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技術情報

タイムコード信号について

1.概要

暫く御無沙汰いたしておりましたが技術情報を再開させていただきます。テーマとしては、ふだん何気なく使用されている技術を中心に紹介していく事に致します。今回はタイムコード信号について記述いたします。このタイムコード信号は一般的に広く使用されており、特にビデオ編集には不可欠な信号で、この信号を使用することで編集精度が飛躍的に向上しました。この技術が確立されていない時代の編集は、擬似的に作られたタイマーパルスを使用し編集点を検索していた関係で、精度が不確定になり余分な制作時間を費やしておりました。今では、既成技術として使用されているタイムコード信号について要点を紹介させていただきます。

2.タイムコード信号の概要

一般的にVTR等で収録された素材映像の検索に使用されておりますが、機種によってはメーカー独自な方式を採用しているケースがありますので、此処ではSMPTEに準拠した方式について記述いたします。
初めに、タイムコード信号は、テープ長手方向に記録される信号の「LTC」と映像信号の垂直同期のブランキング期間に記録される信号の「VITC」があります。この目的は、相互にタイムコード信号を補完する為です。編集機等を使用し映像の頭出しをする際のVTR操作をイメージしますと、まず高速でテープを送り、目指すテープ位置が近くなるとテープスピードを遅くし、目的の位置で停止する操作を行っていますが、この時、正確なテープのタイムコードを取得する為に、VTRの内部でテープスピードが速いときは「LTC」をまた、遅いときは「VITC」を読み取るように(タイムコードリーダー設定により)自動切り替えをします。


この理由はテープ長手方向に記録されている信号を固定ヘッドで再生しますと、テープスピードが遅くなると共に信号レベルが減少します。この為、タイムコード用の固定ヘッドでは信号が読めなくなります。音声信号でも、通常は固定ヘッドで信号を拾っていますのでテープスピードが遅くなると音が途切れることを実感されていると思います。
−方、「VITC」信号は映像信号に重畳して記録されております関係上、テープスピードが遅くなっても映像信号が出力されるように、「VITC」信号を読む事が出来ます。しかし、テープスピードが速くなりますと映像信号が部分的にしか再生できなくなり、「VITC」信号も不連続になります。この欠点を補完する事によってタイムコード信号を正しく読むことが出来ます。

3.タイムコード信号の仕様

1項でタイムコード信号の槻要を述べましたが、ここでは信号の仕様について記述いたします。タイムコード信号は、時.分.秒.フレームを含む時刻データ、ドロップフレーム識別、カラーフレーム識別、テープ走行方向識別、位相補正、および使用者が任意に使用できるバイナリーエリアから構成されております。
「LTC」と「VITC」信号では若干異なりますが、基本的な部分は同じと考えて下さい。ここでは、「LTC」信号について紹介いたします。

3-1.信号方式

タイムコード信号は全体が80ビットで構成されており、その中の64ビットがデータエリアで残り16ビットが同期工リアとして定義されております。

また、テープに記録する方式としては、「バイフェーズマーク(BIPHASEMARK)」と云われる変調方式が用いられております。この変調波形を図−3に示します。


この考え方は、約2.4kHzのクロックパルスと「0」「1」ビットに変換されたタイムコードデータを組み合わせてタイムコード信号を生成します。図からもお解り頂けると思いますがクロック間にタイムコードの値が「1」の場合波形を変化させております。この様にして各データを「1」「0」の矩形波信号に変換してテープヘ記録します。信号としては、約2.4kHzを基本波としておりテープスピードが遅くなりますと再生することが出来なくなるわけです。
次に、64ビットのデータ構成について紹介いたします。64ビットのエリアを8ビット単位でグループ化されており、1グループが0〜7ビットで始まり最後の8グループが56〜63ビットになります。
1グループには映像フレームの1位桁およびバイナリーエリア
2グループには映像フレームの10位桁、ドロップフレーム識別カラーフレーム識別およびバイナリーエリア
3グループには秒の1位桁とバイナリーエリア
4グループには秒の10位桁、フィールドマークおよびバイナリーエリア
5グループには分の1位桁とバイナリーエリア
6グループには分の10位桁、バイナリーマークおよびバイナリーエリア
7グループには時間の1位桁とバイナリーエリア
8グループには時間の10位桁、バイナリーマーク、未定義ビットおよび
バイナリーエリアとなります。

 

次に、データエリアに続いて同期ビットが16ビット付加されており、この同期ビットの構成について紹介いたします。16ビットの中には、初めの2ビットが00で始まり続いて1が12個並び最後の2ビットが01で終了するフォーマットで固定されております。即ち、「0011111111111101」のデータ構成です。このデータの意味は、1を12回連続さすことでフレーム同期を確立させ、初めの00と終わりの01を識別する事で、テープが順方向か逆方向かを判断し、その時のタイムコードデーターを正確に読み取る事ができます。

3-2.VITC信号方式

VITC信号は、全体が90ビットで構成されており、10ビット毎に纏めグループ化されております。1グループから8グループまでがデータエリアとして使用され、LTCと同様に、時刻データ、カラーフレーム、ドロップフレーム、バイナリーエリアが設けられております。9グループはCRCコードエリアに充てられておりデータの信頼性を確保しています。このVITC信号は、図−4に示したように、映像信号の垂直帰線消去期間であるVブランキングに重畳されます。また、この期間には、局で運用される信号が重畳されておりますので、通常は12H(275H)または14H(277H)を使用します。


次に、同期ビットは映像信号に重畳されている関係で同期の認識は必要でなく、グループのデータを読み込む為の同期信号として、各グループの先頭に01の2ビットを割り付けています。これらタイムコード信号は映像信号と一対になっており、テープを止めてもタイムコードを読み取る事が出来るため、編集精度が格段に向上し制作時間の短縮が図られたと云えます。

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