JPH0344183A - ディジタル画像信号の再生装置 - 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ＩＰ］ 本発明はディジタル画像信号の再生装置に関し、特に再
生時間の圧縮・伸張を画質および音質の劣化なしに実行
しうる装置の改良に関する。

［従来の技術］ 映像信号をディジタル信号に変えて記録再生するディジ
タル磁気記録再生装置が実現されている。

これらの装置の例としてｒＤ２ＮＴｓｃコンポジットデ
ジタルＶＴＲＪテレビジョン学会技術報告。

１１．２４．ｐｐ１３−１８　（１９８７）に示される
記録形式に基く装置がある。このデジタル磁気記録再生
装置の記録形式は、第１３図に示される。ヘリカルトラ
ックにはビデオのデータを４チヤネルのディジタルオー
ディオデータが記録される。リニアトラックには、ＣＴ
Ｌ信号がコントロールトラックに、タイムコード（ＴＣ
）がタイムコードトラックに、ＣＵＥ信号がアナログオ
ーディオトラックにそれぞれ記録される。この記録形式
は一例として第１４図に示すドラムによって実現される
。記録ヘッドはＲＥＣ１〜４の４個のヘッドを用い２チ
ヤネルずつ記録するものでシリンダの１．５回転で１フ
イールドが記録される。再生は専用のヘッドＰＢ１〜４
によって行われる。

このようなディジタル画像の記録再生装置において、画
質、音質の劣化なく再生時間の圧縮・伸張を行うものと
して、特開昭５９−８９０８５号公報に記載の装置があ
る８時間圧縮・伸張を行うためには、テープを非標準速
度で走行させるとともに、ドラムも非標準速度で回転さ
せることにより、テープ上の記録データを一坦全部読み
こみ。

メモリを用いてフィールド単位のコマ落、としあるいは
コマ挿入を行って上記目的を実現している。

［発明が解決しようとする課題］ 我々の検討によれば、テープおよびドラムを非標準速度
で動作させるに伴い、テープから読出される信号の周波
数が変化し、読み出すデータの誤りが増加し再生画質、
音質の劣化が発生した。

また再生速度の変化を急激におこなうと、ヘッドがオフ
トラックし同様に再生画質、音質の劣化が発生した。

また、市販されているピッチコントローラ（上記従来装
置では再生信号の音程（ピッチ）が速度変化ととも変化
するので、ピッチを補正する装置の外付けが必要となる
）使用時にタイムコードにより速度を検出しピッチを補
正すると正しくピッチが補正されないという問題点があ
った。

本発明の目的は上記３つの問題点を解決し、再生画質、
音質の劣化の少い再生晴間の圧縮・伸張機能を有するデ
ィジタル画像信号の再生装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記第１の目的を達成するために、八ツ・ドの相対速度
を検出する手段と、相対速度に従って、波形等化回路、
クロック抽出回路、データストローブ回路の特性を変え
る手段を設けたものである。

上記第２の目的を達成するために、速度変更指令が入力
された場合、速度の変化率に上限を与える手段を設けた
ものである。

上記第３の目的のためには、テープの速度をピッチコン
１−〇−ラに転送する手段を設けたものである。

［作用］ 第１の目的のためには、ヘッドの相対速度に応じて、波
形等化回路、クロック抽出回路、データストローブ回路
の特性を周波数特性の変化を補正しつるように変更せし
めるために速度変化に伴うエラーの増加を防止できる。

第２の目的のためには、速度指令の変化をテープ速度を
制御するキャプスタンサーボ系とドラム回転数を制御す
るドラムサーボ系が応答できる速度変化範囲内に制限す
るために、速度変化に伴うオフトラックの発生がないた
め、エラーの増加を防止できる。

第３の目的のためには、速度変化に応じ、ＤＡ変換器を
駆動しているクロックを生成するための速度情報をイン
タフェイスを経由してピッチコントローラに出力するた
めに、ピッチが正しく補正される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図〜第２図により説明す
る。第１図は本発明の全体の概略ブロック図である。

第１図において磁気テープ２は、ドラムｌのまわりにテ
ープガイド５，６を用いて巻きつけられる。ドラム１に
は、第１４図で説明したように記録ヘッドＲＥＣ１〜４
および再生ヘッドＰＢ１〜４がとりつけられている。ま
たドラム１は、図示しないドラムモータにより回転させ
られる。またドラムモータには図示しないが、モータの
回転数を知るためのドラムＦ　Ｇ　（Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ　Ｇｅｎｅｒａｔａｒ）コイルが巻かれ、さらにドラ
ムの回転位相を知るためのドラムＴ　Ｐ　（Ｔａｃｈｏ
ｅｅａｔａｒ　Ｐｕ１ｓｅ）発生器が付けられている。

テープバス内には、第１３図のコントロールトラックに
ＣＴ　Ｌ　（Ｃｏｎｔｒｏｌ）パルスを記録再生するた
めのＣＴＬヘッド９が設けられている。テープはキャプ
スタン部８（キャプスタンと、それを回転させろための
モータとモータの回転数を知るためのキャプスタンＦＧ
コイルから構成される）のキャプスタンとピンチローラ
７とにより駆動される。なお、テープは図示しないリー
ルモータによりリール３から送り出され、リール４に巻
き取られる。さらにテープパス内には、テープテンショ
ンのセンサ１０が設けられ、テープ”ｔＭ正なテンショ
ンで走行させるようにリールモータの制御が行われる。

サーボ部Ｌ４について説明する。サーボ部１４はドラｔ
、　１およびキャプスタン部８を適切に制御し、要求さ
れろ記録形式に合うように、テ・−プ位置およびヘッド
位置を制御する。第１２図はサーボ部１４の詳細なブロ
ック図である。ドラム１の制御は映ｆ＆信号処理回路１
２と１＆準償吟生戊回路１３から生成される同期信号を
もとに、タイミングパルス生成回路８７からの信号と、
ドラム１から出力されるドラムＴＰパルスアンプ８２で
増幅されたドラムＴＰパルスとを位相比較回１８３で位
相比較し、位相差を求める。さらにドラム１からのＩ？
　０４３号は、ドラムＦＯアンプ７９により増幅さオｔ
、システムコントロールからの速度指令により目標値設
定回路８０’　で設定される目？１Ｍを基準として、周
波数弁別回、＠ＳＯで周波数弁別される４この位相差お
よび周波数弁別回路の出力は、それぞれ速度によって利
得を変える。可変利得アンプ８１．８１’で増幅加算さ
れ、ドラムモータードライバー８５へ送られ、ドラム１
のモータが駆動される。ドラムｌは、基準信号生成回路
ｔ３から出力されるｊ＆準倍信号同期して回転する。尚
、本実施例では、目標速度を操作部１５で急激に変えた
時、システムコントロール部１６で、サーボ部１４と基
や信号生成１３に送る速度指令信号を急激に変化させず
に、例えば、１６．６ｍａａｃごとに速度を０．１％ス
テップで変化させて、目標速度までもっていく事を、行
なって、ドラム速度及び基準信号を、徐々にかつ、なめ
らかに変えていき、ドラムサーボがはずれないようにし
ている。

キャプスタン制御は、キャプスタンＦＧアンプ９４でア
ンプされたＦＧを、目標設定量１ｓｏ’で、設定される
目標値を基準として、周波数弁別回路９３で周波数弁別
し、誤差電圧を求める。さらにコントロールトラックに
記録されている。ＣＴＬ信号を、ＣＴＬ再生アンプ９５
で増幅し、ＣＴ　Ｌ分離量１９６で分離し１位相比較回
路８９に入力する。又、一方システムコントロールから
の指令によって基準信号生成回路１３より周波数の変化
した基準信号が出力され、タイミングパルス生成回路８
７に入り、さらに、速度に応じて遅延量が変わる可変遅
延回路８８を通り、遅延された基準信号を位相比較回路
８９に入力し、上述のＣＴＬ信号と位相比較し、誤差電
圧を求める。

この位相誤差、及び周波数弁別回路の誤差電圧は、加算
され、キャプスタンモータドライバ９１へ送られ、キャ
プスタンモータを駆動する０本方式の特徴は再生信号の
圧縮・伸張時に速度指令に応じて可変遅延回路８５の遅
延量を変える事により、どの速度でも、ジャストトラッ
キングする事にある。

テンション制御は、再生時間の圧縮・伸張時にシステム
コントロールからの速度指令により、テンション基準電
圧発生回路９７′の基準電圧を変えることにより、リー
ルモータドライバー９９に入力される電圧を、変化させ
リールモーターを制御する。

ドラムの回転速度が変化（特に速度が増加）すると、ヘ
ッドのテープタッチが悪くなる、これを防ぐのに、上記
のように、テンションを変化（増加）させている。

以上のようにサーボ系では、ドラム、キャプスタンの速
度系はシステムコントロールから直接目標値を制御し１
位相系は基準信号を０．１％の精度で制御し正確に、安
定に動作させている。また操作部１５からの速度指令の
変化が大きくとも、ある範囲に制限し、サーボがはずれ
ることを防止し、結果的にオフトラックを防止し、Ｎ質
劣化を防止している０本発明の実施例においては、ドラ
ムの応答が遅いためにドラムが応答できる範囲内に速度
指令の変化を抑えている。またテンションを制御するこ
とにより速度変化に伴うヘッド当りの劣化を防止し、結
果的に画質音質の劣化を防止している。

相対速度検出回路８６はドラムＦ　Ｇアンプ７９の出力
とキャプスタンＦＧアンプ９４の出力よりドラム回転数
と、テープスピードを測定し、ヘッドの相対速度を演算
出力するものである。

次に信号処理系について説明する。ドラム１の再生ヘッ
ドＰＢ１〜ＰＢ４により読み出された信号からはデータ
抽出回路１９．２０によりクロックとシリアルデータが
分離される。データ抽出回路１９．２０は第２図に示す
構成となっている。

まず増幅回路２７により必要レベルまで増幅され、等化
量ｊ３２８により周波数特性が自乗余弦特性となるよう
に等化され、波形干渉が除去される。その後コンパレー
タ２９により２値化されクロック抽出回路３０によりク
ロックが抽出され、さらに２値化された信号をこのクロ
ックで再びサンプリングすることによりジッタの影響を
除去し、シリアルのデータ列を得るものである。このデ
ータ抽出回路において、テープ速度を変化させると、第
１１図の破線に示すようにエラーレートが速度変化に応
じて劣化し画質、音質の劣化を招く、この原因として、
テープ速度変化に応じてドラム回転数も変えるため、デ
ータの転送レートが変化する。

その結果周波数特性が変化し、正しく波形等化が行われ
ないこと、クロック抽出回路が誤動作すること、データ
ストローブのタイミングが最適位置からずれることの３
つの理由によりエラーレートが劣化することがわかった
。そのため、等化回路２８として第３図に示す構成の等
化回路を採用し。

さらに制御方法も工夫した。第３図は３タツプの周知の
トランスバーサルフィルタで相対速度検出口Ｈｓｅから
与えられるル１１！１端子４１の制御信号により可？！
＆遅延素子３７．３８の遅延時間が変化するとフィルタ
の中心周波数が変化し、さらに可変利得アンプ３６．３
９の利得が制御端子４２の制御により変化するとフィル
タの周波数特性が変化するものである。第５図に示すよ
うに遅延時間と利得の制御により等化回路の特性が変化
する・テープ速度が標準速度より増加すると、相対速度
検出回路８６の出力によりｆｏを高め、テープ速度が標
準速度より減少するとｆＯを低めるように制御される。

利得制御は一般にテープ速度に応じてあまり変化させる
必要はないが、ｆｏをテープ速度に応じて変更したあと
で、システムコントロール部がエラーレートが少くなる
ように利得を変化させれば自動等化が可能となる。この
場合にｆｏをテープ速度に応じて変化させたあとで、利
得をエラーレートが少くなるように変化させることで、
自動等化の集束を早めることができる。

等化回路２８、コンパレータ２９のあとのクロック抽出
回路３０では、データ転送レートに応じて、ＶＣＯ（電
圧制御形発振回路）の中心周波数を制御し、ＰＬＬ回路
のロックがはずれたり、サイドロック現象が現われるの
を防止し、正しくクロックが抽出できるようにする必要
がある。第４図はクロック抽出回路のブロック図である
。２値化されたデータ（データ転送レート６４Ｍｂｐｓ
±２０％）よりエツジ検出回路４７で両エツジを取り出
す、ＶＣＯ４４は１２８ＭＩｈｆ２０％の箱間で発振す
る。ＶＣＯ４４の出力をデータのエツジ情報は位相比較
されることにより、ＶＣＯの出力は入力データとロック
するように動作を行うのは周知である。ここで制御端子
５１へ、ＶＣＯの中心周波数制御電圧が相対速度検出回
路より出力され、ｖＣＯの中心周波数（フリーラン周波
数）が転送レートの２倍になる。従ってＰＬＬ回路は正
確に動作し、クロックを正しく抽出することが可能とな
る。

データストローブ回路では、第１５図に示すようにスト
ローブポイントが理想位置からずれると等価的にＳ／Ｎ
が劣化しエラーレート増加の原因となる５ｉｎｓのずれ
は等価的に約２ｄＢのＳ／Ｎの劣化に相当し、エラーレ
ートを約２桁悪化させる。従って転送レートに応じて、
クロックとデータのタイミングを変えることによりこの
現象を防止できる。第６図はデータストローブ回路の一
例であり、ラッチの入力端子５２の入力データをクロッ
クでサンプリングするもので、この例では。

可変遅延回路５５によりクロック人力５３のクロックを
遅延させている。この遅延量は相対速度検出回路の出力
により最適になるように変化させられる。もちろんデー
タを遅延させてもよいことはいうまでもない。

このような対策により第１１図の実線に示すように転送
レートによらず、はぼ一定の必要なエラーレートを得る
ことができ、画質、音質の劣化の発生を防止することが
できた。

このようにして得られたクロックとシリアルデータはエ
ラー訂正回ｊ６２１に送られる。エラー訂正回路２１で
は図示しないが、復調（本実施例ではＭ１復調）され、
さらに同期信号が検出されて。

８ＭＩＩｚの８ビツトのパラレルデータとなり、リード
ソロモン符号を使用した誤り訂正が行われる。

映像信号処理回路２３は、第７図に示す構成でありエラ
ー訂正回ｊ＠２１．２２から得られる２チヤネルに分割
されていたデータをチャネル合成回路５９で合成する。

さらに前述した公知例のようにメモリを使用し、フィー
ルド展間引き／挿入回路６０により画像出力を得て、Ｄ
Ａ変換器６１によりアナログ映像信号にして出力するも
のである。

音声信号は、エラー訂正回路２１．２２からのオーディ
オ信号（４チヤネル分）をメモリ６４に書き込み、クロ
ック生成回路６６の続出しクロックによりメモリ６４か
ら読み出され、ＤＡ変換鼎６５によりアナログオーディ
オ信号になり出力される。クロック生成回路は、基準信
号生成回Ｎ１３にロックした信号で±ｎ％の速度変化が
あれば４８ｋｌｈｆｎ％のクロックを正確に出力する。

従って出力音声信号は、テープ速度の変化に応じてピッ
チが正確に変化する。

以上述べたように本発明においては、再生時間の圧縮・
伸張を画質、音質の劣化なしに行うことができる。

次に外部のピッチコントローラについて説明する。ピッ
チコントローラは、再生時間の圧縮・伸張に伴うピッチ
の変化を補正する目的で使用されるものである。この場
合にピッチコントローラに再生時間の圧縮・伸張がどの
くらいの割合に行われているかを与えることが重要にな
る。キーボード等で設定する方式では操作が面倒である
こと、急激な速度変化に追随できないことの欠点があり
第９図に示す方式が用いられている。入力端子６９に与
えられるＶＴＲからのタイムコード信号の変化からテー
プ速度をテープ速度検出回路７１により知り、ピッチコ
ントロール部７２でピッチを補正するものである。この
方式は、１インチＶＴＲのように、オーディオ信号とタ
イムコードがともにリニアトラックに書かれているもの
については有効であるが、本発明のＶＴＲのようにオー
ディオ信号がヘリカルトラックにディジタル記録されて
いるものでは不都合を生ずる。テープ走行にワウフラッ
タが発生した場合、タイムコードは影響をうけて、テー
プ速度検出回路７１はテープ速度変化があったと判断す
る。一方オーディオ信号は基中信号生成回路１３の出力
にロックしたクロックでＤ　Ａ変換されるためにテープ
のワウフラッタは吸収され全く影響が現れない。したが
って。

ピッチコントロール部７２はワウフラッタにより引起こ
されたテープ速度変化に応じて誤ってピッチを補正して
しまい、再生信号のピッチが変化する。それは第１０図
に示すようにシステムコントロール部１６とピッチコン
トロール部７７の間にインタフェイス１７および７６を
設は基準信号生成回路１３で再生速度をｎ％変化させた
かをピッチコントローラに直接送ることにより解決され
る。

ピッチコントロール部７７はインタフェイス７６の出力
により正確にピッチを補正するため音質劣化を防止する
ことができる。

本発明の実施例においては、データ抽出回路２０のそれ
ぞれの要素の制御をサーボ部内の相対速度検出回路で行
っている。こうすることにより、高速サーチ時にも、デ
ータ転送レートが変化しエラーレートが悪化することを
防ぐことができ、高速サーチ時の再生画質の向上を図る
ことができるという効果も有する。なおこの場合、テー
プ速度の検出は、テープ駆動をキャプスタン駆動でなく
リール駆動モードとなるのでテープ速度をキャプスタン
から得られないので、ＣＴＬ信号あるいはリールモータ
の回転数から検出する必要がある。

また、再生速度の圧縮・伸張の場合には１本発明では、
テープ速度、シリンダ回転数は、システムコントローラ
からの指令にロックするようにサーボ系が動作する。従
って相対速度情報をシステムコントローラから各被制御
ブロックへ直接出力することも可能である。

［発明の効果］ 以上１本発明によれば１画質、音質の劣化のない再生時
間圧縮・伸張機能を有するディジタル画像信号の再生装
置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１１１！ｉは本発明の一実施例のブロック図、第２図
はそのデータ抽出回路のブロック図、第３図は等化回路
のブロック図、第４＠はクロック抽出回路のブロック図
、第５図は等化回路の周波数特性を示す図、第６図はデ
ータストローブ回路のブロック図、第７図は映像信号処
理回路のブロック図、第８図は音声信号処理回路のブロ
ック図、第９図は従来技術のピッチコントローラ、第１
０図は本発明のピッチコントローラ、第１１図は本発明
によるエラーレートの改善を示す図、第１２図はサーボ
部のブロック図、第１３１！ｌは本発明の装置を使用し
た記録形式の説明図、第１４図のドラムの構成の説明図
、第１５図はストローブポイントのズレとＳ／Ｎの劣化
を示す図である。 符号の説明 １・・・ドラム。 ２・・・テープ、 ３．４・・・リール、 ５．６・・・テープガイド。 ７・・・ピンチローラ、 ８・・・キャプスタン部。 ９・・・ＣＴＬヘッド、 １０・・・テンションセンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気テープ（２）を駆動するキャプスタン（８）と
   磁気ヘッドをトラック上を走査するドラム（１）を非標
   準速度で駆動せしめ、メモリを用いて再生時間の圧縮・
   伸張を行うディジタル画像信号の再生装置において、 磁気ヘッドの相対速度を検出する手段（８６）と、 検出された相対速度によって特性が制御される等化回路
   （２８）あるいは クロック抽出回路（３０）あるいは データストローブ回路（３１）、の少くとも１つを含ん
   で成るデータ抽出回路と、 を備えた構成を特徴とするデジタル画像信号の再生装置
   。 ２、磁気テープ（２）を駆動するキャプスタン（８）と
   磁気ヘッドをトラック上を走査させるドラム（１）を非
   標準速度で駆動せしめ、メモリを用いて再生時間の圧縮
   ・伸張を行うディジタル画像信号の再生装置において、 テープテンションを制御する手段が備えられ、相対速度
   に応じてテープテンションが変えられる構成とされてい
   ることを特徴とするディジタル画像信号の再生装置。 ３、磁気テープ（２）を駆動するキャプスタン（８）と
   磁気ヘッド（ＰＢ１〜４）をトラック上を走査させるド
   ラム（１）を非標準速度で駆動せしめ、メモリを用いて
   再生時間の圧縮・伸張を行うディジタル画像の再生装置
   において、速度変化の上限を制限する手段（１６）が備
   えられ、操作部１５からの指令にかかわらず、上記速度
   変化が制限される構成とされていることを特徴とするデ
   ィジタル画像信号の再生装置。 ４、磁気テープ（２）を駆動するキャプスタン（８）と
   磁気ヘッド（ＰＢ１〜４）をトラック上を走査させるド
   ラム（１）を非標準速度で駆動せしめ、メモリを用いて
   再生時間の圧縮・伸張を行うディジタル画像信号の再生
   装置において、インタフェイス手段（１７）が備えられ
   、 速度指令が出力される構成とされていることを特徴とす
   るディジタル画像信号の再生装置。