JP3558116B2 - 画像信号記録再生装置及び再生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号を磁気テープに記録し、該記録した画像信号を再生する画像信号記録再生装置及び再生機能のみ有する画像信号再生装置に関し、特にディジタル化された画像信号の記録再生を行うものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶ（またはＤＶＣ）と呼ばれる規格に準拠したディジタルＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）は、既に市場に流通しており、このＤＶ規格では、標準モードとして、磁気テープの走行速度（以下単に「テープ速度」という）を標準速度ＶＳＰ（１８．８ｍｍ／秒））とし、約２５Ｍｂｐｓ（メガビット／秒）のデータレートで画像信号を記録し、再生するモードが設けられている。
【０００３】
現在のＤＶ規格のＶＴＲでは、磁気ヘッドを搭載する回転ドラムは、その直径Ｄ０が２１．７ｍｍのものが使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＶＴＲをより小型化するためには、回転ドラムをより小型化することが有効である。標準の回転ドラムより小径のドラムを使用した例は、ＶＨＳ（登録商標）規格に準拠したＶＴＲにみられるが、この例では、標準の回転ドラムを使用する場合には、２個の磁気ヘッドで記録再生するのに対して、小径ドラムを使用する場合には、４個の磁気ヘッドを用いて記録再生する必要があり、コストが上昇する要因となっていた。
【０００５】
またＤＶ規格のＶＴＲでは、１フレームの画像信号が複数のトラック（ＮＴＳＣ（５２５／６０）方式では１０トラック）に分割して記録されるため、記録時と異なる磁気テープの走行速度で再生を行う変速再生時において、そのテープ走行速度の設定によって再生画像の質が大きく変化する。ところが、小径ドラムを使用した場合にどのようなテープ走行速度とすれば、好ましい変速再生画像が得られるかは、未だ検討された例がない。
【０００６】
本発明は上述した点に鑑みなされたものであり、使用する磁気ヘッドの数を増加させることなく、標準の回転ドラムより小径の回転ドラムを使用可能とするとともに、変速再生時に良好な再生画像が得られるようにテープ走行速度を設定した画像信号記録再生装置及び画像信号再生装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、ギャップのアジマスが互いに異なる２個の磁気ヘッドを回転ドラム上に略１８０度の角度間隔で配置するとともに、磁気テープを前記回転ドラムに対して所定の巻き付け角度だけ巻き付けることにより、前記磁気テープを前記磁気ヘッドにより斜めに走査して傾斜トラックにディジタル画像信号を記録し、記録した信号を再生する画像信号記録再生装置において、前記ディジタル画像信号の前記磁気テープへの記録時及び前記磁気テープからの再生時に使用するクロックの周波数ｆｃ１を、前記回転ドラムの直径に応じて設定し、１フレームの画像信号をＮ個（Ｎは２以上の整数）の傾斜トラックに分割して前記磁気テープに記録し、記録された磁気テープから磁気ヘッドを介して信号を再生し、該再生信号に所定の再生処理を施して出力するものであり、記録された磁気テープを、記録時の走行速度のｎ（≠１）倍の走行速度で再生する変速再生を行うときは、倍速数ｎを、下記式を用いて得られる値の近傍の値に設定することを特徴とする：
ｎ＝Ｎｍ／２ｉ±１／２ｉ
（ｉは１から５までの整数、ｍは負の数を含む整数）。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像信号記録再生装置において、前記変数ｉを２以上の値に設定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像信号記録再生装置において、倍速数ｎの絶対値が（Ｎ−１）／２以上のときは、変数ｉを１に設定し、倍速数ｎの絶対値が（Ｎ−２）／２より小さいときは、変数ｉを２以上の値に設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、ギャップのアジマスが互いに異なる２個の磁気ヘッドを回転ドラム上に略１８０度の角度間隔で配置するとともに、磁気テープを前記回転ドラムに対して所定の巻き付け角度だけ巻き付けることにより、前記磁気テープを前記磁気ヘッドにより斜めに走査して、前記磁気テープ上の傾斜トラックに記録されたディジタル画像信号を再生する画像信号再生装置において、前記ディジタル画像信号の前記磁気テープからの再生時に使用するクロックの周波数ｆｃ１を、前記回転ドラムの直径に応じて設定し、１フレームの画像信号をＮ個（Ｎは２以上の整数）の傾斜トラックに分割して記録された磁気テープから磁気ヘッドを介して信号を再生し、該再生信号に所定の再生処理を施して出力するものであり、記録された磁気テープを、記録時の走行速度のｎ（≠１）倍の走行速度で再生する変速再生を行うときは、倍速数ｎを、下記式を用いて得られる値の近傍の値に設定することを特徴とする：
ｎ＝Ｎｍ／２ｉ±１／２ｉ
（ｉは１から５までの整数、ｍは負の数を含む整数）。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像信号再生装置において、前記変数ｉを２以上の値に設定したことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の画像信号再生装置において、倍速数ｎの絶対値が（Ｎ−１）／２以上のときは、変数ｉを１に設定し、倍速数ｎの絶対値が（Ｎ−２）／２より小さいときは、変数ｉを２以上の値に設定することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１及び２は、それぞれ本発明の一実施形態にかかるＶＴＲの記録系及び再生系の構成を示すブロック図であり、このＶＴＲは、ＤＶ規格に準拠し、標準モード（以下「ＳＰモード」という）及びテープ速度をＳＰモードの２／３倍として記録する長時間モード（以下「ＬＰモード」という）による記録再生を行うことができるものである。
【００１４】
本実施形態のＶＴＲは、入力されるアナログ画像信号に対して輝度信号と色信号の分離、Ａ／Ｄ変換、ディジタル画像信号のブロック化、ＤＣＴ（離散コサイン変換）、量子化、誤り訂正符号化、シンクブロックの合成、記録変調などの所定の記録処理を行う記録処理部８と、記録処理部８の出力信号を増幅する記録アンプ４，５と、記録アンプ４，５の出力信号を磁気テープ５０に記録するとともに、磁気テープ５０から信号を再生するための磁気ヘッド１，２と、操作パネルの操作状態等に応じて当該ＶＴＲの全体的な制御を行うシステム制御部９と、磁気テープ５０を駆動するためのキャプスタンモータ１１と、磁気ヘッド１，２が搭載された回転ドラム４０を回転駆動するためのドラムモータ１２と、これらのモータの回転動作を制御するサーボ部１０とを備えている。システム制御部９は、使用者が設定する記録モード、すなわちＳＰモードであるかＬＰモードであるかを示すモード信号ＭＳＷを、記録処理部８及びサーボ部１０に供給する。
【００１５】
磁気ヘッド１，２は、図３（ａ）に示すように回転ドラム４０上に配置され、回転ドラム４０は、その直径Ｄ１が、同図（ｂ）に示す標準の回転ドラム４０ａの直径Ｄ０（２１．７ｍｍ）より小さい小径ドラムである。本実施形態では、直径Ｄ１は、約１６．０ｍｍとしている。磁気ヘッド１及び２は互いに異なるアジマスのギャップを有し、１８０度の角度間隔を隔てて配置されている。本実施形態では、各磁気ヘッドの幅ＷＨは、ＳＰモードにおける磁気テープ５０上のトラック幅ＷＴとほぼ同一としている。
【００１６】
回転ドラム４０に対する磁気テープ５０の巻き付け角θＷ１は、標準の巻き付け角θＷ０が１７４度であるのに対し、２３６度としている。
【００１７】
ＳＰモードにおいてはテープ速度を標準速度ＶＳＰとし、磁気ヘッド１及び２を使用して、図５に示すような磁気テープ上のトラックパターンが得られるように制御される。すなわち、ＳＰモードでは、図４に示すように１フレームの画像を１０個の画面領域Ｓ０〜Ｓ９に分割し、画面領域Ｓ０〜Ｓ９に対応する画像信号が、それぞれトラック番号Ｔ０からＴ９のトラックに記録される。ＬＰモードにおいては、テープ速度を標準速度ＶＳＰの２／３の速度として記録される。画面領域とトラック番号の関係は、ＳＰモードと同一である。
【００１８】
図６は、各磁気ヘッド１，２が磁気テープ５０を走査する期間ＴＳＨ１，ＴＳＨ２を示すタイムチャートであり、各走査期間ＴＳＨ１，ＴＳＨ２が、巻き付け角θＷ１に対応する。
【００１９】
ここで、小径の回転ドラム４０を使用した場合に、標準の回転ドラム４０ａを使用した場合と磁気テープ上の記録トラックパターン及び記録信号を同一とするための条件を求める。
【００２０】
先ず１トラックの長さを同一とする条件は、
πＤ０×θＷ０／３６０＝πＤ１×θＷ１／３６０
より、θＷ１＝θＷ０×Ｄ０／Ｄ１ （１）
【００２１】
また回転ドラムの毎秒の回転数（１５０回転／秒）を同一とし、標準の走査期間（１つの磁気ヘッドが磁気テープを走査している期間）をＴＳ０、小径回転ドラムの走査期間をＴＳ１（＝ＴＳＨ１＝ＴＳＨ２）とすると、
ＴＳ０＝（１／１５０）×（θＷ０／３６０）
ＴＳ１＝（１／１５０）×（θＷ１／３６０）
となる。よってＴＳ１／ＴＳ０＝θＷ１／θＷ０ （２）
【００２２】
また磁気テープ上の記録信号を同一とするためには、１トラックに同一のクロック数に対応する信号を記録すればよいので、その条件は、記録時の標準のクロック周波数（１秒間に記録するビット数）をｆｃ０、小径回転ドラムのクロック周波数をｆｃ１とすると、
ｆｃ１×ＴＳ１＝ｆｃ０×ＴＳ０
であり、これより
ｆｃ１＝ｆｃ０×ＴＳ０／ＴＳ１ （３）
となる。
【００２３】
上記式（１）（２）（３）より、小径回転ドラムの場合のクロック周波数ｆｃ１を、下記式（４）により設定すれば、磁気テープ上の記録信号を、標準ドラムを使用した場合と同一とすることができる。

【００２４】
したがって、本実施形態では、磁気テープへの記録時に使用するクロック周波数ｆｃ１を標準のクロック周波数ｆｃ０の約（１６／２１．７）倍に設定している。これにより、使用する磁気ヘッドの数を増やすことなく、標準の回転ドラムを使用した場合と同一の磁気テープ上の記録トラックパターン及び記録信号とすることができる。
【００２５】
なお、図６に示すように、磁気ヘッド１，２の走査期間を重複させ、かつクロック周波数ｆｃ１を標準のクロック周波数ｆｃ０より低下させて記録を行うために、適宜メモリを使用して、時間軸の変換を行う。
【００２６】
次に図２を参照して当該ＶＴＲの再生系について説明する。
再生系には、磁気ヘッド１，２の出力を増幅する再生アンプ２１，２２と、再生信号の復調、誤り訂正、逆量子化、逆ＤＣＴ、Ｄ／Ａ変換等の所定の再生処理を行いアナログ画像信号を出力する再生処理部２９とを備えている。再生処理部２９において、磁気ヘッド１，２から再生された信号をサンプリングするクロックの周波数は、記録時と同様にｆｃ１とする。
【００２７】
磁気ヘッド１，２の走査期間は、図６に示したように重複する期間があるので、両ヘッドの出力信号は並列に再生処理回路２９に入力される。そして、再生処理部２９の誤り訂正復号化回路で検出されるエラーレートが所定以上に増加したときには、フレームメモリの対応する領域の書き換え（更新）は行わないように制御される。そして、フレームメモリに格納された情報を、一定の順序で読み出すことにより再生画像信号が出力される。
【００２８】
変速再生時は、磁気ヘッドの走査軌跡は、記録時と異なるものとなるため、１０トラックに相当する期間再生を行っても、１フレームのすべての画像信号が得られないため、再生処理部２９は、再生により得られた一部の情報でフレームメモリの対応する領域を順次書き換える処理を行う。この場合も、再生処理部２９の誤り訂正復号化回路で検出されるエラーレートが所定以上に増加したときには、フレームメモリの対応する領域の更新は行わないように制御されるので、磁気ヘッドの出力信号レベルが比較的大きく、エラーレートの少ないデータのみが採用されて、フレームメモリの対応する領域の更新が行われる。
【００２９】
次に変速再生時の倍速数ｎをどのように設定すれば、好ましい再生画像が得られるかを検討する。なお、以下の検討では、特に断らない限りヘッド再生信号のレベルが最大値の５０％以上であれば正しい（エラーを実質的に無視しうる）再生信号が得られるものとする。
【００３０】
図５において、矢線（矢印を付した線）ＨＴ１１、ＨＴ１３及びＨＴ１０は、それぞれ本実施形態の小径回転ドラムを使用した場合の通常再生時、３倍速再生時、及びスチル（テープ停止）再生時の磁気ヘッド１の走査軌跡を示したものであり、変速再生時は、トラックを跨いで走査が行われる（同図中に示す矢線ＨＴ１０ＳおよびＨＴ１３Ｓは、それぞれ標準の回転ドラム４０ａを使用した場合のヘッドの走査軌跡である）。その場合、隣り合うトラックは異なるギャップアジマスの磁気ヘッドで記録されているため、再生信号のエンベロープ波形は、そろばん玉状の波形（以下「そろばん玉波形」という）となる。
【００３１】
図７は、ヘッド走査軌跡とトラックとの関係を示すための仮想的な図であり、１つのます目が１トラックに対応し、ます目の中に記入した数字はトラック番号を示す。通常再生時には、図の垂直方向（矢線ＨＴ１１、ＨＴ１２の方向）に磁気ヘッド１，２による走査が行われる。この図において、磁気ヘッド１の中心位置ＨＰ１と、磁気ヘッド２の中心位置ＨＰ２との相対位置関係は、例えば図のトラック番号Ｔ４とＴ５のトラックに示すように表示される。すなわち、磁気ヘッド１がトラック番号Ｔ４のトラックの１８０度の位置にあるとき、磁気ヘッド２がトラック番号Ｔ５のトラックの０度の位置にあり、この相対位置関係は変速再生時であっても同様である。
【００３２】
したがって、通常再生は、例えば磁気ヘッド１によりトラック番号Ｔ０のトラックから再生が始まると、磁気ヘッド１がトラック番号Ｔ０のトラックの１８０度の位置に達した時点から、磁気ヘッド２がトラック番号Ｔ１のトラックの走査を開始し、磁気ヘッド２がトラック番号Ｔ１のトラックの１８０度の位置に達した時点から、磁気ヘッド１がトラック番号Ｔ２のトラックの走査を開始するというように行われ、トラック番号Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２，…の順に再生が行われる。
【００３３】
同図に示すＨＴ１０は、スチル時（倍速数ｎ＝０）の磁気ヘッド１の軌跡であり、この場合は、磁気ヘッド１の軌跡ＨＴ１０と磁気ヘッド２の軌跡ＨＴ２０は、重なって示される。同図に示すＨＴ３１及びＨＴ３２は、それぞれ３倍速再生時（ｎ＝３）の磁気ヘッド１及び２の軌跡である。例えばトラック番号Ｔ０のトラックから磁気ヘッド１が再生を開始すると、通常再生時は、３６０度回転すると、トラック番号Ｔ２のトラックの開始点に達するが、３倍速再生時はトラック番号Ｔ６のトラックの開始点に達する。また、磁気ヘッド２は、磁気ヘッド１がトラック番号Ｔ２のトラックの１８０度の位置に達したとき、トラック番号Ｔ３のトラックの開始位置に達し、走査を開始する。したがって、ｎ＝３の場合の走査軌跡は図示のようになる。
【００３４】
そしてハッチングを付した領域が各磁気ヘッドで再生される領域である。このハッチングを付した領域の形状は、再生信号のエンペロープ波形にほぼ対応する。以下、再生信号のエンベロープ波形を単に「再生波形」という。３倍速再生時の軌跡に付して記載したｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３は、磁気ヘッドが走査を開始する時刻を示したものであり、図９のｔ０〜ｔ３に対応する。
【００３５】
図８は、同様にして５倍速再生時（ｎ＝５）の軌跡を示したものである。ＨＴ５１が磁気ヘッド１の軌跡で、ＨＴ５２が磁気ヘッド２の軌跡である。この図に示したｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３も、磁気ヘッドが走査を開始する時刻を示したものであり、図９のｔ０〜ｔ３に対応する。
【００３６】
図７の３倍速再生時の軌跡に対応する各ヘッドの再生波形を示すと図９（ａ）に示すようになる。この図においてそろばん玉波形に書き込まれた数字は、トラック番号である。また同図（ｂ）は、ｎ＝５の場合の再生波形であり、これらから明らかなように、倍速数ｎを整数とすると、再生信号が得られる領域と、得られない領域が固定されるため、例えばｎ＝３の場合には、画面の水平方向中央よりやや左よりの領域の情報が得られない。これに対し倍速数ｎを整数とせずに例えば、ｎ＝４．５や５．５とした場合は、同図（ｃ）（ｄ）に示すようになり、そろばん玉波形の位相が時間経過とともにずれていくので、フレームメモリに格納されるすべての領域の情報を順次書き換えていくことができる。このような位相ずれは、ｎを整数でない値とすれば必ず起きるが、最も効率よくメモリ内の情報を書き換えることができる場合は、例えば図１０（時間的に連続する波形を、波形の左端が磁気ヘッド１の走査期間ＴＳＨ１の開始時点ｔ０、ｔ２、ｔ４、…となるように上から下に順次示し、かつ磁気ヘッド２の走査期間ＴＳＨ２を、磁気ヘッド１の走査期間ＴＳＨ１と重ならないようにずらして磁気ヘッド２の走査期間ＴＳＨ２の開始時点ｔ１，ｔ３，ｔ５，…が図の中央に位置するように示したもの、以下同様の図１１、１４等において同じ）に示すように位相がずれていく場合である。すなわち、同じトラック番号のそろばん玉波形が半周期（そろばん玉１個分を１周期とする）ずつずれて順次再生される場合であり、ｎ＝４．５はその条件を満たすことがわかる。図から明らかなように、そろばん玉波形とトラック番号との関係は、時刻ｔ２０で元に戻るので、画面の更新周期は２０走査期間である。
【００３７】
ｎ＝４．５の場合は、同じトラック番号のそろばん玉波形が左から右へずれていく場合であるが、図１１に示すようにｎ＝５．５とすると逆に右から左へずれていく。この場合も、時刻ｔ２０で元の状態にもどるので、画面が２０走査期間周期で更新される。
【００３８】
図１２は、画面が更新される様子を説明するための図であり、同図（ａ）がｎ＝４．５の場合を示し、同図（ｂ）がｎ＝５．５の場合を示す。図中のます目が画面上の領域を示し、各ます目に記入した数字が更新される走査期間の番号（０を基準として順次増加する）を示す。
【００３９】
ｎ＝４．５の場合、例えば、画面領域Ｓ０及びＳ１が更新される様子を図１０も参照して説明する。図１０において、ハッチングを付した部分は、画面領域Ｓ０及びＳ１に対応するトラック番号Ｔ０とＴ１のトラックで、５０％以上の再生信号レベルが得られ、画面の更新に用いられる部分である。走査期間ＴＳ０では、領域（Ｘ０，Ｓ０）が更新され、走査期間ＴＳ２では、領域（Ｘ１，Ｓ０）及び（Ｘ２，Ｓ０）が更新され、走査期間ＴＳ４では、領域（Ｘ３，Ｓ０）及び（Ｘ４，Ｓ０）が更新され、走査期間ＴＳ６では、領域（Ｘ５，Ｓ０）及び（Ｘ６，Ｓ０）が更新され、走査期間ＴＳ８では、領域（Ｘ７，Ｓ０）及び（Ｘ８，Ｓ０）が更新され、走査期間ＴＳ１０では、領域（Ｘ９，Ｓ０）が更新され、図１２（ａ）に矢線で示す順に画面領域Ｓ０が更新される。また走査期間ＴＳ９では、領域（Ｘ０，Ｓ１）及び（Ｘ１，Ｓ１）が更新され、走査期間ＴＳ１１では、領域（Ｘ２，Ｓ１）及び（Ｘ３，Ｓ１）が更新され、走査期間ＴＳ１３では、領域（Ｘ４，Ｓ１）及び（Ｘ５，Ｓ１）が更新され、走査期間ＴＳ１５では、領域（Ｘ６，Ｓ１）及び（Ｘ７，Ｓ１）が更新され、走査期間ＴＳ１７では、領域（Ｘ８，Ｓ１）及び（Ｘ９，Ｓ１）が更新され、図１２（ａ）に矢線で示す順に画面領域Ｓ１が更新される。他の画面領域Ｓ２〜Ｓ９も同様に更新され、走査期間ＴＳ１９ですべての領域の更新が終了する。また、画面はおおむね左から右に向かって順次更新されていくので、見やすい変速再生画像を得ることができる。
【００４０】
次にｎ＝５．５の場合についても同様に図１１も参照して説明する。図１１において、ハッチングを付した部分は、画面領域Ｓ０及びＳ１に対応するトラック番号Ｔ０とＴ１のトラックで、５０％以上の再生信号レベルが得られ、画面の更新に用いられる部分である。走査期間ＴＳ８では、領域（Ｘ１１，Ｓ０）が更新され、走査期間ＴＳ１０では、領域（Ｘ９，Ｓ０）及び（Ｘ１０，Ｓ０）が更新され、走査期間ＴＳ１２では、領域（Ｘ７，Ｓ０）及び（Ｘ８，Ｓ０）が更新され、走査期間ＴＳ１４では、領域（Ｘ５，Ｓ０）及び（Ｘ６，Ｓ０）が更新され、走査期間ＴＳ１６では、領域（Ｘ３，Ｓ０）及び（Ｘ４，Ｓ０）が更新され、走査期間ＴＳ１８では、領域（Ｘ１，Ｓ０）及び（Ｘ２，Ｓ０）が更新され、図１２（ｂ）に矢線で示す順に画面領域Ｓ０が更新される。また走査期間ＴＳ１では、領域（Ｘ１０，Ｓ１）及び（Ｘ１１，Ｓ１）が更新され、走査期間ＴＳ３では、領域（Ｘ８，Ｓ１）及び（Ｘ９，Ｓ１）が更新され、走査期間ＴＳ５では、領域（Ｘ６，Ｓ１）及び（Ｘ７，Ｓ１）が更新され、走査期間ＴＳ７では、領域（Ｘ４，Ｓ１）及び（Ｘ５，Ｓ１）が更新され、走査期間ＴＳ９では、領域（Ｘ２，Ｓ１）及び（Ｘ３，Ｓ１）が更新され、走査期間ＴＳ１１では、領域（Ｘ０，Ｓ１）及び（Ｘ１，Ｓ１）が更新され、図１２（ｂ）に矢線で示す順に画面領域Ｓ１が更新される。他の画面領域Ｓ２〜Ｓ９も同様に更新され、走査期間ＴＳ１９ですべての領域の更新が終了する。また、画面はおおむね右から左に向かって順次更新されていくので、見やすい変速再生画像を得ることができる。
【００４１】
次にｎ＝４．５や５．５と同様の関係が得られる場合を図１３を参照して説明する。磁気ヘッド１の中心位置が時刻ｔ０において点Ｐ０にあるとすると、スチル時の軌跡（ヘッド中心の軌跡）はＨＴ０となり、磁気ヘッド１による次の走査期間の開始時点（時刻ｔ２）におけるｎ倍速再生時の位置Ｐｎと（図はｎ＝５の場合に相当する）、スチル時の位置Ｐ０２との距離は、トラック数で２ｎとなる。ｎ倍速再生時は、回転ドラムが３６０度回転するとスチル時の位置から２ｎトラックずれるからである。なお、軌跡ＨＴ（−ｎ）は、磁気テープを記録時と逆の方向に走行させる逆方向再生の場合に相当するが順方向再生と同一である。
【００４２】
したがって、回転ドラムが３６０度回転した後のヘッド位置が、同じトラック番号のトラックの同じ位置にある条件は、
２ｎ＝１０ｍ （ｍ：負の数を含む整数）
であり、この条件は、そろばん玉波形の位相が一致する条件であるため、半周期分ずらすためには、
２ｎ＝１０ｍ±１
とすればよい。よって、
ｎ＝１０ｍ／２±１／２ （５）
という条件が得られる。図１３において破線で示す軌跡はこの条件を満たす場合を示している。すなわち、上記式（５）でｍ＝±１とすれば、ｎ＝±４．５，±５．５となり、同図に破線で示す軌跡はこれらに対応する。
【００４３】
倍速数ｎとしては、必要とする画像を素早くサーチするために１０から２０倍程度以上の値が必要であるが、そのような場合には、例えばｍ＝±２とすることにより、ｎ＝±９．５，±１０．５が得られ、ｍ＝±４とすることより、ｎ＝±１９．５，±２０．５が得られる。
【００４４】
また内容をある程度把握しつつみるためには、ｎ＝１．５〜３、−１〜−３程度の設定も必要であるが、上記式（５）では、ｍをどのように設定してもこのような倍速数ｎを得ることはできない。そこで式（５）をより一般化することを考える。式（５）は、３６０度回転後において同じトラック番号のそろばん玉波形が半周期ずれるための条件であるが、より一般化して３６０度の整数倍（１，２，３，…倍）の角度回転後において、同様の条件満たすためには、
２ｉ×ｎ＝１０ｍ±１ （ｉ＝１，２，３，…）
とすればよい。これより下記式（６）が得られる。
ｎ＝１０ｍ／２ｉ±１／２ｉ （６）
【００４５】
式（５）は、式（６）においてｉ＝１としたものに相当する。変数ｉを大きくすることは、そろばん玉波形について所望の位相関係が得られるまでの時間が長くなることを意味し、従って画面の更新が遅れることを意味する。
【００４６】
例えばｉ＝２，ｍ＝２とすると、ｎ＝４．７５，５．２５が得られる。図１４は、ｎ＝４．７５の場合のそろばん玉波形を示しており、この図とｎ＝４．５を示した図１０とを対比すれば明らかなように、図１４の場合は、３６０度の回転でそろばん玉波形が１／４周期ずつずれていくので、５０％以上のレベルが得られる期間が重複し、ｎ＝４．５の場合に比べて画面の更新に倍の時間を要することになる。変数ｉを大きくするほどこの傾向は顕著になるので、変数ｉはできるだけ小さい値に設定することが望ましい。
【００４７】
そこで、式（６）においてｉ＝２とすると
ｎ＝１０ｍ／４±１／４ （７）
が得られ、式（７）でｍ＝±１とすると、ｎ＝±２．２５，±２．７５が得られる。
【００４８】
次に式（６）においてｉ＝３とすると、
ｎ＝１０ｍ／６±１／６ （８）
が得られ、式（８）でｍ＝±１とすると、ｎ＝±１．５，±１．８３（＝１１／６）が得られる。
【００４９】
次に式（６）においてｉ＝４とすると、
ｎ＝１０ｍ／８±１／８ （９）
が得られ、式（９）でｍ＝±１とすると、ｎ＝±１．１２５，±１．３７５が得られる。
【００５０】
したがって、ｉ＝４までの設定で、通常必要される変速再生速度は得ることができる。ただし、ｉ＝２〜４の設定では、倍速数ｎの小数点以下の端数が多くなるので、式（６）においてｉ＝５とすることにより得られる下記式（１０）を用いて、ｎ＝４．５（ｉ＝１の場合の最小倍速数）より小さい倍速数の設定に使用してもよい。
ｎ＝１０ｍ／１０±１／１０＝ｍ±０．１ （１０）
変数ｉを６以上とするのは、画面の更新周期が長くなり過ぎるので好ましい設定ではない。
【００５１】
次に倍速数ｎの許容範囲について検討する。
許容範囲を示す変数αを式（６）に導入すると、下記式（６ａ）のように表すことができる。ここで、変数α＝０のときが、誤差０に対応する。
ｎ＝１０ｍ／２ｉ±（１＋α）／２ｉ （６ａ）
【００５２】
代表例として式（６ａ）において、ｉ＝１，ｍ＝１とし、±のマイナス側を採用すると、
ｎ＝５−（１＋α）／２ （１１）
となる。
【００５３】
式（１１）において、変数αがマイナス方向に増加すると、倍速数ｎは、整数５に近づいていく、すなわちそろばん玉波形の位相ずれが半周期から徐々に小さくなる。半周期より小さくなっていくと、再生される信号の重複部分が大きくなるので、画面の更新速度が低下していく。１フレームの静止画像が別の１フレームの静止画像に更新し終わるのに要する時間を、更新時間ＴＵＰと定義すると、α＝０であるときは、図１０で検討したようにＴＵＰ＝２０ＴＳ（２０走査期間）である。更新時間ＴＵＰを変数αの関数で表すと、
ＴＵＰ＝２０ＴＳ／（１＋α） （１２）
となる。
【００５４】
ここで、α＝０の更新時間ＴＵＰ＝２０ＴＳの１．６７（５／３）倍の更新時間まで許容するとすると、
２０ＴＳ×（５／３）≧２０ＴＳ／（１＋α）
より、変数αの条件は、α≧−０．４となる。
【００５５】
一方変数αがプラス方向に増加すると、そろばん玉波形の位相ずれが半周期から徐々に大きくなる。半周期より大きくなっていくと、再生信号レベルが最大値の５０％より小さい領域も画面の更新に使用する必要がある。画面の更新に使用する再生信号レベルの最小値をＬＭＩＮ（％）とすると、α＝０のときＬＭＩＮ＝５０であり、変数αの関数として下記式（１３）のように表すことができる。
ＬＭＩＮ＝５０（１−α） （１３）
【００５６】
通常は、最大レベルの３０％より小さくなると、エラーレートが急激に増加するので、３０％まで許容することにすると、
３０≦５０（１−α）
より、変数αの条件はα≦０．４となる。
【００５７】
以上より、倍速数ｎの許容範囲は、変数αが−０．４≦α≦０．４の条件を満たす範囲とすればよい。すなわち、倍速数ｎは式（６）を用いて算出される値に設定することが望ましく、他の設計上の要因により式（６）により得られる値そのものに設定できないときは、式（６ａ）において変数αをその絶対値が０．４以下となるように設定するとよい。この場合に、更新時間ＴＵＰを短縮することを優先させる場合には、変数αを増加させ、再生信号のエラーが少ないことを優先させる場合には、変数αを減少させる。
【００５８】
なお、以上の説明は分かり易くするために、トラックの全体に画像信号が記録されている場合を例にとって説明したが、ＤＶ規格では画像信号が記録されるのは、１トラックの約８４％の範囲であるので、上述した走査期間ＴＳに対応する、実際に画像信号が得られる画像走査期間をＴＳＶとすると、
ＴＳＶ＝ＴＳ×１７４／１８０×０．８４＝０．８１ＴＳとなる。
【００５９】
この画像走査期間ＴＳＶを、ｎ＝４．５とした場合について示すと、図１５のＴＳＶＨ１，ＴＳＶＨ２のようになる。この図から明らかなように、画像信号が得られる期間がＴＳＶＨ１，ＴＳＶＨ２の範囲に限定されるとしても、画面のすべて領域が２０走査期間で更新可能である。すなわち、上述した倍速数ｎの設定は、画像信号が１トラックの一部にのみ記録されている場合（１トラック内に分散して記録する場合も含む）でも有効である。
【００６０】
なお、ＬＰモードの場合も、画面領域とトラック番号との関係は、ＳＰモードと同一であるので、倍速数ｎは、ＳＰモードと同様に設定することが望ましい。
【００６１】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、ＮＴＳＣ（５２５／６０）方式のＶＴＲを示したが、ＰＡＬ（６２５／５０）方式の場合には、１フレームの画像信号が１２トラックに分割して記録される。そこで、上記式（６）を、１フレームをＮ個に分割して記録する場合に一般化すると、下記式（１４）が得られる。
ｎ＝Ｎｍ／２ｉ±１／２ｉ （１４）
【００６２】
また、変数ｉ＝１とした場合の最小倍速数ｎＭＩＮは、式（１４）においてｉ＝１，ｍ＝１または−１として得られる倍速数（Ｎ／２−１／２），（−Ｎ／２＋１／２）であるので、必要な倍速数ｎの絶対値が（Ｎ／２−１／２）以上のときはｉ＝１とし、（Ｎ／２−１／２）より小さいとき変数ｉを２以上とすることが望ましい。
【００６３】
さらに本発明はＤＶ規格のＶＴＲに限らず、１フレームの画像を複数のトラックに分割して記録するヘリカルスキャン方式のＶＴＲに適用可能である。
【００６４】
また本発明は、画像信号記録再生装置に限らず、記録機能のみ有する画像信号記録装置、あるいは再生機能のみ有する画像信号再生装置にも適用可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１に記載の発明によれば、ディジタル画像情報の磁気テープへの記録時及び磁気テープからの再生時に使用するクロックの周波数ｆｃ１が、回転ドラムの直径に応じて設定され、変速再生の倍速数ｎが、ｎ＝Ｎｍ／２ｉ±１／２ｉ（ｉは１から５までの整数、ｍは負の数を含む整数）を用いて得られる値の近傍の値に設定されるので、小径回転ドラムの使用が可能となるばかりでなく、変速再生時に良好な再生画像を得ることができる。
【００６６】
請求項４に記載の発明によれば、ディジタル画像信号の磁気テープからの再生時に使用するクロックの周波数ｆｃ１が、回転ドラムの直径に応じて設定され、変速再生の倍速数ｎが、ｎ＝Ｎｍ／２ｉ±１／２ｉ（ｉは１から５までの整数、ｍは負の数を含む整数）を用いて得られる値の近傍の値に設定されるので、小径回転ドラムの使用が可能となるばかりでなく、変速再生時に良好な再生画像を得ることができる。
【００６７】
また請求項２または５に記載の発明によれば、倍速数ｎが比較的低い場合であっても、良好な再生画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＶＴＲの記録系の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるＶＴＲの再生系の構成を示すブロック図である。
【図３】磁気ヘッドの配置及び磁気テープの巻き付け角を示す図である。
【図４】画面（フレーム）の領域と記録トラックとの関係を説明するための図である。
【図５】磁気テープ上のトラックパターンと磁気ヘッドの走査軌跡を示す図である。
【図６】磁気ヘッドが磁気テープを走査している期間を説明するための図である。
【図７】変速再生時の磁気ヘッドの走査軌跡を説明するための図である。
【図８】変速再生時の磁気ヘッドの走査軌跡を説明するための図である。
【図９】変速再生時の再生信号波形とトラック番号を示す図である。
【図１０】変速再生時の再生信号波形とトラック番号を示す図である。
【図１１】変速再生時の再生信号波形とトラック番号を示す図である。
【図１２】変速再生時において画面が更新される様子を説明するための図である。
【図１３】順方向のｎ倍速再生時及び逆方向のｎ倍速再生時の磁気ヘッドの走査軌跡を説明するための図である。
【図１４】変速再生時の再生信号波形とトラック番号を示す図である。
【図１５】実際に画像信号が得られる期間を説明するための図である。
【符号の説明】
１，２ 磁気ヘッド
４，５ 記録アンプ
８ 記録処理部
９ システム制御部
１０ サーボ部
１１ キャプスタンモータ
１２ ドラムモータ
２１，２２ 再生アンプ
２９ 再生処理部
４０ 回転ドラム
５０ 磁気テープ

Claims (6)

1. ギャップのアジマスが互いに異なる２個の磁気ヘッドを回転ドラム上に略１８０度の角度間隔で配置するとともに、磁気テープを前記回転ドラムに対して所定の巻き付け角度だけ巻き付けることにより、前記磁気テープを前記磁気ヘッドにより斜めに走査して傾斜トラックにディジタル画像信号を記録し、記録した信号を再生する画像信号記録再生装置において、
   前記ディジタル画像信号の前記磁気テープへの記録時及び前記磁気テープからの再生時に使用するクロックの周波数ｆｃ１を、前記回転ドラムの直径に応じて設定し、
   １フレームの画像信号をＮ個（Ｎは２以上の整数）の傾斜トラックに分割して前記磁気テープに記録し、記録された磁気テープから磁気ヘッドを介して信号を再生し、該再生信号に所定の再生処理を施して出力するものであり、
   記録された磁気テープを、記録時の走行速度のｎ（≠１）倍の走行速度で再生する変速再生を行うときは、倍速数ｎを、下記式を用いて得られる値の近傍の値に設定することを特徴とする画像信号記録再生装置：
   ｎ＝Ｎｍ／２ｉ±１／２ｉ
   （ｉは１から５までの整数、ｍは負の数を含む整数）。
2. 前記変数ｉを２以上の値に設定したことを特徴とする請求項１に記載の画像信号記録再生装置。
3. 倍速数ｎの絶対値が（Ｎ−１）／２以上のときは、変数ｉを１に設定し、倍速数ｎの絶対値が（Ｎ−２）／２より小さいときは、変数ｉを２以上の値に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像信号記録再生装置。
4. ギャップのアジマスが互いに異なる２個の磁気ヘッドを回転ドラム上に略１８０度の角度間隔で配置するとともに、磁気テープを前記回転ドラムに対して所定の巻き付け角度だけ巻き付けることにより、前記磁気テープを前記磁気ヘッドにより斜めに走査して、前記磁気テープ上の傾斜トラックに記録されたディジタル画像信号を再生する画像信号再生装置において、
   前記ディジタル画像信号の前記磁気テープからの再生時に使用するクロックの周波数ｆｃ１を、前記回転ドラムの直径に応じて設定し、
   １フレームの画像信号をＮ個（Ｎは２以上の整数）の傾斜トラックに分割して記録された磁気テープから磁気ヘッドを介して信号を再生し、該再生信号に所定の再生処理を施して出力するものであり、
   記録された磁気テープを、記録時の走行速度のｎ（≠１）倍の走行速度で再生する変速再生を行うときは、倍速数ｎを、下記式を用いて得られる値の近傍の値に設定することを特徴とする画像信号再生装置：
   ｎ＝Ｎｍ／２ｉ±１／２ｉ
   （ｉは１から５までの整数、ｍは負の数を含む整数）。
5. 前記変数ｉを２以上の値に設定したことを特徴とする請求項４に記載の画像信号再生装置。
6. 倍速数ｎの絶対値が（Ｎ−１）／２以上のときは、変数ｉを１に設定し、倍速数ｎの絶対値が（Ｎ−２）／２より小さいときは、変数ｉを２以上の値に設定することを特徴とする請求項４に記載の画像信号再生装置。

Images