JPH0261193B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は映像信号記録再生装置における信号処
理回路に係り、特に輝度信号等の映像信号を、１
フイールド毎に180゜ずつずらしたサンプリングパ
ルスで標本化を行なつてから記録媒体に記録し、
再生時にフイールド相関を利用した再標本化によ
り広帯域の再生映像信号を得るに際し、再生信号
中の高域周波数成分のみ上記標本化を行なう信号
処理回路に関する。

従来の技術 一般にヘリカルスキヤンニング方式VTRでは、
走行する磁気テープ上に映像信号を回転ヘツドに
より記録し、回転ヘツドにより既記録映像信号を
再生する。上記の映像信号はその上限周波数が例
えば4.2MHz程度で、広帯域であり、この広帯域
の映像信号を例えば周波数変調して磁気テープに
記録し、再生するには、ヘツド・テープ間の相対
速度を所定値以上の高速度にすると共に、高周波
数領域で高感度な高性能ヘツドを使用する必要が
あることは周知の通りである。

しかるに、家庭用VTRの場合は、特に低価格
化、装置の小型化、軽量化等の要請から、テー
プ・ヘツド間の相対速度は上記所定値よりもかな
り低い速度にせざるを得ず、このため記録再生帯
域が上記の映像信号の本来の帯域よりも狭帯域と
なり、より高画質の映像信号の再生に支障をもた
らしていた。

そこで、本出願人は先に特願昭58−107379号に
て入力映像信号の必要周波数帯域の上限周波数よ
りも若干高い周波数で入力映像信号を標本化して
記録し、再生時は上記標本化周波数と略等しく、
かつ、互いに180゜位相の異なる信号で標本化を交
互に行なう映像信号記録再生装置を提案した。こ
の提案になる装置によれば、記録再生機の記録再
生帯域が狭帯域であつても、それよりも広帯域の
再生映像信号を得ることができる。

発明が解決しようとする問題点 しかるに、上記の本出願人の提案になる映像信
号記録再生装置によれば、再生系において互いに
１フイールドの時間差を有する２種の再生標本化
信号を得るためにフイールドメモリ回路が必要と
なり、このフイールドメモリ回路として、ランダ
ム・アクセス・メモリ（RAM）を使用する場合
は、その入力段にAD変換器が、またその出力段
にDA変換器が必要となる。ここで、一般に入力
映像信号として広帯域の輝度信号をAD変換器及
びDA変換器を夫々用いて信号処理する場合、７
ビツド〜８ビツトのものが必要で、たクロツクパ
ルスは5MHz程度と高くして、AD変換器には並
列比較型の方式のものが使用される。この並列比
較型のAD変換器は、AD変換速度が極めて速く、
またサンプルホールド回路が不要などの利点があ
る反面、分解能の増加に対して比較器等の部品が
指数関数的に増加し、コストもそれに伴つて指数
関数的に増加するという問題点があつた。

そこで、本発明はAD変換器の入力側に高域フ
イルタを設けることにより、上記の問題点を解決
した映像信号記録再生装置における信号処理回路
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明になる映像信号記録再生装置における信
号処理回路は、記録媒体から再生した再生標本化
信号の周波数帯域を第１及び第２のフイルタ回路
により２分割すると共に、再生標本化信号の高域
周波数成分を波する第１のフイルタ回路をAD
変換器の入力側に設ける。上記標本化信号は輝度
信号等の入力複合映像信号を、１フイールド毎に
180゜位相をずらしたサンプリングパルスにより標
本化を行なつて得た信号である。記録媒体から再
生されたこの標本化信号は、上記のAD変換器、
フイールドメモリ及びDA変換器を用いて互いに
１フイールドの時間差を有する２種の再生標本化
信号を得ると共に、これら２種の再生標本化信号
を上記サンプリングパルスの周期の１／２倍の周
期で交互に選択出力する再標本化を行なわれる。

これにより、本発明回路は再標本化して得られ
た上記高域周波数成分に、上記第２のフイルタ回
路により波された再生標本化信号の低域周波数
成分を上記再標本化を行なうことなく混合し、こ
の混合信号を再生複合映像信号として出力する。

作 用 上記のAD変換器及びDA変換器に供給される
信号は、上記第１のフイルタ回路により波され
た、再生標本化信号の高域周波数成分のみであ
り、再生標本化信号の全帯域を供給される場合に
比し、入力信号の帯域が狭い。また、AD変換器
に供給される高域周波数成分は例えば輝度信号の
高域周波数成分であるが、これはもともとテレビ
放送局から送信されてくる輝度信号が第４図に示
す周波数特性の２乗正弦波フイルタ回路を通され
ており、同図に示す如く、1.5MHzで−2.5dB、
2.5MHzで−8dB減衰している。また、上記の高
域周波数成分はVTRの記録再生特性自体によつ
ても減衰し、更に家庭用VTRの輝度信号記録系
に設けられれたホワイト・ダーククリツプ回路に
よつても減衰する。このホワイト・ダーククリツ
プ回路により、プリエンフアシスされた輝度信号
をそのまま周波数変調すると過変調となるよう
な、大振幅の高域周波数成分（エツジ部）のオー
バーシユート部分やアンダーシユート部分がクリ
ツプされる。

すなわち、AD変換器に供給される再生標本化
信号の高域周波数成分は、全帯域の再生標本化信
号が入力される従来に比し、帯域が狭く、かつ、
レベルも低いので、その分だけビツト精度を上げ
ることができ、よつて一般にAD変換器、DA変
換器を利用して輝度信号全体を処理する場合に必
要なビツト数７ビツト〜８ビツトよりも少ないビ
ツト数により、従来と同等の画質を得ることがで
きる。本発明者の実験結果によれば、検知限６ビ
ツト、許容限５ビツトである。

従つて、AD変換器、DA変換器として従来よ
りビツト数の少ない例えば５ビツトのものを使用
することができる。しかし、この場合、比較的周
波数の低い大面積部分では、許容限のビツト数で
もビツト境界部分でノイズの影響等によりＣ／Ｎ
が低下する。すなわち、再生標本化信号の高域周
波数成分のセンターレベル付近に重畳しているノ
イズによる量子化誤差が、上記の大面積部分では
長期に亘つて生ずるので目につき易い。そこで、
AD変換器及びDA変換器は重み付けを行なうよ
う構成され、センターレベル近傍のみ６ビツト程
度の高分解能とされ、他のレベルについては５ビ
ツト程度の分解能が得られるように設定される。
以下、本発明の実施例について第１図乃至第３図
と共に説明する。

実施例 第１図は本発明回路の一実施例を有する映像信
号記録再生装置の回路系統図を示す。まず、記録
時の動作につき説明するに、入力端子１に入来し
た複合映像信号、例えば輝度信号は、端子Ｒに接
続されているスイツチ回路２を通して同期信号分
離回路３に供給され、ここで水平同期信号及び垂
直同期信号を分離された後水平同期信号はフエー
ズ・ロツクト・ループ（PLL）４及びタイミン
グジエネレータ５に夫々供給され、垂直同期信号
はタイミングジエネレータ５に供給される。
PLL４は水平同期信号に位相同期しており、水
平走査周波数_Hの自然数倍で、かつ、次式を満た
す標本化周波数_Sのサンプリングパルスを発生出
力する。

_S≒_L＋_U ……(1) （ただし、(1)式中、_Lは0.5MHz〜1MHz程度の
一定周波数、_Uは再生輝度信号の必要周波数帯域
の上限周波数） このサンプリングパルスはタイミングジエネレ
ータ５に供給される一方、スイツチ回路６の端子
６ａに供給され、またインバータ７により位相反
転されて（180゜位相を異ならしめられて）スイツ
チ回路６の端子６ｂに供給される。スイツチ回路
６は後述する記録再生装置１１により生成され
た、２フイールド周期の対称方形波である周知の
ヘツドスイツチングパルスが分岐されて出力端子
１３よりスイツチングパルスとして印加され、１
フイールド毎に切換接続される。

これにより、スイツチ回路６は１フイールド毎
に180゜ずつ位相を異ならしめられた、周波数_Sの
２種のサンプリングパルスを交互に選択出力して
スイツチ回路８の端子８ａに供給する。スイツチ
回路８の端子８ｂには直流電圧＋Vcが印加され
ている。一方、タイミングジエネレータ５は記録
時は入力複合映像信号の水平帰線消去期間及び垂
直帰線消去期間に位相同期して第１の論理値とな
り、それ以外の期間で第２の論理値となるパルス
を発生し、これをスイツチ回路８にスイツチング
パルスとして出力する。これにより、スイツチ回
路８は上記水平、垂直の両帰線消去期間中は端子
８ｂの入力直流電圧Vccをスイツチ回路９に選択
出力してこれを継続してオンとし、他方、帰線消
去期間以外の期間（映像期間）は端子８ａの入力
サンプリングパルスをスイツチ回路９へ選択出力
する。

これにより、スイツチ回路９は入力複合映像信
号の映像期間、サンプリングパルスの半周期１／
2_S毎にオン，オフを交互に繰り返し、オン期間
中の入力複合映像信号をホールドコンデンサ１０
に印加する。従つて、ホールドコンデンサ１０か
らは、標本化周波数_Sで映像期間の信号を標本化
して得た標本化信号が取り出されて記録再生装置
１１の記録映像信号入力端子（既存のVTRの輝
度信号記録系の入力端子）１２に供給される。ま
た、帰線消去期間中はスイツチ回路９が継続して
オンであるため、入力複合映像信号の少なくとも
同期信号は標本化されることなく、記録映像信号
入力端子１２に供給される。

ここで、前記(1)式より明らかなように、標本化
周波数_Sは再生複合映像信号の必要周波数帯域の
上限周波数_Uよりも周波数_Lだけ高い周波数であ
るが、この周波数_Lは上限周波数_Uよりも低い
0.5MHz〜1MHz程度の周波数である。従つて、上
記の標本化によつて折り返し周波数スペクトラム
が上限周波数_Uから周波数_Lまでの周波数領域に
混入するが、Ｏ〜_Lまでの周波数領域には折り返
し周波数スペクトラムは全く存在せず、他の信号
による妨害を受けることなくそのまま伝送され
る。上記の周波数_Lは必要最低限の垂直解像度を
確保できる周波数である0.5MHz〜1MHz程度に選
定されている。

記録再生装置２３は、水平解像度が例えば240
本程度の既存の狭帯域VTRであり、上記の標本
化信号は周知の記録系を経て磁気テープに記録さ
れ、更にこれより再生される。

なお、記録再生装置は周知の構成であり、また
本発明の要旨とは直接の関係はないのでその詳細
な図示は省略する（その詳細な構成は必要とあら
ば特願昭59−147286号を参照されたい。） 次に再生時の動作について説明する。再生され
た標本化信号は再生映像信号出力端子１４から取
り出されて端子Ｐ側に切換接続されているスイツ
チ回路２を通して同期信号分離回路３に供給され
る。再生標本化信号中の水平同期信号はPLL４、
タイミングジエネレータ５に夫々供給され、記録
時と同様にして水平走査周波数_Hの自然数倍の周
波数で前記(1)式を満足する周波数_Sのサンプリン
グパルスを発生する。また水平、垂直の両同期信
号が供給されるタイミングジエネレータ５は再生
標本化信号の帰線消去期間と映像期間とで異なる
論理値のパルスを発生する。更に、タイミングジ
エネレータ５は上記周波数_Sの２倍の周波数のパ
ルスと、垂直走査周期のパルスとを夫々発生し
て、後述するフイールドメモリ回路１９へ書き込
み／読み出し制御パルス、ロードパルスとして
夫々供給する。

また、記録再生装置１１の再生映像信号出力端
子１４より取り出された再生標本化信号は、高域
フイルタ１５及び低域フイルタ１６に夫々供給さ
れて、その周波数帯域を２分割される。高域フイ
ルタ１５により再生標本化信号より分離波され
た、前記周波数_L以上の高域周波数成分はAD変
換器１７に供給され、ここぇアナログ−デイジタ
ル変換される。また、これと同時に低域フイルタ
１６により再生標本化信号より分離波された、
前記周波数_L以下の低域周波数成分はスイツチ回
路１８の端子１８ｂに供給される。

高域フイルタ１５及びAD変換器１７は本発明
回路の一実施例の要部を構成しており、またAD
変換器１７は例えば第２図に示す如き構成とされ
ている。第２図において、入力端子３０に入来し
たアナログ信号（すなわち、高域フイルタ１５よ
り取り出された再生標本化信号の高域周波数成
分）は2m−１個（ただし、ｍはAD変換器１７の
分解能をｎビツトとしたとき、2m＝2ⁿなる式を
満足する整数）の比較器３１₁〜３１_2n-1の各一
方の入力端子に供給される。一方、入力端子３２
より接地端子には2m個の抵抗R₁〜R₂mが直列接
続されており、この直列回路には基準電圧V_REFが
印加されている。これにより、比較器３１₁〜３
１_2n-1の各他方の入力端子には、抵抗R₁〜R₂mに
より基準電圧V_REFを抵抗分圧して得た互いに異な
る値の2ⁿ個の基準レベルが夫々供給される。

比較器３１₁〜３１_2n-1により夫々入力アナロ
グ信号と基準レベルとを夫々レベル比較して得ら
れたハイレベル又はローレベルの信号はデコード
回路３３に供給され、ここでｎビツトのデイジタ
ル信号に変換された後出力される。

ここで、抵抗R₁〜R₂mにより基準電圧V_REFを2ⁿ
等分した場合は、第２図に示す回路は従来より周
知の分解能ｎビツトの並列比較型のAD変換器の
構成となり、縦軸に入力アナログ信号レベル、横
軸にデコード回路３３の入力信号により示される
値（量子化ステツプ数）を示すと、第３図に実線
Ｉで示す如き直線特性を示す。

これに対し、AD変換器１７は、基準電圧V_REF
の電圧範囲の中点の基準レベルを決定するｍ番目
の抵抗Rmが、入力高域周波数成分のセンターレ
ベルに略一致する基準レベルV_REF′／２を比較器
３１ｍに供給するべき値に設定され、かつ、例え
ばそのすぐ上とすぐ下の基準レベルを取り出され
る抵抗R_n-1とR_n+1の各値が、分解能ｎビツトよ
りも大なる分解能を得るときの値に選定されてい
る点に特徴を有する。これにより、AD変換器１
７の入力アナログ信号レベル対量子化ステツプ数
特性は、第３図に破線で示す如くになり、入力
アナログ信号のセンターレベル付近において他の
レベルよりも大なる分解能が得られるような重み
付けを行なう。第３図中、ａからｂで示す範囲が
分解能がｎビツトよりも大なる量子化ステツプ数
の範囲で、これは抵抗R_n-1〜R_n+1のような分解
能がｎビツトよりも大なるように値を選定した抵
抗の数によつて変化する。これにより、例えばｎ
が「５」で分解能５ビツトのAD変換器におい
て、中心基準レベルの上下２段階に分解能６ビツ
トのAD変換特性を得る場合は、15，16，17番目
の抵抗R_n-1〜R_n+1の値が５ビツトの場合の１／
２倍の値に選定される。

再び第１図に戻つて説明するに、AD変換器１
７の出力デジタル信号はフイールドメモリ回路１
９に供給され、ここで１フイールド遅延された後
スイツチ回路２０の端子２０ｂに供給される一
方、フイールドメモリ回路１９を通すことなくス
イツチ回路２０の端子２０ａに供給される。フイ
ールドメモリ回路は、RAMやアドレスカウンタ
などから構成されている。スイツチ回路２０はス
イツチ回路８より取り出された標本化周波数_Sの
サンプリングパルスをスイツチングパルスとして
印加され、その半周期１／2_S毎に端子２０ａに
入来するAD変換器１７の出力信号（画素デー
タ）と、端子２０ｂに入来するフイールドメモリ
回路１９よりの１フイールド遅延信号とを交互に
選択出力する。

これにより、スイツチ回路２０からは現在再生
中のフイールドの各画素データ（標本点）の夫々
の中間位置に、１フイールド前の各画素データが
挿入された、すなわちフイールド相関性を考慮す
ると、実質的に標本化周波数2_Sの画素データ列
が取り出され、DA変換器２１に供給される。
DA変換器２１によりアナログ信号に変換され
て、実質的に標本化周波数2_Sで標本化された如
き再標本化信号が取り出された後バツフアアンプ
２２及びスイツチ回路２３を通して混合回路２４
へ供給される。

他方、タイミングジエネレータ５の出力パルス
はスイツチ回路２３に印加され、これを帰線消去
期間はオフ、映像期間はオンとする一方、インバ
ータ２５を通してスイツチ回路１８に印加され
る。

また、記録再生装置１１の再生映像信号出力端
子１４より取り出された再生信号は、スイツチ回
路１８の端子１８ａに供給される一方、前記した
如く低域フイルタ１６に供給され、ここで前記周
波数_L以下の低域周波数成分のみを分離波され
た後スイツチ回路１８の端子１８ｂに供給され
る。スイツチ回路１８はインバータ２５の出力パ
ルスによつてスイツチング制御され、映像期間は
端子１８ｂ側に、水平、垂直の各帰線消去期間は
端子１８ａ側に夫々切換接続される。。スイツチ
回路１８の出力信号は時間合わせのために遅延回
路２６を通して混合回路２４へ供給される。これ
により、混合回路２４から出力端子２７へ、映像
期間は周波数_L以上の高域周波数成分の再標本化
信号と周波数_L以下の標本化による折り返し周波
数スペクトラムが存在しない低域周波数成分との
混合信号が取り出され、水平、垂直の両帰線消去
期間は標本化及び再標本化が行なわれていない同
期信号等が取り出される。

なお、本発明は上記の各実施例に限定されるも
のではなく、例えば_Sは_H／２の奇数倍でもよ
く、また同期信号区間に対して標本化、再標本化
を行なつてもよく、更に記録再生装置１１の外付
けの回路をVTR内に一体的に組込むなどの種々
の変形例が考えられるものである。更に他の種類
（PS方式以外）のVTRと組合わせた場合、エン
フアシス量の違い、ホワイトクリツプレベル、ダ
ーククリツプレベルの違い、又は業務用等の許容
限の違いによつて、第３図に示した特性曲線の折
れ線を２段、３段等増加させることにより、より
視覚上、画質が良くなるようにすることが可能と
なる。この場合に、ビツト精度を６ビツト、７ビ
ツトとすることで、よりきめ細かな調整が可能と
なることは勿論である。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、AD変換器の入
力側に高域フイルタを設けたので、再生標本化信
号の全帯域についてアナログ−デイジタル変換す
る場合に比し、少ないビツト数（分解能）で同等
の画質を得ることができ、またAD変換器の入力
再生標本化信号のセンターレベル（直流レベル）
付近の分解能を、他のレベル部分に比し高くなる
ように重み付けをしたので、センターレベル付近
に重畳しているノイズの影響を低減でき、これに
よりAD変換器をより一層少ないビツト数で構成
することができ、これによりAD変換器を並列比
較型で構成した場合は抵抗や比較器の数を低減で
きるので安価に構成することができる等の特長を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明回路の一実施例を具備した記録
再生装置の回路系統図、第２図は本発明回路の要
部の一実施例を示す回路系統図、第３図は第２図
図示回路系統の動作説明用特性図、第４図は従来
よりあるフイルタの一例の周波数特性図である。 １……入力端子、２，６，８，９，１８，２
０，２３……スイツチ回路、３……同期信号分離
回路、５……タイミングジエネレータ、１０……
ホールドコンデンサ、１１……記録再生装置、１
２……記録映像信号入力端子、１３……ヘツドス
イツチングパルス出力端子、１４……再生映像信
号出力端子、１５……高域フイルタ、１６……低
域フイルタ、１７……AD変換器、１９……フイ
ールドメモリ回路、２１……DA変換器、２４…
…混合回路、２６……遅延回路、２７……再生複
合映像信号出力端子、３１₁〜３１_2n-1……比較
器、３３……デコード回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 輝度信号等の入力複合映像信号を、１フイー
   ルド毎に180゜位相をずらしたサンプリングパルス
   により標本化を行なつて得た標本化信号を記録媒
   体に記録し、該記録媒体から再生した再生標本化
   信号からAD変換器、フイールドメモリ及びDA
   変換器を用いて互いに１フイールドの時間差を有
   する２種の再生標本化信号を得ると共に、これら
   ２種の再生標本化信号を上記サンプリングパルス
   の周期の１／２倍の周期で交互に選択出力する再
   標本化を行なう映像信号記録再生装置であつて、
   上記記録媒体から再生した再生標本化信号の周波
   数帯域を第１及び第２のフイルタ回路により２分
   割すると共に、該再生標本化信号の高域周波数成
   分を波する該第１のフイルタ回路を上記AD変
   換器の入力側に設け、これにより上記再標本化し
   て得られた上記高域周波数成分に、該第２のフイ
   ルタ回路により波された該再生標本化信号の低
   域周波数成分を該再標本化を行なうことなく混合
   し、該混合信号を再生複合映像信号として出力す
   るよう構成したことを特徴とする映像信号記録再
   生装置における信号処理回路。 ２ 該AD変換器は、該AD変換器のビツト数に
   応じた数の基準レベルのうち、全基準レベル範囲
   の１／２の基準レベルが入力アナログ信号のセン
   ターレベルに略等しくなるように設定され、か
   つ、少なくともその上下の２つの基準レベルが残
   りの基準レベルに比し大なる分解能に基づく値に
   設定されて、上記入力アナログ信号に対して重み
   付けされたデイジタル信号を出力するよう構成さ
   れ、該DA変換器も入力デイジタル信号に対し該
   AD変換器と同一の重み付けされたアナログ信号
   を出力するよう構成されたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の映像信号記録再生装置に
   おける信号処理回路。