JPH03127355A - 情報記録装置 - 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】 〔産業上の利用分野） 本発明は、映像信号・音声信号・データ信号などの情報
信号を圧縮してトラック上に記録する情報記録装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来から、この種の情報記録装置の一つとしてデジタル
式磁気記録装置が知られている。

従来のデジタル式磁気記録再生装置では、再生時に回転
ヘッドのトラッキングを行うために、（イ）ＤＡＴ（デ
ジタル・オーディオ・テープ・レコーダ）に用いられて
いるように、情報トラック上の一部に設けた領域にパイ
ロット信号を記録したり、 （ロ）８ミリＶＴＲに採用されているごとく、低周波数
のパイロット信号を情報信号に重畳して記録したり、 （ハ）ヘッドをバイモルフなどの可動素子を用いて振動
させ、再生エンベロープの変動からトラックの位置を検
出する などの方法が採られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の方法では、記録密度の向上を
図るうえで、次のような欠点があった。

（イ）ＤＡＴ（デジタル・オーディオ・テープ・レコー
ダ）に使用されている所謂エリア分割パイロット方式で
は、トラックの一部がパイロット信号に専有されてしま
うため、冗長度が増大するほか、トラックの曲がりを検
出できないという欠点がある。

（ロ）８ミリＶＴＲに使用されている周波数重畳パイロ
ット方式では、パイロット信号のＳＮ比を高めることが
困難であるのみならず、デジタル情報信号に余分な低周
波数信号を重畳すると誤り率が上昇してしまうことから
、低周波数成分を抑圧する変調方式を採用するとともに
フィルタによる分離処理を行わねばならない。従って、
ＦＭ変調方式や所謂８−１０変換処理など冗長度の大き
い変調方式を採らなければならないという欠点がある。

（ハ）ヘッドを振動させる所謂デイザ一方式においては
、エンベロープの変動が再生出力の減少をもたらし、更
に、再生信号に振幅変動に伴って波形歪みやジッターが
生ずるという欠点があった。

よって本発明の目的は、記録信号の冗長性を廃すると同
時に、適切なトラッキング制御を可能とした情報記録装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る情報記録装置は、記録すべき情報を第１の
圧縮率にてトラック上に記録するとともに、該トラック
の第１領域上にトラッキング制御用パイロット信号を記
録する第１モード記録手段と、記録すべき情報を第２の
圧縮率にてトラック上に記録するとともに、該トラック
の第２領域上に所定の制御信号を記録する第２モード記
録手段と、前記第１モード記録手段または前記第２モー
ド記録手段を選択して付勢する選択手段とを具備する。

〔作　用〕

本発明に係る情報記録装置では、記録すべき情報の圧縮
率を記録の途中で切換えることによりトラックのトラッ
キング制御用のパイロット信号を記録する領域を切換え
るようにしたものである。

かくして、情報の記録密度を低下させることなく、且つ
再生時にはトラック曲がりに追従したトラッキング制御
が可能となる。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明を適用した、回転ヘッド型デジタル磁気
記録再生装置の一実施例を示すブロック図である。本図
において、１は磁気テープ、２はヘッドである。その他
のブロックについては、後に詳述する。

第２図はヘッド１によって記録された磁気テーブパター
ンを示す。ここで、ｆ、及びｆ２はそれぞれ互いに周波
数が異なるパイロット信号、　ＴＩ、Ｔ２．・・・Ｔｎ
ｌはトラック番号を示す。また、各トラック中の白抜部
分には画像データが記録されているものとする。

次に、第１図および第２図を参照して本実施例の動作を
説明する。

＾１０コンバータ１１に入力される入力信号として、こ
こでは走査線数１１２５木、フィールド周波数６０Ｈｚ
のハイビジョン信号を用いるものとする。また、その信
号形態として輝度信号Ｙおよび色差信号ｐＨ，ＰＲを採
るものとする。説明の都合上、まず輝度信号Ｙが入力さ
れた場合の処理について説明する。

本実施例において、輝度信号Ｙのサンプル周波数は４８
．８Ｍ）Ｉｚ、色差信号ｐＲ，ｐａのサンプル周波数は
１６．２ＭＨｚとしであるので、Ａ／Ｄコンバータ１１
にて８ビツトの量子化を施すとすると、全情報量は４８
．８Ｘ　　１０’ｘ８＋１６．２ｘ　ｔｏ’ｘ　８　Ｘ
　２コ［１４８Ｘ　１０’より６４８ＭＢＰＳ　（メガ
ビット／秒）となる。

次に、ブロック符号化回路１２において、水平・垂直ブ
ランキング期間を除いた有効画素に対して、８×８画素
を１ブロツクとしたブロック符号化を行う。かかるブロ
ック符号化処理の概要は次の通りである。

本実施例では、いわゆる最小・最大法に従ってブロック
符号化を行うため、まず１ブロツク内に含まれている６
４画素中の最小値データと最大値データをそれぞれ８ビ
ツトに量子化する。更に加えて、この最大値、最小値を
基準値として、各画素についてこれらのレベル間を４ビ
ツトで量子化した画素データを得、各画素に対応させた
形態でバッファメモリ１３に記憶させる。従って、バッ
ファメモリ１３には、各ブロック毎に、上述した８ビツ
トの最小値データおよび最大値データと、４ビツトの画
素データ（６４個）が記憶される。

かくして、バッファメモリ１３に記憶された段階では （８Ｘ２＋４Ｘ６４）／　（８Ｘ８Ｘ８）＃　１／２よ
り、画素データが約％に圧縮されていることになる。

次に、歪計算回路２４での処理を説明する。ここでは、
バッファメモリ１３に記憶されている６４個／ブロック
の画素データにサブナイキスト・サンプリング（以下、
サブサンプルという）を施して４個のデータにつき１個
のデータのみを残しくすなわち、馬に間引し）、再びそ
の間引きしたデータに基づいて復調したデータと原デー
タとの比較を行う。そして、復調されたデータと原デー
タとの差を歪み量Ｏｎとして算出し、各ブロック毎の歪
み量Ｄｎとしてバッファメモリ１３に記憶させる。

上記歪み量Ｄｎｎカヤあるときには、圧縮率を高めて記
録したとすると再生データが原データから大きくずれる
ことを意味する。例えば画像データのうちエツジ部分を
表わすデータが８×８画素のブロックに含まれている場
合などである。従って、そのようなブロック（歪み量り
。が大であるブロック）は、データ圧縮率を高めること
は不適当であると判断することが出来る。換言すれば、
歪み量０゜が小のブロックについては圧縮率を上げ、歪
み量Ｏｎが大のブロックについては圧縮率を下げて記録
することが好適となる。

そこで、しきい値設定回路２５では、歪計算回路２４か
ら出力される歪み量Ｄｎに基づいて、全ブロックの差分
値データを例えば１１５の圧縮率とするために必要なし
きい値ｏｔｈを設定する。具体的には、全差分値データ
を平均１１５に圧縮して記録するためには、全画素デー
タの２０％に相当するブロック（以下、”全ブロックの
２０％”という）については１／２の圧ｍ処理を施し、
全画素データの８０％に相当するブロック（以下、“全
ブロックの８０％”という）については１／８の圧縮処
理を施せば良い（１／２　Ｘ２０（零）＋１／８　ｘａ
Ｏ（零）−０，２−１７５）。

−数的に言うならば、しきい値設定回路２５によってし
きい値Ｄｔｈが決定されると、各ブロックの歪み量ＤＩ
ｌがＤｔｈ以上のときには当該ブロックについてデータ
圧縮率を１７Ｎ　（Ｎは整数）にし、それ以外のときに
は、当該ブロックについてデータ圧縮率を１７に（Ｋは
Ｎより大きい整数）にすればよい。このことにより、全
画素データの平均圧縮率を所望の値に設定することがで
きる。換言すれば、各ブロックの歪み量り。に応じて、
データの間引き量を調整することにより、全画素データ
の平均圧縮率を所定値に定めることができ、その結果と
して、磁気テープ１に記録される所要トラック数を所定
の値に抑えることが可能となる。

適応的サブサンプル回路１４は、バッファメモリ１３か
ら順次読み出されたデータを入力し、設定されたしきい
値Ｄｔｈと当該ブロック個有の歪み量Ｏｎとの大小関係
を比較することにより、上述の如く適応的にサブサンプ
ルを行う。

変調回路１５では、誤り訂正のための訂正符号を付加す
るほか、磁気記録のための低域抑圧変調。

シャフリングなどの処理を行い、記録増幅器１６゜記録
・再生切換スイッチ１７を介してヘッド２によりテープ
１に所定のテープ・パターンを形成する。

いま有効画素を表わすデータが全データ（６４８ＭＢＰ
Ｓ）の８２％であるとすると、画素データの圧縮率が１
７５であるから、変調回路１５での冗長度付加率が＋１
３％であるとすると、所要記録データは、 ６４８　　Ｘ　Ｏ，８２Ｘ　（２／６４◆１１５）Ｘ　
１．１３−１３８ＭＢＰＳとなる。

ここで、上式中の２／６４は８ビツトの最小値データお
よび最大値データを表わしている。すなわち、８ビツト
の最小値データおよび最大値データについては、１／２
圧縮処理および１／８圧１ｉｉ処理を行わない。

この１３８ＭＢＰ３のデータ信号を、直径６２ｍｍ、回
転数３６０Ｏｒ、ｐ、ｍの回転ヘッドに１８０６だけテ
ープを巻き付けて３チヤンネル記録とすると、テープ上
における１ビツト当たりの長さは、ヘッドが走る長さが
６２×πｘ　６０　（ｍｍ）であるから、１つのヘッド
で記録しなければならないデータ量は、１３８（ＭＢＰ
Ｓ）／３−４６（ＭＢＰＳ）よって、１ビツト当たりの
長さは、 （６２×πＸ　ＢＯＸ　１０−’）　／　（４６Ｘ　１
０）＝０．２５ｘｌＯ−’（ｍ）　＝０．２５　（μｍ
）となる。従って、トラック上における記録波長は０．
２５Ｘ　２　＝ｓｏ　（μａｉ）となる。

ここで、１フレームは３０Ｈｚであり、ヘッドドラムは
６０回転／秒であるから、ヘッドドラムは１フレーム当
たり２回転することになる。本実施例では３チヤンネル
記録を行っているので、ヘッドドラム半回転で３トラツ
ク、 ヘッドドラム２回転で１２トラツク が書かれる。

従って、１フレニムにつき１２トラツクが形成されるこ
とになる。

次に、ｌフレーム（１２トラツク）中に挿入されるパイ
ロット信号記録領域の個数を、第２図を参照して説明す
る。ここで、ひとつのパイロット信号記録領域は１トラ
ツク長の１７１６５の長さを占有するものとする。

いま、１フレーム（１２トラツク）に含まれる３トラツ
クの各トラックに１個ずつパイロット領域を設ける場合
を、”モード■”と呼ぶ。

また、１フレーム（１２トラツク〉に含まれる３トラツ
クの各トラック毎に４個のパイロット領域を設ける場合
を、”モード１１　と呼ぶ。

従って、パイロット領域の総計は１トラツク当たり、 モードＩでは３／１６５トラツク モード■！では　（４Ｘ　３）／　１８５トラツクを占
有することになる。すなわち、パイロット領域の長さの
差は、モードＩとモードＩＩにおいて、１フレーム当た
り （４ｘ３−３）／　１６５−９／１６５　（）−ラック
）となる。

よって、モード！■のパイロット領域を挿入するために
は、モード■の記録データに比べて（９７１６５）／１
２−０．００４５−０．４５　（Ｘ）だけ記録データ量
を減少させなければならない。

上述したデータ減少量０．４５％を得るためには、画素
データに対する１／２圧縮処理をするためのブロック数
を全ブロックの１９．７％Ｆとし、１７８圧縮処理をす
るためのブロック数を全ブロックの８０．３％に変換す
ればよい。その理由を、以下に説明する。

モードＨにおけるデータ領域（１フレーム当たり）の長
さと、モード■におけるデータ領域（１フレーム当たり
）の長さの比は、 モードＩＩ　／モード■ ＝　（１２−（１２／１６５））　／（１２−（３／１
６５））・・・（イ）となる。

一方、これまで述べてきたように、モードＩでは全ブロ
ックの２０％について１／２の圧縮処理を施し、全ブロ
ックの８０％については１７８の圧縮処理を施している
ので、平均圧縮率は １／２Ｘ２０（零）＋ｔ／ａ　ｘ８Ｇ（零）−１７５と
なる。次に、モードＩＩにおいてｌ／２圧縮処理を施す
ブロック数を全ブロックのＸ　Ｘ　１００　（％Ｆ）　
　とすると、平均圧縮率Ｙは Ｙ　＝１／２　ｘ　Ｘ　（零）　＋１／８　ｘ　（１−
Ｘ）侍）＝　（４Ｘ　＋　１−Ｘ）／８ ＝　（３Ｘ　＋　１）／８　　　　　　　　・・・（ロ
）従って、モード１１とモードＩのデータ量の比は、有
効画素を８２％として、 モードＩＩ　／モード１ ＝　（６４８ｘ　Ｏ，８２ｘ　（２／６４＋Ｙ））／（
６４８ｘ　Ｏ，８２ｘ　（２／６４＋１１５）　） ＝　（２／６４◆Ｙ）／　（２／６４＋１１５）　　　
　　　・・・（ハ）また、モードＩとモードＨの両モー
ドにおいて記録波長を一定値の５０μｍとするためには
、上記（イ）式および（ハ）式より、 （２／６４◆Ｙ）／　（２／６４＋１１５）・（１２−
（１２／１６５））　／　（１２−（３／１８５））　
　　・・・（ニ）上記（ニ）式よりＹを求めると、 Ｙ　＝　０．ｉ９［１９８″Ｆ０．１９９よって、（ロ
）式より ０．１９９　＝　（３Ｘ＋１）／８ Ｘ−０，１９７−１９，７（＊） かくして、モードＩ！においては、全ブロック数の１９
．７零について１／２圧縮処理を施し、残りの８０．３
％Ｆについて１７８圧１ｉｔ処理を施す必要がある。

換言すれば、モード１１においては１／８圧縮処理をす
べきデータが０．３零上昇し、このことによりパイロッ
ト領域の挿入エリアを得ている。

上述したモード■およびモード■１の切換えは、しきい
値設定回路２４から出力されるしきい値Ｄｔｈを変化さ
せるようシステムコントローラ２９が指示を行なう。

輝度信号については水平１６０×垂直１３０−２０８０
０（ブロック）が存在するので、モードＩにおいては２
０％に相当する４１６０ブロツクをｌ／２圧縮し、モー
ド【Ｉにおいては１９，７％に相当する４０９６ブロツ
クを１７２圧縮する。

色差信号ｐＲ，ｐａについても同様に、水平５４×垂直
１３０−７２２０　（ブロック）の２０％に相当する１
４０４ブロツクをｌ／２圧縮するモード■と、１９．７
％に相当する１３８３ブロツクを１／２圧縮するモード
！■とを、システムコントローラ２９の制御の下に切換
えている。

第３図は、モードＩとモードＩＩの切換えタイミングを
説明した図である。本図に示した一例では、僅かながら
画質の落ちる可能性のあるモードＨのフレームを記録開
始直後に集中的に配し、その後は、はとんど現われない
ようにするものである。すなわち第３図に示すように、
記録開始直後の０．５秒間＝１５フレームは連続してモ
ードＨとし、その後はｌＯ秒間＝３００フレームに１回
の割合でモードＩＩを挿入している。このことにより、
冗長度の増大は非常に小さなものとなる。

特に、記録開始点はシーンチェンジ点でもあるので、画
質が多少低下しても目に付きにくく、また、再生開始点
である確率が高いので、その後は非常に少ない割合でモ
ードＩＩを挿入しておけばトラック曲りを検出する上で
実用上問題はない。また、連続して多くのパイロット領
域が存在するため、頭出し動作に利用することも可能と
なる。

なお、第３図に示した一例ではポーズによるつなぎ録り
時を除いて記録開始の度毎に上記動作を行なっているが
、つなぎ録り時毎に行なうよう構成することも可能であ
る。

再び第２図を参照して、第３図との対応関係を説明する
。

第３図示の記録開始点をトラックＴ、とし、０．５秒経
過後の最初のモードＩがトラックＴ１１から始まるとし
、さらに１０秒後のモード！■がトラックＴＩ、＋１か
ら始まるとすると、このｍおよびｎは次の値を採る。

ｍ＝１２（）ラック／フレーム）Ｘ３Ｇ（フレー３７秒
）ｘｏ、５（秒）＝１８０ ｎ　＝ｍ　＋１２　（トラック／フレーム）Ｘ３０（フ
レー３７秒）Ｘ１０（秒）−１２（）−ランク）−３７
６８この後は１０秒毎に３トラツクずつモード１１のト
ラックを設け、他のトラックは全てモードＩのトラック
とする。

次に再生時の動作を説明する。

ヘッド２によって検出された信号は再生増幅器１８を介
して復調回路１９に人力され、デジタル４３号に再生さ
れる。このデジタル信号は復号回路２０において解読さ
れ、もとの６４８ＭＢＰＳの信号に戻される。さらに、
訂正回路２１および修整回路２２を経て０／＾コンバー
タ２３に人力され、アナログ信号として出力される。

ヘッド２により検出された信号は再生増幅器１８を介し
てパイロット検出回路２６に入力される。このパイロッ
ト検出回路２６は、復号回路２０から出力されるパイロ
ット領域検出信号ならびにサーボ回路２７から出力され
るタイミング信号に基づいて、トラッキングエラー信号
をサーボ回路２７に供給する。サーボ回路２７は、この
トラッキングエラー信号に応答して、テープ送り速度を
制御する。

テープ１には第３図示のパイロット領域が設けられてい
るとすると、記録開始点から０．５秒を経過したあとは
、１０秒毎にモード１１のパイロット領域（第２図参照
）が検出される。すなわち、１０秒毎に１トラツクにつ
き４個のパイロット領域（計１２個）が検出されるので
、トラック曲がりを表わす信号としてこのパイロット信
号に従うトラッキング制御情報をメモリ２８に記憶させ
る。そして、モードＩにおけるパイロット領域からのト
ラッキング制御情報（１トラツクにつき１個；１フレー
ムにつき３個）に上記メモリ２８のトラッキング制御情
報を追加することで、より完全なトラッキング制御を行
なう、特に、バイモルフ素子等を備えることにより、ト
ラック曲がりに対してより完全な追従が可能となる。

通常、テープ送りによるトラッキングサーボは数Ｈｚの
応答性で充分なので、トラッキングエラー信号のサンプ
リング周波数も数十）ＩＺで充分である。また、トラッ
ク曲がりは１山〜２山のうねりが主成分であるので、１
トラツク中で数カ所の情報が得られれば充分である。さ
らに、トラッキング誤動作を防止するには、曲がりデー
タを数回分の平均値とするなどの方法をとれば良い。

以上説明したように本実施例では、１トラツク中に複数
のパイロット領域を挿入させた記録モードと、１トラツ
ク中に１つのパイロット領域のみを挿入させた記録モー
ドを切換えるために、データ圧縮率を切換えている。そ
して、記録開始直後とその後で２つの記録モードの混合
比率を変えるようにしたことにより、簡単な構成にもか
かわらず信号の劣化を実用上目立たせず、且つ冗長度の
増大を最小限に抑えたまま、トラック曲がりの検出を可
能とし、最大の再生出力が得られるトラッキング制御が
可能となる。また、これらのパイロット領域は頭出し信
号としても利用できる。かくして、記録密度を高め、装
置の信頼性及び互換性を改善することができるようにな
る。

なお、上述の実施例では最小・最大法とサブナイキスト
・サンプリングを組み合わせたが、他の圧縮方式を採る
ことも可能である。

（発明の効果） 以上説明したとおり本発明では、データの圧縮率を変化
させることにより、トラッキング制御用パイロット信号
の記録領域を切換えることができるので、記録信号の冗
長性を廃するとともに、簡易な構成にして適切なトラッ
キング制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、 第２図は本実施例による磁気テープパターン図、 第３図は本実施例における動作モードを示す図である。 １・・・磁気テープ、 ２・・・ヘッド、 １１・・・Ａ／Ｄ　コンバータ、 １２・・・ブロック符号化回路、 １３・・・バッファメモリ、 １４・・・適応的サブサンプル回路、 １５・・・変調回路、 ２４・・・歪計算回路、 ２５・・・しきい値設定回路、 ２６・・・パイロット検出回路、 ２７・・・サーボ回路、 ２８・・・メモリ、 ２９・・・システム・コントローラ。 （−ド■ 七−ド■ 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録すべき情報を第１の圧縮率にてトラック上に記
   録するとともに、該トラックの第１領域上にトラッキン
   グ制御用パイロット信号を記録する第１モード記録手段
   と、 記録すべき情報を第２の圧縮率にてトラック上に記録す
   るとともに、該トラックの第２領域上にトラッキング制
   御用パイロット信号を記録する第２モード記録手段と、 前記第１モード記録手段または前記第２モード記録手段
   を選択して付勢する選択手段と を具備したことを特徴とする情報記録装置。 ２）前記第１の圧縮率を前記第２の圧縮率より高めるこ
   とにより、前記第１領域を前記第２領域より広くするこ
   とを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。 ３）記録動作の開始時から所定時間が経過するまでは前
   記第１モード記録手段を付勢し、その後は前記第２モー
   ド記録手段の付勢を主として行い、前記第１モード記録
   手段を間欠的に付勢することを特徴とする請求項２に記
   載の情報記録装置。