JP2606677B2 - ディジタル信号記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、符号化した音声信号を
映像信号と共に、或いは単独で回転磁気ヘッド形スキャ
ナにて磁気テープに記録・再生する装置に関し、特にＰ
ＣＭ音声信号の標本化周波数とスキャナの回転周波数と
の関係が非同期の場合に好適である。 【０００２】 【従来の技術】映像に付随した音声信号の品質を向上さ
せるためＰＣＭ方式の導入がなされている。 【０００３】ここで、８mmＶｉｄｅｏにおいては、音声
ＰＣＭ方式を採用しているが、音声ＰＣＭ信号の標本化
周波数は水平同期信号繰り返し周波数の２倍になってお
り、国際的に一般化された標本化周波数（３２ＫＨｚ，
４４．１ＫＨｚおよび４８ＫＨｚ等）とは異なってい
る。例えば衛星放送の音声ＰＣＭ信号の標本化周波数は
３２ＫＨｚおよび４８ＫＨｚである。 【０００４】一方、高品位テレビの伝送方式の１つであ
るＭＵＳＥ方式では、音声ＰＣＭ信号の標本化周波数を
３２ＫＨｚおよび４８ＫＨｚとするため、同標本化周波
数で標本化されたデータをフィールド単位で記録しよう
とすると、１フィールド当りのデータ数が端数となり不
都合を生ずる。この不都合を解消する方法として、ＮＨ
Ｋ技研月報２７−７ Ｐ２８２記載の剰余を吸収するた
めのリープフィールド（閏フィールド）を有するパケッ
ト伝送方式がとられている。 【０００５】また、ビデオディスクでは、コンパクトデ
ィスクと同一のフォーマットで標本化周波数が４４．１
ＫＨｚのＰＣＭ音声を記録している。 【０００６】しかしビデオテープレコーダーのような信
号を時間的に不連続に記録または伝送する装置にＰＣＭ
音声を記録しようとすると次のような不都合がある。先
ず、映像信号のフィールド周波数を音声信号の標本化周
波数で割り切れない場合符号化上上述のように不都合を
生ずる。このため上述のＭＵＳＥ方式のような解消法が
あるが、この場合には、映像信号のフィールド周波数∫
v、或いはこれに同期して回転するヘッドスキャナの回
転周波数ｆ_Dと音声信号の標本化周波数ｆ_Sとの間には同
期関係の成立が必要であり、このことはシステムの応用
の範囲を制限する条件となっていた。 【０００７】さらに回転ヘッド型ＶＴＲに音声信号だけ
をＰＣＭ記録再生するための装置として、日本電子機械
工業会技術基準ＣＰＺ−１０５の民生用ＰＣＭエンコー
ダ・デコーダ（１９８３．９制定）が挙げられる。この
技術基準に基づく記録再生装置として例えば、プレゼン
テッド アット ザ ６９ コンベンション １９８１
年５月１２日〜１５日 ロスアンゼルス エー・イー・
エス １７９１（Ｂ−６）（Ｐresented at the ６９th
Ｃonvention １９８１ Ｍay １２−１５ ＬosＡngeles
ＡＥＳ １７９１（Ｂ−６））の論文 デイジタル オ
ーディオ／ビデオ コンビネーション レコーダー ユ
ーズィング カスタム メード エル・エス・アイ・
ズ，アイ・シー・ズ（Ｄigital Ａudio/Ｖideo Ｃombin
ation Ｒecorder Ｕsing Ｃustom Ｍade ＬＳＩ′s,Ｉ
Ｃ′s)の図１および１４に記載されている。同論文にお
いて、例えばＮＴＳＣの場合フィールド周波数ｆvと標
本化周波数ｆsとは同一マスタークロックから分周し両
者間にはｆs＝７３５ｆvの関係があり従って、１フィー
ルド当りの標本数は735一定とされている。 【０００８】また同論文において、標本化されたＰＣＭ
信号を記録・再生するための装置構成ブロック図を同論
文の図１に示している。同図において、インターリーブ
用メモリーとしてのＲＡＭのアドレスをアドレス制御回
路で制御している。 【０００９】しかし本例は、フィールド周波数ｆvと標
本化周波数ｆsとが一定の関係を有する事を前提とした
ものであり、ｆvとｆsが無相関の場合については配慮さ
れていなかった。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、音声
信号の標本化周波数が国際的に一般化された標本化周波
数でなく且つ量子化ビット数が少なく、また音声信号標
本化周波数とフィールド周波数との間には同期関係があ
る事が要求されており、例えばカメラからの映像信号と
ＣＤ（コンパクトディスク）からの直接ディジタル信号
で音声を記録しようとした場合、標本化周波数が異なる
事や標本化周波数とフィールド周波数との間には同期関
係がない等の理由により、両者を同時に記録することは
極めて困難であった。 【００１１】本発明の目的は、国際的に一般化された標
本化周波数のディジタル音声信号を、この周波数と同期
関係の無いフィールド周波数の映像信号と共に記録・再
生可能なビデオテープレコーダを実現することにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記目的は、フィールド
当りに記録する標本値数をフィールド周波数と音声信号
標本化周波数との比に応じて制御することにより、達成
される。 【００１３】 【作用】それには記録系に於いて、入力標本化信号は一
旦メモリーに書き込まれ、所定の符号化処理が施され、
インターリーブ処理を経てメモリーから順次読み出され
テープ上に記録するための信号が形成される。該メモリ
ーへの書き込み周期は、入力標本化信号周期に依存し、
同読み出し周期は、映像信号のフィールド周期に依存す
る。 【００１４】ここでメモリーに書き込まれるデータの数
は標本化信号周期と映像信号のフィールド周期に依存す
る。例えば入力標本化信号周期が短くなると該データ数
は多くなり、該周期が長くなると該データ数は少なくな
る。他方フィールド周期が短くなると該データ数は少な
くなり、該フィールド周期が長くなると該データ数は多
くなる。従ってフィールド内の標本化信号数をアドレス
差に応じて増減、即ちアドレス差が大きくなる場合は、
該データ数が増すように制御することにより様々な入力
標本化信号周期とフィールド信号周期に対応させること
ができる。 【００１５】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。 【００１６】図１は回転ヘッド方式のＰＣＭ信号記録再
生装置の構成である。 【００１７】記録時には、入力端子１よりＬ，Ｒの２チ
ャンネルのアナログ信号が入力される。入力信号は、増
幅回路２により所定のレベルまで増幅され、フィルタ３
により帯域制限された後にサンプルホールド回路４によ
りサンプリングが行なわれる。サンプリングされた入力
信号は、切換回路５により順次Ａ／Ｄ変換器６に入力さ
れＰＣＭ信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器６で変換され
たＰＣＭ信号はバスライン１４を通してＲＡＭ１５に書
き込まれる。そして、アドレス生成回路１７〜１９及び
アドレス切換回路１６によってＲＡＭ１５のアドレスを
制御し所定のフォーマットに従ってＰＣＭ信号の配置及
び誤り訂正符号の付加を行う。なお、誤り訂正符号の付
加は、誤り訂正回路２０を用いて行う。ＰＣＭ信号の配
置及び誤り訂正符号の付加が行われた後に、各データは
ＲＡＭ１５より順次読出される。このとき読出しアドレ
ス生成回路１９は、フィールド内標本計数回路５３で計
数される１フィールド内の音声信号標本数が、アドレス
差抽出回路５０で抽出された書き込みアドレスと読出し
アドレスとの差分を、差分判定回路５１で判定した信号
をもとに、フィールド内標本数設定回路５２で設定した
標本数となるように制御される。ＲＡＭ１５から読出さ
れた信号は、並直変換回路２３によって直列信号に変換
される。そして制御信号生成回路２４及び切り換え回路
２５により、１フィールド内の音声信号数が少ない場合
に音声信号に続けて、音声信号以外の信号および音声信
号か音声以外の信号かを判別する符号、同期信号等の制
御信号を付加して所定のデータを変調回路３６により変
調する。そして、記録アンプ２６により所定のレベルに
増幅して例えば音声用回転ヘッド３２より磁気テープ３
３の表層または深層部に記録される。切り換え回路３１
は、記録と再生の切り換えを行うものである。又、タイ
ミング生成回路２１は、発振回路２２によって生成され
たクロックによって全体を制御するタイミング信号を生
成する回路である。 【００１８】再生時には、切り換え回路３１が再生側に
切り換えられ、音声用回転ヘッド３２によって再生され
た信号は再生アンプ３０によって所定のレベルに増幅さ
れ、波形等化回路３７により波形等化が行われる。波形
等化された信号は、復調回路３８によって復調されてデ
ィジタル信号に変換される。復調されたディジタル信号
は、同期検出回路２８による同期信号の検出及び直並変
換回路２７による並列信号への変換が行われる。検出さ
れた同期信号は、データ再生の基準として用いられる。
屁列信号に変換されたデータは、信号判定回路４４によ
って音声信号か音声以外の信号かを判定し、音声信号の
みをＲＡＭ１５記憶しまたは音声信号と音声信号以外の
データもＲＡＭ１５に記憶してデータの再配置及び誤り
訂正回路２０による誤り訂正を行う。そして、バスライ
ン１４を通してＤ／Ａ変換器１２に入力され、順次アナ
ログ信号に変換され、サンプルホールド回路１１でチャ
ンネル別にリサンプルが行われる。各チャンネルでリサ
ンプルされたアナログ信号は、フィルタ１０及び増幅回
路９を通して出力端子８より出力される。 【００１９】映像信号は、記録時には、入力端子４０よ
り入力され映像回路４２により所定の信号に変換され、
映像用回転ヘッド４３によりテープ３３上に記録され
る。再生時には、映像用回転ヘッド４３によって再生さ
れた信号は、映像回路４２により所定の信号に変換さ
れ、出力端子４１より出力される。 【００２０】本発明の具体的な回路構成を図２を用いて
説明する。同図は、記録時のＲＡＭの書き込み及び読み
だしアドレス部分の回路構成図である。書き込みアドレ
ス回路１７はカウンタ１７−１で構成される。読み出し
アドレス回路１９はマスタークロックを８分周するカウ
ンタ１９−１と、該８分周出力を３２分周するカウンタ
１９−２と、該３２分周出力を例えば５２５／６０（Ｎ
ＴＳＣ）のＶＴＲで１６０分周、６２５／５０（ＰＡ
Ｌ）のＶＴＲで１９２分周するカウンタ１９−３から構
成される。 【００２１】アドレス差抽出回路５０のラッチ５０−１
は、該書込みアドレス回路１７の出力と該読み出しアド
レス回路１９の出力を排他的論理和ゲート２１−３によ
り抽出されたヘッド切換信号４５の遷移点によりラッチ
する。ラッチ出力は減算器５０−２に入力される。ここ
で該書込みアドレス値から該読み出しアドレス値を減算
した値は、判定値回路５１−１の出力と共に比較器５１
−２に入力され、該判定値回路５１−１の出力より大き
いか小さいかが判定される。フィールド内標本数計数回
路５２は該比較器５１−２の出力によりカウンタデコー
ド値５２−１及び５２−２を選択する選択器５２−３を
制御して、フィールド内標本数を設定する。すなわち該
減算器５０−２の出力が該判定値回路５１−１の出力よ
りも大きいときは、音声データ数を多くし、該減算器５
０−２の出力が該判定回路５１−１の出力よりも小さい
ときは、音声データ数を少なくするようにデコーダ５３
−１を設定する。フィールド内標本数計数回路５３で
は、カウンタ５３−２の出力が該選択器５２−３で選択
されたデコード値となったら制御信号回路２４を制御す
る信号５４により、例えば音声信号であれば″０″、音
声信号以外のデータであれば″１″を制御コードの領域
に記録する。 【００２２】図３は磁気テープ上の記録パターンであ
る。磁気テープ３３には＋アジマストラック３４及び−
アジマストラック３５が交互に記録されている。それぞ
れのトラックには映像信号と音声信号が表層又は表層と
深層に分離して記録される。あるいは音声信号のみが表
層又は表層と深層に記録される。 【００２３】回転ヘッド方式のＰＣＭ信号記録再生装置
としてＶＴＲを用いたときのデータ配列について以下説
明する。 【００２４】ＶＴＲに、サンプリング周波数４８ＫＨ
ｚ、量子化ビット数１６ビットの音声を記録するとき、
ＶＴＲのシリンダ回転数が約１７９８．２ｒｐｍである
ため１フィールドで８００．８サンプルと端数になる。
従ってこの場合、１フィールド期間内のサンプル数は、
例えば８００サンプル又は８０１サンプル又はそれ以外
の数とし、複数のフィールドでデータ数を合わせる等の
配慮が必要となる。 【００２５】次に、１フィールドのデータ配置構成が、
回転ヘッドディジタルオーディオテープレコーダ（Ｒ−
ＤＡＴ）のフォーマットに準拠した構成例について説明
する。図４に、２チャンネルで１ワードが１６ビットの
ＰＣＭ信号を８ビット単位のシンボルに分割し、データ
またはパリティ２８シンボルと同期信号、データの種類
を示す制御信号を含むＩＤコード、ブロックアドレス及
びパリティの４シンボルを付加して１ブロックとしたデ
ータ構成が考えられる。このブロックを５２５／６０
（ＮＴＳＣ）方式で例えば１６０ブロック、６２５／５
０（ＰＡＬ）方式で例えば１９０ブロックのデータを各
トックに記録する。また大きなバーストエラーが発生し
ても誤り補正ができるように例えばＲＤＡＴ）相当の誤
り訂正符号の付加やデータの分散を行なう。分散の一例
として（偶数番目のデータをトラックの前半に、奇数番
目のデータをトラックの後半に記録するものとする。 【００２６】データ配置の一実施例として、１フィール
ドに記録されるデータを８００サンプルと８０１サンプ
ルに分割して記録する方法について以下説明する。 【００２７】図５及び図６は８００サンプル、８０１サ
ンプル記録したときのデータ構成図の一例である。この
状態で１フィールドに必要とするデータ量に対する誤差
は各々、約＋０．１％と約−０．０２５％となるがＶＴ
Ｒの垂直同期信号とサンプリング周波数の精度が夫々水
晶精度である場合は、両者の非同期性は十分に補正可能
である。 【００２８】他の一実施例として、図１に示す書き込み
アドレス制御回路１７の回路構成の簡略化を考慮したデ
ータ構成とすることが考えられる。図９及び図１０に１
フィールド当りのデータ量を８１２サンプル及び７５４
サンプルとしたときのデータ配置を示す。これにより書
き込みアドレス制御回路１７はブロック番号方向の整数
倍アクセスすれば良いこととなる。 【００２９】図９及び図１０で示したデータ構成図では
ブロック番号５８〜６４及び１５３〜１５９を音声デー
タを記録しない未使用領域としているが、図１１及び図
１２に示すように、音声データとして記録していない領
域を音声データ以外のデータ等として使用するサブコー
ド領域として扱うことも可能である。 【００３０】他の一実施例として、１フィールドに必要
とする記録データのばらつきを等しくすることが考えら
れる。図１３及び図１４に１フィールド当りのデータ量
を各々８０３サンプル及び７９９サンプルと分割したデ
ータ配置を示す。このときの１フィールドに必要なデー
タ量８００．８サンプルに対するばらつきはそれぞれ＋
０．２３％と−０．２８％となる。 【００３１】図１３及び図１４で示したデータ構成図で
はブロック番号５８〜６４及び１５３〜１５９を音声デ
ータを記録しない領域としているが、図１５及び図１６
に示すように音声データとして記録していない未使用領
域を音声データ以外のデータ等として使用するサブコー
ド領域として扱うことも可能である。 【００３２】以上の各実施例と同様にして１フィールド
内のデータ量を８００．８サンプルに対してその差を大
きくとる事によりＶＴＲの垂直同期信号およびサンプリ
ング周波数のより大きな誤差に対応させることができ
る。 【００３３】さらに、アドレス差抽出回路５０の出力の
大小に応じて１フィールド内のサンプル数を制御するこ
とによりよりスムースな制御が可能となる。 【００３４】以上は５２５／６０方式をもとに本発明を
説明したが６２５／５０方式でも同様の効果が得られ
る。６２５／５０の場合は例えばトラック当りのブロッ
ク数を１９２とする。 【００３５】これは、ブロック単位のインターリーブさ
れたデータで誤り検出訂正符号を構成し、該符号の符号
長を３２とした場合ブロック数を３２の倍数にしたもの
であり、これによって該インターリーブを６ブロックと
することができる。この１９２ブロックで構成されるイ
ンターリーブフォーマットについて説明する。 【００３６】図１７は、１９２ブロック全域に渡りデー
タを分散させる方式であり、各ブロックの２６，２７ま
たは２４，２５，２６，２７のデータが音声信号標本値
以外のデータとなり例えばＩＤコード等に使用される。
図１８は、０〜６９および１１４から１８３迄のブロッ
クを音声信号標本値を含むブロックとし、７０〜７７お
よび１８４〜１９１迄のブロックを同値以外のブロック
とするものであり、例えば補助信号等に使用する。図１
９は、０〜７１および１１４〜１８５迄のブロックを音
声信号標本値を含むブロックとし、７２〜７７および１
８６〜１９１迄のブロックを該標本値以外のデータ例え
ば補助信号等に使用する。 【００３７】ここで図１８，１９において、１フィール
ド当りの標本値数は標本化周波数４８．０ＫＨｚ、フィ
ールド周波数５０Ｈｚの場合は９６０サンプルであり、
夫々Ｌ ，Ｌ ，Ｒ およびＲ 迄であるが、
５２５／６０（ＮＴＳＣ）の場合と同様、９６０サンプ
ルより多いフィールドと少ないフィールドを設定し制御
する。 【００３８】以上は標本化周波数が４８ＫＨｚの場合に
ついて説明したが、標本化周波数が４４．１ＫＨｚまた
は３２ＫＨｚまたはそれ以外の場合も、１フィールド期
間内の標本数を制御することにより制御できる。例えば
標本化周波数が４４．１ＫＨｚで５２５／６０方式の場
合、１フィールド期間内の標本数は、約７３５．７個と
なる。従って、７３５個またはそれ以下の標本数のフィ
ールドと７３６個またはそれ以上の標本数のフィールド
を設ける事によって制御できる。同様にして、６２５／
５０方式の場合の１フィールド期間内の標本数は、８８
２個である。従って、８８１個またはそれ以下の標本数
のフィールドと８８３個またはそれ以上の標本数のフィ
ールドを設ける事によって制御できる。同様にして、３
２ＫＨｚで５２５／６０方式では、１フィールド期間内
の標本数は約５３３．９個であり、５３３個またはそれ
以下の標本数のフィールドと、５３４個またはそれ以上
の標本数のフィールドとを設け、３２ＫＨｚで６２５／
５０方式では、１フィールド期間内の標本数は、約６４
０個であり、６３９個またはそれ以下の標本数のフィー
ルドと、６４１個またはそれ以上の標本数のフィールド
とを設けることによって制御できる。 【００３９】 【発明の効果】本発明によれば回転磁気ヘッド形スキャ
ナにてＰＣＭ音声信号を映像信号と共に記録する場合、
ヘッドスキャナの回転周波数とＰＣＭ音声信号の標本化
周波数との間に同期関係をもたせる必要がなくなるので
任意の映像信号とＰＣＭ音声信号とを組み合わせて同時
に記録することができる。或いはヘッドスキャナ回転数
と非同期的に音声信号のみを記録することもできる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のＰＣＭ信号記録再生装置の構成図であ
る。 【図２】磁気テープ上の記録パターン図である。 【図３】本発明の記録データ構成図である。 【図４】本発明の記録データ構成図である。 【図５】本発明の記録データ構成図である。 【図６】本発明の記録データ構成図である。 【図７】本発明の記録データ構成図である。 【図８】本発明の記録データ構成図である。 【図９】本発明の記録データ構成図である。 【図１０】本発明の記録データ構成図である。 【図１１】本発明の記録データ構成図である。 【図１２】本発明の記録データ構成図である。 【図１３】本発明の記録データ構成図である。 【図１４】本発明の記録データ構成図である。 【図１５】本発明の記録データ構成図である。 【図１６】本発明の記録データ構成図である。 【図１７】本発明の記録データ構成図である。 【図１８】本発明の記録データ構成図である。 【図１９】本発明の記録データ構成図である。 【符号の説明】 ４，１１…サンプルホールド回路、 ５…切換回路、 ６…Ａ／Ｄ変換回路、 １２…Ｄ／Ａ変換回路、 １５…ＲＡＭ、 １７，１８，１９…アドレス生成回路、 ２１…タイミング生成回路、 ４２…映像回路、 ４４…判定回路、 ５０…アドレス差抽出回路、 ５１…差分判定回路、 ５２…フィールド内標本設定回路、 ５３…フィールド内標本数計数回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 弓手 康史 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社 日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−105415（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．符号化されたディジタル音声信号が２次元的に配列
   されてなるデータ群を所定のデータ数からなるブロック
   に分割し、映像信号と共に記録媒体上に多重記録するよ
   うにしたディジタル信号記録再生装置において、 ディジタル音声信号を上記２次元的に配列するメモリへ
   の入力量と該ディジタル音声信号の記録のための前記メ
   モリからの出力量との差を検出する回路と、 該検出回路の検出出力により記録のためのディジタル音
   声信号の量を制御する回路とを設け、 該ディジタル音声信号の量を制御する回路は、 記録するディジタル音声信号の量が多い前記データ群
   と、 記録するディジタル音声信号の量が少ない前記データ群
   を設け、上記２つのデータ群を選択的に制御するもので
   あり、 記録するディジタル音声信号の量が少ないデータ群に
   は、記録するディジタル音声信号の量が多いデータ群と
   同一のデータ量となるようにディジタル音声信号とは異
   なるＩＤコードを付加することを特徴としたディジタル
   信号記録再生装置。