JPS6148317B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー映像信号を磁気テープなどの記
録媒体上に記録するカラー映像信号の記録再生装
置に関し、特に色信号のＳ／Ｎを大幅に向上さ
せ、しかもクロスカラーを軽減させる新規な手段
を提供するものである。

従来カラー映像信号の記録方法として第１図に
示すような低域変換記録方式が知られている。

すなわち、カラー映像信号入力端からのカラー
映像信号は低域ろ波器２と帯域ろ波器３に印加さ
れ、輝度信号Ｅ_Yと複合色信号Ｅ_Sが分離される。
ここで複合色信号とは第２図イに示すようにバー
スト信号と搬送色信号により構成されたものであ
ると本発明では説明の都合上定義する。

この分離された輝度信号Ｅ_Yは角度変調器４に
より、例えばFM変調されてＹ_FM信号を得、混合
器５に入力される。一方前記分離された複合色信
号Esは、いわゆる自動利得制御回路（ACC）６
により常に複合色信号レベルが一定になるように
されたのち周波数変換器７において連続波８によ
り周波数変換され、低域ろ波器９により低域側に
周波数変換された低域変換複合色信号Ecを得、
このEc信号と前記Ｙ_FM信号が混合器５で混合さ
れビデオヘツド１０により記録媒体に記録され
る。

再生時には、再生信号より前記Ｙ_FM信号と低域
変換された低域変換複合色信号Ecが分離され、
Ｙ_FM信号は振幅制限回路（リミツタ）により振幅
変動が除去されたのち角度復調されて再生輝度信
号となる。一方Ec信号は自動利得回路（ACC）
により振幅が一定にされたのち、周波数変換器に
より元の複数色信号Esに変換された前記再生輝
度信号と混合されてカラー映像信号を得るように
構成される。この時元の複合色信号Esに周波数
変換される過程で色信号の時間軸変動が除去さ
れ、又元の複合色信号Esに含まれるバースト信
号の振幅を検波した信号により前記再生系の自動
利得制御回路が制御される。

このような記録再生装置において、ビデオヘツ
ド１０の電流として、Ｙ_FM信号は最適記録電流Ｙ
_TYPで記録される。この時低域変換された複合色
信号Ecの記録電流Icを変化させた時のＹ_FM，Ec
の再生出力特性を第３図に示す。ａはＹ_FM信号再
生出力、ｂはEc信号再生出力、Ｃは再生前置増
幅器及びインピーダンスノイズレベルを示す。即
ち、Icを大きくするにしたがい、Ecの再生出力
は比例的に大きくなり、再生色信号のＳ／Ｎは機
器ノイズｃ曲線以上の出力では実験的に記録電流
Icに対し平方根に比例してＳ／Ｎが向上する。さ
らにIcを大きくすると再生Ｙ_FM信号出力が低下し
始め、したがつて再生輝度信号のＳ／Ｎが劣化し
はじめる。さらにIcを大きくすると再生色信号の
出力は一定となる飽和現象を生じる。しかも第３
図には図示しないや電磁変換系の３次歪に起因し
て再生輝度信号にビート成分を発生する、いわゆ
る混変調成分が大幅に増大するし、さらには飽和
の影響を受けて、DG・DPが問題となる。このよ
うな点を考慮し、再生複合色信号が飽和し始める
Ic、即ちIcsより−７〜−10dBの点に最大記録電
流Ic_naxが設定される。これを別の観点からみる
と、Ｙ_FM信号の最適記録電流Ｙ_TYPに対するIc_nax
の比は通常Ic_nax／Ｔ_TYP＝−10〜−15dB程度であ
る。

このIc_naxは第２図イに示しているように、カ
ラーバー信号の例えば最も飽和度の高い赤信号で
調整される。なぜならカラーバー信号は非常に搬
送色信号振幅が大きい信号であるからである。

しかしながら、通常のカラーテレビジヨン信号
やカメラ信号の複合色信号Esの搬送色信号振幅
は第２図ロに示すようにバースト信号振幅より小
さい場合が多い。そのため、第１図の自動利得制
御回路６が複合色信号Esからバースト信号を抽
出し、このバースト信号レベルを検出し、その検
出信号により自動利得制御回路６を制御してバー
スト信号振幅を常に一定にする周知の方法では、
カラーバー信号の赤信号に相当する記録電流
Ic_naxよりかなり小さい記録電流領域を時間的に
平均して使用していることになる。それゆえ再生
出力は小さく再生複合色信号のＳ／Ｎが悪くしか
も機器ノイズが問題となるような小さな振幅にお
いてはＳ／Ｎの劣化は前記平方根より大きい劣化
を示す欠点があつた。さらに搬送色信号振幅の小
さい領域では高域側で角度変調したＹ_FM信号の側
帯波成分の色信号帯域への残留分を記録すべき搬
送色信号振幅が近接するためにクロスカラーが増
大する欠点があつた。

さらに複合色信号のＳ／Ｎは、短波長記録・狭
トラツク記録などの高密度記録を行なうほど再生
色信号Ｓ／Ｎは劣化する問題点があつた。

本発明はこのような点に鑑み、記録される複合
色信号Ecの振幅をカラーバー信号などの比較的
飽和度の高い搬送色信号振幅に近ずけるようにし
て記録し、再生時元の状態にもどすことにより複
合色信号のＳ／Ｎを大幅に向上させるとともにク
ロスカラーも軽減できるものである。その結果高
密度記録も可能となるものである。

以下図面とともに本発明の詳細な説明を行な
う。

第４図は本発明の基本的なブロツク図を示して
いる。本発明は複合色信号の再生のＳ／Ｎを向上
させる方法として、複合色信号をできるだけ強調
して記録する手段を、自動利得制御回路６を併用
するものである。第４図において、入力端１１に
は第１図における帯域ろ波器３により得られた複
合色信号Esが入力される。この複合色信号Esは
増幅度Ａなる増幅器１２により大きく増幅され
る。この時Ａ≫１の関係に設定される。この増幅
器１２の出力信号は出力端１３及び非線形回路１
４に印加される。出力端１３は第１図の周波数変
換器７に接続される。又、増幅器１２は後述する
負帰還回路（非線形回路１４、振幅検波器１５、
時定数回路１６）よりの制御信号により利得が制
御されるため、増幅器１２の出力はある所定の振
幅値となる。前記非線形回路１４は、例えば一例
として第５図に示したようなD₁，D₂のダイオー
ドリミツタで構成される。このダイオードリミツ
タの電流Ic対出力電圧V₂の特性は第６図ａのごと
き非線形特性を有するものである。又入力電圧
V₁（但し実際には信号源とコンデンサC₁間に抵
抗Ｒが接続されるがここでは図示していない）と
出力電圧V₂の特性図も第６図ｂに示すように非
線形特性を示す。このように非線形回路を通過さ
せた複合色信号は、振幅検波器１５により複合色
信号振幅が振幅検波される。この振幅検波された
信号は時定数回路１６の一種のフイルター回路に
より充電・放電時定数が決定されて自動利得制御
信号として増幅器１２の利得を制御する自動利得
制御回路を構成する。

このような構成をした場合の特性を従来例と比
較して第７図に示す。この第７図は従来から周知
の入力複合色信号レベル対出力複合色信号レベル
を示すACC特性ではく、入力端１１には例えば
第８図イに示すような信号を入力し、バースト信
号振幅Ｅ_Bは一定値とし、搬送色信号振幅Ｅ_Qを可
変したときの、自動利得制御回路６の出力信号の
搬送色信号振幅を示したものである。

従来のバースト信号の振幅を検出して自動利得
制御回路を制御して常にバースト信号を一定レベ
ルにするタイプでは、入力バースト信号振幅Ｅ_B
が一定値であることから入力搬送色信号振幅に比
例して出力が第７図ａに示すような特性となる。

又、第４図の非線形回路１４を削除した閉ルー
プは従来から周知の尖頭値あるいは平均値形自動
利得制御回路（AGC）として広く輝度信号レベ
ルを一定にするものとして知られている。この技
術を色信号の自動利得制御回路に応用し、時定数
回路１６の充電・放電時定数を大きくし、応答特
性を遅くした平均値形ACCの場合の特性を曲線
ｂに示す。

この特性は単純には、入力振幅が小さくなると
増幅器１２の増幅度を上昇させ、増幅度の能力の
ある範囲では一定レベルとなり、増幅度の能力が
不足する領域では入力振幅に比例した出力とな
る。しかし実際には、バースト信号振幅は一定値
であり、搬送色信号振幅Ｅ_Qのみを変化させるた
め、その両信号の積分値は入力搬送色信号振幅Ｅ
_Qに比例しないフアクターが入り第７図ｂのよう
な特性となる。このような曲線ｂは曲線ａに比べ
大幅に小信号振幅領域が拡がるために第８図ロに
示すようなバースト信号に比べかなり小さい搬送
色信号が長い期間にわたり続きその中に短期間の
飽和度の高い信号があらわれた場合には、これら
の信号を積分した値は等価的に小さいことにな
り、信号振幅は大幅にもちあげられ、例えば第８
図ハに示すように短期間の飽和度の高い信号は第
３図のIc_naxを大幅に越えて混変調ビートが画面
にあらわれる結果となり見苦しい結果を招来して
しまう。そのためこの問題をなくするには尖頭値
形自動利得制御回路を用いればｄに示すようにバ
ースト形自動利得制御回路の特性に近ずき大幅な
Ｓ／Ｎ改善はできない。又実際搬送色信号振幅が
非常に小さい領域では、前述したような非常に飽
和度の高い信号の発生確立は少ないため、より振
幅を強調しても問題ないが、曲線ｂやｄでは曲線
ａの傾斜と等しくこの傾斜を変えることができな
い。その点に着目し、本発明においては、前述し
た混変調ビートが問題にならない範囲でできるだ
け複合色信号振幅を強調して記録するために、第
４図に示したごとき非線形回路１４を設置する。
その場合の特性曲線の一例を第７図ｃ曲線に示し
ている。このような特性が得られる理由を簡単に
説明する。

第９図は第４図の等価的なブロツク図を示して
いる。１７は入力信号で信号振幅ｖ_i、１８は増
幅器でその増幅度Ａ、１９は出力信号で信号振幅
Vo、２０は第４図における非線形回路１４と検
波器１５との複合回路、２１は基準電圧源２２か
らの基準電圧Vrと２０の出力を比較する比較器
である。さて、非線形回路及び検波器２０が第５
図のようなダイオードリミツタで構成された場合
の出力は、Ｋ_Llog（Vo＋１）で示される。Ｋ_Lは
ダイオードの非線形定数、これよりViとVoは
式であらわされる。

ViA｛Vr−Ｋ_Llog（Vo＋１）｝＝Vo ∴Vi＝１／Ａ・Ｖｏ／Ｖｒ−Ｋ_Ｌｌｏｇ（Ｖｏ＋１
） ……式 例えば式を用い、Ａ＝20、Vr＝１、Ｋ_L＝0.5
とした時の特性をプロツトしたものが第７図ｃで
ある。このｃ曲線からわかるように、搬送色信号
が小信号領域ほど強調されて記録されるため、再
生のＳ／Ｎが向上し、しかも機器ノイズが問題と
ならなくなるためさらにＳ／Ｎが向上する。

ｃ曲線は非線形定数Ｋ_L＝0.5一定として示した
がこのＫ_Lはダイオードに流す電流により異なる
ことは第６図ａからもわかる。ａで電流が急激に
増加する領域、即ちｂでV₂が略々一定になる領
域とそうでない領域とは当然大きくＫ_L値が異な
るし、又、ダイオードのスレツシヨルド近ぼうで
はさらにＫ_Lが異なる。

それゆえ、使用するダイオード、及び第５図の
入力電圧V₁がある標準信号時いくら設定するか
により多種の任意の特性を作ることができる。

この曲線の特性を決めるには、例えば搬送色信
号内容がどのような状態であつても第３図に示す
Ic_naxを約２〜3dB程度超える点以下に搬送色号の
尖頭値が位置するように設定すればよい。

さらに本発明の効果をより効果的にするには次
のようにすることができる。これを第１０図を用
いて説明する。イは本発明の基本ブロツク図であ
る第４図の入力信号がカラーバー信号である時の
出力端１３の複合色信号を示しておりその最大振
幅がIc_naxの記録電流に相当する。

ロは比較的小さい搬送色信号振幅をもつ複合色
信号で入力端１１の波形を示している。この信号
が増幅器１２に入力され、出力端１３にはハに示
すように、ロ信号が約10dB強調された信号が得
られると仮定する。この信号では、バースト信号
及び搬送色信号の一部がIc_nax相当の振幅を超え
ている。即ちIc_naxに対しバースト信号で約3dB、
搬送色信号の一部で約6dB超えている。この信号
を第４図の出力端１３と周波数変換器８の間で、
第１０図ハの実線で示しように搬送色信号期間に
おいては、Ic_nax相当の振幅より所定振幅だけ大
きい（図では約3dB）振幅値でスライスし、バー
スト期間は少くともスライスしないか又はスライ
スレベルを大きくする回路を挿入し、ニに示すよ
うな信号を得る。ニ信号においてはスライスされ
た搬送色信号部分には信号_Sおよび高次高調波
２_S，３_S…を発生する。しかし、今周波数変
換器７に入力される搬送波の周波数を例えば一例
として4.2MHzとすると、周波数変換器７出力に
は、0.62MHz，2.96MHz，6.5MHz……の成分が得
られるが低域ろ波器９により例えば約1.2MHzま
でを通過させると0.62MHzだけの信号成分となり
高調波成分は除去でき、きれいな正弦波となる。
それゆえ、搬送色信号の最大値はIc_naxより所定
振幅だけ大きい（図では約3dB点）以下の搬送色
信号とできる。この方法を併用すればスライス前
の搬送色信号振幅の最大値をIc_nax相当振幅より
数dB程度に設定しても、スライス回路により、
Ic_nax相当よりも２〜3dB大きい振幅以下で記録で
き混変調ビートは問題とならない。しかも、スラ
イスされた搬送色信号部分においては飽和度が低
下することになるが大画面中のほんの一部であり
全く問題とならない。又バースト信号振幅も
Ic_nax相当振幅よりある程度大きくなることもあ
るが第３図ｂ曲線のIc_naxとIcs間で直線的特性の
範囲であればよく、たとえある程度混変調ビート
が発生してもブランキング期間であり、画面上で
はみえないため問題とならない。しかも搬送色信
号内容によりバースト振幅も約10dB程度大きく
なる場合もあるが、この回路は平均値形動作であ
り非常に遅い速度で大きさがわかるため問題な
い。

このように本発明においては、従来のバースト
形ACCに比べ、非線形特性を利用して、混変調
ビートが問題とならない範囲ど、できるだけ搬送
色信号振幅を大きくして記録し、大幅な色信号
Ｓ／Ｎの向上をはかることができる。

さてこのようにして記録された信号を再生する
基本ブロツク図を第１１図に示して説明する。

記録された信号は記録媒体からビデオヘツド２
３により取り出され、高域ろ波器２４と低域ろ波
器２５によつて、輝度FM信号（Ｙ_FM）と低域複
合色信号Ecが分離される。前記Ｙ_FM信号はリミ
ツターにより振幅変動が除去されたのち、角度復
調器２６により角度復調され低域ろ波器２７によ
り再生輝度信号が得られる。

一方分離された低域変換複合色信号Ecは自動
利得制御回路２８によつて振幅が安定化されたの
ち、後述する帯域ろ波器３９からの連続波により
周波数変換器２と帯域ろ波器３０で時間軸変動が
除去されると共に元の複合色信号Esが得られ前
記再生輝度信号と混合器３１により加算されて再
生カラー映像信号が出力端３２に得られる。前述
した連続波の作成にあたつては、例えば再生複合
色信号Esからバーストゲート回路３３によりバ
ースト信号が分離され、このバースト信号と固定
発振器３４の信号とが位相比較器３５で位相比較
され、その誤差信号により可変周波数発振器３６
が制御される、いわゆる自動位相制御回路
（APC）の出力信号と入力端３７からの再生水平
同期信号に位相同期した信号いわゆる自動周波数
制御回路（AFC）の出力が周波数変換器３８に
より周波数変換され、帯域ろ波器３９により必要
な周波数成分をもつ連続波によつて周波数変換器
２９において再生される複合色信号の時間軸変動
成分が除去されるとともに、周波数が元と同じ複
合色信号に変換される。

一方、バーストゲート回路２３によつて分離さ
れたバースト信号は振幅検波器及び時定数回路４
０によつて自動利得制御信号が作成され、この自
動利得制御信号により前記自動利得制御回路２８
が制御され、帯域ろ波器３０出力の複合色信号振
幅が一定値にされる。すなわち、バースト信号振
幅と搬送色信号の内容に応じ、ある比較的おそい
時定数で複合色信号を強調して記録する本発明に
おいては、バースト信号振幅も前記応答に応じて
可変して記録されるが、その再生においては、従
来周知のバースト信号振幅を一定にする自動利得
制御回路２８により容易に逆変換できる。この場
合自動利得制御回路２８を制御する時定数は記録
時の時定数と同等かそれよりも短かい時定数に選
べば記録時の応答を再生時カバーでき逆変換は良
好に動作することはいうまでもない。

以上本発明の説明には第１図を例にとり説明し
たが、自動利得制御回路６の配置においてはカラ
ー映像信号から分離された複合色信号の周波数変
換されて周波数の低域側に変換される経路中（第
１図３〜５間）であればどこでもよく、又その制
御においても第４図に示したごとく、帰還形でな
くても自動利得制御回路の前の複合色信号を利用
するオープンループであつても本発明の基本的な
目的を達成することできる。

又本発明の説明は低域変換記録方式を例にとり
説明したが、本発明はこの方式に限定されること
なく輝度信号と複合色信号が別々に処理される方
式すべてに適用できるものである。その一例とし
ては、元の周波数よりも低い周波数に複合色信号
が周波数変換され、輝度信号に周波数インターリ
ーブの関係で重畳され、その信号を角度変調して
記録するいわゆるベリツドクロマ方式であつて
も、あるいは低域変換記録方式であつてしかも隣
り合うトラツクで複合色信号が周波数インターリ
ーブする様に記録するVHS（商標）、β―Format
（商標）などのVTRにも適用できる。

さらに本発明のもつとも重要な要部である非線
形回路１４の配置においては、振幅検波器１５出
力あるいは時定数回路１６出力に配置しその略々
直流電圧の信号に折線特性を有する非線形回路に
してもよい。

又、非線形回路１４は第５図にもつとも簡単な
一例を示したがこれに限定されることなく、いく
つかのダイオードを組合わせて任意の非線形特性
を作成してもよく、又非線形素子としてダイオー
ドでなくても、FETやトランジスターを利用し
て行なつてもよい。

又本発明においてはローコストで高Ｓ／Ｎを得
る観点から説明を行なつたが、従来の自動利得制
特性を補正するバースト形自動利得制御回路を設
置し、伝送されてくる複合色信号振幅を一定とし
たのち、本発明の自動利得制御回路を設置しても
よい。

以上のように本発明によれば、分離された複合
色信号を周波数変換して所望の周波数の複合色信
号を得るように構成し、その信号経路中に自動利
得制御回路をもうけ、その複合色信号を抽出し、
非線形回路に抽出した複合色信号を通過させたの
ち、振幅検波した信号により前記自動利得制御回
路を制御することにより第７図ｃ曲線に一例とし
て示したような特性を得、比較的小さい信号ほど
従来のバースト形ACCに比べ、複合色信号を大
きく強調して記録する。こうすることにより通常
のカラー映像信号の搬送色信号振幅はカラーバー
信号に比べ平均的には十数dB程度小さいため大
幅に複合色信号Ｓ／Ｎが向上するし、搬送色信号
振幅の小さい領域も大きいレベルとして記録され
るため、再生機器ノイズも問題とならず、さら
に、前述した原理によりクロスカラーも軽減でき
る。そのためさらに狭トラツク・短波長などの高
密度記録を可能ならしめることができる。又、非
線形回路が主信号経過ではないため、複合色信号
になんら悪影響を与えないものである。

本発明を相対速度5.8m／ｓ、トラツク幅29μ
ｍ程度のVTRに適用した場合、カラーバー信号
の搬送色信号振幅の最大値を0dBとし、その−
20dBの搬送色信号振幅を録再すると従来のバー
スト形ACCを用いたものに比べ約10dB以上
AM，PMノイズが改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の複合色信号を低域側に周波数変
換して記録する記録方式の基本ブロツク図、第２
図イは複合色信号の定義説明図、ロは確率的に存
在するある特定の複合色信号波形図、第３図は記
録すべき複合色信号の記録電流の設定説明図、第
４図は本発明の基本ブロツク図、第５図は本発明
の要部の一実施例を示す電気的結線図、第６図
ａ，ｂはそれぞれ第５図の特性図、第７図は本発
明の一実施例の特性を示す図、第８図は従来の平
均値形自動利得制御回路を複合色信号に用いた時
の波形説明図、第９図は本発明の特性説明を行な
うための等価ブロツク図、第１０図は本発明をよ
り効果ずける回路の波形説明図、第１１図は本発
明により記録された信号を再生する再生系の一実
施例のブロツク図である。 １１…複合色信号入力端子、１２…増幅器、１
３…出力端子、１４…非線形回路、１５…振幅検
波器、１６…時定数回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カラー映像信号より輝度信号と複合色信号を
   分離し、分離された複合色信号を周波数変換し、
   その周波数変換された複合色信号と前記輝度信号
   のそれぞれを記録に適した信号処理を行なつて記
   録媒体上に記録するカラー映像信号の記録装置に
   おいて、前記複合色信号の利得を制御する自動利
   得制御手段と、その複合色信号を振幅検波する手
   段とよりなり、その検波信号により前記自動利得
   制御手段を制御する制御ループ内に、前記複合色
   信号が大きいほど圧縮する特性をもつ非線形回路
   を設けることを特徴とするカラー映像信号の記録
   装置。 ２ 非線形回路が前記抽出された複合色信号と振
   幅検波手段との間に設けられることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のカラー映像信号の
   記録装置。 ３ 非線形回路がダイオードリミツタで構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項あ
   るいは第２項に記載のカラー映像信号の記録装
   置。