JPH0652507A - 信号再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 垂直磁気記録媒体とリング型磁気ヘッドの組
み合わせでディジタル信号の記録再生を行う際に、得ら
れる再生波形を良好に単峰化することが可能な信号再生
方法を提供する。 【構成】 垂直磁気記録媒体とリング型磁気ヘッドの組
み合わせによりディジタル信号の再生を行うに際し、孤
立再生波の位相特性から補正すべき位相成分を求め、こ
の補正すべき位相成分を零にするようなディジタル信号
プロセッサ等により再生波形の位相補正を行う。上記垂
直磁気記録媒体としては、例えばＣｏ−Ｃｒ系垂直磁気
記録媒体等が好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、垂直磁気記録媒体に記
録されたディジタル信号の再生を行う際に用いて好適な
信号再生方法に関し、特に再生波形の単峰化に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野においては、年々高密度
化が要求されており、加えて信号形態もアナログ信号か
らディジタル信号に代わりつつあり、高密度化と共に信
号形態に合わせた媒体設計が必要となっている。これま
で、磁気記録の方式は、面内に磁化容易軸を持った磁気
記録媒体を用いる，いわゆる面内磁気記録方式が主であ
ったが、この方式では記録密度を上げれば上げるほど磁
気記録媒体の磁化方向が互いに反発し合うように並ぶた
め、高密度化には自ずと限度があり、要求されるような
高密度化を図ることは困難である。

【０００３】さらに、面内磁気記録方式では、磁化反転
が２回繰り返すパターンにおいて、それぞれの磁化反転
の間隔が詰まってくるほど（高密度化するほど）互いの
磁化反発及び波形干渉によるピークシフトが生じ、エラ
ーレートが悪化する等の欠点がある。そこで近年、磁気
記録の新しい方式として、膜面に対して垂直方向に磁化
容易軸を有する磁気記録媒体を用いる，いわゆる垂直磁
気記録方式が開発され、その実用化に期待が持たれてい
る。

【０００４】この垂直磁気記録方式は、面内磁気記録方
式に比べて減磁作用が極めて少なく、記録波長が短波長
となったときに静磁気的な安定化が達成されること、急
峻な磁化転移領域が形成されるために再生ヘッドの誘導
起電力を大きくできること等の利点を有しており、本質
的に高密度記録に適した方式と言える。

【０００５】このような垂直磁気記録方式に用いられる
磁気記録媒体としては、膜面に対して垂直方向に磁気異
方性を有することが必要であり、これまで例えばＣｏ−
Ｃｒ系金属磁性薄膜を磁性層とするＣｏ−Ｃｒ系垂直磁
気記録媒体が主に用いられている。このＣｏ−Ｃｒ垂直
磁気記録媒体は、大きな垂直抗磁力、飽和磁化、垂直異
方性を有し、優れた磁気特性を有することから、高記録
密度化を図る上で有利である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この垂直磁
気記録媒体に対して垂直磁気記録方式により記録再生を
行う場合には、リング型磁気ヘッドが使用されている。
この場合、上記リング型磁気ヘッドの感度が良好である
ことから、比較的短い波長でも高再生出力を得ることが
できる。

【０００７】ところが、この垂直磁気記録媒体とリング
型磁気ヘッドの組み合わせで記録再生を行った場合に
は、得られる孤立再生波が１回の反転で上下２つのピー
クが現れるダイパルス波形となる。このようにダイパル
ス波形となった孤立再生波は、特にディジタル信号の記
録再生を行う際には単峰化することが必要となる。従来
より、ダイパルス波形を単峰化する方法としては、微分
回路を用いる方法が一般的とされている。しかしなが
ら、微分回路により単峰化を行う方法は、垂直磁気記録
媒体とリング型磁気ヘッドを用いて得られる再生波形の
ダイパルス比が大きい（即ち、１に近い。）場合に、振
幅を犠牲にすることになり、ＳＮ比の低下をもたらして
しまう。

【０００８】この他、ヒルベルトフェルターを用いる方
法も知られているが、単にヒルベルト変換するだけで
は、再生波形の位相をある程度高周波数域まで９０°シ
フトさせるだけであり、必ずしも線対称な単峰波形が得
られるわけではない。

【０００９】そこで本発明は、かかる実情に鑑みて提案
されたものであって、垂直磁気記録媒体とリング型磁気
ヘッドの組み合わせでディジタル信号の記録再生を行う
際に、得られる再生波形を良好に単峰化することが可能
な信号再生方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の目
的を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、孤立再生波
を高速フーリエ変換して得られる位相特性から補正すべ
き位相成分を求め、この位相成分を零にする位相補正用
ディジタル信号プロセッサにより再生波形の位相を補正
することにより、良好に単峰化された出力信号が得られ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１１】即ち、本発明の信号再生方法は、垂直磁気
記録媒体に対してリング型磁気ヘッドによりディジタル
信号を再生する信号再生方法において、孤立再生波の位
相特性に基づいて位相を補正することを特徴とするもの
である。

【００１２】本発明の信号再生方法において使用される
磁気記録媒体は、非磁性支持体上に膜面に対して垂直方
向に磁化容易軸を有する垂直磁化膜が磁性層として形成
されてなる垂直磁気記録媒体である。これにより、高密
度記録を行うことが可能となる。この垂直磁気記録媒体
としては、特に限定されないが、本発明ではＣｏ−Ｃｒ
系金属磁性薄膜を磁性層とするＣｏ−Ｃｒ系垂直磁気記
録媒体が好適とされる。

【００１３】この垂直磁気記録媒体に対して記録再生を
行うに際し、リング型磁気ヘッドが組み合わせて使用さ
れる。一般に、リング型磁気ヘッドは感度が良好である
ことから、これら垂直磁気記録媒体とリング型磁気ヘッ
ドの組み合わせにより比較的短い波長でも高再生出力を
得ることが可能となる。

【００１４】本発明では、これら垂直磁気記録媒体とリ
ング型磁気ヘッドの組み合わせでディジタル信号の再生
を行うに際し、得られる孤立再生波の位相特性に基づい
て位相を補正する。これにより、再生波形がほぼ完全な
線対称の単峰波形とされるとともに、波形干渉により引
き起こされるピークシフトが抑えられる。

【００１５】ここで、上記位相を補正する方法として、
位相補正用ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を用い
る方法が採用される。上記位相補正用ＤＳＰは、孤立再
生波より求められる位相特性から補正すべき位相成分を
求め、この位相成分を周波数０からある帯域までの領域
で零とするように構成されてなるものである。

【００１６】上記孤立再生波から位相特性を求める方法
としては、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等が考えられ
る。

【００１７】

【作用】垂直磁気記録媒体とリング型磁気ヘッドによる
記録再生においては、得られる孤立再生波がダイパルス
波形となる。そこで、この孤立再生波の位相特性に基づ
いて位相を補正することにより、再生波形がほぼ完全な
線対称の単峰波形となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて実験結果に基づいて詳細に説明する。実施例１ 本実施例は、Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁気記録媒体とリングヘ
ッドの組み合わせでディジタル信号の記録再生を行い、
再生波形の位相を位相補正用ＤＳＰにより補正して再生
波形の単峰化を行った例である。

【００１９】先ず、非磁性支持体上にスパッタリングに
よりＣｏ−Ｃｒ系合金薄膜を磁性層として成膜した。成
膜されたＣｏ−Ｃｒ系合金薄膜の特性を以下に示す。

【００２０】 垂直抗磁力Ｈｃ ： １２５０（Ｏｅ） 飽和磁化Ｍｓ ： ４４０（emu ／
cc）

【００２１】得られたＣｏ−Ｃｒ系垂直磁気記録媒体に
対して、ＭＩＧ（メタル・イン・ギャップ）型リングヘ
ッドを用いて波長（ビット長）λ＝２０μｍ程度の長波
長でディジタル信号の記録を行った。

【００２２】そして、再生を行うに際し、得られた孤立
再生波の位相特性に基づいて位相補正を行い、再生波形
の単峰化を行った。即ち、先ず図１に示すように、上記
リングヘッドにより再生された再生波形である孤立再生
波をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理部８１に供給し、
該ＦＦＴ処理部８１にて高速フーリエ変換することによ
って周波数軸上のスペクトルデータ（位相特性）と時間
軸上のスペクトルデータ（振幅特性）を得た。

【００２３】ここで、上記孤立再生波は、図１７に示す
ように、１回の反転で上下２つのピークＸ，Ｙが現れる
ダイパルス波形となっている。また、図３に、上記孤立
再生波を高速フーリエ変換することによって得られた位
相特性を示す。図３に示すように、周波数０から高域側
のある周波数（１５ＭＨｚ付近）までの領域では位相が
約８０°となり、ある周波数を越えると急激に０°前後
の値を示した。従って、この場合において、上記再生波
形の補正すべき位相成分は８０°であることが判った。

【００２４】そこで、この位相特性より求められた補正
すべき位相成分を上記周波数０から高域側のある周波数
までの領域で零とするような構成を有する位相補正用Ｄ
ＳＰ（ディジタル信号プロセッサ）８２を設計し、この
位相補正用ＤＳＰ８２に実際に再生波形を入力信号とし
て供給し、上記補正すべき位相成分の補正を行った。従
って、このような位相補正は、上記位相補正用ＤＳＰ８
２にてソフトウェアプログラムにより実現されることに
なる。

【００２５】そして、この位相補正用ＤＳＰ８３より取
り出された出力信号を更に逆直交変換、例えばＩＦＦＴ
（逆ＦＦＴ）することにより、図４に示すようなほぼ完
全な非対称の単峰波形を得ることができた。次に、本実
施例の信号再生方法を適用した場合における高密度記録
化について検討した。

【００２６】実施例２ 本実施例は、磁化反転が２回繰り返すパターンにおい
て、それぞれの磁化反転の間隔を狭め、互いの波形干渉
が十分に起こるようにした時の再生波形の単峰化を行っ
た例である。即ち、上記実施例１で使用したＣｏ−Ｃｒ
系垂直磁気記録媒体とリングヘッドの組み合わせにより
ディジタル信号の記録再生を行い、上記実施例１と同様
にして孤立再生波の位相特性に基づいて位相補正を行っ
て再生波形の単峰化を行った。

【００２７】図５に、得られた再生波形Ａを示す。図５
に示すように、再生波形（位相補正前）Ａは、ダイパル
スの重ね合わせ波形となった。この再生波形Ａを上記実
施例１と同様に位相補正用ＤＳＰに通し、該位相補正用
ＤＳＰにて補正すべき位相成分の補正を行った。この
時、補正すべき位相成分は、上記実施例１で求められた
値を使用した。

【００２８】このような位相補正後のデータを図５に併
せて示す。図５Ｂに示すように、上述の位相補正が施さ
れたデータは、ほぼ完全な非対称の単峰波形の重ね合わ
せ波形となることが判った。

【００２９】そこで、このような２ビットパターンの記
録再生に際し、記録波長を変化させた時の位相補正後に
得られる再生波形についてピークシフト特性を調べた。
この結果を図６に示す。図６中、横軸は記録波長（μ
ｍ）を表し、縦軸はピークシフト量（％）を表す。な
お、ピークシフト量は、記録波長に対する位相補正後の
再生波形から求められる波長のズレ量とし、上述の位相
補正後に得られる再生波形についてピーク検出を行って
算出した。

【００３０】図６より、上述のような位相補正を行うこ
とにより、２ビットパターンにおける波形干渉によるピ
ークシフトを改善することができ、記録波長（ビット
長）を０．３μｍの範囲まで狭めても、ピークシフト量
を無視できる程度に抑えることが可能であることが判っ
た。従って、本実施例にかかる信号再生方法は、高密度
記録を実現することができ、上述のようなＣｏ−Ｃｒ系
垂直磁気記録媒体とリングヘッドの組み合わせによるデ
ィジタル信号の記録再生を行う際に有効となる。

【００３１】なお、ここでは、上記位相補正用ＤＳＰの
みにより位相補正を行ったが、上記位相補正用ＤＳＰに
更にパルススリミング（コサインフィルタ）を付加して
も良い。これにより、使用可能な記録波長の限度を更に
短くすることが可能となる。

【００３２】また、本実施例で使用したＣｏ−Ｃｒ系垂
直磁気記録媒体とリングヘッドの組み合わせによって得
られる位相特性は、位相歪みが比較的小さいという特徴
を有しており、このことが上述のような単峰化を良好に
行うための条件となっている。従って、本実施例にかか
る信号再生方法は、上述のような垂直磁気記録媒体とリ
ングヘッドの組み合わせに限らず、位相歪みが小さくな
るような媒体と磁気ヘッドとを適宜組み合わせて使用し
た場合においても有効であると考えられる。

【００３３】以上のように、上述の信号再生方法によれ
ば、得られる再生波形をほぼ完全に非対称な単峰波形と
することができるので、例えばディジタルＶＴＲに適用
して良好な効果を期待することができる。そこで、本実
施例を適用して好適なディジタルＶＴＲの構成について
説明する。

【００３４】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デ
ィジタルＶＴＲ及びＤ２フォーマットのコンポジット形
ディジタルＶＴＲが実用化されている。

【００３５】前者のＤ１フォーマットディジタルＶＴＲ
は、輝度信号及び第１，第２の色差信号をそれぞれ１
３．５ＭＨｚ、６．７５ＭＨｚ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磁気テープ
上に記録するもので、これらコンポーネント成分のサン
プリング周波数が４：２：２であることから、４：２：
２方式とも称されている。

【００３６】一方、後者のＤ２フォーマットディジタル
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。

【００３７】いずれにしても、これらのディジタルＶＴ
Ｒは、共に放送局用に使用されることを前提に設計され
ているために、画質最優先とされ、１サンプルが例えば
８ビットに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なされ
ている。したがって、例えばＤ１フォーマットのディジ
タルＶＴＲでは、大型のカセットテープを使用しても高
々１．５時間程度の再生時間しか得られず、一般家庭用
のＶＴＲとして使用するには不適当である。

【００３８】そこで、ここでは、例えば５μｍのトラッ
ク幅に対して最短波長０．５μｍの信号を記録するよう
にし、記録密度１．２５μｍ² ／ｂｉｔを実現するとと
もに、記録情報を再生歪みが少ないような形で圧縮する
方法を併用することによって、テープ幅が８mmあるいは
それ以下の幅狭の磁気テープを使用しても長時間の記録
・再生が可能なディジタルＶＴＲに適用するものとす
る。

【００３９】以下、このディジタルＶＴＲの構成につい
て説明する。

【００４０】ａ．信号処理部 先ず、ディジタルＶＴＲの信号処理部について説明す
る。図７は記録側の構成全体を示すものであり、１Ｙ、
１Ｕ、１Ｖでそれぞれ示す入力端子に、例えばカラービ
デオカメラからの三原色信号Ｒ，Ｇ，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Ｄ１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。すなわち、それぞれのサンプリング周波数が１
３．５ＭＨｚ、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ビットとされている。し
たがって、入力端子１Ｙ、１Ｕ、１Ｖに供給される信号
のデータ量としては、約２１６Ｍｂｐｓとなる。この信
号のうちブランキング時間のデータを除去し、有効領域
の情報のみを取り出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。

【００４１】そして、上記有効情報抽出回路２の出力の
うちの輝度信号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１３．５ＭＨｚからその３／４に変換
される。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。この周波数変換回路３の出力信号は、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。

【００４２】図９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、同図に示す
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。なお、図９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。

【００４３】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ブライ
ン回路４に供給され、サンプリング周波数がそれぞれ
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互いにライン毎に選択され、１チャ
ンネルのデータに合成される。したがって、このサブサ
ンプリング及びサブライン回路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。このサブサンプリング
及びサブライン回路４によってサブサンプル及びサブラ
イン化された信号の画素構成を図１０に示す。図１０
中、○は第１の色差信号Ｕのサブサンプリング画素を示
し、△は第２の色素信号Ｖ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。

【００４４】上記サブサンプリング及びサブライン回路
４からの線順次化出力信号は、ブロック化回路６に供給
される。ブロック化回路６では一方のブロック化回路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、一方のブロック化回路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。そしてこれらブロック化回路５及びブロ
ック化回路６の出力信号が合成回路７に供給される。

【００４５】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チャンネルのデータに変
換され、この合成回路７の出力信号がブロック符号化回
路８に供給される。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。）、ＤＣＴ（Ｄｉｓ
ｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路
等が適用できる。前記ブロック符号化回路８からの出力
信号は、さらにフレーム化回路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、画素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。

【００４６】次いで、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の出力信号は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
（図示は省略する。）を介して一対の磁気ヘッド１３
Ａ，１３Ｂに供給され、磁気テープに記録される。な
お、オーディオ信号と、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１１に供給される。

【００４７】上述の信号処理によって、入力のデータ量
２１６Ｍｂｐｓが有効走査期間のみを抽出するによって
約１６７Ｍｂｐｓに低減され、さらに周波数変換とサブ
サンプル、サブ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とな
る。

【００４８】次に、再生側の構成について図８を参照し
ながら説明する。再生の際には、図８に示すように、先
ず磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂからの再生データが回転ト
ランス及び再生アンプ１４Ａ，１４Ｂを介してチャンネ
ルデコーダ１５に供給される。チャンネルデコーダ１５
において、チャンネルコーディングの復調がされ、チャ
ンネルデコーダ１５の出力信号がＴＢＣ回路（時間軸補
正回路）１６に供給される。このＴＢＣ回路１６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１６からの再生データがＥＣＣ回路１７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１７の出力信号がフレーム分解回路
１８に供給される。

【００４９】フレーム分解回路１８によって、ブロック
符号化データの各成分がそれぞれ分離されるとともに、
記録系のクロックから画素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１８で分離された各データ
がブロック複号回路１９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複号され、複号データ
が分配回路２０に供給される。この分配回路２０で複号
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２１，２２にそれぞれ供
給される。ブロック分解回路２１，２２は、送信側のブ
ロック化回路５，６とは逆に、ブロックの順序の複号デ
ータをラスター走査の順に変換する。

【００５０】ブロック分解回路２１からの複号輝度信号
が補間フィルタ２３に供給される。補間フィルタ２３で
は、輝度信号のサンプリングレートが３ｆｓから４ｆｓ
（４ｆｓ＝１３．５ＭＨｚ）に変換される。補間フィル
タ２３からのディジタル輝度信号Ｙは出力端子２６Ｙに
取り出される。

【００５１】一方、ブロック分解回路２２からのディジ
タル色差信号が分配回路２４に供給され、線順次化され
たディジタル色差信号Ｕ，Ｖがディジタル色差信号Ｕ及
びＶにそれぞれ分離される。分配回路２４からのディジ
タル色差信号Ｕ，Ｖが補間回路２５に供給され、それぞ
れ補間される。補間回路２５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２５からはサンプリングレートが２ｆ
ｓのディジタル色差信号Ｕ及びＶが得られ、出力端子２
６Ｕ，２６Ｖにそれぞれ取り出される。

【００５２】ｂ．ブロック符号化 図７におけるブロック符号化回路８としては、ＡＤＲＣ
（ＡｄａｐｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ Ｃｏ
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
Ｘ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の他の例としては、各ブロックの画素データ
をＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍ）した後、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よい。

【００５３】ここでは、ＡＤＲＣエンコーダを用い、さ
らにマルチダビングした時にも画質劣化が生じないエン
コーダの例を図１１を参照しながら説明する。図１１に
おいて、入力端子２７に例えば１サンプルが８ビットに
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）が図７の合成回路７より入力される。入力端
子２７からのブロック化データが最大値，最小値検出回
路２９及び遅延回路３０に供給される。最大値，最小値
検出回路２９は、ブロック毎に最小値ＭＩＮ、最大値Ｍ
ＡＸを検出する。遅延回路３０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３０からの画素データが比較回路３１及び
比較回路３２に供給される。

【００５４】最大値，最小値検出回路２９からの最大値
ＭＡＸが減算回路３３に供給され、最小値ＭＩＮが加算
回路３４に供給される。これらの減算回路３３及び加算
回路３４には、ビットシフト回路３５から４ビット固定
長でノンエッジマッチング量子化した場合の１量子化ス
テップ幅の値（△＝１／１６ＤＲ）が供給される。ビッ
トシフト回路３５は、（１／１６）の割算を行うよう
に、ダイナミックレンジＤＲを４ビットシフトする構成
とされている。減算回路３３からは（ＭＡＸ−△）のし
きい値が得られ、加算回路３４からは（ＭＩＮ＋△）の
しきい値が得られる。これらの減算回路３３及び加算回
路３４からのしきい値が比較回路３１，３２にそれぞれ
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
値としてもよい。

【００５５】比較回路３１の出力信号がＡＮＤゲート３
６に供給され、比較回路３２の出力信号がＡＮＤゲート
３７に供給される。ＡＮＤゲート３６及びＡＮＤゲート
３７には、遅延回路３０からの入力データが供給され
る。比較回路３１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、したがってＡＮＤゲ
ート３６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。一方、比較回路３２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、したがっ
てＡＮＤゲート３７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。

【００５６】ＡＮＤゲート３６の出力信号が平均化回路
３８に供給され、ＡＮＤゲート３７の出力信号が平均化
回路３９に供給される。これらの平均化回路３８，３９
は、ブロック毎に平均値を算出するもので、端子４０か
らブロック周期のリセット信号が平均化回路３８，３９
に供給されている。平均化回路３８からは、（ＭＡＸ〜
ＭＡＸ−△）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３９からは（ＭＩＮ
〜ＭＩＮ＋△）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４１で減算され、この減算回路４１
からダイナミックレンジＤＲ´が得られる。

【００５７】また、平均値ＭＩＮ´が減算回路４２に供
給され、遅延回路４３を介された入力データから平均値
ＭＩＮ´が減算回路４２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４４
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０ビット（コード信号を転送しない）、
１ビット、２ビット、３ビット、４ビットの何れかとさ
れる可変長のＡＤＲＣであって、エッジマッチング量子
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４５において決定され、ビット数ｎのデ
ータが量子化回路４４に供給される。

【００５８】可変長ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジＤ
Ｒ´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。すなわち、ビット数ｎを決
定する際のしきい値をＴ１〜Ｔ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜
Ｔ４）とすると、（ＤＲ´＜Ｔ１）のブロックは、コー
ド信号が転送されず、ダイナミックレンジＤＲ´の情報
のみが転送され、（Ｔ１≦ＤＲ´＜Ｔ２）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´＜Ｔ４）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。

【００５９】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（いわ
ゆるバッファリング）ができる。したがって、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ビデオテー
プレコーダのような伝送路に対しても可変長ＡＤＲＣを
適用できる。

【００６０】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４６では、し
きい値の組（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）が複数例えば３
２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。ただし、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。

【００６１】バッファリング回路４６からのしきい値Ｔ
１〜Ｔ４が比較回路４７に供給され、遅延回路４８を介
されたダイナミックレンジＤＲ´が比較回路４７に供給
される。遅延回路４８は、バッファリング回路４６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４７では、ブロックのダイナミックレ
ンジＤＲ´と各しきい値とがそれぞれ比較され、比較出
力がビット数決定回路４５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４４で
は、ダイナミックレンジＤＲ´と割り当てビット数ｎと
を用いて遅延回路４９を介された最小値除去後のデータ
ＰＤＩがエッジマッ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４４は、例えばＲＯＭで
構成されている。

【００６２】遅延回路４８、５０をそれぞれ介して修整
されたダイナミックレンジＤＲ´、平均値ＭＩＮ´が出
力され、さらにコード信号ＤＴとしきい値の組を示すパ
ラメータコードＰｉが出力される。この例では、一旦ノ
ンエッジマッチ量子化された信号が新たにダイナミック
レンジ情報に基づいて、エッジマッ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。

【００６３】ｃ．チャンネルエンコーダ及びチャンネル
デコーダ 次に、図７のチャンネルエンコーダ１１及びチャンネル
デコーダ１５について説明する。チャンネルエンコーダ
１１においては、図１２に示すように、パリティ発生回
路１０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５１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。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５２で、１／１−Ｄ²（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５２
の出力を記録アンプ１２Ａ，１３Ａを介して磁気ヘッド
１３Ａ，１３Ｂにより、記録再生し、再生出力を再生ア
ンプ１４Ａ，１４Ｂによって増幅するようになされてい
る。

【００６４】一方、チャンネルデコーダ１５において
は、図１３に示すように、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５３は、１＋Ｄの演算が再
生アンプ１４Ａ，１４Ｂの出力に対して行われる。ま
た、いわゆるビタビ複号回路５４においては、演算処理
回路５３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複号が行わ
れる。このビタビ複号回路５４の出力がディスクランブ
ル回路５５に供給され、記録側のスクランブル処理によ
って並び変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
複号回路５４によって、ビット毎の複号を行う場合より
も、再生Ｃ／Ｎ換算が３ｄＢで改良が得られる。

【００６５】ｄ．走行系 磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂは、図１４に示
すように、一体構造とされた形でドラム７６に取付けら
れる。ドラム７６の周面には、１８０°よりやや大きい
か、あるいはやや小さい巻き付け角で磁気テープ（図示
せず。）が斜めに巻き付けられており、磁気ヘッド１３
Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂが同時に磁気テープを走査する
ように構成される。

【００６６】また、上記磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッ
ド１３Ｂのギャップの向きは、互いに反対側に傾くよう
に（例えば磁気ヘッド１３Ａはトラック幅方向に対して
＋２０°、磁気ヘッド１３Ｂは−２０°傾斜するよう
に）設定されており、再生時にいわゆるアジマス損失に
よって隣接トラック間のクロストーク量を低減するよう
になされている。

【００６７】図１５及び図１６は、磁気ヘッド１３Ａ，
１３Ｂを一体構造（いわゆる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もので、例えば高速
で回転される上ドラム７６に一体構造の磁気ヘッド１３
Ａ，１３Ｂが取り付けられ、下ドラム７７が固定とされ
ている。ここで、磁気テープ７８の巻き付け角θは１６
６°、ドラム径φは１６．５mmである。

【００６８】したがって、磁気テープ７８には、１フィ
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、トラックの直線性に起因するエラーを
小さくすることができる。

【００６９】上述のように、ダブルアジマスヘッドで同
時記録を行うようにすることで、１８０°の対向角度で
一対の磁気ヘッドが配置されたものと比較して直線性に
起因するエラー量を小さくすることができ、またヘッド
間距離が小さいのでペアリング調整をより正確に行うこ
とができる。したがって、このような走行系により、幅
狭のトラックで記録・再生を行うことができる。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、垂直磁気記録媒体とリング型磁気ヘッド
との組み合わせにより記録再生を行う際に、孤立再生波
形の位相特性より補正すべき位相成分を求め、この補正
すべき位相成分の零にするような位相補正を行っている
ので、再生波形をほぼ完全に非対称な単峰波形とするこ
とができる。

【００７１】また、本発明によれば、２ビットパターン
における波形干渉によるピークシフトを抑えることがで
き、使用する記録波長（ビット長）を０．３μｍまで狭
めることが可能となる。従って、本発明は、ディジタル
信号の記録再生のような高密度記録化が要求される場合
において非常に有効である。

【００７２】更に、上述の再生波形の単峰化は、位相の
みを補正することによって達成されるので、従来の微分
回路等を用いる方法のように振幅を犠牲にすることがな
く、Ｓ／Ｎを劣化させずに、媒体のポテンシャルを保ち
つつ、良好な単峰化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の信号再生方法を適用して孤立再生波の
位相特性を求めた信号処理回路の構成を示す回路ブロッ
ク図ある。

【図２】本発明の信号再生方法を適用して再生波形の位
相補正を行う信号処理回路の構成を示す回路ブロック図
ある。

【図３】孤立再生波をＦＦＴすることによって得られる
位相特性を示す特性図である。

【図４】位相補正によって単峰化された孤立再生波を示
す波形図である。

【図５】２ビットパターンにおける孤立再生波の位相補
正前の状態（Ａ）と位相補正後の状態（Ｂ）をそれぞれ
示す波形図である。

【図６】記録波長とピークシフト量の関係を示す特性図
である。

【図７】ディジタル画像信号を再生歪みが少ないような
形で圧縮して記録するディジタルＶＴＲの信号処理部の
記録側の構成を示すブロック図である。

【図８】信号処理部の再生側の構成を示すブロック図で
ある。

【図９】ブロック符号化のためのブロックの一例を示す
略線図である。

【図１０】サブサンプリング及びサブラインの説明のた
めの略線図である。

【図１１】ブロック符号化回路の一例を示すブロック図
である。

【図１２】チャンネルエンコーダの一例の概略を示すブ
ロック図である。

【図１３】チャンネルデコーダの一例の概略を示すブロ
ック図である。

【図１４】磁気ヘッドの配置の一例を模式的に示す平面
図である。

【図１５】回転ドラムの構成例及び磁気テープの巻き付
け状態を示す平面図である。

【図１６】回転ドラムの構成例及び磁気テープの巻き付
け状態を示す正面図である。

【図１７】Ｃｏ−Ｃｒ系垂直媒体とリングヘッドの組み
合わせによりディジタル再生記録を行った場合に得られ
る孤立再生波を示す波形図である。

【符号の説明】

１Ｙ、１Ｕ、１Ｖ・・・コンポーネント信号の入力端子 ５，６・・・ブロック化回路 ８・・・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 １５・・・チャンネルデコーダ １９・・・ブロック複号回路 ２１，２２・・・ブロック分解回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直磁気記録媒体に対してリング型磁気
   ヘッドによりディジタル信号を再生する信号再生方法に
   おいて、 孤立再生波の位相特性に基づいて位相を補正することを
   特徴とする信号再生方法。
2. 【請求項２】 上記垂直磁気記録媒体がＣｏ−Ｃｒ系金
   属磁性薄膜を磁性層とするＣｏ−Ｃｒ系垂直磁気記録媒
   体であることを特徴とする請求項１記載の信号再生方
   法。