JPH0315241B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は符号化されたテレビジヨン信号を記録
する多ヘツドヘリカルスキヤン形ビデオ・テープ
レコーダに関する。

従来のビデオ・テープレコーダの多くはテレビ
ジヨン信号をアナログ信号として記録するもので
あるが、テレビジヨン信号を符号化し、符号の形
態でテープに記録することも提案されている。符
号の形態でテープに記録すると、テープの複製時
に信号が劣化しない利点がある。しかしながらア
ナログ信号に比べて、デイジタル符号は広帯域で
あり、従来のアナログ信号と同じようなヘツドお
よび記録テープを用いただけでは、その記録再生
は困難である。

本発明の目的は、画質を劣化することなく、テ
レビジヨン信号の符号化信号を記録再生できるヘ
リカルスキヤン形ビデオ・テープレコーダを実現
することである。すなわち、デイジタル符号を記
録するために必要なヘツド・テープの必要帯域を
著しく軽減することである。

本発明は上記目的を達成するため、符号化され
たテレビジヨン信号の符号を分割し、この分割さ
れた符号（ビツト）をアジマス角度の異なる複数
個の回転ヘツドに割り当て、記録、再生するよう
にしたことを特徴とする。

例えば、テレビジヨン信号の一画素（一標本
値）を８ビツトで符号化する場合、上位の４ビツ
トと下位の４ビツトで記録することにより、デイ
ジタル符号を記録するに必要なヘツドおよびテー
プの所要帯域は半減される。

アナログVTRの場合には、テレビジヨン信号
をたとえば２つに分割して各々別のヘツドで記録
再生し、その後これらを合成する事は難しい。こ
れは、アナログ信号を分割又は合成する場合、こ
れに伴なつて画質劣化が生じやすいからである。
たとえば、信号を高周波成分と低周波成分とに分
割し、合成する場合を考えると、分割する際に用
いるフイルタ特性の精度に起因し、合成後の画像
に振幅歪みあるいは位相歪が生じる。

すなわち、テレビジヨン信号を複数のヘツドに
分割して記録する事は、デイジタル記録で初めて
可能となる。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図は従来の２ヘツドヘリカルスキヤン形ビ
デオ・テープレコーダによる磁気テープ１上の記
録軌跡（トラツク）２を示す。記録軌跡２は２個
の回転ヘツドで各々記録されたトラツクT₁，T₂
のくり返しから成り、各々のトラツクに通常テレ
ビジヨンの１フイールド分の信号が記録されてい
る。

第２図、第３図及び第４図はそれぞれ本発明に
使用するヘツドの要部構成の平面図、正面図及び
側面図を示す。第２図から明らかなように直交す
る支持台３の先端にヘツド４，５，６，７が装着
されている。これらのヘツド４，５，６，７は矢
印の方向に１フレーム時間に１回の速度で回転す
ると考えると、たとえばヘツド４，６が第１およ
び第２フイールドのテレビジヨン信号の上位ビツ
トを、ヘツド５は第１フイールドの後半から第２
フイールドの前半の下位ビツトを、ヘツド７は第
２フイールドの後半から次の第１フイールドの前
半の下位ビツトを各々記録、再生する。

また、第３図が示すように、ヘツド５，７は回
転平面に対して＋θ、第４図が示すようにヘツド
４，６は−θだけ傾いている。θとしては５〜10
度が適当である。すなわち、ヘツド５，７とヘツ
ド４，６にグループ分けすると、グループ内では
等しい角度を有し、グループ間では異なる角度を
有する。

第５図に本発明によるヘツドでテープ１に記録
された軌跡を示す。T₄，T₅，T₆，T₇がヘツド
４，５，６，７で記録された１フイールド分の上
位または下位ビツトの記録軌跡である。再生時に
は各軌跡に対応したヘツドで再生すれば記録、再
生間で同一アジマス角度となり正常な再生が行わ
れる。また、再生時に記録軌跡を正しく追従でき
ない場合でも、隣接軌跡間ではアジマス角度が異
なるので、アジマス損失により隣接軌跡からのク
ロストークは少ない。第５図と第１図とでテープ
消費量を同一にするためには、第５図の記録密度
は２倍になり、クロストークが一般には生じやす
くなる。本実施例ではクロスアジマス角度を利用
することによりこの問題を解決している。

アジマス角度の異なる複数組のヘツドを用いて
隣接トラツク間のクロストークを軽減する事は、
VHS方式、β方式などのアナログVTRにも見ら
れる。しかしアナログVTRの場合には、FM化
された輝度信号より低い周波数領域に、色副搬送
波成分が記録されている。一方、アジマス記録に
よる隣接トラツク間のクロストークの軽減は高い
周波数において有効で、低い周波数では効果が少
ない事が知られている。この結果、アナログ
VTRのアジマス記録では色副搬送波成分のクロ
ストーク除去効果が少ない。このために、色副搬
送波成分の走査線間の位相差をトラツク毎に変化
させて記録し、再生後演算処理によつてクロスト
ークを除く処理が必要となつている。

一方、デイジタル記録の場合には、輝度信号と
色信号を共に同一形式のデイジタル符号に変換で
きる。また、デイジタル符号はチヤネル符号を用
いることで、低周波成分の少ない符号とすること
ができる。この結果、クロストークはアジマス記
録を用いることで除去でき、アナログ記録の様に
再生後のクロストーク除去処理が不要となる。

また、符号化したテレビジヨン信号を複数に分
割することで、デイジタル符号の低周波成分の抑
圧の効果を増す。たとえば、先に述べた様に、デ
イジタル符号を上位、下位のビツトに２分割する
と、下位符号については符号中の“１”と“０”
の発生確率が画像の内容に無関係に等しくなる。
この事は下位符号の直流成分が消失することを意
味する。すなわち、符号の分割はアジマス記録に
よるクロストークの軽減を一層効果的にする。

テレビジヨン信号を符号化して、分割せずにア
ジマス記録をする場合をさらに考えてみる。アジ
マス記録によりクロストーク軽減効果はあるが、
厳密に言うとクロストークは０とはならず、少量
の低周波成分は隣接トラツクから洩れてくる。第
１図の様なヘリカル記録を考えると、分割をしな
い場合には隣接トラツクにはフイールドは異なる
が類似の内容のテレビジヨン信号が記録されてお
り、再生信号中の主信号とクロストークの相関性
が極めて強くなる。アナログ記録の場合にはこの
相関性を利用して色副搬送波成分のクロストーク
除去処理を行つているが、デイジタル記録の場合
には相関性によりクロストークの妨害が大きくな
る。たとえば、隣接トラツクから、主トラツクと
同一の信号が洩れてくれば問題はないが、もし隣
接トラツクの信号の極性が主トラツクの信号の極
性と反対であれば、クロストークにより主トラツ
クの再生信号の振幅が低下し信号対雑音比が悪化
する。デイジタル符号の記録方式としてNRZI符
号がよく用いられているが、NRZI符号の極性は
過去の履歴により定まり、現在の極性がどうなる
かは一義的には定まらない。すなわち、隣接トラ
ツク間で符号の極性が逆になる事は確率１／２で
発生し得る。一方、符号を分割して記録すると隣
接トラツク間の相関性はほぼ完全になくなり、ク
ロストークは主信号に対して無相関となる。すな
わちクロストーク成分は単なる雑音と見なす事が
でき、その影響が小さくなる。

以上述べた様に、アジマス記録の持つクロスト
ーク軽減効果はアナログ記録よりもデイジタル記
録の方が大きい。さらにデイジタル符号を分割し
て記録すると一層クロストーク軽減効果が増す。

第５図において、テープ走行およびヘツド回転
の方向を矢印のようにすると、テープ走行を停止
させると、各ヘツドは同一軌跡T₀をとるが、同
一のアジマス角度に対応してヘツド４，６はT₄
より上位ビツトをヘツド５，７はT₅とT₇より下
位ビツトを再生し、１フイールド分の静止画信号
を再生できる。また、テープ走行を通常の２倍に
すると、ヘツド４，５，６，７の軌跡はT₄′，
T₅′，T₆′，T₇′となり、ヘツド４，６を用いてT₆
より上位ビツトが、ヘツド５，７を用いてT₅，
T₇より下位ビツトが得られ、主として上位ビツ
トの記録トラツクから２倍速の動画信号を再生で
きる。なお、複数のヘツド軌跡をまたいで再生す
るためには、同一アジマス角度を有する隣接軌跡
間で、水平走査線、カラー副搬送波、符号のクロ
ツクなどが連続している事が必要となるが、これ
らは第５図のテープ速度、ヘツド速度などを適当
な値に選ぶことで実現する。

なお、この様なヘリカルスキヤン記録で可能と
なる可変速再生時にもアジマス記録をした方が、
しない場合に比べて再生信号中の有効な成分が多
い特長がある。

また、ヘリカルスキヤンによるテープ記録の場
合には、第２図の様に回転ヘツド中で隣接するヘ
ツド間（ここで言う隣接するヘツドとは、記録再
生時に同一の動作をするヘツド間で隣接している
ヘツドの事である。たとえば、記録再生ヘツドの
間に消去ヘツドがある場合には、記録再生ヘツド
と消去ヘツドは動作が異なるから隣接していると
は見なさない）のアジマス角度を変えておくだけ
で、テープ上の隣接トラツク間では記録されるア
ジマス角度は自動的に異なる。ところが、テープ
の代りに磁気デイスクに記録する場合には、隣接
トラツク間でアジマス角度を異ならしめるために
は、少くとも２種類の固定ヘツド（ただしデイス
クの半径方向には移動する）を備え、トラツク番
号に応じてこれを交互に切り換えて使用せざるを
得ず、切り換え機構、ヘツドの近接配置等に困難
さが伴なう。すなわち、ヘリカルスキヤンによる
テープ記録はアジマス記録を容易に実現できる特
長がある。

以上述べたように、本発明では符号を２分割し
アジマス角度の異なる２組のヘツドで記録、再生
する事によりヘツド・テープに必要な帯域を減少
させる上に、通常の再生においては軌跡の追従精
度を緩和させ、さらに静止、高速再生も可能にす
る効果がある。なお、一般に符号をｎ分割し、ア
ジマス角度の異なるｎ組のヘツドを用いる事も可
能である。また、実施例では１個の軌跡が１フイ
ールド分の信号に対応しているが、これを１フレ
ーム分の信号に対応させてもよい。また、等しい
アジマス角度のヘツド２個を１組としたが、一般
にはこの個数も任意の値をとりうる。

さらに本発明を理論的に解析すると、デイジタ
ル記録において付号分割を行い、かつアジマス方
式を採用することにより、次に示すように、従来
にはない高密度記録を実現しうることがわかる。

アジマス方式によれば隣接トラツクからのクロ
ストークの影響が緩和され、ガードバンドなしで
記録できるため、ガードバンドの分だけ記録密度
が向上することが知られている。この効果はアナ
ログ、デイジタル両記録に有効であるが、デイジ
タル記録におけるアジマス方式にさらにデイジタ
ル符号の分割記録を行うという工夫を加えると、
トラツク幅減少による一層の高密度化が可能にな
る。

アナログ記録においては、再生信号の質を定め
ているのは再生信号と雑音の比（Ｃ／Ｎ）および
再生信号とクロストークの比である。トラツク幅
そのものを狭く出来れば、一層の高密度化が図れ
るが、ここで再生信号はトラツク幅に比例して減
少する。クロストークが減少すれば、トラツク幅
を狭くしても同一の「再生信号クロストーク比」
を保てるが、一方でＣ／Ｎが低下する。トラツク
幅はＣ／Ｎが許す範囲のぎりぎりの値に一般に選
ばれているために、アナログ記録においてはアジ
マス方式を用いてもガードバンドの削減以上の高
密度化は図れない。

一方、デイジタル記録においては、アナログ記
録と同様にクロストークが減少すれば、トラツク
幅を狭くしても同一の「再生信号クロストーク
比」を保てる。デイジタル記録は符号を分割し、
マルチチヤネル記録が可能であるため、トラツク
幅を狭く出来ればチヤネル数を増すことが出来
る。面積記録密度を一定で考えれば、チヤネル数
が増せばトラツク１本当りの符号数が減少し、こ
の結果、記録波長（または１ビツトが占めるトラ
ツク上の長さ）が長くなる。

（数値例）アジマスなし アジマスあり チヤネル記録 ８チヤネル記録 トラツク幅Ｐ トラツク幅Ｐ／４ 記録波長λ 記録波長4λ Ｃ／Ｎは、実効的に寄与する磁性層の体積を考
慮すると、Ｐの0.5乗、λの1.0乗に比例すること
が知られている。この場合、上記の例ではＣ／Ｎ
はアジマス方式により４／２＝２倍良くなる。こ
のＣ／Ｎ向上分をトラツク幅の減少にさらに割り
当てると、上記の「アジマスあり」のさらに１／
４、すなわちＰ／16にトラツク幅を狭く出来（た
だし記録波長は4λのまま）、アジマスなしの場合
に比べて４倍の記録密度が達成できる。

すなわち、デイジタル記録は、任意の数のチヤ
ネル分割が可能なため、トラツク幅と記録波長の
割り振りが出来る特徴がある。これを利用する
と、アジマス方式の効果を、トラツク幅の減少を
伴う一層の高密度化に結び付けることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のビデオ・テープレコーダによる
テープ上のトラツクを示す図、第２図、第３図及
び第４図は本発明に使用するヘツドの要部構成を
示す平面図、正面図および側面図、第５図は本発
明によるビデオ・テープレコーダの一実施例のテ
ープ上のトラツクを示す図である。 １……記録テープ、２……トラツク、３……支
持台、４，５，６，７……ヘツド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁気テープに順次接触する複数の回転ヘツド
   によりテレビジヨン信号を記録・再生するヘリカ
   ルスキヤン形ビデオ・テープレコーダにおいて、
   符号化されたテレビジヨン信号を複数の符号群に
   分割し、この分割した各符号群を、隣接回転ヘツ
   ド間でアジマス角度の異なる複数の回転ヘツドに
   より、それぞれ磁気テープの走行方向に斜めに順
   次、記録・再生するように構成したことを特徴と
   するヘリカルスキヤン形ビデオ・テープレコー
   ダ。