトラツクが形成される様一定速度
で走行される。但しθを充分小さく設定すればTp＝Tp′
である。２倍モードに於てはシリンダ50が２回転のトレ
ースにより信号の記録を行い、ヘツドHB＋，ヘツドHB−
による記録は行わない。この時ヘツドのトレース方向が
テープＴの長手方向に対して充分小さな傾きであるとす
れば、キヤプスタン８により標準モード時の1/2の速度
で走行される。４倍モードに於てはシリンダ50が２回転
する間にヘツドHA＋,HA−の２回転する間にヘツドHA＋,
HA−の２回のトレース中の１回によってのみ信号の記録
が行われ、テープＴの速度は標準モードの1/4となる。

第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は標準,2倍,4倍モード
に於るテープＴ上の記録軌跡を示す図であり、夫々１フ
レーム分のビデオ信号が記録される部分を示す。図中TA
＋,TA−,TB＋,TB−は夫々ヘツドHA＋,HA−,TB＋,TB−に
より記録されたトラツクを示す。₁，₂，₃は若干
異なるが充分小さいものとすれば、各モードに於るトラ
ツクピツチTpはほぼ同じである。

第１図のスイツチ７より出力されたデータはマルチプ
レクサ10にて２系統に分割され、各系統のデータに対し
て誤り検出符号（ECC）付加回路11,12によりECCが付加
され、バツフアメモリ13,14に供給される。バツフアメ
モリ13,14はシステムコントローラ６により所定のデー
タ量を、シリンダ50が1/2回転する期間毎に出力する。
バツフアメモリ13,14より読み出されたデータはデイジ
タル変調回路15,16にて周知のマツピング符号化，等の
変調が施され更にアンプ17,18、スイッチ19,20のＲ側端
子を介して、スイツチ19,20より２系統の記録信号d1,d2
として出力される。

第４図は上記の如き記録を実現するための各スイツチ
SW1,SW2,SW3,SW4の制御信号S1,S2,S3,S4、及びこれに伴
なう記録信号d1,d2の記録ヘツドの切換を示すタイミン
グチヤートであり、第４図（ａ）は標準モード、第４図
（ｂ）は２倍モード、第４図（ｃ）は４倍モードに於る
タイミングチヤートである。尚図中S1〜S4がハイレベル
の時SW1〜SW4はオンされるものとする。また傾斜部は記
録信号が存在しないことを示す。

上述の如き構成によれば一対のヘツドHA＋,HA−とHB
＋,HB−により並列してトラツクを形成する構成として
いるため、1/2,1/4のデータ圧縮率による２倍,4倍の記
録時間が設定できた。また例えば標準モードに対して３
倍、５倍等の記録時間を同様に設定できるこの場合には
ヘツドHA＋,HA−とヘツドHB＋,HB−とを交互に用いるこ
とになる。

以下、本実施例のVTRの再生系の構成について簡単に
説明する。スイツチSW1,SW2,SW3,SW4は記録時と同様の
タイミングで制御され、これによってスイッチ19,20の
Ｐ側端子より２系統の再生信号を得る。これら２系統の
再生信号はアンプ31,32を介してデイジタル復調回路33,
34に供給され、復調される。復調されたデータはバツフ
アメモリ35,36を介してECC復号回路37,38に供給され、
誤り訂正が施される。誤り訂正が施されたデータは合成
回路39にて元の１系統のデータ信号とされる。

標準モードで記録された信号の場合には、この合成回
路39の出力データをスイツチ40のＣ端子を介してそのま
まデイジタル−アナログ変換器41に供給すれば、アナロ
グビデオ信号を復元できる。２倍モードで記録された信
号の場合はブロツク復号回路43にてブロツク符号化され
たデータを元のデータに戻して後、スイツチ40のＢ端子
を介してD/A変換器41に供給される。また４倍モードで
記録された信号の場合はブロツク復号回路43の出力デー
タを更にフイールド間補間回路44に供給し、該回路44に
て駒落しを行ったフイールドのデータを復元した後スイ
ツチ40のＡ端子を介してD/A変換器42に供給される。
尚、このスイツチの切換については、操作部５の操作に
より行っても、記録信号中に記録モードを示す情報を記
録しておき、これを再生することによって行ってもよ
い。

前述の実施例に於てはヘツド構成は第２図（Ａ），
（Ｂ）に示す如き構成としたが、他の構成とすることも
可能である。

第５図は他のヘツド構成例を示す図であって、ヘツド
Ｈ＋はプラスアジマスのヘツド、ヘツドＨ−はマイナス
アジマスのヘツドであり、これらは互いに近接して設け
られ、所望のトラツクピツチに応じた所定の段差を回転
軸方向に有している。

このヘツド構成では、シリンダ54はビデオ信号の１フ
イールドの期間に１回転、即ち第２図のヘツドの２倍の
速度で回転し、テープＴはシリンダ54に対しテープガイ
ド55a,55bにより例えば300°程度の角範囲に亘って巻装
される。ヘツドＨ＋,H−は標準モード時には各トレース
で信号の記録を行い、データを1/nに圧縮するｎ倍モー
ドではｎトレースに一度即ちｎ回転に一度、信号の記録
を行う。但しこの場合、信号の記録が行えない期間が存
在するので第１図に示す如きバツフアメモリからの読み
出し期間を第１図の場合に比して短くしてやらねばなら
ない。例えばテープをｘ°の角範囲に巻装する場合、読
出し期間は１フイールド期間の（x/360）以下とする必
要がある。

尚、前述の実施例に於て各画素のデータ数の削減には
ブロツク符号化を用いるとして説明したが、予測差分符
号化等他の手法を用いることも勿論である。また画素数
を削減する手法としては、単純に駒落しを行ったが、ｎ
フイールドを１周期とするサブサンプリング、可変密度
サンプリング等を用いることも可能である。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明の装置によれば、互いに異な
るアジマス角を有するヘツドを常に対として用いること
により、アジマス記録によりこれらのヘツドで記録を行
う周期が自由に設定できる。そのため記録時間を任意に
設定できるものである。

【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イジタルVTRの概
略構成を示す図、 第２図（Ａ），（Ｂ）は第１図のVTRに於るヘツド構成
を示す図、 第３図は第１図のVTRによるテープ上の記録パターンを
示す図、 第４図は第１図のVTRの各部の動作タイミングを示すタ
イミングチヤート、 第５図はヘツド構成の他の例を示す図、 第６図は従来のデイジタルVTRのヘツド構成を示す図、 第７図（Ａ），（Ｂ）は第６図のVTRによる記録パター
ンを示す図である。 ３はブロツク符号化回路、４は駒落し回路、５は操作
部、６はシステムコントローラ、７はスイツチ、13,14
はバツフアメモリ、SW1,SW2,SW3,SW4は夫々スイツチ、H
A＋,HA−,HB＋,HB−は夫々磁気ヘツドである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樫田 素一 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (72)発明者 山下 伸逸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−29376（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力ディジタル信号を用いて互いに情報量
   の異なる複数種類のディジタル信号を発生するデータ圧
   縮手段と、 前記データ圧縮手段により発生されたディジタル信号を
   処理して２系統の記録信号を並列に供給する処理手段
   と、 互いにアジマス角が異なりかつ近接して回転する一対の
   ヘッドを同時に用いて前記処理手段から供給される記録
   信号を記録する記録手段と、 前記データ圧縮手段により発生されるディジタル信号の
   種類に応じて前記一対のヘッドにより記録を行う周期を
   切換える切換手段と を具えるディジタル信号記録装置。