JPS5938650B2 - 画像・音声信号再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像信号とともに音声信号を記録した光学記録
媒体からそれらの記録された信号を再生する装置に関す
る。

光学的画像情報再生装置としてはＥＶＲ、ＶＬＰ、デイ
スコビジヨン等があるが音声信号は独立、または周波数
多重の形で記録されている。

音声を独立に別のトラックを設けて再生するものについ
てはそのほとんどが磁気的な記録が行なわれている。こ
のような方式では一般に良く知られているＶＴＲの音声
、テープレコーダー等と同じであり、磁性体特有の非直
線歪、走行むらによるＦＭ雑音などの原因によりＳ／Ｎ
劣化、ダイナミックレンジの低下を招く。また光学的な
音声の記録再生においても記録媒体の走行、または回転
むら、記録媒体における種々の不均一性により再生され
た音声信号には歪、雑音を生じて高品質の音声再生はで
きない。本発明は光学的画像記録再生装置の音声信号を
高品質記録再生しようとするものである。

すなわち光学的記録方式は本質的に高密度記録であるこ
とを利用し、画像情報と同時にＰＣＭ又は△ＰＣＭ化さ
れた音声信号を記録再生する。

ＰＣＭ、ΔＰＣＭは高品位伝送を目標に考案されたもの
であり、伝送品位は優秀であるが、占有周波数帯域が広
くなる。音声の場合、充分忠実な記録再生を行うには周
波数帯域２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ）ダイナミックレンジ８
０ｄＢ程度が必要である。このためにはＰＣＭでは標本
化周波数５０ＫＨ２）量子化ビツト数１３〜１４ｂｉｔ
１ΔＰＣＭでは量子化ビツト数１１〜１２ｂｉｔを要し
、１チヤンネルの音声に６００〜７００ＫＨｚの帯域を
必要とする。ステレオフオニツク再生になると１．２〜
１．４ＭＨｚの帯域を必要とする。このような帯域が必
要なところから、記録媒体としてはかなりの記録密度を
もつたものでなければならず、その点光学記録では、記
録再生にレーザー光線を利用すれば１〜２μｍに光ビー
ムを集束できるので画像情報とＰＣＭ又は△ＰＣＭ符号
化された音声とを記録再生できる。次に本発明による実
施例について説明する。

符号化された音声信号は画像信号と時分割多重で記録さ
れる場合と、別のトラツクに独立に記録される場合とが
考えられる。ここでは独立トラツクにＰＣＭ又は△ＰＣ
Ｍ符号化された音声信号を記録する装置を説明する。第
１図において１は音声入力端子、２は帯域制限用低域フ
イルタ、３は低域フイルタ２の出力から予測回路の出力
を差弓く減算器、４は瞬時圧伸を行なうための圧縮器、
５は標本保持回路、６はＡ／Ｄ変換器、７は録音の場合
は端子ａ側に、再生の場合は端子ｂ側に投入されるスイ
ツチ、８はＤ／Ａ変換器、９は加算器、１０は予測器、
１１は低域フイルタ、１２は増幅器、１３はＡ／Ｄ変換
器６の出力並列符号を直列に変換し、同期信号およびパ
リテイ・ビツトを付加するレジスタ、１４は光学的記録
再生装置、１５はこの装置１４の再生出力を２乗余弦ス
ペクトルをもつ波に成形する波形成形回路で、フイルタ
などにより構成される。１６はタイミングパルス抽出回
路、１７はバツフアメモリ、１８は符号誤り検出回路、
１９は誤り補正回路、２１は再生信号の出力端子である
。

入力端子１に加えられた音声信号はローパスフイルタ２
で処理され、プロツク３〜１０で構成される△ＰＣＭ装
置に加えられる。このΔＰＣＭ装置では予測器１０の出
力と低域フイルタ２の出力との差が減算器３でとられ、
圧縮器４に加えられる。圧縮器４は第２図に示すような
対数圧縮特性を有しており、ダイナミツク・レンジを広
げることを目的としている。サンプルホールド５の出力
はＡ／Ｄ変換器６で並列２値符号に変換される。この２
値符号はスイツチ７を介してＤ／Ａ変換器８に供給され
る。Ｄ／Ａ変換器８はこの符号をもとのアナログ量に変
換する。加算器９は予測器１０の出力と、Ｄ／Ａ変換器
出力との加算を行なう。このＤ／Ａ変換器の出力は予測
された標本値と実際の標本値との差を量子化したものと
考えられる。従つてこの量子化誤差を無視すれば、加算
器９の出力は減算器３の入力に等しいということになる
。予測器１０の具体的な構成は第３図に示される。第３
図の予測器は前３標本値による線形予測を行なう場合を
示しており、１０１，１０２，１０３はそれぞれ標本化
周期に等しい遅延時間を有するアナログ遅延線であつて
、１０４，１０５，１０６は各遅延線１０１，１０２，
１０３の出力に適当な重みを与える重み素子である。こ
の予測器１０は線形サンプリング・フイルタを構成して
いる。これらの重み素子は△ＰＣＭすべき入力変調信号
の目己相関函数から最適値を決定し得るものである。レ
ジスタ１３はＡ／Ｄ変換器６からの並列信号を直列信号
に変換し、同時に同期信号および誤り検出を行なうため
のバリテイ・ビツトを付加し、ＮＲＺ波として出力する
ためのものである。

なお、ＰＣＭ符号化を行なう場合には第１図において減
算器３、圧縮器４、加算品９、予測回路１０を除き、ロ
ーパスフイルタ２とサンプルホールド５を結び、Ｄ／Ａ
変換器８とローパスフイルタ１１を結べば良い。次に光
学的記録および再生装置の具体例について述べる。

現在光学的記録媒体としてはレジスト、フイルム等があ
るが感光後現像処理を行う必要があり、記録再生を同一
装置でＶＴＲのように簡単に行うことはできないが、少
し工夫すれば可能である。ここではまず音声部のみの記
録装置について述べ、次に再生装置について述べる。光
学記録装置の構成を第４図に示す。

レーザー２０１より出た光ビームｌは光変調器２０２に
入る。光変調器としては電気光学結晶（ＬｉＮｂＯ３，
ＫＤＰ等）を利用したものや、音響光学効果を利用した
もの（各種ガラス、ＴｅＯ２）がある。光変調器２０２
はドライバー増幅器２０６により駆動される。ドライバ
ー増幅器２０６の入力信号はレジスタ１３より与えられ
る。このようにして光変調器２０２を出るレーザ光はレ
ジスタ１３の出力信号に対応して強度変調を受けている
。このレーザ光は筐体２０３に入りミラーｂにより反射
され、レンズａでしぼられて記録板２０４上に焦点を結
ぶ。記録板２０４の表面には感光材料が塗布されており
照射光強度に対応して感光する。記録板２０４は軸２０
５の周りにたとえば１８００ｒ．ｐ．ｍで回転する。ま
た筐体２０３は記録板２０４の回転に伴つて、外周から
内周へと光ビーム照射地点を動かし、記録板２０４上に
同心円、または螺旋状に記録できるようにする。このよ
うにして記録された記録板２０４は現像などの処理をう
け、感光部と非感光部は濃淡または凹凸としてあられれ
る。次に再生装置の構成を第５図に示す。

レーザー２０１より出た光ビームｌはハーフミラー２０
７を透過し前述の筐体２０３に入り、ミラーｂで反射さ
れレンズａで情報を記録された板２０４に焦点を結ぶ。
記録板２０４上には記録情報が濃淡又は凹凸のパターン
で記録されているのでそれより反射した光は記録された
パターンに対応してそれぞれ強度、または位相変調を受
ける。この反射光は入射光と逆の光路をたどりハーフミ
ラー２０７で反射されレンズｃにより光検知器２０８上
に結像される。光検知器２０８としては周波数帯域の広
いものがよく、たとえばフオトマル、ＰＩＮダイオード
、ＡＰＤ等が利用できる。光検知器２０８の出力は増幅
器２０９に入り幅巾された後、波形成形回路１５に入る
。第５図は反射光を利用したものであるが、記録板２０
４の上方よりレーザー光を投射する透過型も可能である
。

この時は記録板２０４は透明な板（例えばガラス）でな
ければならない。ところで上述したように光学記録を行
なえば情報記録密度が大きいので、帯域巾が広くとれる
。

たとえばレーザー光を１μｍにしぼれるとして、記録板
の直径を３０Ｃ７７Ｌ１回転数１８００ｒ．ｐ．ｍとす
れば内周の直径１０Ｃ７ｒＬの所まで記録するとしてカ
ツトオフ周波数は約１８ＭＨｚとなる。そこで前述の音
声ＰＣＭ信号の帯域は３ＭＨｚもあれば充分なので残り
の帯域で映像信号を記録することが可能である。光学的
記録再生による再生信号は記録板に使用する感光材のγ
により直線性が良くない。そこで記録方式としては、１
）音声・・・ＰＣＭ符号化によるベースバンド記録、映
像・・・ＦＭ変調して記録、２）音声・・・ＰＣＭ符号
化後、ＦＭ変調して記録、映像・・・ＦＭ変調して記録
が考えられる。次にその実施例として上述の１）の方式
による光学的記録再生装置について述べる。

第６図はこのプロツク図である。

音声信号３０１はΔＰＣＭ又はＰＣＭ符号器３０２に入
り符号化される。（符号器３０２は前述の第１図の２〜
１０および１３により構成される。）映像信号３０３は
ＦＭ変調器３０４に入りＦＭ変調された後、加算器３０
５により音声符号化信号と加えあわされて光学的記録装
置３０６により記録される。記録された情報は再生装置
３０６′より取り出され、フイルタ３０７により音声符
号化信号と、ＦＭ変調された映像信号に分離された前者
は△ＰＣＭ（又はＰＣＭ）復号器３０８により元の音声
信号３０９が再生され、後者はＦＭ復調器３１０により
復調されて元の映像信号３１１が再生される。ここでの
符号化器３０２、復号器３０８、光学的記録再生装置３
０６，３０６′は第４図，第５図で示したものを使用す
る。また、以上のように本発明は、音声信号に比べ広帯
域であるが高品位な信号処理が必ずしも必要としない画
像信号は、ＰＣＭ変調に比べ低品位の伝送特性であるが
狭帯域ですむＦＭ変調処理を行い、画狭信号に比べて狭
帯域であるが高品位の処理が要求される音声信号は、Ｆ
Ｍ変調に比べ広帯域を必要とするが高品位の伝送特性が
望めるＰＣＭ変調あるいは△ＰＣＭ変調処理を行うこと
により、限りある伝送帯域をより有効に使用し、画像と
音声を総合的に良好に記録再生することができるもので
ある。

また、画像信号と音声信号を同時に同一記録媒体に変調
方式を変えて記録することによつて時分割記録を可能に
している。

たとえば１／６０秒毎にその期間の画像信号を圧縮記録
し、その次に音声信号を記録し、次の１／６０秒期間に
次の画像信号を圧縮記録し、それに対応する音声信号を
その次に記録することができる。この場合、音声信号が
ＦＭされている場合であると音声信号の継ぎがうまくい
かないが、ＰＣＭもしくは△ＰＣＭしていると、その問
題はない。さらに静止直記録ｌこおいて、異なるトラツ
クに画像信号と音声信号を記録する場合に、各画像信号
に対応する音声信号は異なつてくるので、すなわち画像
信号は１トラツク内に記録され、音声信号は数トラツク
に及ぶ場合があるので、記録位置が対応しないが、アド
レスを付けることによつて、音声を先に再生してメモリ
し、次に対応する画像信号を再生しながう音声信号を再
生することも簡単にできる。

また、一旦記録後、音声信号を書き換える場合に、前後
の既記録信号との継ぎが、音声信号を記録しているとう
まく行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による画像・音声信号再生装
置のプロツク図、第２図はその特性図、第３図は予測器
の詳細な構成を示すプロツク図、第４図は光学記録装置
の構成図、第５図は光学再生装置の構成図、第６図は他
の実施例の要部結線図である。 １・・・・・・音声信号の入力端子、３〜１０・・・・
・・△ＰＣＭ装置、１４・・・・・・光学的記録再生装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ＦＭ変調された画像信号とＰＣＭあるいは△ＰＣＭ
   符号化された音声信号とをそれぞれ異なるトラックある
   いはその２つの信号を多重化して同一のトラックに光学
   記録された記録媒体と、この記録媒体から読出した信号
   のうち符号化された音声信号を復号して音声信号として
   再生する手段を設けてなる画像・音声信号再生装置。