JPH01286687A - 映像信号の記録再生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、映像信号の記録再生回路に関し、特に、記録
・再生時に映像信号に重畳されるノイズ成分を低減する
ような映像信号の記録再生回路に関する。

一般に、ビデオテープレコーダやビデオシートレコーダ
等を用いて映像信号を記録・再生する場合に、記録アン
プや再生アンプにより生ずるランダムノイズ、およびテ
ープ等の記録媒体における変調ノイズ等が映像信号に混
入し、再生画像劣化の原因となる。特に、ビデオ機器の
小型化に伴い、狭トラツク化等の高密度記録が必要とさ
れる場合には、上記ＳＮ比の劣化が大きな問題となり、
何らかのノイズ低減対策が必要不可欠なもの七なってく
る。

ところで従来においては、ＳＮ比向上の一般的な方法と
して、プリエンファシスとデイエンファシス（非線型の
ものを含む）による方法が知られている。この場合、エ
ンファシスの量を増大することによりＳＮ比改善量を増
大することができるが、電磁変換系の伝送帯域や記録媒
体のダイナミックレンジ等の上限のため、エンファシス
量をあまり多くとるとオーバーモジュレーシッン等の悪
影響が生じ、したがって、エンファシス量およびＳＮ比
改善度もこれに応じて制限を受けることになる。

また、従来のノイズ低減対策として、たとえば第１図に
示すような回路を再生側に配設することが従業されてい
る。この第１図の回路において、ビデオヘッド等で再生
された映像信号を、入力端子ｌを介して、バイパスフィ
ルタ２、リミッタ回路３、およびローパスフィルタ４の
直列回路に供給し、このローパスフィルタ４からの出力
を加算器（動作としては減算器）５に送って、元の入力
端子ｌからの再生映像信号より減算し、出力端子６に送
っている。これは、一般にノイズ成分が高域低レベルで
あることから、バイパスフィルタ２で高域成分を取出し
、リミッタ回路３で有効信号成分を抑えたものを元の再
生映像信号より減算することによって、結果的にはリミ
ッタにかからない高域微小信号成分のゲインを小さくし
、ノイズ低減を図るものである。しかしながら、本来の
映像信号に含まれる高域微小信号成分も低減されてしま
うことから、画像の微細部分が完全に再生できず、ｌｉ
ｔが劣化する。このため、記録側に上記第１図の回路の
逆回路（逆の伝達関数を有する回路）を配設して、本来
の映像信号そのものの特性が変化を受けないようにして
いるが、現在のところ完全ではなく、映像信号そのもの
のデイティルが失われてしまう、ここで、上記記録側で
の補正が完全に行われて、映像信号は全く変化を受けな
いようにすることが可能となった場合でも、ＳＮ比をさ
らに改善するためにリミッタの範囲を広く（上限レベル
を高く）とると記録信号の高域成分が大幅に増大し、オ
ーバーモジュレーションの問題が生じてくる。

本発明は、このような従来の欠点を除去し、上記オーバ
ーモジュレーションや画質劣化（デイティルがあいまい
となる）等の悪影響を防止しながら大幅なノイズ低減効
果を得ることができ、ＳＮ比が大幅に改善された高画質
の画像を再生可能な映像信号の記録再生回路の提供を目
的とする。

すなわち、本発明に係る映像信号の記録再生回路の特徴
は、入力映像信号の高域成分を取出して垂直相関性を検
出し、この検出出力をリミッタ回路を介して上記入力映
像信号と減算して記録するようになし、再生映像信号の
高域成分を取出して垂直相関性を検出し、この検出出力
をリミッタ回路を介して上記再生映像信号と加算するこ
とにより、記録・再生時に混入するノイズを低減するよ
うにしたことである。

以下、本発明の好ましい実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

第２図および第３図は、本発明の一実施例としての映像
信号の記録再生回路の全体を概略的に示すブロック回路
図であり、第２図は映像信号記録系を、第３図は同再生
系をそれぞれ示している。

これらの第２図および第３図において、本発明の要部と
なる回路部１０．２０は、前述した記録再生動作に伴な
って重畳されるノイズ成分を低減するためのものであり
、互いに相補的な、あるいは一方が他方の逆の伝達特性
を示すような回路構成となっている。すなわち、これら
のノイズ低減回路部１Ｏ１２０は、通常のノイズリダク
シッンシステムにおけるエンコーダ、デコーダのような
関係を有している。他の回路部は従来と同様に構成すれ
ばよ（、記録系においては、ノイズ低減回路部１０から
の出力が、たとえばプリエンファシス回路３１、変調回
路３２、および記録アンプ３３を介して記録へラド３４
に送られており、再生系においては、再生ヘッド３６か
らの再生信号が、再生アンプ３７、復調回路３８、およ
びデイエンファシス回路３９を介してノイズ低減回路部
２０に送られている。ここで、プリエンファシス回路３
１およびデイエンファシス回路３９は、必要に応じて設
ければよく、また、回路部１０．２０内にそれぞれ設置
してもよい、変調回路３２および復調回路３日は、たと
えばＦＭ変調、復調を行なう、記録ヘッド３４はたとえ
ば磁気テープや磁気シート等の磁気記録媒体に電気信号
を磁気記録し、再生ヘッド３６はこの磁気記録された情
報を電気信号に変換して取出す。

第２図の記録系において、ノイズ低減回路部１０の入力
端子１１には、たとえばビデオカメラやテレビジョンチ
ェーナ等からの映像信号が供給されている。この映像信
号は、モノクローム画像の映像信号であり、カラー映像
信号の場合には輝度信号（いわゆるＹ信号）のみが供給
される。記録側ノイズ低減回路部１０の入力端子１１に
供給された入力映像信号は、バイパスフィルタ１４によ
り高域成分が取出され、垂直相関検出回路部１５に送ら
れる。この検出回路部１５においては、この映像信号の
高域成分をＩＨ（１水平期間）遅延素子１６によりＩＨ
だけ遅延させて加算器１７に送り、バイパスフィルタ１
８からの上記入力映像信号の高域成分を上記ＩＨ遅延出
力から減算することによって、画像上の垂直方向相関性
を検出している。この垂直相関検出出力は、リミッタ回
路１９を介して加算器１３に減算信号として送られ、上
記入力映像信号に対して減算される。この加算器１３か
らの減算出力は、記録側ノイズ低減回路部１０の出力端
子１２を介して、たとえばプリエンファシス回路３１に
送られる。

次に、第３図の再生系において、再生側ノイズ低減回路
部２０の入力端子２１には、たとえば前述したデイエン
ファシス回路３９からの再生映像信号が供給されている
。この再生映像信号は、加算器２３を介して再生出力端
子２２に送られるが、この加算器２３からの再生出力映
像信号の一部は、バイパスフィルタ２４により高域成分
が取出されて垂直相関検出回路部２５に送られている。

この検出回路部２５は、上記高域成分をＩＨ遅延素子２
６によりＩＨだけ遅延して、加算器２７によりバイパス
フィルタ２８からの上記再生出力映像信号の高域成分か
ら上記ＩＨ遅延出力を減算することによって、画像上の
垂直方向の相関性を検出している。この垂直相関検出出
力は、リミッタ回路２９を介して加算器２３に送られ、
上記入力端子２１からの再生映像信号と加算されて再生
出力映像信号となる。

ここで、各バイパスフィルタ１４．１８．２４．２８は
、記録・再生時に混入するノイズの低周波数成分のパワ
ーが小さいことから、この低域側でのノイズ低減処理が
不要であることを考慮したものであり、たとえば数百ｋ
Ｈｚに遮断周波数（カットオフ周波数）を有している。

ＩＨ遅延素子１６．２６は、いわゆるガラス遅延線（デ
イレイライン）や、ＣＣＤ　（チャージ・カップルド・
デバイス）を用いればよい、リミッタ回路１９．２９は
、リミッティングのかからない（リミッタレベルより低
いレベルの）範囲内で一定の利得（ゲイン）αを持つ。

このような回路構成において、先ず、第２図の記録側ノ
イズ低減回路部ｌＯの動作特性について第４図を参照し
ながら説明する。

この第４図のＡは、回路部１０のバイパスフィルタ１４
．１８の通過域における周波数特性を示し、いわゆるく
し形フィルタ特性を示している。

この特性は、画像の垂直方向の非相関の部分についての
ゲインを上げるものであり、２次元の空間周波数特性の
観点からは、画像の垂直方向のバイパスフィルタ特性と
なっている。ここで、第４図のＢは、一般的な映像信号
（カラー映像信号の場合には輝度信号）のパワースペク
トラムを示しており、統計的あるいは確率的に一般画像
の垂直相関性が高いことから、水平走査周波数ｆ、の倍
数ｎｔ、（ｎは整数）の周波数近傍のパワーが大きく、
これらの周波数の間（たとえばｎｆ、と（Ｏｆ）　ｒイ
との間）のパワーが小さくなっている。そして、記録側
ノイズ低減回路部１０は、映像信号の上記パワーの小さ
い部分を１＋２αだけ増強しており、広義のプリエンフ
ァシスの一種とも考えられる。

ただし、通常の（狭義の）プリエンファシスは高域増強
を行なうことから、前述したようなオーバーモジュレー
ション等の問題が回避できないのに対し、本発明の回路
部１０は、映像信号のパワーの小さな周波数部分を増強
するものであるから、上記オーバーモジュレーション等
を防止できる。

次に、第３図の再生側ノイズ低減回路部２０の動作につ
いて説明する。

この回路部２０は、ＩＨ遅延素子２６を帰還ループに持
ついわゆるくし形フィルタであり、バイパスフィルタ２
４．２８の通過域におけるリミッタにかからない部分（
リミッタレベル以下の部分）での周波数特性は第５図の
ように表われる。

この特性と画像との関連については、垂直相関の強い部
分（周波数成分）を通過させ、非相関の部分を１／（１
＋２α）に減衰する。記録・再生時に映像信号に重畳さ
れるノイズのパワースペクトラムはほぼフラットと考え
られるから、上記再生出力映像信号中のノイズ成分のパ
ワースペクトラムは第５図と同じパターンに表われる。

ノイズ成分のパワーは、パワースペクトラムを積分した
もの（面積）であるから、第５図の斜線部分だけのノイ
ズパワーが減衰されることになる。たとえば、リミッタ
回路２９のリミッティングのかからない範囲のゲインα
が２の場合に、ノイズパワーは約７ｄＢだけ減衰され、
ＳＮ比は約７ｄＢだけ改善されることになる。

このくし形フィルタ特性は、２次元画面上の空間周波数
の観点からみれば、画像の垂直方向のローパスフィルタ
特性になり、この再生側ノイズ低減回路部２０のみでは
、再生画像は垂直方向にぼけたものとなってしまうこと
から、記録系に第２図のような記録側ノイズ低減回路部
１０を配設している。すなわち、第４図Ａの斜線部に示
す増強骨が、第５図の斜線部の減衰骨と対応し、本来の
映像信号に対しての影響を防止している。

このような互いに相補的な（互いに逆回路を構成する）
記録側、再生側のノイズ低減回路部１０．２０により、
入力端子１１の入力映像信号を、はぼ忠実に出力端子２
２から取出すことができる。

ところで、画像の水平方向に描かれた端縁等の様な垂直
方向に非相関の部分では、第４図Ｂの映像信号スペクト
ラムの谷部骨（ｎｆ、と（ｎ＋１）ｆｎとの中間）のパ
ワーが増大し、第４図Ａの特性のままではオーバーモジ
ュレーションの問題が生じてくる。そこで、これを防ぐ
ためにリミッタ回路１９を設けている。ただし、前述し
たように、統計的あるいは確率的には、映像信号のスペ
クトラムは第４図Ｂのようになるから、リミッタ回路１
９により制限される部分は相対的に少ない。これは、一
般ビデオテープレコーダのノイズキャンセラー等と比較
した場合でも明らかに有利である。

以上の説明からも明らかなように、本発明の映像信号の
記録再生回路は、記録側に２次元画像の垂直方向の空間
バイパスフィルタを設け、再生側に同垂直方向の空間ロ
ーパスフィルタを設けているため、本来の映像信号に対
して何ら悪影響を与えることなく、従来における再生画
像のデイティルのぼけ等を生じさせることなく、高品質
で高度の忠実性を持った再生画像を得ることができる。

また、リミッタ回路を設けていることから、オーバーモ
ジュレーション防止が有効に行なえるのみならず、従来
の一般のノイズキャンセラーにおけるエンファシス動作
とは異なって、映像信号スペクトラム上での信号エネル
ギが統計的、確率的に小さい周波数帯域、すなわちｎｆ
、ｌと（ｎｆ、１）ｆｘとの中間部分のゲインを（記録
側で）高くしているため、上記リミッタ回路により制限
される信号成分は確率的に極めて少なくなり、ＳＮ比改
善率が大幅に向上する。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば記録側の回路部１０がフィードフォワード
、再生側の回路部２０がフィードバックの形態となって
いるが、必ずしもこのような構成とする必要はなく、記
録側が画像垂直方向の空間的バイパスフィルタ特性を、
再生側が画像垂直方向の空間的ローパスフィルタ特性を
持ち、これらが互いに逆フィルタの関係を有しておれば
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のノイズ低減対策を説明するためのブロッ
ク回路図、第２図および第３図は本発明の一実施例とし
ての映像信号の記録再生回路を示し、第２図は記録系の
概略的なブロック回路図、第３図は再生系の概略的なブ
ロック回路図、第４図は第２図の回路の動作を説明する
ための周波数特性図、第５図は第３図の回路の動作を説
明するための周波数特性図である。 １０・・・・・・記録側ノイズ低減回路部２０・・・・
・・再生側ノイズ低減回路部１１．２１・・・・・・入
力端子 １２．２２・・・・・・出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力映像信号の高域成分を取出して垂直相関性を検出し
   、この検出出力をリミッタ回路を介して上記入力映像信
   号と減算して記録するようになし、再生映像信号の高域
   成分を取出して垂直相関性を検出し、この検出出力をリ
   ミッタ回路を介して上記再生映像信号と加算することに
   より、記録・再生時に混入するノイズを低減するように
   した映像信号の記録再生回路。