JP3203863B2

JP3203863B2 - 回転ヘッド型記録再生装置

Info

Publication number: JP3203863B2
Application number: JP05671593A
Authority: JP
Inventors: 裕治畑中; 宏夫岡本; 雅文中村; 清一斉藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JPH06267010A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転ヘッドを用いて信
号を記録再生するディジタル信号記録再生装置に関し、
特に圧縮されたディジタル映像信号を記録再生する装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高精細画面のテレビとして、テレビジョ
ン学会誌４６巻３号（１９９２年）第２７６頁から２８
３頁に記載のように、ディジタル映像信号を圧縮して伝
送するディジタル放送方式が考えられている。

【０００３】図２はディジタル映像信号の圧縮方法を示
したものである。２１及び２２はテレビ画面の１フレー
ムを表している。映像信号の圧縮は、斜線で示すような
例えば９フレームおきのフレームはフレーム内の全画像
情報の圧縮を行い、その他のフレームは前または後のフ
レームのデータよりの予測を用いて差分情報のみの圧縮
を行うことにより、伝送量を低減させている。以下の説
明では、前者をイントラフレーム、後者をインターフレ
ームと呼び、パケットを構成して伝送される。

【０００４】このようなディジタル放送によって送られ
てきた映像信号を記録する場合には、圧縮されているデ
ィジタル映像信号をそのまま記録すれば、記録容量が少
なく、効率の良い記録を行うことができる。

【０００５】圧縮された映像信号の伝送レートは、イン
トラフレームが１７．２８Ｍｂｐｓ，インターフレーム
が４．３２Ｍｂｐｓで、合計２０Ｍｂｐｓ（ｂｉｔ／ｓ
ｅｃ）程度であり、家庭用のＶＴＲ，例えば従来の規格
のＶＴＲを用いて記録することが可能になると考えられ
る。

【０００６】しかし、２０Ｍｂｐｓの伝送レートの映像
信号を記録するためには、２０ＭＨｚ程度の周波数でテ
ープに記録する必要があり、現在７〜８ＭＨｚまでの周
波数で記録を行っている従来のＶＴＲをそのまま用いた
のでは、記録することができない。

【０００７】そこで、映像信号記録用のヘッドを、現行
が２個であるのに対して、４個以上に増加させて、１回
の走査で多数のトラックに同時記録することにより、記
録周波数を低減でき、上記ディジタル映像信号をそのま
ま記録することが可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ヘッドの数を
増加させると、テープの送り速度を増加させるか、トラ
ック幅を狭くする必要が生じる。

【０００９】テープの送り速度を増加させると、記録時
間が短くなり、例えば１本のテープに４時間以上録画す
ることが不可能となる。

【００１０】また、トラック幅を狭くすると、再生時に
良好な再生信号を得るのが困難となり、実用化が不可能
となる。

【００１１】また、従来の規格のＶＴＲを用いる場合、
ディジタル映像信号の伝送レートと、ＶＴＲのフレーム
周波数が非同期であるため、映像信号を過不足無く記録
することが不可能である。

【００１２】本発明の目的は、従来の規格のＶＴＲを用
いて、圧縮されたディジタル映像信号をそのまま記録で
き、かつ１本のテープの記録時間を４時間以上にできる
回転ヘッド形記録再生装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、回転シリン
ダ上の磁気ヘッドを用いて記録媒体にディジタル信号を
記録再生する回転ヘッド型記録再生装置において、前記
記録媒体をＶＨＳ規格に準じた速度である第１の送り速
度で走行させて記録再生する第１のモードと、前記記録
媒体を前記第１の送り速度の２／３倍である第２の送り
速度で走行させて記録再生する第２のモードとを備え、
前記第１及び第２のモードを切り換えるモード切換手段
を設けることにより達成できる。

【００１４】

【００１５】

【作用】テープの送り速度は標準速度にして、３倍モー
ド時の狭トラック幅磁気ヘッドを用いて記録すると、テ
ープへの記録面積は、通常の時の２／３となる。したが
って、テープの送り速度を２／３倍にすることが可能と
なり、記録時間を３／２倍（１．５倍）に延長できる。
これにより１６０分テープを用いると、２４０分つまり
４時間の記録が可能となる。

【００１６】

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１８】図１は、本発明の回転ヘッド形記録再生装
置の構成であり、５が従来の規格のＶＴＲを用いた記録
再生装置の部分である。以下、従来の規格とはＶＨＳ規
格（ＶＨＳは日本ビクターの登録商標）を指すものとす
る。

【００１９】１はアンテナ、４は伝送されたディジタル
映像信号を受信する受信装置であり、６は信号を受信す
る受信回路、７は受信された信号よりディジタル信号を
復調する復調回路、８は伝送時に発生した誤りを訂正す
る誤り訂正回路、９は圧縮されている映像信号を伸張す
る映像処理回路、１０は映像信号と共に伝送されてきた
音声信号を処理する音声処理回路、１１は切換回路、１
２は記録再生装置との信号の入出力を行うインターフェ
ース回路である。５は伝送されたディジタル映像信号を
記録する記録再生装置であり、１３は受信装置との信号
の入出力を行うインターフェース回路、１４は入力され
たディジタル映像信号より記録信号を生成する記録処理
回路、１５は再生信号よりディジタル信号を復調する再
生処理回路、１７は回転シリンダ、１８は磁気テープ、
１９は磁気テープ１８の送り速度等の制御、回転シリン
ダ１７の回転数等の制御を行うサーボ回路である。

【００２０】また、１０１〜１０４は磁気ヘッドであ
り、従来の規格のＶＴＲにおける映像用の磁気ヘッド１
０１、及び１０３に、磁気ヘッド１０２及び１０４を追
加している。ここでは、従来の規格のＶＴＲにおける３
倍モード（以下、ＥＰモードと呼ぶ）のトラック幅であ
る、１９μｍのトラック幅で記録するヘッドを用いる。
なお、音声信号は、インターフェース回路１２からの出
力信号中に含まれているため、映像信号と音声信号を別
々に記録する必要が無いので、磁気ヘッド１０２，１０
４は、従来の従来の規格のＶＴＲにおける音声用の磁気
ヘッドを映像用のヘッドに付替たものでも良い。

【００２１】１０５はサーボ回路１９に与えるリファレ
ンス信号を、再生処理回路１４によるものか、記録処理
回路１５によるものかを選択する選択回路であり、記録
モードか再生モードかによって切り替わる。

【００２２】また、１０６は、記録時にテープの送り速
度のモードを選択する、モード選択入力端子である。

【００２３】受信装置４では、通常の受信時には、切換
回路１１は復調回路７の出力を選択しており、出力端子
２及び３より映像信号及び音声信号が出力され、同時に
インターフェース回路１２を介して記録再生装置５に圧
縮されたままのディジタル映像信号が出力される。記録
した信号を再生する時には、切換回路１１はインターフ
ェース回路１２の出力を選択しており、記録再生装置５
で再生された信号を誤り訂正回路８に入力する。誤り訂
正回路８では、受信されたディジタル映像信号に付加さ
れている誤り訂正符号により誤り訂正を行う。その後に
映像処理回路９及び音声処理回路１０によって伸張等の
処理を行い、出力端子２及び３より出力する。

【００２４】誤り訂正前の信号を記録することにより、
誤り訂正回路８において、伝送時に発生した誤りを訂正
すると同時に、記録再生装置５で発生した訂正不能な誤
りについても誤りの検出及び訂正を行うことができる。
なお、記録再生装置５で発生した訂正不能な誤りについ
ては、再生信号と共に誤りを示すフラグを記録再生装置
５より受け取るようにしてもよい。もちろん、誤り訂正
回路８の出力を記録再生装置５に記録するようにしても
よい。

【００２５】誤り訂正装置５では、記録時には、記録処
理回路１４において受信装置４より入力されたディジタ
ル映像信号に記録用の誤り訂正符号や同期信号等を付加
して記録信号を生成し、回転シリンダ１７により磁気テ
ープ１８に記録する。再生時には、回転シリンダ１７に
よって再生された信号が再生処理回路１５に入力され、
記録再生時に発生した誤りの訂正等を行い、ディジタル
信号の復調を行う。そして、受信回路４に出力する。

【００２６】図３は、インターフェース回路１２より記
録再生装置５に出力する信号の一例を示したものであ
る。インターフェース回路１２では、ディジタル映像信
号を優先度の高いものと低いものに分離して出力する。
データ６２及びデータ６４は、パケット構成となってい
る。パケットは、優先度の高いデータのパケット（Ｈパ
ケット）と優先度の低いパケット（Ｌパケット）より構
成されている。ＨパケットデータとＬパケットデータの
伝送レートは、それぞれ４．３２Ｍｂｐｓ，１７．２８
Ｍｂｐｓであり、データ量の比率は１：４としている。
そして、Ｈパケットデータ、Ｌパケットデータそれぞれ
に対して、Ｈ同期信号６１及びＬ同期信号６３を付加し
ている。

【００２７】Ｈパケットは、例えば、そのフレームのデ
ータのみで伸張を行うことのできるイントラフレームデ
ータや重要度の高い制御信号、Ｌパケットは、例えば、
前または後のフレームのデータも用いて伸張を行うイン
ターフレームデータや音声データにより構成する。

【００２８】なお、優先度の高いものと低いものの分離
は、記録再生装置５で行ってもよい。また、Ｈパケット
とＬパケットは別々に出力してもよい。

【００２９】図４は、パケット６２及び６４の構成であ
り、１４８バイトから成る。６５はヘッダであり、デー
タの種類やフレーム番号、フレーム内の位置情報等によ
り構成される。６６はデータであり、ディジタル映像信
号や伝送時に付加された誤り訂正符号により構成され
る。Ｈパケットの伝送周波数は、３．６５ｋＨｚ（４．
３２ＭＨｚ÷８÷１４８）、Ｌパケットの伝送周波数
は、１４．６０ｋＨｚ（１７．２８ＭＨｚ÷８÷１４
８）である。

【００３０】従来の２個のヘッドのみによる記録装置
で、上記したデータ量を持つＨパケットデータ６２及び
Ｌパケットデータ６４の両方の記録を行うと、２０ＭＨ
ｚ程度の記録周波数が必要となるので、図１に示すよう
に、回転シリンダ１８に２個ずつのヘッドを１８０度対
向で取付け、１回の走査で２トラックに同時記録を行う
ものとする。

【００３１】ヘッドの数を増加させると、テープの送り
速度を増加するか、トラック幅を狭くする必要がある
が、トラック幅を現行より狭くすると、良好な再生特性
が得られなくなるので、現行の従来の規格のＶＴＲにお
けるＥＰモードでのトラック幅である、１９μｍを用い
る必要がある。

【００３２】この場合、ヘッドの数が２倍になったの
で、テープの送り速度も２倍に増加させる必要がある。
そこで、テープの送り速度を従来の規格のＶＴＲにおけ
るＥＰモードの２倍の速度である、２２．２４ｍｍ／秒
とすれば、良好に記録再生することが可能となる。以
下、テープの送り速度２２．２４ｍｍ／秒における記録
再生モードを長時間モードと呼ぶ。

【００３３】図５は、長時間モードにおける磁気テープ
１８上の記録パターンである。

【００３４】５４〜５７はそれぞれ１トラックを示して
おり、例えば、トラック５４は磁気ヘッド１０１、トラ
ック５５は磁気ヘッド１０２により同時に記録され、ト
ラック５６は磁気ヘッド１０３、トラック５７は磁気ヘ
ッド１０４により同時に記録される。長時間モードで
は、同図に示すように、各トラック間にすきま無く記録
されることになる。

【００３５】この長時間モードでは、従来の規格におけ
る標準モードに対して、２／３倍のテープ送り速度なる
ので、１６０分テープを用いた場合、４時間の記録再生
が可能となる。

【００３６】図６は、従来の規格と同一のテープ送り速
度３３．３６ｍｍ／秒の標準速度における磁気テープ１
８上の記録パターンである。この場合、長時間モードと
同一のトラック幅を用い、テープ送り速度が１．５倍速
いので、同図に示すように、トラック間にすきまが生
じ、隣接トラックからのクロストークが減少するため、
記録再生特性が、長時間モードの場合より良好となる。

【００３７】ところで、Ｈパケットデータ６２及びＬパ
ケットデータ６４を全て過不足無く記録するため、一定
の入力Ｈパケットの数により、フィールド周期を構成
し、このフィールド周期と同期した周波数で回転シリン
ダ１７を回転させる必要がある。その場合、従来の規格
におけるテレビフィールド周波数に近い周波数を設定し
た方が制御が容易である。

【００３８】そこで、５０〜７０個のＨパケットに入力
時間を、パケットフィールド周期とし、このパケットフ
ィールド周期の２倍の速度で回転シリンダ１７を回転さ
せる。パケットフィールド周期（Ｈパケットの数＝Ｎ）
と回転シリンダ１７の回転数（Ｗ：分速）との関係
は、Ｗ＝４．３２×１０⁶÷（８×１４８×２×Ｎ）×６０＝０．５４×１０⁶÷１４８÷Ｎ×３０で表わせる。

【００３９】代表的なパケット周期と回転シリンダ１７
の回転数（分速）の関係を表１に示す。

【００４０】なお従来の規格のＶＴＲにおける回転シリ
ンダの回転数は、１７９８．２［ｒｐｍ］である。

【００４１】

【表１】

【００４２】図７に、上記のパケットフィールド周期と
して、６０Ｈパケットとしたときの記録タイミングを示
す。７１は、磁気ヘッド１０１及び１０３の切換タイミ
ングを示す信号であり、例えば、Ｈの時磁気ヘッド１０
１が、Ｌの時磁気ヘッド１０３が記録状態にあることを
示し、回転シリンダ１７と同期している。７２は、回転
シリンダ１８等の回転を制御するサーボ回路１９に与え
るリファレンスであり、６０個のＨパケットの入力ごと
に反転する信号で、記録処理回路１５により生成され
る。サーボ回路１９により、リファレンス信号７３に、
回転シリンダ１７の回転を同期させる。

【００４３】なお、入力Ｈパケットデータ７４と入力Ｌ
パケットデータ７５の伝送レートの比率は、１：４であ
るので、１パケットフィールド周期は、２４０Ｌパケッ
ト周期となる。そこで、１パケットフィールド周期の基
準として、上記のようにＨパケットデータではなく、Ｌ
パケットデータを用いても良い。

【００４４】７６は、磁気ヘッド１０１及び１０３（同
図中Ａヘッドと表わす）による磁気テープ１８上への記
録タイミング、７７は磁気ヘッド１０２及び１０４（同
図中Ｂヘッドと表わす）による磁気テープ１８上への記
録タイミングを、それぞれ示す。ここでは、Ｂヘッド１
０２及び１０４がＡヘッド１０１及び１０３に対して、
６０°ずれた位置に取り付けられているものとしてい
る。磁気テープ１８へは、後述するブロックを単位とし
て、６０ブロック×３個の記録エリアに分割して記録す
る。

【００４５】図７に示すように、各トラックとも最初の
２個の領域には、Ｌパケットデータを記録し、Ａヘッド
１０１及び１０３により３個目の領域にＨパケットデー
タを記録する。同図中、網がけの部分７８は、回転シリ
ンダ１７の回転ジッタを吸収するためのマージン用アン
ブル部である。また、Ｂヘッド１０２及び１０４におけ
る３個目の領域７９は、未使用としているが、ここにＨ
パケットデータを多重記録しても良い。

【００４６】なお、再生時は、再生処理回路１４で生成
したサーボリファレンス信号７３により、回転シリンダ
１７の回転を制御する。

【００４７】図８は、図７の各領域を構成するブロック
の構成図である。８１は１ワードからなる同期信号、８
２はブロックの位置を示すブロック番号等からなる３ワ
ードのＩＤ信号、８３は１４８ワードからなるパケット
データ。８４はパケットデータ８３の誤り検出訂正を行
うための４ワードからなるパリティである。各ブロック
は１５６ワードで構成される。なお、記録時の変調方式
として８ー１０変調を用いると、１ワードは１０ビット
から構成される。

【００４８】図９は、図７に示す６０ブロックから成る
各領域における、入力パケットデータと記録データとの
インタリーブの関係を示したものである。同図中各行
は、それぞれ図８におけるパケットデータ８３を示して
おり、１つ１つのますが１ワードを表わしている。

【００４９】横線で示す８５が、１個の入力パケットの
各データを示し、図９に示すように、１個のパケットの
各データを６０ブロックの全てに分散させて記録する。
こうすることにより、再生時に、テープ上のドロップア
ウト等でバーストエラーが発生しても、そのエラーを多
数のパケットに分散でき、受信装置４の誤り訂正回路８
で訂正することが可能となる。この次のパケットの各デ
ータは斜線８６で示している。

【００５０】図１０は、記録処理回路１４の構成であ
る。１２３，１２９は記憶回路、１２２，１２８はパケ
ット検出回路、１２４，１３０はパリティ生成回路、１
２５，１３１は記録信号生成回路である。インターフェ
ース回路１３より出力されたＨパケットデータは、入力
端子１２１よりＨパケット検出回路１２２に、Ｌパケッ
トデータは、入力端子１２７よりＬパケット検出回路１
２８に入力される。パケット検出回路１２２，１２８で
は、Ｈ同期信号６１及びＬ同期信号６３よりパケットの
先頭を検出し、それぞれの記憶回路１２３，１２９に記
憶する。パリティ生成回路１２４，１３０では、記憶回
路１２３，１２９に記憶されているパケットデータより
Ｃ１パリティ８４を生成する。記録信号生成回路７６で
は、パケットデータ及びＣ１パリティに同期信号３１及
びＩＤ信号３２を付加して、図８のブロック形式にし、
変調を施して出力端子１２６より磁気ヘッド１０１及び
１０３に、出力端子１３２より磁気ヘッド１０２及び１
０４にそれぞれ出力する。

【００５１】Ｈパケット検出回路１２２とＬパケット検
出回路１２８を、それぞれ独立に動作させる場合、図７
に示したＨパケットデータ７４とＬパケットデータ７５
のパケットフィールドの位相を制御することができなく
なる。そこで、モード入力端子１３３よりモード信号を
入力し、例えば再生時には、Ｈパケット検出回路１２２
とＬパケット検出回路１２８をリセット状態とし、再生
から記録に変化する時点から動作を開始させることによ
り、Ｈパケットデータ７４とＬパケットデータ７５のフ
ィールドの位相を同期化することができる。

【００５２】図１１は、再生処理回路１５の構成であ
る。１４３，１４９は記憶回路、１４２，１４８はブロ
ック再生回路、１４４，１５０は誤り訂正回路、１４
５，１５１はパケット出力回路である。磁気ヘッド１０
１及び１０３によって再生された再生信号は、入力端子
１４１よりＡブロック再生回路１４２に入力され、磁気
ヘッド１０２及び１０４によって再生された再生信号
は、入力端子１４７よりＢブロック再生回路１４８に入
力される。ブロック再生回路１４２及び１４８では、同
期信号８１及びＩＤ信号８２の検出を行い、記憶回路１
４３及び１４９上の所定の位置に記憶する。誤り訂正回
路１４４，１４９では、記憶回路１４３及び１４９に記
憶されているＣ１パリティ８４を用いてパケットデータ
中の誤りを訂正する。同時に、誤りの状態を示すポイン
タを生成し、記憶回路１４４及び１４９に記憶させてお
く。パケット出力回路１４５及び１５１では、記憶回路
１４３及び１４９よりパケットデータを読出し、出力端
子１４６及び１５２より出力する。

【００５３】なお、ブロック再生回路１４２及び１４８
の出力データを、直接誤り訂正回路１４４，１４９で誤
り訂正を行ってから、記憶回路１４３及び１４９に記憶
しても良い。

【００５４】Ｈパケットデータが多重記録されている場
合は、まずＨパケットデータについてのポインタを読出
し、訂正不能な誤りがあるかどうかを確認する。訂正不
能な誤りがある場合には、多重記録されている他の領域
のＨパケットデータを読出して出力する。また、パケッ
トデータの出力時に、ポインタを付加して出力し、受信
装置４で記録再生時の誤りの有無を確認できるようにし
てもよい。

【００５５】なお、以上の説明では、誤り訂正符号とし
て、Ｃ１パリティ８４のみを付加していたが、この他に
Ｃ２パリティを付加して、２重符号としても良い。図１
２は、Ｃ２パリティを付加したときの、各トラックの構
成を示したものである。同図では、Ｃ２パリティ１４１
をトラックの両側に配置しているが、最初または最後に
まとめて配置しても良い。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、従来の規格のＶＴＲを
用いて、磁気ヘッドの交換と、回転シリンダの回転数の
変更を行うことにより、圧縮されたディジタル映像信号
をそのまま記録することができる。また、１６０分の磁
気テープを用いて、４時間記録することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のディジタル信号記録再生装置
の構成である。

【図２】ディジタル映像信号の圧縮方法の説明図であ
る。

【図３】インターフェース回路１２より記録再生装置５
に出力する信号のタイミング図である。

【図４】パケット６２及び６４の構成図である。

【図５】長時間モードにおける磁気テープ１８上の記録
パターン図である。

【図６】標準速度モードにおける磁気テープ１８上の記
録パターン図である。

【図７】パケットデータの入力タイミング及び記録タイ
ミングを示すタイミング図である。

【図８】記録データのブロックの構成図である。

【図９】入力パケットデータ記録データとのインターリ
ーブを示す図である。

【図１０】記録処理回路１４の構成図である。

【図１１】再生処理回路１５の構成図である。

【図１２】Ｃ２パリティを付加する場合の各トラックの
構成図である。

【符号の説明】

４…受信装置、５…記録再生装置、１２…インターフェース回路、１３…インターフェース回路、１４…記録処理回路、１５…再生処理回路、１９…サーボ回路、１０５…選択回路、１０１…磁気ヘッド、１０２…磁気ヘッド、１０３…磁気ヘッド、１０４…磁気ヘッド、１０６…モード選択入力端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤清一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映像メディア研究所内 (56)参考文献特開平６−150212（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/09

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転シリンダ上の磁気ヘッドを用いて記録
媒体にディジタル信号を記録再生する回転ヘッド型記録
再生装置において、前記記録媒体をＶＨＳ規格に準じた速度である第１の送
り速度で走行させて記録再生する第１のモードと、前記記録媒体を前記第１の送り速度の２／３倍である第
２の送り速度で走行させて記録再生する第２のモードと
を備え、前記第１及び第２のモードを切り換えるモード切換手段
を設けたことを特徴とする回転ヘッド型記録再生装置。
【請求項２】前記第１の送り速度がほぼ３３．４ｍｍ／
秒、前記第２の送り速度がほぼ２２．２ｍｍ／秒である
ことを特徴とする請求項１記載の回転ヘッド型記録再生
装置。
【請求項３】前記磁気ヘッドとして、前記回転シリンダ
上に少なくとも４個の記録再生用磁気ヘッドを搭載した
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転ヘ
ッド型記録再生装置。
【請求項４】前記記録媒体上の記録トラック幅が、前記
第２のモードにおいてほぼ１９μｍであることを特徴と
する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の回転ヘ
ッド型記録再生装置。