JPH0425628B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、モノラル音声信号記録再生装置と互
換性のある２チヤンネル音声信号記録再生装置に
係り、特に音声信号を映像信号とともに回転ヘツ
ドにて記録再生するビデオテープレコーダに関す
る。

〔発明の背景〕

従来、映像信号磁気記録再生装置（以下、
VTRと略記する。）においては、映像信号はFM
変調されたのち回転磁気ヘツドにて磁気テープの
走行方向に対して一定角度傾斜したビデオトラツ
クとして交互に記録され、音声信号は磁気テープ
の走行方向に平行な音声トラツクに音声記録用固
定ヘツドにて記録される方式が一般的である。

したがつて、多チヤンネル音声信号、例えばス
テレオ音声信号などを記録するには、チヤンネル
数に相当する音声記録用固定ヘツドにて、磁気テ
ープ走行方向に平行な音声トラツクを形成して記
録する。

ところで、上記VTRでは記録密度を大きくし、
記録可能時間を長くする手段として、磁気テープ
走行速度を遅くして、ビデオトラツク幅を狭くす
る方法が用いられる。このため、磁気テープと音
声記録用固定ヘツドとの相対速度がカセツトテー
プレコーダの4.75cm／Ｓより大幅に遅く例えば約
１cm／Ｓ程度に低下してしまう。この結果、再生
音声信号周波数帯域が大幅に減少し、さらに、ワ
ウ・フラツタ特性も劣化するなど音質上の大きな
問題を生じてしまう。また、再生音声周波数帯域
を改善するために、音声記録用固定ヘツドのギヤ
ツプ幅を狭くすると、Ｓ／Ｎ劣化を招いてしま
う。

これら音質劣化を防止する方法の１つとして、
音声信号をFM変調し、回転ヘツドにてビデオト
ラツク上に重畳記録する方式（以下、音声信号重
畳記録方式という。）が考案されている。ビデオ
トラツク上への音声信号重畳記録方式の特徴は、 (1) テープ走行速度むらによる時間軸変動の影響
を受けにくいので、ワウ・フラツタ特性が良
い。

(2) 再生周波数帯域がテープ走行速度に依存して
おらず、広帯域化が可能である。

などがあげられる。

モノラル音声信号重畳記録方式の一例につい
て、第１図及び第２図を用いて説明する。第１図
において、記録時モノラル音声信号は入力端１よ
り入力し、プリエンフアシス回路２においてプリ
エンフアシスされる。該プリエンフアシス回路２
の出力は、デビエーシヨン調節器３にて最大デビ
エーシヨン±100KHzにデビエーシヨン調整され
たのちFM変調器４でFM変調される。FM変調
された音声信号は、帯域通過フイルタ（BPF）
５にて不要帯域成分を除去されたのち、レベル調
節器６で記録レベルを調整される。記録レベルを
調整されたFM変調音声信号は、加算器７にて、
入力端９より入力されるFM変調輝度信号及び低
域変換された色度信号と、入力端８より入力され
るトラツキング制御用のパイロツト信号と加算さ
れたのち、アジマス角の異なる回転ヘツド１０，
１２にて交互に傾斜したビデオトラツクとして磁
気テープ１１上に記録される。ここで、上記FM
変調器４のキヤリア周波数Ａは1.5MHzであり、
入力端９より入力される映像信号Ｙ，Ｃ及び入力
端８より入力されるパイロツト信号Ｐのスペクト
ラムは第２図に示すごとくである。

次に再生系を簡単に説明する。磁気テープ１１
より回転ヘツド１０，１２により再生された信号
は、プリアンプ１３，２４で増幅され、切換スイ
ツチ２６にて一連の再生信号となり、１つは出力
端２３よりトラツキング制御回路（図示せず）及
び、映像信号再生回路（図示せず）へ出力され
る。もう１つは、BPF１４に入力されて再生FM
変調音声信号のみが抽出される。抽出された再生
FM変調信号は、FM復調器１５にてFM復調さ
れたのち、低域通過フイルタ（LPF）１６でキ
ヤリアもれなどが除去されたのち、ホールド回路
１７に入力する。ホールド回路１７は、ヘツド切
換点での搬送波不連続により発生するノイズやド
ロツプアウトノイズをノイズ発生期間、前値ホー
ルドすることでノイズ補正を行なう。ここで、ヘ
ツド切換ポイントは、入力端２２より入力される
回転ヘツド切換信号のエツジをエツジ検出回路２
２でつかまえることで検出し、ドロツプアウトは
ドロツプアウト検出回路１９でBPF１４の出力
をエンベロープ検波して検出する。これらヘツド
切換ポイント信号とドロツプアウト検出信号は加
算器２１で加算されたのち帯域制限により発生す
るノイズのトランジエント期間だけパルス幅拡張
回路２７にてパルス幅拡張を行なう。このパルス
幅拡張回路２７の出力信号にてホールド回路１７
を制御する。ホールド回路１７でノイズ補正され
た復調音声信号は、デエンフアシス回路１８にて
デエンフアシスされ、ノイズ低減された再生音声
信号として出力端２５より出力される。

以上説明したモノラル音声信号記録再生システ
ムでは、Ｓ／Ｎ、周波数特性、ワウ・フラツタ特
性などすべての面で高品位な再生音質が得られ
る。しかしながら、上記システムはモノラル音声
信号の記録再生システムであり、音声信号の多チ
ヤンネル記録は時代の要求するところである。そ
こで、上述のモノラルシステムを単に２組使用し
て、音声の２チヤンネル記録を達成することが考
えられる。しかし、単にモノラルシステムを２組
用いたのでは、音声信号の記録占有帯域がモノラ
ル記録システムに対して２倍以上必要となつてし
まう。上述のシステムを例にすれば、モノラル音
声記録システムでは、音声信号記路占有帯域とし
て300KHz必要であり、２チヤンネル化では600K
Hz必要となる。

この結果、単にモノラルシステムを２組用いた
２チヤンネルシステムでは、映像信号の記録占有
帯域が狭くなり、解像度劣化などの画質劣化を生
じてしまう。また、２チヤンネル記録システム
は、モノラルシステムとの互換性も必要である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、画質劣化を生じることなく、
高品質な再生音声信号が得られ、かつモノラル音
声記録システムと互換性のあるビデオテープレコ
ーダを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、ステレオ音声信号の和信号と差信号
を各々FM変調して記録し、また一般的に差信号
は情報量が少なく、ダイナミツクレンジが小さい
ので、差信号のデビエーシヨンを和信号のデビエ
ーシヨンに比して小さくすることで音声信号の記
録占有帯域を狭くすることを基本概念として、モ
ノラルとの互換性及び画質劣化防止を目指してい
る。しかし、差信号のデビエーシヨンを小さくす
ると、隣接トラツクからのクロストーク信号によ
り発生する隣接クロストークノイズや、映像信号
のサイドバンドの影響で生ずるバズ音などに対し
て弱くなり、高品位な再生音質が得られなくな
る。ところで、隣接クロストークノイズＮは、隣
接トラツクからのクロストーク信号レベルをＵ、
トレースしようとするトラツクからの信号レベル
をＤとし、Ｄ信号とＵ信号との瞬時差周波数を△
ωとすると、 Ｎ∝Ｕ／Ｄ・△ω・cos△ωt …(1) と表わせる。ここでｔは時間を表わす。よつて、
本発明では、差信号のダイナミツクレンジをノイ
ズリダクシヨンを用いて圧縮したのちFM変調す
ることで、最大デビエーシヨンを増加することな
く、実効的にデビエーシヨンを増加させることに
よつて、(1)式の瞬時差周波数△ωを可聴帯域外や
白色雑音となりやすいようにして、隣接クロスト
ークノイズを低減している。さらに、FM変調輝
度信号や低域変換色度信号のサイドバンドのもれ
込みや、変調ノイズなどもノイズリダクシヨンの
圧縮伸長効果により低減できる。

したがつて、本発明では、ステレオ音声信号の
和信号及び差信号を得、ノイズリダクシヨンによ
り少なくとも差信号のダイナミツクレンジを圧縮
したのち、該和信号及び差信号を各々異なるキヤ
リアにてFM変調して記録し、かつ、差信号のデ
ビエーシヨンを和信号のデビエーシヨンより小さ
くすることで、モノラルシステムとの互換性及び
解像度劣化などの画質劣化を防止した２チヤンネ
ル音声記録システムを構成している。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。第４図は、FM変調輝度信号と、低域変換さ
れた色度信号とFM変調された音声信号とトラツ
キング制御用のパイロツト信号が同一ビデオトラ
ツク上にアジマス角の異なる回転ヘツドにて順次
記録され、かつ、時間軸を圧縮されたPCM音声
信号と上記パイロツト信号が上記ビデオトラツク
のオーバーラツプ部に記録されるようなVTRの
音声処理系に本発明を適用した場合の一構成例で
ある。

第４図において、記録時には、入力端２９，３
０より入力されるステレオ音声信号、すなわち右
側信号と左側信号はスイツチ３０，３１を通つて
マトリツクス回路３７に入力する。マトリツクス
回路３７では、右側信号と左側信号との加算信
号、いわゆる和信号と減算信号いわゆる差信号が
作られ、これら和信号と差信号はスイツチ３８，
３９を通して、LPF７３，７４に入力する。な
お、入力端２９，３２に入力する信号がステレオ
音声信号でなく、例えば、日本語と英語というよ
うな２カ国語信号の場合はスイツチ３０，３１，
３８，３９が入力端２８より入力される制御信号
にて動作し、マトリツクス回路３７をバイバスす
る。LPF７３，７４にて和信号と差信号は200K
Hzまでに帯域制限される。帯域制限された差信号
は、ノイズリダクシヨン（NR）４０にてダイナ
ミツクレンジが１／２に圧縮される。このNR４
０の特性は第３図に示す特性であり、前述のごと
く、隣接トラツク間の音声信号には相関性がない
ので、NR４０にて差信号のダイナミツクレンジ
を圧縮し、実効的なデビエーシヨンを増加させる
ことで、(1)式に示した差周波数△ωを可聴帯域外
化や白色雑音となりやすくしている。また、上記
NRの実効的なデビエーシヨン増加の効果によ
り、最大デビエーシヨンを和信号より小さくして
も、再生音質劣化がないので、音声記録占有帯域
が小さくできる。したがつて、モノラルシステム
の約1.5倍の帯域でよく、単にモノラルシステム
を２組用いる２チヤンネルシステムに比べて解像
度劣化など画質劣化が少なく、高再生画質が得ら
れる。上記NR４０にて圧縮された差信号は、レ
ベル調節器４１にて最大デビエーシヨンを±50K
Hzに調整されたのち、キヤリア中心周波数1.7M
HzのFM変調器４３にてFM変調される。FM変
調された差信号は、BPF４４にて不要帯域成分
が除去されたのち、レベル調整器４５にて記録レ
ベルを調整され、加算器７に入力する。一方、和
信号は、プリエンフアシス回路２を通つたのち、
レベル調節器３で最大デビエーシヨンを±100K
Hzに調整されたのち、キヤリア周波数1.5MHzの
FM変調器４でFM変調される。FM変調された
和信号は、BPF５にて不要帯域成分が除去され
たのち、レベル調整器６にて記録レベルを調整さ
れ、加算器７に入力する。FM変調和信号とFM
変調差信号と、入力端９より入力するFM変調輝
度信号と低域変換色度信号と、入力端８より入力
するトラツキング制御用のパイロツト信号とが加
算器７で加算されたのち加算信号は記録アンプ４
７を通してスイツチ４８，４９に入力する。一
方、PCM音声信号記録系は、入力端２９，３２，
３３，３４より入力する音声信号を入力端６０よ
り入力する音声信号選択信号にて動作するスイツ
チ３５，３６にて選択する。選択された音声信号
はLPF２００，３００で帯域制限され、Ａ／Ｄ
変換器５２、PCM信号処理回路５３にて時間軸
を約１／６に圧縮されたPCM音声信号となる。
この時間軸圧縮されたPCM音声信号は加算器４
００でパイロツト信号が加算されたのち、記録ア
ンプ５４を通して、スイツチ４８，４９に入力す
る。ここで、第５図に示すように磁気テープは回
転シリンダに約220゜巻付いており、回転ヘツド１
０，１２は180゜の角度間隔を有している。スイツ
チ４８，４９は、入力端２２より入力するヘツド
切換信号にて第５図に示す回転ヘツド１０，１２
の一方が磁気テープ１１への進入点から約30゜の
点で切換わるように制御され、上記30゜の期間は
上記PCM音声信号が回転ヘツド１０，１２に伝
達され、残りの期間は、上記FM変調輝度信号
と、低域変換色度信号と、FM音声信号とパイロ
ツト信号との加算信号が回転ヘツドに伝達され
て、磁気テープ１１に記録される。磁気テープ上
に記録されたトラツク軌跡は、第６図に示すよう
になる。また、記録信号スペクトラムは第７図に
示すようになる。

次に再生系について説明する。第４図におい
て、磁気テープ１１より回転ヘツド１０，１２に
て再生された再生信号は、プリアンプ１３，２４
にて増幅されたのち、スイツチ５５，５６により
映像信号とFM変調音声信号とパイロツト信号と
からなる一連の音声信号と、時間軸圧縮された
PCM音声信号とに分離される。このうち、時間
軸圧縮されたPCM音声信号は、出力端５７より
PCM信号復調処理回路（図示せず）に出力され
る。また、映像信号とFM変調音声信号とパイロ
ツト信号とからなる一連の再生信号は、一方は
BPF１４，６１に入力し、他方は出力端５８よ
り映像信号再生回路（図示せず）及びトラツキン
グ制御回路（図示せず）に出力される。ここで、
スイツチ５５，５６は、入力端２２より入力する
ヘツド切換信号により制御される。BPF１４，
６１では、上記一連の再生信号よりFM変調和信
号とFM変調差信号のみを抽出する。抽出された
再生FM変調和信号は、FM復調器１５にて和信
号に復調される。復調された和信号はLPF１６
にてキヤリアもれなどが除去されたのち、ホール
ド回路１７に入力する。ホールド回路１７では、
ドロツプアウト検出回路１９及びエツジ検出回路
２０にて検出されたドロツプアウトノイズ及びヘ
ツド切換点ノイズを加算器２１及びパルス幅拡張
回路２７にて得られる制御信号にて、ノイズ発生
期間前値ホールドすることでノイズ補償する。ノ
イズ補償されたホールド回路１７の出力信号は、
LPF７５にてFM変調差信号成分などが除去さ
れ、20KHzに帯域制限される。LPF７５の出力で
ある再生和信号は、デイエンフアシス回路１８を
通つたのち、スイツチ６６を通つてマトリツクス
回路６８に入力する。

一方、BPF６１ではFM変調差信号のみが抽出
される。抽出されたFM変調差信号は、FM復調
器６２で復調され、LPF６３でキヤリアもれな
どが除去されて、再生差信号となる。再生差信号
は、ホールド回路６４にて、パルス幅拡張回路５
９の出力信号に基づきドロツプアウトノイズ及び
ヘツド切換点ノイズの発生期間、前値ホールドす
ることでノイズ補償される。ノイズ補償された再
生差信号は、LPF７６で記録系NR４０への入力
帯域と同じ帯域に制限されたのち、NR６５にて
元のダイナミツクレンジに伸長されたのち、スイ
ツチ６７を通つてマトリツクス回路６８に入力す
る。なお、上記NR４０，６５の動作により隣接
クロストークノイズや映像バズなどの雑音が低減
され、高品質な差信号が得られる。よつて、マト
リツクス回路６８の動作により、和信号と差信号
より高品質な再生右側信号と再生左側信号とが得
られ、これら再生ステレオ音声信号はスイツチ６
９，７０を通つて出力端７１，７２より出力され
る。ここで、記録時の音声信号が２カ国語音声信
号の場合は、入力端４２より入力する制御信号で
動作するスイツチ６６，６７，６９，７０により
マトリツクス回路６８をバイパスして出力され
る。

上記説明したように本発明では、NRにより差
信号のダイナミツクレンジを圧縮して、実効的な
デビエーシヨンを増加することで、差信号の最大
デビエーシヨン和信号のデビエーシヨンより小さ
くし、音声信号記録占有帯域を狭くして、画質劣
化を防止している。また、モノラルシステムとの
互換性は和・差信号を記録システムとして確保し
ている。

なお、本実施例では、和信号系にはノイズリダ
クシヨンを用いていないが、ノイズリダクシヨン
を採用することにより、より一層高品位な再生音
声が得られることは明らかである。また、和信号
系にNRを用いる場合、差信号系のNRと同特性
である必要はなく、記録系の特性に応じたNRを
用いればよい。さらに、上記実施例において、２
カ国語の判別のため、判別パイロツトを音声帯域
外に重畳して記録し、この判別パイロツトの有無
によつて再生系マトリツクスをコントロールして
もよい。この場合、判別パイロツトは差信号系に
重畳するのが、モノラルシステムへの妨害など音
質面から望ましい。さらに、判別パイロツト信号
は、上述の音声信号記録系以外、例えば、映像信
号系の一部に重畳するものや、傾斜記録トラツク
上の一部に重畳する方式などでもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、 (1) 差信号のダイナミツクレンジをノイズリダク
シヨンにより圧縮したのちFM変調を行なうこ
とで、実効的なデビエーシヨンを増加させ、高
品位な音声と記録占有帯域の狭帯域化を行なつ
ている。

(2) その結果、映像信号の記録占有帯域を広くす
べき、解像度劣化などの画質劣化を防止でき
る。

(3) 和信号と差信号を記録する構成であるので、
モノラルシステムの互換性が確保できる。

など多くのメリツトがあり、その効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のモノラル方式の磁気記録再生装
置のブロツク図、第２図は第１図の記録スペクト
ラム図、第３図はNRの特性図、第４図は本発明
の２チヤンネル音声信号記録再生装置の一実施例
を示すブロツク図、第５図は回転シリンダと磁気
テープの関係を説明するシリンダの平面図、第６
図は磁気テープのパターン図、第７図は記録信号
スペクトル図である。 ３７，６８……マトリツクス、４０．６５……
NR、４，４３……FM変調器、１５，６２……
FM復調器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周波数変調輝度信号と、この周波数変調輝度
   信号の帯域の下側に周波数変換された低域変換搬
   送色信号と、これら周波数変調輝度信号および低
   域変換搬送色信号の間に周波数配置された２チヤ
   ンネルの周波数変調音声信号を回転ヘツドにより
   磁気テープに記録するビデオテープレコーダにお
   いて、 第１のチヤンネルの音声信号により第１の搬送
   波を周波数変調する第１の周波数変調手段と、 第２のチヤンネルの音声信号により第２の搬送
   波を周波数変調する第２の周波数変調手段とが設
   けられ、 上記第１の搬送波の周波数が上記第２の搬送波
   の周波数より低く定められ、 上記第１の周波数変調手段における最大周波数
   偏移が上記第２の周波数変調手段における最大周
   波数偏移よりも大きく定められる ことを特徴とするビデオテープレコーダ。 ２ 上記第２の周波数変調手段は、 入力される音声信号のダイナミツクレンジを圧
   縮する圧縮器と、 この圧縮器の出力信号に応じた周波数変調信号
   を発生する周波数変調器とからなる ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のビ
   デオテープレコーダ。 ３ 上記第１のチヤンネルの音声信号はステレオ
   音声信号を形成する和信号であり、 上記第２のチヤンネルの音声信号はステレオ音
   声信号を形成する差信号である ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のビ
   デオテープレコーダ。 ４ 上記第１のチヤンネルの音声信号は２か国語
   音声信号を形成する主音声信号であり、 上記第２のチヤンネルの音声信号は２か国語音
   声信号を形成する主音声信号を形成する副音声信
   号である ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のビ
   デオテープレコーダ。 ５ 上記第１の周波数変調手段における最大周波
   数偏移は±100kHzであり、上記第２の周波数変
   調手段における最大周波数偏移は±50kHzである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のビ
   デオテープレコーダ。 ６ 周波数変調輝度信号と、この周波数変調輝度
   信号の帯域の下側に周波数変換された低域変換搬
   送色信号と、これら周波数変調輝度信号および低
   域変換搬送色信号の間に周波数配置された２チヤ
   ンネルの周波数変調音声信号を回転ヘツドにより
   磁気テープに記録するビデオテープレコーダにお
   いて、 第１のチヤンネルの音声信号により第１の搬送
   波を周波数変調する第１の周波数変調手段と、 第２のチヤンネルの音声信号により第２の搬送
   波を周波数変調する第２の周波数変調手段と ステレオ音声信号が入力されたときには和信号
   を上記第１の周波数変調手段に供給し、差信号を
   上記第２の周波数変調手段に供給し、 ２か国語音声信号が入力されたときには主音声
   信号を上記第１の周波数変調手段に供給し、副音
   声信号を上記第２の周波数変調手段に供給する信
   号供給手段とが設けられ、 上記第１の搬送波の周波数が上記第２の搬送波
   の周波数より低く定められ、 上記第１の周波数変調手段における最大周波数
   偏移が上記第２の周波数変調手段における最大周
   波数偏移よりも大きく定められる ことを特徴とするビデオテープレコーダ。 ７ 上記第２の周波数変調手段は、 入力される音声信号のダイナミツクレンジを圧
   縮する圧縮器と、 この圧縮器の出力信号に応じた周波数変調信号
   を発生する周波数変調器とからなる ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のビ
   デオテープレコーダ。 ８ 上記第１の周波数変調手段における最大周波
   数偏移は±100kHzであり、上記第２の周波数変
   調手段における最大周波数偏移は±50kHzである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のビ
   デオテープレコーダ。