JP2521967B2 - ディジタル信号記録装置 - Google Patents

ディジタル信号記録装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビデオ信号などの信号をテープ状記録媒体
にディジタル記録するディジタル信号記録装置に関す
る。
〔従来の技術〕
近年、アナログ形態でビデオ信号を記録再生するアナ
ログVTRでは、長時間記録の要求が高まり、例えばVHS規
格のVTRでは、トラック・ピッチを1/3にすることにより
3倍モードでの長時間記録を可能にしているが、その代
償として、画質、即ちS/Nを犠牲にしている。
他方、ディジタル記録では、再生S/Nレベルが或る程
度以上である限り原信号を完全に再生できるので、高品
質な記録・再生を目的とする用途に適しており、高画質
化、各種の信号処理の容易さから、ビデオ信号をディジ
タル信号化して磁気テープに記録するディジタルVTRが
開発され、公知である。但し、ディジタル信号はアナロ
グ信号に比べ非常に広い帯域を必要にするので、磁気テ
ープ記録再生速度の制約下で、帯域圧縮、複数チャンネ
ルへの分割、両者の併用などの対策が必要になる。
ディジタルVTRでは、再生S/Nレベルが直接画質の影響
するわけではないので、常に、最小限のトラック・ピッ
チで記録を行っており、従って、長時間記録の要求に対
しては、専らデータの圧縮(トラック数の削減)で対処
している。
第8図は3倍の長時間記録を可能にする従来のヘッド
構成を示す。第8図で10は回転ドラム、12は磁気テー
プ、14,16は+アジマス・ヘッド、15,17は−アジマス,
ヘッドである。各ヘッド14〜17はドラム10の周上に90゜
間隔で配置されている。ドラム10の回転数は常時3,600r
pmである。第9図(a)は標準記録モードでの記録トラ
ック・パターンを示し、同(b)は3倍の長時間記録モ
ードでの記録トラック・パターンを示す。標準記録モー
ドでは、ヘッド14,15,16,17の順に記録する4本のトラ
ックで1フィールドを構成しており、長時間記録モード
では、ヘッド14を利用した後では、ヘッド15,16ではな
くヘッド17で記録され、以降、ヘッド16、ヘッド15と続
く、即ち、ディジタル・データを1/3に圧縮し、1フィ
ールド当たり4/3トラックに記録する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような、トラック数削減による長時間記録であ
っても、再生時にアジマス損失の効果を上げるために、
+トラックと−トラックが交互に磁気テープに記録され
ている必要があるので、記録データの圧縮率が1/(2n+
1)(nはゼロ又は正の整数)に限られる。
しかし、ディジタル伝送に利用されているデータ圧縮
方式は、サブサンプリング、フィールド駒落とし等、1/
2圧縮を行うものが多く、第8図のヘッド構成では対応
できない。
そこで本発明は、上記問題点を解決し、1/2n(nは正
の整数)圧縮による標準/長時間モード記録が可能なデ
ィジタル信号記録装置を提示することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るディジタル信号記録装置は、複数の回転
ヘッドによりテープ状記録媒体上に多数のトラックを形
成し、ディジタル信号を記録する装置であって、前記テ
ープ状記録媒体を第1の搬送速度で搬送し、前記テープ
状記録媒体上に所定期間にm(mは2以上の整数)個の
前記回転ヘッドによりm本のトラックを形成しつつ前記
ディジタル信号を記録する第1のモードと、前記テープ
状記録媒体を前記第1の搬送速度よりも遅い第2の速度
で搬送し、前記テープ状記録媒体上に前記所定期間にn
(n<m)個の前記回転ヘッドによりn本のトラックを
形成しつつ前記ディジタル信号を記録する第2のモード
と、前記テープ状記録媒体を前記第2の搬送速度よりも
遅い第3の速度で搬送し、前記テープ状記録媒体上に前
記所定期間に前記n個の回転ヘッドによりn/i(iは2
以上の整数)本のトラックを形成しつつ前記ディジタル
信号を記録する第3のモードとを有することを特徴とす
る。
〔作用〕
上記手段により、第1のモードと第2のモードの間で
は使用するヘッド数を変え、また、第2のモードと第3
のモードでは使用するヘッドの数を同じにすることで、
互いにテープの搬送速度が異なる3つのモードを持ちな
がら、少ないヘッド数で長時間記録を可能にした。これ
により、より汎用性を持たせることが可能になった。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第1図は本発明の一実施例のヘッド構成の配置図であ
り、同(a)は回転ドラムをの平面図、同(b)は回転
ドラムを展開した状態でのヘッド配置を示している。20
は回転ドラム、22は磁気テープ、24〜30はヘッドであ
る。ヘッド24,26は第1ヘッド群Aを構成し、ヘッド28,
30は第2ヘッド群Bを構成する。ヘッド群Aの構成ヘッ
ド24,26及びヘッド群Bの構成ヘッド28,30は、ドラム20
の周方向に、磁気テープ22のトレース・パターンに従っ
て微小距離(αH)だけ離れて配置され、ドラム20の高
さ方向にはトラック・ピッチTP分だけ離れて配置されて
いる。ヘッド群Aとヘッド群Bとはドラム20の中心に対
して反対側に位置する。ヘッド24,28は+アジマス、ヘ
ッド26,30は−アジマスである。即ち、第1ヘッド群A
と第2ヘッド群Bとで、ドラム30中心に対して反対側に
位置するヘッドが、互いに逆のアジマスになっている。
第2図は第1図の回転ヘッドによる、各記録モードで
の記録トラック・パターンを示す。同(a)は標準モー
ド時、同(b)は1/2圧縮モード時を示す。また、第3
図(a),(b)は対応するタイミング・チャートを示
す。第3図において、A+,A−,B+,B−と記している部
分はヘッド群A,Bの該当するアジマスのヘッドを用いる
ことを示し、横軸は時間を示し、Tは標準テレビ信号の
1フィールド期間(1/60秒)を示す。尚、標準モードで
は、ドラム回転数は3,600rpmであるが1/2圧縮モード時
ではテープ送り速度を標準モード時の半分にし、且つド
ラム回転数を1,800rpmにする。
第4図は第1図のヘッド配置の回転ドラムを用いたデ
ィジタルVTRの記録系及び再生系の構成ブロック図であ
る。第4図(a)が記録系を示し、同(b)が再生系を
示す。この実施例では、帯域圧縮として、標準モードで
は1/2のサブサンプル、1/2圧縮モードでは、標準モード
時の伝送レートをスケール/インデックス符号化により
更に1/2に圧縮する方法を採用する。入力端子40に入力
される信号は、周波数4fSCでサンプリングされた輝度信
号Yと、fSCでサンプリングされた2つの色差信号R−
Y,B−Yが時分割多重された、所謂4:1:1コンポーネント
・ビデオ信号である。
42は、ライン毎にサンプリング位相が反転するライン
・オフセット・サブサンプルを行うサブサンプル回路で
あり、これにより、入力端子40の入力信号のデータ量が
半分になる。サブサンプル回路42の出力はスイッチ46の
a接点及びスケール/インデックス(S/I)符号化回路4
4に供給される。S/I符号化としては一般的にはMIN/MAX
法が有名であり、簡単に説明すると、画像をブロックに
分割し、ブロック内の最大値・最小値間の等分割して量
子化する。そして、各画素毎にどの量子化レベルに属す
るかのインデックスを送信し、更に、スケール成分とし
て最大値及び最小値を送信することにより、復号側で、
量子化代表値の再現が可能になる。このS/I符号化によ
り伝送データ量を例えば1/2に少なくできる。S/I符号化
回路44の出力信号は、時間軸処理回路45により時間軸上
で伸長され、スイッチ46のb接点に供給される。
スイッチ46は、システム・コントローラ48の制御下
で、標準モードではa接点に接続し、1/2圧縮モードで
はb接点に接続する。
分配回路50はスイッチ46からの信号を2系統に分配す
る、その分配されたデータはECC符号化回路52A,52Bで誤
り検出/訂正符号の付加、インターリーブなどの処理を
施され、変調回路54A,54Bでディジタル記録に適した直
流成分の少ない信号に変換され、スイッチ56A,56Bに供
給される。スイッチ56A,56Bは標準モードでは1/120秒周
期で、1/2圧縮モードでは1/60秒周期で交互にa,b接点に
接続する。58,59,61,62は記録アンプであり、ヘッド64,
65,67,68は第1図の配置をしており、これにより、磁気
テープにディジタル・データが記録される。その磁気テ
ープ上の記録トラックは勿論、第2図に示すようにな
る。
第4図(b)の再生系を説明する。再生ヘッドは、第
1図の構成・配置をしており、本実施例では、第4図
(a)の記録用ヘッド64,65,67,68と兼用する。70,71,7
3,74は再生アンプである。ヘッド64〜68で再生され、再
生アンプ70〜77で増幅された信号は、スイッチ76A,76B
の各a,b接点に印加される。スイッチ76A,76Bは、システ
ム・コントローラ48により上記各モードに応じて切換制
御される。標準モード及び1/2圧縮モードとa,b接点との
接続関係は第4図(a)のスイッチ56A,56Bと同様であ
る。検出回路78A,78Bは波形等化部、クロック再生部及
び判別部からなり、クロック再生部から得られるクロッ
ク信号と再生信号とを判別部で電圧比較することによ
り、2進値の「0」、「1」を判別する。検出回路78A,
78Bの出力は復調回路80A,80Bで復調され、ECC復号回路8
2A,82Bで誤り検出/訂正、デインターリーブ処理が施さ
れ、合成回路84で1系統の信号を合成される。
スイッチ86は、各記録モードに基づくシステム・コン
トローラ48からの制御信号に従いa,b接点に切り換えら
れる。従って、合成回路84の出力は、標準モードのとき
には、スイッチ86のa接点を介して補間回路88に印加さ
れる。補間回路88は、記録時にサブサンプル回路42で間
引かれた画素の補間を行う。補間回路88の出力が再生ビ
デオ信号であり、出力端子90からTVモニタ装置などの他
の機器に供給される。1/2圧縮モードのときには、合成
回路84の出力はスイッチ86のb接点を介して時間軸処理
回路94に印加され、そこで時間軸処理されてS/I復号回
路92に印加され、1画素当たり8ビットのレートに復号
される。S/I復号回路92の出力は補間回路88に印加さ
れ、上記の補間処理が行われる。
このようにして、標準モード、1/2圧縮モードでの記
録信号が適切に再生される。
上記実施例では、180゜対向する2つのペア・ヘッド
を用いたが、本発明は、180゜対向ではない2つのヘッ
ドのみでも、所期の目的を達成できる。即ち、第1図の
ヘッド28,30を除去したヘッド構成でもよい。その構成
を第5図に示す。このヘッド構成例では、標準モードで
は、ドラム回転数を3,600rpmとし、テープ送り速度を第
2図(a)、第3図(a)の場合に比べて1/2にしてお
けば、1フィールドにA+ヘッド24及びA−ヘッド26に
より同時に記録する方式となる。第6図(a)にそのト
ラック・パターンを示し、第7図(a)にタイミングを
示す。
1/2圧縮記録する場合には、標準モードに対しドラム
回転数を1/2、即ち1,800rpmにし、且つテープ送り速度
を第7図(a)の場合の1/2(第2図(a)の場合に対
しては1/4)に設定し、1/2圧縮データを時間軸処理して
記録する。そのトラック・パターンは第6図(b)のよ
うになり、ヘッド利用のタイミングを第7図(b)に示
す。1フィールド目では、A+,A−ヘッドが同時にトラ
ック・パターンを形成し、次フィールドでは、どのヘッ
ドもトラック・パターンを形成しない。即ち、1フレー
ムでA+,A−のトラック・パターンを形成することで、
1/2圧縮記録が可能になる。この記録方式を第1図、第
2図及び第3図で説明した記録方式と組み合わせること
により、標準モード、1/2圧縮モードの他に、更に1/4圧
縮モードでの記録の実現できる。
〔発明の効果〕
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
れば、従来は困難であった1/2、1/4の圧縮記録を実現で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のヘッド構成図、第2図は、第
1図のヘッド構成による記録トラック・パターン、第3
図は第2図に対応するタイミング・チャート、第4図は
第1図のヘッド構成を用いた記録再生系のブロック図、
第5図、第6図及び第7図は第1図のヘッド構成の部分
使用による標準モード、1/2圧縮モードの説明図、第8
図は従来のヘッド構成、第9図は第8図のヘッド構成に
よる記録パターンである。 20……回転ドラム、22……磁気テープ、42……サブサン
プル回路、44……スケール・インデックス符号化回路、
45……時間軸処理回路、48……システム・コントロー
ラ、52A,52B……ECC誤り検出/訂正回路、82A,82B……E
CC復号回路、90……出力端子、92……S/I復号回路
フロントページの続き (72)発明者 樫田 素一 神奈川県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 信逸 神奈川県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 (56)参考文献 特開 昭57−141005(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の回転ヘッドによりテープ状記録媒体
    上に多数のトラックを形成し、ディジタル信号を記録す
    る装置であって、 前記テープ状記録媒体を第1の搬送速度で搬送し、前記
    テープ状記録媒体上に所定期間にm(mは2以上の整
    数)個の前記回転ヘッドによりm本のトラックを形成し
    つつ前記ディジタル信号を記録する第1のモードと、 前記テープ状記録媒体を前記第1の搬送速度よりも遅い
    第2の速度で搬送し、前記テープ状記録媒体上に前記所
    定期間にn(n<m)個の前記回転ヘッドによりn本の
    トラックを形成しつつ前記ディジタル信号を記録する第
    2のモードと、 前記テープ状記録媒体を前記第2の搬送速度よりも遅い
    第3の速度で搬送し、前記テープ状記録媒体上に前記所
    定期間に前記n個の回転ヘッドによりn/i(iは2以上
    の整数)本のトラックを形成しつつ前記ディジタル信号
    を記録する第3のモード とを有することを特徴とするディジタル信号記録装置。
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