JP2513827B2 - 記録ｍｕｓｅ信号読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ビデオディスク、ビデオテープ等の記録媒
体に記録されたいわゆるMUSE（Multiple Sub−Nyquist
Sampling Encoding）信号を読み取る装置に関する。

背景技術 高品位テレビジョン信号のサンプリングを行ない、得
られたサンプルデータに対して一定の手順に従って間引
きや並べ換え等の処理を行なうことにより帯域圧縮を行
なって高品位テレビジョン信号の放送衛星による伝送を
可能にするMUSE方式が提案されている（NHK技研月報、
第27巻、第７号、1984年）。このMUSE方式によれば、高
品位テレビジョン信号を光学式ビデオディスク等の記録
媒体に記録することも容易となる。

MUSE方式により伝送されるビデオフォーマット信号
（以下、MUSE信号と称する）にはNTSC方式のビデオフォ
ーマット信号のペデスタルレベル部やシンクチップレベ
ル部に対応する部分が存在しない。また、MUSE方式によ
る衛星放送の送信装置においては、エネルギー拡散の目
的でMUSE信号にフレーム周期の三角波が重畳される。こ
のため、受信側においては例えばMUSE信号の各水平走査
期間の先頭にあるHD期間と称される水平同期信号期間を
検出し、このHD期間の平均電圧を所定の基準電圧にクラ
ンプした後、MUSE信号をA/D変換してデコード処理をな
すようにして三角波成分を除去すると同時にMUSE信号の
直流レベルを正確に再生してA/D変換及びデコード処理
を誤りなく行なうようになされている。

HD期間は、第５図に示す如く、MUSE信号の最大振幅の
約1/2の振幅を有し、１ライン毎にその極性が反転して
いる。従って、HD期間においては、NTSC方式におけるペ
デスタルレベルやシンクチップレベル部のような一定の
レベルが継続するのではなく、HD期間の波形は、１ライ
ン毎に変化する。しかし、HD期間の平均電圧（平均直流
レベル）は、MUSE信号の最大振幅の中心値であるから、
HD期間の継続する時間（約0.68μｓ）に対して充分大な
る時定数（数μｓ〜数十μｓ）を有するクランプ回路に
よってキードクランプを行なうことにより安定したクラ
ンプをなすことができ、クランプ回路出力においてMUSE
信号の最大振幅の中心値を所定の基準電位と一致させる
ことができる。従って、この基準電位をA/D変換器の許
容入力範囲の中心値に等しくすれば、A/D変換を誤りな
く行なうことができるのである。

MUSE信号の各フレーム期間にはHD期間を始め各種のデ
ータが時分割多重されているが、HD期間におけるレベル
は画像信号期間におけるレベル範囲内の値に設定されて
いるので、NTSC方式のビデオ信号の如く振幅分離等の方
法で容易にHD期間を検出することはできない。このた
め、各フレーム期間に時分割多重されているHD期間等を
検出するためには先ずフレームパルスを検出する必要が
ある。フレームパルスは、各フレームの先頭に配置され
ており、第６図に示す如く瞬時レベルがMUSE信号の最低
レベル及び最高レベルに所定のタイミングで交互に等し
くなるパルスであり、HD期間の始まる時点ｑから８クロ
ック期間前方にフレームパルス点ｐと称される立ち上が
りエッジを有している。

フレームパスルの検出は、例えばMUSE信号をA/D変換
して得たデータと、MUSE信号の振幅の中心値に対応する
データとの大小比較結果に応じたデータのパターン検出
により行なわれるが、そのためにはA/D変換器の許容入
力範囲内にMUSE信号が存在し、かつフレームパルスがA/
D変換器の許容入力範囲の中心値（２値判定の閾値）を
横切っている必要がある。フレームパルスが検出された
後は、これによりHD期間が正しく検出されるので、キー
ドクランプがかけられて、A/D変換器には正しくクラン
プされた信号が入力される。

しかしながら、MUSE信号を記録媒体に記録し、再生す
る場合には、記録媒体の傷や汚れ等によるRF信号の欠落
すなわちいわゆるドロップアウトは避けられないため、
記録媒体に記録されたMUSE信号を読み取る読取装置にお
いては、特開昭61−56584号公報に開示されている如く
ドロップアウトが発生したときデコーダにおいて４フィ
ールド前の信号に置換して処理するようにしていた。か
かる従来の読取装置においては、デコーダ内におけるMU
SE信号処理時においてはドロップアウト補正がなされる
が、A/D変換器の前段においてはドロップアウト補正は
なされない。従って、従来の装置においては、HD期間を
含むHD期間近傍の期間においてドロップアウトが発生す
ると、再生MUSE信号のHD期間における平均レベルがMUSE
信号の最大振幅の中心値とは異なる値になるので、HD期
間に亘って再生MUSE信号を所定の基準電位にクランプす
ると、MUSE信号の最大振幅の中心値が所定の基準電位と
は異なった値になるという誤クランプがなされることと
なる。このような誤クランプがなされると、その後、数
ラインに亘って誤クランプの影響がでる。すなわち、実
際にドロップアウトの発生した箇所を４フィールド前の
信号で置換してもその後のラインでの誤クランプの影響
は残ってしまうのである。

また、MUSE信号には、第７図に示すように、第563ラ
イン及び第1125ラインの後半に対応する部分にMUSE信号
の最大振幅の中心値を示す平坦なクランプレベル信号が
存在する。このクランプレベル信号を用いて基準電位を
形成する方法が特開昭58−124373号に開示されている。
このような場合も、クランプレベル期間を含むクランプ
レベル期間近傍の期間においてドロップアウトが発生す
ると、クランプレベル信号のレベルがMUSE信号の最大振
幅の中心値とは異なる値になるので、このレベルを積分
して得る基準電位も所定のクランプレベルとは異なる値
となり、誤クランプがなされてしまう。このような誤ク
ランプがなされると、その後数フィールドに亘って誤ク
ランプの影響が現われ、画面上では、ちらつき（フリッ
カ）が発生する。

発明の概要 本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであっ
て、ドロップアウトによって誤ったクランプをなすこと
のない記録MUSE信号読取装置を提供することを目的とす
る。

本発明による記録MUSE信号読取装置においては、記録
媒体から読み取られたRF信号を復調処理して再生MUSE信
号を得る復調手段と、前記再生MUSE信号レベルと所定ク
ランプレベル設定値との差分値を求める減算手段と、入
力信号を積分して出力する積分回路と、前記RF信号にド
ッロプアウトが生じておらず、かつ前記RF信号中にクラ
ンプレベル信号が存在する期間中は前記差分値を前記入
力信号として前記積分回路に供給する一方、前記ドロッ
プアウトが発生した場合には前記差分値の前記積分回路
への供給を停止する中継手段と、前記ドロップアウトが
生じていない場合は前記再生MUSE信号のHD信号の存在す
る期間における低域成分を前記積分回路の出力に対応し
た電位にクランプする一方、前記ドロップアウトが発生
した場合には前記クランプ動作を停止するクランプ手段
とを備えている。

実施例 以下、本発明の実施例につ添附図面を参照して詳細に
説明する。

第１図において、ディスク１にはFM変調されたMUSE信
号が記録されており、ディスク１はスピンドルモータ２
によって回転駆動される。このディスク１の回転に伴っ
てディスク１に記録されている信号がピックアップ３に
よって読み取られる。ピックアップ３から出力されるRF
（高周波）信号は、FM復調回路４及びドロップアウト検
出回路15に供給される。

ドロップアウト検出回路15は、例えばRF信号のゼロク
ロス点と同期して得られる正及び負のパルスのうちの一
方をトリガとしてリトリガラブルモノマルチバイブレー
タを駆動し、このリトリガラブルモノマルチバイブレー
タの出力をドロップアウト検出信号ａとして出力する
ように構成されている。このドロップアウト検出回路15
におけるリトリガラブルモノマルチバイブレータの反転
時間をRF信号の最大周期にほぼ等しくしておくことによ
り、RF信号が欠落したときリトリガラブルモノマルチバ
イブレータの出力が反転して高いレベルのドロップアウ
ト検出信号ａが得られる。

一方、FM復調回路４においてはRF信号のFM復調処理が
なされてMUSE信号が再生される。このFM復調回路４から
出力された再生MUSE信号は、クランプ回路５に供給され
る。クランプ回路５において、再生MUSE信号はバッファ
アンプ６及びコンデンサＣを介してバッファアンプ７の
入力端子に供給される。バッファアンプ７の入力端子と
定電圧源８のプラス端子間には抵抗Ｒ及びアナログスイ
ッチ11が直列接続されている。定電圧源８のマイナス端
子は接地されている。

アナログスイッチ11は、制御入力端子に高レベル信号
が供給されたときオンになるように構成されている。ア
ナログスイッチ11の制御入力端子には論理積ゲート12の
出力が供給されている。論理積ゲート12の一方の入力端
子にはインバータ13を介してドロップアウト検出回路15
の出力が供給されている。また、論理積ゲート12の他方
の入力端子にはHD期間検出回路16の出力が供給されてい
る。

バッファアンプ７の出力は、クランプ回路５の出力と
してA/D変換回路18に供給される。A/D変換回路18におい
ては、クランプ回路５の出力のサンプリングがなされ、
得られたサンプル値に応じたディジタル信号が生成され
る。このA/D変換回路18の出力データは、HD期間検出回
路16及びデコーダ20に供給される。デコーダ20には更に
ドロップアウト検出回路15からドロップアウト検出信号
ａが供給される。デコーダ20は、例えば特開昭61−5658
4号公報に開示されている如く、ドロップアウト検出信
号ａガが生したときはA/D変換回路18の出力データを例
えば４フィールド前のデータに置換して所定の手順に従
ったデコード処理をなすように構成されている。このデ
コーダ20からディジタル化された高品位テレビジョン信
号が出力される。このデコーダ20の出力は、D/A変換回
路21によってアナログ信号に変換されたのちテレビジョ
ン受像器等に供給される。

また、HD期間検出回路16は、例えばA/D変換回路18の
出力データを順次保持してMUSE信号の振幅の中心値に対
応するデータとの大小比較を行ない、得られたデータの
パターンを順次認識してフレームパルス点を検出した時
点でフレームパルス検出信号を発生し、このフレームパ
ルス検出信号によってリセットされかつ１ライン周期で
カウント値が一周するカウンタを有し、このカウンタの
カウント値をデコードすることによって各ラインの先頭
に位置するHD期間が継続する期間に亘って高レベルのHD
期間検出信号ｂを出力するように構成されている。この
HD期間検出信号ｂは、クランプ回路５における論理積ゲ
ート12の他方の入力端子に供給される。

以上の構成において、ドロップアウトが発生してない
ときは、ドロップアウト検出回路15から高レベルのドロ
ップアウト検出信号ａは出力されず、このドロップアウ
ト検出回路15の出力がインバータ13を介して供給されて
いる論理積ゲート12の一方の入力端子には高レベルの信
号が供給されることとなる。また、論理積ゲート12の他
方の入力端子にはHD期間において高レベルのHD期間検出
信号ｂが供給されるので、論理積ゲート12の出力は、HD
期間において高レベルになる。そうすると、HD期間にお
いてアナログスイッチ11がオンとなってコンデンサＣを
介してバッファアンプ７の入力端子に供給される再生MU
SE信号が抵抗Ｒを介して定電圧源８の出力電圧によって
定まる基準電位Ｅにクランプされる。この結果、再生MU
SE信号のHD期間の平均電圧（平均直流レベル）が基準電
位Ｅに一致するようになる。

MUSE信号のHD期間の平均レベル（平均直流レベル）
は、MUSE信号の最大振幅の中心値であるから、コンデン
サＣと抵抗Ｒとによって定まる時定数τの値をHD期間の
継続する時間（約0.68μｓ）に対して十分大なる値（数
μｓ〜数十μｓ）に設定することにより波形を変化させ
ることなく、クランプ回路出力においてMUSE信号の中心
値を基準電位Ｅと一致させることができる。

従って、基準電位ＥをA/D変換回路18の許容入力範囲
の中心値に等しくすれば再生MUSE信号のレベルがA/D変
換回路18の許容入力範囲内のレベルとなってA/D変換が
誤りなくされることとなる。

次に、ドロップアウトが発生すると、ドロップアウト
検出回路15から高レベルのドロップアウト検出信号ａが
出力され、このドロップアウト検出回路15の出力がイン
バータ13を介して供給されている論理積ゲート12の一方
の入力端子には抵レベルの信号が供給されることとな
る。そうすると、論理積ゲート12の他方の入力端子にHD
期間において高レベルのHD期間検出信号ｂが供給されて
も、論理積ゲート12の出力は、低レベルのままとなり、
アナログスイッチ11はオンにならないので、クランプが
禁止されることとなる。この結果、ドロップアウトによ
って再生MUSE信号のHD期間の波形が乱れてHD期間の平均
レベルが再生MUSE信号の最大振幅の中心値と異なる値に
なってもクランプが禁止されるので、再生MUSE信号の最
大振幅の中心値が基準電位Ｅ以外の誤ったレベルになる
ことはなく、誤クランプが防止されることとなる。

第１図の装置の場合は、クランプ基準電位として定電
圧源の出力端子の電位を用いていが、定電圧源を用いず
負帰還回路によりクランプ基準電位が設定されるように
する場合について第２図を参照して説明する。

第２図において、第１図と同様の部分については同一
符号を付し、説明を省略する。A/D変換回路18の出力
は、クランプレベル期間検出回路40、減算回路41及びHD
期間検出回路16に供給される。減算回路41においては、
A/D変換回路18の出力値とディジタルクランプレベル設
定値γ間の差に応じたデータが形成される。この減算回
路41の出力データは、D/A変換回路42に供給される。D/A
変換回路42の出力は、中継手段としてのアナログスイッ
チ43を介して積分回路44に供給される。積分回路44の出
力は、アナログスイッチ11の一方の入出力端子に供給さ
れている。

アナログスイッチ43は、アナログスイッチ11と同様に
制御入力端子に高レベル信号が供給されたときオンにな
るように構成されている。アナログスイッチ43の制御入
力端子には、論理積ゲート45の出力が供給されている。
論理積ゲート45の一方の入力端子にはクランプレベル期
間検出回路40の出力が供給されている。また、論理積ゲ
ート45の他方の入力端子にはインバータ13の出力が供給
されている。

クランプレベル期間検出回路40は、HD期間検出回路16
と同様にフレームパルス検出信号によってリセットさ
れ、かつ１フレーム周期でカウント値が一周するカウン
タを有し、このカウンタのカウント値をデコードするこ
とによってクランプレベル信号の存在する第563ライン
及び第1125ラインを検出し、クランプレベル信号が存在
する期間に亘って高レベルのクランプレベル期間検出信
号ｄを出力するように構成されている。このクランプレ
ベル期間検出信号ｄは、論理積ゲート45の他方の入力端
子に供給される。

以上の構成において、ドロップアウトが発生していな
いときは、論理積ゲート45の一方の入力端子には高レベ
ルの信号が供給される。また、論理積ゲート45の他方の
入力端子には、クランプレベル期間において高レベルの
クランプレベル期間検出信号ｄが供給されるので、論理
積ゲート45の出力は、クランプレベル期間において高レ
ベルになる。そうすると、クランプレベル期間において
アナログスイッチ43がオンとなり、D/A変換回路42の出
力が積分回路44に供給される。この積分回路44の出力端
子の電位はクランプ回路５におけるクランプ基準電位と
して用いられている。

従って、クランプレベル期間においてクランプ回路5,
A/D変換回路18、減算回路41,D/A変換回路42,アナログス
イッチ43,積分回路44によってフィードバックループが
閉成されることになる。このフィードバックループによ
って、クランプレベル信号をA/D変換して得られる値が
ディジタルクランプレベル設定値γと等しくなるように
負帰還がかかる。この結果、MUSE信号の最大振幅の中心
値のA/D変換結果がγと等しくなるので、所定の直流レ
ベルを有するディジタルデータがA/D変換回路18からデ
コーダ20に供給される。

次に、ドロップアウトが発生すると、ドロップアウト
検出回路15から高レベルのドロップアウト検出信号ａが
出力され、ドロップアウト検出回路15の出力がインバー
タ13を介して供給されている論理積ゲート45の一方の入
力端子には抵レベルの信号が供給されることになる。そ
うすると、論理積ゲート45の他方の入力端子にクランプ
レベル期間において高レベルのクランプレベル期間検出
信号ｄが供給されても論理積ゲート45の出力は、低レベ
ルのままになり、アナログスイッチ43がオンにならない
ので、D/A変換回路42の出力の積分が禁止されることに
なる。この結果、ドロップアウトによって再生MUSE信号
のクランプレベル期間の波形が乱れて、D/A変換回路42
の出力が正しいレベルと異なるレベルになっても積分が
禁止されるので、積分回路44においてドロップアウト発
生直前の正しいクランプ基準電位がそのまま保持され
る。この結果、ドロップアウトによるクランプ基準電位
の乱れが防止され、誤クランプが防止されることとな
る。

第２図の装置においては、ドロップアウトによるクラ
ンプ基準電位の乱れを防止するためにクランプレベル期
間検出信号とドロップアウト検出信号を論理積ゲートの
入力信号とし、この論理積ゲート45力信号によってアナ
ログスイッチのオンオフを制御していたが、この論理積
ゲート45用せずにドロップアウトによるクランプ基準電
位の乱れを防止することもできる。その場合について、
第３図を参照して説明する。

第３図において、第２図の構成から論理積ゲート45が
除去され、かつアナログスイッチ43の制御入力端子にク
ランプレベル期間検出信号ｄが直接供給され、かつアナ
ログスイッチ43と積分回路44の間にリミッタ50が接続さ
れていることを除いて各部は、第２図の装置と同様に構
成されている。リミッタ50は、例えばダイオードを使用
したダイオードリミッタからなっており、クランプレベ
ル近傍のレベル以外のレベルを有する信号の通過を阻止
するように形成されている。

以上の構成において、クランプレベル期間においてア
ナログスイッチ43の制御入力端子にクランプレベル期間
検出回路40から高レベルの信号が供給されるので、D/A
変換回路42の出力はリミッタ50を介して積分回路44に供
給される。クランプレベル期間においてドロップアウト
が発生しないとき再生MUSE信号のレベルは、正しいレベ
ルであるため、リミッタ50による制限を受けず、D/A変
換回路42の出力がそのまま積分回路44に供給され、クラ
ンプ基準電位が正しい値に設定される。クランプレベル
期間において、ドロップアウトが発生すると、再生MUSE
信号の波形が乱れて再生MUSE信号のレベルが正しいレベ
ルとは異なった値となる。ところが、D/A変換回路42の
出力は、リミッタ50による制限を受け、積分回路44には
クランプレベル近傍のレベルが供給され、クランプレベ
ルと値が異なったレベルがそのまま供給されることがな
い。このため、積分回路44の出力の瞬時レベルは、クラ
ンプレベルを中心とする所定範囲内のレベルに制限され
る。この結果、ドロップアウトによるクランプ基準電位
の乱れが僅かとなり、誤クランプの影響を小さくするこ
とができることになる。

尚、第３図の装置においては積分回路44の出力の振幅
を所定レベル以下に制限する振幅制限手段としてのリミ
ッタ50は、積分回路44の前段に配置されているが、リミ
ッタ50は、積分回路44の次段に配置されていてもよい。
また、リミッタ50、積分回路44は、ディジタル回路で構
成してもよく、その場合はリミッタ50及び積分回路44を
D/A変換回路42の前段に接続するとよい。また、このと
きリミッタ50として例えばROMを用い、積分回路44とし
て例えばアップダウンカウンタを用いることにより容易
に実現可能である。

以上、MUSE信号をデコードするためのA/D変換処理に
先立ってMUSE信号のクランプを行なって直流レベルを再
生するようにした場合について説明したが、ディジタル
TBC（Time Base Corrector）を用いて時間軸補正を行な
う場合について第４図を参照して説明する。第４図にお
いて、ディスク1,スピンドルモータ2,ピックアップ3,FM
復調回路4,クランプ回路5,ドロップアウト検出回路15,H
D期間検出回路16,A/D変換回路18は第１図の装置と同様
に接続されている。

しかしながら、本例においてはディスク１にはFM変調
されたMUSE信号と共にこのFM信号の占める周波数帯域よ
り低い帯域にパイロット信号が多重記録されており、ピ
ックアップ３からは、FM変調されたMUSE信号とパイロッ
ト信号と周波数多重されて出力される。このピックアッ
プ３の出力は、バンドパスフィルタ等からなるパイロッ
ト分離回路31に供給されてパイロット信号が分離され
る。分離されたパイロット信号は、可変クロック発生回
路32に供給される。可変クロック発生回路32は、フェイ
ズロックドループ（Phase Locked Loop）によってパイ
ロット信号の時間軸変動に追従して周波数の変化するク
ロック信号ｅを発生するように構成されている。この可
変クロック発生回路32から出力されたクロック信号ｅ
は、HD期間検出回路16及びA/D変換回路18に供給される
と同時にメモリ33に書き込み指令信号として供給され
る。メモリ33にはA/D変換回路18の出力データが供給さ
れており、かつ基準クロック発生回路34から出力された
基準クロックが読み出し指令信号として供給されてい
る。

メモリ33は、クロック信号ｅに同期してA/D変換回路1
8の出力データを所定のアドレスから順に順次各アドレ
スに書き込み、基準クロック信号に同期して各アドレス
の格納データを所定のアドレスから順に順次読み出すよ
うに構成されている。このメモリ33から読み出されたデ
ータは、D/A変換回路35に供給されて時間軸変動が除去
された再生MUSE信号が得られる。

以上の構成においても第１図の装置と同様にA/D変換
回路18に供給される再生MUSE信号のドロップアウトによ
る誤クランプが防止されてA/D変換が誤りなくなされ
る。従って、ドロップアウトが発生してもディジタルTB
Cからは正しいデータが出力される。

発明の効果 以上詳述した如く本発明による記録MUSE信号読取装置
においては、ドロップアウトが生じておらず、かつRF信
号中にクランプレベル信号が存在する期間中は、再生MU
SE信号の信号レベルと所定クランプレベル設定値との差
分値を積分回路に供給する一方、ドロップアウトが発生
した場合には、この差分値の上記積分回路への供給を停
止する。ここで、ドロップアウトが生じていなければ、
上記再生MUSE信号のHD信号の存在する期間における低域
成分を、かかる積分回路の出力に対応した電位にクラン
プする一方、ドロップアウトが発生した場合には、かか
るクランプ動作を停止する構成としている。よって、本
発明によれば、ドロップアウトの影響による誤ったクラ
ンプ動作が防止されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路ブロック図、第
２図は、本発明の他の実施例を示す回路ブロック図、第
３図は、本発明の更に他の実施例を示す回路ブロック
図、第４図は、本発明の更に他の実施例を示す回路ブロ
ック図、第５図は、MUSE信号を示す概略波形図、第６図
は、フレームパルスを示す波形図、第７図は、MUSE信号
におけるクランプレベル信号期間の存在する部分の波形
図である。 主要部分の符号の説明 ３……ピックアップ ４……FM復調回路 ５……クランプ回路 15……ドロップアウト検出回路 16……HD期間検出回路 40……クランプレベル期間検出回路 43……アナログスイッチ 44……積分回路 50……リミッタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 佑一 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (72)発明者 大村 俊郎 東京都渋谷区神南２丁目２番１号 日本 放送協会放送センター内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体から読み取られたRF信号を復調処
   理して再生MUSE信号を得る復調手段と、 前記再生MUSE信号レベルと所定クランプレベル設定値と
   の差分値を求める減算手段と、 入力信号を積分して出力する積分回路と、 前記RF信号にドロップアウトが生じておらず、かつ前記
   RF信号中にクランプレベル信号が存在する期間中は前記
   差分値を前記入力信号として前記積分回路に供給する一
   方、前記ドロップアウトが発生した場合には前記差分値
   の前記積分回路への供給を停止する中継手段と、 前記ドロップアウトが生じていない場合は前記再生MUSE
   信号のHD信号の存在する期間における低域成分を前記積
   分回路の出力に対応した電位にクランプする一方、前記
   ドロップアウトが発生した場合には前記クランプ動作を
   停止するクランプ手段とを備えたことを特徴とする記録
   MUSE信号読取装置。