JP2614616B2

JP2614616B2 - 画像再生装置

Info

Publication number: JP2614616B2
Application number: JP62131708A
Authority: JP
Inventors: 良武長島; 宏爾高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPS63299474A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、記録媒体に記録されたビデオ信号から画像
情報を再生する画像再生装置に関するものである。

［従来の技術］現在知られているアナログ方式のVTR（ビデオテープ
レコーダ）として、β方式あるいはVHS方式の1/2インチ
家庭用VTRが広く知られている。その他のVTRとして、業
務用１インチVTRが用いられているが、いずれにして
も、これらVTRは全てアナログ信号を記録するものであ
る。

また、デジタルVTRについては記録信号の形態がアナ
ログVTRと全く異っているため、アナログVTRによって記
録された磁気テープを再生することは、全く考えられて
いない。

［発明が解決しようとする問題点］ところが、家庭用の1/2インチVTRが非常に普及してい
る現状を鑑みると、遠い将来は別として、デジタルVTR
のみならずアナログVTRの併存が必要不可欠となってく
る。

換言すれば、過去に記録したアナログ画像を再生する
際にはアナログVTRを、またデジタル画像を再生する際
にはデジタルVTRをそれぞれ使い分けなければならない
という不都合が生じる。

よって本発明の目的は、アナロブ信号もしくはデジタ
ル信号として記録媒体に記録されたビデオ信号が何れの
形態にて記録されたものであっても、適宜正しく再生す
ることができる画像信号再生装置を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］斯かる目的下において、本件発明にあっては、ビデオ
信号が、デジタル信号の形態あるいはアナログ信号の形
態により記録されている記録媒体より画像情報を再生す
る装置において、それぞれ前記記録媒体をトレースする
複数の回転ヘッドを具備する回転ヘッドドラムと、該ド
ラム上のｎ（ｎは自然数）個の回転ヘッドにて再生され
たアナログ信号を処理して再生ビデオ信号を出力するア
ナログ信号処理手段と、前記ドラム上のｍ（ｍはｎより
大きな自然数）個の回転ヘッドにて再生されたデジタル
信号を処理して再生ビデオ信号を出力するデジタル信号
処理手段と、ビデオ信号がデジタル信号の形態で記録さ
れているかアナログ信号の形態で記録されているかを判
別する判別手段と、該判別手段の出力に応じて、前記複
数の回転ヘッド中再生に供する前記ｎ個の回転ヘッドも
しくはｍ個の回転ヘッドを前記アナログ信号処理手段も
しくは前記デジタル信号処理手段に接続するスイッチン
グ手段と、を具備する構成としたものである。

［作用］上述の構成により、本発明によれば、記録媒体に記録
されているビデオ信号がアナログ信号の形態で記録され
ているかデジタル信号の形態で記録されているかの判定
結果に応じて、アナログ信号処理回路もしくはテジタル
信号処理回路に接続する回転ヘッドの数をｎ個とする
か、このｎ個より多いｍ個とするかを切り換える構成と
しているので、デジタル信号に対してもアナログ信号に
対してもその記録形態および情報量に適応した再生を行
うことができる。

［実施例］以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明を適用したアナログ／デジタル兼用
VTRの一実施例を示すブロック図である。

本図において、２はアナログビデオ信号の入力端子、 SW1はアナログ記録モードあるいはデジタル記録モー
ドを選択する切換スイッチ、４はアナログ・ディジタル（A/D）コンバータ、６は記録用デジタル信号処理回路、７は記録用アナログ信号処理回路、８は信号の切換／分配器、 10A〜10Eは増幅器、 12は回転ヘッドシリンダである。

Ｈ−１〜Ｈ−５は90゜おきに配置したビデオヘッドで
あり、各ヘッドは図示したようなアジマス角を有してい
る。これらのビデオヘッドのうちＨ−４およびＨ−２は
180゜対向した逆アジマスヘッドであり、通常のアナロ
グ信号を記録／再生する場合、あるいはデジタル信号を
記録／再生する際の一態様として使用する場合（第６図
（Ｂ）に関して後に詳述する）に用いる。

14はシリンダを1800rpm（標準速）もしくは3600rpm
（２倍速）で回転させるシリンダモータ、 16Aおよび16Bはローディングポスト、 17はキャプスタン、 18は磁気テープ、 19A〜19Eは増幅器、 20は信号の切換／結合器、 22は再生用デジタル信号処理回路、 24はD/Aコンバータ、 SW2は入力ビデオ信号の切換スイッチ、 26は再生用アナログ信号処理回路、 28は磁気テープに記録されている信号形態（アナログ
／デジタル）を識別するためのアナログ・デジタル判別
回路、 30はキャプスタン制御回路、 32はシリンダモータ制御回路、 34はシステムコントローラである。

第２図は、第１図に示したVTRをデジタルモードで記
録／再生する場合の動作ブロック図である。本図には、
デジタル信号処理回路６および22の構成より詳細に示し
てある。

上記デジタルモード記録／再生の動作は、次に述べる
とおりである。

記録時には、まず、入力ビデオ信号をA/Dコンバータ
４に導入してデジタルデータに変換する。この時の符号
化方式はNTSC方式に従ったコンポジット符号化であれ
ば、色副搬送波周波数（fsc）の３倍（3fsc）あるいは
４倍（4fsc）のサンプリングレートを設定し、量子化レ
ベルとして７ビットあるいは８ビットを選択するのが好
適である。

このようにして得られたデジタルデータは約100Mbps
のデータレイトを有することになるので、例えばVHS等
のカセットテープに記録するには情報の帯域が広すぎ
る。そこで、帯域圧縮器6Aを用いてデータ量を約４分の
１に削減する。具体的には、次のようにする。

今、有効画面を76％とすると、周知のサブサンプルに
よる情報量を1/2に圧縮し、DPCM（差分PCM符号化）によ
り１サンプル当り７ビットの情報を４ビットに圧縮す
る。いま、次段6Bの冗長符号付加による増加率を15％と
して計算すると、 0.76×0.5×4/7×1.15≒1/4 となり、上述の方法によると全体で情報量を４分の１に
圧縮できることになる。

冗長符号付加回路6Bでは、磁気記録／再生に伴う伝送
誤り，ドロップアウト等の対策として誤り訂正符号を付
加するほか、特殊再生のためブロックIDワードや、デー
タ再生のための同期パルスを付加する。

次段の変調回路6Cでは、電磁変換系（ロータリートラ
ンス，アジマスヘッドなど）の特性に適したスペクトラ
ムが得られるように、低域抑圧特性を有するデジタル符
号変換を行う。具体的には、画像信号の特徴を利用した
適応型符号化や冗長符号を付加するｎ−ｍ変換などを用
いるのが好適である。本実施例では、DPCM符号化を行っ
ていることから適応型符号化の手法を用いることができ
ないので、ｎ−ｍ（８−10や８−９など）変換方式を採
る。

そして、後に詳述するトラック形成過程（第６図
（Ｂ）〜（Ｃ）を参照して説明する）に従って、デジタ
ルデータが磁気テープ18上に記録されていく。

第３図は、磁気テープ18上に形成されたトラックパタ
ーンの一例を示している。

再生時には、復調回路22Cにおいて波形等化処理を行
い、変調時と逆の変換（逆のルックアップテーブルを用
いれば良い）を行って元の符号系列に戻す。

誤り検出・訂正回路22Bでは誤り検出を行い、訂正可
能な誤りについては誤り訂正を行う。他方、訂正能力を
越える誤りについては、他の正しいデータによりデータ
補間を行う。また、記録時の誤り訂正処理としてバース
ト誤り対策のためデータ列の組み換えを行なうインター
リーブ処理を行っている場合には、元のデータ列に復元
するデ・インターリーブ処理を行う。誤り検出および訂
正符号としては、例えばCIRS（クロスインターリーブリ
ードソロモン）符号を用いることもできる。ただし、特
殊再生や編集を考慮した場合には、全てのデータ列に対
してインターリーブ処理を行なうことができないのでイ
ンターリーブの範囲が限定される。

帯域伸長回路22Aでは、帯域圧縮器6Aと逆の変換を行
う。すなわち、DPCM符号化された差分データからPCMデ
ータを生成し（４ビット→７ビット）、サブサンプルに
より間引かれた画素に対応するデータを他のデータによ
り補間し、映像信号とするため同期信号等のプランキン
グ部分を付加する。

最終段のD/Aコンバータ24では、このようにして再生
されたデジタルデータをアナログ信号に戻し、一般のモ
ニターテレビに適合する信号に変換する。

なお、これまで述べた再生時の動作説明では、アナロ
グ・デジタル判別回路28によって、磁気テープ18にデジ
タル信号が記録されていることが予め判別されているも
のとする。

第４図は、第１図に示した再生用アナログ信号処理回
路26の詳細な構成を示すブロック図である。本図中、26
A〜26Cは輝度信号を再生するためのブロックである。す
なわち、26Aは磁気テープ18に記録されているFM信号を
抽出する高域通過フィルタ（HPF）、26Bは白黒画像を復
元するためのFM復調器、26Cは色信号と時間合わせを行
うための遅延線である。他方の26D〜26Fは色信号を再生
するためのブロックである。すなわち、26Dは低減変換
色信号を抽出する低減通過フィルタ、26Eは周波数変換
（767kHz→3.58MHz）を行う周波数変換器、26Fは上記周
波数変換に伴って生じる不要な周波数成分を除去するた
めの帯域通過フィルタ（BPF）である。また、26Gは混合
器であり、複合カラーテレビ信号を復元する。

但し、第４図に示した動作モードに設定する前提とし
て、磁気テープ18にアナログ信号が記録されていること
を、アナログ・デジタル判別回路28によって予め識別し
ておく必要がある。

すなわち、アナログ・デジタル判別回路28によってア
ナログ信号が記録されているものと判別されると、回転
ヘッドシリンダ12に対向取付けされた２個のビデオヘッ
ドＨ−２およびＨ−４（互いに逆符号のアジマス角を有
している）から得られた信号は、それぞれ増幅器19Bお
よび19Dを介して高域通過フィルタ26Aおよび低域通過フ
ィルタ26Dに供給される。その後の信号処理過程は、周
知のとおりであるので、説明を省略する。

かくして、切換スイッチSW2を介して、ビデオ出力が
得られる。

第５図は、磁気テープからアナログ信号を再生するた
めの別実施例を示すブロック図である。本実施例におい
ては、第４図に関して述べたビデオヘッドＨ−2,H−４
ならびに増幅器19B,19Dを使用するが、再生用アナログ
信号処理回路26は使用しない。このアナログ信号処理回
路26を用いる代わりに、第５図に示す本実施例ではA/D
コンバータ4,デジタル信号処理回路22,D/Aコンバータ24
を用いてデジタル処理を行っている。すなわち、この実
施例においては、A/Dコンバータとして別個独立の回路
を用いるのではなく、デンタル信号記録用として記録側
回路に既に装備されているA/Dコンバータ４（第１図参
照）を共用している。同様に、デジタル信号再生用とし
て既に装備されている再生用デジタル信号処理回路22お
よびD/Aコンバータ24（第１図参照）をそのまま用いて
いる。

かかる共用を実現するためには、図示しない切換スイ
ッチ等により上記各ブロックを縦続接続する必要がある
が、通常の切換技術を用いて実現することができるの
で、詳細な説明は省略する。

このように、ビデオヘッドＨ−２およびＨ−４から得
られたアナログ信号をデジタル化して処理することによ
り、種々の画像処理（例えば、ストップモーション表
示，オーバーラップ表示，分割表示）を行うことができ
るほか、デジタルVTRとして必要なA/Dコンバータ等を共
用することができるので、製造コスト高を招来すること
もない。

第６図（Ａ）〜（Ｃ）は、回転ヘッドシリンダ12およ
びキャプスタン17の回転速度と記録／再生トラックパタ
ーンとの関連を説明する図である。本図の右側に示した
トラックパターン中の数字“1"ないし“5"は、それぞれ
ビデオヘッドＨ−１ないしＨ−５が図示した位置に現に
置かれていることを示す。さらに、トラック中の斜線部
分は既にトレースが終了していることを示す。

第６図（Ａ）は、アナログ信号を記録／再生するため
の動作説明図である。ここでは、回転ヘッドシリンダを
1800rpm（標準速:X1）とし、かつ、キャプスタンを標準
速（X1）で回転させる。また、ビデオヘッドとして、18
0゜対向して逆アジマスヘッドＨ−２およびＨ−４を用
いる。ここで、回転ヘッドシリンダおよびキャプスタン
の回転速度は、システムコントローラ34（第１図参照）
によって制御される。

第６図（Ｂ）は、90゜ずつ離れて配置された４個のビ
デオヘッドＨ−4,H−5,H−1,H−３を用いてデジタル信
号を記録／再生する場合の動作態様を示す図である。本
態様では、システムコントローラ34により、回転ヘッド
シリンダが標準速（X1）に、キャプスタンが２倍速（X
2）に設定される。

この時のヘッド位置は、図の右側に示すとおりであ
る。例えば、ヘッドＨ−３のトレースが完了した時点で
は、ヘッドＨ−１のトレースも半分完了している。それ
と同時に、ヘッドＨ−５のトレースが新たに開始され
る。なお、これら４個のビデオヘッドは、先に述べたと
おり、互いに逆方向のアジマス角を有している。

第６図（Ｃ）は、最も解像度の高いデジタル画像を記
録する場合の動作態様を示す図である。本態様では、シ
ステムコントローラ34により、回転ヘッドシリンダが２
倍速（X2）に、キャプスタンが４倍速（X4）に設定され
る。なお、本図の右側に示したトレース済み完了部分
（斜線部分）のうち、“（５）”および“（４）”と示
した部分は、それぞれヘッドＨ−５およびＨ−４によっ
てトレースが完了していることを表わしている。

上述した第６図（Ｂ）〜（Ｃ）のデジタル記録／再生
モードでは記録／再生される情報量がそれぞれ異るた
め、帯域圧縮器6Aにおける符号化および帯域伸長器22A
における復元処理の内容（量子化レベル数，ビットレー
ト等）を適宜変更する必要がある。

また、第６図（Ａ）〜（Ｃ）に示した各トラックの幅
は全て同じである。換言すれば、本実施例ではヘッドＨ
−１〜Ｈ−５の物理的形状を均一にして、アナログ／デ
ジタル方式のいずれにも適用し得るものとしてある。

次に、第７図〜第11図を参照して、アナログ・デジタ
ル判別回路28（第１図参照）の様々な回路構成を説明す
る。

第７図に示す回路は、磁気テープ18にカラーバースト
信号が記録されているか否かを識別することにより、ア
ナログ記録あるいはデジタル記録の判別を行うものであ
る。すなわち、デジタル記録時には低域抑圧変調方式が
採られているため低域周波数成分が少ないのに対して、
アナロウ記録時にはカラーバースト信号が含まれている
ため、当該低域成分のレベル差に差異が生じる。そこ
で、かかるレベル差を検出するため本図に示す構成を採
る。

第７図において、42はビデオヘッドを介して得られる
RF入力信号を入力し、低域変換色信号のキャリア周波数
を中心にして所定の低域（700kHz以下）信号を通過させ
る帯域通過フィルタ（BPF）である。44はレベル検出
器、46はしきい値Thと比較してＨ（ハイ）レベルまたは
Ｌ（ロー）レベルの信号を送出する比較器である。

その結果、比較器46からＨレベルの信号が出力されて
いるときには、アナログ記録が、他方、Ｌレベルの信号
が出力されているときにはデジタル記録がなされている
ものと判別する。

第８図に示す回路は、復調された輝度（Ｙ）信号中に
水平同期信号H_syncが含まれているか否かにより、アナ
ログ記録／デジタル記録の判別を行うものである。本図
において、26Bは第４図において示したFM復調器であ
り、復調された輝度信号を送出する。50は水平同期信号
抽出回路であり、同期パルスａを出力する。52は同期パ
ルスａを計数するカウンタ、54は上記カウンタ52に対し
てリセットパルスｂを出力する1/N分周器、56はカウン
タの出力が“N"であるか否かを識別する比較器である。

本回路によれば、比較器56の出力が＝Ｎのときアナログ記録 ≠Ｎのときデジタル記録がなされているものと判別することができる。

第９図に示す回路は、デジタル画像データに付随して
記録されている“クロックランイン”（プリアンブル）
信号や“同期パルス”が検出されるか否かによって、ア
ナログ記録／デジタル記録の判別を行うものである。な
お、ここでいう“クロックランイン”とはVTR内部の発
振器とテープ上のクロックとの同期を採るための信号
を、また“同期パルス”とはデジタル画像データの記録
開始点を表わす信号である。

第９図において、58はビデオヘッドからの出力信号を
入力する前置増幅器、60は波形等化器、62は位相ロック
回路、64はゲート回路、66は同期信号発信回路、68はデ
ータ処理回路である。また、ａはPLLロックフラグ、ｂ
は同期パルス（sync）検出信号である。上記位相ロック
回路62は、図の下方に示すように、位相比較器62A,電圧
制御型発振器62Bおよび比較器62を含んでいる。

そして、PLLロックフラグａあるいはsync検出信号ｂ
の有無により、アナログ記録／デジタル記録を判別する
ことができる。

第10図に示す回路は、再生用デジタル信号プロセッサ
22に含まれている誤り検出・訂正回路22B（第１図，第
２図参照）からエラーフラグが送出される回数を計数す
ることにより、デジタル信号であるか否かを判別するも
のである。すなわち、アナログ信号を誤り検出・訂正回
路22Bに供給した場合には、連続的に誤り検出がなされ
ることから、アナログ信号が記録されているものと判断
する。

第10図において、22Bは誤り検出がなされる度にエラ
ーフラグを出力する誤り検出・訂正回路、70はエラーフ
ラグの個数を計数するカウンタ、72は比較器である。そ
の結果、カウンタ70のカウント値がＮ（しきい値）より
大であるときにはアナログ記録、その他のときにはデジ
タル記録がなされているものと判別する。

なお、本実施例においてこれまで述べてきたコントロ
ールトラック（CTL）サーボ方式の他に、各トラック毎
にサーボ用パイロット信号を重畳させる方式を採ること
も可能である。

また、従来から知られているサーボ用パイロット信号
方式では、低域変換色信号より更に低い周波数領域に、
所定周波数のパイロット信号f₁〜f₄がトラック毎に順次
書き込まれていた。他方、デジタル記録されたデータは
低域抑圧されていることから、かかるパイロット信号の
周波数領域には低レベルの信号成分が存在しないことに
なる。

そこで、本発明の一実施例においては、第11図に示す
ように、４種類のパイロット信号f₁〜f₄の他に“デジタ
ル記録”されていることを表わす信号"f₀"を予め記録し
ておく。このときの周波数スペクトルは、第12図に示す
とおりとなる。また、前記４種類のパイロット信号f₁〜
f₄を用いてビデオヘッドをトラックに追従させ動かすDT
F（ダイナミック・トラック・フォローイング）制御を
行う場合については、従来から知られている方式を採れ
ばよいので、説明を省略する。

第13図は、上記パイロット信号f₀を検出してアナログ
記録／デジタル記録の判別を行うための回路図である。
本図において、74はパイロット信号f₀の有無を検出する
f₀検出器、76はクロック周波数近傍の信号を通過させる
帯域通過フィルタ、78はf₀検出器74によって検出された
信号がしきい値Th1以上のレベルを有するときに論理
“1"の信号を出力する比較器、80は帯域通過フィルタ76
の出力レベルがしき値Th2以上のときに論理“1"の信号
を出力する比較器、82はアンドゲートである。そして、
アンドゲート82から論理“1"の信号が出力されたとき、
磁気テープ18にはデジタル記録がなされているものと判
別することができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば記録媒体に記録
されているビデオ信号がデジタル信号であってもアナロ
グ信号であってもその記録形態に適応した再生を行うこ
とができる画像再生装値を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例全体を示すブロック図、第２図はデジタル記録／デジタル再生モード時の動作を
示すブロック図、第３図はデジタル記録されたビデオトラックの一例を示
す図、第４図はアナログ再生モード時の動作を示すブロック
図、第５図はアナログ再生モード時のその他の動作を示すブ
ロック図、第６図（Ａ）〜（Ｃ）は第１図に示した実施例によって
形成されたビデオトラックを示す図、第７図はカラーバーストの有無によってアナログ・デジ
タル判別を行うためのブロック図、第８図は水平同期信号の有無によってアナログ・デジタ
ル判別を行うためのブロック図、第９図はプリアングルあるいは同期パルスの有無によっ
てアナログ・デジタル判別を行うためのブロック図、第10図はエラーレートの大小によってアナログ・デジタ
ル判別を行うためのブロック図、第11図はビデオトラックに記録されたパイロット信号f₀
〜f₄を示す図、第12図はパイロット信号と映像信号との関係を示すスペ
クトル図、第13図はパイロット信号f₀の有無に基づいてアナログ・
デジタル判別を行うためのブロック図である。４……A/Dコンバータ、６……記録用デジタル信号処理回路、８……切換／分配器、 12……回転ヘッドシリンダ、 16A,16B……ローディング・ポスト、 18……磁気テープ、 20……切換／結合器、 22……再生用デジタル信号処理回路、 24……D/Aコンバータ、 26……再生用アナログ信号処理回路、 28……アナログ・デジタル判別回路、 30……キャプスタン制御回路、 32……シリンダモータ制御回路、 34……システムコントローラ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ビデオ信号が、デジタル信号の形態あるい
はアナログ信号の形態により記録されている記録媒体よ
り画像情報を再生する装置であって、それぞれ前記記録媒体をトレースする複数の回転ヘッド
を具備する回転ヘッドドラムと、該ドラム上のｎ（ｎは自然数）個の回転ヘッドにて再生
されたアナログ信号を処理して再生ビデオ信号を出力す
るアナログ信号処理手段と、前記ドラム上のｍ（ｍはｎより大きな自然数）個の回転
ヘッドにて再生されたデジタル信号を処理して再生ビデ
オ信号を出力するデジタル信号処理手段と、ビデオ信号がデジタル信号の形態で記録されているかア
ナログ信号の形態で記録されているかを判別する判別手
段と、該判別手段の出力に応じて、前記複数の回転ヘッド中再
生に供する前記ｎ個の回転ヘッドもしくはｍ個の回転ヘ
ッドを前記アナログ信号処理手段もしくは前記デジタル
信号処理手段に接続するスイッチング手段とを具備することを特徴とする画像再生装置。