JP3031107B2 - ディジタル記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号をディジタル
化して情報圧縮・帯域圧縮したようなディジタル情報信
号を記録再生するディジタル記録再生装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】映像信号をディジタル化して記録再生す
るディジタルテープレコーダー（ディジタルＶＴＲ）の
ごときディジタル記録再生装置は、アナログ記録再生装
置に較べて、ダビングにともなう記録再生映像信号の劣
化がないことから、業務用途に実用化されている。しか
しながら、ディジタル化した映像情報では情報量が多
く、その記録再生に多大のテープを消費するという欠点
があり、家庭用途にむけて、情報量を圧縮するために、
予測符号化やＤＣＴ変換符号化や可変長符号化等を行
い、情報圧縮・帯域圧縮を施して記録再生することが検
討されている。たとえば、映像情報の１フレームを基本
単位にして情報圧縮し、連続する複数のトラックに分割
して記録を行う方法が考えられる。

【０００３】これについて、図５を用いて説明する。所
定のテープ幅を有する磁気テープ１１はシリンダ１２に
巻装されて、所定の速度で走行制御されている。記録時
には、入力映像信号２１１はＡ／Ｄ変換部２０１により
所定ビット幅のディジタル映像信号２１２にディジタル
化される。圧縮部２０２はディジタル映像信号２１２に
情報圧縮を施し、圧縮映像信号２１３を作り出す。変調
部２０３は圧縮映像信号２１３に磁気記録に適した変調
を施し、変調映像信号２１４に変換する。また、変調部
２０３は、変調映像信号２１４に適時パイロット信号を
混在させている。切換部２０４は記録時には２０４Ａ側
に接続され、変調映像信号２１４を磁気ヘッド１３Ａ，
１３Ｂに送り、磁気テープ１１に記録する。圧縮映像信
号２１３は所定グループ単位毎（１フレーム毎）にシャ
フリングして６トラックに分割されて記録される。

【０００４】再生時には、シリンダ１２に取り付けられ
た磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂは磁気テープ１１に記録さ
れている変調映像信号２１５を再生し、復調部２０５に
より圧縮映像信号２１６に復調し、伸長部２０６により
ディジタル映像信号２１７に伸長する。Ｄ／Ａ変換部２
０７は、ディジタル映像信号２１７をアナログ映像信号
２１８に変換して出力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなディジタル
記録再生装置（例えばディジタルＶＴＲ）において、す
でに記録されている磁気テープ上に新たな映像信号の記
録を行わせた時には、すでに記録されているトラックや
圧縮グループ単位のつながりが部分的に不連続になる。
その結果、不連続記録されたテープを再生するときに、
この不連続部分において再生画像にノイズが生じ、再生
画面の品位を著しく損ねてしまうという欠点があった。

【０００６】たとえば、図６に示すように、すでに記録
されている領域に新たな記録を行うと、新たな記録の開
始位置においてトラックの連続性が損なわれてしまう。
また、シャフリング圧縮のグループ単位である１フレー
ムを６トラックに分割して記録する場合に、新たな記録
開始位置はこの６トラック単位の連続性も損なってしま
う。その結果、このような不連続記録をなされたテープ
を再生したときには、トラックの不連続性による再生ト
ラッキングの乱れやグループ単位の不連続性による伸長
動作の乱れが生じ、再生画面に一次的にノイズが生じて
しまう。

【０００７】本発明は、このような欠点を解消するよう
に考慮し、トラックの連続性と圧縮グループ単位の連続
性を保ちながら、新たな記録を行うようにしたディジタ
ル記録再生装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のディジタル記録再生装置は、ディジタル化し
た入力映像信号を情報圧縮する圧縮手段と、圧縮映像信
号とディジタル化した音声信号よりなる記録信号の所定
グループ単位をＮ個（ここに、Ｎは４以上の整数）のト
ラックに分割して記録する記録手段と、再生時に所望の
トラックから信号が再生されるようにトラッキングをか
けるトラッキング制御手段と、前記グループ単位内にお
ける再生トラック位置に応じた再生位置検出信号を再生
信号より検出する再生位置検出手段と、前記入力映像信
号に同期した基準信号と前記再生位置検出信号との相対
位相関係を検出・記憶する相対位相検出手段と、前記相
対位相検出手段の検出相対位相に基づき前記圧縮映像信
号とディジタル化した入力音声信号を複数トラックにわ
たって遅延させ記録信号として出力する遅延調整手段
と、磁気ヘッドの再生と記録を切換える切換手段を具備
し、前記相対位相検出手段と遅延調整手段により前記相
対位相に対応した記録信号を得るように前記遅延調整手
段の遅延時間を設定した後に、前記切換手段を再生から
記録に切り換え、前記記録手段による記録状態に移行す
るようにしたものである。

【０００９】

【作用】本発明では、まず、トラッキング制御手段によ
り再生時にトラッキングをかけながら、相対位相検出手
段と遅延調整手段により、入力映像信号に同期した基準
信号と再生位置検出信号の相対位相に応じた記録信号を
得るように前記遅延調整手段の遅延時間を設定する。そ
の後に、切換手段を再生から記録に切り換えて、記録手
段による記録状態に移行することにより、トラックの連
続性と圧縮グループ単位の連続性を確保するようにして
いる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例のディジタル記録再
生装置について、図面を用いて説明する。図１は本発明
に基づくディジタルＶＴＲの構成図である。

【００１１】まず、記録時の定常状態の動作について説
明する。磁気テープ１１はキャプスタン１５のキャプス
タン軸１６とピンチローラー１７に挟まれて、キャプス
タン１５の回転速度に対応した速度にて走行する。記録
時には、キャプスタン１５は所定の一定速度で回転し、
テープ１１は所定の一定速度にて走行する。磁気ヘッド
１３Ａ，１３Ｂを登載されたシリンダ１２は入力映像信
号１０１のフレーム同期信号の３倍の周波数のシリンダ
同期信号１１３に同期して回転制御される。

【００１２】入力映像信号１０１はＡＤ変換器２１によ
り所定ビット幅（たとえば８ビット）のディジタル信号
にディジタル化される。ディジタル映像信号１０２は圧
縮部２２において１フレームをグループ単位として、Ｄ
ＣＴ変換やシャフリングや可変長符号化等の情報圧縮が
施され、その情報量を１／５〜／１０程度に圧縮され
る。

【００１３】入力音声信号１５１はＡ／Ｄ変換器５１に
より所定ビット幅（例えば１６ビット）のディジタル信
号にディジタル化される。ディジタル音声信号１５２は
固定遅延部５２において圧縮部２２での映像信号の遅延
時間と等量の遅延を受ける。遅延調整部２３は、映像遅
延調整部５５、音声遅延調整部５４、合成部５３より構
成されている。各遅延調整部は相対位相検出部３２の相
対位相信号１１４に応じた遅延時間だけ圧縮映像信号１
０３およびディジタル音声信号１５３を遅延させ、遅延
映像信号１０４および遅延音声信号１５４を作り出す。
遅延映像信号１０４と遅延音声信号１５４は合成部５３
において時分割合成され、記録信号１５５となる。記録
信号１５５は変調部２４により磁気記録に適した変調
（たとえばインターリーブドＮＲＺＩ変調，８−１４変
調または８−１０変調等）が施され、変調記録信号１０
５を出力する。

【００１４】また、変調部２４において、ディジタル的
なビット変調もしくはアナログ的な信号加算によって、
第１周波数ｆ１または第２周波数ｆ２のパイロット信号
を変調記録信号１０５に適時混在させている。記録時に
は切換部２５のスイッチ回路は２６ａ側に接続されてお
り、変調記録信号１０５が磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂに
送られ、磁気テープ１１に記録される。

【００１５】図２（ａ）に磁気テープ１１に記録された
トラックパターンを示す。映像信号１フレームと音声信
号が、６本のトラックに分割されて記録される。記録信
号は圧縮された映像信号とディジタル音声信号とが時分
割合成されているので、トラック上には映像部と音声部
とが領域分割されて形成される。各トラックには順次ト
ラック番号１〜６等を含んだ情報信号も変調映像信号と
時分割して記録されており、フレーム内におけるトラッ
ク位置情報を検出できるようにしている。また、パイロ
ット信号の無いトラックを間にはさんで、２トラックお
きに第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２のパイロット信号
が順番に記録されている。なお、１フレームの変調記録
信号１０５を６トラックに分割して記録するために、記
録時のシリンダ１２は入力映像信号１０１の１フレーム
のタイミング基準信号の３倍の周波数のシリンダ同期信
号に同期して回転している。また、パイロット信号のな
いトラックは磁気ヘッド１３Ａで記録し、パイロット成
分を含んだトラックは磁気ヘッド１３Ｂで記録してい
る。さらに、変調部２４はシリンダ同期信号１１３のタ
イミングに合わせてトラック毎の変調記録信号１０５を
出力するようにしている。

【００１６】図３に、より詳細なトラックパターンを示
す。各トラックの記録アジマスは、磁気ヘッド１３Ａ，
１３Ｂのアジマスに対応してトラック毎に交互に異なっ
ており、ガードバンドの無いベタ記録がなされている。
また、変調記録信号はトラック内でもブロック化されて
分割記録されている。従って、再生時にはトラック内の
分割された１ブロックを再生する毎に復調・伸長を行
い、そのブロックが占める画面の場所にはめ込んで（シ
ャフリングの逆動作）、合成の再生映像信号を形成する
ことができる。

【００１７】次に、すでに記録されている領域につなげ
て新たな映像信号を記録する動作について説明する。ま
ず最初に、切換部２５は２６ｂ側に接続され、再生状態
の動作を行う。シリンダ制御部１４は、基準信号作成部
３３のシリンダ同期信号１１３に同期してシリンダ１２
を回転制御する。基準信号作成部３３のシリンダ同期信
号１１３はフレーム基準信号１１２の３倍の周波数をも
つタイミング信号である。磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂは
磁気テープ１１に記録されている変調記録信号を再生
し、ヘッド再生信号１０６を出力する。切換部２５のス
イッチ回路は２６ｂ側にスイッチされているので、ヘッ
ド出力を変調再生信号１１０として伝送する。

【００１８】トラッキング制御部３４は、変調再生信号
１１０に含まれているパイロット信号を抽出し、周波数
ｆ１成分とｆ２成分の大きさを比較してその両者が平衡
するように、キャプスタン１５の回転を制御する。パイ
ロット信号の比較は、２トラック毎に行われ、パイロッ
ト信号が記録されていないトラックを再生している磁気
ヘッド１３Ａに、隣接したトラックから漏れ混んだパイ
ロット信号ｆ１成分とｆ２成分の大きさを比較するよう
にしている。また、２トラック再生毎にパイロット信号
の比較の極性を反転させ、常に先行トラックのパイロッ
ト成分の大きさと後行トラックのパイロット成分の大き
さを比較して、キャプスタン１５の回転速度制御を行う
ようにしている。これにより、磁気ヘッド１３Ａ，１３
Ｂは正確にアジマスの一致したトラックをトラッキング
再生していく。

【００１９】再生位置検出部３１は、変調再生信号１１
０から再生トラック位置を検出し、トラック位置信号１
１１を出力する。トラック位置信号１１１は、トラック
番号１の発生タイミングを表すタイミング信号を用いて
いる（もしくは、１フレーム単位内におけるトラック位
置番号を用いる事も可能である）。

【００２０】相対位相検出部３２は、基準信号作成部３
３のフレーム基準信号１１２の発生タイミングと再生位
置検出部３１のトラック位置信号１１１の相対位相に対
応した時間間隔を検出する。相対位相検出部３２の相対
位相信号１１４は遅延調整部２３に送られる。遅延調整
部２３は、たとえばランダムアクセスメモリを含んで構
成され、圧縮映像信号１０３およびディジタル音声信号
１５３をメモリに保存し、適切な遅延を施して遅延映像
信号１０４と遅延音声信号１５４を出力する。遅延調整
部２３の遅延時間は相対位相検出部３２の相対位相信号
１１４によって調整される。

【００２１】トラッキング制御部３４は、変調再生信号
１１０に含まれるパイロット信号により磁気ヘッドを記
録済みのトラックにオントラックするように、キャプス
タン１５の回転速度を制御し、トラッキング制御をかけ
る。また、トラッキング制御部３４はトラッキングエラ
ー信号によりトラッキング制御の安定な引き込みを検出
し、安定状態にはいると記憶指令信号１１５を出力し、
相対位相検出部３２の現在の相対位相信号１１４を記憶
・保持するようにしている。これにより、遅延調整部２
３は、記憶された相対位相信号１１４に対応した遅延時
間だけ圧縮映像信号１０３及びディジタル音声信号１５
３の遅延を行う。すなわち、遅延映像信号１０４及び遅
延音声信号１５４は、これらが合成された記録信号１５
５もしくは変調記録信号１０５において変調再生信号１
１０とフレーム位相が一致するように遅延調整される。
この後に、トラッキング制御部３４は、トラック位置信
号１１１から次のフレーム単位の開始時点を検出し、切
換信号１１６を出力して切換部２５を２６ａ側に切換え
ると同時に、キャプスタン１５を記録時の所定の一定回
転速度にて制御するように切換える。その結果、磁気ヘ
ッド１３Ａ，１３Ｂは変調部２４の変調記録信号１０５
を記録する動作に移行する。

【００２２】次に、本発明のディジタル記録再生装置の
効果について説明する。すでに記録されている領域に新
たな記録を行う場合に、まず、再生状態で動作させ、ト
ラッキング制御部３４によりトラック上のパイロット信
号を使用したトラッキング制御をかけ、トラックの連続
性を保つようにする。

【００２３】次に、この再生状態において、再生位置検
出部３１は再生信号からフレーム単位の再生トラック位
置を検出し、相対位相検出部３２は入力映像信号１０１
に同期したフレーム基準信号１１２と再生位置検出信号
１１１の相対位相差に対応した相対位相信号１１４を検
出・記憶・保持する。遅延調整部２３は相対位相信号１
１４に応じた遅延時間が設定され、圧縮映像信号１０３
を遅延した遅延映像信号１０４と、ディジタル音声信号
１５３を遅延した遅延音声信号１５４を出力する。遅延
調整部２３は少なくとも６トラック分の遅延調整が可能
にされている。その結果、１フレーム周期で見たとき
の、記録信号１５５とトラックからの変調再生信号１１
０の再生タイミングが一致するようになる。

【００２４】次に、遅延調整後のフレームの開始時点か
ら記録動作に切換え、変調部２４の変調記録信号１０５
を記録する。このときのトラッキング制御部３４は、キ
ャプスタン１５を一定回転速度にて回転制御するように
切り換えられ、テープ１１は一定速度にて走行制御され
る。その結果、フレーム記録の開始トラックは、すでに
記録されていたフレーム単位と連続するように記録が開
始される。

【００２５】このようにして、記録開始時点におけるト
ラックの連続性とフレーム単位（シャフリンググループ
単位）の連続性が実現できる。従って、このような記録
をなされた磁気テープを再生した時に、記録のつなぎ目
においてもノイズの無い高品位の再生画面を得る事がで
きる。

【００２６】また、テープ走行を制御するトラッキング
制御は、単にパイロット信号によるトラック再生動作を
一時的に行うだけで良く、入力映像信号１０１に同期し
たフレーム基準信号１２２に再生トラックを強制的に合
わせるようなタイミング合わせ制御動作を行う必要が無
い。そのため、トラッキング制御が著しく簡単化され
る。

【００２７】さらに、圧縮映像信号１０３を遅延させて
いるので、遅延時間内の映像情報が少なくなり、遅延調
整部２３のメモリ量が大幅に少なくできる。

【００２８】また音声信号も圧縮映像信号と同様に遅延
調整部５４で遅延を施しているので映像信号との時間ず
れを起こすことがない。

【００２９】なお、図１で示した構成において、固定遅
延部５２の機能は音声遅延調整部５４に含ませてよい。
すなわち音声遅延調整部５４において、音声信号に加え
ていた調整のための遅延時間に、固定遅延部５２での遅
延時間を加算した遅延時間を与えるようにする。このよ
うにすることで固定遅延部を省略することができる。

【００３０】次に、図４により本発明の別の実施例につ
いて説明する。図４は本発明のディジタル記録再生装置
の別の実施例の構成図である。図１の構成との違いは、
遅延調整部２３内での２個の遅延調整部と合成部５３の
順序を入れ替えたことである。合成部５３により先に圧
縮映像信号１０３とディジタル音声信号１５３の合成を
行って合成信号１５６とし、次にこの合成信号１５６に
対して合成信号遅延調整部５６により検出相対位相に基
づく遅延時間の調整を行なう。この処理順序の違いをの
ぞけば先の実施例と動作はまったく同様であるので、詳
細な説明は省略する。遅延させるべき信号情報量は図１
の構成と何等変らないので、遅延調整部として必要なメ
モリーの総量は図１の構成と同じである。従って、本実
施例では図１の実施例の効果に加え、映像と音声を一括
して遅延調整部により遅延調整するので、構成が簡略化
されるという利点が有る。

【００３１】なお、実施例では、トラック上に多重記録
されたパイロット信号を再生してトラッキング制御をか
けるようにしたが、本発明はそのような場合に限らず、
例えば、トラック上の所定個所に部分的にパイロット信
号を記録再生してトラッキングをかけるようにしたり、
また、リニアトラックに記録されたコントロール信号を
用いてトラッキングをかけるようにしても良い。

【００３２】また、圧縮・分割のシャフリンググループ
単位は１フレームに限らず、数フレームにまたがってい
てもよい。

【００３３】その他、本発明の出力信号を変えずして種
々の変形が可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明のディジタル記録
再生装置は、再生時のトラッキングをかけながら入力映
像信号に同期した基準信号と再生位置検出信号の相対位
相に応じた時間だけ圧縮映像信号と音声信号を遅延さ
せ、再生信号と位相の一致した記録信号を得るように遅
延調整部の遅延時間を設定した後に、再生から記録に切
り換えて記録状態に移行することにより、トラックの連
続性とシャフリンググループ単位の連続性を確保するよ
うにしているので、本発明のディジタル記録再生装置に
よりディジタルＶＴＲを構成するならば、記録の不連続
性によるノイズの発生しない高品位の再生画像を常に得
る事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を表す構成図

【図２】本発明の動作を説明するための図

【図３】本発明の動作を説明するためのトラックパター
ン図

【図４】本発明の別の実施例を表わす構成図

【図５】従来例の構成図

【図６】従来例の動作を説明するための図

【符号の説明】

１１ 磁気テープ １２ シリンダ １３ａ，１３ｂ 磁気ヘッド １４ シリンダ制御部 １５ キャプスタン １６ キャプスタン軸 １７ ピンチローラー ２１，５１ Ａ／Ｄ変換部 ２２ 圧縮部 ５２ 固定遅延部 ２３ 遅延調整部 ５３ 合成部 ２４ 変調部 ２５ 切換部 ３１ 再生位置検出部 ３２ 相対位相検出部 ３３ 基準信号作成部 ３４ トラッキング制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/782 - 5/783 H04N 5/91 - 5/956 G11B 15/467 - 15/473

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル化した入力映像信号を情報圧縮
   する圧縮手段と、圧縮映像信号とディジタル化した音声
   信号よりなる記録信号の所定グループ単位をＮ個（ここ
   に、Ｎは４以上の整数）のトラックに分割して記録する
   記録手段と、再生時に所望のトラックから信号が再生さ
   れるようにトラッキングをかけるトラッキング制御手段
   と、前記グループ単位内における再生トラック位置に応
   じた再生位置検出信号を再生信号より検出する再生位置
   検出手段と、前記入力映像信号に同期した基準信号と前
   記再生位置検出信号との相対位相関係を検出・記憶する
   相対位相検出手段と、前記相対位相検出手段の検出相対
   位相に基づき前記圧縮映像信号とディジタル化した入力
   音声信号を複数トラックにわたって遅延させ記録信号と
   して出力する遅延調整手段と、磁気ヘッドの再生と記録
   を切換える切換手段を具備し、前記相対位相検出手段と
   遅延調整手段により前記相対位相に対応した記録信号を
   得るように前記遅延調整手段の遅延時間を設定した後
   に、前記切換手段を再生から記録に切り換え、前記記録
   手段による記録状態に移行することを特徴とするディジ
   タル記録再生装置。
2. 【請求項２】ディジタル化した入力映像信号を情報圧縮
   する圧縮手段と、圧縮映像信号の１フレーム単位と前記
   １フレーム単位の映像信号に付随するディジタル化した
   音声信号よりなる記録信号をＮ個（ここに、Ｎは４以上
   の整数）のトラックに分割して記録する記録手段と、前
   記トラックに記録されているパイロット信号により再生
   時のトラッキングをかけるトラッキング制御手段と、前
   記１フレーム単位内における再生トラック位置に応じた
   再生位置検出信号を再生信号より検出する再生位置検出
   手段と、前記入力映像信号に同期した基準信号と前記再
   生位置検出信号との相対位相関係を検出・記憶する相対
   位相検出手段と、前記相対位相検出手段の検出相対位相
   に基づき前記圧縮映像信号とディジタル化した入力音声
   信号とを複数トラックにわたって遅延させ記録信号とし
   て出力する遅延調整手段と、磁気ヘッドの再生と記録を
   切換える切換手段を具備し、前記相対位相検出手段と遅
   延調整手段により前記相対位相に対応した記録信号を得
   るように前記遅延調整手段の遅延時間を設定した後に、
   前記切換手段を再生から記録に切り換え、前記記録手段
   による記録状態に移行することを特徴とするディジタル
   記録再生装置。
3. 【請求項３】遅延調整手段は、相対位相検出手段の検出
   相対位相に基づき、ディジタル化した入力音声信号を複
   数トラックにわたって遅延させ遅延音声信号を出力する
   音声遅延調整手段と、前記相対位相検出手段の検出相対
   位相に基づき圧縮映像信号を複数トラックにわたって遅
   延させ遅延映像信号を出力する映像遅延調整手段と、前
   記遅延音声信号と前記遅延映像信号を合成し合成信号を
   記録信号として出力する合成手段から構成されることを
   特徴とする請求項１または請求項２記載のディジタル記
   録再生装置。
4. 【請求項４】遅延調整手段は、圧縮映像信号とディジタ
   ル化した入力音声信号を合成し合成信号を出力する合成
   手段と、相対位相検出手段の検出相対位相に基づき、前
   記合成信号を複数トラックにわたって遅延させ遅延され
   た合成信号を記録信号として出力する合成信号遅延調整
   手段から構成されることを特徴とする請求項１または請
   求項２記載のディジタル記録再生装置。