JPH0683486B2 - 記録信号符号化方法、記録担体並びに符号化及び再生装置 - Google Patents

記録信号符号化方法、記録担体並びに符号化及び再生装置

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JPH0683486B2
JPH0683486B2 JP59024522A JP2452284A JPH0683486B2 JP H0683486 B2 JPH0683486 B2 JP H0683486B2 JP 59024522 A JP59024522 A JP 59024522A JP 2452284 A JP2452284 A JP 2452284A JP H0683486 B2 JPH0683486 B2 JP H0683486B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録信号を記録担体、特に光学的に読み取るこ
とかができるディスク状の記録担体に記録したり、記録
担体上の記録信号を再生したりするための伝送システム
で合成カラービデオ信号と別の信号とを具える記録信号
を符号化する方法であって、6.5〜9.3MHzの範囲の周波
数を有する搬送波信号を合成カラービデオ信号で周波数
変調する記録信号符号化方法に関するものである。
本発明はまた上記符号化方法により符号化された記録信
号を担う記録担体、上記符号化方法を実施するための装
置及び上記符号化方法により符号化された信号を再生す
るための装置に関するものである。
このような符号化方法、記録担体及び装置は「IEE Tra
nsactions on Consumer Electromics」,1976年11
月，第309〜317項に載っているＰ、Ｗ、Bogelsの論文
「System coding parameters,mechanics and elect
ro-mechanics of the reflective video disc pl
ayer」から既知である。この刊行物をここに参考文献と
して含めるが、ここでは前記別の信号がオーディオ信号
になっている。オーディオ情報がビデオ情報に漏話する
ことがあり得ること、特に変調されたビデオ情報の下側
帯がオーディオ情報に漏話することがあり得ること及び
混変調積による混乱効果を考慮に入れて、オーディオ情
報は２個の搬送波をオーディオ情報で変調した形態で収
容し、これらの搬送波の周波数をビデオ搬送波の周波数
との関係で注意深く選択すべきことが知られている。NT
SC方式の場合、これらの２個の搬送波に対して選択され
る周波数は2.3MHz及び2.8MHzであり、他方ビデオ搬送波
に対して選択される周波数は8.1MHz（黒レベル周波数）
である。
この既知の方法、記録担体及び装置はビデオの再生品質
は非常に優れたものを与えるが、オーディオの再生品質
はまあまあがまんできるという程度にすぎない。
本発明の目的は、特に前記別の信号がオーディオ信号の
場合オーディオの再生品質も改良された冒頭に記載した
タイプの符号化方法、この方法で符号化された記録信号
を与えられた記録担体及びこの方法で符号化された信号
を再生する装置を提供するにある。
この目的を達成するため本発明に係る方法は前記別の信
号が各々が有限数の離散値をとることができるデータビ
ットのビット流を具えるディジタル信号であり、このデ
ィジタル信号が周波数変調された搬送波信号の一次の側
帯よりも下の周波数帯を占め、この周波数変調された搬
送波信号を上記ディジタル信号によりパルス幅変調する
ことを特徴とする。
ディジタル信号により形成される前記別の信号はディジ
タル化されたオーディオ信号とすることもできるが、例
えば、ゲームコンピユータ用のデータ信号とすることも
できる。代りに、上記ディジタル信号は、例えば、「静
止画像」と組み合せて用いられるディジタルの時間圧縮
されたオーディオ信号とすることができる。この場合は
この静止画像を繰り返し走査しつつ、音声は伸張された
形態で再生し、再生時間を稼ぐことができる。
このような本発明は、前記論文は比較的帯域幅が狭い周
波数変調された搬送波を加えることは問題であると述べ
ているが、以下の３つの理由で帯域幅が可成り広いディ
ジタルのオーディオ信号を収容できるという洞察に基づ
いている。
ディジタルオーディオ信号は変調されたビデオ搬送波の
必然的に依存する一次の下側帯より下の周波数帯に収容
し、オーディオ信号がビデオ信号に漏話するのを制限す
ることができる。
就中パルス幅変調により惹き起こされ、ディジタルオー
ディオ信号の周波数スペクトル内に位置するため予め濾
波し去り得ない変調されたビデオ搬送波の二次の下側帯
及び多分に三次以上の下側帯は妨害の原因となるとは限
らない。蓋し、ディジタル信号は或る程度の振幅が小さ
いアナログ信号による妨害に対し一層感応しないからで
ある。
相互変調成分は必ずしも妨害の原因とはならない。蓋
し、ディジタル信号の相対振幅は、ディジタル信号の場
合はアナログ信号の場合よりも小さいS/N比を許容し得
るので、ディジタル信号の相対振幅を可成り低くするこ
とができるからである。
ここで注意すべきことは、アナログのオーディオを表わ
すディジタル信号の代りにディジタルデータを表わすデ
ィジタル信号を収容する場合もあることである。
本発明に係る方法の一実施例は更に前記別の信号が繰り
返し周波数44.1KHzの一連のディジタルワードを具え、
これに記録に先立ってEFM変調をかけることを特徴とす
る。EFM変調は特に混信に強く、このように規定される
変調はいろいろなメーカーで作られている「コンパクト
ディスクディジタルオーディオ」プレーヤで用いられて
いる変調であるからこの方法は有利である。この「コン
パクトディスク」プレーヤはオーディオビデオ共用プレ
ーヤであって、これはシンプルな構造になっており、EF
M用の市販されている集積回路を利用してこの方法で符
号化されている記録信号を再生することができる。EFM
変調の定義については「Philips Technical Review」
第40巻第６号,1982年，を参考にすることができ、その
全文、特に第157〜164頁を参考文献としてここに含め
る。
本発明方法の更に具体的な一実施例は記録に先立って前
記ディジタル信号を遮断周波数が1.5MHzから2MHzの範囲
に入る低域フィルタに通すことを特徴とする。こうする
とディジタルオーディオ信号がビデオ信号に漏話する可
能性が下がる。そしてこのように帯域幅が狭くなっても
オーディオの再生品質に悪影響がないことが知られてい
る。
漏話と相互変調効果とを小さくするためには、記録に先
立って前記ディジタル信号を低周波プレエンファシスフ
ィルタに通し、そこで周波数が遮断周波数より下の信号
を周波数がこの遮断周波数より上の信号に対して強め、
読み取った後、この低周波プレエンファシスフィルタに
相補的なフィルタに通すことを特徴とする本発明に係る
方法を用いると有利である。この手法は、特に、ヘリウ
ム‐ネオンレーザを用いるため低周波の場合は高周波の
場合よりも大きな干渉が生ずることを認識したことに基
づいている。このプレエンファシスはディジタル信号の
低下を小さくする。
遮断周波数によいて云えば、この方法は更に前記低周波
プレエンファシスフィルタの遮断周波数を100KHzから1M
Hn迄の範囲にとることを特徴とする。この場合この遮断
周波数はEFM変調のスペクトルが最大になる周波数に対
応する。
EFM変調された信号の再生について云えば、必要なクロ
ック信号の確度に厳しい要求が課される。同じことはビ
デオ信号の水平同期信号についてもあてはまる。これは
ターンテーブルの速度を制御し、再生されつつあるオー
ディオ信号の周波数に影響するからである。それ故、記
録された信号の再生時に、44.1KHzの前記繰り返し周波
数に関係づけられる第１の基準周波数をディジタル信号
を復号化するために発生させ、前記ビデオ信号の水平同
期周波数に関係づけられる第２の基準周波数を合成カラ
ービデオ信号を処理するために発生させ、これらの第１
と第２の基準周波数をいずれも第３の基準周波数から導
き出すことを特徴とする本発明方法を用いると有利であ
る。このようにすると第２の基準周波数を十分正確にし
且つ十分に正確な態様で第１の基準周波数に関係させる
ことができる。
この厳しい確度の要求を満足し、第１と第２の基準周波
数を簡単に発生できるようにするために、本発明に係る
方法の一実施例は更に、前記合成カラービデオ信号がPA
Lカラービデオ信号であり、第１と第２の基準周波数が
ｎ×4.234375MHz（ｎ＝1,2,3,4,…）の第３の基準周波
数から導びかれ、第２の基準周波数がこの第３の基準周
波数をｎ×271で除することによりこの第３の基準周波
数から導びかれるようにすることも特徴とする。
同じ理由で、但し今度はPAL標準ではなく、NTSC標準で
用いるために、この方法は別に前記合成カラービデオ信
号がNTSCカラービデオ信号であり、第１と第２の基準周
波数がｎ×4.232518MHz（ｎ＝1,2,3,4…）の第３の基準
周波数から導びかれ、第２の基準周波数がこの第３の基
準周波数をｎ×269で除することによりこの第３の基準
周波数から導びかれるようにすることを特徴とする。
本発明はまた上述した方法で符号化されている記録信号
を担う記録担体としても具体化されているが、この記録
担体は交互に中間区域が介在する光学的に検出できる区
域のトラックパターンを具え、これらの区域のトラック
方向の相互の間隔が周波数変調された合成カラービデオ
信号の瞬時周期により変調され、中間区域に対する長さ
が実質的に少なくとも２個の明確な離散値をとることが
でき、ディジタル信号がこれらの離散値の系列で符号化
されることを特徴としている。
本発明はまた前記方法を実施するための装置としても具
体化されており、この装置は合成カラービデオ信号を変
調し、周波数が6.5〜9.3MHzの範囲に入る搬送波にのせ
るためのFM変調器と、この周波数変調された搬送波信号
を各々が有限数の離散値をとることができるデータビッ
トのビット流を具えるディジタル信号でパルス幅変調す
るためのパルス幅変調器とを具え、このディジタル信号
が周波数変調された搬送波信号の一次の下側帯より下の
周波数帯を占めることを特徴とする。
この装置の好適な一実施例は、更に、前記パルス幅変調
器の手前にEFM変調器を置くことを特徴とする。
ディジタル信号の帯域幅を抑えるために、この好適な実
施例は、更に、前記EFM変調器とパルス幅変調器との間
に遮断周波数が1.5MHzから2MHzの範囲に入る低域フィル
タを置くことを特徴とする。
代りに、本発明に係るこの装置は更に、パルス幅変調器
の前に低域プレエンファシスフィルタを置き、そこで遮
断周波数より低い周波数の信号をこの遮断周波数より高
い周波数の信号に対して強調することを特徴とする。
この点で低域プレエンファシスフィルタの遮断周波数を
100KHzから1MHzの範囲に置くことを特徴とすると有利で
ある。
代りに、本発明に係るこの装置は変調された合成カラー
ビデオ信号の二次の下側帯成分を生ずる手段を設けたこ
とを特徴とする。このようにするとこの成分の影響はそ
れ自体は既知の技術により小さくされる。この技術は就
中米国特許第4,332,342号（特願昭54-64613号、特開昭5
4-156173号）明細書に記載されており、この特許明細書
をここに参考文献として含める。
本発明はまた前述した方法により符号化されている信号
を再生する装置として具体化されているが、この装置は
合成カラービデオ信号を再生するためのFM復調器と、デ
ィジタル信号を再生するためのパルス幅復調器とを具え
ることを特徴とする。
本発明に係るこの装置の好適な一実施例は、パルス幅復
調器の後にEFM復調器を置くことを特徴とする。
この装置は更に、パルス幅変調器の後に高周波プレエン
ファシスフィルタを置き、そこで遮断周波数より高い周
波数の信号をこの遮断周波数より低い周波数の信号に対
して強調することを特徴とする。
この遮断周波数の点で上記の実施例は更に、前記高域プ
レエンファシスフィルタの遮断周波数を100KHzから1MHz
の範囲に置くことを特徴とする。
基準周波数を発生する点で、この装置は更に、ディジタ
ル信号をデコードするために44.1KHzの繰り返し周波数
に関係づけられる第１の基準周波数を供給する第１の回
路と、前記合成カラービデオ信号の水平同期周波数に関
係づけられる第２の基準周波数を供給する第２の回路
と、これらの第１の第２の基準周波数がロックされる第
３の基準周波数を供給する周波数発生器とを具えること
を特徴とする。
PAL信号を再生するために、この装置は更に、前記周波
数発生器をｎ×4.234375MHz（ｎ＝1,2,3,4…）の周波数
に同調させ、第２の回路がこの第３の基準周波数をｎ×
271で除することにより第２の基準周波数を生ずるよう
にしたことを特徴とする。
NTSC信号を再生するために、この装置は更に、前記周波
数発生器をｎ×4.232518MHz（ｎ＝1,2,3,4…）の周波数
に同調させ、第２の回路がこの第３の基準周波数をｎ×
269で除することにより第２の基準周波数を生ずるよう
にしたことを特徴とする。
記録時に第２と第３の基準周波数を発生するこの方法を
用いると、共通の周波数基準を採用することにより第１
の基準周波数が第２の基準周波数にロックされる。この
場合再生時に分周することによりこれらの２個の周波数
が再生される。しかし、分周により特定の第２の基準周
波数を正確に再生することは不可能であるから、誤差が
生ずる。この誤査は記録時に補正用の周波数誤差を導入
することにより補正できるが、この補正用の周波数誤差
は累積し、このためオーディオ信号がビデオ信号に対し
て時間的にずれ、このため「リップ同期」（lip symch
ronism）（音声と画像内の話者の唇の動きとが同期する
こと）が損なわれる。そして誤差が大きいため上述した
方法が使えないことが時々ある。第１と第２の基準周波
数を発生するに当り時間のずれが生じない本発明に係る
装置は、更に、復調されたカラービデオ信号からビデオ
時間軸信号を取り出すためのビデオ時間軸信号分離回路
と、このビデオ時間軸信号をビデオ時間軸基準信号と比
較し、位相差の関数として制御信号を供給する位相比較
回路と、この制御信号の関数として記録担体の転送速度
を制御してビデオ時間軸誤差を除去する速度制御回路
と、ディジタル信号の繰り返し周波数に関係づけられる
信号を供給する制御自在の発振回路と、この発振回路を
ディジタル信号から誘導できるデータ時間軸信号にロッ
クする制御ループとを具えることを特徴とする。
ビデオ時間軸が正しくなるように駆動を制御することに
より、高度に安定な時間軸を有するディジタル信号が得
られ、第１の基準周波数はこのディジタル信号から直接
導ける。
本発明によりアナログ信号を44.1KHzのサンプリング周
波数でサンプリングしてディジタル信号を作り、２×16
ビット（１ステレオチャネル当り16ビット）の語長にEF
M変調をかけ、アナログビデオ信号の下側帯に収容する
と、NTSCビデオディスクの場合は、アナログのFMオーデ
ィオ信号が保たれ、従ってこのようなビデオディスクは
ディジタル信号の再生回路を装備していないビデオディ
スクプレーヤにかけることもできることが知られてい
る。しかし、PALビデオディスクの場合は、利用できる
帯域幅が不十分で、２個のアナログFMオーディオチャネ
ルと、サンプリング周波数44.1KHz、語長２×16ビット
の１個のディジタルEFMチャネルとの両方を収容するこ
とはできないことが判明している。そしてコンパティビ
リティを得るためにアナログFMオーディオチャネルを保
つと、帯域幅を劇的に制限しなければディジタル符号化
されたオーディオ信号を収容できない。
この点で、本発明に係る方法は、前記別の信号が２×12
ビットディジタルワードの系列を具え、２×12ビットの
８ワードを一まとめにしてフレームを作り、このフレー
ム毎に記録に先立ってEFM変調をかけることを特徴とす
る。
この方法の利点は、変更を加えないでEFM変調及び誤
り、訂正用の市販のICを使えることである。事実、コン
パクトディスク標準に係わるEFM変調の場合は、２×16
ビットの６語をフレームとして配置し、そのフレームを
EFM変調しており、このようなフレームは２×12ビット
の８語を収容することができる。
本発明に係わるこの方法は、更に、前記系列内の２×12
ビットディジタルワードが32KHzの繰り返し周波数を有
することを特徴とする。
図面につき本発明を詳細に説明する。
第１図はPALビデオ信号のスペクトルを示したものであ
るが、このPALビデオ信号は7.1MHz（ビデオ信号の黒レ
ベルによる変調の場合の周波数）の搬送波に周波数変調
されてのっている。この図は周波数の関数としてビデオ
信号の振幅を示したものであり、ここでI0は主成分であ
る。I1は一次の下側帯であるが、これまたクロマ帯（ch
roma band）と呼ばれ、主成分I0から4.43MHz離れてい
る。この4.43MHzはビデオ信号内の色搬送波の周波数で
ある。I2は二次の側帯波であり、これは周波数ゼロの点
に対し鏡映対称的に反転したものであり、本来はI0から
8.86MHzの位置にある。既知の装置ではこの信号に更に
0.683MHzと1.066MHzの２個の周波数変調されたオーディ
オ搬送波が加わる。
第２図はNTSCビデオ信号のスペクトルを示したものであ
り、このビデオ信号は8.1MHz（ビデオ信号の黒レベルに
よる変調の場合の周波数）の搬送波に周波数変調されて
のっている。NTSC信号では色搬送波の周波数は3.58MHz
であるから、下側帯I1及びI2は今度は夫々3.58及び7.16
MHzだけ離れている。既知の装置ではこれに2.3及び2.8M
Hzのオーディオ信号がFM搬送波として加わる。
第３図はビデオ信号（本例ではPAL）により周波数変調
された搬送波をパルス幅変調した場合の画質に対する影
響を測定した結果を示したものである。これは搬送波を
パルス幅変調する信号の相対振幅を周波数の関数として
プロットし、画質に対する影響を示したものである。第
３図のグラフは約1.5MHzまでこの影響が仮成り一定にと
どまり、1.5MHz以上で影響が大きくなることを示してい
る。このグラフから結論されることは、遮断周波数が1.
5〜2MHzの範囲に入る低域フィルタにこの信号を通せば
信号レベルを最大に保った状態でパルス幅変調を適用で
きることである。
光学式記録ではHe-Neレーザが低い周波数でS/N比を劣化
させるが、本発明に係わる符号化方法ではディジタルオ
ーディオ信号の信号強度が仮成り弱い方が望ましいか
ら、高い周波数の信号強度に比べて低い周波数の信号強
度を強めると有利である。適当な遮断周波数は100KHzか
ら1MHzの範囲、特に500KHzにある。蓋し、500KHzでEFM
スペクトルは最大になり、この周波数以下ではロールオ
フするからである。
第４図は適当な低周波プレエンファシスフィルタの周波
数線図を示したものである。遮断周波数は500KHzにあ
る。この周波数より下では信号強度が6dB/オクターブで
上昇するが、これは達成するのが容易である。特性が再
び平らになるクロスオーバ周波数（本例では32KHz）は
低い周波数に対するプレエンファシスレベルにより決ま
り、このプレエンファシスレベルは可視度限界（第３
図）と、その半径方向トラッキングのような制御系への
影響とにより決まる。本例ではプレエンファシスは約23
dBである。
第５図は遮断周波数が1.75MHzの低域フィルタと、第４
図に示したような特性を有する低周波プレエンファシス
フィルタとを通した後に生ずるEFMスペクトルを示した
ものである。このスペクトルは500KHzまで23dBだけ漸次
上昇し、その後は非常に低い周波数まで低周波数プレエ
ンファシスのためスペクトルはほぼ一定に保たれる。こ
のようにして得られるこのスペクトルはI1成分（第１図
および第２図）より下の周波数帯に入れても重要な問題
は生じない。それでいてNTSC信号の場合は２個のオーデ
ィオFM搬送波が保たれる。従って、ディジタルオーディ
オ及びFMオーディオの両方を蓄わえる記録担体を製造す
ることができ、この記録担体は両方のタイプのプレーヤ
で読み取ることができる。
第４図で破線は、例えば、5KHzより低い周波数に対する
周波数ロールオフを表わすが、これは種々の低周波数制
御系が乱されるのを防止する上で有利である。
第６図は本発明に係わる記録信号符号化装置を示したも
のである。これは合成ビデオ信号を受け取るための入力
端子１を具える。同期分離器２により合成ビデオ信号内
の水平同期信号に対する周波数に等しい周波数（ｆＨ）
の信号を取り出し、この信号を、例えば、フェーズロッ
クドループ（PLL）を具える周波数発生器３に加える。
この周波数発生器３はディジタルオーディオ信号を処理
するための周波数f1の信号を供給する。この周波数f1の
信号f1は本例では周波数4.2336MHzの信号である（4.233
6MHz＝96×44.1KHz。但し、44.1KHzはアナログオーディ
オ信号のサンプリング周波数である）。また、合成ビデ
オ信号はFM変調器４、例えば、ビデオ信号により制御さ
れる電圧制御発振器に加える。次に得られたFM信号を装
置９に供給するが、この装置９はそれ自体は既知の態様
でFM信号を記録担体、特にレーザによりビデオディスク
に記録する装置である。
アナログのオーディオ信号を入力端子５から信号処理装
置６に加えるが、この信号処理装置６は就中アナログ・
ディジタル変換器とEFM変調器とを具え、導入部に述べ
た「Philips Technical Review」の論文に記載されて
いるタイプとすることができる。この信号処理装置は周
波数発生器３から信号処理の同期をとるための周波数f1
＝4.2336MHzの信号を受け取る。次にEFM変調された信号
を遮断周波数が1.75MHzの低域フィルタ７に通し、更に
第４図に示したような特性を有する低周波プレエンファ
シスフィルタ８に通し、その後でFM変調器４のパルス幅
制御入力端子に通す。最も簡単な形態では、このパルス
幅制御はリミタにかける前に行なうが、これについては
第８図につき説明する。
第8a図は周波数変調された合成ビデオ信号を表わす信
号、本例では正弦波を示したものである。第8b図は第8a
図に示した合成ビデオ信号よりも周波数が低く、振幅も
小さいディジタル信号を示したものである。第8c図はこ
れらの２個の信号の和を示したものである。適当に増幅
した後この信号をリミタにかけると、第8d図に示したよ
うな信号が得られる。この第8d図の信号は、繰返し周波
数が周波数変調されたビデオ信号の瞬時周波数に対応
し、相対パルス幅（デューティサイクル）がディジタル
信号に対応する矩形波信号である。この第8d図が光学的
に読み取り可能なディスク10に書き込みを行なうレーザ
を制御すると、第8e図に示したようなパターンがえられ
るが、これは長さが第8d図に示した信号のパルス幅に対
応する光学的に検出される区域11と中間区域12とから成
るトラック13を具える。
二次の下側帯I2を相殺するために、パルス幅変調器に補
正回路14を加えることができるが、この回路は、例え
ば、米国特許第4,322,342号明細書に記載されているよ
うな回路とすることができる。
第７図は第６図に示した装置により符号化されて記録さ
れている信号を復号する装置の一例を示したものであ
る。この装置は記録担体を読み取るプレーヤ17を具え
る。プレーヤ17の出力信号はパルス幅復調器として機能
する低域フィルタ15に加える。事実、低域フィルタによ
り第8d図に示す信号から第8a図に示す信号が濾波されて
取り出されるが、この低域フィルタの遮断周波数はこれ
らの信号が占める周波数帯どうしの間に位置する。この
ようにして得られたディジタルオーディオ信号を低周波
プレエンファシスフィルタ８（第６図）に相補的な高周
波プレエンファシスフィルタ16に通し、次いでEFM復調
器とディジタル‐アナログ変換器とを具える回路18によ
りアナログ信号に変換する。その際の信号処理は基準周
波数f1により同期をとる。回路18は前述した刊行物「Ph
ilips Technical Review」に記載されているものとす
ることができ、タイプ番号SAA7000,SAA7020,SAA7030,MA
B8410,TDA1540及びランダムアクセスメモリ6116の名の
下に市販されているICを用いることができる。この時
（ステレオの）アナログオーディオ信号が出力端子18′
に得られる。プレーヤ17の出力信号はFM復調器19にも加
える。そしてFM復調器19の出力信号は同期分離回路20を
介して出力端子21に移される。同期分離回路20により取
り出される同期信号は周波数ｆＨの水平同期信号である
が、この信号はモータ制御回路22に加えられる。モータ
制御回路22は周波数ｆＨが狭い範囲内で基準周波数f2に
対応するようにプレーヤ17の速度を制御する。
原理的には、２個の基準周波数f1とf2は２個の各別の発
生器により供給することができるが、これは問題であ
る。蓋し、これらの２個の基準周波数の安定度と相互の
関係には厳しい要求が課されるからである。これはこれ
らの２個の基準周波数を唯１個の基準発振器23から一方
を分周器に通すようにして取り出せば解決できる。こう
すれば十分に安定ではないフェーズロックドループを省
略することができる。
第７図に示した実施例では、基準発振器23を直接周波数
f1に同調させ、周波数f2は周波数f1を分周段24により分
周することにより得ている。PALの場合は、周波数f2は1
5.625KHzでなければならず、他方周波数f1は前記ICを用
いる場合特定の公差内で4.2336MHz（44.1KHzのサンプリ
ング周波数の96倍）でなければならない。これは基準発
振器23を4.234375MHzに同調させ、これを271で除算すれ
ば得られることが知られている。こうするとf2は正確に
正しい値となり、f1の偏差は２×10-4となる。これは所
要の再生品質にとって受容できるものである。
NTSCの場合は、基準発振器23を4.232518MHzに同調さ
せ、分周器24が269で除算するようにすれば受容できる
値が得られる。この時周波数f1の偏差は10-4である。
しかしこれらの周波数の僅かな偏差はオーディオ信号を
デコーディングするに当ってタイミング誤差を生ずる。
事実、ディジタル信号を符号化した時と異なる周波数で
復号すると、タイミング誤差を生じ、このタイミング誤
差が再生において累積する。これは符号化する時に、例
えばサンプリング周波数変換により対応するタイミング
誤差を導入すれば補正できる。しかし、この補正は記録
時に、画像と音声との間に時間のずれが生じ、記録の長
さが増すと、この時間のずれが大きくなる。そしてこの
時間のずれが特定の限界を越えると、これは再生時に認
識できるようになる。即ち、画像と音声がもはや「リッ
プ同期」せず、話者が発する音声が唇の動きと同期して
いないことが目に映る。上記の問題を生じないもう一つ
の方法は記録時に補正を行なわず、２個の基準周波数f1
とf2を必要な程度に堅く相互にロックし、再生時に第９
図に示す装置を用いるものである。第７図に示した装置
と対照的に、この第９図の装置は発振器26により直接基
準周波数f2を発生し、このf2の発生を基準周波数f1の発
生とロックさせず、基準周波数f1は制御自在の発振器27
により別に発生させ、この制御自在の発振器27を比較器
25、例えば位相比較器を介してディジタル信号から導き
出された基準にロックされる。このロックは導入時に述
べた刊行物「Philips Technical Review」の第155頁
第３図に述べた回路を修正することにより得られ、コン
パクトディスクの場合は、復調されたディジタル信号を
レジスタ内で受け取った時と同期をとってシフトさせ、
一定のクロック信号によりこのレジスタから放出させ、
時間軸が再生されるようにする。この時レジスタを満た
す程度の目安である信号がディジタル信号を受け取るリ
ズムと一定のクロック信号との間の同期の目安となり、
この信号によりディスクを駆動するモータが制御され
る。第９図の装置で使用するために前記原理に加えられ
るこの修正を第10図に示す。EFM変調されたディジタル
オーディオ信号を復調器28に加える。復調器28の出力信
号は復調されたディジタル信号であるが、これを受け取
った時のリズムでシフトレジスタ29に送り込む。この信
号は制御された発振器27のリズムでこのレジスタから取
り出される。レジスタ29を満たす程度の目安となる信号
Ｓが発振器27を制御し、ディジタル信号の出力を入力と
同期させる。このようにすると発振器27の出力側の信号
f1がディジタルオーディオ信号と同期する。
ディジタルオーディオ信号をEFM変調にかけ、その後で
それをディスク上に蓄える代りに、他のディジタルデー
タをEFM変調し、これを例えばビデオゲーム計算機用の
データ信号として蓄えることもできる。代りに、時間圧
縮された音声を静止画像と組み合せて蓄えることもでき
る。EFMスペクトルは1.5Mビット／秒の容量を有し、50K
ビット／秒の速度でも満足ゆく質の再生ができる。この
時静止画像と組み合せて因子30もの再生時間の伸張が得
られる。
本発明に従ってサンプリング周波数44.1KHz、語長２×1
6ビット（１ステレオチャネル当り16ビット）のディジ
タル信号にEFM変調をかけてアナログビデオ信号の下側
帯に入れた場合、NTSCビデオディスクならばアナログオ
ーディオ信号が保たれ、従ってこのようなビデオディス
クはディジタル信号用の再生回路を具備しないビデオデ
ィスクプレーヤでも再生できることが知られている。し
かし、PALビデオディスクの場合は利用できる帯域幅が
十分ではなく、アナログFMオーディオチャネルと、サン
プリング周波数43.1KHz語長２×16ビットのディジタルE
FMチャネルの両方を収容することはできない。コンパチ
ブルにするため今度もアナログオーディオチャネルを保
とうとすると、帯域幅を劇的に限らなければディジタル
符号化されたオーディオ信号を収容できない。この場合
第１の制限はディジタルワードの語長が限られることで
ある。そしてこの場合２×12ビットに制限するのが非常
に魅力的になる。蓋し、こうすると市販のICを変更せず
にEFM復調及び誤り訂正に使用できるからである。事
実、コンパクトディスク標準に係わるEFM変調の場合
は、２×16ビットの６語をグループ化してフレームに組
み、それらのフレームをEFM変調する。この場合これら
のフレームは２×12ビットの８語を収容できる。既存の
ICで種々のクロック周波数を32KHzのサンプリング周波
数に合わせるために下げる。即ち因子32/44.1だけ下げ
ればPALビデオディスクの下側ビデオ帯内にサンプリン
グ周波数32KHzの２×12ビットのディジタルオーディオ
信号（又は他の信号）を収容しつつ、２個のアナログFM
オーディオチャネルを保ち且つ標準のEFM復調回路を使
用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はPAL標準によるビデオ信号の周波数変調された
搬送波信号のスペクトルの略図、 第２図はNTSC標準の場合の第１図相当の略図、 第３図は周波数変調された搬送波信号のパルス幅変調の
相対レベルを示すグラフ線図、 第４図は低周波数プレエンファシスフィルタの周波数線
図、 第５図は低域フィルタと低域プレエンファシスフィルタ
を通った後のEFM変調されたディジタル信号のスペクト
ルの略図、 第６図は本発明に係わる、記録信号を符号化する装置の
ブロック図、 第７図は本発明に係わる装置により符号化された記録信
号を再生する装置のブロック図、 第８図は第６図に示した装置で使用されるパルス幅変調
器の動作を説明するための時間線図、 第９図は第７図の装置の代案の装置のブロック図、 第10図は第９図に示した装置の一部の代案のブロック図
である。 １……入力端子、２……同期分離器 ３……周波数発生器、４……FM変調器 ５……入力端子、６……信号処理装置 ７……低域フィルタ ８……低周波プレエンファシスフィルタ ９……記録装置、10……ビデオディスク 11……光学的に検出される区域 12……中間区域、13……トラック 14……補正回路、15……低域フィルタ 16……高周波プレエンファシスフィルタ 17……プレーヤ 18……EFM復調器とD/A変換器とを具える回路 18′……出力端子、19……FM復調器 20……同期分離回路、21……出力端子 22……モータ制御回路、23……基準発振器 24……分周段、25……比較器 26……発振器、27……制御自在の発振器 28……復調器、29……シフトレジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨセフス・ア−ノルドウス・ヘンリクス・ マリア・カ−ラム オランダ国5621ベ−ア−・アインド−フエ ン・フル−ネヴアウツウエツハ１ (72)発明者 アドリアヌス・フイベルト・ホ−ヘンデイ エイク オランダ国5621ベ−ア−・アインド−フエ ン・フル−ネヴアウツウエツハ１ (56)参考文献 特開 昭58−90888（ＪＰ，Ａ)

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複合カラービデオ信号と他の信号とを含む
    記録信号を記録担体上に記録／再生するために符号化す
    る符号化方法であって、前記ビデオ信号により搬送波信
    号が周波数変調されるような符号化方法において、 前記他の信号をディジタル信号とし、 このディジタル信号にEFM変調を施すと共に、該信号の
    周波数帯域を前記周波数変調された搬送波信号の一次側
    波帯より低い側に位置させ、 前記周波数変調された搬送波信号を、くり返し周波数が
    この周波数変調された搬送波の瞬時周波数に対応し、相
    対パルス幅が前記ディジタル信号の信号レベルに対応す
    るパルス信号に変換する、 ことを特徴とする符号化方法。
  2. 【請求項２】前記ディジタル信号は繰り返し周波数44.1
    KHzの一連のディジタルワードを有していることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の符号化方法。
  3. 【請求項３】記録に先だって前記ディジタル信号を遮断
    周波数が1.5MHzから2MHzの範囲にある低域フィルタに通
    すことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の符号化
    方法。
  4. 【請求項４】記録に先だって前記ディジタル信号を低周
    波プレエンファシスフィルタに通し、このフィルタにお
    いては、当該フィルタの遮断周波数より低い周波数の信
    号をこの遮断周波数より高い周波数の信号に対して強調
    し、前記ディジタル信号は、読み取った後、この低周波
    プレエンファシスフィルタとは相補的なフィルタに通す
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項または
    第３項記載の符号化方法。
  5. 【請求項５】前記低周波プレエンファシスフィルタの遮
    断周波数を100KHzから1MHzまでの範囲内に位置させるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の符号化方
    法。
  6. 【請求項６】記録された前記記録信号の再生時に44.1KH
    zの前記繰り返し周波数に関連付けられる第１の基準周
    波数を前記ディジタル信号をデコードするために発生さ
    せ、前記ビデオ信号の水平同期周波数に関係付けられる
    第２の基準周波数を複合カラービデオ信号を処理するた
    めに発生させ、これらの第１及び第２の基準周波数の何
    れをも第３の基準周波数から導出することを特徴とする
    特許請求の範囲第２項乃至第５項のいずれか一項に記載
    の符号化方法。
  7. 【請求項７】前記ビデオ信号がPALカラービデオ信号で
    あり、前記第１及び第２の基準周波数がｎ×4.234375MH
    z（ｎ＝１、２、３、４、…）なる前記第３の基準周波
    数から導出され、前記第２の基準周波数がこの第３の基
    準周波数をｎ×271で除することによりこの第３の基準
    周波数から導出されるようにすることを特徴とする特許
    請求の範囲第６項記載の符号化方法。
  8. 【請求項８】前記ビデオ信号がNTSCカラービデオ信号で
    あり、前記第１及び第２の基準周波数がｎ×4.232518MH
    z（ｎ＝１、２、３、４、…）なる前記第３の基準周波
    数から導出され、前記第２の基準周波数がこの第３の基
    準周波数をｎ×269で除することによりこの第３の基準
    周波数から導出されるようにすることを特徴とする特許
    請求の範囲第６項記載の符号化方法。
  9. 【請求項９】前記ディジタル信号が一連の２×12ビット
    ディジタルワードを有し、2x12ビッドの８ワードを一ま
    とめにしてフレームを形成すると共に、記録に先だって
    前記EFM変調をかけることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の符号化方法。
  10. 【請求項１０】前記一連の２×12ビットディジタルワー
    ドが32KHzなる繰り返し周波数を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第９項記載の符号化方法。
  11. 【請求項１１】複合カラービデオ信号と他の信号とを含
    む記録信号を記録担体上に記録／再生するために符号化
    する符号化方法であって、前記ビデオ信号により搬送波
    信号が周波数変調されるような符号化方法において、 前記他の信号をディジタル信号とし、 このディジタル信号の周波数帯域を前記周波数変調され
    た搬送波信号の一次側波帯より低い側に位置させ、 前記ディジタル信号を低周波プレエンファシスフィルタ
    に通し、このフィルタにおいては、当該フィルタの遮断
    周波数より低い周波数の信号をこの遮断周波数より高い
    周波数の信号に対して強調するようにし、 前記周波数変調された搬送波信号を、くり返し周波数が
    この周波数変調された搬送波の瞬時周波数に対応し、相
    対パルス幅が前記ディジタル信号の信号レベルに対応す
    るパルス信号に変換する、 ことを特徴とする符号化方法。
  12. 【請求項１２】前記ディジタル信号が一連の２×12ビッ
    トディジタルワードを有し、2x12ビットの８ワードを一
    まとめにしてフレームを形成すると共に、記録に先だっ
    てEFM変調をかけることを特徴とする特許請求の範囲第1
    1項記載の符号化方法。
  13. 【請求項１３】前記一連の２×12ビットディジタルワー
    ドが32KHzなる繰り返し周波数を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第12項記載の符号化方法。
  14. 【請求項１４】複合カラービデオ信号と他の信号とを含
    み符号化された記録信号が記録された記録担体であっ
    て、前記ビデオ信号により搬送波信号が周波数変調され
    ているような記録担体において、 前記他の信号はディジタル信号であり、 このディジタル信号の周波数帯域は前記周波数変調され
    た搬送波信号の一次側波帯より低い側に位置し、 前記周波数変調された搬送波信号は、記録に先立ち、く
    り返し周波数がこの周波数変調された搬送波の瞬時周波
    数に対応し、相対パルス幅が前記ディジタル信号の信号
    レベルに対応するパルス信号に変換されており、 当該記録担体は中間区域と光学的に検出可能な区域とが
    交互に配置されたトラックパターンを有し、これら区域
    のトラック方向の相互の間隔が前記ビデオ信号により周
    波数変調された搬送波信号の周期に応じて変調されてお
    り、これら区域の前記中間区域に対する長さは前記ディ
    ジタル信号の信号レベルに応じて実質的に少なくとも明
    確な２つの値をとるようになっている、 ことを特徴とする記録担体。
  15. 【請求項１５】前記ディジタル信号がEFM変調された信
    号であることを特徴とする特許請求の範囲第14項記載の
    記録担体。
  16. 【請求項１６】前記ディジタル信号における所定の遮断
    周波数より低い周波数の信号成分がこの遮断周波数より
    高い周波数の信号成分より強調されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第14項叉は第15項記載の記録担体。
  17. 【請求項１７】複合カラービデオ信号と他の信号とを含
    む記録信号を記録担体上に記録／再生するために符号化
    する符号化装置であって、前記ビデオ信号により搬送波
    信号が周波数変調されるような符号化装置において、 前記他の信号はディジタル信号であり、 前記符号化装置は、前記搬送波信号を前記ビデオ信号で
    周波数変調する周波数変調器と、 前記周波数変調された搬送波信号を、くり返し周波数が
    この周波数変調された搬送波の瞬時周波数に対応し、相
    対パルス幅が、前記周波数変調された搬送波信号の一次
    側波帯より低い側に周波数帯域が位置する前記ディジタ
    ル信号の信号レベルに対応するパルス信号に変換するパ
    ルス幅変調器と、 を有していることを特徴とする符号化装置。
  18. 【請求項１８】前記パルス幅変調器の手前に前記ディジ
    タル信号をEFM変調するEFM変調器を置く ことを特徴とする特許請求の範囲第17項記載の符号化装
    置。
  19. 【請求項１９】前記EFM変調器と前記パルス幅変調器と
    の間に、遮断周波数が1.5MHzから2MHzの範囲に有る低域
    フィルタを置くことを特徴とする特許請求の範囲第18項
    記載の符号化装置。
  20. 【請求項２０】前記パルス幅変調器の手前に、前記ディ
    ジタル信号に対する低周波プレエンファシスフィルタを
    置き、このフィルタにおいて、当該フィルタの遮断周波
    数より低い周波数の信号をこの遮断周波数より高い周波
    数の信号に対して強調することを特徴とする特許請求の
    範囲第17項、第18項叉は第19項記載の符号化装置。
  21. 【請求項２１】前記低周波プレエンファシスフィルタの
    遮断周波数を100KHzから1MHzの範囲内に置くことを特徴
    とする特許請求の範囲第20項記載の符号化装置。
  22. 【請求項２２】特許請求の範囲第17項ないし第21項のい
    ずれか一項に記載の装置において、前記ビデオ信号によ
    り周波数変調された搬送波信号の低域側の２次側波帯成
    分を生成する手段を設けたことを特徴とする符号化装
    置。
  23. 【請求項２３】前記ディジタル信号が一連の２×12ビッ
    トディジタルワードを有し、２×12ビットの８ワードを
    一まとめにしてフレームを形成すると共に、EFM変調を
    かけてあることを特徴とする特許請求の範囲第17項記載
    の符号化装置。
  24. 【請求項２４】前記一連の２×12ビットディジタルワー
    ドが32KHzの繰り返し周波数を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第23項記載の符号化装置。
  25. 【請求項２５】複合カラービデオ信号と他の信号とを含
    み符号化された記録信号を記録担体から再生する再生装
    置であって、前記ビデオ信号により搬送波信号が周波数
    変調されているような再生装置において、 前記他の信号はディジタル信号であり、 このディジタル信号の周波数帯域は前記周波数変調され
    た搬送波信号の一次側波帯より低い側に位置し、 前記周波数変調された搬送波信号は、記録に先立ち、く
    り返し周波数がこの周波数変調された搬送波信号の瞬時
    周波数に対応し、相対パルス幅が前記ディジタル信号の
    信号レベルに対応するパルス信号に変換されており、 前記再生装置は、前記記録信号から前記ビデオ信号を再
    生する周波数復調器と、前記記録信号から前記ディジタ
    ル信号を再生するパルス幅復調器とを有している、 ことを特徴とする再生装置。
  26. 【請求項２６】前記パルス幅復調器の後段にEFM復調器
    を置くことを特徴とする特許請求の範囲第25項記載の再
    生装置。
  27. 【請求項２７】前記パルス幅復調器の後段に高周波プレ
    エンファシスフィルタを置き、このフィルタにおいて当
    該フィルタの遮断周波数より高い周波数の信号をこの遮
    断周波数より低い周波数の信号に対して強調することを
    特徴とする特許請求の範囲第25項叉は第26項に記載の再
    生装置。
  28. 【請求項２８】前記高周波プレエンファシスフィルタの
    遮断周波数を100KHzから1MHzの範囲内に置くことを特徴
    とする特許請求の範囲第27項記載の再生装置。
  29. 【請求項２９】前記ディジタル信号をデコードするため
    の44.1KHzの繰り返し周波数に関係付けられる第１の基
    準周波数を供給する第１の回路と、前記ビデオ信号の水
    平同期周波数に関係付けられる第２の基準周波数を供給
    する第２の回路と、これら第１及び第２の基準周波数が
    ロックされる第３の基準周波数を供給する周波数発生器
    とを備えることを特徴とする特許請求の範囲第25項ない
    し第28項のいずれか一項に記載の再生装置。
  30. 【請求項３０】前記周波数発生器をｎ×4.234375MHz
    （ｎ＝１、２、３、４、…）なる周波数に同調させ、前
    記第２の回路が前記第３の基準周波数をｎ×271で除す
    ることにより前記第２の基準周波数を生ずるようにした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第29項記載の再生装
    置。
  31. 【請求項３１】前記周波数発生器をｎ×4.232518MHz
    （ｎ＝１、２、３、４、…）なる周波数に同調させ、前
    記第２の回路が前記第３の基準周波数をｎ×269で除す
    ることにより前記第２の基準周波数を生ずるようにした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第29項記載の再生装
    置。
  32. 【請求項３２】復調された前記ビデオ信号からビデオ時
    間軸信号を取り出すためのビデオ時間軸信号分離回路
    と、このビデオ時間軸信号をビデオ時間軸基準信号と比
    較することにより位相差の関数として制御信号を供給す
    る位相比較回路と、この制御信号の関数として前記記録
    担体の移送速度を制御してビデオ時間軸誤差を除去する
    速度制御回路と、前記ディジタル信号の繰り返し周波数
    に関連付けられる信号を供給する制御自在の発振回路
    と、この発振回路を前記ディジタル信号から導出するこ
    とができるデータ時間軸信号にロックする制御ループと
    を備えることを特徴とする特許請求の範囲第25項乃至第
    31項のいずれか一項に記載の再生装置。
  33. 【請求項３３】前記ディジタル信号が一連のｎ×12ビッ
    トディジタルワードを有し、２×12ビットの８ワードを
    一まとめにしてフレームを形成すると共にEFM変調がか
    けてあることを特徴とする特許請求の範囲第25項乃至第
    32項に記載の再生装置。
  34. 【請求項３４】前記一連の２×12ビットディジタルワー
    ドが32KHzの繰り返し周波数を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第33項記載の再生装置。
JP59024522A 1983-02-14 1984-02-14 記録信号符号化方法、記録担体並びに符号化及び再生装置 Expired - Lifetime JPH0683486B2 (ja)

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