JPH0710099B2 - ビデオ信号記録再生方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ヘリカルスキャン型VTR（ビデオテープレコ
ーダ）におけるビデオ信号の記録再生方式に関するもの
であり、更に詳しくは、ビデオ信号を、その１フイール
ド分の信号量毎に、例えば４本なら４本の信号記録トラ
ックにライン単位で等量ずつ分けて記録し、或いは再生
するようにして記録密度の向上を図った際、前記４本の
信号記録トラックに対応する４個の回転ヘッドのうちの
例えば１個がゴミなどにより目詰まりを起こして再生不
能となり、対応するトラックからの信号が欠落した場合
とか、デイジタル記録の場合には信号記録トラック上に
ビット同期をとるために記録されている同期信号がエラ
ーにより検出されず、次の同期信号が記録されている個
所までの信号（データ）がすべて欠落した場合などで
も、再生画面にさほどの画質劣化が生じないように、或
いはまた、２倍速再生などの特殊再生を行ったときにお
いても、再生画面にさほどの劣化が生じなくてすむよう
にするためのテープフォーマット（記録信号フォーマッ
ト）を備えた記録再生方式に関するものである。

〔発明の背景〕

さて、従来の各フイールド毎の信号をそれぞれ複数のテ
ープトラックに記録するデイジタルVTRでは、特開昭57
−123778号公報に記載のように、１フイールド分の信号
を分割記録する複数のトラックのうちの１本を特殊再生
用の信号トラックとして区別し、ここに画像サンプル中
の上位ビットのみを記録して特殊再生時には専用ヘッド
でこのトラックのみを再生するようになっている。

しかし、正常再生時には分割記録されている全トラック
の信号を各トラックに対応した複数のヘッドを用いて再
生する。

一般に磁気ヘッドにはテープの磁性粉などが付着して目
づまりを生じ、再生信号振幅を劣化させることがある
が、特にデイジタル記録方式ではこのような信号振幅劣
化が生じると、そのことによる信号品質のダメージは大
きい。また、デイジタル信号の再生は、トラック毎に信
号の同期をとって行われるが、この同期信号の記録部分
にドロップアウトや符号誤りを生じて同期信号が正しく
検出されないと、そのトラックの信号を再生できなくな
る場合がある。

特開昭57−123778号公報に記載のような信号記録フォー
マットではこの様な事態が発生した場合における画質維
持についての配慮がなされておらず、そのため、その特
徴である上位ビットを集めて記録したトラックを再生す
るヘッドに目詰まりを生じたり、或いは信号再生時に同
期はずれを生じたりした場合、再生画質の劣化が大きく
なるという問題がある。

また特殊再生を行なうには、通常再生に用いるヘッドと
信号再生回路を用いたのでは、画質劣化が大きくなるた
め、それ専用の再生ヘッドと信号再生回路を設けて、こ
れを用いる必要があり、専用のものを特に用意しなけれ
ばならないという意味で不都合であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、ヘ
リカルスキャン型デイジタルVTRにおいて、１フイール
ド分毎の信号を複数のトラックに分割して記録再生する
場合において、前記各トラックに対応する各ヘッドのう
ちの例えば１個のヘッドが目詰まりを起こして再生不能
となったり、或いは同期外れによって１トラック上のま
とまった信号が欠落したりした場合でも、再生画の画質
劣化がさほどでなく、また専用ヘッドや再生回路を用い
なくても、さほどの画質劣化を招くことなしに各種速度
の特殊再生が可能であるようなデイジタルビデオ信号記
録再生方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

１フイールド分のビデオ信号を複数の信号記録トラック
に分割記録する場合におけるその分割の仕方にはいくつ
かの方法がある。しかし、特殊再生専用ヘッドを設けな
いで通常のヘッドで信号記録トラックを斜めに走査（ヘ
リカルスキャン）しながら特殊再生を行なうためには、
262.5本の水平走査線（ライン）から成る１フイールド
分の画像信号をラインを単位として分割する方が再生信
号処理の都合上、有利である。

ところで、１フイールドを構成する262.5本のラインの
先頭ラインから順番に連続して第１の信号記録トラック
にライン単位で記録し、該トラックが一杯になったら次
に続くラインからは第２の信号記録トラックに記録する
という様に単純に、１フイールド分の信号をライン順に
ライン単位で分割する場合を考える。

デイジタルVTRでは、その記録再生信号周波数が非常に
高いため、各信号記録トラックにそれぞれ対応したヘッ
ドを用い、このような複数個のヘッドによりマルチチャ
ネル方式で記録再生を行なう。デイジタル信号の再生に
おいては信号S/Nの劣化がそのまま再生符号の誤りにつ
ながるので、これら複数のヘッドのうちの１つが目詰ま
りを起こし、そのヘッドからの再生信号S/Nが劣化する
と、そのヘッドに対応するトラックの信号は符号誤りの
ために全く再生不能となる。

そのため、上述のように、複数のトラックへ、１フイー
ルド分の信号をライン順に複数ラインずつ割り当てると
いう単純な信号分割方式では、或るヘッドに目詰まりが
生じると、該ヘッドに対応したトラック上の連続した複
数ラインが符号誤りにより再生できなくなる。

例えば１フイールドの信号を４トラックに分割記録する
場合には、そのうち１トラックの信号が再生できなくな
ると、画面の1/4に相当するラインが連続して再生でき
なくなり、画面の1/4がまとまってポッカリ欠落するこ
とになる。また、その画面上の信号欠落位置は毎フイー
ルドとも同じ位置に固定されることになるので、フイー
ルド相関やフレーム相関をとって、欠落した信号を補な
おうとしても、それも不可能である。

さらに、このような信号分割方式では、たまたまあるト
ラックの信号再生に用いる同期信号にドロップアウトが
生じて同期はずれを起こし、そのトラックの信号が再生
できなかった場合にも、全く同様にして連続したライン
から成るまとまった面積の画面部分に影響が出るため、
画質の劣化は大きなものとなる。

そこで本発明では、同一信号記録トラックには、画面上
で互いに隣接する関係にあるライン（つまり順番通りの
ライン）は記録されないように１フイールド分の信号を
ライン単位でバラバラにしてそれぞれのトラックに分け
て記録する。

これにより、たとえあるトラックに対応するヘッドに目
詰まりを生じ、そのトラックに記録された信号が再生さ
れなくなったとしても、その再生されなかった各ライン
は、１フイールドの画面上の互いに離れた位置にあるラ
インとなる。そして、これらの再生されなかった各ライ
ンの信号は、隣接する、目詰まりを生じなかった他のヘ
ッドにより再生された正常なラインの信号を用い、ライ
ン相関をとることにより容易に補なうことができ、画質
の劣化を防止することができる。

この効果は、当然単発的に発生するトラックの同期はず
れによる信号欠落の場合にも同じである。

このように、同一信号記録トラック上には画面上で互い
に隣接する関係にあるラインが記録されないようにする
には、１フイールドを構成する複数ラインの信号をｎ本
のトラックに分割記録する場合、１フイールドを構成す
る複数ラインのうちの、先頭ラインからｎ個目毎にピッ
クアップしたラインをまとめて第１のトラックに記録
し、第２番目のラインから同様にｎ個目毎にピックアッ
プしたラインをまとめて第２のトラックに記録する、と
いうようにすれば良い。

勿論、必ずしもこのような単純な規則的な分割方法でな
くても、例えばあるトラックにあるラインを記録した
ら、次のラインは他の（ｎ−１）本のトラックのうちの
どれかに記録するというような分け方にするだけで良
い。しかし、規則的な信号分割の方がハードウェア構成
上都合が良い。

一方、通常のヘッドを用いて例えば２倍速再生のような
特殊再生を行なうと、再生ヘッドのテープ上の走行軌跡
はトラックを斜めに横ぎるような軌跡になる。そのた
め、ヘッドは各トラック上の信号の一部分しか再生でき
なくなる。特に整数倍速再生を行なうと、各フイールド
毎に、１フイールド分の信号を分けて記録された複数ト
ラックのうち、フイールド毎に見て同じ画面位置の記録
信号しか再生できなくなるトラックが生じるような再生
速度が存在する。

そのため、そのような特殊再生を行なう時には、上記の
ような信号分割を行なっても連続した複数ラインが再生
できずに、画面上にノイズバンドが現われて、ライン相
関は勿論、フイールド相関やフレーム関相もとれないか
ら、これらを用いて欠落信号を補なうようにすることも
できない。

勿論、ある特定の速度を用いた特殊再生についてのみ、
再生できないラインが画面上に均等に散らばるように信
号分割を行なうことはできるが、その場合でも再生速度
を変えると全く効果はなくなる。

そこで、本発明では上記の信号分割方式に加えて、さら
に各フイールド間で、画面上のライン位置とそのトラッ
ク上と記録位置との関係が順次変化するようにする。

そのために、１フイールドの信号を分割記録する相手方
としてのｎ本のトラックに、それぞれフイールドの先頭
を分割の基準にしてｎ本目のラインからｎ本毎にとって
記録するのを改めて、所定数のフイールド毎に分割の基
準がフイールドの先頭から所定ライン数ずつ増加するよ
うにする。勿論前に述べたように、分割方法および分割
基準の増加量ともに不規則にしても良いが、やはりハー
ド構成上は規則的な方が有利である。

上記のような信号分割を行なうには、所定フイールド毎
に一定数ずつ増加し、その値が１フイールドを構成する
ライン数に達すると零にもどる数値ｍを考える。そし
て、各フイールドに対して、（ｍ−１）ライン目を先頭
にそのフイールドの最後尾ラインまでを順に並べ、続い
てそのフイールドの先頭であったラインからｍライン目
までを順に並べた仮想的なフイールドを生成する。

各トラックへの信号の分割はこの仮想的なフイールドに
基づいて行ない、ｎ本のトラックには、それぞれ仮想フ
イールドの先頭からｎ本目のラインからｎ本毎にとった
ラインを記録するようにすれば良い。

このような信号分割方式を用いれば、特殊再生時に各ト
ラックの特定位置に記録された信号のみしか再生できな
い場合でも、再生された信号の画面上でのライン位置は
フイールド毎に異なる。したがって再生できなかったラ
インの信号は、それ以前のフイールドで再生したライン
の信号を保持して用いるようにすれば、画面上にノイズ
バンドが発生するのを防止することができる。

ところで、デイジタルVTRでは記録再生により生じる符
号誤りが再生画質を劣化させないように、誤り訂正符号
を付加する。そして誤り訂正符号が十分に訂正能力を発
揮できるように、また、訂正できない符号誤りに対して
も、その画質に与える影響が少なくなるように信号の並
べ換えを行なう場合が多い。

このような場合にも本発明は適用でき、あらかじめ並べ
換えを行なった後の信号に対して、少なくとも各ライン
の先頭から同一番目にある画素同士については、画面上
で隣接関係にあるラインの信号同士が同一トラックに記
録されることのないように信号分割を行なえば良い。

各ラインの信号を、ライン内で順序を入れ換えてライン
内の連続画素が同時に訂正不能とならないようにしてか
ら上記のライン単位での信号分割を行なえば目的は達成
できる。

また、ライン内のサンプル順に応じて所定のライン数だ
けフイールド内で巡回シフトした信号を仮想フイールド
として上記信号分割を行なってもよいし、或いは前記ラ
イン内入れ換えと並用してもよい。

本発明の概要は以上の如くである。

〔発明の実施例〕

以下、後述の本発明の一実施例を理解するためのワンス
テップとなる記録方式を第１図により説明する。

第１図は１フィールド分の信号の複数のトラックへの分
割記録フォーマットを示す模式図である。本記録方式
は、フレーム当たり525本のライン（走査順に番号を付
け、ライン1,ライン2,…ライン524,ライン525とする）
から成るビデオ信号を記録再生するディジタルVTRにお
ける記録方式である。

本記録方式では１フイールド分の信号を４本のトラック
へ分割記録する。なお、本記録方式においては、垂直ブ
ランキング期間中のライン524,525,1〜５、およびライ
ン262〜267はトラック上には記録しない。

第１図において、１〜８はそれぞれ信号記録トラックで
ある。第１図（ａ）はテープ上の信号記録トラックの配
置を示し、第１図（ｂ）は各トラック上の信号ラインの
配置を示す。各トラック１〜８はそれぞれ、第１図
（ａ）中にＡ〜Ｄで示したように、１フイールド分の信
号を４分割して得られる各信号量をそれぞれ記録される
４本のトラックの各々に対応してＡ〜Ｄの４つのヘッド
でそれぞれ記録再生される。

また、第１図（ｂ）中で各トラック１〜８内で四角に区
切った中に示した数字は、ビデオ信号のライン番号を表
わす。

信号記録トラック１〜８は、第１図（ａ）に示したよう
に、テープ上に斜めに配置される。フイールドＮの信号
は、トラック１〜４に４分割され、同様に次のフイール
ド（Ｎ＋１）の信号はトラック５〜８に４分割されて、
それぞれテープ上に記録される。４分割された各信号
は、それぞれＡ〜Ｄの４個のヘッドによりテープ上の対
応したトラックにこの順序で記録される。

したがって、トラック１と５はＡ、トラック２と６は
Ｂ、トラック３と７はＣ、トラック４と８はＤのヘッド
により記録され、また再生時にも同様の組合せで信号が
再生される。

トラック１には、第１図（ｂ）に示したように、フイー
ルドＮのテープ上に記録される信号のうち、先頭ライン
のライン６から４ライン毎に抜き出したラインであるラ
イン10,14,18,……,254,258の信号が記録される。

以下、同様に第１図（ｂ）に示したように、トラック２
にはフイールドＮの記録信号のうち２番目のラインであ
るライン７から４ライン毎に抜き出したラインであるラ
イン11,15,19,……,255,259の信号が、トラック３には
同じく３番目のラインであるライン８からライン４毎に
抜き出したラインであるライン12,16,20,……,256,260
の信号が、そしてトラック４には同じく４番目のライン
であるライン９から４ライン毎に抜き出したラインであ
るライン13,17,21,……,257,261の信号がそれぞれ記録
される。

フイールド（Ｎ＋１）の信号は同様に第１図（ｂ）に示
すように、それぞれ４ライン毎に抜き出したラインとし
て、トラック５には記録信号ラインの先頭としてのライ
ン268からライン272,276,……,516,520が、トラック６
には２番目のラインとしてのライン269からライン273,2
77,……,517,521が、トラック７には３番目のラインと
してのライン270からライン274,278,……,518,522が、
そしてトラック８には４番目のラインとしてのライン27
1からライン275,279,……,519,523がそれぞれ記録され
る。

以下、フイールド（Ｎ＋２）以降も同様に各フイールド
の信号が４トラックずつに分割記録される。

次に、第１図に示したビデオ信号記録再生方式の効果を
第２図により説明する。

第２図は、第１図の信号分割方式において、４つの再生
ヘッドのうち、第１図（ａ）においてＢと表示したトラ
ックを再生するヘッド（Ｂヘッドと呼ぶ）に目詰まりを
生じ、このヘッドから再生信号が得られなくなった場合
のビデオ信号（画像信号）再生状況を示す図である。

Ｂヘッドに目詰まりを生じると、第１図のトラック２お
よびトラック６に記録された信号が全く再生できなくな
る。１フイールドの信号を分割記録する相手方としての
各トラックに、信号ライン順の連続した信号を記録する
ような従来の方式では、このようなヘッドの目詰まりに
対して、連続した複数ラインが再生不能となり画面上に
ノイズバンドを発生してしまうことは先にも説明した。

しかし、本記録方式では、第１図のトラック２およびト
ラック６の信号が全く再生できなくなった場合でも、第
１図（ｂ）に示したように再生不能ラインはＮフイール
ドではライン7,11,15,19,……,255,259であり、（Ｎ＋
１）フイールドではライン269,273,……,517,521であ
り、互いに離散したラインとなる。

したがって、再生信号は画面上では第２図に示すように
なり、フイールド毎に見れば４ラインに１ラインずつが
再生不能なノイズ信号となる。そこで、これら再生不能
となった信号ラインは、画像信号のライン相関の性質を
利用して、その前後のラインの信号により容易に補なう
ことができ、画面上のノイズを除去することができる。

例えば、第２図において、再生不能となったライン７
は、その前のライン６の信号で置き換えるか、又はライ
ン６の信号と後のライン８の信号との平均値で置き換え
るかすることができ、同様に次のフイールドのライン26
9は、ライン268の信号又はライン268の信号とライン270
の信号との平均値で容易に置き換えることができる。

以下、第２図中に斜線で示したライン11,15,273,277な
どの再生不能ラインも、容易に補正することができ、画
面上のノイズ発生を抑えることが可能である。

上記の実施例では、ヘッドに目詰まりが生じた時に再生
不能となり補正される信号ラインの画面上の位置は、
奇，偶両フイールドで同じになる（実際にはインタレー
スのため第２図に示すように奇，偶数フイールドで隣接
するようになる）。本方式では、ヘッドの目詰まりが生
じた時に再生不能となるラインの画面上の位置を奇，偶
両フイールドで異なるようにして、補正されるラインを
ちらばらせる事により視覚上の画質劣化を軽減すること
ができる。

また、これにより、ライン相関だけではなく、フイール
ド相関による補正も可能となり、必要によっては両方の
相関を併用して補正することにより、さらに画質劣化を
軽減できる。以下、このような記録方式を後述の本発明
の一実施例を理解するための第２ステップとして第３図
により説明する。

第３図は１フイールドの信号を複数のトラックに分割記
録するフォーマットのもう一つの例を示す模式図であ
る。本記録方式においても、記録するビデオ信号は第１
図のそれと同様である。

第３図において、11〜18はそれぞれ信号記録トラックで
ある。第３図（ａ），（ｂ）は第１図と同様それぞれテ
ープ上の信号記録トラックの配置と、各トラック上の信
号ラインの配置を示す。また第１図の記録方式と同様、
１フイールドの信号は４本のトラックに分割記録され、
各トラック11〜18はそれぞれ、第３図（ａ）中にＡ〜Ｄ
で示したように、Ａ〜Ｄの４つのヘッドで記録再生され
る。また第３図（ｂ）中のトラック11〜18内の四角で区
切られた中の数字は、第１図（ｂ）と同様、画像信号の
ライン番号を表わす。

信号記録トラック11〜18は、第３図（ａ）に示したよう
に、テープ上に斜めに配置される。フイールドＮの信号
は、トラック11〜14に４分割され、同様の次のフイール
ド（Ｎ＋１）の信号はトラック15〜18に４分割されてそ
れぞれテープ上に記録される。４分割された信号は、そ
のトラックのテープ上への記録順序に対応して、それぞ
れＡ〜Ｄの４個のヘッドにより記録される。

したがって、トラック11と15はＡ、トラック12と16は
Ｂ、トラック13と17はＣ、トラック14と18はＤのヘッド
により記録され、また再生時にも同様の組合せで信号が
再生される。

トラック11〜14には、第３図（ｂ）で示したように、フ
イールドＮの信号が第１図の記録方式と全く同様に記録
される。

一方、トラック15〜18には、フイールド（Ｎ＋１）の信
号をフイールド内で１ライン分巡回シフトした後トラッ
ク11〜14への分割方式と同様の方法で分割記録する。そ
のため、第３図（ｂ）に示すように、トラック15にはラ
イン269を先頭にしてライン273,277,281,……,517,521
が、トラック16にはライン270,274,278,……,518,522
が、トラック17にはライン271,275,279,……,519,523
が、そしてトラック18にはライン272,276,280,……,520
そして最後にライン268がそれぞれ記録される。

以下フイールド（Ｎ＋２），（Ｎ＋３）以降もそれぞれ
フイールドN,（Ｎ＋１）と同様フイールドの寄偶に応じ
て４トラックずつに分割記録される。

なお、本方式ではフイールド（Ｎ＋１）（Ｎ＋3,N＋5,
……も同様）の信号をそのフイールド内で１ライン分巡
回シフトしたが、このシフトするライン数は任意に選べ
ることは言うまでもない。また、フイールド（Ｎ＋１）
（Ｎ＋3,N＋5,……も同様）は第１図の方式と同様で、
フイールドＮ（Ｎ＋2,N＋4,……も同様）に対してライ
ン単位の巡回シフトをしてもよく、同様の効果が得られ
る。

次に、第３図の方式による効果を第４図により説明す
る。

第４図は、第３図の信号分割方式において、Ａ〜Ｄの４
つの再生ヘッドのうちＢのヘッドに目詰まりを生じ、こ
のＢヘッドから再生信号が得られなくなった場合の画像
信号再生状況を示す図である。

Ｂヘッドに目詰まりを生じると、第３図のトラック12お
よび16に記録された信号が再生できなくなる。しかし、
トラック11〜18に第３図（ｂ）に示したような信号ライ
ンの配置となるように信号分割して記録されているの
で、トラック12および16の信号が全く再生できなくなっ
た場合でも、再生不能ラインはライン7,11,15,19,……,
255,259,270,274,……,518,522となる。したがって再生
信号は画面上では第４図に示すようになり、再生不能ラ
インの画面上の位置は同一フイールド内でみても、隣接
フイールド間でみても互いに離散的となる。

これにより、これら再生不能となった信号ラインを、そ
の前後のラインの信号により容易に補正し、画面上のノ
イズを除去することができるとともに、この補正される
ラインが画面上にちらばるので、視覚上の画質劣化が少
なくなる。

さらに、このような信号分割の場合にはライン相関だけ
ではなく、フイールド相関による補正も可能となるの
で、さらに画質の向上が望める。なお、以上の実施例に
よる説明では、ヘッドの目詰まりについてのみ述べた
が、トラックからの信号再生時に同期はずれが生じ、単
発的に１トラックの信号が再生できなくなるような場合
にも、同様の効果がある。

次に、以上を踏まえて本発明の一実施例、即ち特殊再生
に有利な信号分割方式を第５図により説明する。

第５図は１フイールドの信号を特殊再生を考慮して複数
のトラックへ分割記録する場合のフォーマットと、その
２倍速再生時の信号再生状況を示す模式図である。本実
施例においても記録するビデオ信号は第１図、第３図の
両実施例と同様である。

第５図において、21〜34はそれぞれ信号記録トラックで
ある。各トラックはクロストークを避けるため、隣接ト
ラック間でアジマス角を変えて記録されている。第５図
（ａ）はテープ上の信号記録トラックの配置と、２倍速
再生時の再生ヘッドの走査軌跡を示し、第５図（ｂ）は
各トラック上の信号ラインの配置を示す。これまでに述
べた実施例と同様、１フイールドの信号は４本のトラッ
クに分割記録され、各トラック21〜34はそれぞれ第５図
（ａ）中にＡ〜Ｄで示したように、Ａ〜Ｄの４つのヘッ
ドで記録再生される。Ａ〜Ｄの４つのヘッドは、そのア
ジマス角が２種類あり、ＡとＣ、ＢとＤがそれぞれ同一
アジマス角となっている。またＡ〜Ｄのヘッドはシリン
ダ上に90゜ずつの角度で等分に配置されており、２倍速
再生時のヘッド走査軌跡は、それぞれ第５図（ａ）中に
ａ〜ｄで示したようになる。第５図（ｂ）中の各トラッ
ク内の四角で区切られた中の数字は、第１図（ｂ）、第
３図（ｂ）と同様画像信号のライン番号を表わす。

信号記録トラック21〜34は、第５図（ａ）に示したよう
に、テープ上に斜めに配置される。フイールドＮの信号
は、トラック21〜24に４分割され、同様に次のフイール
ド（Ｎ＋１）の信号はトラック25〜28に、フイールド
（Ｎ＋２）の信号はトラック29〜32にそれぞれ４分割さ
れてテープ上に記録される。各トラックはそのテープ上
への記録順序に応じて、第５図（ａ）中にＡ〜Ｄで示し
たようにそれぞれＡ〜Ｄの４個のヘッドにより記録され
る。

トラック21〜24には第５図（ｂ）に示したように、フイ
ールドＮの信号が第１図の実施例と同様に、フイールド
の先頭ラインと該先頭ラインから４ライン毎に抜き出さ
れたラインが各トラックに対して順番に記録される。ト
ラック25〜28にはフィールド（Ｎ＋１）の信号をフイー
ルド内で１ライン分巡回シフトした後、同様に分割記録
される。

ここまでは前の第３図の記録方式と同様であるが、次の
トラック29〜32には、フイールド（Ｎ＋２）の信号をフ
イールド内で２ライン分巡回シフトした後各トラックに
分割記録し、さらに続くトラック33,34以下には同様、
１フイールド毎にフイールド内での巡回シフト量をライ
ン単位で増加させ、それぞれ各トラックに分割記録す
る。

以上により、トラック21〜34には、それぞれ第５図
（ｂ）に示したように各フイールドの信号ラインが配置
される。２倍速の特殊再生を行なうと、A,B,C,D4つの再
生ヘッドの走査軌跡は第５図（ａ）にa,b,c,dで示した
ようにトラック21〜34を斜めに横切るようになる。

ところが、アジマス記録を行なっていると、アジマス角
の異なるヘッドで記録されたトラックの信号は再生する
ことができない。したがって、ヘッドA,CはヘッドＡま
たはＣで記録したトラックのみ、またヘッドB,Dはヘッ
ドＢまたはＤで記録したトラックのみ再生し、第５図
（ａ）に斜線を施した部分の信号のみが再生される。S/
Nの悪い、再生信号レベルの低い信号は、デイジタルVTR
では符号誤りにより正しく再生されないので、第５図
（ａ）に示したような２倍速の再生状態では、第５図
（ｂ）に斜線を施した部分の信号は正しい画像信号とし
ては再生できずノイズとなる。

このような再生パタンでは、たとえば第１図の記録方式
のように各フイールド毎に画面上のライン位置とトラッ
ク上のライン記録位置とが固定していると、画面上の固
定位置にノイズバンドが生じ、ライン相関やフイールド
又はフレーム相関によっても補正することができない。

ところが第５図の記録方式では、フイールド毎に再生で
きる信号ラインの画面上の位置が順次移動して行くの
で、正しく再生できなかったラインについては、それ以
前に再生されたフレームの同一ライン又はフイールドの
同位置（実際にはインタレースのためずれがある）のラ
インの信号を保持しておくことによりノイズバンドの発
生を防止できる。

以上のように、本実施例においては特殊再生時の画質の
劣化を最小限に抑えることができる。

なお、本実施例では、４つのヘッドがシリンダ上に90゜
ずつの角度で等分に配置されているが、例えば４つのヘ
ッドが近接して段差を設けて配置されているような、他
のヘッド配置においても、あるいは、２倍速以外の他の
速度による特殊再生の場合においても、再生される信号
のパタンは異なるものの、ノイズバンド発生防止の効果
は同様に得られる。

また、フイールド毎の信号の巡回シフト量の増加分とし
て１ラインずつの例を説明したが、他の任意のライン数
を選んでも、あるいはフイールド毎に巡回シフト量の増
加分を変化させても同様の効果を得ることができる。

次に、以上述べた本発明による信号分割記録方式でデイ
ジタルビデオ信号を記録再生する装置の一実施例を第６
図により説明する。

第６図は本発明の一実施例のハードウエア構成（デイジ
タルビデオ信号記録再生装置）を示すブロック図であ
る。第６図の構成は、第１図に示したフォーマットで信
号の記録再生を行なう場合の構成である。

第６図において、41はビデオ信号入力端子、42は記録タ
イミング発生回路、43はA/D変換器、44はメモリ制御回
路、45はフレームメモリ、46は信号分配回路、47a〜47d
は時間軸伸長回路、48a〜48dはエンコーダ、49a〜49dは
記録アンプ、50a〜50dは磁気ヘッド、51a〜51dは再生ア
ンプ、52a〜52dは時間軸補正回路、53a〜53dはデコー
ダ、54a〜54dは時間軸圧縮回路、55は信号切換回路、56
は同期回路、57は再生タイミング発生回路、58はメモリ
制御回路、59はフレームメモリ、60はD/A変換器、61は
ビデオ信号出力端子である。

なお、第６図ではフレームメモリ45,59を記録側、再生
側にそれぞれ分離して設けているが、１つのフレームメ
モリを録再で共用しても以下に述べる動作に差異はな
く、本発明の本質を損なうものではない。

ビデオ信号入力端子41より入力された、ビデオ同期信号
を含むビデオ信号は、記録タイミング発生回路42および
A/D変換器43に入力される。記録タイミング発生回路42
では入力されたビデオ信号中から水平および垂直同期信
号を抽出するとともに、フイールドの奇偶を判定し、さ
らに水平、垂直両同期信号に同期した、所定の周波数の
サンプリングクロックを発生する。そして、このサンプ
リングクロックはA/D変換器43に入力される。また水
平、垂直各同期信号と、奇偶判定信号およびサンプリン
グクロックがメモリ制御回路44に入力される。A/D変換
器43では記録タイミング発生回路42からのサンプリング
クロックにより、ビデオ信号入力端子41から入力された
ビデオ信号をサンプリングしてデイジタルデータに変換
する。

こうしてデイジタル化されたビデオ信号は、フレームメ
モリ45に送られる。メモリ制御回路44は、書込みアドレ
スカウンタ、ラインカウンタ、読出しアドレスカウン
タ、書込みパルス発生器から成る。書込みアドレスカウ
ンタは、奇数フイールドの垂直同期信号によりリセット
され、サンプリングクロックをカウントするカウンタで
ある。ラインカウンタは奇数フイールドの垂直同期信号
によりリセットされ、水平同期信号をカウントするカウ
ンタである。読出しアドレスカウンタは、垂直同期信号
によりリセットされ、水平同期信号をカウントするカウ
ンタと、水平同期信号によりリセットされ、サンプリン
グクロックをカウントするカウンタとを組合わせたもの
である。

書込みパルス発生器は、A/D変換器43からのデイジタル
データサンプルをフレームメモリ45に書込むためのパル
スを書込アドレスの位相に同期させて１サンプリングク
ロック毎に１回出力する回路である。メモリ制御回路44
からは、書込みアドレスと読出しアドレスが交互にそれ
ぞれ１サンプリングクロックに１回ずつ出力され、書込
みパルスとともにフレームメモリ45に供給される。書込
みアドレスは書込みアドレスカウンタの値がそのまま与
えられる。読出しアドレスは、水平同期信号をカウント
するカウンタの値に、記録タイミング発生回路42の奇偶
判定回路が偶数フイールドを検出している時すなわち入
力信号が偶数フイールドである時には５を、逆に奇数フ
イールドの時には267を加え、その上位２ビットを最下
位に入換えて得た値に対して１ライン当りのサンプル数
を乗じて得た値によって４ライン分ずつ増加するアドレ
スを得、これにサンプリングクロックをカウントするカ
ウンタの値を加算することによって与えられる。

これにより、フレームメモリ45に奇数フイールドのデー
タを書込んでいる時には偶数フイールドのデータを４ラ
インおきに、４分割した４本のトラック順に読出し、逆
に偶数フイールドのデータを書込んでいる時には奇数フ
イールドのデータを同時に読み出す。こうしてフレーム
メモリ45の入出力間で前後のフイールドのデータ読み書
きの順序が乱れるのを防止する。

ラインカウンタの値は、書込みデータとしてフレームメ
モリ45に送られ、各ライン毎に水平ブランキング期間中
の所定のデータサンプルを置換えてラインアドレスデー
タとして書込まれる。フレームメモリ45から読出された
データは信号分配回路46により各トラック毎の信号に４
分割され、それぞれ時間軸伸長回路47a〜47dに入力され
る。時間軸伸長回路47a〜47dでは、シリンダへのテープ
の巻付角に応じて時間軸を伸長し、それぞれエンコーダ
48a〜48dに信号を送る。エンコーダ48a〜48dでは各チャ
ネル毎に誤り訂正符号を付加し、テープへの記録再生に
必要な同期パタンの付加および変調を行なって、記録ア
ンプ49a〜49dを介して磁気ヘッド50a〜50dによりテープ
上に第１図に示したフォーマットで記録される。

一方、再生側ではテープより磁気ヘッド50a〜50dにより
再生された各トラックの信号は、再生アンプ51a〜51dを
介して時間軸補正回路52a〜52dおよび同期回路56に入力
される。同期回路56では入力された各トラックの再生信
号よりそれぞれそのデータに同期したクロックを抽出
し、これを時間軸補正回路52a〜52dに供給するととも
に、テープへの記録時に付加された同期信号パタンを検
出することにより再生信号処理のタイミング基準信号を
生成する。

このタイミング基準信号はデコーダ53a〜53dおよび再生
タイミング発生回路57に供給される。時間軸補正回路52
a〜52dは、テープから再生された信号を復調するととも
に、再生された信号に含まれる時間軸変動を除去し、デ
コーダ53a〜53dに再生信号を出力する。デコーダ53a〜5
3dは、テープへの記録再生で生じた符号誤りを、誤り訂
正符号により検出、訂正し、訂正できない誤りがあった
場合には誤り検出フラグを付加して時間軸圧縮回路54a
〜54dに信号データを出力する。

時間軸圧縮回路54a〜54dでは、記録時に多チャネル化し
て記録信号帯域を下げるために、シリンダへのテープ巻
付角に応じて各トラックの信号毎に時間軸伸長していた
ものを、元の時間軸に圧縮する。こうして時間軸圧縮さ
れた各トラックの信号は切換回路55により１チャネルの
連続したデイジタルビデオ信号に組立てられ、メモリ制
御回路58とフレームメモリ59に入力される。

一方再生タイミング発生回路57は、同期回路56からのタ
イミング基準信号をもとにして、切換回路55のデイジタ
ルビデオ信号出力に対応した水平、垂直同期信号と、デ
イジタルビデオ信号のサンプリングロックを生成し、メ
モリ制御回路58に供給する。また、サンプリングクロッ
クはD/A変換器60にも供給される。メモリ制御回路58は
書込みアドレスカウンタ、奇偶判定回路、読出しアドレ
スカウンタ、書込みパルス発生器から成る。書込みアド
レスカウンタは、水平同期信号によりリセットされ、サ
ンプリングクロックをカウントするカウンタである。奇
偶判定回路は、メモリ制御回路58に入力されるデイジタ
ルビデオ信号が待つ、水平ブランキング期間中に挿入さ
れたラインアドレスデータが260以下か267以上かによっ
て、フレームメモリ59に書込むデータが奇数フイールド
のデータであるか、偶数フイールドのデータであるかを
判定する回路である。

ただし、ラインアドレスデータに訂正不能誤りを示す誤
り検出フラグが付加されている時は、その前の判定結果
を保持するようになっている。

読出しアドレスカウンタは、奇偶判定回路が偶数フイー
ルドを検出した時の垂直同期信号によりリセットされ、
サンプリングクロックをカウントスるカウンタである。
書込みパルス発生器は、記録側のメモリ制御回路44に含
まれた書込みパルス発生器と同様である。

ただし、再生側では、ラインアドレスデータに誤り検出
フラグが付加されている場合には、その１ライン期間は
書込みパルスを停止するようにしている。

書込みアドレスは、メモリに書込もうとする信号中に含
まれているラインアドレスデータに１ライン当りのデー
タサンプル数を乗じた値に、書込みアドレスカウンタの
値を加算してフレームメモリ59に与えられる。読出しア
ドレスは、読出しアドレスカウンタの値がそのまま与え
られる。こうしてフレームメモリ59には、メモリ制御回
路58から、書込みアドレスと読出しアドレスが交互にそ
れぞれ１サンプリングクロックに１回ずつ供給され、ま
た書込みアドレスのタイミングで書込みパルスが供給さ
れる。フレームメモリ59にはこのようにしてライン番号
により決まる所定のアドレス位置に各信号ラインのデー
タが書込まれ、順次読出しが行なわれる。

したがって、記録時の信号分割によりフレームメモリ59
に書込まれる信号の順序が入換っても、読出し時にはラ
イン番号順の信号となってD/A変換器60に出力される。D
/A変換器60は、一般的な意味でのD/A変換器の他に、そ
の入力段に３ライン分のデータバッファと平均値演算回
路、ライン番号チエック回路および水平、垂直ブランキ
ング期間データ列挿入回路を持っている。D/A変換器60
に入力されたフレームメモリ59からの読出し信号は、ラ
イン番号チエック回路に入力される。ライン番号チエッ
ク回路ではフレームメモリ読出しアドレスとラインアド
レスデータとを比較し、その間に矛盾があれば不一致フ
ラグを信号に付加した後、入力信号をデータバッファに
入力する。

データバッファからは、１ライン分ずつ遅延した３系統
のデータ列が出力され、先頭のデータ列とこれから２ラ
イン分遅延した後尾のデータ列とは平均値演算回路に入
力され、データサンプル毎に平均値が求められる。そし
て先頭データ列から１ライン分遅延した中央のデータ列
は、ライン番号の不一致フラグを参照して、不一致フラ
グが付加されていなければそのまま、付加されていれば
平均値演算回路で得られた平均値と置換えられて水平垂
直ブランキング期間データ列挿入回路に入力される。

そしてここで、ラインアドレスデータ部分と垂直ブラン
キング期間としてテープに記録再生しなかった信号部分
をそれぞれ対応する固定パタンのデータ列に戻し、完全
に連続したデイジタルビデオデータ列とし、D/A変換を
行なう。

こうしてD/A変換器60により正常なアナログビデオ信号
に変換された再生信号はビデオ信号出力端子61より出力
される。

なお、再生側においても記録側と同様にフレームメモリ
59の読み書きは、一方が奇数フイールドの時は他方に偶
数フイールドとなるようにして、４チャネル分割記録再
生による再生信号の時系列順序の誤りが生じないように
配慮している。

４つのヘッドの内１個に目詰まりを生じ、第２図に示し
たように特定のラインの信号が再生できなくなった場合
には、デコーダ53a〜53dにより訂正不能誤りが検出さ
れ、ラインアドレステータも含めて誤り検出フラグが付
加される。

したがってメモリ制御回路58の働きにより、これら再生
不能となった信号はフレームメモリ59に書かれることは
ない。当然ライン番号部分もフレームメモリ59には書込
まれないので、第２図に斜線を施した再生不能ラインの
ライン番号が記憶されるべきアドレスのメモリには電源
投入時の値がそのまま残っている。

これらの再生不能となったラインのフレームメモリ59上
のアドレスが読出しアドレスとして与えられると、電源
投入時のメモリ内容がそのまま読み出されて来るので、
D/A変換器60のライン番号チエック回路により不一致フ
ラグを付加される。こうして、第２図に斜線を施したラ
インの信号は平均値演算回路により前後のラインの信号
の平均値により補正され、画面上へのノイズ発生が防止
される。

第６図の実施例において、記録側のメモリ制御回路44の
読出しアドレスカウンタのうちの水平同期信号をカウン
トするカウンタをテープ上に記録するライン数カウント
するとその値が０に戻るロードカウンタとし、奇数フイ
ールドの垂直同期信号で０を、また偶数フイールドの垂
直同期信号で１をロードすれば第３図に示したフォーマ
ットの信号記録再生方式が実現できる。

さらに、同じく記録側のメモリ制御回路44に垂直同期信
号をカウントし、テープに記録するライン数カウントす
るとその値が０に戻るフイールドカウンタを追加し、読
出しアドレスカウンタ中の水平同期信号をカウントする
ロードカウンタのロード値を奇偶両フイールドともこの
垂直同期信号カウンタの値とすれば第５図に示したフォ
ーマットの信号記録再生方式が得られる。

特殊再生時には、第５図（ｂ）で斜線を施していない信
号のみが再生側のフレームメモリ59に書き込まれ、その
ライン番号はフイールドごとに変化してゆく。したがっ
て適当な周期で画面上の各信号ラインがメモリ上で書換
えられてゆき、ノイズバンドのない特殊再生画像が得ら
れる。

さらに、記録側のフレームメモリ45へのデータの書込み
読出し時に、上述した他に所定の法則により各信号ライ
ン内でサンプル順序を入換えたり、ライン内でのサンプ
ル順序に対応してフイールド内でライン単位でデータ位
置を巡回シフトするなどして、再生信号が訂正不能にな
っても、補正される信号がサンプル（画素）単位で画面
上に散らばるようにして、補正を容易にしたり、補正後
の画質劣化をさらに少なくすることもできる。

たとえば記録側のメモリ制御回路44の読出しアドレスカ
ウンタに、２組のテープに記録するフイールド当りのラ
イン数をカウントすると０に戻る水平同期信号をカウン
トするロードカウンタを設け、垂直同期信号により一方
には上述した各フォーマットに対応した所定の数値（第
１図のフォーマット対応例ではリセットされるカウンタ
を用いたが、０がロードされれば等価である）を、ま
た、もう一方にはこれに一定のオフセット値を加算した
数値（ただし、その数値がテープに記録するライン数を
越えた場合はその加算された値からさらにテープに記録
するライン数を減じる）をロードし、読出しアドレスを
生成する時に上述した単一の水平同期信号をカウントす
るカウンタの値の代りに、サンプリングクロックカウン
タの値の奇偶に応じてこれら２組の水平同期信号カウン
タの値を交互に切換えて得た値を用いる。

そして再生側では、メモリ制御回路58で書込みアドレス
を生成する時、ラインアドレスデータに、記録時に２組
の水平同期信号カウンタの内の一方のロード値に加算し
たオフセット値を加えた数値（記録側と同様にテープに
記録するライン数を越えた場合はその数値からさらにテ
ープに記録するライン数を減算する）を生成し、サンプ
リングクロックカウンタの奇偶に応じてラインアドレス
データとこの数値とを交互に切換えて書込みアドレスの
生成に用いれば良い。

なお、この場合は、ライン番号の不一致フラグを記憶し
ておくレジスタを、オフセット値と同じ個数設けてお
き、サンプルの順序により交互に現在の不一致フラグと
オフセット値ライン分前の不一致フラグとを参照して平
均値との置換えを行なえば良い。

なお、オフセット値を２としたデータ位置の巡回シフト
を第１図のフォーマットに施した場合に、Ｂヘットが目
詰まりした時の再生画面の様子を第７図に示す。

第７図を見て明らかなように、斜線で示した再生不能デ
ータは全画面上に均等に分布し、かつ第６図の実施例で
説明した様に、前後のラインのデータの平均値により容
易に補正できることがわかる。この様に他の法則により
データの並べ換えを本発明に併用しても本発明の特徴は
失なわれない。

以上、本発明を、１フイールドを４本のトラックに分割
する例について述べたが、分割するトラック数が他の本
数であっても同様に本発明を適用できることは言うまで
もない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、１フイールドを複数本のトラックに分
割記録する場合に、各トラックに対応した複数個の記録
再生ヘッドに目詰まりを生じて、そのトラックの信号が
再生できなくなっても、画像信号のライン相関を用いて
容易に補正でき、また、補正される信号ライン位置を画
面上で分散させることができるので、デイジタルVTRの
再生画質の向上に効果がある。

さらに、通常の再生ヘッドによる特殊再生においても、
フレーム相関やフイールド相関によりノイズバンドを補
正可能な再生信号が得られるので、特殊再生時の画質向
上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を理解するためのワンステッ
プとなる記録方式を示す模式図、第２図は第１図に示し
た記録方式の効果を示す説明図、第３図は本発明の一実
施例を理解するための第２ステップとなる記録方式を示
す模式図、第４図は第３図に示した記録方式の効果を示
す説明図、第５図は本発明の一実施例を示す模式図、第
６図は本発明の一実施例のハードウエア構成を示すブロ
ック図、第７図は本発明の効果を示す説明図、である。 符号の説明 １〜8,11〜18,21〜34……信号記録トラック、43……A/D
変換器、44,58……メモリ制御回路、45,59……フレーム
メモリ、60……D/A変換器。

フロントページの続き (72)発明者 降旗 隆 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−114582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−32272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−603（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−226287（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−184382（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘリカルスキャン型ビデオテープレコーダ
   において、ビデオ信号を、その１フィールド分の信号量
   毎に、複数本の信号記録トラックにライン単位で等量ず
   つ分けて記録し、あるいは再生するようにしたビデオ信
   号記録再生方式において、 前記複数本の信号記録トラックのうちの任意の１本のト
   ラックに記録される各ライン単位のビデオ信号は、該ラ
   イン中の先頭から同一番目の画素位置にある信号同士が
   フィールド画面上では互いに隣接しないラインに属した
   画素位置である信号同士であるように、信号記録トラッ
   ク上におけるその記録位置を選択して記録する記録手段
   を具備し、かつ 前記記録手段は、 所定フィールド数を経る毎に所定数ずつ増加し、その値
   が１フィールドを構成するライン数を越えると零に戻る
   数値を、各フィールドの先頭ラインのライン番号に加算
   して得られるライン番号を改めて先頭ライン番号とし、
   それに先だっていたライン番号は最後に回すことによ
   り、ライン番号順を並べ換えた仮想的なフィールドを生
   成する信号順序変換手段（44,45）を具備すると共に、 前記複数本の信号記録トラックは、生成された該仮想的
   なフィールドを分けて記録されるようにし、かつ前記複
   数本の信号記録トラックのうちの任意の１本のトラック
   に記録される各ライン単位のビデオ信号は、該ライン中
   の先頭から同一番目の画素位置にある信号同士が前記仮
   想的なフィールドの画面上では互いにｎライン（但し、
   ｎは任意の整数とする）離れたラインに属した画素位置
   にある信号同士であるように、信号記録トラック上にお
   けるその記録位置を選択するための信号分配手段（46）
   を具備する記録手段、 から成ることを特徴とするビデオ信号記録再生方式。