JP3158604B2 - 適応的ノイズリデューサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ハイビジョン用アナ
ログＶＴＲなどの再生系に適用して好適な適応的ノイズ
リデューサに関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイビジョン用のアナログＶＴＲなどの
磁気記録再生装置では、図１５に示すような回転磁気ヘ
ッド装置が使用されている。

【０００３】同図において、１００は回転ドラム（若し
くは回転ディスク）であって、回転ドラム１００上には
２チャネル記録ができるように、それぞれ近接配置され
た記録再生兼用の磁気ヘッド（Ｈａ，Ｈｂ）と（Ｈｃ，
Ｈｄ）がほぼ１８０°の各間隔を保持して配置されて構
成されている。

【０００４】回転ドラム１００を２倍速で回転させるこ
とによって、図１６に示す磁気テープ１０１には、１フ
ィールド１１２５／２本の映像信号が４トラック１０２
ａ〜１０２ｄにわたって分割記録（２セグメント記録）
される。したがって、例えばトラック１０２ａは磁気ヘ
ッドＨａによって記録され、トラック１０２ｂは磁気ヘ
ッドＨｂによって記録される。これは、１フィールド２
セグメント２チャネル記録方式と呼ばれている。

【０００５】２チャネル記録方式であるから、１フィー
ルドは２ヘッドの再生出力が用いられることになり、図
１７破線で示すように１画面のほぼ中間位置にヘッドの
継ぎ目がくる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】磁気ヘッドＨａ〜Ｈｄ
の記録再生特性は同一であることが好ましいが、記録再
生特性を一致させることは困難であり、記録再生特性が
一致しないと、図１７に示すようにヘッドの継ぎ目が目
立ってしまう。特に、再生映像信号のノイズが乗ってい
るような画質の悪い磁気テープ１０１を再生するときに
はヘッドの継ぎ目が目立つようになり、再生画質の劣化
が顕著になる。

【０００７】このような磁気ヘッドの特性上のバラツキ
と画質の悪い磁気テープを使用したときに発生し易い再
生画質の劣化を改善する手段として、再生系にノイズリ
デューサを介在させるものが提案されている。

【０００８】この場合、ノイズ量が大きいときにはノイ
ズリダクションを大きくかけ、そうでないときは小さく
かけるのが望ましいが、このような適応的なノイズリダ
クション処理がなされていないために、返って画質が劣
化してしまうことがある。例えば、ノイズ量が少ない再
生映像信号に対してノイズリダクションを大きくかけた
ようなときには残像が発生し、この残像によって画質が
劣化してしまうからである。

【０００９】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、複数の磁気ヘッドによって再
生された映像信号が供給される適応的ノイズリデューサ
を対象とするものであり、適応的にノイズリダクション
をかけることによって、適切なノイズ軽減効果を出せる
ようにして複数の磁気ヘッドによる磁気記録再生特性の
バラツキに基づく画質劣化を軽減したものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、隣接して配された２つの磁気
ヘッドがほぼ１８０°の間隔を保持して一対設けられた
回転ドラムを用いて再生された映像信号が供給される適
応的ノイズリデューサであって、前後する１フィールド
の再生映像信号の差分を検出する差分検出手段と、この
差分検出出力である再生映像信号が供給される可変リミ
ッタ回路と、そのリミッタ出力を現再生映像信号から減
算してノイズ軽減を行う減算器と、上記差分検出出力で
ある再生映像信号の特定区間に含まれるノイズの絶対量
を検出してその絶対量に応じた制御信号を出力するノイ
ズ量検出回路とを有し、上記制御信号に基づいて上記可
変リミッタ回路のリミッタ特性を選択して、そのリミッ
タ量を上記ノイズ量に応じて適応的に制御することによ
って上記複数の磁気ヘッドにおける記録再生特性のバラ
ツキによる画質の劣化を改善するようにしたことを特徴
とするものである。

【００１１】

【作用】図１に示す適応的ノイズリデューサ５０（５
１）において、端子５２には複数の磁気ヘッドを用いて
再生された映像信号が入力する。そして、この再生映像
信号のうち図３の特定の区間に含まれるノイズＮの絶対
値が累積器６２で累積され、その値の大小に応じてエン
コーダ６３に格納されている制御信号Ｃの種類が選択さ
れる。累積値が小さいときは制御信号Ｃａが出力され、
大きくなるにつれ制御信号Ｃｂ，Ｃｃが選択される。

【００１２】制御信号Ｃによって可変リミッタ回路５７
のリミッタ特性、つまり図５、図６に示すように制御信
号Ｃａ〜Ｃｃに応じて値の異なるリミッタ特性Ｌａ〜Ｌ
ｃが選択される。

【００１３】ノイズ量が少ないときは制御信号Ｃａによ
ってリミッタ特性Ｌａが選択される結果、現再生映像信
号からの減算量は少ない。このときはもともと現再生映
像信号中に含まれるノイズ量は少ないものと推定できる
ので、減算量も少なくてよい。

【００１４】ノイズ量が多いときには制御信号Ｃｃによ
ってリミッタ特性Ｌｃが選択されるためこのときは現再
生映像信号からの減算量が多くなる。このときの現再生
映像信号中に含まれるノイズ量は多いものと推定できる
からである。このように、ノイズ量で可変リミッタ回路
５７のリミッタ特性を適応的に制御することによって、
適切なノイズリダクション効果が得られ、複数の磁気ヘ
ッド特性のバラツキによる画質劣化を効果的に改善でき
る。

【００１５】

【実施例】続いて、この発明に係る適応的ノイズリデュ
ーサの一例を、上述したハイビジョン信号を記録再生す
る磁気記録再生装置の再生系に適用した場合につき図を
参照して詳細に説明する。

【００１６】図７は、ハイビジョン信号を記録再生でき
るように構成したアナログＶＴＲの記録系１０Ｒの一例
を示し、図８はその再生系１０Ｐを示す。説明の便宜上
図７の記録系１０Ｒから説明する。

【００１７】図７において、輝度信号Ｙおよび一対の色
差信号ＰB（＝Ｂ−Ｙ），ＰR（＝Ｒ−Ｙ）は夫々ローパ
スフィルタ１，２，３で帯域制限されたのちＡ／Ｄ変換
器４，５，６によってディジタル信号に変換される。デ
ィジタル化された輝度信号Ｙおよび一対の色差信号Ｐ
B，ＰRは時分割多重回路（ＴＤＭエンコーダ）７におい
て時分割圧縮多重処理が行なわれて、色差信号が圧縮さ
れると共にライン順次で一対の色差信号が輝度信号Ｙに
多重される。

【００１８】映像信号を２チャネル記録する場合には、
例えば、Ａチャネルでは色差信号ＰBが時間軸圧縮され
て圧縮色差信号が形成され、これと輝度信号Ｙとがこの
順序でライン順次に時分割多重された映像信号が生成さ
れる。Ｂチャネルでは色差信号ＰRが時間軸圧縮されて
圧縮色差信号が形成され、これと輝度信号Ｙとがこの順
序でライン順次に時間軸多重された映像信号が生成され
る。その後、シャフリング回路８で各チャネルに対して
シャフリング処理が施される。

【００１９】時分割多重処理およびシャフリング処理が
施された映像信号ＳＡ，ＳＢはＤ／Ａ変換器１１，１２
においてアナログ信号に変換されたのち、ローパスフィ
ルタ１３，１４によって帯域制限される。そして、次段
のＦＭ変調器１５，１６に供給されて記録に適するよう
にＦＭ変調が行なわれたのち、記録アンプ１７，１８を
介して専用の磁気ヘッドＨａ，Ｈｂ（Ｈｃ，Ｈｄ）を用
いて２チャネル記録される。

【００２０】図８は再生系１０Ｐを示す。上述した磁気
ヘッドＨａ〜Ｈｄによって再生された映像信号がＦＭ復
調器３０，３１に供給されて映像信号がＦＭ復調される
と共に、ローパスフィルタ３２，３３を経てＡ／Ｄ変換
器３４，３５に供給されてディジタル信号に変換された
のち、この発明に係る適応的ノイズリデューサ５０，５
１によってノイズ軽減処理が施されたのちデシャフリン
グ回路３６でデシャフリング処理される。

【００２１】デシャフリングされた映像信号は時分割分
離回路（ＴＤＭデコーダ）４０に供給されて輝度信号Ｙ
と色信号Ｃとに分離される。輝度信号Ｙおよび一対の色
差信号は対応するＤ／Ａ変換器４１，４２，４３でアナ
ログ信号に変換される。

【００２２】この発明は、上述のような再生系１０Ｐに
適応的ノイズリデューサ５０，５１が使用される。その
具体例を図１以下を参照して説明する。ノイズリデュー
サ５０，５１は同一構成であるので、ノイズリデューサ
５０についてのみ説明する。

【００２３】端子５２には２セグメント４トラックで構
成された各フィールドの再生映像信号、特にディジタル
変換されたＡチャネル用の再生映像信号が供給される。
この再生映像信号は減算器５３を介して１フィールドの
容量をもつメモリ５４に供給されてメモリされる。メモ
リ５４はノイズリデュース処理を行うために必要な１フ
ィールド遅延用のメモリであって、このメモリ５４の介
在によって１フィールド遅延された再生映像信号は出力
端子５５に導かれると共に、ノイズリデュース処理を行
うために現再生映像信号と共に減算器５６に供給されて
隣接フィールド間の差分の検出が行われる。この減算器
５６は隣接フィールド間の差分検出手段として機能す
る。

【００２４】映像信号は垂直相関性が強いので、隣接フ
ィールド間の差分をとるとその殆どがノイズ成分となる
から、差分検出出力は再生映像信号中に含まれるノイズ
量に比例した出力と考えられる。したがって、この差分
検出出力中には、上述した複数の磁気ヘッド特性のバラ
ツキを含めた差分も含まれることになる。

【００２５】差分検出出力は可変リミッタ回路５７に供
給される他にノイズ量検出回路６０にも供給される。ノ
イズ量検出回路６０はリミッタ６１を有し、リミッタ６
１で差分検出出力であるノイズＮの４σ（σは分散値）
までが取り出される。ノイズＮは図２に示すように正規
分布（ガウシアンノイズ分布）しているものと考える
と、４σまで通過するようにリミッタをかければ、再生
系に存在する殆どのノイズＮを抽出できる。

【００２６】リミッタ６１より出力された差分検出出力
は積分構成の累積器６２に供給されて、再生映像信号の
特定の区間内に存在するノイズ成分が所定の期間にわた
り累積される。特定区間とは本例では図３に示すように
垂直帰線期間に挿入された基準信号（ランプ波形）の区
間である。所定の期間とは図１６のヘッド構成の場合、
１フィールドの期間を指す。

【００２７】累積器６２の入力端子６２ａには図３Ｂに
示すようなゲートパルスＧＰが供給され、基準信号の区
間だけのノイズＮを累積するようにしている。このゲー
トパルスＧＰはフィールド信号にも同期しており、フィ
ールド単位で累積状態がリセットされる。

【００２８】ノイズの分布が図２のように正規分布して
いるものとしたときには、所定期間にわたりノイズ量を
累積するとその累積値（＝Σ）は図４のようなリニアな
特性となり、所定期間内の累積ノイズ量に比例したもの
となる。

【００２９】ノイズＮの累積出力はエンコーダ６３の入
力として供給される。エンコーダ６３は図５に示すよう
に累積値Σに対応した数段階の制御信号Ｃに変換するた
めの回路であって、本例では図５の入出力関係がテーブ
ル化されている。図では３段階の例を示してあるので制
御信号Ｃは２ビット構成であるが、実際には８段階程度
が好適であるので、そのときの制御信号Ｃは３ビット構
成となる。

【００３０】制御信号Ｃはホールド回路６４でホールド
された状態で可変リミッタ回路５７のリミッタ特性選択
信号として供給される。リミッタ特性も制御信号Ｃの種
類に応じた数だけ特性の異なるリミッタ特性をもつ。図
６の例は図５の特性に対応しているので３段階のリミッ
タ特性を持つ。

【００３１】上述したように所定期間に含まれる磁気ヘ
ッド特性のバラツキによる出力レベル変動を含めたノイ
ズＮの量が多いとき、つまり累積値が大きいときには現
再生映像信号中に含まれるノイズ量も多いものと考えら
れるから、その場合にはリミッタ特性も図６の曲線Ｌｃ
のようなリミッタ特性が選定される。そうすると、可変
リミッタ回路５７より出力されるリミッタ出力レベル
（差分検出出力のレベル）も大きくなるから、減算器５
３における減算処理において現再生映像信号からの減算
量が増えるため、現再生映像信号中に含まれるノイズを
効果的に抑圧できる。

【００３２】これに対して、所定期間に含まれるノイズ
Ｎの量が少ないときには累積値も小さくなるが、そのと
きには現再生映像信号中に含まれるノイズ量も少ないも
のと考えられるから、その場合にはリミッタ特性も図６
の曲線Ｌａのようなリミッタ特性が選定される。そうす
ると、可変リミッタ回路５７より出力されるリミッタ出
力レベルも小さくなるから、減算器５３における現再生
映像信号からの減算量が減る。したがって、この場合に
おいても現再生映像信号中に含まれるノイズを効果的に
抑圧できる。

【００３３】このように、ノイズ量で可変リミッタ回路
５７のリミッタ特性を適応的に制御すれば、現再生映像
信号中に含まれるノイズ量を効果的に抑圧できる。この
ノイズ量を抑圧することによって、複数の磁気ヘッドを
使用したときに発生する磁気ヘッド特性のバラツキによ
る画質の劣化も同時に改善できる。

【００３４】図１ではＡチャネルとＢチャネルに対して
それぞれ独立にノイズリデュース処理を行ったが、両チ
ャネルから検出したノイズの平均によってそれぞれの系
に設けられた可変リミッタ回路のリミッタ特性を適応的
に制御することもできる。

【００３５】図９はその一例を示すもので、Ｂチャネル
の適応的ノイズリデューサ５１の構成にあって、Ａチャ
ネルの適応的ノイズリデューサ５０の構成と同一部分は
対応する符号を付してある。減算器５６，９６の各差分
検出出力はそれぞれリミッタ６１，７１を介して累算器
６２，７２に供給され、それぞれのチャネルでのノイズ
Ｎが積算される。各積算出力は平均化回路７３で所定期
間内のノイズの平均が求められる。

【００３６】その出力はエンコーダ６３に供給されて対
応する制御信号Ｃが選択され、そしてそのホールド出力
で対応する可変リミッタ回路５７，９７が同時に制御さ
れる結果、可変リミッタ回路５７と９７とは同一リミッ
タ特性が選択される。その結果、ＡチャネルとＢチャネ
ルとは同じようなノイズリダクション処理がなされるこ
とになる。

【００３７】平均化処理ではなく、いずれか大きい方の
ノイズによってリミッタ特性を適応的に制御してもよ
い。

【００３８】上述した例は、使用されるメモリ５４，９
４は何れも２ポートメモリであるが、３ポートメモリを
使用すると、ノイズリダクション処理の他に時間軸補正
処理（ＴＢＣ処理）やデシャフリング処理などをも同時
に行うことができる。３ポートメモリは１入力に対する
２出力の読み出し状態を自由にコントロールできるから
である。

【００３９】図１０は図１の基本構成に３ポートメモリ
を適用した場合の一例である。図１０において、７５が
この３ポートメモリである。この３ポートメモリ７５は
１種類の書き込みクロックと２種類の読み出しクロック
で制御される。

【００４０】８０はクロック形成回路で、端子５２に入
力する再生映像信号のクロック（再生ジッタを受けたク
ロック）に同期した第１の書き込みクロックと第１の読
み出しクロックが生成される。そのため再生映像信号は
同期分離回路８１に供給されて水平および垂直の各同期
信号が分離され、これらがＰＬＬ回路８２に供給されて
入力した水平および垂直同期信号に同期した基準クロッ
クが生成される。

【００４１】この基準クロックが書き込みおよび読み出
しクロックの各生成回路８３，８４に供給されて書き込
みクロックに同期して再生映像信号が書き込まれ、読み
出しクロックに同期して読み出される。その読み出し出
力は第１の出力ポートＲ１Ｄに得られる。第１の出力ポ
ートＲ１Ｄより出力された遅延映像信号がノイズリダク
ション用の信号として使用される。

【００４２】これに対して、第２の読み出しクロック生
成回路８５はＰＬＬ回路８６より出力された基準クロッ
ク（時間軸の揃ったクロック）によって動作する。その
ため、この生成回路８５より得られる第２の読み出しク
ロックは時間軸の揃ったクロック信号となっている。第
２の読み出しクロックによって第２の出力ポートＲ２Ｄ
からは１フィールド前にメモリされた再生映像信号が読
み出される。読み出された遅延映像信号は時間軸の揃っ
た第２の読み出しクロックに基づいて読み出されるの
で、時間軸が補正された遅延映像信号として出力され
る。

【００４３】第１および第２の出力ポートＲ１Ｄ，Ｒ２
Ｄからの出力タイミングは第１および第２の読み出しク
ロック用のイネーブル信号（図示しない）によって任意
に調整できる。

【００４４】このような３ポートメモリ７５を使用すれ
ば、ノイズリデュース処理とＴＢＣ処理を同時に行うこ
とができる。３ポートメモリ７５を使用する場合には時
間軸補正と同時に読み出しアドレスを制御することによ
って、デシャフリング処理も行なうことができる。図１
０は図９の構成にも適用できる。

【００４５】ところで、いままでの説明はノイズ量を検
出する区間として基準信号が挿入されている区間を用い
たが、映像信号の空間周波数軸上でこのノイズＮを検出
するようにしてもよい。例えば、図１１Ａに示すように
セグメント同期信号に含まれるノイズＮを検出し、この
検出ノイズに基づいて適応的にノイズリデューサを構成
することができる。

【００４６】図１２は空間周波数軸を利用した実施例で
あって、図１に対応する。ノイズ量検出回路６０は図１
と殆ど同じであるが、ノイズを検出する信号として現再
生映像信号が利用され、これがハイパスフィルタ６５に
供給されて再生映像信号中に含まれるノイズ成分のみ抽
出される。その後、累積器６２に供給されるがその端子
６２ａには図１１Ｂに示すゲートパルスＧＰＳが供給さ
れ、セグメント同期信号付近の特定の区間におけるノイ
ズＮが抽出、累積される。

【００４７】累積出力に基づいてエンコーダ処理を行
い、ここで得られた制御信号でリミッタ特性を選択する
のは図１の場合と同様であるからその説明は省略する。

【００４８】図１３は図９に対応した実施例であって、
その構成は図１２の構成をそのまま踏襲しており、各チ
ャネルでの再生映像信号からハイパスフィルタ６１，７
１で抽出したノイズＮを用いてノイズの平均化処理が行
われる。

【００４９】図１４は図１０の３ポートメモリを持つノ
イズリデューサに適用したもので、その詳細説明は省略
する。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、この発明では適応的にノ
イズリダクション処理を行っているので、再生映像信号
中に含まれるノイズを効果的に抑圧できるから、従来よ
りも画質の改善を図ることができる。

【００５１】特に、複数の磁気ヘッドを用いて分割記録
することによって画面の中央で映像が切り替えられるよ
うなタイプの磁気記録再生装置では、ヘッド特性のバラ
ツキそのものは補正できないまでも、画面の一番目立ち
易い領域でのノイズ軽減効果が発揮されるため、画質の
著しい改善効果が認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る適応的ノイズリデューサの一例
を示す系統図である。

【図２】ノイズ分布特性の図である。

【図３】基準信号とゲートパルスとの関係を示す波形図
である。

【図４】ノイズ累積状態の図である。

【図５】エンコーダの入出力特性を示す図である。

【図６】可変リミッタ回路の入出力特性を示す図であ
る。

【図７】この発明を磁気記録再生装置をハイビジョン用
アナログＶＴＲに適用したときの一例を示す記録系の系
統図である。

【図８】この発明に係る磁気記録再生装置をハイビジョ
ン用アナログＶＴＲに適用したときの再生系の一例を示
す系統図である。

【図９】この発明に係る適応的ノイズリデューサの他の
例を示す系統図である。

【図１０】この発明に係る適応的ノイズリデューサの他
の例を示す系統図である。

【図１１】セグメント同期信号とゲートパルスとの関係
を示す図である。

【図１２】この発明に係る適応的ノイズリデューサの他
の例を示す系統図である。

【図１３】この発明に係る適応的ノイズリデューサの他
の例を示す系統図である。

【図１４】この発明に係る適応的ノイズリデューサの他
の例を示す系統図である。

【図１５】ＨＤＶＴＲ用回転磁気ヘッド装置の図であ
る。

【図１６】回転磁気ヘッド装置を使用したときのトラッ
クパターンの図である。

【図１７】画面とヘッド継ぎ目との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０Ｒ 記録系 １０Ｐ 再生系 ５０，５１ 適応的ノイズリデューサ ５３ 減算器 ５４ メモリ ５６ 差分検出手段（減算器） ５７ 可変リミッタ回路 ６０ ノイズ量検出回路 ６２，７２ 累積器 ６３ エンコーダ ７５ ３ポートメモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/91 - 5/956 H04N 5/14 - 5/217

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隣接して配された２つの磁気ヘッドがほ
   ぼ１８０°の間隔を保持して一対設けられた回転ドラム
   を用いて再生された映像信号が供給される適応的ノイズ
   リデューサであって、 前後する１フィールドの再生映像信号の差分を検出する
   差分検出手段と、 この差分検出出力である再生映像信号が供給される可変
   リミッタ回路と、 そのリミッタ出力を現再生映像信号から減算してノイズ
   軽減を行う減算器と、上記 差分検出出力である再生映像信号の特定区間に含ま
   れるノイズの絶対量を検出してその絶対量に応じた制御
   信号を出力するノイズ量検出回路とを有し、 上記制御信号に基づいて上記可変リミッタ回路のリミッ
   タ特性を選択して、そのリミッタ量を上記ノイズ量に応
   じて適応的に制御することによって上記複数の磁気ヘッ
   ドにおける記録再生特性のバラツキによる画質の劣化を
   改善するようにしたことを特徴とする適応的ノイズリデ
   ューサ。