JPH0752962B2

JPH0752962B2 - カラー映像信号の記録再生方法

Info

Publication number: JPH0752962B2
Application number: JP58235768A
Authority: JP
Inventors: 長寿郎山光
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS60127895A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、カラー映像信号の輝度信号と２つの色差信号
からなるベースバンド（コンポーネント）信号の少なく
とも１つの信号を時間軸圧縮又は伸長して記録再生する
磁気記録再生装置、光ディスク装置、光磁気装置などに
おける記録再生方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点最近、カラー映像信号の記録再生装置（例えばVTR）に
おいては、民生用、ニュース取材用放送用ENG・EFPとも
に高画質化の研究開発が盛んになってきている。その記
録方式として、Ｒ・Ｇ・Ｂや輝度信号（Ｙ），色差信号
（Ｒ−Y,B−Ｙ又はI,Q）などのベースバンド（コンポー
ネント）信号をFM記録する種々の方式が検討されてい
る。その代表的な従来例を第１図から第４図を用いて説
明する。第１図は従来例の基本的ブロック図、第２図は
その波形説明図、第３図はスペクトラム説明図、第４図
は問題点を説明する図である。

第１図において、端子1,2,3はそれぞれ輝度信号（第２
図ｄ），色差信号のＲ−Ｙ信号（第２図ｅ），色差信号
のＢ−Ｙ信号（第２図ｆ）が入力される。輝度信号はFM
変調器４によりFM変調されて、ビデオヘッド９で、磁気
記録媒体11に斜めの軌跡に記録される。一方Ｒ−Ｙ信
号,B−Ｙ信号は時間軸圧縮器５により例えば２倍に時間
軸圧縮され、１水平走査期間内の前1/2水平期間に時間
軸圧縮されたＲ−Ｙ信号、後1/2水平期間に時間軸圧縮
されたＢ−Ｙ信号が時分割多重される。そしてこの時間
圧縮された色差信号は、水平同期信号入力端６からの水
平同期信号が加算器７で、輝度信号の水平同期信号と特
定の関係に加算され、第２図（ｇ）のような時間圧縮色
差信号を得る。この時間圧縮色差信号はFM変調器８によ
りFM変調されたのち、ビデオヘッド10で、磁気記録媒体
11に、輝度信号とは別のトラックに、縦めの軌跡として
記録される。ここで、第３図（ａ）は輝度信号帯域を示
している。第３図（ｂ）は、Ｒ−ＹやＢ−Ｙ信号の各帯
域を示している。第３図（ｃ）は、２倍に時間軸圧縮さ
れた色差信号帯域を示している。当然のことではある
が、（ｃ）は（ｂ）に比べ帯域は２倍になっている。

さて、再生にあたっては、ビデオヘッド9,10により輝度
FM信号、時間軸圧縮色差FM信号が再生され、FM復調器1
2,13により、それぞれ、再生輝度信号（第２図ｄ）、時
間軸圧縮色差信号（第２図ｇ）が再生される。そして、
時間軸圧縮色差信号は時間軸伸長器14により、元の色差
信号Ｒ−Ｙ信号（第２図ｅ但し同期信号はついてい
る）、Ｂ−Ｙ信号（第２図ｆ）が得られる。一方再生輝
度信号（12出力）は、図示していないが、色差信号の時
間圧縮及び伸長のために遅延した量に相当する分だけ固
定遅延線により遅延される。そして輝度色度タイミング
補正器15によって、輝度と色信号用ヘッドの取付位置誤
差に帰因する、輝度信号と色差信号の時間を自動的に一
致させる。その方法としては、輝度信号の水平同期信号
と、色差信号に含まれる記録時挿入した再生水平同期信
号を位相比較し、その誤差信号により可変遅延線を制御
して、２つの色差信号遅延を同時に可変し、輝度信号と
色差信号のタイミングを一致させる。又必ずしも必要で
はないが、完全に画面ゆれを除去するには、周知の時間
軸補正器16により、時間軸変動（ジッタ）を除去する。
したがって、出力端子17、18、19には、それぞれ、再生
輝度信号、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号が得られる。実際に
は、記録時に加算した色差信号の水平同期信号は、時間
軸補正器16の後除去される。

しかしながら、このように、色差信号と輝度信号の時間
軸圧縮率の異なる記録方式では以下に述べる問題点があ
る。第１図の従来例の場合、輝度信号に比べ、色差信号
の時間軸圧縮率は２であり、第２図（ｄ）及び（ｇ）を
FMして記録すると、時間圧縮色差信号は入力色差信号周
波数の２倍になっており、輝度信号に比べ、再生時２倍
の時間軸変動をうける。しかし、同期信号周波数は輝度
信号及び時間軸圧縮色差信号（第２図ｇ）とも水平周波
数（_H）に等しいので同一の時間軸変動をうける。し
たがって、再生時、時間軸圧縮色差信号を伸長してもと
にもどしても、色差信号と、色差信号の同期信号との間
で時間軸変動（ジッタ）量が異なる。さらに、輝度と色
度の同期間のジッタ量も、別ヘッドを採用するので異な
る。しかるに、輝度信号と色差信号の同期信号の時間ず
れ量により、両信号のタイミングを一致させても、タイ
ミングは一致せず、TV画面上で第４図に示すように、輝
度信号（実線）に対し、色差信号は破線で示すように、
波うち状態となる。すなわち、ジッタ量が一致しなけれ
ば、再生の伸長時にその量は２倍となって大きくみえる
欠点があった。互換やダビングをすると、その程度はし
だいに大きくなり、特に放送用仕様では使いものになら
ない欠点があった。さらにこの欠点は、時間軸圧縮率を
大きくすればするほどこの問題は大きくなる。

発明の目的このような点に鑑み、本発明は、輝度信号や色差信号な
どのベースバンド信号を少なくとも時間軸圧縮（伸長）
して記録し、再生時時間軸伸長（圧縮）する方式におい
て、輝度信号と色差信号のタイミング及びジッターを一
致させ、安定なカラー画像を得ることを目的とするもの
である。

発明の構成本発明は、カラー映像信号の３つのベースバンド信号で
ある１つの輝度信号と２つの色差信号のそれぞれの水平
ブランキングの所定期間に、ベースバンド帯域内で同一
の周波数のパイロット信号を重畳した後、パイロット信
号を含む少なくとも１つ以上のベースバンド信号に対し
時間軸圧縮または時間軸伸長し、FM変調して記録し、各
パイロット信号がそれぞれのベースバンド信号と完全に
一致した時間軸変動や、タイミング変動を受けるように
し、再生時に各パイロット信号の位相が一致するように
時間軸補正することにより、３つのベースバンド信号の
タイミングを高精度で合わせることができるものであ
る。

実施例の説明本発明は、少なるともベースバンド信号のいずれかを時
間軸圧縮（伸長）して記録する方式すべてに適用できる
ものであるが説明の都合上、従来例第１図に本発明を適
用する場合の一実施例にもとずき、第５図，第６図を用
いて詳細な説明を行なう。カラー映像信号のベースバン
ド信号は、例えば輝度信号,R−Ｙ信号,B−Ｙ信号又は輝
度信号,I信号,Q信号などである。本発明はこれら輝度信
号および２つの色差信号の少なくとも１つ以上の信号を
時間軸圧縮又は伸長して記録する方式、さらに信号間で
圧縮又は伸長率が異なる方式などに効果的である。

又、輝度信号,2つの色差信号の時間軸圧縮比を原信号に
対し、それぞれm,n,qと定義する。そして、m,n,q＝１は
原信号のままを意味する。即ち、圧縮、伸長ともされな
いことを意味する。m,n,q＞１は時間軸圧縮されること
を意味する、又、ｏ＜m,n,q＜１は時間軸伸長されるこ
とを意味するものとする。第５図は本発明の基本ブロッ
ク図、第６図はその説明波形図である。第５図を説明す
るのに、その一実施例として、輝度信号は圧縮率ｍ＝
１、色差信号のＲ−Ｙ信号は圧縮率ｎ＝２、色差信号の
Ｂ−Ｙ信号は圧縮率ｑ＝２とする。

第５図において、20,21,22は、それぞれ輝度信号,R−Ｙ
信号、Ｂ−Ｙ信号入力端である。その波形は、第２図
（ｄ），（ｅ），（ｆ）であり、信号帯域は、輝度信号
が第３図（ａ）に示しているようにＸ＝4MHz、Ｒ−Ｙ信
号,B−Ｙ信号が第３図（ｂ）に示しているようにＹ＝1.
5MHzである。入力端20の輝度信号は制御器57で発生され
たパイロット信号をパイロット信号加算器56で加算して
第６図（ｈ）の波形を得る。パイロット信号とは、正弦
波のバースト状の信号とする。そして１水平走査遅延器
25で１水平走査期間遅延させて、後述する時間軸圧縮さ
れた色差信号と同一ラインの信号になるようタイミング
を一致させたのちFM変調器29により、例えば4.3MHz〜5.
9MHzの周波数偏移のFM波とし、ビデオヘッド31によりテ
ープ33に記録する。一方、入力端21,22の色差信号Ｒ−
Y,B−Ｙ信号は、輝度信号と同様に制御器57で発生され
たパイロット信号をパイロット信号加算器23,24で加算
し、第６図（ｉ），（ｊ）となる。そして時間軸圧縮器
26にて、制御器57から発生される書込みクロック、読出
しクロックによりCCDなどのメモリー素子が駆動され、
それぞれのパイロット信号を含む色差信号が２倍に時間
軸圧縮され、しかも１水平走査期間に、圧縮された信号
が時分割多重されて第６図（ｋ）を得る。したがって、
制御器57は、パイロット信号や、時間軸圧縮するため
の、書込みクロック及び読出しクロックを作成するもの
である。作成にあたっては、例えば、入力輝度信号の水
平同期信号に位相同期した連続波を発生させるようにす
る。当然書込みクロック周波数を₁とすれば読出しク
ロック周波数₂は₂＝２₁となっている。しかも、
₁，₂とも水平同期信号に位相同期している。さて、
第６図（ｋ）に示した、時間軸圧縮された色差信号は、
同期信号入力端27からの水平同期信号が輝度信号のそれ
と特定の関係、｛第６図では、後縁が一致する関係｝に
なるように加算器28で加算されて第６図（ｌ）を得、FM
変調器30で例えば、４〜5.5MHzの周波数偏移のFM波とさ
れ、ビデオヘッド32により、テープ33に前記FM波を記録
する。次に、本発明の要部であるパイロット信号作成に
つきもっと詳細に説明する。パイロット信号の決定は次
の観点から設定する。第１に、パイロット周波数は、時
間軸圧縮される前において、そのベースバンド帯域内と
する。つまり輝度信号では帯域Ｘ（第３図ａ）以下のパ
イロット周波数を選定する。同様に色差信号（Ｒ−Y,B
−Ｙ）でも帯域Ｙ（第３図ｂ）以下のパイロット周波数
を選定する。そしてさらに、周波数選定には、モワレが
考慮される。つまり、帯域の上限近傍は一般にモワレが
多いので、その領域はできるだけ使わない。さらに、再
生時の時間軸補正後の残留ジッターを少なくするために
パイロット周波数は高いほどよい。これらの３点を考慮
し、例えば輝度信号、色差信号のパイロット周波数を約
1MHzの同一周波数に選定する。

時間軸圧縮後の必要帯域は、ベースバンド帯域に圧縮比
率をかけたものに等しく、第３図（ｃ）に示すように、
帯域は2Yとなる。パイロット周波数を1MHzに選定する
と、圧縮後の周波数は2MHzになる。必要帯域2Y内とな
る。

第２にパイロット位相に関しては、重畳する時に３信号
とも同位相とする。又は、色差信号間は同位相で、輝度
信号用はそれに対し、90°位相とする。第３にパイロッ
ト重畳期間に関して、第６図では、圧縮前において、同
一期間としているが、必ずしも同一でなくてもよい。例
えば圧縮後でほぼ同一期間になるようにしてもよい。以
上のように本実施例では、圧縮前に、同一周波数が重畳
され、色差信号においては、重畳したパイロットを含ん
で時間軸圧縮するので、圧縮された色差信号において
は、制御器57における回路位相ドリフトが万一発生して
も、色差信号とパイロット信号で特定の関係がたもてる
ものである。

さて、信号の再生にあたっては、ビデオヘッド31からの
信号はFM復調器34で復調されて、再生輝度信号が得ら
れ、時間軸補正器36で時間軸変動が除去される。但しこ
の時間軸補正器36は必ずしもなくてもよい。時間軸補正
器36出力は、１水平走査遅延器37で１水平走査期間遅延
され、後述する時間軸伸長器40により発生する色差信号
の遅延分を補正する。

そして、輝度信号と色差信号のタイミングを一致させる
輝度・色度タイミング補正器41により、タイミングが補
正され、パイロット除去器50によりパイロットが除去さ
れ、元の輝度信号を得る。一方、ビデオヘッド32によ
り、時間圧縮色差信号が再生され、FM復調器35で復調さ
れ、再生時間軸圧縮色差信号（第６図ｌ）を得る。そし
て、時間軸伸長器40により時間軸が２倍に伸長され、２
つの色差信号Ｒ−Y,B−Ｙ（第６図（ｉ），（ｊ））を
得て、輝度・色度タイミング補正器41で輝度信号と色差
信号のタイミングが完全に一致され、パイロット信号お
よび同期信号除去器51とパイロット信号除去器52によ
り、不要信号が除去され、元の色差信号（Ｒ−Ｙ信号,B
−Ｙ信号）を出力端54,55に得る（第２図（ｅ），
（ｆ））。

以下、本実施例の特定の関係で記録時に重畳したパイロ
ット信号を再生時いかに利用するか述べる。FM復調器35
の出力（第６図（ｋ））は、前述のごとく時間軸伸長器
40に接続されると同時に同期分離器38に接続され、第６
図（ｌ）に示した、パイロット信号と同期信号が分離さ
れる。この分離されたパイロット信号と同期信号は、制
御器39に入力される。その制御器39はCCDなどのメモリ
ー素子で構成される時間軸伸長器40を駆動する書きこみ
クロック、読出しクロックを発生させる。つまり、抽出
されたパイロット信号（周波数2MHz）からPLLなどに位
相同期した連続波（例えば8MHz,4MHz）が作成される。
この8MHzの信号が書きこみクロック周波数であり、4MHz
の信号が読み出しクロック周波数となる。そして、例え
ば、第６図（ｋ）のｔ＝０から１水平走査期間の信号が
第１のメモリーに、書きこみクロックにより書きこまれ
る。この場合、書きこみクロックとは、8MHzの信号と同
期信号の後縁を1/2分周した信号とをゲートして得たも
のである。さらに前記第１のメモリーは２つのセクショ
ンに別れており、１つのセクションに、１水平期間の前
半分のＲ−Ｙ信号を書きこみ、もう１つのセクションに
後半分のＢ−Ｙ信号を書きこむ。読みだしは、次の水平
期間の初めｔ＝t₁から前記書きこみと同様に作成した4M
Hzの読出しクロックにより、２つのメモリーセクション
を同時に読みだして、第６図（ｉ）及び（ｊ）を得る。
これが時間軸伸長器40の出力である。又時間軸伸長器40
には第２のメモリーももち、第１のメモリーを読出して
いるｔ＝t₁から始まる水平期間に、前記第２のメモリー
に第１のメモリーと同様に書きこみ、次の水平期間で第
２のメモリー内容を読み出すようにする。このようにし
て時間軸伸長された色差信号のパイロット周波数及び色
差信号周波数は、1/2になりもとの周波数になる。当然
この両信号は同じ時間軸変動をもっている。この時、同
期信号も時間伸長され、Ｒ−Ｙ信号に含まれる同期信号
の１水平走査期間ごとに存在するが、時間軸変動量は1/
2水平周波数に相当する変動量となっている。さてこの
ようにして得られた輝度信号（37出力）,R−Ｙ信号（40
出力）,B−Ｙ信号（40出力）は、輝度色度タイミング補
正器41に接続される。従来はこの回路において、輝度信
号とＲ−Ｙ信号の同期信号を位相比較し、CCDなどで構
成される可変遅延線制御して、輝度・色度のタイミング
を一致させていたが、それでは、前述のように、輝度信
号と色差信号の同期信号のジッター量が異なり、さら
に、色差信号の同期信号と色差信号間でもジッタ量が異
なるために第４図のような現象があった。そこで本実施
例では、固定遅延線42により所定量時間を遅延した輝度
信号よりパイロット信号分離器43によってパイロット信
号を抽出する。この周波数は1MHzである。一方２つの色
差信号は可変遅延線46,49をそれぞれ通過し、そこから
パイロット信号分離器44,47によってパイロット信号を
抽出する。この周波数も1MHzである。そして、位相比較
器45で輝度信号とＲ−Ｙ信号の1MHzのパイロット信号が
位相比較され、その誤差信号により前記可変遅延線46が
制御されて、輝度・色度タイミング補正器41出力の輝度
信号とＲ−Ｙ信号のタイミングは一致する。同様に位相
比較器48により輝度信号とＢ−Ｙ信号のパイロット信号
が位相比較され、その誤差信号により前記可変遅延線49
が制御されて輝度・色度タイミング補正器41出力の輝度
信号とＢ−Ｙ信号のタイミングが一致する。したがっ
て、輝度・色度タイミング補正器41出力の３つのベース
バンド信号は一致する。ここで、パイロット信号周波数
は1MHzと比較的高い周波数なので、タイミング調正精度
は非常によい。又、このパイロット信号の位相比較だけ
では、ヘッド取付誤差が大きいためにオーバーフローす
る時には、従来と同様の同期信号同志の位相比較器を設
けるとよい。ただ時間軸変動量が一致しているので、応
答は非常に遅く（フィールド周波数以下）としそサイド
ロック防止程度に使うこともできる。

さて、次に時間軸補正もあわせて行なう場合の応用例に
ついて若干説明する。この場合、輝度信号は時間軸補正
器36においてA/D（アナログからディジタルに変換）さ
れてメモリーに書きこまれる。書きこみクロックは、FM
復調器34出力からパイロット信号と同期信号を分離し、
パイロット信号に位相同期した書きこみクロックを作成
し、その書きこみクロックを、前記同期信号で制御して
メモリーに書きこむ。同様に色差信号も時間軸伸長器40
のメモリーに書きこむ。ただ、FM復調器35出力をA/Dす
ればよい。そして、輝度信号と色差信号の読出しは、基
準の信号により読出す。この時、色差信号については、
4MHzの基準信号であることはいうまでもない。輝度・色
度タイミング補正については輝度・色度タイミング補正
器41の基本動作のように、パイロット信号を位相比較
し、その誤差により、色差信号だけ読出し側のタイミン
グを位相変調すればよい。そのあと、D/Aすればよい。
この場合、別の手法として書きこみ時に、輝度信号と色
差信号（Ｒ−Ｙ信号）のパイロット信号を位相比較し、
その誤差信号により、色差信号から抽出された同期信号
を位相変調した信号により、時間軸伸長器40の書込みタ
イミングを制御し、読出しは、基準信号により読出すよ
うに構成することもできる。

本発明の応用例としては、第５図で説明した記録方式だ
けでなく、ベースバンド信号の少なくとも１つ以上の信
号を時間軸圧縮又は伸長して記録する方式すべてに適用
できる。その方法としては、例えば、輝度信号の１水平
期間を１水平期間以上（1.5倍）に伸長し、線順次色差
信号を２倍に時間軸圧縮（0.5H）して、時分割多重して
１つのトラックに記録し、残りの水平期間の信号も同様
にして別のトラックに記録する方式。

あるいは、第７図（ｏ）に示すように、色差信号を線順
次信号とし、その線順次信号を時間軸圧縮するととも
に、輝度信号も（圧縮率1.2）時間軸圧縮して１水平期
間に線順次信号と輝度信号を時分割多重して記録する方
式。

あるいは第７図（ｏ）の変形として、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−
Ｙ信号をそれぞれ時間軸圧縮し、さらに輝度信号も時間
軸圧縮して１水平走査期間内に３つのベースバンド信号
を時分割多重して記録する方式などに適用できる。本発
明は圧縮率が高いほど、パイロット信号は効果的になる
ことはいうまでもない。

発明の効果以上のように本発明においては、３つのベースバンド信
号の少なくとも１つ以上の信号が時間軸圧縮又は伸長さ
れて記録する方式において、ベースバンド帯域内でモワ
レ、及びタイミング精度を考慮した周波数のパイロット
信号を、各ベースバンド信号に特定の位相関係で特定の
期間重畳し、そのパイロット信号を含むベースバンド信
号を圧縮比m,n,qにそれぞれ時間軸圧縮又は伸長したの
ちFM変調して記録し、再生時、前記各パイロット信号を
抽出して、時間軸伸長器又は圧縮器を制御するクロック
パルス作成に用いると共に、各信号のパイロット信号の
位相を比較し、その誤差信号により、各信号のタイミン
グを完全に一致させることができる。さらにこのパイロ
ット信号は時間軸補正器の書込みクロックパルスとして
も使用でき、この場合は、各信号のタイミングを完全に
一致させることができると同時に、時間軸変動を除去で
きるものである。更には、同一周波数で位相制御された
パイロット信号を３つのベースバンド信号の記録処理
（時間軸圧縮・伸長、変調等）の前段で加えているため
にベースバンド信号とその信号に重畳されているパイロ
ット信号とは、記録処理系や再生処理系を通過した場合
に同じ影響を受ける。よって、各信号処理系の特性（周
波数応答、時間の遅延）が異なっていても、再生処理の
終段出力前に各ベースバンド信号のパイロット信号のタ
イミングが一致するように時間軸補正することにより、
ベースバンド信号間の時間ずれをほぼ完全に除去でき
る。よって、ダビングを繰り返すことによって生ずるベ
ースバンド信号間のタイミングのずれの拡大を防止する
ことができる。

また、信号処理系の周波数応答は周波数により一般に異
なるので、各ベースバンド信号に重畳されるパイロット
信号の周波数が異なれば同じ信号処理系を通過してもパ
イロット信号の歪の具合いが異なり各ベースバンド信号
間のタイミングがずれてやすくなってしまう。しかし、
本願発明では、各ベースバンド信号に印加しているパイ
ロット信号はすべて同一でかつ単一周波数である。よっ
て、同じ特性の信号処理系を通過すれば各ベースバンド
信号に印加されているそれぞれのパイロット信号が周波
数的に受ける影響は同じであるため、各ベースバンド信
号間のタイミングがずれにくい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカラー映像信号の記録再生装置の基本構
成を示すブロック図、第２図はその動作説明のための波
形図、第３図はベースバンド信号のスペクトル図、第４
図は従来例の問題点を示すTV画面図、第５図は本発明の
一実施例におけるカラー映像信号の記録再生装置の基本
構成を示すブロック図、第６図は同実施例を説明するた
めの波形図、第７図は本発明の他の実施例における記録
方式を説明するための波形図である。 23,24,56……パイロット信号加算器、43,44,47……パイ
ロット信号分離器、45,48……位相比較器、46,49……可
変遅延線、57……制御器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー映像信号の３つのベースバンド信号
である１つの輝度信号と２つの色差信号のそれぞれの水
平ブランキングの所定期間に、ベースバンド帯域内で同
一の周波数のパイロット信号を重畳した後、前記パイロ
ット信号を含む少なくとも１つ以上のベースバンド信号
に対し時間軸圧縮または時間軸伸長し、FM変調して記録
し、前記記録された信号の再生処理において、前記記録
された信号をFM復調し、前記記録時と逆の処理である時
間軸伸長または時間軸圧縮をおこない、各ベースバンド
信号に対し、前記３つのパイロット信号の位相が一致す
るように時間軸補正することを特徴とするカラー映像信
号の記録再生方法。