JPS6238908B2

JPS6238908B2 -

Info

Publication number: JPS6238908B2
Application number: JP53148339A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Shirota
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1987-08-20
Also published as: JPS5574278A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、映像信号をPCM変調することで形
成されるデジタル映像信号を伝送する際に、伝送
されるデジタル映像信号の直流成分をなるべく零
とするようにしたものである。本願において、伝送とは送信側及び受信側の双
方を含むものとする。VTRの場合は、磁気テー
プを介して、記録側から再生側へ信号が伝送され
ることとなる。直流成分を零とすることは、“１”と“０”と
が交互に存在する信号波形とすることである。こ
のような処理は、伝送されるデジタル映像信号中
に“０”又は“１”のみが長く続くことによる受
信（又は再生）側の同期抽出の困難さを回避し、
受信（又は再生側）においてデータ分離を行なう
うえで必要である。デジタル映像信号伝送装置の
一例として、回転磁気ヘツドによつてデジタル映
像信号を磁気テープに記録し、再生するデジタル
VTR（ビデオテープレコーダ）がある。デジタ
ルVTRにおいては、回転トランスを介して磁気
ヘツドに記録信号（デジタル信号）を供給すると
共に、回転トランスを介して磁気ヘツドから再生
信号を取り出している。回転トランスの周波数特
性は、第１図に示すようなバンドパス特性を持つ
ているので、第２図Ａに示すようなNRZI信号を
回転トランスを介して磁気ヘツドに供給したと
き、第２図Ｂに示すように記録電流波形が歪んで
しまう。磁気記録は、飽和記録をしているため
に、磁化反転するところの電流の反転量が小さい
と′、第２図Ｃに示すように再生信号の出力が小
さくなつてしまう。その結果、再生信号にノイズ
が含まれている場合にノイズと区別してデータを
振幅分離するのを誤るおそれが強くなる。NRZI
方式以外にRZ方式、位相変調方式を用いるとき
には、上述の問題点がかなり解決されるけれど
も、伝送帯域が広がつてしまう問題が生じる。ま
た、再生信号に同期したクロツクを抽出する必要
があるので、１ビツト毎又は数ビツト毎に必ず再
生信号の磁化反転が存在している必要がある。こ
のような理由で記録信号が直流分（低周波成分）
を持たないことが望ましい。このような点から、データの１ワードのビツト
長より長いビツト長のコードを用いてこのコード
のうちで“１”と“０”とがなるべく交互に存在
するコードに上記のデータの１ワードを対応させ
るブロツクコーデイングの方法が提案されてい
る。しかし、これは、帯域がもとのものより広が
る欠点がある。また、他の方法としてデジタル映
像信号と擬似ランダム系列例えばＭ系列とをエク
スクルーシブオアゲートに供給することにより、
統計的に直流成分を除去するもの（スクランブル
と呼ばれる）が提案されている。この方法は、記
録帯域が増加しないという利点がある。しかし、
どのような擬似ランダム系列を選択しなければな
らないかの選択基準があるわけでなく、実際の効
果がどの程度得られるかが予測できない欠点があ
る。本発明は、上述の従来の問題点を解決したもの
である。本発明は、デジタル映像信号が水平相関
及び垂直相関を有していることに注目して確実に
低周波成分除去の効果を得られるようにしたもの
である。以下、本発明の一実施例について第３図を参照
して説明する。第３図において、１は、デジタル
映像信号の入力端子を示し、２は、このデジタル
映像信号とビツト同期している擬似ランダム系列
例えばＭ系列MSを発生するシフトレジスタ回路
を示す。このシストレジスタ回路２には、１水平
区間（1H）毎に発生するリセツトパルスが端子
３から供給され、このリセツトパルスによつてシ
フトレジスタ回路２の初期状態が設定される。Ｍ
系列MSとこれがインバータ４により反転された
系列とが切替回路５の入力端６ａ，６ｂに
夫々供給され、その出力端６ｃに取り出された系
列がエクスクルーシブオアゲート８にデジタル映
像信号と共に供給され、エクスクルーシブオアゲ
ート８の出力端９に記録信号が現れる。切替回路
５は、端子７からの切替パルスによつて制御さ
れ、ある1Hで入力端６ａ及び出力端６ｃが接続
されるとすると、次の1Hでは入力端６ｂ及び出
力端６ｃが接続されるように制御される。シフトレジスタ回路２は、第４図に示すように
構成される。第４図において、d₁〜ｄ_kは、夫々
１ビツトタイムの遅延素子を示し、この遅延素子
d₁〜ｄ_kが直列接続され、終段の遅延素子d₁から
出力が取り出される。この出力端と各遅延素子の
段間とから導出されたタツプがh₀〜ｈ_kで示され
る係数器に接続される。ｈ_kは、スイツチSW₂を
含む枝路である。係数器h₀の出力と係数器h₁の出
力とが（mod.2）の加算器（エクスクルーシブオ
アゲートで実現される）に供給され、この加算器
の出力と係数器h₂の出力とが加算器に供給される
ようにして順次帰還ループが構成される。入力端
から加えられスイツチSW₁を介された入力とスイ
ツチSW₂を介された帰還ループの出力とが加算器
に加えられてこの加算器の出力が初段の遅延素子
ｄ_kに加えられる。かかるシフトレジスタ回路においてスイツチ
SW₁は、各遅延素子d₁〜ｄ_kに初期値を与える期
間でリセツトパルスによりオンとされ、この期間
でスイツチSW₂は、オフとされ、次にスイツチ
SW₁がオフ、スイツチSW₂がオンとされ、これ以
後は入力を加えなくとも帰還回路を通じて各遅延
素子d₁〜ｄ_kに適当な値が加えられる。このシフ
トレジスタ回路は、GF２上の多項式Ｈ（ｘ）に
対応しており、各係数器h₀〜ｈ_kは、０でないも
ののみが結線される。Ｈ（ｘ）＝ｈ_kｘ^k＋ｈ_k-1ｘ^k-1＋……＋h₂x²＋h₁x
＋h₀ そしてシフトレジスタ回路の遅延素子d₁〜ｄ_k
の初期状態のひとつでも“０”でないと、その出
力がある周期をもつ。そしてＨ（ｘ）として原始
多項式を用いたシフトレジスタ回路から発生する
系列がＭ系列（或いは最大長周期系列）と呼ばれ
る。Ｍ系列の周期ｎは、シフトレジスタの段数を
ｋ段とするとき、（ｎ＝２^k−１）である。Ｍ系列
の一周期には、“０”が２^k-1−１個、“１”が２^k
^-1個含まれ、Ｍ系列の一周期で“１”が連続する
長さは最大ｋ個であり、“０”が連続する長さは
最大（ｋ−１）個である。また、この原始多項式
Ｈ（ｘ）に応じて構成されたシフトレジスタ回路
２から発生する１周期分のＭ系列は、
〔ｘ^２ｋ−１−１／Ｈ（ｘ）〕の除算（mod.2）の商に
対応したものとなる。更に、Ｍ系列MSの反応された系列
も、Ｍ系列MSと同様の性質を有している。上述の構成において、1Hの最初のタイミング
で端子３からのリセツトパルスがシストレジスタ
回路２に供給され、このリセツトパルスの期間で
スイツチSW₁がオンとされると共に、スイツチ
SW₂がオフとされ、各遅延素子d₁〜ｄ_kの初期状
態が全て“１”とされ、その後スイツチSW₁がオ
フとされると共に、スイツチSW₂がオンとされ
る。そして1H内のデジタル映像信号と同期した
Ｍ系列MSが発生し、両者がエクスクルーシブオ
アゲート８に供給され、出力端子９にスクランブ
ルされた記録信号が現れる。この1Hが終了する
と、シフトレジスタ回路２が再びリセツトされる
と共に、切替回路５の状態が切替わり、その入力
端６ｂと出力端６ｃとが接続され、デジタル映像
信号の次の1Hと反転されたＭ系列とが同期し
てエクスクルーシブオアゲート８に供給される。
も、Ｍ系列と同様の性質を有するので、出力
端子９には、スクランブルされた記録信号が現れ
る。以下、上述の動作が繰り返してなされる。デジタル映像信号の再生側では、記録側と同一
のＭ系列MSとその反転された系列とを1H毎
に交互に取り出して、再生信号と共にエクスクル
ーシブオアゲートに供給すれば、もとのデジタル
映像信号を取り出すことができる。この場合、あ
る1Hの再生信号に対してＭ系列MS又はの何
れを用いるかは、記録側と同一の関係とされる。更に、上述実施例は、ある1Hのデジタル映像
信号と次の1Hのそれとの間に存在する垂直相関
を利用している。これと異なり、デジタル映像信
号の水平相関を利用することもできる。デジタル
映像信号の水平相関を利用する場合には、切替回
路５の切替を1H毎に行なつているのを区切れの
よい複数ワード毎例えば３ワード毎に行なうよう
にすれば良い。また、本発明は、NTSC方式のデジタルカラー
映像信号に適用することができる。NTSC方式の
カラー映像信号の搬送色信号は、あるフイールド
のあるラインの色副搬送波の位相と次のラインの
色副搬送波の位相とが反転するので、2H毎に色
副搬送波の位相がそろうことになる。従つて2H
毎の画像情報の垂直相関が強くなる。このような
点から、入力端子１にデジタルカラー映像信号が
供給されるときには、切替回路５は、2H毎に切
替えられるように制御される。この場合のシフト
レジスタ回路２のリセツトは、前述と同様に1H
の最初で行なうようにしても良く、また切替回路
５が切り替わるのと同期して2H毎に行なうよう
にしても良い。以上の説明では、垂直相関が或るラインと次の
（又はその次の）ラインとの間に存在しているも
のとしている。しかし、飛び越し走査を行なつて
いるので、最も垂直相関の強い組は、或るライン
に対し空間的に隣り合つたラインといえる。従つ
てこの空間的に隣り合つたラインの一方とＭ系列
MSとをエクスクルーシブオアゲートに供給し、
反転された系列と他方のラインとをエクスク
ルーシブオアゲートに供給すれば効果的である。
NTSC方式のカラー映像信号をデジタル化すると
きは、１フレームのライン数が525本であるか
ら、第１フイールドを262ラインとし、第２フイ
ールドを263ラインとし、サンプリング周波数
（fs）を色副搬送周波数（fsc）の３倍（3fsc）又
は４倍（4fsc）に選定する。従つて1Hのサンプ
ル絵素数は下記の表のようになる。

【表】このようにしてカラー映像信号をデジタル化し
た場合、あるラインと空間的にその1H下に位置
する前のフイールドのラインとは、サンプル絵素
数及び色副搬送波の位相関係（同相又は逆相）が
同一のものとなる。このことは、サンプリング周
波数fsを（3fsc）又は（4fsc）の何れに選んでも
成立する。従つて上述のような関係を満足する１
組のラインの一方をＭ系列MSでスクランブルし
た場合に、その他方に対してはこれが反転された
系列でスクランブルすれば良い。また、デジ
タルカラー映像信号をエクスクルーシブオアゲー
ト６に供給する前に１フイールドメモリーに供給
し、あるラインと空間的に1H下に位置する前の
フイールドのラインとが時間的に連続するような
処理がなされる。そして、この１フイールドメモ
リーによつて時間関係が変換されたデジタルカラ
ー映像信号のライン毎に切替回路５を切り替える
ようになす。再生側では、記録時と同様の関係で
Ｍ系列MS及びその反転された系列でアンスク
ランブルを行ない、その後に１フイールドメモリ
ーによつてもとの時間関係にデジタルカラー映像
信号を戻すようになされる。以上述べたように、本発明に依れば、垂直相関
（又は水平相関）の強い２つのデジタル映像信号
の一方と擬似ランダム系列とをエクスクルーシブ
オアゲートに供給し、その他方と反転された擬似
ランダム系列とをエクスクルーシブオアゲートに
供給するので、その一方のデジタル映像信号に対
して低周波成分の除去が不充分（あるいは逆効
果）であつても、その他方のデジタル映像信号に
対しては、この効果が充分に発揮され、“０”又
は“１”の何れか一方が略々連続する期間が累積
することを防止できる。単に、所定のＭ系列のみ
によつてスクランブルを行なう場合に比して低周
波成分の除去をより確実に行なうことができる。
かかる本発明に依り、ビツト同期の抽出が困難と
なつたり、再生側でデータ分離を誤つたりするこ
とを防止できる。なお、NTSC方式以外のPAL方式のデジタルカ
ラー映像信号に対して本発明を適用して同様の利
益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転トランスの周波数特性を示す図、
第２図は回転トランスを介してNRZI信号を記録
するときの説明に用いる波形図、第３図は本発明
の一例のブロツク図、第４図はＭ系列を発生する
シフトレジスタ回路のブロツク図である。１はデジタル映像信号の入力端子、２はシフト
レジスタ回路、５は切替回路、８はエクスクルー
シブオアゲートである。

Claims

【特許請求の範囲】

１映像信号をPCM変調することで形成される
デジタル映像信号を伝送する際に、上記デジタル
映像信号のうちで垂直相関又は水平相関を有する
２組のデジタル映像信号の一方と疑似ランダム系
列とをエクスクルーシブオアゲートに供給し、上
記疑似ランダム系列を反転した系列と上記デジタ
ル映像信号の他方とをエクスルーシブオアゲート
に供給し、このエクスクルーシブオアゲートの出
力信号を伝送するようにしたデジタル映像信号伝
送装置。