JPH0787009B2

JPH0787009B2 - ビデオ信号の記録処理方法

Info

Publication number: JPH0787009B2
Application number: JP58251286A
Authority: JP
Inventors: 士郎加藤; 清一橋本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPS60143479A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ビデオ信号を周波数変調して記録媒体に記録
するビデオ信号の記録処理方法に関し、特に装置の小型
化，コストダウンが可能なものである。

以下磁気録画装置（以下VTRと称する。）を例にとり説
明する。

従来例の構成とその問題点以下に従来のビデオ信号の記録装置について説明する。

第１図は、第１の従来例で、輝度信号を周波数変調し、
その低域に搬送色信号を周波数変換して加えた信号を記
録する方式のビデオ信号の記録装置（VTR）の構成図
で、搬送色信号処理部を省略したものである。１はビデ
オ信号の入力端子、２はアンプ、３はモニタ用ビデオ信
号の出力端子、４は低域通過フィルタ（以下、LPFと称
する。）、５はエンファシス回路、６はクリップ回路、
７は周波数変調回路（図中にはFMと略記する。）、８は
記録アンプ、９は磁気ヘッド、10は記録手段で、記録ア
ンプ８、磁気ヘッド９及び磁気テープの走行装置を含め
たものである。

以上のように構成された従来のビデオ信号の記録装置に
ついて、以下その動作について説明する。入力端子１に
入力されたビデオ信号はアンプ２により規定のレベルに
増幅され、LPF4によってビデオ信号より輝度信号が分離
される。前記輝度信号はエンファシス回路５で高周波成
分が強調された後、クリップ回路６でレベルがある一定
の上限値，下限値を越えないようにクリップされ、周波
数変調回路７の入力信号となる。周波数変調回路７で周
波数変調された輝度信号は記録アンプ８で増幅され、磁
気ヘッド９に供給されて磁気テープに記録される。

従来よりVTRにおいても他の電気製品と同様に電気回路
を集積回路（以下ICと称する。）化することにより部品
点数の削減，コストダウンを実現してきた。

しかしながら、上記のような構成ではIC化による部品点
数および調整箇所の大幅な削減は困難であるという問題
点を有する。以下問題点について説明する。

IC内にインダクタを形成することはできず、大容量また
は精度の良いコンデンサ、精度の良い抵抗をIC内に形成
することは非常に困難であり実用的ではない。従って通
常インダクタとコンデンサとで構成されるアナログ・フ
ィルタはIC化できない。第１図においてLPF4と、規格値
を満足するため精度の良い抵抗，コンデンサを必要とす
るエンファシス回路５とはIC化を進めても外付部品のま
まとなる。また、第１図に示したブロック図には表わさ
れないが、IC,電気回路相互の接続には直流カット用の
大容量コンデンサが多く用いられており、これらのコン
デンサをも外付部品となっている。これら外付部品はIC
化できないものであるから、これら外付部品をIC化によ
って削減することはできない。

また、第１図中に示す記号ＡからＪは調整点を表わして
いる。各調整点の役わりと必要性，すなわち無調整化が
困難であることを以下に説明する。Ａはモニタ用ビデオ
信号の出力振幅調整で、モニタ用ビデオ信号のシンクチ
ップレベルからホワイトピークレベルまでの振幅、すな
わち、ビデオ信号レベルが±５％程度以内の精度で2V_PP
となるよう調整を行なっている。端子１より入力された
ビデオ信号は、ビデオ信号レベルがある一定値αになる
ようアンプ２によって増幅されるが前記一定値αがIC,
外付部品の特性のバラツキによってばらついてしまい、
前記±５％程度の精度を満足できないため、調整Ａを必
要としている。B,Cはそれぞれホワイトクリップレベル
調整，ダーククリップレベル調整である。クリップレベ
ルはビデオ信号のシンクチップレベルからホワイトピー
クレベルまでの振幅を100％とする基準に対して決めら
れており、例えば家庭用VHS方式VTRの２時間モードにお
けるホワイトクリップレベルは＋10％，−５％以内の精
度で160％となることが定められている。クリップ回路
の入力端におけるビデオ信号のシンクチップの電位およ
びホワイトピークの電位が一定であれば、クリップレベ
ル調整は不要とすることができる。なぜなら、ダークク
リップレベルの電位およびホワイトクリップレベルの電
位は、それぞれ一意に定まり、IC内において抵抗比は抵
抗の絶対値に比べ精度良く実現できるため、抵抗分割に
よりIC内に前記ダーククリップレベル電位およびホワイ
トクリップレベル電位を実現できるからである。ところ
が、アンプ２の出力端におけるビデオ信号レベルは、調
整Ａによって一定値となっていても、ビデオ信号が、LP
F4,エンファシス回路５と各回路，各種電気部品を経由
してクリップ回路６の入力端に達した時のビデオ信号の
レベルはIC,外付部品の特性のバラツキによって前記ク
リップレベルの許容誤差を越えるバラツキを生じてしま
う。これより第１図中に示した調整B,Cは規格を満足す
るために必要で、無調整化は非常に困難である。D,Eは
それぞれ周波数変調回路７のデビエーション調整，キャ
リア周波数調整である。例えばVHS方式VTRのNTSCモード
においてはシンクチップレベルが3.4MHz,ホワイトピー
クレベルが4.4±0.1MHz（許容誤差はシンクチップレベ
ル基準）となるよう周波数変調が規定されている。IC化
に適した周波数変調回路としてエミッタ容量結合形無安
定マルチバイブレータがICに広く使用されており、シン
クチップレベル入力時にフリーラン周波数を出力するよ
う構成されている。このフリーラン周波数は外付部品で
あるエミッタ結合用コンデンサC_F,抵抗R_C,IC内部の基準
電圧V_Rによって決まる。コンデンサC_Fの容量値は精度の
良いものでも±５％のバラツキをもち、抵抗R_Cの抵抗値
は、金属皮膜抵抗でも±１％，炭素皮膜抵抗の良いもの
で±５％のバラツキをもち、IC内の定電圧源の電圧値は
通常±２％程度のバラツキをもつため、周波数変調器７
のフリーラン周波数は、容易に±10％程度のバラツキを
生じる。ところが、フリーラン周波数は、シンクチップ
レベルのキャリア周波数に相当し、この許容誤差は、前
記VHS方式では3.4MHzに対し±0.05MHz、すなわち±1.5
％であるから、キャリア周波数調整Ｅを省略することは
大変困難である。シンクチップレベルをゼロ基準として
入力ビデオ信号の振幅レベル差に比例した電流I_Dが外付
部品である抵抗R_Dに流れ、フリーラン周波数を中心とし
て、電流I_Dに比例した周波数を出力するように、周波数
変調器７は構成されている。入力ビデオ信号のホワイト
ピークレベルで規定の周波数，例えば前記VHS方式では
4.4MHzを周波数変調回路７が出力するように抵抗R_Dの抵
抗値を変えてデビーションの調整Ｄを行なっている。ク
リップレベルの調整B,Cでも述べたように、調整Ａによ
ってアンプ２の出力端におけるビデオ信号のレベルを一
定としても、LPF4,エンファシス路5,クリップ回路を経
ると各回路における部品の特性のバラツキによって、周
波誠変調回路７の入力端におけるビデオ信号の振幅レベ
ルは±10％程度のバラツキをもち、外付部品である抵抗
B_Dの抵抗値は金属皮膜抵抗でも±１％，炭素皮膜抵抗の
良いものでも±５％のバラツキをもつため、入力ビデオ
信号のホワイトピークレベルにおけるキャリアの周波数
は容易に±10数％から±20％程度のバラツキを生じる。
ところが、デビエーションすなわち、シンクチップレベ
ルにおけるキャリア周波数とホワイトピークレベルにお
けるキャリア周波数との差の規定は、例えばVHS方式に
おいては1.0±0.1MHzであり、許容誤差は±10％である
から、デビエーション調整Ｄは省略することは大変困難
である。Ｆは記録電流調整である。これはヘッドのイン
ピーダンスのバラツキが大きいこと、記録電流は電磁変
換系の特性に、すなわち記録再生系の性能に大きな影響
を与えるため性能を最大限引き出すためにも調整Ｆは省
略困難である。

以上のように、第１の従来例の構成では、インダクタ，
大容量または精度の良いコンデンサ，精度の良い抵抗の
IC化できない、もしくは外付部品,ICの特性のバラツキ
を規格を満足するように小さくすることが困難であるの
で、IC化を進めても部品点数および調整箇所の大幅な削
減は非常に困難であるという問題点を有していた。

第２図は、第２の従来例で、ビデオ信号を時間軸圧縮
し、周波数変調した信号を記録する方式（以下TIMEPLEX
方式と称する。）のビデオ信号の記録装置（VTR）の構
成を示すものである。第２図において第１図に示したも
のと同一のものには同一の番号を付している。21はクロ
ック発生回路、22は輝度信号用アンプ、23は輝度信号用
アナログ・ディジタル変換器、24は輝度信号用時間軸圧
縮回路、25は搬送色信号分離帯域通過フィルタ（以下BP
Fと称する。）、26は色信号の復調回路、27は色信号用
アンプ、28は色信号用アナログ・ディジタル変換器、29
は色信号用時間軸圧縮回路、30は加算回路、31はディジ
タル・アナログ変換器、32は補間用LPFである。

以上のように構成された従来のビデオ信号の記録装置に
ついて、以下その動作について説明する。端子１に入力
されたビデオ信号はアンプ２により規定のレベルに増幅
され、LPF4により輝度信号が分離され、アンプ22で振幅
レベル，直流レベルを調整し、アナログ・ディジタル変
換器23によりディジタル量に変換され、ディジタル量に
変換された輝度信号は時間軸圧縮回路24により時間軸圧
縮される。一方、BPF25によりビデオ信号から搬送色信
号が分離され、復調回路26によりベースバンドの色信号
が復調される。復調された色信号は線順序でアンプ27に
入力され、振幅レベル，直流レベルが調整された後、ア
ナログ・ディジタル変換器28によりディジタル量に変換
される。ディジタル量に変換された色信号は時間軸圧縮
回路29により時間軸圧縮される。時間軸圧縮された輝度
信号と時間軸圧縮された色信号とがそれぞれ時間的に重
ならないように加算回路30に加えられる。クロック発生
回路21は輝度信号サンプリング用クロック（周波数
_Ｙ），色信号サンプリング用クロック（周波数
_Ｃ），時間軸圧縮用クロック（周波数_Ｘ）の３種類
のクロックを発生する。輝度信号を１水平走査期間（以
下1H期間と称する。）毎に0.8Hに、すなわち80％に時間
軸圧縮し、色信号を1H期間毎に残りの0.2Hに、すなわち
20％に時間軸圧縮し、時間軸上で重ならないように加え
た記録用ビデオ信号を作成している。前述した時間軸圧
縮率より_Y,_C,_Ｘの比は4:1:5となる。前記記録用
ビデオ信号はディジタル・アナログ変換器31によりアナ
ログ量に変換され、LPF32により補間処理され、必要な
周波数成分のみをもつ記録用ビデオ信号を得る。さらに
記録用ビデオ信号はエンファシス回路５で高周波成分が
強調され、クリップ回路６でレベルが一定の上限値，下
限値を越えないようにクリップされる。次に周波数変調
回路７で周波数変調される。周波数変調された記録用ビ
デオ信号は記録アンプ８で増幅され、磁気ヘッド９に供
給され磁気テープに記録される。TIMEPLEX方式に提案さ
れた_Y,_C,_Ｘの具体数値の一例はそれぞれ16MHz,4M
Hz,20MHzである。

しかしながら上記のような構成では時間軸圧縮処理部分
のみディジタル回路化しており、クリップ回路，周波数
変調回路などは、第１図に示した第１の従来例の構成と
同じであるため、第１図に示した従来例と同様IC化によ
る部品点数の削減は困難であるという問題点を有する。

また、第２図中に示す記号ＡからＪは調整点を表わして
いる。第１図中に示す調整点と同一の記号を付した調整
は同一のものであるので説明は省略する。G,Hは、それ
ぞれアナログ・ディジタル変換器23の入力である輝度信
号の振幅調整，直流レベル調整であり、I,Jはそれぞれ
アナログ・ディジタル変換器28の入力である色信号の振
幅調整，直流レベル調整である。アナログ・ディジタル
変換器の入力は、変換後のデータのビット数をｎとする
と、入力レンジに対し、振幅，直流レベルともにの精度で調整が必要となる。輝度信号に７ビット以上、
色信号には６ビット以上のビット数が必要とされてい
る。最低の６ビットであっても必要な精度はであるから、調整ＡがあってもLPF4,アンプ22の特性の
バラツキを考えれば、調整G,Hを、BPF25,アンプ27の特
性のバラツキを考えれば、調整I,Jを、省略することは
できない。従ってICの集積度を上げることはできても、
Ａ〜Ｊに示す調整個所の削減することは困難であるとい
う問題点を有する。

TV受像機においてはディジタル処理化によって調整箇所
の削減などを行なう試みが行なわれている。これは伝送
路（空間）からアンテナ、チューナを介してAM信号を
得、復調してビデオ信号を得た以後の処理をディジタル
化するものである。VTRにおいても同様にディジタル信
号処理化によって前記課題を解決することが考えられ
る。

しかしながらビデオ信号を周波数変調して記録するアナ
ログのVTRのビデオ信号処理を従来と互換性を保ったま
まディジタル化を検討した例はなく、ビデオ信号処理の
どの部分をどのようにディジタル信号処理化すれば部品
点数削減効果、調整箇所の削減、コストダウン効果、実
現の容易さなどの点で最適であるか不明であった。例え
ばTVのディジタル化の技術思想をVTRに適用すれば再生
処理のFM信号を復調してビデオ信号を得た以後の処理の
みをディジタル化することになるが、これが最適である
か不明であった。

またアナログのFM変調をディジタル処理で実現する技術
については文献（井上ほか：“ディジタル信号処理の応
用",電子通信学会（昭56）,pp104〜105）に記載されて
いる。しかしながらFM変調は一般に搬送波の上下に複数
の側帯波を生じ、AM変調などに比べ広帯域となるので高
い標本化周波数を必要とし、ビデオ信号の周波数変調を
ディジタル信号処理を行なうことは現実的な選択と考え
にくいものであった。特にビデオ信号のディジタルFM変
調処理においてはFM変調における標本化周波数（処理周
波数）が十分高くないと上側帯波が折り返してモワレな
どの妨害を生じると可能性があった。

発明の目的本発明は上記従来の問題点を解消するもので、部品点数
および調整箇所の大幅な削減が、従って装置の小型化，
コストダウンが可能なビデオ信号の記録処理方法を提供
することを目的とする。

発明の構成本発明は入力のビデオ信号を標本化周波数f1で標本化量
子化したディジタルビデオ信号を得、次式１＜（f2/f1）＜＝２（但しf1/f2は整数比）を満足するように前記ディジタルビデオ信号の標本化周
波数をf1からf2に変換する標本化周波数変換処理を少な
くとも行なった後、（または前記ディジタルビデオ信号
の標本化周波数をf1からf2に変換する時間軸圧縮処理を
行なった後、）前記標本化周波数f2でディジタルビデオ
信号をディジタルで低搬送波周波数変調（低搬送波FM）
してディジタルFM信号を得、アナログ量に変換して記録
媒体に記録することを特徴とするビデオ信号の記録処理
方法であり、比較的低い標本周波数でディジタル周波数
変調するのでその実現が容易であり、ディジタル処理化
によって調整箇所を大幅に削減でき、標本化周波数変換
により周波数変調処理、ビデオ信号の処理それぞれに適
した標本化周波数で処理するので効率よくディジタル信
号処理が行なえ、集積回路化が容易である。さらに集積
回路化により部品点数の大幅削減、回路の小型化、コス
トダウンを可能とするものである。

実施例の説明第３図は本発明の第１の実施例におけるビデオ信号の記
録装置の構成図で、第１図に示した第１の従来例の構成
に本発明を実施したものである。第３図において40はLP
F、41はアンプ、42はアナログ・ディジタル変換器、43
はディジタル前信号処理回路、44は標本化周波数変換回
路、45はディジタル周波数変調回路、46はディジタル・
アナログ変換器、47はLPFである。第１図に示したもの
と同一のものには同一の番号を付している。ディジタル
前信号処理回路43内においては48はディジタルLPF、49
はディジタル・エンファシス回路、50はディジタル・ク
リップ回路である。51は動作クロックの発生回路であ
る。52はディジタルビデオ信号処理回路で、ディジタル
前信号処理回路43,標本化周波数回路44からなる。

以上のように構成された第１の実施例のビデオ信号の記
録装置について以下動作を説明する。入力端子１より入
力されたビデオ信号はLPF40で所定のビデオ信号帯域に
制限され、アンプ41で所定のレベルとなり、アナログ・
ディジタル変換器42でディジタル信号に変換される。デ
ィジタル信号に変換されたビデオ信号はディジタルLPF4
8を通って輝度信号となり、ディジタル・エンファシス
回路49により高周波成分が強調され、ディジタル・クリ
ップ回路50により振幅が一定の上限値，下限値を越えな
いようクリップされる。

アナログ・ディジタル変換器42及びディシタル前信号処
理回路43の動作クロック周波数を_１とし、ディジタル
周波数変調回路45及びディジタル・アナログ変換器46の
動作クロック周波数を_２とする時、標本化周波数がf₁
のサンプル値を、標本化周波数が_２のサンプル値に変
換するのが標本化周波数変換回路44である。従ってディ
ジタル・クリップ回路50の出力すなわち標本化周波数が
_１のサンプル値出力は、標本化周波数変換回路44によ
り標本化周波数が_２のサンプル値出力となり、ディジ
タル周波数変調回路45に入力される。周波数変調された
輝度信号は、ディジタル・アナログ変換器46によりアナ
ログ量に変換され、LPF47で帯域制限することにより補
間処理が行なわれ、記録に必要な信号のみが得られる。
LPF47の出力は、記録手段11の初段である記録アンプ８
の入力となって記録媒体である磁気テープに記録され
る。

次に本発明の第１の実施例による効果について順次述べ
る。

（１）ビデオ信号を、アナログ・ディジタル変換し、
ディジタル前信号処理，すなわち本実施例では輝度信号
の分離，エンファシス，クリップを行ない、ディジタル
周波数変調したのち、ディジタル・アナログ変換して記
録する構成とすることにより次のような効果を生じる。

a.調整箇所の減少本発明の第１の実施例における調整は、第３図に記号K,
L,Mで示す３箇所である。ＫおよびＬは、それぞれアナ
ログ・ディジタル変換器42の入力であるビデオ信号の振
幅調整および直流レベル調整である。なお調整Ｋは端子
３に出力されるモニタ用ビデオ信号の振幅調整を兼用で
きる。なぜなら、モニタ用ビデオ信号の出力振幅（2
V_PP）と、アナログ・ディジタル変換器42の入力振幅レ
ンジ（通常１〜2V）とは一定比の関係にあり、モニタ用
ビデオ信号の振幅の許容誤差は±５％程度であるから、
例えば、アナログ・ディジタル変換器42の入力を前記一
定比を満足する利得の増幅すれば良く、±５％程度の利
得のバラツキをもつ増幅器は無調整で実現できるからで
ある。

調整Ｍについて説明する。一般にディジタル・アナログ
変換器には、出力振幅調整と直流レベル調整が必要であ
る。しかし周波数変調されたビデオ信号（正確には輝度
信号）は直流成分を持たないから、直流レベル調整は不
要となる。さらに、第３図中に示す調整Ｍは記録電流の
調整であるが、これはディジタル・アナログ変換器46の
出力振幅調整に他ならない。従って記録アンプ８の調整
があれば、ディジタル・アナログ変換器46の振幅調整を
不要とすることができる。

ディジタル・クリップ回路50に調整が不要であることを
説明する。調整K,Lによってビデオ信号レベルは一定値
となっているから、アナログ・ディジタル変換器42出力
のビデオ信号のシンクチップレベルおよびホワイトピー
クレベルの数値データは一定である。ディジタル回路に
おいてIC等の部品の特性のバラツキは数値データに影響
を与えないから、ディジタル・クリップ回路50の入力端
におけるビデオ信号のシンクチップレベル，ホワイトピ
ークレベルの数値データは一定である。従ってダークク
リップレベル，ホワイトクリップレベルの数値データは
一意に定まり、IC等の特性のバラツキによる影響はない
のでクリップレベル調整は不要となる。

ディジタル周波数変調回路45はデビエーション調整，キ
ャリア周波数調整が不要であることを述べる。ディジタ
ル周波数変調回路45の出力周波数は、入力信号の数値デ
ータと動作クロック周波数によって変化する。入力であ
るビデオ信号のシンクチップレベル，ホワイトピークレ
ベルの数値データは、IC等構成部品の特性のバラツキに
無関係に一定であるから、ディジタル周波数変調回路45
の出力周波数の誤差には、動作クロック周波数の誤差の
みが影響することになる。動作クロックを発生するクロ
ック発生回路51をクリスタル発振回路とすれば、数MHz
から20MHz程度の発振周波数の誤差は無調整時でも±数1
00Hz程度であり、従来例の説明で述べたデビエーショ
ン，キャリア周波数の誤差±50KHzに比べて充分小さ
い。従ってデビエーション調整，キャリア周波数調整は
不要となる。

以上、第１図に示した従来例における調整箇所と、第３
図に示した本発明の実施例における調整箇所とを比べて
みれば、従来例では６箇所であったのに対し、本実施例
では３箇所と大幅に削減でき、これに伴い、調整用外付
部品も大幅に減少することがわかる。

b.外付部品の減少第３図に示した本実施例では、全信号処理をディジタル
信号処理で行なっている。ディジタル信号処理回路にお
いてはIC化ができないインダクタ，大容量または精度の
良いコンデンサ，精度の良い抵抗は不要であるからIC化
によって大幅に部品を削減できる。すなわち、アナログ
・ディジタル変換器42出力からディジタル・アナログ変
換器46入力までの各回路において、クロック発生回路51
にクリスタル発振子が必要な以外、IC化により外付部品
を不要とすることができる。第１図に示した従来例と第
３図に示した本発明の実施例において外付部品となる主
なアナログ・フィルタの数を比較すると、従来例におい
てはLPF4,エンファシス回路５の２つ、本発明の実施例
においてはLPF40,LPF47の２つである。ここでLPF40は入
力ビデオ信号をサンプリングによって折り返しスペクト
ラムを生じないように所定の帯域に制限するものである
が、端子１に入力されるビデオ信号は、受信機またはカ
メラからの信号のいずれであってもほとんどの場合、前
記所定の帯域内に制限されているので省略，または簡単
な構成とするとができるので外付アナログ・フィルター
の数およびその規模は同程度とみなせる。さらに色信号
処理をもディジタル信号処理すれば、色信号処理に必要
な各種フィルターが第１図に示した構成では必要となる
が、第３図に示した本発明による実施例ではディジタル
・フィルタで構成されるため外付アナログ・フィルタは
追加する必要がないので、外付部品点数は本発明による
実施例の方がより少なくなる。また、アナログ・ヘィル
タ以外に直流カット用コンデンサ，インピーダンスマッ
チング用抵抗など第１図中には示していない外付部品が
必要であるが、第３図に示した本発明の実施例におい
て、大部分を占めるディジタル回路にはそのような外付
部品は不要である。

従って本発明による実施例では大規模１チップ集積回路
化が可能で、外付部品を大幅に減少可能である。

（２）周波数帯域が_Ｐであるビデオ信号を入力とす
るアナログ・ディジタル変換器42と、ディジタル前信号
処理回路43とを_１＞２_Ｐなる周波数_１のサンプリングクロックで動作させ、デ
ィジタル周波数変調回路45とディジタル・アナログ変換
器46とを_２＞４_Ｐまたは_２≒４_Ｐなる周波数_２のサンプリングクロックで動作させ、デ
ィジタル前信号処理回路43とディジタル周波数変調回路
45とを標本化周波数変換回路を介して接続する構成とす
ることにより、次のような効果を生じる。但し標本化周
波数変換を行なうためには_１と_２とが整数比の関係
にあることが必要である。

a.消費電力を減少ビデオ信号の周波数帯域_Ｐは約４〜5MHzであるからア
ナログ・ディジタル変換器42を動作させるサンプリング
クロックの周波数_１はサンプリング定理によって_１
＜２_Ｐ≒10MHzを満足する必要がある。家庭用VTRに採
用されている周波数変調方式は、低搬送波周波数変調方
式で、キャリア周波数をビデオ信号の周波数帯域に近い
４〜5MHz付近に設定しているので、周波数変調されたビ
デオ信号の主スペクトラム成分は約8MHz（≒２_Ｐ）ま
で及んでいる。8MHzの信号のサンプリングクロック，す
なわちディジタル周波数変調回路45,ディジタル・アナ
ログ変換器46の動作クロックの周波数_２は、LPF47の
特性の実現のし易さ等を考慮すれば、最低20MHz（≒４
_Ｐ）程度であることが必要となる。従ってすべてのデ
ィジタル信号処理部を単一のクロック周波数_２で動作
させれば、すべての信号処理を行なうことができ、標本
化周波数変換回路44は不要となって構成を簡単にするこ
とができる。しかしながら20MHz以上のクロック周波数
でディジタル信号処理を行なう、すなわち１周期50nS以
内に乗算と加減算とデータ転送を行なうためには、高速
の半導体素子を用いる必要がある。例えば、バイポーラ
トランジスタ構成の論理素子であればショットキーTTL,
ECL等を用いる必要があるが、通常のTTLと比べて２倍以
上の消費電力となってしまう。低消費電力素子であるCM
OSは微細パターン技術により動作速度改善がなされつつ
あり、20MHzクロックで動作可能なものも現れつつあ
る。しかし、CMOSにおいては原理的にクロック周波数に
ほぼ比例して消費電力が増えるため、クロック周波数が
２倍になれば、ほぼ消費電力も２倍となる。消費電力が
増えることは、信号処理回路を１チップIC化する際、IC
パッケージに放熱上の問題を生じる。そこで第１図に示
した本発明の第１の実施例においては、標本化周波数変
換回路44をディジタル周波数変調回路45の前段に設ける
ことにより、ビデオ信号を扱うアナログ・ディジタル変
換器42,ディジタル前信号処理回路43を周波数_１で動
作させ、周波数変調されたビデオ信号を扱うディジタル
周波数変調回路45,ディジタル・アナログ変換器46を周
波数_２で動作させることを可能となり、全ディジタル
信号処理部を周波数_２で動作させた場合に比べ大幅に
消費電力を削減できる。

アナログ・ディジタル変換器はディジタル・アナログ変
換器に比べその回路規模が大きく、回路を構成する素子
に対する特性の要求もきびしいが、動作速度を低くでき
れば、それだけアナログ・ディジタル変器の回路実現が
容易となるといった効果をも生じる。

b._１＝３_SCまたは４_SCとすることによるディジタ
ル色信号処理回路の構成の簡易化ビデオ信号より輝度信号，搬送色信号を分離するディジ
タル・フィルタ，搬送色信号から色信号を得る色信号復
調器はサンプリングクロック_１を３_SC,4_SC（但し
_SCは搬送色信号周波数）とすることにより、乗算器の
数の少ない回路構成が実現できる。すなわち回路規模を
小さくできることが知られている。しかしながら、NTSC
方式においては_SC＝3.58MHzであるら３_SC＝10.7MH
z,4_SC＝14.3MHz,PAL方式においては_SC＝4.43MHzで
あるから、３_SC＝13.9MHz,4_SC＝17.7MHzとなってPA
L方式の４_SCを除いていずれも20MHzよりかなり低くデ
ィジタル周波数変調には不適当な周波数である。従って
輝度信号の分離，エンファシス等の信号処理は周波数
_１を３_SCまたは４_SCとし、標本化周波数変換を行な
ってより高い周波数_２で周波数変調する構成が色信号
処理，回路規模の点から有利である。なお、標本化周波
数変換を行なうためには周波数₁,_２の比が整数比で
なければならなく、標本化周波数変換回路の実現し易さ
等を考慮すれば、₁,_２の周波数は次の組合せが適当
である。すなわち_１＝３_SCの場合、NTSC方式におい
ては₂/_１＝2,PAL方式においては₂/_１＝3/2,8/
5,7/4,2であり、_１＝４_SCの場合,NTSC方式において
は₂/_１＝4/3,3/2,8/5,7/4,2,PAL方式においては₂
/_１＝8/7,4/3,3/2,8/5,7/4,2である。すなわち、実用
的には前記標本化周波数の変換においてはその標本化周
波数の比（f2/f1）を概略２以下１より大に設定するこ
とによりビデオ信号処理、ディジタルの周波数変調処理
をそれぞれに適した標本化周波数で処理可能としてい
る。

前記標本化周波数f2は変調信号であるビデオ信号の最高
周波数f_Pの第１上側帯波の周波数の２倍より高い程度の
周波数であり、これはディジタルで周波数変調処理する
標本化周波数としてはこれまでの常識的な周波数よりか
なり低い周波数である。しかしながら、前記標本化周波
数f2で周波数変調を行なっても上側帯波の折返しによる
モワレなど問題になるような妨害を生じない。これは実
験した結果からも明かとなった。これはVTR等における
ビデオ信号の周波数変調に低搬送波周波数変調（搬送周
波数を変調信号であるビデオ信号の最高周波数に比較的
近く設定する周波数変調方式）を採用しており、ビデオ
信号の周波数が高いところでは変調指数（周波数偏移と
変調信号の周波数との比）が1/2より小さいので第２側
帯波以上のものは１％以下となるからである。

また一般にディジダル・アナログ変換器の出力にはナイ
キスト周波数f2/2以上に存在する不要成分を除去するポ
ストフィルタが必要である。特にFM信号の高域とナイキ
スト周波数が接近している場合一般には急峻なカットオ
フ特性を有するポストフィルタが必要である。しかしな
がらビデオ信号の記録装置の場合、記録媒体への記録再
生過程で高域成分の殆どが失われるので前記ポストフィ
ルタ（第１の実施例ではLPF47）は簡易な構成すなわち
低コストなものでよい。

以上のように標本化周波数f2はビデオ信号の周波数変調
処理用として低すぎるものではなく、充分な性能の得ら
れる周波数である。むしろ周波数が低い分その回路化が
容易であり、消費電力も小さくできるのでビデオ信号を
周波数変調するのに適した周波数である。このようにビ
デオ信号処理、周波数変調処理をそれぞれに適した標本
化周波数で処理することによりビデオ信号の記録処理の
ディジタル化を効率的に行なえる。

c.回路のコストパフォーマンスの向上標本化周波数変換を行う構成とすると標本化周波数変換
回路44の分だけ回路規模が増加するように思われるが、
必ずしもそうではない。標本化周波数変換回路44は基本
的にはLPFであるので、その分LPF48の構成を簡易化で
き、また高度なビデオ信号処理においてはメモリを多用
するからである。LPF48は最も簡単な構成の場合１次元
のLPFであるが、コンポジットビデオ信号から精度よく
輝度信号を分離するためにはラインメモリ（ラインの整
数倍の信号遅延用メモリ）を用いた２次元構成のLPFや
フィールドメモリやフレームメモリを用いた３次元構成
のLPFが用いられる。これらのメモリは大容量であるの
で、標本化周波数変換を行う本実施例の構成の方が標本
化周波数変換を行わない場合に比べ、ビデオ信号処理の
標本化周波数が低くて済む分だけ前記メモリ回路の規模
を大幅に低減できる。特にフィールドメモリ等を用いた
場合、標本化周波数変換回路44による回路規模の増加分
を無視できる。従って標本化周波数変換回路44を設ける
構成の方が、標本化周波数変換を行わない場合に比べ、
所定量のディジタル回路増加に対しより多くの性能向上
（例えば輝度信号と色信号との分離性能、メモリを用い
た多機能化等）を実現できる、すなわちディジタル回路
のコストパフォーマンス向上を実現できる。

以上のように、第１の本実施例によればエンファシス，
周波数変調といった処理をエィジタル信号処理で行なう
ことにより、さらに各部の処理をそれぞれ必要十分かつ
一定整数比関係にある周波数のクロックで動作させるこ
とにより、外付部品点数，調整箇所の大幅な削減がで
き、１チップ大規模IC化が可能で、ビデオ信号の記録装
置の小型化，コストダウンが可能である。第４図は本発
明の第２の実施例におけるビデオ信号の記録装置の構成
図で、第２図に示した第２の従来例の構成に本発明を実
施したものである。第４図において61はディジタル前信
号処理回路である。ディジタル前信号処理回路内におい
て、62は搬送色信号分離用ディジタルBPF、63はディジ
タル復調回路である。64はディジタルビデオ信号処理回
路で、ディジタル前信号処理回路61,エンファシス回路4
9,クリップ回路50からなる。第１図から第３図に示した
ものと同一のものには同一の番号を付している。

以上のように構成された第２の実施例のビデオ信号の記
録装置について以下動作を説明する。入力端子１より入
力されたビデオ信号はLPF3で所定の帯域に制限され、ア
ンプ41で所定のレベルとなり、アナログ・ディジタル変
換器42でディジタル信号に変換される。ディジタルLPF4
8を通ったビデオ信号は輝度信号となり、時間軸圧縮回
路24により時間軸圧縮処理される。一方ディジタルBPF6
2を通ったビデオ信号は搬送色信号となり、搬送色信号
はディジタル復調回路63により復調されて色信号とな
り、時間軸圧縮回路29により時間軸圧縮処理される。時
間軸圧縮された輝度信号と時間軸圧縮された線順次の色
信号とが、それぞれ時間的に重らないように加算回路30
にて加えられて記録用ビデオ信号となる。記録用ビデオ
信号はディジタル・エンファシス回路49により高周波成
分が強調され、ディジタル・クリップ回路50により振幅
が一定の上限値，下限値を越えないようにクリップされ
る。さらにディジタル周波数変調回路45により周波数変
調され、周波数変調された記録用ビデオ信号はディジタ
ル・アナログ変換器46によりアナログ量に変換され、LP
F47で帯域制限することにより補間処理が行なわれ、記
録に必要な信号のみが得られる。LPF47の出力は記録手
段11の初段である記録アンプ８の入力となって磁気テー
プに記録される。

アナログ・ディジタル変換器42,ディジタルLPF48,ディ
ジタルBPF62およびディジタル復調回路63をビデオ信号
サンプリング用クロック（周波数_１例えば16MHz）で
動作させ、ディジタル・エンファシス回路49,ディジタ
ル・クリップ回路50,ディジタル周波数変換回路45,ディ
ジタル・アナログ交換器46を時間軸圧縮用クロックで動作させている。ディジタル復調回路63は周波数_１
で動作するが、色信号（信号帯域は直流から約500KHz）
は信号を1/4に間引いて、すなわちサンプリングクロッ
クを_Ｃ＝₁/4に変換し、さらに線順次信号にして時
間軸圧縮回路29に入力している。

次に本発明の第２の実施例による効果について順次述べ
る。

（１）ビデオ信号をアナログ・ディジタル変換し、デ
ィジタル前信号処理，すなわち輝度信号および搬送色信
号の分離，色信号の復調，輝度信号および色信号の時間
軸圧縮，エンファシス，クリップを行ない、ディジタル
周波数変調したのち、ディジタル・アナログ変換して記
録する構成とすることにより、本発明の第１の実施例に
よる効果と同様に次のような効果を生じる。

a.調整箇所の減少本発明の第２の実施例における調整は、第４図の記号K,
L,Mで示す３箇所であり、第３図中に示したものと同一
の調整であるので説明は省略する。本発明の第２の実施
例においても、第１の実施例と同じ理由によりディジタ
ル・クリップ回路50,ディジタル周波数変調回路45にそ
れぞれ調整は不要である。第２図に示した従来例におい
ては調整が10箇所であったから、大幅に調整箇所が削減
できた。

b.外付部品の減少第４図に示した本実施例も、第３図に示した実施例と同
じく、全信号処理をディジタル信号処理で行なっている
ので、IC化により大幅に部品を削減できる。特に、高価
なアナログ・フィルタの削減効果は大きい。

（２）時間軸圧縮用クロック周波数_Ｘを、ディジタ
ル周波数変調用クロックの周波数_２に等しくすること
により、標本化周波数変換回路を省略することができる
という効果を生じる。周波数f2は第１の実施例と同じく
変調信号であるビデオ信号（時間軸圧縮後のビデオ信
号）の最高周波数f_Pの第１上側帯波の周波数の２倍より
高い周波数であればよい。

第２図および第４図に示した実施例では、TIMEPLEX方式
VTRの規格に提案されていたクロックの周波数（具体数
値例_１＝16MHz）を用いたが、基本的には輝度信号お
よび色信号の圧縮率が等しければ良いので、時間軸圧縮
用クロックの周波数_Ｘを、ディジタル周波数変調用ク
ロックの周波数_２に等しくすることは容易である。さ
らにビデオ信号のサンプリング用クロックの周波数_１
を４_SCに等しく選べば、搬送色信号の分離，色信号の
復調を行なう回路構成を簡易化できるといった効果を得
ることが可能である。

従って以下に示すよう周波数を選べば、上述したすべて
の効果が得られる時間軸圧縮処理のビデオ信号の記録装
置が考えられる。すなわち a.輝度信号を80％に、色信号を20％に、時間軸圧縮を行
なう方式の場合_１＝４_SC _Ｘ＝_２＝５_SC 但し、NTSC方式の場合、_２＝17.9MHzとなり、やや低
いが、VHS方式NTSCモードのようにキャリア周波数をや
や低く設定すれば問題を生じない。（PAL_２＝22.2MH
z） b.輝度信号を75％に、色信号を25％に、時間軸圧縮を行
なう方式の場合以上のように、第２の本実施例によれば、搬送色信号を
得る復調，ビデオ信号（輝度信号，色信号）の時間軸圧
縮，エンファシス，周波数変調といった処理をディジタ
ル信号処理で行なうことにより、さらに時間軸圧縮処理
用クロックの周波数をディジタル周波数変調可能に選ぶ
ことにより、外付部品点数，調整箇所の大幅な削減がで
き、１チップ大規模IC化が可能で、ビデオ信号の記録装
置の小型化，コストダウンが可能である。

なお、第２の実施例において色信号の復調をディジタル
信号処理で行なったが、従来例通りアナログ信号処理を
行なったのち、アナログ・ディジタル変換する、すなわ
ち入力が２系統ある構成としてもよい。またディジタル
周波数変調を時間軸圧縮用クロックで行なったが、標本
周波数変換してより高い周波数のクロックで行なっても
よいことは言うまでもない。

以上VTRを例にとり説明したが、本発明はVTRのみに限定
されるものでなく、ビデオディスク記録・再生装置など
ビデオ信号を周波数変調して記録する装置すべてに適用
しうるものである。

上記実施例においては、アナログ・ディジタル変換回
路,LPF48,……，ディジタル周波数変調回路，ディジタ
ル・アナログ変換器等が直列に接続されたものである
が、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の
各種処理が各ブロックの間に追加された構成であっても
よいことはもちろんである。また本発明における標本化
周波数変換回路44の位置はディジタルビデオ信号回路内
の最終段に限定されるものではなく、例えばエンファシ
ス回路49とクリップ回路50との間や、LPF48とエンファ
シス回路49との間にある構成であってもよく、この構成
においても本発明の効果が得られることは明らかであ
る。

発明の効果本発明のビデオ信号の記録処理方法は、少なくともビデ
オ信号の標本化周波数を２倍程度以下の高い周波数に変
換する処理を行なった後、ディジタルで低搬送波周波数
変調し、アナログ量に変換して記録媒体に記録すること
により、ビデオ信号処理、周波数変調処理それぞれに適
した標本化周波数でディジタル処理できるので効率よく
ディジタル化が行なえ、これにより集積回路化が容易と
なり、また調整箇所の大幅な削減が行なえる。さらに集
積回路化により部品点数の大幅削減と装置の小型化、コ
ストダウンを実現することができ、その実用的効果は大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の従来のビデオ信号の記録装置のブロック
図、第２図は第２の従来のビデオ信号の記録装置のブロ
ック図、第３図は本発明の第１の実施例におけるビデオ
信号の記録装置のブロック図、第４図は本発明の第２の
実施例におけるビデオ信号の記録装置のブロック図であ
る。 42……アナログ・ディジタル変換器、43,61……ディジ
タル前信号処理回路、49……ディジタル・エンファシス
回路、50……ディジタル・クリップ回路、44……標本化
周波数変換回路、45……ディジタル周波数変調回路、46
……ディジタル・アナログ変換器、47……LPF、10……
記録手段。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 9/80

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力のビデオ信号を標本化周波数f1で標本
化量子化したディジタルビデオ信号を得、次式１＜（f2/f1）＜＝２（但しf1/f2は整数比）を満足するように前記ディジタルビデオ信号の標本化周
波数をf1からf2に変換する標本化周波数変換処理を少な
くとも行なった後、前記標本化周波数f2でディジタルビ
デオ信号をディジタルで低搬送波周波数変調してディジ
タルFM信号を得、アナログ量に変換して記録媒体に記録
することを特徴とするビデオ信号の記録処理方法。
【請求項２】入力のビデオ信号を標本化周波数f1で標本
化量子化したディジタルビデオ信号を得、少なくとも前
記ディジタルビデオ信号の標本化周波数をf1からf2に変
換する時間軸圧縮処理を行なった後、前記標本化周波数
f2でディジタルビデオ信号をディジタルで低搬送波周波
数変調してディジタルFM信号を得、アナログ量に変換し
て記録媒体に記録することを特徴とするビデオ信号の記
録処理方法