JPH04178904A - ディジタル画像信号の磁気記録装置 - 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〕 この発明は、ディジタルビデオ信号等のディジタル画像
信号を磁気テープに記録する装置に関し、特に、磁気ヘ
ッドのアジマス角を所定のものに選定することによって
、長時間の記録を可能としたディジタル画像信号の磁気
記録装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、入力ディジタル画像信号を複数の画素デー
タからなるブロック単位のデータに変換するブロック化
回路と、このブロック化回路の出力データをブロック単
位に圧縮符号化する符号化回路と、この符号化回路の出
力符号化データをチャンネル符号化するチャンネル符号
化回路とを有し、このチャンネル符号化回路の出力デー
タを回転ドラムに装着された磁気ヘッドによって、磁気
テープに記録するようにしたディジタル画像信号の磁気
記録装置において、磁気テープに記録されるトラックは
、実質的にガード・バンドを設けることなく、形成され
ると共に、互いに隣接するトラックを記録するための磁
気ヘッドのアジマス角が２０°付近の範囲内の値に設定
されているものであり、従って、小型のテープカセット
を使用して、例えば４時間のような長時間の記録が可能
となる。

〔従来の技術〕

近年、カラービデオ信号をディジタル化して磁気テープ
等の記録媒体に記録するディジタルＶＴＲとしては、放
送局用のＤ１フォーマットのコンポーネント形のディジ
タルＶＴＲ及びＤ２フォーマットのコンポジット形のデ
ィジタルＶＴＲが実用化されている。

前者のＤＩフォーマットのディジタルＶＴＲは、輝度信
号及び第１、第２の色差信号を夫々１３゜５ＭＨｚ、６
．７５Ｍ七のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換した後所
定の信号処理を行ってテープ上に記録するもので、これ
らコンポーネント成分のサンプリング周波数の比が４：
”２：２であるところから、４：２：２方式とも称され
ている。

後者のＤ２フォーマットのディジタルＶＴＲは、コンポ
ジットカラービデオ信号をカラー副搬送波信号の周波数
ｆｓｃの４倍の周波数の信号でサンプリングを行ってＡ
／Ｄ変換し、所定の信号処理を行った後、磁気テープに
記録するようにしている。

これらディジタルＶＴＲは、共に放送局用に使用される
ことを前提として設計されているため、画質最優先とさ
れ、１サンプルが例えば８ビツトにＡ／Ｄ変換されたデ
ィジタルカラービデオ信号を実質的に圧縮することなし
に、記録するようにしている。

一例として、前者のＤ１フォーマットのディジタルＶＴ
Ｒのデータ量について説明する。

カラービデオ信号の情報量は、上述のサンプリング周波
数で、各サンプル当り８ビツトでＡ／Ｄ変換した場合に
、約２１６Ｍｂｐｓ　（メガビット／秒）の情報量とな
る。このうち水平及び垂直のブランキング期間のデータ
を除くと、１水平期間の輝度信号の有効画素数が７２０
、色差信号の有効画素数が３６０となり、各フィールド
の有効走査線数がＮＴＳＣ方式（５２５／６０）では２
５０となるので、１秒間の映像信号のデータＩＤｖは Ｄｖ＝（７２０＋３６０　　＋３６０）Ｘ８　　Ｘ２５
０　　Ｘ６０＝１７２．８　　Ｍ　ｂ　ｐＳ となる。

Ｐ　Ａ　Ｌ方式（６２５１５０）でもフィールド毎の有
効走査線数が３００で、１秒間でのフィールド数が５０
であることを考慮すると、そのデータ量がＮＴＳＣ方式
と等しくなることが判る。これらのデータにエラー訂正
及びフォーマット化のだめの冗長成分を加味すると、映
像データのビットレートが合計で約２０５．８Ｍｂｐｓ
となる。

また、オーディオ・データＤａは約１２．８Ｍｂｐｓと
なり、更に編集用のギャップ、プリアンプル、ポストア
ンブル等の付加データＤＯが約６゜６Ｍｂｐｓとなるの
で、記録データ全体の情報量Ｄｔは以下の通りとなる。

Ｄｔ＝Ｄｖ＋Ｄａ＋Ｄ。

＝１７２．８　＋１２．８＋６．６　＝２２５．２　Ｍ
　ｂ　ｐ　ｓこの情報量を有するデータを記録するため
、Ｄ１フォーマットのディジタルＶＴＲでは、トラック
パターンとして、ＮＴＳＣ方式では１フイールドで１０
トラツク、また、ＰＡＬ方式では１２トラツクを用いる
セグメント方式が採用されている。

また、記録テープとしては１９＋ｕｎ幅のものが使用さ
れ、テープ厚みは１３μｍと１６μｍの２種類があり、
これを収納するカセットには大、中、小の３種類のもの
が用意されている。これらのテープに上述したフォーマ
ットで情報データを記録しているため、データの記録密
度としては約２０゜４μｎｆ／ｂｉｔ程度となっている
。記録密度が高いと、符号間干渉或いはヘッド・テープ
の電磁変換系の非線形性による波形劣化によって、再生
出力データのエラーが発注し易（なる。従来の記録密度
としては、エラー訂正符号化を行っているとしても、上
述の数値が限界であった。

以上のパラメータを総合すると、Ｄ１フォーマットのデ
ィジタルＶＴＲの各サイズのカセットの再生時間は下記
の通りとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようにＤＩフォーマットのディジタルＶＴＲは放送
局のＶＴＲとして、画質最優先の性能を求めたものとし
ては十分のものであるが、１９ｍｍ幅を有するテープを
装着した大型のカセットを使用しても、高々１．５時間
程度の再生時間しか得られず、家庭用のＶＴＲとして使
用するには、頗る不適当なものといえる。記録密度を向
上するためには、トラックピッチを小とすることが有効
である。しかし、従来の磁気ヘッドは、アジマス角を隣
接するトラック間で、１０”程度具ならせる記録方法を
使用しても、クロストークの量が多くなり、トラックピ
ッチを小とする面で限界があった。

一方、現在家庭用ＶＴＲとしては、β方式、■Ｈ３方式
、８１１１１方式等が実用化されているがいずれもアナ
ログ信号の形態で記録・再生を行うもので、夫々の画質
がかなり改良されているものの、例えばカメラで撮像し
て記録したものをダビングしてコピーしようとした時、
このダビングの段階でかなりの画質劣化が生じ、これを
複数回繰り返した場合には、はとんど鑑賞に耐えられな
いものとなってしまう欠点があった。

従って、この発明の目的は、トラックピッチを小とする
ことにより、記録密度をあげることによって、小型のテ
ープカセットを使用しても、長時間の記録が可能なディ
ジタル画像信号の記録装置を提供することにある。

この発明の他の目的は、複数回のダビングを繰り返して
も、画質劣化の少ないディジタル画像信号の記録装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、入力ディジタル画像信号を複数の画素デー
タからなるブロック単位のデータに変換するブロック化
回路（５，６）と、ブロック化回路（５，６）の出力デ
ータをブロック単位に圧縮符号化する符号北回Ｆｌａｔ
　（８）と、符号化回路（８）の出力符号化データをチ
ャンネル符号化するチャンネル符号化回路（１１）とを
有し、チャンネル符号化回路（１１）の出力データを磁
気ヘッド（１３Ａ、１３Ｂ）によって磁気テープ（７８
）に記録するようにしたディジタル画像信号の磁気記録
装置において、 磁気テープに記録されるトラックは、実質的にガード′
・バンドを設けることなく、形成されると共に、互いに
隣接するトラックＴＡ、ＴＢを記録するための磁気ヘッ
ド（１３Ａ、１３Ｂ）のアジマス角が２０°付近の値に
設定されているものであることを特徴とするディジタル
画像信号の磁気記録装置である。

〔作用〕

アジマス角が２０°付近の値とされているので、隣接ト
ラック間のクロストークを減少できると共に、再生出力
の減少量を抑えることができる。従って、磁気テープ７
８上にガートバンドを介在することなく、然も、狭いト
ラックピッチでトラックを形成でき、長時間の記録が可
能となる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について説明する。

この説明は、下記の順序に従ってなされる。

ａ、信号処理部 す、ブロック符号化 Ｃ，チャンネルエンコーダ及びチャンネルデコーダ ｄ、ヘッド・テープ系 ｅ、電磁変換系 ｆ、アジマス角の選定 ａ、信号処理部 まず、この一実施例中のディジタルＶＴＲの信号処理部
について説明する。

第１図は記録側の構成を全体として示すものである。Ｉ
Ｙ、ｌｔＪ、ＩＶ、で夫々示す入力端子に例えばカラー
ビデオカメラからの三原色信号Ｒ１Ｇ、Ｂから形成され
たディジタル輝度信号Ｙ、ディジタル色差信号Ｕ、Ｖが
供給される。この場合、各信号のクロックレートは上述
のＤＩフォーマットの各コンポーネント信号の周波数と
同一とされる。即ち、夫々のサンプリング周波数が１３
．５ＭＨｚ、６．７５ＭＨｚとされ、且つこれらの１サ
ンプル当たりのビット数が８ビツトとされている。

従って、入力端子ＩＹ、ＩＵ、ＩＶに供給される信号の
データ量としては、上述したように、約２１６Ｍｂｐｓ
となる。この信号のうちブランキング期間のデータを除
去し、有効領域の情報のみをとりだす有効情報抽出回路
２によってデータ量が約１６７Ｍｂｐｓに圧縮される。

有効情報抽出回路２の出力の内で輝度信号Ｙが周波数変
換回路３に供給され、サンプリング周波数が１３．５Ｍ
１（ｚからその３／４に変換される。この周波数変換回
路３としては、例えば間引きフィルタが使用され、折り
返し歪みが生じないようになされている。周波数変換回
路３の出力信号がブロック化回路５に供給され、輝度デ
ータの順序がブロックの順序に変換される。ブロック化
回路５は、後段に設けられたブロック符号化回路８のた
めに設けられている。

第３図は、符号化の単位のブロックの構造を示す。この
例は、３次元ブロックであって、例えば２フレームに跨
がる画面を分割することにより、第３図に示すように、
（４ライン×４画素×２フレーム）の単位ブロックが多
数形成される。第３図において、実線は奇数フィールド
のラインを示し、破線は偶数フィールドのラインを示す
。

また、有効情報抽出回路２の出力のうち、２つの色差信
号Ｕ、Ｖがサブサンプリング及びサプライン回路４に供
給され、サンプリング周波数が夫々６．７５ＭＨｚから
その半分に変換された後、２つのディジタル色差信号が
交互にライン毎に選択され、１チヤンネルのデータに合
成される。従って、このサブサンプリング及びサプライ
ン回路４からは線順次化されたディジタル色差信号が得
られる。この回路４によってサブサンプル及びサプライ
ン化された信号の画素構成を第４図に示す。

第４図において、Ｑは第１の色差信号Ｕのサンプリング
画素を示し、△は第２の色差信号■のサンプリング画素
を示し、×はサブサンプルによって間引かれた画素の位
置を示す。

サブサンプリング及びサプライン回路４の線順次出力信
号がブロック化回路６に供給される。ブロック化回路６
ではブロック化回路５と同様に、テレビジョン信号の走
査の順序の色差データがブロックの順序のデータに変換
される。このブロック化回路６は、ブロック化回路５と
同様に、色差データを（４ライン×４画素×２フレーム
）のブロック構造に変換する。ブロック化回路５及び６
の出力信号が合成回路７に供給される。

合成回路７では、ブロックの順序に変換された輝度信号
及び色差信号が１チヤンネルのデータに変換され、合成
回路７の出力信号がブロック符号化回路８に供給される
。このブロック符号化回路８としては、後述するように
ブロック毎のダイナミックレンジに適応した符号化回路
（ＡＤＲＣと称する）　、Ｄ　ＣＴ　（Ｄｉｓｃｒｅｔ
ｅ　Ｃｏ５ｆｎａ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｔａ）回路等が適
用できる。ブロック符号化回路８の出力信号がフレーム
化回路９に供給され、フレーム構造のデータに変換され
る。このフレーム化回路９では、画像系のクロックと記
録系のクロックとの乗り換えが行われる。

フレーム化回路９の出力信号がエラー訂正符号のパリテ
ィ発生回路１０に供給され、エラー訂正符号のパリティ
が生成される。パリティ発生回路１０の出力信号がチャ
ンネルエンコーダ１１に供給され、記録データの低域部
分を減少させるようなチャンネルコーディングがなされ
る。チャンネルエンコーダ１１の出力信号が記録アンプ
１２Ａ、１２Ｂと回転トランス（図示せず）を介して磁
気ヘッド１３Ａ、１３Ｂに供給され、磁気テープに記録
される。

尚、オーディオ信号は、図示せずも、ビデオ信号とは別
に圧縮符号化され、チャンネルエンコーダに供給される
。

上述の信号処理によって、入力のデータ量２１６Ｍｂｐ
ｓが有効走査期間のみを抽出することによって約１６７
Ｍｂｐｓに低減され、更に周波数変換とサブサンプル、
サプラインとによって、これが８４Ｍｂｐｓに減少され
る。このデータは、ブロック符号化回路８で圧縮符号化
することにより、約２５Ｍｂｐｓに圧縮され、その後の
パリティ、オーディオ信号等の付加的な情報を加えて、
記録データ量としては３１．５６Ｍｂｐｓ程度となる。

次に、再生側の構成について第２図を参照して説明する
。

第２図において磁気ヘッド１３Ａ、１３Ｂからの再生デ
ータが回転トランス（図示せず）及び再生アンプ２１Ａ
、２１Ｂを介してチャンネルデコーダ２２に供給される
。チャンネルデコーダ２２において、チャンネルコーデ
ィングの復日周がされ、チャンネルデコーダ２２の出力
信号が７８０回路（時間軸補正回路）２３に供給される
。このＴＢＣ回路２３において、再生信号の時間軸変動
成分が除去される。ＴＢＣ回路２３からの再生データが
ＥＣＣ回路２４に供給され、エラー訂正符号を用いたエ
ラー訂正とエラー修整とが行われる。ＥＣＣ回路２４の
出力信号がフレーム分解回路２５に供給される。

フレーム分解回路２５によって、ブロック符号化データ
の各成分が夫々分離されると共に、記録系のクロックか
ら画像系のクロックへの乗り換えがなされる。フレーム
分解回路２５で分離された各データがブロック復号回路
２６に供給され、各ブロック単位に原データと対応する
復元データが復号され、復号データが分配回路２７に供
給される。この分配回路２７で、復号データが輝度信号
と色差信号に分離される。輝度信号及び色差信号がブロ
ック分解回路２８及び２９に夫々供給される。ブロック
分解回路２日及び２９は、送信側のブロック化回路５及
び６と逆に、ブロックの順序の復号データをラスター走
査の順に変換する。

ブロック分解−路２８からの復号輝度信号が補間フィル
タ３０に供給される。補間フィルタ３０では、輝度信号
のサンプリングレートが３ｆｓから４　ｆｓ　　（４ｆ
ｓ　＝１３．　５ＭＨｚ）に変換される。

補間フィルタ３０からのディジタル輝度信号Ｙは出力端
子３３Ｙに取り出される。

一方、ブロック分解回路２９からのディジタル色差信号
が分配回路３１に供給され、線順次化されたディジタル
色差信号Ｕ、■がディジタル色差信号Ｕ及びＶに夫々分
離される。分配回路３１からのディジタル色差信号Ｕ、
Ｖが補間回路３２に供給され、夫々補間される。補間回
路３２は、復元された画素データを用いて間引かれたラ
イン及び画素のデータを補間するもので、補間回路３２
からは、サンプリングレートが４ｆｓのディジタル色差
信号Ｕ及び■が得られ、出力端子３３Ｕ、３３Ｖに夫々
取り出される。

ｂ、ブロック符号化 上述の第１図におけるブロック符号化回路８としては、
先に本出願人が出願した特願昭５９−２６６４０７号及
び特願昭５９−２６９８６６号等に示されるＡ　Ｄ　Ｒ
Ｃ（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｇｅ　
Ｃ。

ｄｉｎｇ）エンコーダが用いられる。このＡＤＲＣエン
コーダは、各ブロックに含まれる複数の画素データの最
大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮを検出し、これら最大値ＭＡ
χ及び最小値ＭＩＮからブロックのダイナミックレンジ
ＤＲを検出し、このダイナミックレンジＤＲに適応した
符号化を行い、原画素データのビット数よりも少ないビ
ット数により、再量子化を行うものである。ブロック符
号化回路８の他の例として、各ブロックの画素データを
ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎｓ
ｆｏｒｍ）　　シた後、このＤＣＴで得られた係数デー
タを量子化し、量子化データをランレングス・ハフマン
符号化して圧縮符号化する構成を用いても良い。

ここでは、ＡＤＲＣエンコーダを用い、更にマルチダビ
ングした時にも画質劣化が生じないエンコーダの例を第
５図を参照して説明する。

第５図において、４１で示す入力端子に例えば１サンプ
ルが８ビツトに量子化されたディジタルビデオ信号（或
いはディジタル色差信号）が第１図の合成画Ｂ７より入
力される。

入力端子４１からのブロック化データが最大値、最小値
検出回路４３及び遅延回路４４に供給される。最大値、
最小値検出回路４３は、ブロック毎に最小値ＭＩＮ、最
大値ＭＡＸを検出する。遅延回路４４からは、最大値及
び最小値が検出されるのに要する時間、入力データを遅
延させる。遅延回路４４からの画素データが比較回路４
５及び比較回路４６に供給される。

最大値、最小値検出回路４３からの最大値ＭＡχが減算
回路４７に供給され、最小値ＭＩＮが加算回路４８に供
給される。これらの減算回路４７及び加算回路４８には
、ビットシフト回路４９から４ビツト固定長でノンエツ
ジマツチング量子化をした場合の１量子化ステップ幅の
値（△＝１／１６ＤＲ）が供給される。ビットシフト回
ＩＦ！４９は、（１／１６）の割算を行うように、ダイ
ナミックレンジＤＲを４ビツトシフトする構成とされて
いる。減算回路４７からは、（ＭＡＸ−△）のしきい値
が得られ、加算回路４８からは、（ＭｌＮ＋△）のしき
い値が得られる。これらの減算回路４７及び加算回路４
８からのしきい値が比較回路４５及び４６に夫々供給さ
れる。

なお、このしきい値を規定する値△は、量子化ステップ
幅に限らず、ノイズレベルに相当する固定値としても良
い。

比較回路４５の出力信号がＡＮＤゲート５０に供給され
、比較回路４６の出力信号がＡＮＤゲート５１に供給さ
れる。ＡＮＤゲート５０及び５−１には、遅延回路４４
からの入力データが供給される。比較回路４５の出力信
号は、入力データがしきい値より大きい時にハイレベル
となり、従って、ＡＮＤゲート５０の出力端子には、（
ＭＡＸ−ＭＡＸ−△）の最大レベル範囲に含まれる入力
データの画素データが抽出される。比較回路４６の出力
信号は、入力データがしきい値より小さい時にハイレベ
ルとなり、従って、ＡＮＤゲート５１の出力端子には、
（ＭＩＮ−ＭＩＮ＋△）の最小レベル範囲に含まれる入
力データの画素データが抽出される。

ＡＮＤゲート５０の出力信号が平均化回路５２に供給さ
れ、ＡＮＤゲート５１の出力信号が平均化回路５３に供
給される。これらの平均化回路５２及び５３は、ブロッ
ク毎に平均値を算出するもので、端子５４からブロック
周期のリセット信号が平均化回路５２及び５３に供給さ
れている。平均化回路５２からは、（ＭＡ　Ｘ−ＭＡ　
Ｘ−△）の最大レベル範囲に属する画素データの平均値
ＭＡＸ′が得られ、平均化回路５３からは、（ＭＩＮ〜
ＭＩＮ＋Δ）の最小レベル範囲に属する画素データの平
均値ＭＩＮ’が得られる。平均値ＭＡＸ　　−′から平
均値ＭＩＮ”が減算回路５５で減算され、減算回路５５
からダイナミックレンジＤＲ’が得られる。

また、平均値ＭＩＮ’が減算回路５６に供給され、遅延
回路５７を介された入力データから、平均値ＭＩＮ”が
減算回路５６において減算され、最小値除去後のデータ
ＰＤＩが形成される。このデータＰＤＩ及び修整された
ダイナミックレンジＤＲ′が量子化回路５８に供給され
る。この実施例では、量子化に割り当てられるビット数
ｎがＯビット（コード信号を伝送しない）、１ビツト、
２ビツト、３ビツト、４ビツトの何れかとされる可変長
のＡＤＲＣであって、エツジマツチング量子化がなされ
る。割り当てビット数ｎは、ブロック毎にビット数決定
回路５９において決定され、ビット数ｎのデータが量子
化回路５８に供給される。

可変長ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジＤＲ”が小さい
ブロックでは、割り当てビット数ｎを少なくし、ダイナ
ミックレンジＤＲ’が大きいブロックでは、割り当てビ
ット数ｎを多くすることで、効率の良い符号化を行うこ
とができる。即ち、ビット数ｎを決定する際のしきい値
をＴ１〜Ｔ４（ＴＩ＜７２＜７３＜７４）とすると、（
ＤＲ’＜ＴＩ）のブロックは、コード信号が伝送されず
、ダイナミックレンジＤＲ”の情報のみが伝送され、（
ＴＩ≦ＤＲ”＜７２）のブロックは、（ｎ＝−１）とさ
れ、（Ｔ２≦ＤＲ′＜Ｔ３）のブロックは、（ｎ＝２）
とされ、（Ｔ３≦ＤＲ’＜７４）のブロックは、（ｎ＝
３）とされ、（ＤＲ′≧Ｔ４）のブロックは、（ｎ＝４
）とされる。

かかる可変長ＡＤＲＣではしきい値Ｔ１〜Ｔ４を変える
ことで、発生情報量を制御すること（所謂バッファリン
グ）ができる。従って、１フィールド或いは、１フレー
ム当たりの発生情報量を所定値にすることが要求される
この発明のディジタルＶＴＲのような伝送路に対しても
可変長ＡＤＲＣを適用できる。

第５図において、６０は、発生情報量を所定値にするた
めのしきい値Ｔ１〜Ｔ４を決定するバッファリング回路
を示す、バッファリング回路６０では、しきい値の組（
ＴＩ、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）が複数例えば３２組用意され
ており、これらのしきい値の組がパラメータコードＰｉ
（ｉ−０，１，２、・・、３１）により区別される。パ
ラメータコードＰｉの番号ｉが大きくなるに従って、発
生情報量が単調に減少するように、設定されている。

但し、発生情報量が減少するに従って、復元画像の画質
が劣化する。

バッファリング回路６０からのしきい値Ｔ１〜Ｔ４が比
較回路６１に供給され、遅延回路６２を介されたダイナ
ミックレンジＤＲ”が比較回路６１に供給される。遅延
回路６２は、バッファリング６０でしきい値の組が決定
されるのに要する時間、ＤＲ’を遅延させる。比較回路
６１では、ブロックのダイナミックレンジＤＲ’と各し
きい値とが夫々比較され、比較出力がビット数決定回路
５９に供給され、そのブロックの割り当てビット数ｎが
決定される。量子化回路５日では、ダイナミックレンジ
ＤＲ”と割り当てビ・ノド数ｎとを用いて遅延回路６３
を介された最小値除去後のデータＰＤＩがエツジマツチ
ングの量子化により、コード信号ＤＴに変換される。量
子化回路５日は、例えばＲＯＭで構成されている。

遅延回路６２及び６４を夫々介して修整されたダイナミ
ックレンジＤＲ’、平均値ＭＩＮ”が出力され、更にコ
ード信号ＤＴとしきい値の組を示すパラメータコードｐ
ｔが出力される。この例では、−旦ノンエッジマッチ量
子化された信号が新たなダイナミックレンジ情報に基づ
いて、エツジマツチ量子化されているためにダビングし
た時の画像劣化は少ないものとされる。

Ｃ，チャンネルエンコーダ及びチャンネルデコーダ 次に第１図のチャンネルエンコーダ１１及びチャンネル
デコーダ２２について説明、する、これら回路の詳細に
ついては、本件出願人が出願した特願平１−１４３４９
１号にその具体構成が開示されているが、その概略構成
について第６図及び第７図を参照して説明する。

第６図において、７１は、第１図のパリティ発生回路１
０の出力が供給される適応型スクランブル回路で、複数
のＭ系列のスクランブル回路が用意され、その中で入力
信号に対し最も高周波成分及び直流成分の少ない出力が
得られるようなＭ系列が選択されるように構成されてい
る。７２がパーシャルレスポンス・クラス４検出方式の
ためのプリコーダで１／１−Ｄ”　　（Ｄは単位遅延用
回路）の演算処理がなされる。このプリコーダ出力を記
録アンプ１２Ａ、１２Ｂを介して磁気ヘッド１３Ａ、１
３Ｂにより、記録・再生し、再生出力を再生アンプ２１
Ａ、２１Ｂによって増幅するようになされている。

チャンネルデコーダ２２の構成を示す第７図において、
７３がパーシャルレスポンス・クラス４の再生側の演算
処理回路を示し、１＋Ｄの演算が再生アンプ２１Ａ、２
１Ｂの出力に対して行われる。７４が所謂ビタビ復号回
路を示し、演算処理回路７３の出力に対してデータの相
関性や確からしさ等を用いた演算により、ノイズに強い
データの復号が行われる。このビタビ復号回路７４の出
力がデスクランブル回路７５に供給され、記録側でのス
クランブル処理によって並びかえられたデータが元の系
列に戻されて原データが復元される。

この実施例において用いられるビタビ復号回路７４によ
って、ビット毎の復号を行う場合よりも、再生Ｃ／Ｎ換
算で３ｄＢの改良が得られる。

ｄ、テープ・ヘッド系 上述の磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂは、第８図Ａに示す
ように、回転ドラム７６に対して、１８０°の対向間隔
で取りつけられている。或いは第８図Ｂに示すように、
磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂが一体構造とされた形でド
ラム７６に取りつけられる。ドラム７６の周面には、１
８０°よりやや大きいか、又はやや少ない巻き付は角で
磁気テープ（図示せず）が斜めに巻きつけられている。

第８図Ａに示すヘッド配置では、磁気テープに対して磁
気へラド１３Ａ及び１３Ｂが略々交互に接し、第８図Ｂ
に示すヘッド配置では、磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂが
同時に磁気テープを走査する。

磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂの夫々のギャップの延長方
向（アジマス角と称する）が異ならされている０例えば
第９図に示すように、磁気ヘッド１３Ａと１３Ｂとの間
に、±２０″のアジマス角が設定されている。このアジ
マス角の相違により、磁気テープには、第１０図に示す
ような記録パターンが形成される。この第１０図から判
るように、磁気テープ上に形成された隣合うトラックＴ
Ａ及びＴＢは、アジマス角が相違した磁気ヘッド１３Ａ
及び１３Ｂにより夫々形成されたものとなる。

従って、再生時には、アジマス損失により、隣合うトラ
ック間のクロストーク量を低減することができる。

第１１図Ａ及び第１１図Ｂは、磁気ヘッド１３Ａ、１３
Ｂを一体構造（所謂ダブルアジマスヘッド）とした場合
のより具体的な構成を示す。例えば１５０ｒｐｓ　　（
ＮＴＳＣ方式）の高速で回転される上ドラム７６に対し
て、一体構造の磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂが取りつけ
られ、下ドラム７７が固定とされている。従って、磁気
テープ７８には、１フイールドのデータが５本のトラッ
クに分割して記録される。このセグメント方式により、
トラックの長さを短くすることができ、トラックの直線
性のエラーを小さくできる。磁気テープ７８の巻き付は
角θが例えば１６６°とされ、ドラム系φが１６．５”
！Ｊとされている。

また、ダブルアジマスヘッドを使用し、同時記録を行っ
ている０通常、上ドラム７６の回転部の偏心等により、
磁気テープ７８の振動が生じ、トラックの直線性のエラ
ーが発生する。第１２図Ａに示すように、磁気テープ７
８が下側に押さえつけられ、また、第１２図Ｂに示すよ
うに、磁気テープ７８が上側に引っ張られ、これにより
磁気テープ７８が振動し、トラックの直線性′が劣化す
る。

しかしながら、１８０°で一対の磁気ヘッドが対向配置
されたものと比較して、ダブルアジマスヘッドで同時記
録を行うことで、かかる直線性のエラー量を小さくでき
る。更に、ダブルアジマスヘッドは、ヘッド間の距離が
小さいので、ベアリング調整をより正確に行うことがで
きる利点がある。

このようなテープ・ヘッド系により、狭い幅のトラック
の記録・再生を行うことができる。

ｅ、電磁変換系 次に、この発明に用いられる電磁変換系について説明す
る。

まず、記録媒体としての磁気テープは次のような方法で
製造される。

すなわち、厚さ７μｍのポリエチレンフタレー）　（Ｐ
ＥＴ）フィルムよりなるベース上に、アクリル酸エステ
ル系ラテックスを主成分とするエマルジョンを含有した
液を塗布した後、乾燥を行い、ベースの一生面上に上記
エマルジョン微粒子よりなる微小突起を形成する。この
ような処理を施したベースの表面粗さは、中心線平均粗
さＲ１で０．００１５μｍ１また微小突起の密度は約５
゜Ｏ万個りがであった。

この後、第１３図に示す真空蒸着装置を用い、次のよう
にして上記ベース上にＣｏを主成分とする磁性層を酸素
雰囲気中で斜め蒸着により形成する。

第１３図において、符号８１ａ、８１ｂは真空槽、８２
は間仕切り板、８３は真空排気弁である。

８４はベースＢの供給ロール、８５ば巻き取りロール、
８６はガイドロール、８７ａ、８７ｂはベースＢをガイ
ドする円筒型のクーリングキャンである。また、Ｂａａ
、８８ｂはＣｏの蒸発源、８９ａ、８９ｂはそれぞれ蒸
発源Ｂａａ、８８ｂを加熱する電子ビームである。９０
ａ、９０ｂはベースＢに対する蒸発ビームの入射角を規
制するための遮蔽板、９１ａ、９１ｂは酸素ガスの導入
バイブである。

このように構成された真空蒸着装置において、ベースＢ
は供給ロール８４からクーリングキャン８７ａ１ガイド
ロール８６、クーリングキャン８７ｂ、巻き取りロール
８５の順に移送される。このとき、クーリングキャン８
７ａ、８７ｂにおいて、酸素雰囲気中で２層ＯＣＯ層よ
りなる磁性層が斜め蒸着により形成される。

この真空蒸着は、真空槽８１ａ、Ｂｌｂを真空度Ｉ　Ｘ
　１０−’Ｔｏｒｒに保ちながら、これらの真空槽８１
ａ、８Ｉｂ内に導入パイプ９１ａ、９１ｂにより酸素ガ
スを２５０ｃｃ／ｓｉｎの割合で導入しながら行う。こ
の場合、ベースＢに対する蒸発ビームの入射角は４５〜
９０°の範囲とする。また、Ｃｏ層はクーリングキャン
８７ａ、８７ｂにおいてそれぞれ１０００人の厚さに蒸
着され、磁性層全体の厚さが２０００人とされる。

このようにして２層ＯＣＯ層よりなる磁性層が形成され
たベースＢに、カーボン及びエポキシ系バインダーより
なるバックコートとパーフルオロポリエーテルよりなる
潤滑剤のトップコートとを施した後、これを８ｍ幅に裁
断して磁気テープを作製する。

最終的に得られた磁気テープの特性は、残留磁束密度Ｂ
、＝４１５０Ｇ、抗磁力Ｈｃ−１６９００ｅ、　Ｒｓ　
＝　７９％であった。また、この磁気テープの表面粗さ
は、ベースＢの表面粗さを反映して、中心線平均粗さＲ
１で０．００１５μｍと極めて小さかった。

なお、表面粗さの測定は、通常ＪＩＳ　　ＢＯ６０１に
より行われるが、今回の測定は下記条件により行った。

測定器：タリステップ（ランクテーラ−社製）針径：Ｑ
、２ＸＯ，２μｍ、角型針 針圧：２ｍｇ バイパスフィルター：０．３３七 第１４図はこの発明に用いられる記録用磁気ヘッドを示
す。

第１４図に示すように、この磁気ヘッドは、単結晶Ｍｎ
−Ｚｎフェライトコアｌ０ＩＡ、１０１Ｂ上にスパッタ
法により形成されたＦｅ−Ｇａ−３ｉ−Ｒｕ系軟磁性層
１０２．１０３間にギ’ｒｙプ１０４を有している。こ
のギャップ１０４のトラック幅方向の両側にはガラス１
０５．１０６が充填され、これによってトラック幅が約
４μｍ幅に規制されている。１０７は巻線孔であり、こ
の巻線孔１０７に記録用コイル（図示せず）が巻装され
る。この磁気ヘッドの実効ギャップ長は０゜２０μｍで
ある。

この磁気ヘッドは、ギャップ１０４の近傍に飽和磁束密
度Ｂ、が１４．５ｋＧのＦｅ−Ｇａ−３ｉ−Ｒｕ系軟磁
性層１０２．１０３を用いているため、高抗磁力の磁気
テープに対してもヘッドの磁気飽和を生じることなく記
録を行うことができる。

以上のようなＭＥテープと磁気ヘッドを用いることによ
って、１．２５μｍ”　／　ｂ　ｉ　を以下の記録密度
が実現される。

即ち、上述したように、５μｍのトラック幅に対して最
短波長０．５μｍの信号を記録することによって１．２
５μｍ’／ｂｉｔが実現される。

ところが、再生出力のＣ／Ｎは記録波長及びトラック幅
が減少するに従って劣化することが知られており、この
劣化をおさえるために、上述した構成のテープ及びヘッ
ドが使用されている。

本出願人が、１９８８年に８ｍｍＭＥテープを使用して
トラックピッチ１５μｍで最短波長０゜５μｍのディジ
タルＶＴＲを試作した。この時は４０ｍｍ径の回転ドラ
ムを使用して６０ｒｐｍでこのドラムを回転させ、記録
再生を行った。こめシステムでは記録波長１μｍに対し
て、５１ｄＢのＣ／Ｎが得られた。そのシステムのビッ
ト・エラーレートが４Ｘ１０−’であった。

この発明の実施例のように、５μｍ幅のトラックを使用
すると、同一の仕様で約４４ｄＢのＣ／Ｎしか得られず
画質が劣化することになる。この７　ｄ　Ｂ　Ｃ／Ｎ劣
化を補うために、上述したこの発明の構成が用いられる
ことになる。

即ち、−船釣に記録及び再生中のテープとヘッドの間の
スペーシングが大きくなれば信号出力レベルが低下する
ことが知られており、このスペーシングの量がテープの
平坦度に依存することも知られている。又、塗布型テー
プの場合、テープの平坦度は塗布剤に依存するが、蒸着
テープの場合では、ベースそのものの平坦度に依存する
ことが知られている。上述の実施例では、ベースフィル
ムの表面粗度を極力小に選定することによりＣ／Ｎがｌ
ｄＢ上昇するという実験結果が得られた。

又、上述した実施例の蒸着材料、蒸着方法を用いること
により、１９８８年の時の試作で用いられたテープに対
して３ｄＢのＣ／Ｎ向上が実験結果として得られた６以
上のことから、この発明のヘッド及びテープを用いるこ
とにより、以前の試作機に対して４ｄＢのＣ／Ｎの上昇
が得られたことになる。

また、この発明では、チャンネル復号にビタビ復号が用
いられているため、以前の試作機で使用されていたビッ
ト毎の復号に対して３（ＩＢの上昇が得られることが確
認された。

よって全体として７ｄＢのＣ／Ｎ劣化分を補うことがで
き、１．２５μｍｔ／ｂｉｔの記録密度で、１９８８年
の試作機と同等のエラーレートが得られることになる。

再生出力に関して、エラー訂正符号の訂正処理の前の段
階のエラーレートが１０−４以下であることが必要なの
は、２０％程度の冗長度のエラー訂正符号を使用した時
に、訂正可能な程度の置にエラーを抑えるためである。

ｆ、アジマス角の選定 上述のように、二〇−実施例では、アジマス角を２０°
に設定している。このアジマス角の値は、５μｍ程度の
小さいトラックピッチで、記録・再生を良好に行うため
に設定されている。。

第１５図は、トラックピッチが５．５μｍで、磁気テー
プ７８の走行速度が７．７５ｍ／秒であって、ＰＨ１に
より再生信号のスペクトルが集中するＨａｒｆ　Ｎｙｑ
ｕｉｓｔ　　周波数での隣接クロストークの最悪値（理
論値）のアジマス角に対する依存性を示している。この
第１５図は、アジマス角を大きくするに従ってクロスト
ーク置が減少することを示している。しかしながら、ア
ジマス角が大きくなると、磁気ヘッド１３Ａ及び１３Ｂ
のギャップの法線方向の実効相対速度が低下するため、
第１６図に示すように、再生出力レベルが減少する。

従来の装置では、アジマス角がｌＯ°程度ノコとが多い
ので、アジマス角がｌＯｏから大きくなった時のクロス
トークの減少量及び再生出力レベルの減少量を、第１５
図及び第１６図から求めた結果を下記に示す。

上述のように、アジマス角が２０″付近では、クロスト
ークの減少量と再生出力の減少量との何れも、実際的に
満足できる値となるので、この発明では、隣接するトラ
ックを形成する磁気へラド１３Ａ及び１３Ｂのアジマス
角を２０”付近に選定している。

〔発明の効果〕

この発明は、小なるトラックピッチでディジタル画像信
号を記録できるので、記録密度を高くすることができ、
小型のカセットを使用して長時間の記録が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における信号処理部の記録
側の構成を示すブロック図、第２図は信号処理部の再生
側の構成を示すブロック図、第３図はブロック符号化の
ためのブロックの一例を示す路線図、第４図はサブサン
プリング及びサプラインの説明に用いる路線図、第５図
はブロック符号化回路の一例のブロック図、第６図はチ
ャンネルエンコーダの一例の概略を示すブロック図、第
７図はチャンネルデコーダの一例の概略を示すブロック
図、第８図はヘッド配置の説明に用いる路線図、第９図
はヘッドのアジマスの説明に用いる路線図、第１０図は
記録パターンの説明に用いる路線図、第１１図はテープ
・ヘッド系の一例を示す上面図及び側面図、第１２図は
ドラムの偏心でテープの振動が生じることを説明するた
めの路線図、第１３図は磁気テープの製法の説明に用い
る路線図、第１４図は磁気ヘッドの構造の一例を示す斜
視図、第１５図はアジマス角に対する最悪クロストーク
量の変化を示す路線図、第１６図はアジマス角に対する
再生出力レベルの変化を示す路線図である。 図面における主要な符号の説明 ＩＹ、ＩＵ、ＩＶ：コンポーネント信号の入力端子 ５．６：ブロック化回路 ８ニブロック符号化回路 １１：チャンネルエンコーダ １３Ａ、１３Ｂ：磁気ヘッド ２２：チャンネルデコーダ ２６：ブロック復号回路 ２日、２９ニブロック分解回路 Ａ　　　　　　　　　３ 第月図 第１２図 ÷ヤンえルＥＮＣ 第６図 互 ÷インキ１しＤＥＣ 第７図 第８図 １コ転へ、７）’ 第９図 １り 言乙り衰パターン 第１０図 氾１創１ 第１３図 アシマヌ角　　　　（ｄｅｇ） 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　入力ディジタル画像信号を複数の画像データからなる
   ブロック単位のデータに変換するブロック化手段と、上
   記ブロック化手段の出力データを上記ブロック単位に圧
   縮符号化する符号化手段と、上記符号化手段の出力符号
   化データをチャンネル符号化するチャンネル符号化手段
   とを有し、上記チャンネル符号化手段の出力データを回
   転ドラムに装着された磁気ヘッドによって、磁気テープ
   に記録するようにしたディジタル画像信号の磁気記録装
   置において、 上記磁気テープに記録されるトラックは、実質的にガー
   ド・バンドを設けることなく、形成されると共に、互い
   に隣接するトラックを記録するための磁気ヘッドのアジ
   マス角が２０°付近の値に設定されていることを特徴と
   するディジタル画像信号の磁気記録装置。