专利名称:彩色载波信号记录和/或重现设备的制作方法
本发明基本上涉及彩色载波信号记录和/或重现设备，特别是，涉及那种用数字处理方法把变频彩色载波信号的彩色副载波进行相移的彩色载波信号记录和/或重现设备。该变频彩色载波信号是当记录或重现在彩色视频范围内的彩色载波信号时，或在根据方位记录的重现系统中的记录载体上，或从这个系统的记录载体中，由于邻近磁路串漏而产生的。
在使用方位记录和重现系统时，在螺旋扫描型磁带录象机(VTR)中，较为流行的磁带录象机(VTR)是在录象时用一对具有相互不同方位角缝隙的旋转磁头交替构成录象磁路的方法把一个频分多路信号记录在磁带上的视频磁路上，并在重现时从各视频磁路中重现多路频分信号。多路频分信号包括调频的亮度信号和变频的彩色载波信号。其中调频的亮度信号是把从诸如NTSC、PAL以及SECAM系统中的标准制式的复合彩色视频信号中分离出来的亮度信号进行调频而取得的。另一方面，变频彩色载波信号是把从复合彩色视频信号分离出来的彩色载波信号进行变频或者分频使之变成低频范围内而取得的。为了获得高记录密度，在两条相邻的视频磁路之间无须设置保护带、或设置极狭窄的保护带。
由一对具有不同方位角缝隙的旋转磁头连续地和交替地对视频磁路进行扫描时，由于这种方位损耗效应，多路频分信号很难从相邻磁路再现，所以，有可能省去保护带或极为狭窄的保护带。然而尽管这种方位损耗效应对于高频分量已经足够了，但对于低频分量却呈现不足。这样就产生了一个问题，即低频范围内的多路频分信号之中的变频彩色载波信号由于各相邻磁路串漏而重现。
为解决上述问题，在与本专利申请为同一受让人的美国专利第4178606号中曾提出过一个记录和/或重现系统。按照该系统，当对两条相邻磁路其中之一进行记录时，把NTSC系统或PAL系统的彩色载波信号变频获得的变频彩色载波信号的彩色副载波相位对于每一水平扫描周期在予定方向上相移大约90°。当采用NTSC系统彩色载波信号对另一相邻磁路进行记录时，在每一扫描周期1H中，在予定方向的相反方向上相移大约90°，当采用PAL系统彩色载波信号对另一相邻磁路进行记录时，相位不变。记录时的相移过程和重现时的相移过程互补。由相邻磁路串漏出现的变频彩色载波信号使用相移的办法以及使用梳状滤波器可予以消除。
在前面提到的系统中，使用一模拟电路进行相移处理。每一扫描周期1H相移90°的脉冲信号，例如，其水平扫描频率fH为40週/秒，与彩色副载波频率相同的振荡器的输出信号分别在第一变频器中进行变频。第一变频器的输出信号输入到一个模拟带通滤波器。该滤波器产生一与输入到第一变频器的两信号频率之和相等的频率分量。该模拟带通滤波器的输出频率分量以及彩色载波信号在第二变频器进行变频。从第二变频器中获得了等于两个频差的频率分量，即彩色载波变频信号。
然而，带通滤波器的带宽选择得相对比较狭窄以便消除不必要的频率分量和噪声。因此，即便第一变频器输出到带通滤波器信号的相位已精确地在每一扫描周期1H中相移了90°，带通滤波器的输出频率分量在相位转变点上的波形变成圆弧形，这种带通滤波器输出频率分量的圆弧形波形，有时会影响变频彩色载波信号中的基准彩色副载波群信号的相位。
因而，本发明总的目的就是提供一种新颖的、实用的彩色载波信号记录和/或重现设备，以解决上述问题。
另一更具体的目的就是提供这样一种彩色载波信号记录和/或重现设备，它能在记录时，如必要，可在每一数据组中重新安排数据顺序并且反转数据极性以便在把数字色信号变成低频之前，在每一水平扫描周期把数字色信号相移90°。每一数据组由一数字色信号中的4个或2个连续取样数据组成，每一数字色信号是对彩色载波信号进行取样获得的，而其取样频率是彩色副载波频率的四倍。当进行重现时，重现出来的数字色信号再回到原先的频段内，并和在记录时一样进行重新排列数据顺序以及反转数据极性，以消除在每一扫描期间1H发生的90°相移。按照本发明的设备，彩色载波信号的波形在相位转换发生时的那一点上与使用模拟电路的常规设备相比较变得陡峭。因此，按照本发明，有可能在不影响基准彩色副载波群信号相位的情况下进行相移处理。此外，按照本发明，由于信号处理以数字进行，因此设备的可靠性也很高。而且，使用集成电路，设备的体积亦可减少。
本发明的另外一目的就是提供一种彩色载波信号记录设备，它能从一个数字色信号中分离出两种数字色差频信号，并将这两种色差频信号分别转变入低频范围后在记录载体上把这两种色差信号记录下来。这里的数字色信号是对彩色载波信号进行取样而获得的，其取样频率是彩色副载波信号频率的四倍。按照本发明的设备，使用一取样频率进行数字处理可获得予以记录的彩色载波变频信号，其取样频率比使用模拟电路的、设计为数字电路形式的常规变频电路的数字电路进行处理所用的取样频率要低。
本发明的另一个目的就是提供这样一种彩色载波信号重现设备，它以四倍于彩色副载波频率的取样频率对模拟彩色载波变频信号进行取样，以此把从记录载体重现出来的模拟变频彩色载波信号转变为数字色信号，并使用一数字乘法器从数字色信号中分出两种数字色差频信号。这两种数字色差频信号以及反极性的数字色差信号以频率与取样频率相同的转换信号连续地、有选择地产生出来。按照本发明的设备，可以重现用四倍于彩色副载波信号频率的取样频率对已转换回原频段的彩色载波信号进行取样而获得的数字色信号。取样频率、转换信号频率、以及倍频信号频率都比较低，这样，这种电路容易以集成电路形式实现。
本发明的其它目的和其它的特点可联系附图参看下列详细说明时会一目了然。
本发明的附图的简要说明如下图1是一系统的方框图，表示按照本发明的彩色载波信号记录和/或重现设备的一种记录系统的实施方案;
图2(A)至2(C)表示信号的波形，用以解释按照本发明的彩色载波信号记录和/或重现设备记录系统的工作状况;
图3(A)至3(D)系统地表示取样数据的数据顺序，用以解释按照本发明的彩色载波信号记录和/或重现设备中相移处理电路工作的实施方案;
图4(A)至4(D)系统地表示取样数据的数据顺序，用以解释本发明的彩色载波信号记录和/重现设备中相移处理电路工作的另一实施方案;
图5表示图1所示方框系统中一个基本部分的实施方案的系统方框图;
图6是表示本发明的彩色载波信号记录和/或重现设备中重现系统的一种实施方案的系统的方框图;
图7是表示图6所示方框系统中一个基本的实施方案的系统的方框图;
图8是一系统方框图，表示本发明的彩色载波信号记录和/或重现设备的记录系统和重现系统中相移处理电路的第二种实施方案。
在图1中，应予记录的NTSC系统彩色视频信号输入到输入端11，并且连接到模-数(A/D)转换器12。彩色视频信号在模-数(A/D)转换器12中被四倍于彩色视频信号的彩色副载波频率fsc(NTSC系统为3.58MH)的取样频率fs取样和量化，转换成数字信号。A/D转换器12的输出数字信号包括数字亮度信号和数字色信号。数字亮度信号在亮度信号处理电路13中分离。该处理电路13产生与调频亮度信号相应的数字信号。
在另一方面，数字色信号在带通滤波器14中分离，然后输入到相移处理电路15。输入相移处理电路15的数字色信号是由对模拟彩色载波信号进行取样并将其量化而获得，如图2(A)中实线所示，其中时间间隔T为1/4fsc，采样点为D11、D12、D13、D14、D21、D23、D24、D31、D32、……。换言之，彩色载波信号在一周期内已转变为四个取样数据。这样，一个周期内的取样数据Di1、Di2、Di3、以及Di4可视为彩色副载波相位等于0°、90°、180°和270°时所得到的取样数据，其中“i”为一整数。这就是说，一个周期内的取样数据Di1、Di2、Di3、和Di4可视为彩色副载波相位相差90°的各个取样点所取得的数据。
输入相移电路15的数字色信号是一种时序多路信号，其取样数据在每一水平扫描周期(1H)内顺序排列，如图3(A)所示。在1H周期内，相移处理电路15产生输入数字色信号，其顺序与取样数据的顺序相同。
另一方面，在下一个扫描周期1H中，相移处理电路15产生如图3(A)所示的输入数字色信号，其取样数据的顺序如图3(B)所示。换言之，从Di1到Di4的四个取样数据可视为一个数据组，处于这个数据组第一个位置上的取样数据Di1又被重新排列到该数据组的最后一个位置上，因此，该数据组里的四个取样数据按照图3(B)所示Di2、Di3、Di4和Di1这样的取样数据顺序排列。如图3(B)所示顺序排列的取样数据可视为当彩色副载波的相位与取样数据如图3(A)所示顺序安排时的彩色副载波的相位相比超前90°时、即一个扫描周期1H之前获得的取样数据。以此类推，在下一个扫描周期(1H)中，相移处理电路15产生按图3(A)顺序排列的输入数字色信号，其取样数据的顺序按图3(C)所示重新安排。换言之，从Di1到Di4的四个取样数据可视为一个数据组，在该数据组第一个位置上的取样数据Di1被重新安排列到该数据组的第三个位置上，该数据组第二个位置上的取样数据Di2被重新排列到该数据组的最后一个位置上，这样该数据组的四个取样数据就按图3(C)所示Di3、Di4、Di1、Di2的顺序排列。如图3(C)所示的取样数据顺序排列的取样数据可视为当彩色副载波的相位与如图3(A)所示顺序安排取样数据时的彩色副载波的相位相比超前180°时，即两个扫描周期2H之前获得的取样数据。换言之，安排成如图3(C)所示顺序的取样数据可视为彩色副载波的相位与如图3(B)所示顺序安排取样数据时的彩色副载波的相位相比超前90°，即一个扫描周期1H之前获得的取样数据。
以此类推，在下一个扫描周期(1H)中，相移处理电路15产生如图3(A)所示的输入数字色信号，其取样数据的顺序如图3(D)所示重新安排。换言之，从Di1到Di4的四个取样数据，可视为一个数据组，该数据组中第一个位置上的取样数据Di1被重新排列到该数据组的第二个位置上，该数据组的第二个位置上的取样数据Di2被重新排列到该数据组的第三个位置上，该数据组第三个位置上的取样数据Di3被重新排列到该数据组的最后一个位置上，这样，该数据组的四个取样数据按照图3(D)所示的Di4、Di1、Di2、Di3的顺序排列。如图3(D)所示顺序排列的取样数据可视为彩色副载波的相位与如图3(A)所示顺序安排取样数据时的彩色副载波的相位相比超前270°，即三个扫描周期(3H)之前获得的取样数据。换言之，如图3(D)所示顺序排列的取样数据可视为彩色副载波相位与如图3(C)所示顺序安排取样数据时的彩色副载波的相位相比超前90°，即一个扫描周期1H之前获得的取样数据。
这样，相移处理电路15连续重复从图3(A)至图3(D)的工作过程，从而产生了与彩色载波信号相关的数字色信号，其中彩色副载波的相位在每一周期1H中超前了90°。当记录NTSC系统信号时，相移方向在每一磁路扫描周期中被反转过来，同时对应用已知方法产生的鼓脉冲信号。
从Di1到Di4的各级取样数据间有下列关系Di1≈-Di3Di1≈-Di4按此理，相移处理电路15可按下列方式进行相移处理。即，对于每一个扫描周期1H具有如图4(A)所示数据顺序的数字色信号，相移电路15产生输入数字色信号，其取样数据的顺序在某一周期1H中保持不变。在下一个扫描周期1H中，相移处理电路15产生如图4(A)所示的输入数字色信号，其取样数据顺序被重新安排，其取样数据极性如图4(B)所示被反转。换言之，从Di1到Di4的四个取样数据中的两个邻近的取样数据(如Di1和Di2、或Di3和Di4)可视为一个数据组，每一个数据组的两个取样数据的顺序重新排列(改变了符号)，接着，原来安排在该数据组第一个位置的取样数据极性由乘以-1而改变符号变成这一扫描周期的取样数据。图4(B)所示排列顺序的取样数据可视为彩色副载波相位比前一个周期的、即如图4(A)所示顺序进行取样的彩色副载波相位超前90°时取得的取样数据。
在下一个扫描周期1H中，相移处理电路15产生如图4(A)所示的输入数字色信号，其取样数据顺序保持不变，其全部取样数据极性如图4(C)所示被倒置。很明显，图4(A)、(B)表明图4(C)所示顺序的取样数据可视为彩色副载波相位比前一周的、即如图4(B)所示顺序进行取样的彩色副载波相位超前90°时取得的取样数据。
接着，在下一个扫描周期1H中，相移处理电路15产生如图4(A)所示的输入数字色信号，其取样数据顺序重新安排，其取样数据极性如图4(D)所示被倒置。换言之，从Di1到Di4的四个取样数据中的两个邻近的取样数据(例如Di1和Di2、Di3和Di4)可视为一个数据组，每个数据组的两个取样数据的顺序重新排列(改变了符号)，接着，原来排列在该数据组最后一位的取样数据极性由于乘以-1而改变符号成为这一扫描周期的取样数据。如图4(D)所示顺序的取样数据可视为彩色副载波相位比前一个周期的即依图4(C)所示顺序进行取样的彩色副载波相位超前90°时取得的取样数据。
这样，相移处理电路15重复上述从图4(A)到图4(D)的工作过程，从而产生了与彩色载波信号相关的数字色信号，其中彩色副载波相位在每一个扫描周期1H内都比上一个周期超前了90°。
相移处理电路15的输出数字色信号输入到变频器16，在变频器内，用信号发生器17的输出信号将数字色信号的频率降低，变成低频范围内，由变频器16获得的变频数字色信号输入到混频电路18。
变频器16是进行数字处理的数字电路。在变频器16使用常规数字电路技术情况下，变频器16由数字乘法器和一低通滤波器构成。同时，信号发生器17可由产生数字信号的本地振荡器构成。从而，数字乘法器将数字色信号与本地振荡器的输出数字信号相乘，并产生两个数字信号，其频率分别对应于两信号频率之和以及两信号频率之差。由低通滤波器获得相应于两个频率差的频率分量，低通滤波器的输出数字信号是对应于变频彩色载波信号的数字信号。
NTSC系统的彩色视频信号之中的彩色载波信号的彩色副载波频率等于3.58兆赫。为了使NTSC系统彩色载波信号转变成为彩色副载波频率等于目前磁带录象机(VTR)使用的、频率为629千赫的彩色载波信号，本地振荡器必须有一个约4.2兆赫的输出频率。结果，数字乘法器要产生与该频率之差相对应的、频率为629千赫的数字信号，以及与该频率之和相对应的、频率为7.78兆赫的数字信号。所以，为消除混频噪声，输入数字色信号的取样频率必须选择7.78兆赫+500千赫的最高频率的两倍或两倍以上的频率，就是说，选在约等于18兆赫或者更高的频率上，以便使频率之和的频率以及频率约为7.78兆赫的数字信号都以令人满意的精确进行传输。然而，当输入数字色信号的取样频率选得太高，以集成电路形式实现数字乘法器电路就变得极为困难了。
同样，按目前记录系统的实施方案，变频器16结构如图5所示。在图5中，相移处理电路15的输出数字色信号馈至输入端30，并且馈至色差频信号产生电路31和32。数字色信号按图3(A)至图3(C)，或者按图4(A)至图4(C)表示的在每一个周期变换的数据顺序进行传输。为了方便起见，可以假设按照图3(A)和图4(A)所示数据顺序的数字色信号在水平扫描期1H内输入输入端30。
彩色载波信号是用两种色差频信号M和N对彩色副载波进行的正交调制而获得的，此处色差频信号M和N分别为色差频信号R-Y和B-Y或I和Q信号。当彩色副载波信号相位等于零度时，可得到色差频信号M，而不能得到色差频信号N，因为COSθ＝1和Sinθ＝0。当彩色副载波信号相位等于90°时，可得到色差频信号N，而不能得到色差频信号M，因为COSθ＝0和Sinθ＝1。当彩色副载波信号等于180°时，可得到极性相反的色差频信号M，而得不到色差频信号N，因为COSθ＝-1和Sinθ＝0。接着，彩色副载波相位等于270°时，不能得到色差频信号M，但可得到极性相反的色差频信号N，因为COSθ＝0、Sinθ＝-1。
相应地在构成输入数字色信号取样数据中，色差频信号产生电路31每隔一个取样数据抽取一个数据，即取样数据Di1和Di3，并且交替反转所抽取的取样数据的极性。结果，每隔180°可得到色差频信号M的取样数据，并且将该取样数据存储在色差频信号产生电路31中的存储器(未示出)中。色差频信号产生电路31产生按抽取的取样数据计算得出的平均数据，例如，来取代未予抽取的取样数据，也就是取代取样数据Di2和Di4。因此，色差频信号产生电路31产生D11、(D11-D13)/2、-D13、(-D13+D21)/2、D21、(D21-D23)/2、-D23等等按此顺序排列的取样数据作为色差频信号M的取样数据。色差频信号M的每隔一个取样数据的平均数据是原先未予抽取的取样数据的极好近似值。
色差频信号产生电路32的电路结构与色差频信号产生电路31的电路结构近似。然而在构成输入数字色信号的取样数据当中，色差频信号产生电路32每隔一个取样数据抽取一个，即取样数据Di2和Di4，并且交替地反转已抽取的取样数据的极性。结果，每隔180°就可得到色差频信号N的取样数据，并且将该取样数据存储在色差频信号产生电路32中的存储器(未示出)中。色差频信号产生电路32产生按所取的取样数据计算得出的平均数据，例如，来取代未予抽取的取样数据，即取代取样数据Di1和Di3。这样，色差频信号产生电路32产生D12、(D12-D14)/2、-D14、(-D14+D22)/2、D22、(D22-D24)/2、-D24等等按此顺序排列的取样数据作为色差频信号N的取样数据。构成色差频信号N的每隔一个的取样数据的平均数据是原来未予抽取的取样数据的极好的近似值。
前面讲过，四个取样数据Di1、Di2、Di3、Di4分别对应彩色副载波相位等于0°、90°、180°、270°时所取得的取样数据，然而这四个取样数据无须满足这种关系。四个取样数据Di1、Di2、Di3和Di4分别对应彩色副载波相互之间的相位差为90°时取得的取样数据，这样，每隔一个取样数据的取样数据成为两种正交调制色差频信号之一的取样数据。在这种情况下，色差频信号产生电路31和32能如上述那样工作，产生分别与色差频信号M和N相关的数字色差频信号。在此情况下，完成可能重现出正确的颜色，因为基准彩色副载波群信号的各取样点对应于彩色载波信号的各取样点。
与色差频信号M相关的第一个数字色差频信号(取样数据)产生于色差频信号产生电路31，并输入数字乘法器33。另一方面，与色差频信号N相关的第二个数字色差频信号(取样数据)产生于色差频信号产生电路32，并输入到数字乘法器34。数字乘法器33和34还分别输入与信号发生17对应的低频信号发生器35产生的数字输出信号。
低频信号发生器35以同样的取样频率fS对两种正弦波COSωt和Sinωt进行取样获得两种数字信号，然后将这些信号量化。正弦波COSωt和Sinωt的频率与予以记录的彩色载波变频信号的彩色副载波频率fc相同(例如水平扫描频率fH的40倍)，这里ω代表角频率并且等于2πfc，同时，两正弦波频率相位差为90°。换言之，低频信号发生器35产生的第一个数字信号的采样数据，即图2(B)中在正弦波COSωt曲线上以小圆圈表示的采样数据是连续地在相等的时间间隔点上取得的取样数据。然后，低频信号发生器35将这第一个数字信号输入到数字乘法器33。另一方面，低频信号发生器35产生的第二个数字信号的采样数据，即图2(B)中在正弦波Sinωt曲线上以小圆圈表示的采样数据是连续地在相等的时间间隔点上取得的取样数据，然后，低频信号发生器35将第二个数字信号输入到数字乘法器34。
因此，数字乘法器33产生与第一个色差变频信号相关的数字信号并将其输入加法电路36，其中的第一个色差变频信号是以色差频信号M对正弦波COSωt进行调幅而产生的。与此同时，数字乘法器34产生一个与第二个色差变频信号相关的数字信号并将其输入加法电路36，其中的第二个色差变频信号是以色差频信号N对正弦波Sinωt进行调幅而产生的。这样就可由加法电路36获得与用两种色差频信号M和N正交调制过的变频彩色载波信号相关的数字信号。加法电路36的输出数字信号通过输出端37输出并接至图1所示的混频电路18。加法电路36的输出数字信号是分时多路信号，该信号中的采样数据由图2(C)中变频彩色载波信号波形上的小圆圈C1、C2、C3……所表示。取样数据C1可写为〔(D11-D13)/2〕COSωt+D12Sinωt，取样数据C2可写为-D13COSωt+〔(D12-D14)/2〕Sinωt，取样数据C3可写为〔(-D13+D21)/2〕COSωt-D14Sinωt，取样数据C4可写为D21COSωt+〔(-D14+D22)/2〕Sinωt，取样数据C5可写为〔(D21-D23)/2〕COSωt+D22Sinωt，取样数据C6可写为D23COSωt+〔(D22-D24)/2〕Sinωt。
如上所述，接至输入端30的输入数字色信号要经相移处理，以便在每个周期1H中相移90°，为此，变为低频范围的、且其彩色副载波的相位在每个周期1H相移90°的数字色信号是由输出端37处得到的。
现再回到如图1所示的关于记录系统的说明上来。混频电路18把来自亮度信号处理电路13的数字信号和来自变频器16的数字色变频信号进行混频。混频电路18的输出混频数字信号接至数-模(D/A)转换器19，在其中，混频数字信号被转变为模拟信号。当调频亮度信号和变频彩色载波信号是频分多路信号时，D/A转换器19的输出模拟信号即是频分多路信号。D/A转换器19的输出频分多路信号经过放大器20馈至两磁头缝隙具有相对不同方位角的旋转磁头21和22。旋转头21和22交替地把频分多路信号记录在磁带23的各磁路上，而无须设置两相邻磁路间的保护带或形成两相邻磁路间极狭窄的保护带。
下面，参见图6，对本发明中彩色载波信号记录和/或重现设备的重现系统实施方案作一说明。在图6中，由旋转磁头21和22从磁带23上重现出来的模拟彩色视频信号被放大，并且在重现电路40中构成一单独的连续信号。重现电路40的输出信号在上述的取样频率fS上进行取样，并在A/D转换器41中量化为数字信号。A/D转换器41的输出数字信号接至亮度信号处理电路42以及低通滤波器43。低通滤波器43从A/D转换器41的输出数字信号中分离出与变频彩色载波信号相关的数字色信号。低通滤波器43的输出数字色信号接至变频器44，该变频器将数字色信号与信号发生器45的输出数字信号一起进行变频。由变频器44中得到与转变回原频率范围的彩色载波信号相关的数字色信号。
举个例子，变频器44有一如图7所示的结构。在图7中，来自低通滤波器43的变频数字色信号接到输入端51、再输入到数字乘法器52和53。
另一方面，信号发生器45由结构与上述低频信号发生器35相似的低频信号发生器54构成。低频信号发生器54以四倍于彩色副载波频率fSc的取样频率fS对上述正弦波COSωt和Sinωt进行取样以产生两种数字信号，并对取样信号进行量化。与正弦波COSωt相关的低频信号发生器54的输出数字信号接至数字乘法器52。另一方面，与正弦波Sinωt相关的低频信号发生器54的输出数字信号接至该数字乘法器53。于是，数字乘法器52把彩色变频载波信号相关的数字信号，即写为MCOSωt+NSinωt的数字信号，和与正弦波COSωt相关的数字信号相乘，并将与下列方式(1)表示的信号相关的数字信号输入低通滤波器55。
(MCOSωt+NSinωt)·COSωt＝MCOS2wt+NCOSωtSinωt＝(M/2)·(1+COS2ωt)+(N/2)·Sin2ωt……(1)另一方面，数字乘法器53向一低通滤波器56输入一数字信号，该信号与下列公式(2)中表示的信号相关。
(MCOSωt+NSinωt)·Sinωt＝MCOSωtSinωt+NSin2wt＝(M/2)·Sin2ωt+(N/2)·(1-COSωt)……(2)低通滤波器55和56的频率范围这样选择，即使与变频彩色载波信号相关的数字信号通过，阻止与变频彩色载波信号中两倍于彩色副载波频率的频率分量相关的数字信号通过。因此，低通滤波器55清除公式(1)中包括COS2ωt和Sin2ωt的谐波分量，而只产生写为(M/2)的色差频信号M的数字信号。低通滤波器55的输出数字信号输入开关电路57和反相器58。同时，低通滤波器56消除公式(2)中包括COS2ωt和Sin2ωt的谐波分量，而只产生写为(N/2)的色差频信号N的数字信号。低通滤波器56的这个输出数字信号输入到开关电路57和反相器59。
反相器58和59分别反转输入数字信号的极性，即把数字数据乘上“-1”并将已反向的数字数据输入开关电路57。开关电路57同时锁存低通滤波器55和56的、以及反相器58和59输出的数字色差频信号，连续产生相应于开关信号(即驱动脉冲信号)的输出数字色差频信号并馈至输入端60。开关电路57是按照下列数据的顺序产生该输出数字色差频信号的，与来自低通滤波器57的色差频信号M相关的数据、与来自低通滤波器56的色差频信号N相关的数据、与来自反相器58的反相色差频信号M相关的数据和与来自反相器59的反相色差频信号N相关的数据。然后，紧随反相器59的输出数据由开关电路57中产生之后，开关电路57同时锁存低通滤波器55和56的、以及反相器58和59的下一个输出数字色差频信号，并连续地产生与加至输入端60的开关信号相应的输出数字色差频信号。开关电路57重复进行上述工作，顺序地输出低通滤波器55和56的、以及反相器58和59的数字色差频信号。馈入输入端60的开关信号的重复频率选择为四倍于彩色副载波频率fsc的频率，即等于取样频率fs。如前所述，开关电路57连续地产生该数据是以M、N、-M、-N、M……为序。这样，该数据与前面讲过的、如图2(A)表示的带通滤波器14的输出数字信号一样。换言之，开关电路57的输出数字信号是对频率为原彩色副载波频率fsc的彩色载波信号用取样频率fS进行取样并对取到样的信号进行量化得到的频率。开关电路57的输出数字色信号接至抑制电路61、抑制检测电路62、识别(ID)检测电路63和自动相位控制(APC)电路64。
抑制检测电路62检测基准彩色副载波群信号是否存在，以检测输入信号是彩色视频信号或是单色视频信号(黑白信号)。当基准彩色副载波群信号不存在于输入信号之中，并且抑制检测电路62检测出输入信号是单色视频信号时，抑制检测电路62开启抑制电路61，以便在进行一般的数字信号处理工作过程中不产生输出。此外，识别(ID)检测电路63将频率为3.58MH2的振荡器输出信号的相位与重现的基准彩色副载波群信号的相位相比较。识别电路63还检测紧随着旋转磁头的切换而产生的、或由于信号失落而产生的重现基准彩色副载波群信号的相位突变，并以数字信号处理方法把低频信号发生器54的低频信号相移180°。然后，自动相位控制(APC)电路64把频率和取样频率fS相同的振荡器65的输出参考信号相位与来自开关电路57的重现数字彩色信号相位相比较，并由重现数字彩色信号中抽取时基偏移分量。(APC)电路64对低频信号发生器54输出信号的相位进行可变性地控制，以便消除时基偏移分量。
与回到原频率范围内的、并消除了时基偏移分量的彩色载波信号相关的数字色信号通过抑制电路61，产生于输出端66。从输出端66获得的数字色信号接入图6所示的相移处理电路46。相移处理电路46有与前述的相移处理电路15相似的电路结构。相移处理电路46可以具有如图8和图9所示的电路结构。应予指出，相移处理电路46进行相移处理以便使重现时的数字色信号的彩色副载波相位向着记录时的相移方向相反的方向进行相移。
因此，从相移处理电路46中获得了重现的与回到原频率范围内并消除了彩色副载波相移的彩色载波信号相关的数字色信号，并输入一梳状滤波器47。梳状滤波器47滤除由相邻磁路串漏产生的低频成分。梳状滤波器47的输出信号输入混频电路48并且与亮度信号处理电路42重现输出的数字亮度信号相混频。混频电路48的输出数字信号输入D/A变换器49，在D/A变换器49中数字信号变为模拟信号。D/A变换器49的输出模拟信号作为重现的彩色视频信号通过输出端50产生出来。
联系前面图3(A)至(D)叙述的方法，图8表示进行相移处理的相移处理电路15和46的第一实施方案。图8中，加到输入端70的数字色信号输入移位寄存器71，并与来自时钟信号发生器72的时钟信号(变换脉冲信号)相应地逐次移位。当四个取样数据存储在移位寄存器71中的时间点上，数据选择器73并行地从寄存器71接收上述四个取样数据。换言之，移位寄存器71以串行输入存储取样数据，并且当每次四个取样数据存入移位寄存器71时即将它们输入数据选择器73。在另一方面，接至输入端74的水平同步脉冲信号输入正-反计数器75予以计数。正-反计数器75的计数值输入地址信号发生器76。正-反计数器75设计成在每个周期1H内产生四个可能的计数值中的一个。正-反计数器75还按予定顺序产生四个计数值，每一个4H周期产生一个予定的顺序。结果，来自地址信号发生器76的、输入到数据选择器73的地址信号也相应地以周期4H改变一次。从而，以并行形式分别由移位寄存器71的输出端71a、71b、71c和71d获得的具有四位量化数的四个取样数据Di1、Di2、Di3、和Di4，在每个周期1H中，通过数字选择器73，选择四个可能的连接方式中的一个对取样数据形成的转换传输通路通过，并且并行地输入到移位寄存器77的输入端77a、77b、77c、77d中。数据选择器73以特殊的顺序将传输通路转换到四条通路上，转换的特殊顺序是在4H为一个周期中产生的。换言之，数据选择器73在一周期1H中连接71a和77a、71b和77b、71c和77c、71d和77d。在下一个周期1H中数据选择器73连接71a和77d、71b和77a、71c和77b、71d和77c。在再下一个周期1H中，数据选择器73连接71a和77c、71b和77d、71c和77a、71d和77b。以此类推，在下一个周期1H中，数据选择器73连接71a和77b、71b和77c、71c和77d、71d和77a。这一特殊的转换顺序是在每周期为4H的周期内完成的。移位寄存器77接收来自输入端77a到77d并行输入的取样数据，再以串行输出与时钟信号发生器72产生的时钟信号相应的取样数据。从移位寄存器77产生的取样数据通过输出端78获得。移位寄存器77根据分频器79对时钟信号发生器72的输出时钟信号进行1/4分频所得到的信号复位。因此，那些分别按图3(A)、3(B)、3(C)、3(D)所示的顺序排列的取样数据中的数字色信号就通过输出端78以串行方式获得。
正-反计数器75的计数方向(正计数或反计数)在每一磁路扫描周期都相应于加至输入端80的鼓脉冲信号变换。结果，输出数字色信号相移方向也在每一磁路扫描周期变换。
下面，参照图9，联系前面图4(A)至图4(D)叙述过的方法对进行相移处理的相移处理电路15和46的第二实施方案作一说明。在图9中，那些用与图8相同号码注示部分，其设计与图8相同，这里省略对其说明。
图9中，加至输入端70的数字色信号输入到移位寄存器82，并随时钟信号发生器72的时钟信号(移位脉冲信号)逐位移位。当移位寄存器82存储了两个取样数据的时候，数据选择器83通过移位寄存器82的输入端82a和82b并行地从寄存器82接收这两个取样数据。换言之，移位寄存器82存储以串行形式输入的取样数据，并每当两取样数据输入移位寄存器82时，就并行地将两取样数据输入数据选择器83。数字选择器83重新安排数据顺序，并在每一周期联系前面图4(A)至图4(D)所述方法反转数据极性。数字选择器83的取样数据通过输入端84a和84b并行地输入移位寄存器84。
移位寄存器84根据时钟信号发生器72的时钟信号串行地产生通过输入端84a和84b输入的取样数据。因此，移位寄存器84按照由输入端84a接收到的数据顺序以及由输入端84b接收到的数据顺序产生该取样数据。移位寄存器84产生的取样数据由输入端78获得。移位寄存器根据触发器85对从时钟信号发生器72中输出时钟信号进行1/2分频取得的信号复位。同样，分别按图4(A)至(D)所示顺序的取样数据的数字色信号由输出端78获得。
本发明不限于已叙述过的实施方案。例如，本发明可应用于PAL系统彩色视频信号的彩色载波信号的记录和/或重现。此外，记录载体可以不是磁带，而是盘形记录载体。另外色差频信号产生电路31和32可设计成用各未抽取的取样信号之前或之后最邻近的、已抽取的取样数据来取代每隔一个未抽取的取样数据。
此外，本发明不限于这些实施方案，各种变化和改型都在本发明范围之内。
权利要求
1.彩色载波信号记录设备的特征是其设有数字色信号产生装置，该装置用四倍于彩色副载波频率的取样频率对彩色载波信号进行取样，并将所取得的信号量化，以产生第一个数字色信号；相移处理电路，该电路将上述第一个数字色信号进行相移处理以产生与彩色载波信号相关的第二个数字色信号，其中彩色副载波相位在每一水平扫描周期内按予定方向等量地和逐次地相移大约90°，上述相移处理包括将上述第一个数字色信号中的四个或两个连续的取样数据视为一个数据组，并至少在每一水平扫描周期间，按四种可能的不同重新排列方法中的一个，将一数据组中取样数据的顺序重新排列，上述四种重新排列方法用于一特殊的顺序之中，上述特殊的顺序在每四个水平扫描周期产生一次；变频装置，该装置将上述相移处理电路的第二个输出数字色信号转变成低频范围内变频数字色信号；数一模变换器，该变换器将变频数字色信号进行数一模变换，以取得模拟变频彩色载波信号；以及记录装置，该装置将模拟变频彩色载波信号记录载体上。
2.根据权项1的要求，彩色载波信号记录设备的特征是上述相移处理电路包括第一移位寄存器，该移位寄存器进行串行-并行变换，以产生按照四个连续取样数据的上述第一数字色信号;第二移位寄存器，该移位寄存器进行并行-串行变换，以产生四个串行的取样数据;数据选择器装置该装置在每一水平扫描周期内，转换由上述第一移位寄存器获得的四个取样数据，并将这四个取样数据在四个水平扫描周期并行地输入上述第二移位寄存器的输入端;以及复位装置，该装置在每当上述第二移位寄存器以串行方式产生四个取样数据时，把上述第二寄存器的存储内容进行复位。
3.根据权项1的要求，彩色载波信号记录设备的特征是上述相移处理电路包括第一移位寄存器，该移位寄存器进行串行-并行转换，以产生根据两个连续取样数据的上述第一个数字色信号;第二移位寄存器，该移位寄存器进行并行-串行转换，以串行地产生出两个取样数据;数据选择器装置，该装置依照在第一个水平扫描周期未予改变的数据顺序，重复地将上述第一移位寄存器的两个取样数据并行地输入到上述第二移位寄存器，其中的两个取样数据按照反转了的两个取样数据顺序以及在第二个水平扫描周期中反转了的两个取样数据其中之一的极性并行地输入上述第二移位寄存器、按照未改变的取样数据顺序以及在第三个水平扫描周期中反转了的两个取样数据极性并行地输入上述第二移位寄存器、按照反转了的两个取样数据顺序以及在第四个水平扫描周期中反转了的、两个采样数据相反的极性并行地输入第二移位寄存器;以及复位装置，该装置在每当上述第二移位寄存器串行地产生两个取样数据时，将上述第二移位寄存器的存储内容进行复位。
4.根据权项1的要求，彩色载波信号记录设备的特征是上述变频器包括第一色差信号产生装置，该装置从上述第二个数字信号中抽取奇数取样数据组成第一个数字色差频信号、并将所抽取的取样数据的极性以及与未予抽取的、偶数取样数据邻近的所抽取的取样数据进行交替转换;第二色差频信号产生装置，该装置从上述第二个数字信号中抽取偶数取样数据以组成第二个数字色差频信号。并将所抽取的取样数据的极性以及与未予抽取的、奇数取样数据邻近的所抽取的数据进行交替转换;低频信号发生器，该发生器对频率与变频彩色载波信号的彩色副载波频率相同的、相位在上述第一个数字色信号的取样频率上相差90°的两种信号进行取样并将所取信号量化以产生两种数字信号;第一数字乘法器，该乘法器把上述低频信号发生器产生的两种数字信号中之一和上述第一个数字色差频信号进行相乘;第二数字乘法器，该乘法器把上述低频信号发生器产生的两种数字信号中的另一个信号与上述第二个数字色差频信号相乘;以及加法电路，该加法电路把上述第一和第二数字乘法器的输出信号和变频彩色载波信号相关的变频数字色信号相加。
5.根据权项1的要求，彩色载波信号记录设备把彩色载波信号记录在记录载体上，从该载体上将已记录信号进行重现的彩色载波信号重现设备的特征是上述重现设备包括重现装置，该装置重现记录载体上的模拟变频彩色载波信号;产生变频数字色信号的数字色信号产生装置，该装置以四倍于彩色载波信号的彩色副载波频率的取样频率对从记录载体上重现的模拟变频彩色载波信号进行取样以产生变频数字色信号，并将取样信号量化;重现变频器装置，该装置把上述数字色信号产生装置的变频数字色信号返回到与上述第二个数字色信号相同的频率范围内，并产生第三个数字色信号，其中取样数据为时分多路信号;重现相移处理电路，该电路把上述第三个数字色信号进行另一相移处理以产生与重现彩色载波信号相关的第四个数字色信号，其重现彩色载波信号的彩色副载波相位已等量地和逐次地相移大约90°，相移方向与每一水平扫描周期记录时的相移方向相反，上述其它相移处理的工作内容包括将上述第三个数字色信号的四个或两个连续取样数据视为一数据组，并且至少按照每一水平扫描周期的、四个可能的不同重新排列方法之一，在每一数据组中，重新排列取样数据的顺序，上述四个重新排列方法按一特殊的顺序予以采用，其特殊的顺序在每四个水平扫描周期中产生一次;以及数-模变换器，该变换器将上述重现相移处理电路的第四个数字色信号进行数-模变换以获得重现彩色载波信号。
6.根据权项5的要求，彩色载波信号重现设备的特征是上述重现相移处理电路包括第一移位寄存器，该移位寄存器进行串行-并行转换，以便根据四个连续取样数据产生上述第三个数字色信号;第二移位寄存器，该移位寄存器进行并行-串行转换，并串行地产生四个取样数据;数据选择器装置，该装置在每一水平扫描周期中转换上述第一移位寄存器的四个取样数据，并且将取样数据在每四个水平扫描周期中并行地输入到上述第二移位寄存器的四个输入端;以及复位装置，该装置每当第二寄存器串行地产生四个取样数据时都将上述第二移位寄存器的存储内容复位。
7.根据权项5的要求，彩色载波信号重现设备的特征是上述重现相移处理电路包括第一移位寄存器，该寄存器进行串行-并行转换以便根据两个连续取样数据产生上述第三个数字色信号;第二移位寄存器，该移位寄存器进行并行-串行转换以产生串行的两个取样数据;数据选择器装置，该装置重复进行下列工作在第一水平扫描周期中，把上述第一移位寄存器的两个取样数据并行地按不变的取样数据顺序输入上述第二移位寄存器，在第二水平扫描周期中，把上述两个取样数据并行地输入上述第二移位寄存器中，其取样数据顺序颠倒，并且两数据之一的极性反转，在第三个水平扫描周期中，把上述两个取样数据并行地输入上述第二移位寄存器，该取样数据顺序不变，而两个取样数据极性反转，在第四个水平扫描周期中，把上述两个取样数据并行地输入上述第二移位寄存器，其取样数据顺序颠倒，而两个取样数据中的另一个数据极性反转;以及复位装置，该装置每当在上述第二移位寄存器中串行地产生两个取样数据时都把上述第二移位寄存器的存储内容复位。
8.根据权项5的要求，彩色载波信号重现设备的特征是重现变频器装置包括低频信号发生器，该发生器对两种低频信号进行取样，并将所取样信号量化以产生两种数字信号，上述两种低频信号频率等于重现模拟变频彩色载波信号的彩色副载波频率，相位在输入变频数字色信号的取样频率上相差90;第一数字乘法器，该乘法器把上述低频信号发生器的两种数字信号其中之一与上述输入变频数字色差频信号相乘;第二数字乘法器，该乘法器把上述低频信号发生器的两种数字信号之中的另一个与上述输入变频数字色差频信号相乘;第一和第二滤波器，这两个滤波器分别输入上述第一和第二数字乘法器的输出信号以消除谐波分量并产生第一个和第二个重现数字色差频信号;第一和第二反相器，该反相器分别独立地将上述第一和第二滤波器的输出信号反相;以及开关电路，该电路输入与上述输入变频数字色信号的取样频率相同的开关脉冲信号和输入上述第一和第二滤波器的、第一和第二反相器的输出信号，上述电路还在上述开关脉冲信号的每一周期中根据上述开关脉冲信号进行开关，并且按顺序地产生上述第一滤波器的输出信号、上述第二滤波器的输出信号、上述第一反相器的输出信号以及上述第二反相器的输出信号。
专利摘要
本发明涉及彩色载波信号记录设备，它包括对彩色载波信号取样并产生第一个数字色信号的第一电路、将第一个数字色信号处理后产生第二个数字色信号的第二电路、将第二个数字色信号变为低频的第三电路、产生模拟变频数字色信号的电路、把模拟变频数字色信号的电路记录在记录载体上的电路。重现设备用以上记录设备对记录载体上的信号进行重现。
文档编号H04N9/80GK85101293SQ85101293
公开日1987年1月17日 申请日期1985年4月1日
发明者昭弘田 申请人:日本胜利株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan