JPH07121099B2 - 映像信号記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオテープレコーダなどの映像信号記録装
置に関するものである。

従来の技術 近年、ハイビジョン信号などの高解像度（あるいは高精
細度）映像信号を、記録再生するビデオテープレコーダ
などの映像信号記録再生装置が開発されている。例え
ば、1987年テレビジョン学会全国大会12−３で梅本らに
より報告された「HDTVディジタルVTRの記録再生系の検
討」あるいは７−14で山崎らにより報告された「ハイビ
ジョンベースバンド信号のVTR記録方式」などがある。

発明が解決しようとする課題 従来のハイビジョン信号などの高解像度（あるいは高精
細度）映像信号を、記録しようとする場合、これらの映
像信号は水平周波数帯域と垂直周波数帯域とが共に従来
からのNTSC信号,PAL信号やSECAM信号に較べて、２倍前
後広帯域化されているため、合計約４倍前後広帯域化さ
れている。このため、従来からのNTSC信号,PAL信号やSE
CAM信号を記録再生するビデオテープレコーダに較べ、
４倍前後のテープ消費量が必要であるという問題があっ
た。たとえ、テープ・ヘッド系が改善され、従来の２倍
程度の記録密度を達成することができたとしても、まだ
２倍前後のテープ消費量が必要であるという問題があっ
た。

課題を解決するための手段 本発明は、上述した課題を解決し、入力された映像信号
の第１フィールドにおいては、水平走査期間を単位とし
て間引きを行う間引き回路と、入力された映像信号の第
２フィールドにおいては、前記第１フィールドにおいて
間引いた水平走査期間に相当する垂直方向の位置の信号
を補間によって作りだす信号補間回路と、前記間引き回
路の出力信号および信号補間回路の出力信号の各々の時
間軸伸長する時間軸伸長回路と、前記時間伸長回路の出
力信号を記録手段を用いて記録するに適した信号に変換
する変調器と記録手段とから構成したものである。

作用 本発明は、上記した構成により、記録信号の帯域を約1/
2にして記録再生することができ、大幅なテープ消費量
の増大を必要とせずに、ハイビジョン信号などの高解像
度（あるいは高精細度）映像信号を記録再生する機器を
提供できるという効果がある。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照して説明
する。第１図は本発明の要部構成を示すブロック図であ
る。入力端子１には、ハイビジョン信号などの高解像度
（あるいは高精細度）映像信号が入力される。以下、煩
雑さをさけるため、１フレームを構成する水平走査数が
1125本であるハイビジョン信号を例として説明するが、
これ以外の高解像度（あるいは高精細度）映像信号で
も、改良された現行放送方式信号（現行放送方式信号と
は、NTSC信号,PAL信号,SECAM信号や各種のMAC信号を示
す）や、現行放送方式信号あるいはMUSEと称せられる帯
域圧縮されたハイビジョン信号であっても同様に成立す
る。入力されたハイビジョン信号は、説明を簡単にする
ため、第２図Ａに示すように、輝度信号のみとする。こ
のようなハイビジョン信号は、第２図（Ｂ）に示すよう
にライン間引き回路２にて、1H（H:水平走査期間）おき
の信号に変換される。ライン間引き回路２は、たとえば
スイッチ回路（図示せず）を用い、上記スイッチ回路は
IH毎に開閉をくり返すように構成されている。このよう
なIHおきの信号は、時間軸伸長回路３に入力される。時
間軸伸長回路３は、たとえば第３図に示すように、入力
端子４、第１のスイッチ５、第１のラインメモリ６、第
２のラインメモリ７、第２のスイッチ８、出力端子９、
書き込みクロック発生回路10、読み出しクロック発生回
路11で構成されており、第１のラインメモリ６は入力端
子12、出力端子13、書き込みクロック入力端子14、読み
出しクロック入力端子15を有し、第２のラインメモリ７
は入力端子16、出力端子17、書き込みクロック入力端子
18、読み出し入力端子19を有する。第１のラインメモリ
６および第２のラインメモリ７は、CCD（チャージ カ
ップルド デバイス）やADコンバータ，ディジタルメモ
リ,DAコンバータなどメモリで構成される。スイッチ５
および８の可動片は2H毎に相反する端子側に倒される。
例えば、スイッチ５の可動片がS1側に倒されている間
は、スイッチ８の可動片はS4側に倒される。スイッチ５
の可動片S1側に倒されている間は、ラインメモリ６は書
き込み動作を行い、書き込みクロック発生回路10からの
クロックを受け入れる。たとえば、第２図（Ｂ）におけ
る信号Ｘをラインメモリ６に取り込む。2H時間が経過し
て、スイッチ５の可動片がS2側に倒されたとすると、ス
イッチ８の可動片はS3側に倒される。これにより、第２
図（Ｂ）に示す信号Ｙがラインメモリ７に書き込まれ
る。又、信号ｘが時間軸伸長された信号XEが、ラインメ
モリ６より読み出される。この場合、ラインメモリ６は
読み出しクロック発生回路11からのクロックを受け付
け、ラインメモリ７は読み込みクロック10からのクロッ
クを受け付ける。書き込みクロックと読み出しクロック
の周波数は伸長率によって定まり、ここでは2:1の周波
数関係を有する。これらのクロックは各々独自の発振器
（図示せず）を用いてもよいが、たとえば、書き込みク
ロックは入力された映像信号の水平走査周波数の整数倍
の周波数になるようPLL手段を用いて構成し、読み出し
クロックは上記書き込みクロックをフリップフロップ手
段を用いて周波数1/2にして用いてもよい。又、時間軸
誤差補正動作ができるように読み出しクロックは別の固
定周波数発振器（図示せず）を用いてもよい。

このようにして、時間軸伸長回路３の出力端子９から
は、第２図（Ｃ）に示すような時間軸伸長信号が出力さ
れる。このような時間軸伸長信号は、変調器20でもって
テープ21、ヘッド22から構成されるテープ・ヘッド系23
に適した形の変調を受け、テープ21に記録される。通
常、変調器20は周波数変調やパルスコード変調を行う
が、これ以外の変調方法であってもさしつかえない。

このようにして、テープ21に記録された信号は、再生
時、ヘッド24によって再生される。再生時のテープ・ヘ
ッド系25は記録時のテープ・ヘッド系23と同一であって
も、又ヘッドが異っていてもさしつかえない。再生され
た信号は、復調器26で第２図（Ｃ）に示した変調前の信
号に復調される。次に、時間軸圧縮回路27に供給され、
第２図（Ｂ）に示した間引き信号に変換される。時間軸
圧縮回路27は、上述した時間軸伸長回路３の逆の動作を
するものであり、たとえば、第３図において、書き込み
クロック発生回路10と読み出しクロック発生回路11のク
ロック周波数の比率を1:2にすればよい。

このようにして、時間軸圧縮回路27の出力端には、第２
図（Ｂ）に示すような間引き信号が得られる。この信号
は次に、補間回路28でもって、第２図（Ａ）に示すよう
な信号に復元されるのであるが、次に述べる補間回路28
の補間動作に対して、テープ・ヘッド系23あるいは25で
受けた時間軸変動が悪影響をおよぼす場合には、時間軸
補正回路（図示せず、いわゆるTBC回路）を復調器26か
ら、補間回路28の間に挿入してもよい。補間回路28は、
たとえば、第２図（Ｂ）に示す信号Ｘと信号Ｙとを 演算処理を行う回路でメモリと加算器とレベル1/2減衰
器（いずれも図示せず）とで構成され、第２図（Ａ）に
示す信号Ｚを出力するものであればよい。又、メモリと
してフィールドあるいはフレームメモリ（図示せず）を
用いて、１フィールド前、１フィールド後あるいは１フ
レーム前、１フレーム後の信号から補間して、信号Ｚを
作ってもよい。

このようにすることにより、出力端子29には、第２図
（Ａ）に示す元のハイビジョン信号が再生される。

次に、ライン間引回路２について、第４図に示すブロッ
ク図を用いて詳しく説明する。ライン間引回路２の入力
端子30に入力されたハイビジョン信号は、フィールドス
イッチ回路31に供給される。フィールドスイッチ回路31
は制御端子を有するスイッチであり、フィールド毎に可
動片が接点F1と接点F2とに交互に接続される。第１フィ
ールドの場合、ハイビジョン信号は接点F1を介して、ラ
インスイッチ回路32に供給される。ラインスイッチ回路
32は制御端子を有するスイッチで構成されており、ライ
ン毎に可動片が接点L1と接点L2とに交互に制御される。
ラインスイッチ回路32からは接点L1のみが出力スイッチ
回路34に接続されている。出力スイッチ回路34はフィー
ルド回路31と同期して制御されるスイッチであり、ライ
ン間引回路２の出力端子35に接続されている。第２フィ
ールドの場合、ハイビジョン信号はフィールドスイッチ
回路31の可動片が接点F2側に倒されることにより、接点
F2を介して、信号補間回路33に供給される。信号補間回
路33は、フィールドメモリ，ラインメモリ（図示せず）
などを具備し、次に述べるような補間を行って得た信号
を上述した出力スイッチ回路34に供給する。これらの動
作を第５図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す走査線構造図
を用いて説明する。第５図（Ａ）に示す白丸印，黒丸
印，×印，＋印は各々入力されたハイビジョン信号の水
平走査線を示し、第１フィールドは水平走査線白丸印と
黒丸印とで構成されていることを示し、第２フィールド
は水平走査線間×印と＋印とて構成されていることを示
す。第１フィールド（奇数フィールド）では、上述した
ように、ラインスイッチ32により、白丸印走査線のみが
選択されて、出力スイッチ回路34に供給される。これに
より第５図（Ｂ）における第１フィールドおよび第３フ
ィールド（すなわち奇数フィールド）の水平走査線が得
られる。次に、第２フィールドにおいては、信号補間回
路33により、第５図（Ｃ）に示すように、×印D1水平走
査線と、＋印D2水平走査線から、破線丸印J1水平走査線
を補間して発生させる。これには、複数個のラインメモ
リ（図示せず）を用い、かつ の演算を行うことにより破線丸印J1水平走査線を得る。
同様にして、破線丸印の水平走査線を得ることにより、
第５図（Ｂ）に示す第２フィールド（すなわち偶数フィ
ールド）の破線丸印の水平走査線を得ることができる。

第５図において、（Ａ）は入力ハイビジョン信号の走査
線構造を示しており、（Ｂ）はライン間引回路の出力信
号の走査線構造を示しており、（Ｃ）は信号補間回路33
の動作を説明するため、走査線構造の一部を拡大したも
のである。なお、上述した説明では、信号補間回路33は
同一フィールド内の上下の走査線（D1,D2）から補間し
て新たな走査線J1を得たが、たとえば複数個のフィール
ドメモリと演算回路（共に図示せず）を用い、第５図
（Ｃ）において、第１フィールドの黒丸印走査線E2およ
び第３フィールドの黒丸印走査線G2から の演算を行うことにより、破線丸印走査線J1を補間して
もよく、複数個のラインメモリ（図示せず）と複数個の
ラインメモリ（図示せず）と演算回路（図示せず）とを
用いて、J1走査線の周囲の走査線E1,E2,E3,D1,D2,G1,G
2,G3などの走査線からJ1走査線を補間してもよい。な
お、上述した白丸印，黒丸印，×印，＋印破線丸印は走
査線構造図を示すため、便宜上用いたものであり、水平
走査線は各々の印を貫いて走査するものとする。又、第
５図（Ａ）において1/1125を示す区間は、１フレームの
水平走査区間を１とした場合の区間を示す。

同様に、第５図（Ｂ）において4/1125を示す区間は垂直
走査区間を１とした場合の区間を示す。

なお、第４図において、フィールド判別回路36は入力さ
れたハイビジョン信号が第１フィールドであるか第２フ
ィールドであるか（あるいは奇数フィールドであるか偶
数フィールドであるか）を判別する回路であり、一般的
に垂直同期信号と水平同期信号の位相関係から判別する
回路がよく用いられているため、詳しい説明は略す。こ
のようなフィールド判別回路36でフィールドを判別し、
入力されたハイビジョン信号が第１フィールドの場合に
は、フィールドスイッチ回路31および出力スイッチ回路
34の可動片をF1側に倒し、第２フィールドの場合には、
フィールドスイッチ回路31および出力スイッチ回路の可
動片をF2側に倒すように各々のスイッチ回路を制御す
る。又、ライン判別回路32はよく知られたラインナンバ
ーを識別する回路であり、奇数ラインと判別した時はラ
インスイッチ32を制御し、可動片をL1側に倒す。

なお、上述した説明は信号の通信路として、テープ・ヘ
ッド系23および25を用いた映像信号記録再生装置として
述べたが、テープ・ヘッド系23,25の代りにディスク・
ヘッド系であるとか一般的な通信路たとえば、衛生通信
路であるとか、VHF,UHFなどのテレビ放送であるとか、
マイクロ波通信路であるとか、光通信路を用いても同様
に成立する。

発明の効果 以上のように本発明によれば、入力されたハイビジョン
信号を２倍に時間軸伸長して記録するため、たとえば、
入力されたハイビジョン信号の最高周波数が20MHzであ
るとすると、変調器の入力信号周波数は10MHzになるた
め容易に記録再生できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における要部構成を示すブロ
ック図、第２図は第１図における各部の信号波形を示す
信号波形図、第３図は第１図における時間軸伸長回路３
の一構成例を示すブロック図、第４図は第１図における
ライン間引回路２の一実施例を示すブロック図、第５図
は走査線構造の一例を示した構造図である。 ２……ライン間引回路、３……時間軸伸長回路、27……
時間軸圧縮回路、28……補間回路、31……フィールドス
イッチ回路、32……ラインスイッチ、34……出力スイッ
チ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力された映像信号の第１フィールドにお
   いては、水平走査期間を単位として間引きを行う間引き
   回路と、入力された映像信号の第２フィールドにおいて
   は、前記第１フィールドにおいて間引いた水平走査期間
   に相当する垂直方向の位置の信号を補間によって作りだ
   す信号補間回路と、前記間引き回路の出力信号および信
   号補間回路の出力信号の各々を時間軸伸長する時間軸伸
   長回路と、前記時間伸長回路の出力信号を記録手段を用
   いて記録する適した信号に変換する変調器と記録手段と
   から構成されることを特徴とする映像信号記録装置。