JP3104364B2 - ディジタル画像信号の磁気記録方法 - Google Patents

ディジタル画像信号の磁気記録方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルビデオ信号
等のディジタル画像信号を磁気テープに記録するディジ
タルＶＴＲにおけるディジタル画像信号の磁気記録方法
に関するものであり、特にディジタル画像信号を再生歪
みが少ないような形で圧縮して記録する際に使用する磁
気記録媒体の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラービデオ信号をディジタル化して磁
気テープ等の記録媒体に記録するディジタルＶＴＲとし
ては、放送局用のＤ１フォーマットのコンポーネント形
ディジタルＶＴＲ及びＤ２フォーマットのコンポジット
形ディジタルＶＴＲが実用化されている。
【０００３】前者のＤ１フォーマットディジタルＶＴＲ
は、輝度信号及び第１，第２の色差信号をそれぞれ１
３．５ＭＨｚ、６．７５ＭＨｚのサンプリング周波数で
Ａ／Ｄ変換した後、所定の信号処理を行って磁気テープ
上に記録するもので、これらコンポーネント成分のサン
プリング周波数が４：２：２であることから、４：２：
２方式とも称されている。
【０００４】一方、後者のＤ２フォーマットディジタル
ＶＴＲは、コンポジットカラービデオ信号をカラー副搬
送波信号の周波数の４倍の周波数の信号でサンプリング
を行ってＡ／Ｄ変換し、所定の信号処理を行った後、磁
気テープに記録するようにしている。
【０００５】いずれにしても、これらのディジタルＶＴ
Ｒは、共に放送局用に使用されることを前提に設計され
ているために、画質最優先とされ、１サンプルが例えば
８ビットにＡ／Ｄ変換されたディジタルカラービデオ信
号を実質的に圧縮することなしに記録するようになされ
ている。一例として、Ｄ１フォーマットのディジタルＶ
ＴＲのデータ量について説明する。
【０００６】カラービデオ信号の情報量は、上述のサン
プリング周波数で、各サンプル当たり８ビットでＡ／Ｄ
変換した場合には、約２１６Ｍｂｐｓ（メガビット／
秒）となる。このうち水平及び垂直のブランキング期間
のデータを除くと、１水平期間の輝度信号の有効画素数
が７２０、色差信号の有効画素数が３６０となるので、
１秒間の映像信号のデータ量Ｄｖは、 Ｄｖ＝(720＋360 ＋360)×８×250 ×60 ＝172.8 Ｍｂｐｓ となる。
【０００７】ＰＡＬ方式（６２５／５０）でもフィール
ド毎の有効走査線数が３００で、一秒間でのフィールド
数が５０であることを考慮すると、そのデータ量がＮＴ
ＳＣ方式と等しくなることがわかる。これらのデータに
エラー訂正及びフォーマット化のための冗長成分を加味
すると、映像データのビットレートは合計で約２０５．
８Ｍｂｐｓとなる。
【０００８】また、オーディオ・データＤａは、約１
２．８Ｍｂｐｓとなり、さらに編集用のギャップ、プリ
アンブル、ポストアンブル等の付加データＤｏが約６．
６Ｍｂｐｓとなるので、ＮＴＳＣ方式の場合の記録デー
タ全体の情報量Ｄｔは以下の通りとなる。 Ｄｔ＝Ｄｖ＋Ｄａ＋Ｄｏ ＝172.8 ＋12.8＋6.6 ＝192.2 Ｍｂｐｓ
【０００９】かかる情報量を有するデータを記録するた
め、Ｄ１フォーマットのディジタルＶＴＲでは、トラッ
クパターンとして、ＮＴＳＣ方式では１フィールドで１
０トラック、またＰＡＬ方式では１フィールドで１２ト
ラックを用いるセグメント方式が採用されている。ま
た、記録テープとしては、１９ｍｍ幅のものが使用さ
れ、テープ厚さは１３μと１６μｍの二種類があり、こ
れを収納するカセットには大（Ｌ）、中（Ｍ）、小
（Ｓ）の三種類のものが用意されている。これらのテー
プに上述したフォーマットで情報データを記録している
ため、データの記録密度としては約２０．４μｍ2 ／ｂ
ｉｔ程度となっている。
【００１０】以上のパラメータを総合すると、Ｄ１フォ
ーマットのディジタルＶＴＲの各サイズのカセットの再
生時間は次の通りとなる。すなわち、Ｓサイズのカセッ
トではテープ厚さが１３μｍのときには１３分、１６μ
ｍのときには１１分、Ｍサイズのカセットではテープ厚
さが１３μｍのときには４２分、１６μｍのときには３
４分、Ｌサイズのカセットではテープ厚さが１３μｍの
ときには９４分、１６μｍのときには７６分である。
【００１１】このように、Ｄ１フォーマットのディジタ
ルＶＴＲは、放送局用の画質を最優先とするＶＴＲとし
ては十分なものであるが、１９ｍｍ幅を有する磁気テー
プを装着した大型のカセットテープを使用しても高々
１．５時間程度の再生時間しか得られず、一般家庭用の
ＶＴＲとして使用するには不適当である。
【００１２】一方、例えば５μｍのトラック幅に対して
最短波長０．５μｍの信号を記録するようにすれば、
１．２５μｍ2 ／ｂｉｔの記録密度を実現することがで
き、記録情報を再生歪みが少ないような形で圧縮する方
法を併用することによって、テープ幅が８ｍｍあるいは
それ以下の幅狭の磁気テープを使用しても長時間の記録
・再生が可能となるものと期待される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記録密
度を上述のように１．２５μｍ2 ／ｂｉｔ程度に高める
と、これまでの低域変換方式のビデオテープレコーダの
場合と同様の表面設計や磁気特性を有する磁気テープを
用いたのでは、再生時のビットエラーレートが非常に高
くなってしまうという問題がある。
【００１４】例えば、高密度記録を行うための金属蒸着
テープ（ＭＥテープ）の表面設計においては、磁性層の
支持体となるベースフィルムに内添されたフィラーと、
ベースフィルム表面に下塗層として形成される有機物
（高分子エマルジョン等）あるいは無機物（ＳｉＯ
2 等）により、高さの異なる二種類の突起を存在させる
ことが行われているが、ベースフィルムに内添されたフ
ィラーによる大きな突起と下塗層による小さな突起との
間に高さの差がありすぎると、磁気テープの摺動により
磁気ヘッドの耐摩耗性に劣る部分（例えばガラスやセン
ダスト合金等で構成された部分）の摩耗が生じたり、磁
気テープと磁気ヘッドとの間にスペーシングが生じたり
して、磁気テープからの再生出力のレベルダウン量が多
くなり、結果としてビットエラーレートの増加を招くこ
とになる。
【００１５】あるいは、低域変換方式のビデオテープレ
コーダにおいては、長波長域のカラー特性も重要である
ため、残留磁束密度Ｂｒやエネルギー積〔磁性層の厚み
をδ、抗磁力をＨｃとしたときにＢｒ・δ・Ｈｃ（Gaus
s ・cm・Oe）なる式で与えられる。〕等の値は、この点
を考慮して設定されているが、ディジタル画像信号を記
録するディジタルＶＴＲにおいては、長波長領域の特性
はそれほど重要ではなく、短波長特性を重視した設計が
必要となる。
【００１６】特に、上述のようなディジタル画像信号を
再生歪みが少ないような形で圧縮して記録するディジタ
ルＶＴＲ等においては、短波長領域でＣ／Ｎが高く、且
つエラーレートが低いことが必須の要件である。
【００１７】上述のように、ディジタル画像信号を記録
するディジタルＶＴＲ、特にディジタル画像信号を再生
歪みが少ないような形で圧縮して記録するディジタルＶ
ＴＲにおいては、これに適した磁気記録媒体の設計が不
可欠である。そこで本発明は、かかる実情に鑑みて提案
されたものであって、用いる磁気記録媒体をディジタル
画像信号の記録に適したものとし、エラー訂正を行う前
のビットエラーレートを１×１０-4以下に低減すること
が可能なディジタル画像信号の磁気記録方法を提供する
ことを目的とする。
【００１８】さらに本発明は、再生出力のレベルダウン
量を少なくし、電磁変換特性の向上を図ることができる
ディジタル画像信号の磁気記録方法を提供することを目
的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本願の第１の発明は、入力ディジタル画像信号を
複数の画素データからなるブロック単位のデータに変換
してブロック化し、該ブロック化されたデータをブロッ
ク単位に圧縮符号化し、該圧縮符号化されたデータをチ
ャンネル符号化し、該チャンネル符号化されたデータを
回転ドラムに装着された磁気ヘッドにより磁気記録媒体
に記録するようにしたディジタル画像信号の磁気記録方
法において、上記磁気記録媒体は、非磁性支持体上に金
属磁性薄膜よりなる磁性層が形成されてなり、該磁性層
の残留磁束密度、厚さ及び抗磁力の積であるエネルギー
積が７５Ｇ・cm・Oe以上であるとともに、磁性層側の表
面粗さが中心線平均粗さＲａで３０Å以下であり、且つ
十点平均粗さＲｚで４００Å以下であることを特徴とす
るものである。
【００２０】また、本願の第２の発明は、入力ディジタ
ル画像信号を複数の画素データからなるブロック単位の
データに変換してブロック化し、該ブロック化されたデ
ータをブロック単位に圧縮符号化し、該圧縮符号化され
たデータをチャンネル符号化し、該チャンネル符号化さ
れたデータを回転ドラムに装着された磁気ヘッドにより
磁気記録媒体に記録するようにしたディジタル画像信号
の磁気記録方法において、上記磁気記録媒体は、非磁性
支持体上に金属磁性薄膜よりなる磁性層が形成されてな
り、該磁性層の残留磁束密度、厚さ及び抗磁力の積であ
るエネルギー積が７５Ｇ・cm・Oe以上であるとともに、
非磁性支持体に内添されたフィラーによる磁性層表面の
突起の高さｈf が４００Å以下であり、且つ非磁性支持
体上に形成された下塗層による磁性層表面の突起の高さ
ｈu が２００Å以下であることを特徴とするものであ
る。
【００２１】なお、この場合、ｈf −ｈu ≦３００Åと
することが好ましく、ｈf −ｈu ≦２００Åとすること
がより好ましい。
【００２２】さらに、本願の第３の発明は、入力ディジ
タル画像信号を複数の画素データからなるブロック単位
のデータに変換してブロック化し、該ブロック化された
データをブロック単位に圧縮符号化し、該圧縮符号化さ
れたデータをチャンネル符号化し、該チャンネル符号化
されたデータを回転ドラムに装着された磁気ヘッドによ
り磁気記録媒体に記録するようにしたディジタル画像信
号の磁気記録方法において、上記磁気記録媒体は、非磁
性支持体上に金属磁性薄膜よりなる磁性層が形成されて
なり、該磁性層の残留磁束密度、厚さ及び抗磁力の積で
あるエネルギー積が７５Ｇ・cm・Oe以上、且つ抗磁力角
形比Ｓ*が０．３以上であることを特徴とするものであ
る。
【００２３】
【作用】ディジタル画像信号を再生歪みが少ないような
形で圧縮して記録するディジタルＶＴＲにおいては、従
来のＶＴＲとは異なる表面設計が必要であり、磁性層の
表面粗さを中心線平均粗さＲａで３０Å以下、十点平均
粗さＲｚで４００Å以下とすることにより、データの記
録密度を１μｍ2 ／ｂｉｔ程度に高めても、エラー訂正
を行う前のビットエラーレートが１×１０-4以下に低減
される。
【００２４】同様に、非磁性支持体に内添されたフィラ
ーによる磁性層表面の突起の高さｈ f が４００Å以下、
非磁性支持体上に形成された下塗層による磁性層表面の
突起高さｈu が２００Å以下とすることにより、磁気ヘ
ッドの偏摩耗やスペーシングが抑制され、再生出力のレ
ベルダウン量が少なくなり、電磁変換特性が向上され
る。
【００２５】一方、非磁性支持体上に金属磁性薄膜を磁
性層として形成してなる磁気記録媒体においては、一定
の蒸着レートで金属磁性薄膜の膜厚を厚くした場合、膜
厚の増加に伴う磁気的劣化及び出力の増加によりノイズ
が増加する。ここで、静磁気特性のパラメータとして抗
磁力角形比Ｓ* 、出力に対応するパラメータとしてエネ
ルギー積Ｂｒ・δ・Ｈｃ（ただし、Ｂｒは残留磁束密
度、δは膜厚、Ｈｃは抗磁力である。）を考えると、デ
ィジタル画像信号を再生歪みが少ないような形で圧縮し
て記録するディジタルＶＴＲにおいて高Ｃ／Ｎなる電磁
変換特性を得るための条件は、 Ｂｒ・δ・Ｈｃ≧７５Ｇ・cm・Oe Ｓ* ≧０．３ となる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明を適用した実施例について、図
面や実験結果を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】Ａ．記録再生装置の構成 本実施例は、例えば５μｍのトラック幅に対して最短波
長０．５μｍの信号を記録するようにし、記録密度１．
２５μｍ2 ／ｂｉｔを実現するとともに、記録情報を再
生歪みが少ないような形で圧縮する方法を併用すること
によって、テープ幅が８mmあるいはそれ以下の幅狭の磁
気テープを使用しても長時間の記録・再生が可能なディ
ジタルＶＴＲに適用した例である。
【００２８】以下、このディジタルＶＴＲの構成につい
て説明する。
【００２９】ａ．信号処理部 先ず、本実施例において用いたディジタルＶＴＲの信号
処理部について説明する。図１は記録側の構成全体を示
すものであり、１Ｙ、１Ｕ、１Ｖでそれぞれ示す入力端
子に、例えばカラービデオカメラからの三原色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂから形成されたディジタル輝度信号Ｙ、ディジタ
ル色差信号Ｕ、Ｖが供給される。この場合、各信号のク
ロックレートはＤ１フォーマットの各コンポーネント信
号の周波数と同一とされる。すなわち、それぞれのサン
プリング周波数が１３．５ＭＨｚ、６．７５ＭＨｚとさ
れ、且つこれらの１サンプル当たりのビット数が８ビッ
トとされている。したがって、入力端子１Ｙ、１Ｕ、１
Ｖに供給される信号のデータ量としては、約２１６Ｍｂ
ｐｓとなる。この信号のうちブランキング時間のデータ
を除去し、有効領域の情報のみを取り出す有効情報抽出
回路２によってデータ量が約１６７Ｍｂｐｓに圧縮され
る。
【００３０】そして、上記有効情報抽出回路２の出力の
うちの輝度信号Ｙが周波数変換回路３に供給され、サン
プリング周波数が１３．５ＭＨｚからその３／４に変換
される。周波数変換回路３としては、例えば間引きフィ
ルタが使用され、折り返し歪みが生じないようになされ
ている。この周波数変換回路３の出力信号は、ブロック
化回路５に供給され、輝度データの順序がブロックの順
序に変換される。ブロック化回路５は、後段に設けられ
たブロック符号化回路８のために設けられている。
【００３１】図３は、符号化の単位のブロックの構造を
示す。この例は、３次元ブロックであって、例えば２フ
レームに跨がる画面を分割することにより、同図に示す
ように（４ライン×４画素×２フレーム）の単位ブロッ
クが多数形成される。なお、図３において実線は奇数フ
ィールドのラインを示し、破線は偶数フィールドのライ
ンを示す。
【００３２】また、有効情報抽出回路２の出力のうち、
２つの色差信号Ｕ、Ｖがサブサンプリング及びサブライ
ン回路４に供給され、サンプリング周波数がそれぞれ
６．７５ＭＨｚからその半分に変換された後、２つのデ
ィジタル色差信号が互いにライン毎に選択され、１チャ
ンネルのデータに合成される。したがって、このサブサ
ンプリング及びサブライン回路４からは線順次化された
ディジタル色差信号が得られる。このサブサンプリング
及びサブライン回路４によってサブサンプル及びサブラ
イン化された信号の画素構成を図４に示す。図４中、○
は第１の色差信号Ｕのサブサンプリング画素を示し、△
は第２の色素信号Ｖのサンプリング画素を示し、×はサ
ブサンプルによって間引かれた画素の位置を示す。
【００３３】上記サブサンプリング及びサブライン回路
４からの線順次化出力信号は、ブロック化回路６に供給
される。ブロック化回路６では一方のブロック化回路５
と同様に、テレビジョン信号の走査の順序の色差データ
がブロックの順序のデータに変換される。このブロック
化回路６は、一方のブロック化回路５と同様に、色差デ
ータを（４ライン×４画素×２フレーム）のブロック構
造に変換する。そしてこれらブロック化回路５及びブロ
ック化回路６の出力信号が合成回路７に供給される。
【００３４】合成回路７では、ブロックの順序に変換さ
れた輝度信号及び色差信号が１チャンネルのデータに変
換され、この合成回路７の出力信号がブロック符号化回
路８に供給される。ブロック符号化回路８としては、後
述するようにブロック毎のダイナミックレンジに適応し
た符号化回路（ＡＤＲＣと称する。）、ＤＣＴ（Ｄｉｓ
ｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路
等が適用できる。前記ブロック符号化回路８からの出力
信号は、さらにフレーム化回路９に供給され、フレーム
構造のデータに変換される。このフレーム化回路９で
は、画素系のクロックと記録系のクロックとの乗り換え
が行われる。
【００３５】次いで、フレーム化回路９の出力信号がエ
ラー訂正符号のパリティ発生回路１０に供給され、エラ
ー訂正符号のパリティが生成される。パリティ発生回路
１０の出力信号はチャンネルエンコーダ１１に供給さ
れ、記録データの低域部分を減少させるようなチャンネ
ルコーディングがなされる。チャンネルエンコーダ１１
の出力信号が記録アンプ１２Ａ，１２Ｂと回転トランス
（図示は省略する。）を介して一対の磁気ヘッド１３
Ａ，１３Ｂに供給され、磁気テープに記録される。な
お、オーディオ信号と、ビデオ信号とは別に圧縮符号化
され、チャンネルエンコーダ１１に供給される。
【００３６】上述の信号処理によって、入力のデータ量
２１６Ｍｂｐｓが有効走査期間のみを抽出するによって
約１６７Ｍｂｐｓに低減され、さらに周波数変換とサブ
サンプル、サブラインとによってこれが８４Ｍｂｐｓに
減少される。このデータは、ブロック符号化回路８で圧
縮符号化することにより、約２５Ｍｂｐｓに圧縮され、
その後のパリティ、オーディオ信号等の付加的な情報を
加えて、記録データ量としては３１．５６Ｍｂｐｓとな
る。
【００３７】次に、再生側の構成について図２を参照し
ながら説明する。再生の際には、図２に示すように、先
ず磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂからの再生データが回転ト
ランス及び再生アンプ１４Ａ，１４Ｂを介してチャンネ
ルデコーダ１５に供給される。チャンネルデコーダ１５
において、チャンネルコーディングの復調がされ、チャ
ンネルデコーダ１５の出力信号がＴＢＣ回路（時間軸補
正回路）１６に供給される。このＴＢＣ回路１６におい
て、再生信号の時間軸変動成分が除去される。ＴＢＣ回
路１６からの再生データがＥＣＣ回路１７に供給され、
エラー訂正符号を用いたエラー訂正とエラー修整とが行
われる。ＥＣＣ回路１７の出力信号がフレーム分解回路
１８に供給される。
【００３８】フレーム分解回路１８によって、ブロック
符号化データの各成分がそれぞれ分離されるとともに、
記録系のクロックから画素系のクロックへの乗り換えが
なされる。フレーム分解回路１８で分離された各データ
がブロック複号回路１９に供給され、各ブロック単位に
原データと対応する復元データが複号され、複号データ
が分配回路２０に供給される。この分配回路２０で複号
データが輝度信号と色差信号に分離される。輝度信号及
び色差信号がブロック分解回路２１，２２にそれぞれ供
給される。ブロック分解回路２１，２２は、送信側のブ
ロック化回路５，６とは逆に、ブロックの順序の複号デ
ータをラスター走査の順に変換する。
【００３９】ブロック分解回路２１からの複号輝度信号
が補間フィルタ２３に供給される。補間フィルタ２３で
は、輝度信号のサンプリングレートが３ｆｓから４ｆｓ
（４ｆｓ＝１３．５ＭＨｚ）に変換される。補間フィル
タ２３からのディジタル輝度信号Ｙは出力端子２６Ｙに
取り出される。
【００４０】一方、ブロック分解回路２２からのディジ
タル色差信号が分配回路２４に供給され、線順次化され
たディジタル色差信号Ｕ，Ｖがディジタル色差信号Ｕ及
びＶにそれぞれ分離される。分配回路２４からのディジ
タル色差信号Ｕ，Ｖが補間回路２５に供給され、それぞ
れ補間される。補間回路２５は、復元された画素データ
を用いて間引かれたライン及び画素のデータを補間する
もので、補間回路２５からはサンプリングレートが２ｆ
ｓのディジタル色差信号Ｕ及びＶが得られ、出力端子２
６Ｕ，２６Ｖにそれぞれ取り出される。
【００４１】ｂ．ブロック符号化 図１におけるブロック符号化回路８としては、ＡＤＲＣ
（ＡｄａｐｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ Ｃｏ
ｄｉｎｇ）エンコーダが用いられる。このＡＤＲＣエン
コーダは、各ブロックに含まれる複数の画素データの最
大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮを検出し、これら最大値ＭＡ
Ｘ及び最小値ＭＩＮからブロックのダイナミックレンジ
ＤＲを検出し、このダイナミックレンジＤＲに適応した
符号化を行い、原画素データのビット数よりも少ないビ
ット数により、再量子化を行うものである。ブロック符
号化回路８の他の例としては、各ブロックの画素データ
をＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍ）した後、このＤＣＴで得られた係数データ
を量子化し、量子化データをランレングス・ハフマン符
号化して圧縮符号化する構成を用いてもよい。
【００４２】ここでは、ＡＤＲＣエンコーダを用い、さ
らにマルチダビングした時にも画質劣化が生じないエン
コーダの例を図５を参照しながら説明する。図５におい
て、入力端子２７に例えば１サンプルが８ビットに量子
化されたディジタルビデオ信号（或いはディジタル色差
信号）が図１の合成回路７より入力される。入力端子２
７からのブロック化データが最大値，最小値検出回路２
９及び遅延回路３０に供給される。最大値，最小値検出
回路２９は、ブロック毎に最小値ＭＩＮ、最大値ＭＡＸ
を検出する。遅延回路３０からは、最大値及び最小値が
検出されるのに要する時間、入力データを遅延させる。
遅延回路３０からの画素データが比較回路３１及び比較
回路３２に供給される。
【００４３】最大値，最小値検出回路２９からの最大値
ＭＡＸが減算回路３３に供給され、最小値ＭＩＮが加算
回路３４に供給される。これらの減算回路３３及び加算
回路３４には、ビットシフト回路３５から４ビット固定
長でノンエッジマッチング量子化した場合の１量子化ス
テップ幅の値（△＝１／１６ＤＲ）が供給される。ビッ
トシフト回路３５は、（１／１６）の割算を行うよう
に、ダイナミックレンジＤＲを４ビットシフトする構成
とされている。減算回路３３からは（ＭＡＸ−△）のし
きい値が得られ、加算回路３４からは（ＭＩＮ＋△）の
しきい値が得られる。これらの減算回路３３及び加算回
路３４からのしきい値が比較回路３１，３２にそれぞれ
供給される。なお、このしきい値を規定する値△は、量
子化ステップ幅に限らず、ノイズレベルに相当する固定
値としてもよい。
【００４４】比較回路３１の出力信号がＡＮＤゲート３
６に供給され、比較回路３２の出力信号がＡＮＤゲート
３７に供給される。ＡＮＤゲート３６及びＡＮＤゲート
３７には、遅延回路３０からの入力データが供給され
る。比較回路３１の出力信号は、入力データがしきい値
より大きい時にハイレベルとなり、したがってＡＮＤゲ
ート３６の出力端子には、（ＭＡＸ〜ＭＡＸ−△）の最
大レベル範囲に含まれる入力データの画素データが抽出
される。一方、比較回路３２の出力信号は、入力データ
がしきい値より小さい時にハイレベルとなり、したがっ
てＡＮＤゲート３７の出力端子には、（ＭＩＮ〜ＭＩＮ
＋△）の最小レベル範囲に含まれる入力データの画素デ
ータが抽出される。
【００４５】ＡＮＤゲート３６の出力信号が平均化回路
３８に供給され、ＡＮＤゲート３７の出力信号が平均化
回路３９に供給される。これらの平均化回路３８，３９
は、ブロック毎に平均値を算出するもので、端子４０か
らブロック周期のリセット信号が平均化回路３８，３９
に供給されている。平均化回路３８からは、（ＭＡＸ〜
ＭＡＸ−△）の最大レベル範囲に属する画素データの平
均値ＭＡＸ´が得られ、平均化回路３９からは（ＭＩＮ
〜ＭＩＮ＋△）の最小レベル範囲に属する画素データの
平均値ＭＩＮ´が得られる。平均値ＭＡＸ´から平均値
ＭＩＮ´が減算回路４１で減算され、この減算回路４１
からダイナミックレンジＤＲ´が得られる。
【００４６】また、平均値ＭＩＮ´が減算回路４２に供
給され、遅延回路４３を介された入力データから平均値
ＭＩＮ´が減算回路４２において減算され、最小値除去
後のデータＰＤＩが形成される。このデータＰＤＩ及び
修整されたダイナミックレンジＤＲ´が量子化回路４４
に供給される。この実施例では、量子化に割り当てられ
るビット数ｎが０ビット（コード信号を転送しない）、
１ビット、２ビット、３ビット、４ビットの何れかとさ
れる可変長のＡＤＲＣであって、エッジマッチング量子
化がなされる。割り当てビット数ｎは、ブロック毎にビ
ット数決定回路４５において決定され、ビット数ｎのデ
ータが量子化回路４４に供給される。
【００４７】可変長ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジＤ
Ｒ´が小さいブロックでは、割り当てビット数ｎを少な
くし、ダイナミックレンジＤＲ´が大きいブロックで
は、割り当てビット数ｎを多くすることで、効率の良い
符号化を行うことができる。すなわち、ビット数ｎを決
定する際のしきい値をＴ１〜Ｔ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜
Ｔ４）とすると、（ＤＲ´＜Ｔ１）のブロックは、コー
ド信号が転送されず、ダイナミックレンジＤＲ´の情報
のみが転送され、（Ｔ１≦ＤＲ´＜Ｔ２）のブロック
は、（ｎ＝１）とされ、（Ｔ２≦ＤＲ´＜Ｔ３）のブロ
ックは、（ｎ＝２）とされ、（Ｔ３≦ＤＲ´＜Ｔ４）の
ブロックは、（ｎ＝３）とされ、（ＤＲ´≧Ｔ４）のブ
ロックは、（ｎ＝４）とされる。
【００４８】かかる可変長ＡＤＲＣではしきい値Ｔ１〜
Ｔ４を変えることで、発生情報量を制御すること（いわ
ゆるバッファリング）ができる。したがって、１フィー
ルド或いは、１フレーム当たりの発生情報量を所定値に
することが要求されるこの発明のディジタルビデオテー
プレコーダのような伝送路に対しても可変長ＡＤＲＣを
適用できる。
【００４９】発生情報量を所定値にするためのしきい値
Ｔ１〜Ｔ４を決定するバッファリング回路４６では、し
きい値の組（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）が複数例えば３
２組用意されており、これらのしきい値の組がパラメー
タコードＰｉ（ｉ＝０、１、２・・・・３１）により区
別される。パラメータコードＰｉの番号ｉが大きくなる
に従って、発生情報量が単調に減少するように設定され
ている。ただし、発生情報量が減少するに従って、復元
画像の画質が劣化する。
【００５０】バッファリング回路４６からのしきい値Ｔ
１〜Ｔ４が比較回路４７に供給され、遅延回路４８を介
されたダイナミックレンジＤＲ´が比較回路４７に供給
される。遅延回路４８は、バッファリング回路４６でし
きい値の組が決定されるのに要する時間、ＤＲ´を遅延
させる。比較回路４７では、ブロックのダイナミックレ
ンジＤＲ´と各しきい値とがそれぞれ比較され、比較出
力がビット数決定回路４５に供給され、そのブロックの
割り当てビット数ｎが決定される。量子化回路４４で
は、ダイナミックレンジＤＲ´と割り当てビット数ｎと
を用いて遅延回路４９を介された最小値除去後のデータ
ＰＤＩがエッジマッチングの量子化により、コード信号
ＤＴに変換される。量子化回路４４は、例えばＲＯＭで
構成されている。
【００５１】遅延回路４８、５０をそれぞれ介して修整
されたダイナミックレンジＤＲ´、平均値ＭＩＮ´が出
力され、さらにコード信号ＤＴとしきい値の組を示すパ
ラメータコードＰｉが出力される。この例では、一旦ノ
ンエッジマッチ量子化された信号が新たにダイナミック
レンジ情報に基づいて、エッジマッチ量子化されている
ためにダビングした時の画像劣化は少ないものとされ
る。
【００５２】ｃ．チャンネルエンコーダ及びチャンネル
デコーダ 次に、図１のチャンネルエンコーダ１１及びチャンネル
デコーダ１５について説明する。チャンネルエンコーダ
１１においては、図６に示すように、パリティ発生回路
１０の出力が供給される適応型スクランブル回路で、複
数のＭ系列のスクランブル回路５１が用意され、その中
で入力信号に対し最も高周波成分及び直流成分の少ない
出力が得られるようなＭ系列が選択されるように構成さ
れている。パーシャルレスポンス・クラス４検出方式の
ためのプリコーダ５２で、１／１−Ｄ2 （Ｄは単位遅延
用回路）の演算処理がなされる。このプリコーダ５２の
出力を記録アンプ１２Ａ，１３Ａを介して磁気ヘッド１
３Ａ，１３Ｂにより、記録再生し、再生出力を再生アン
プ１４Ａ，１４Ｂによって増幅するようになされてい
る。
【００５３】一方、チャンネルデコーダ１５において
は、図７に示すように、パーシャルレスポンス・クラス
４の再生側の演算処理回路５３は、１＋Ｄの演算が再生
アンプ１４Ａ，１４Ｂの出力に対して行われる。また、
いわゆるビタビ複号回路５４においては、演算処理回路
５３の出力に対してデータの相関性や確からしさ等を用
いた演算により、ノイズに強いデータの複号が行われ
る。このビタビ複号回路５４の出力がディスクランブル
回路５５に供給され、記録側のスクランブル処理によっ
て並び変えられたデータが元の系列に戻されて原データ
が復元される。この実施例において用いられるビタビ複
号回路５４によって、ビット毎の複号を行う場合より
も、再生Ｃ／Ｎ換算で３ｄＢの改善がなされる。
【００５４】ｄ．電磁変換系 磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂは、図８Ａに示
すように、回転ドラム７６に対して、１８０°の対向間
隔で取付けられている。あるいは、図８Ｂに示すよう
に、磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂが一体構造
とされた形でドラム７６に取付けられる。
【００５５】ドラム７６の周面には、１８０°よりやや
大きいか、あるいはやや小さい巻き付け角で磁気テープ
（図示せず。）が斜めに巻き付けられており、図８Ａに
示すヘッド配置では、磁気テープに対して磁気ヘッド１
３Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂがほぼ交互に接し、図８Ｂに
示すヘッド配置では磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッド１
３Ｂが同時に磁気テープを走査するように構成される。
【００５６】また、前記磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッ
ド１３Ｂのギャップの向きは、記録トラック方向に対し
て互いに反対側に傾けられており、例えば図９に示すよ
うに、磁気ヘッド１３Ａと磁気ヘッド１３Ｂの間に±２
０°のアジマス角が設定されている。このアジマス角の
相違により、磁気テープには、図１０に示すような記録
パターンが形成される。この図１０からわかるように、
磁気テープ上に形成された隣合うトラックＴＡ及びＴＢ
は、アジマス角が相違した磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘ
ッド１３Ｂによりそれぞれ形成されたものとなる。した
がって、再生時には、いわゆるアジマス損失によって隣
接トラック間のクロストーク量を低減することができ
る。
【００５７】図１１Ａ及び図１１Ｂは、磁気ヘッド１３
Ａ，１３Ｂを一体構造（いわゆるダブルアジマスヘッ
ド）とした場合のより具体的な構成を示す。例えば１５
０ｒｐｓ（ＮＴＳＣ方式）の高速で回転される上ドラム
７６に一体構造の磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂが取り付け
られ、下ドラム７７が固定とされている。したがって、
磁気テープ７８には、１フィールドのデータが５本のト
ラックに分割して記録される。このセグメント方式によ
り、トラックの長さを短くすることができ、トラックの
直線性に起因するエラーを小さくできる。なお、磁気テ
ープ７８の巻き付け角θは例えば１６６°とされ、ドラ
ム径φは１６．５mmとされている。
【００５８】また、上述のように、ダブルアジマスヘッ
ドで同時記録を行うようにすることで、１８０°の対向
角度で一対の磁気ヘッドが配置されたものと比較しても
直線性に起因するエラー量を小さくすることができる。
すなわち、通常、上ドラム７６の回転部の偏心等によ
り、磁気テープ７８の振動が生じ、トラックの直線性に
起因するエラーが発生する。具体的には、図１２Ａに示
すように、磁気テープ７８が下側に押さえつけられ、あ
るいは図１２Ｂに示すように、磁気テープ７８が上に引
っ張られ、これにより磁気テープ７８が振動し、トラッ
クの直線性が劣化する。このとき、ダブルアジマスヘッ
ドで同時記録すれば、１８０°で一対の磁気ヘッドが対
向配置されたものと比較して、直線性に由来するエラー
量を小さくすることができる。
【００５９】さらに、ヘッド間距離が小さいのでペアリ
ング調整をより正確に行うことができるという利点も有
する。したがって、このような走行系により、幅狭のト
ラックで記録・再生を行うことができる。
【００６０】Ｂ．使用する磁気記録媒体の検討 上述のような構成を有するディジタルＶＴＲを用い、金
属磁性薄膜を磁性層とする磁気記録媒体に磁気記録を行
う。そこで、以下においては、用いる磁気記録媒体の表
面設計や磁気特性、特にエネルギー積や抗磁力角形比に
よるＣ／Ｎ、エラーレートの相違を調べた。
【００６１】ａ．抗磁力角形比Ｓ* 及びエネルギー積 先ず、金属磁性薄膜を磁性層とする磁気テープの作製方
法を説明する。金属磁性薄膜を磁性層とする磁気テープ
は、真空蒸着法によって作製されるが、ここではベース
フィルムとして厚さ１０μｍのポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）フィルムを用い、この上に予めアクリル
酸エステル系ラテックスを主成分とするエマルジョン液
を塗布し、ベースフィルムの一主面上に前記アクリル酸
エステル系ラテックス微粒子よりなる微小突起を形成し
た。このような処理を施したベースフィルムの表面粗さ
は、中心線平均粗さＲａで０．００１５μｍ、また微小
突起の密度は約５００万個／mm2 であった。
【００６２】上記ベースフィルム上に、図１３に示すよ
うな真空蒸着装置を用い、金属磁性薄膜を酸素雰囲気中
で斜め蒸着により成膜した。図１３は、金属磁性薄膜を
磁性層として成膜するための真空蒸着装置の一例を示す
ものであり、この真空蒸着装置は、中央部に配設された
円筒形のクーリングキャン８７及び間仕切り板８２で区
切られた真空槽８１ｃ，８１ｄを有し、各真空槽８１
ｃ，８１ｄにそれぞれ真空排気系８３ａ，８３ｂが接続
されてなるものである。
【００６３】また、一方の真空槽８１ｃには、ベースフ
ィルムＢの供給ロール８４及び巻き取りロール８５が設
けられており、さらにはベースフィルムＢを上記クーリ
ングキャン８７に沿わせて走行させるためのガイドロー
ル８６ａ，８６ｂが設置されている。上記真空槽８１ｄ
には、上記クーリングキャン８７と対向して蒸発源８８
が設置されており、クーリングキャン８７の近傍位置に
は、蒸発金属の入射角を規制するための遮蔽板９０や酸
素ガスの導入パイプ９１が設けられている。蒸発源８８
は、鉄、コバルト、ニッケルの単体金属、ＣｏＮｉ系合
金等の合金、さらには他の元素との混合物等が使用可能
であり、いずれにしてもエネルギー積や抗磁力角形比が
本発明で規定する範囲を満たすような材料であれば如何
なるものであってもよい。
【００６４】したがって、上記クーリングキャン８７に
沿ってベースフィルムＢを走行させるとともに、蒸発源
８８を電子銃９２からの電子ビーム８９によって加熱蒸
発せしめることで、ベースフィルム上に金属磁性薄膜が
斜め蒸着される。本実施例においては、蒸発源としてＣ
ｏあるいはＣｏＮｉ合金を用い、真空槽８１ｃ，８１ｄ
の真空度を１×１０-4Torr、酸素ガス導入量２５０cc／
分なる条件で金属磁性薄膜を成膜した。また、ベースフ
ィルムＢに対する蒸発金属の入射角は４５°〜９０°と
した。
【００６５】上述の真空蒸着装置を用い、金属磁性薄膜
の膜厚δや組成を変えて、各種特性の磁気テープ（８mm
幅）を作製した。作製した磁気記録媒体は、単層構造の
もの及び２層構造のものであるが、２層構造の金属磁性
薄膜は上記手法によって１層目の金属磁性薄膜を成膜し
た後に、同じ条件で再度金属磁性薄膜を成膜することに
よって形成される。この場合、２層目の成膜の際に１層
目の巻き始め側からベースフィルムＢを送り出せば、い
わゆる順２層構造となり、１層目の巻き終わり側からベ
ースフィルムＢを送り出せば、いわゆる逆２層構造とな
る。
【００６６】次いで、作製した各磁気記録媒体の磁気特
性、特に残留磁束密度Ｂｒ、抗磁力Ｈｃ、エネルギー積
Ｂｒ・δ・Ｈｃ、抗磁力角形比Ｓ* を測定し、さらには
先のディジタルＶＴＲによってＣ／Ｎ及びエラーレート
を測定した。結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】なお、抗磁力角形比Ｓ* は、図１４に示す
Ｍ−Ｈ曲線において、Ｍ（Ｈｃ）＝０の点でのＭ−Ｈ曲
線の接線の傾きである。したがって、この値はＭ−Ｈ曲
線から数１に従って容易に求めることができる。
【００６９】
【数１】
【００７０】この抗磁力角形比Ｓ* は、スイッチング・
フィールド・ディストリビューションを表現するパラメ
ータの１つであり、磁気的な配向性や磁化反転の様子を
判断するのに適当なものである。
【００７１】ディジタルＶＴＲにおいて、画質の劣化を
防ぐためにはＣ／Ｎが５０ｄＢ以上であることが必要で
あり、また２０％程度の冗長度のエラー訂正符号を使用
した時に訂正可能な範囲に収めるためには、訂正処理前
の段階でのエラーレートが１×１０-4以下であることが
必要である。かかる観点から見たとき、表１から明らか
なように、エネルギー積Ｂｒ・δ・Ｈｃや抗磁力角形比
Ｓ* が重要で、これらの値を本発明において規定する範
囲内に設定する必要があることがわかる。
【００７２】ｂ．表面性 先にも述べたように、金属磁性薄膜を磁性層とする磁気
テープは、ベースフィルム上に強磁性金属材料を真空蒸
着することによって作製されるが、ここでは金属磁性薄
膜の表面性をコントロールするために、厚さ１０μｍの
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからな
るベースフィルム上に、例えばアクリル酸エステル系ラ
テックスを主成分とするエマルジョンを下塗層として塗
布，乾燥し、前記ラテックスの微粒子よりなる微小突起
を形成した。また、前記ベースフィルムには、Ｓｉ
Ｏ2 、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等のフィラーを内添し、や
や大きめの突起を形成した。ここで、前記エマルジョン
中に分散されるラテックス粒子の粒径や含有量、あるい
はフィラーの粒径や添加量等をコントロールすることに
より、前記各突起の高さを調整し、各種表面粗さや突起
高さを有する磁気テープを作製した。
【００７３】一方、強磁性金属材料の真空蒸着方法を変
えることにより、各種磁気特性（ここではエネルギー
積）を有する磁性層を形成した。採用した真空蒸着方法
は下記の通りである。 ＜第１の方法＞図１５に示すような２槽式の真空蒸着装
置を用い、上記ベースフィルム上にＣｏを主成分とする
金属磁性薄膜を酸素雰囲気中で斜め蒸着により連続して
２層形成し、磁性層とした。
【００７４】図１５に示す真空蒸着装置は、間仕切り板
８２を介して分離される２つの真空チャンバ８１ａ、８
１ｂを有し、一方の真空チャンバ８１ｂには真空排気弁
８３を介して真空排気系が接続されている。また、真空
チャンバ８１ａにはベースフィルムＢの供給ロール８４
が、真空チャンバ８１ｂには巻き取りロール８５が配さ
れ、これら真空チャンバ８１ａ、８１ｂの境界部分には
ガイドロール８６が配されている。さらに、各真空チャ
ンバ８１ａ、８１ｂには、それぞれ円筒型のクーリング
キャン８７ａ、８７ｂやＣｏ蒸発源８８ａ、８８ｂ、こ
れらＣｏ蒸発源８８ａ、８８ｂを加熱するための電子ビ
ーム８９ａ、８９ｂを発生する電子ビーム発生装置（図
示は省略する。）、ベースフィルムＢに対する蒸発金属
の入射角を規制するための遮蔽板９０ａ、９０ｂ、酸素
ガスの導入パイプ９１ａ、９１ｂが設けられている。
【００７５】このように構成された真空蒸着装置におい
て、ベースフィルムＢは供給ロール８４からクーリング
キャン８７ａ、ガイドロール８６、クーリングキャン８
７ｂ、巻き取りロール８５の順に移送される。このと
き、各クーリングキャン８７ａ、８７ｂにおいて、酸素
雰囲気中で２層の斜め蒸着Ｃｏ層からなる磁性層が形成
される。
【００７６】このとき、各斜め蒸着Ｃｏ層の真空蒸着
は、真空チャンバ８７ａ、８７ｂの真空度を１×１０-4
Torrに保ちながら、これら真空チャンバ８７ａ、８７ｂ
内に導入パイプ９１ａ、９１ｂより酸素ガスを例えば２
５０ｃｃ／分の割合で導入しながら行った。この場合、
ベースフィルムＢに対する蒸発金属の入射角は４５°〜
９０°の範囲とした。
【００７７】このようにして２層のＣｏ層からなる磁性
層を形成した後、カーボン及びエポキシ系バインダーか
らなるバックコートと、パーフルオロポリエーテルから
なる潤滑剤のトップコートを施し、これを８ｍｍ幅に裁
断して磁気テープとした。
【００７８】＜第２の方法＞第２の方法では、図１５に
示す真空蒸着装置を用い、第１の方法と同様な方法で、
ベースフィルムＢ上に２層のＣｏＮｉ合金層からなる磁
性層を酸素雰囲気中で斜め蒸着により形成した。ただ
し、この場合には、真空チャンバ８１ａ、８１ｂへの酸
素ガスの導入量を２３０ｃｃ／分とした。
【００７９】しかる後、第１の方法と同様にして８ｍｍ
幅の磁気テープを作製した。
【００８０】＜第３の方法＞図１３に示すような真空蒸
着装置を用い、単層のＣｏ層を磁性層とする磁気テープ
を作製した。図１３に示す真空蒸着装置の構成は先に述
べた通りである。ここでは、各斜め蒸着Ｃｏ層の真空蒸
着は、真空チャンバ８７ｃ、８７ｄの真空度を１×１０
-4Torrに保ちながら、これら真空チャンバ８７ｃ、８７
ｄ内に導入パイプ９１より酸素ガスを例えば２５０ｃｃ
／分の割合で導入しながら行った。この場合、ベースフ
ィルムＢに対する蒸発金属の入射角は４５°〜９０°の
範囲とした。
【００８１】しかる後、第１の方法と同様にして８ｍｍ
幅の磁気テープを作製した。
【００８２】＜第４の方法＞第４の方法では、図１３に
示す真空蒸着装置を用い、第３の方法と同様な方法で、
ベースフィルムＢ上にＣｏＮｉ合金層からなる磁性層を
酸素雰囲気中で斜め蒸着により形成した。ただし、この
場合には、真空チャンバ８１ｃ、８１ｄへの酸素ガスの
導入量を２２０ｃｃ／分とした。
【００８３】しかる後、第１の方法と同様にして８ｍｍ
幅の磁気テープを作製した。
【００８４】以上の各方法において、蒸着時の入射角や
酸素導入量、さらには磁性層の膜厚等を変更することに
より、各種磁気特性（エネルギー積）を有する磁気テー
プを作製した。
【００８５】そこで先ず、前述の手法により表面粗さＲ
ａ、Ｒｚをコントロールしたサンプルテープに対してデ
ィジタル画像信号を記録し、再生出力のレベルダウン
（ＬＤ）及びＬＤ後のビットエラーレートを測定した。
なお、各サンプルテープの表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６
０１に準じて下記の条件により測定した。
【００８６】測定器：タリステップ（ランクテーラー社
製） 針径：０．２×０．２μｍ（角型針） 針圧：２ｍｇ ハイパスフィルター：０．３３Ｈｚ
【００８７】また、ＬＤ量の測定は、図２の出力端子３
３Ｙから出力されるディジタル輝度信号Ｙについて行っ
た。具体的には、先ず初期状態の磁気テープの再生信号
レベルに対する記録信号レベルの値をペンレコーダで約
１分間記録する。次に、磁気テープに２時間記録を行っ
た後に２時間再生を行ったとき、すなわち磁気テープを
４時間走行させた後の再生信号レベルに対する記録信号
レベルの値を読む。そして、初期状態と４時間走行後の
状態との間の再生信号レベルに対する記録信号レベルの
値の差をＬＤ量とする。なお、トラック幅は５μｍ、記
録波長は０．５μとした。
【００８８】上述のＬＤ量並びにビットエラーレートの
測定に際しては、図１６に示す磁気ヘッドを用いた。こ
の磁気ヘッドは、単結晶Ｍｎ−Ｚｎフェライトコア１０
１Ａ、１０１Ｂ上にスパッタ法により形成されたＦｅ−
Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ系軟磁性層１０２、１０３の間にギャ
ップを有している。このギャップ１０４のトラック幅方
向の両側にはガラス１０５、１０６が充填され、これに
よりトラック幅が規制されている。また、一方のコアに
は巻線孔１０７が形成されており、この巻線孔１０７に
記録用コイル（図示せず。）が巻装される。この磁気ヘ
ッドの実効ギャップ長は０．２０μｍである。
【００８９】前記磁気ヘッドは、ギャップ１０４の近傍
に飽和磁束密度Ｂｓが１４．５ｋＧであるＦｅ−Ｇａ−
Ｓｉ−Ｒｕ系軟磁性層１０２、１０３を用いているた
め、高抗磁力の磁気テープに対しても磁気飽和を生ずる
ことなく記録を行うことができる。
【００９０】表２に各サンプルテープの中心線平均粗さ
Ｒａ、十点平均粗さＲｚ、エネルギー積の値並びに測定
結果を示す。また、各サンプルテープの磁気特性並びに
磁性層の組成、膜厚を表３に示す。
【００９１】
【表２】
【００９２】
【表３】
【００９３】表２からも明らかなように、Ｒａ≦３０
Å、Ｒｚ≦４００Å及びエネルギー積≧７５Ｇ・ｃｍ・
Ｏｅなる条件が満たされているサンプル１１〜サンプル
１７では、ＬＤが小さく、ＬＤ後のビットエラーレート
もいずれも１０-5のオーダーである。これに対して、Ｒ
ａやＲｚが大きいサンプル１９、サンプル２０では、Ｌ
Ｄ後のビットエラーレートが１０-4のオーダーに増加し
ている。また、Ｒａ、Ｒｚ及びエネルギー積が前記条件
を満足していても、抗磁力角形比Ｓ* が０．３を下回る
サンプル１８ではビットエラーレートに若干の増加が見
られる。さらに、Ｒｚが前記範囲を外れ且つエネルギー
積が小さく抗磁力角形比Ｓ* も０．３を下回るサンプル
２１では、ビットエラーレートの値は非常に大きく、１
０-3のオーダーとなっている。
【００９４】なお、中心線平均粗さＲａが小さい程ビッ
トエラーレートが小さくなるものと考えられるが、Ｒａ
を８Å程度以下にすることは現時点では難しい。同様に
十点平均粗さＲｚを５０Å程度以下にすることは難し
い。
【００９５】また、図１７に、記録波長λ＝０．５μｍ
におけるキャリアレベル対ノイズレベル（Ｃ／Ｎ）のＲ
ｚ依存性を示す。ここで、このＣ／Ｎは、λ＝０．５μ
における出力レベルとその直下のノイズレベルとの差を
言う。（図１８参照。）ただし、磁気テープの磁気ヘッ
ドに対する相対速度Ｖr ＝３．８ｍ／秒である。なお、
Ｃ／Ｎの測定は、ヒューレット・パッカード社製のスペ
クトラムアナライザーを用いて行った。
【００９６】図１７からわかるように、Ｒｚが小さくな
るにしたがってＣ／Ｎは高くなり、Ｒｚ≦４００ではＣ
／Ｎは４ｄＢ以上となっている。
【００９７】次に、ベースフィルムに内添するフィラー
の粒径や下塗層の種類等により表面の突起の高さをコン
トロールしたサンプルテープに対してディジタル画像信
号を記録し、同様に再生出力のレベルダウン（ＬＤ）及
びＬＤ後のビットエラーレートを測定した。ここで、各
突起の高さの測定は、タリステップによる測定も可能で
あるが、分解能を上げるためにここでは走査型トンネル
顕微鏡（ディジタル・インスルメント社製、ナノスコー
プII）を使用した。サンプルポイント数は４００（１ス
キャン）で、１０μｍ×１０μｍの領域を数個所測定す
ることにより得られる突起のデータから、各１０ポイン
トを平均した値を用いた。なお、トンネル顕微鏡は原子
間力顕微鏡（ＡＦＭ）としての機能も有するため、ＡＦ
Ｍによって測定してもよい。
【００９８】表４に各サンプルテープの突起の高さ
ｈf 、ｈu 及びその密度、高さの差ｈf −ｈu 、中心線
平均粗さＲａ、エネルギー積の値並びに測定結果を示
す。また、各サンプルテープの磁気特性並びに磁性層の
組成、膜厚を表５に示す。
【００９９】
【表４】
【０１００】
【表５】
【０１０１】表４からも明らかなように、ｈf ≦４００
Å、ｈu≦２００Åの両条件が満たされているサンプル
２２〜サンプル２９では、ＬＤ量が少なくなっており、
ＬＤ後のビットエラーレートも最も高いもので３．７×
１０-4と非常に小さな値となっている。なお、これらサ
ンプル２２〜サンプル２９では、ｈf −ｈu ≦３００
Å、Ｒａ≦３０Å、エネルギー積≧７５Ｇ・ｃｍ・Ｏｅ
なる条件も満たされている。
【０１０２】これに対して、ｈf ≦４００Å、ｈu ≦２
００Åの両方または一方の条件が満たされていないサン
プル３４〜サンプル３７では、ＬＤ量が大きく、ＬＤ後
のビットエラーレートも１０-3のオーダーと大きな値と
なっている。特に、エネルギー積が７５Ｇ・ｃｍ・Ｏｅ
を下回り、抗磁力角形比Ｓ* も０．３を下回っているサ
ンプル３６及びサンプル３７では、ビットエラーレート
は非常に大きな値となっている。
【０１０３】ところで、スチル再生の耐久時間は実用的
には３０分以上必要であるが、本発明者等の実験結果に
よれば、下塗層により磁性層表面に形成され突起高さｈ
u が２００Å以下である突起の密度を２００万個／ｍｍ
2 以上とする必要がある。ここで、前記突起の密度を大
きくするほど耐久時間を長くすることができるが、密度
が２４００万個／ｍｍ2 を越えるとスチル耐久時間は却
って短くなり、ビットエラーレートも劣化する傾向にあ
る。したがって、２４００万個／ｍｍ2 が前記突起の密
度の上限となる。すなわち、スチル再生の耐久性の観点
からは、下塗層により磁性層表面に形成され突起高さｈ
u が２００Å以下にある突起の密度を、２００万個／ｍ
ｍ2 以上、２４００万個／ｍｍ2 以下とする必要があ
る。この傾向は突起高さｈu が変動しても変わらない
が、許容範囲は若干変わり、例えば前記突起高さｈu が
小さくなるほど上限値は大きくなる。
【０１０４】また、フィラーにより形成される突起は、
５×１０4 個／ｍｍ2 以下とすることが好ましい。フィ
ラーにより形成される突起の密度が大きすぎると、レベ
ルダウンが大きくなり、エラーレートも増加する。な
お、前記フィラーにより形成される突起の高さｈf 及び
下塗層により形成される突起の高さｈu の下限は特に規
定されるものではないが、走行性等を考慮するといずれ
も４０Å以上とすることが好ましい。
【０１０５】このような観点から各サンプルの測定結果
を見ると、サンプル３１では、ｈf ≦４００Å、ｈu ≦
２００Åなる条件は満たされているものの、ベース表面
粒子による突起の密度が１００万個／ｍｍ2で前記条件
を満たしていないことから、スチル再生の耐久時間は僅
か１５分程度である。逆に、サンプル３２では、前記突
起の密度が２５００万個／ｍｍ2 と十分に大きいのでス
チル再生の耐久時間は１５０分程度と長いが、ビットエ
ラーレートは８．９×１０-3と大きい。なお、サンプル
３０は、レベルダウンやエラーレートは小さなものであ
ったが、若干耐久性が不足していた。
【０１０６】一方、サンプル３３では、ｈf ≦４００
Å、ｈu ≦２００Åなる条件は満たされているが、ベー
スフィルムに内添されたフィラーの密度が６万個／ｍｍ
2 と大きいことから、ビットエラーレートが８．５×１
０-3と大きくなっている。これは、主としてＬＤ量が大
きくなることによる。なお、表４には示されていない
が、ｈf −ｈu ≦３００Åなる条件が満たされていない
とき、例えばｈf ＝３５０Å、ｈu ＝０（下塗層なし）
のとき、スチル再生の耐久時間は約１０分、ビットエラ
ーレートは２．５×１０-5であった。ただし、ベースフ
ィルムに内添されたフィラーによる突起の密度は３万個
／ｍｍ2 、Ｒａ＝１２Å、エネルギー積１４０Ｇ・ｃｍ
・Ｏｅである。
【０１０７】また、突起の高さが大きくエネルギー積が
小さいサンプル３６やエネルギー積、抗磁力角形比共に
小さいサンプル３７では、ビットエラーレートがさらに
増加し非常に大きな値となっている。
【０１０８】以上のようなＭＥテープを用い、５μｍの
トラック幅に対して最短波長０．５μｍの信号を記録す
ることによって、１．２５μｍ2 ／ｂｉｔ以下の記録密
度が実現される。ところで、前述のような記録を行った
場合、通常は記録波長及びトラック幅の減少に伴う再生
出力のＣ／Ｎの劣化が問題となる。
【０１０９】例えば、先にトラックピッチ１５μｍで最
短波長０．５μｍのディジタルＶＴＲを試作し、４０ｍ
ｍ径の回転ドラムを使用して６０ｒｐｍでこの回転ドラ
ムを回転させ記録再生を行ったところ、記録波長１μに
対して５１ｄＢのＣ／Ｎが得られた。またビットエラー
レートは４×１０-5であった。これに対して、５μｍ幅
のトラックを使用すると、同一の仕様で約４４ｄＢのＣ
／Ｎしか得られず、画質が劣化することになる。
【０１１０】そこで、本発明においては、前述のような
Ｃ／Ｎの７ｄＢの劣化を、上述の実施例で説明した磁気
テープを用いることにより補うこととする。
【０１１１】すなわち、一般に記録及び再生中の磁気テ
ープと磁気ヘッドとの間のスペーシングが大きくなれば
信号出力レベルが低下することが知られており、このス
ペーシングの量は磁気テープの平坦度に依存することも
知られている。また、塗布型の磁気テープの場合、テー
プの平坦度は塗布剤に依存するが、ＭＥテープの場合
は、ベースフィルムそのものの平坦度に依存することが
知られている。上述の実施例では、ベースフィルムの表
面粗さを極力小に選定することによりＣ／Ｎが１ｄＢ上
昇するという実験結果が得られた。また、上述した実施
例の蒸着材料、蒸着方法を用いることにより、前記試作
機（トラックピッチ１５μｍで最短波長０．５μｍのデ
ィジタルＶＴＲ）に用いた磁気テープに対して３ｄＢの
Ｃ／Ｎの向上が実験結果として得られた。以上のことか
ら、本発明で規定される磁気テープを用いることにより
４ｄＢのＣ／Ｎの上昇が得られたことになる。
【０１１２】また、本発明の磁気記録方法では、チャン
ネル復号にビダビ復号が用いられているため、先の試作
機で使用したビット毎の復号に対して３ｄＢの上昇が得
られることが確認された。以上により、全体として７ｄ
ＢのＣ／Ｎの劣化分を補うことができ、１．２５μｍ2
／ｂｉｔの記録密度で先の試作機と同等のビットエラー
レートが得られることになる。
【０１１３】なお、再生出力に関して、エラー訂正符号
の訂正処理の前の段階のビットエラーレートが１０-4以
下であることが必要なのは、２０％程度の冗長度のエラ
ー訂正符号を使用したときに、訂正可能な程度の量にエ
ラーを抑えるためである。
【０１１４】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、データの記録密度を１μｍ2 ／ｂｉｔ程度
に高めても、Ｃ／Ｎ特性を改善しビットエラーレートを
低減することが可能である。また、磁気ヘッドの偏摩耗
が生じたり、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの間にスペー
シングか生じたりすることがなくなることから、磁気記
録媒体からの再生出力のレベルダウン量を少なくするこ
とができ、電磁変換特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル画像信号を再生歪みが少ないような
形で圧縮して記録するディジタルＶＴＲの信号処理部の
記録側の構成を示すブロック図である。
【図２】信号処理部の再生側の構成を示すブロック図で
ある。
【図３】ブロック符号化のためのブロックの一例を示す
略線図である。
【図４】サブサンプリング及びサブラインを説明する略
線図である。
【図５】ブロック符号化回路の一例を示すブロック図で
ある。
【図６】チャンネルエンコーダの一例の概略を示すブロ
ック図である。
【図７】チャンネルデコーダの一例の概略を示すブロッ
ク図である。
【図８】ヘッド配置を説明する模式図である。
【図９】磁気ヘッドのアジマスを説明する模式図であ
る。
【図１０】アジマスを有する磁気ヘッドにより記録され
る記録パターンを説明する模式図である。
【図１１】テープ・ヘット系の一例を示す平面図及び側
面図である。
【図１２】ドラムの偏心でテープに振動が生ずることを
説明するための模式図である。
【図１３】真空蒸着装置の一例を示す模式図である。
【図１４】抗磁力角形比Ｓ* を説明するためのＭ−Ｈル
ープを示す特性図である。
【図１５】真空蒸着装置の他の例を示す模式図である。
【図１６】記録再生に使用する磁気ヘッドの構造の一例
を示す斜視図である。
【図１７】λ＝０．５μｍにおけるＣ／ＮのＲｚ依存性
を示す特性図である。
【図１８】Ｃ／Ｎを説明するための特性図である。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｕ，１Ｖ・・・コンポーネント信号の入力端子 ５，６・・・・ブロック化回路 ８・・・・・ブロック符号化回路 １１・・・・チャンネルエンコーダ １３Ａ，１３Ｂ・・・・磁気ヘッド ２２・・・・チャンネルデコーダ ２６・・・・ブロック復号回路 ２８，２９・・・・ブロック分解回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 研一 東京都品川区北品川６丁目５番６号 ソ ニー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (72)発明者 千葉 一信 東京都品川区北品川６丁目５番６号 ソ ニー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−168607（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−200513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−76111（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/64 G11B 5/09 G11B 5/733 H04N 7/24

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力ディジタル画像信号を複数の画素デ
    ータからなるブロック単位のデータに変換してブロック
    化し、該ブロック化されたデータをブロック単位に圧縮
    符号化し、該圧縮符号化されたデータをチャンネル符号
    化し、該チャンネル符号化されたデータを回転ドラムに
    装着された磁気ヘッドにより磁気記録媒体に記録するよ
    うにしたディジタル画像信号の磁気記録方法において、 上記磁気記録媒体は、非磁性支持体上に金属磁性薄膜よ
    りなる磁性層が形成されてなり、該磁性層の残留磁束密
    度、厚さ及び抗磁力の積であるエネルギー積が７５Ｇ・
    cm・Oe以上であるとともに、 磁性層側の表面粗さが中心線平均粗さＲａで３０Å以下
    であり、且つ十点平均粗さＲｚで４００Å以下であるこ
    とを特徴とするディジタル画像信号の磁気記録方法。
  2. 【請求項２】 入力ディジタル画像信号を複数の画素デ
    ータからなるブロック単位のデータに変換してブロック
    化し、該ブロック化されたデータをブロック単位に圧縮
    符号化し、該圧縮符号化されたデータをチャンネル符号
    化し、該チャンネル符号化されたデータを回転ドラムに
    装着された磁気ヘッドにより磁気記録媒体に記録するよ
    うにしたディジタル画像信号の磁気記録方法において、 上記磁気記録媒体は、非磁性支持体上に金属磁性薄膜よ
    りなる磁性層が形成されてなり、該磁性層の残留磁束密
    度、厚さ及び抗磁力の積であるエネルギー積が７５Ｇ・
    cm・Oe以上であるとともに、 非磁性支持体に内添されたフィラーによる磁性層表面の
    突起の高さｈf が４００Å以下であり、且つ非磁性支持
    体上に形成された下塗層による磁性層表面の突起の高さ
    ｈu が２００Å以下であることを特徴とするディジタル
    画像信号の磁気記録方法。
  3. 【請求項３】 非磁性支持体に内添されたフィラーによ
    る磁性層表面の突起の高さｈf と非磁性支持体上に形成
    された下塗層による磁性層表面の突起の高さｈ u の差ｈ
    f −ｈu が３００Å以下であることを特徴とする請求項
    ２記載のディジタル画像信号の磁気記録方法。
  4. 【請求項４】 入力ディジタル画像信号を複数の画素デ
    ータからなるブロック単位のデータに変換してブロック
    化し、該ブロック化されたデータをブロック単位に圧縮
    符号化し、該圧縮符号化されたデータをチャンネル符号
    化し、該チャンネル符号化されたデータを回転ドラムに
    装着された磁気ヘッドにより磁気記録媒体に記録するよ
    うにしたディジタル画像信号の磁気記録方法において、 上記磁気記録媒体は、非磁性支持体上に金属磁性薄膜よ
    りなる磁性層が形成されてなり、該磁性層の残留磁束密
    度、厚さ及び抗磁力の積であるエネルギー積が７５Ｇ・
    cm・Oe以上、且つ抗磁力角形比Ｓ* が０．３以上である
    ことを特徴とするディジタル画像信号の磁気記録方法。
  5. 【請求項５】 磁性層の抗磁力角形比Ｓ* が０．３以上
    であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求
    項３記載のディジタル画像信号の磁気記録方法。
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