FR2480542A1 - Appareil d'enregistrement et/ou de reproduction de signaux numeriques video et audio - Google Patents

Abstract

A.APPAREIL D'ENREGISTREMENT ETOU DE REPRODUCTION DE SIGNAUX NUMERIQUES VIDEO ET AUDIO. B.APPAREIL CARACTERISE PAR UN MOYEN DE MULTIPLEXAGE POUR MELANGER LES DONNEES AUDIO NUMERIQUES ET LES DONNEES VIDEO EN TEMPS PARTAGE AINSI QU'UN MOYEN DE DISTRIBUTION POUR FOURNIR LES DONNEES AUDIO ET VIDEO EN TEMPS PARTAGE A CHACUNE DES TETES MAGNETIQUES ROTATIVES. C.L'INVENTION CONCERNE LE TRAITEMENT DE SIGNAUX VIDEO ET AUDIO COMBINES.

Description

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La présente invention concerne un appareil d'enre-

gistrement et/ou de reproduction de signaux numériques vidéo et audio et notamment un appareil dans lequel le signal vidéo en couleur et le signal audio correspondants sont transformés en signaux numériques pour être enregistrés par plusieurs têtes

magnétiques rotatives fonctionnant en temps partagé.

Selon l'art antérieur, un signal vidéo est en général modulé en fréquence, puis est enregistré sur une bande vidéo d'o il peut être reproduit. Récemment, le traitement

numérique des signaux vidéo s'est développé dans les installa-

tions de studio, si bien que cette numérisation est également

exigée pour les magnétoscopes (encore appelées "appareils VTR").

Il est inutile de détailler les avantages d'un magnétoscope numérique. Il faut toutefois un enregistrement à forte densité dans le magnétoscope et à cet effet différents

systèmes d'enregistrement ont été développés jusqu'à ce jour.

Toutefois actuellement les principales recherches sont dirigées sur l'enregistrement numérique d'un signal vidéo et pratiquement aucune recherche n'a été faite pour les signaux

audio.

Dans certains magnétoscopes expérimentaux, on enre-

gistre un tel signal audio sur une piste audio longitudinale comme dans un magnétoscope analogique classique. De plus dans certains systèmes VTR, on enregistre un signal audio numérique et un signal vidéo numérique à l'aide de têtes magnétiques rotatives qui traitent séparément les signaux respectifs. Par exemple un dizième (I-) de chacune des pistes est attribué aux sugnaux audio numériques. Dans ce système, comme les signaux

audio et vidéo sont traités séparément, on arrive à des traite-

ments complexes des signaux et par suite à des circuits compli-

qués.

La présente invention a pour but de créer un appa-

reil d'enregistrement et/ou de lecture de signaux vidéo et audio, numériques dans lequel les données audio sont enregistrées et/ou

lues par des têtes magnétiques rotatives.

A cet effet, l'invention concerne un appareil du type ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs têtes magnétiques rotatives associées à un tambour guide-bande à la périphérie duquel défile la bande magnétique suivant un chemin hélicoïdal avec un-angle d'enroulement prédéterminé, un moyen de

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compression de temps pour comprimer les données audio et vidéo numérisées, un moyen de multiplexage pour mélanger les données audio et les données vidéo numérisées, en temps partagé, et un distributeur pour fournir les données audio et vidéo en temps partagé à chacune des têtes magnétiques rotatives. La présente invention sera décrite plus en détail a l'aide des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma-bloc de l'ensemble

d'un système d'un appareil selon un exemple de l'invention.

- la figure 2 est un schéma-bloc d'un exemple de circuit de traitement numérique de la partie enregistrement du

processeur vidéo numérique.

- la figure 3 est un schéma-bloc d'un exemple de

circuit de traitement numérique de la partie reproduction.

- la figure 4 est un schéma-bloc d'un exemple de circuit de traitement numérique de la partie enregistrement du

processeur vidéo numérique.

- la figure 5 est un schéma-bloc d'un exemple du

circuit de traitement numérique de la partie reproduction.

- la figure 6 est un schéma servant à expliquer un

exemple d'assemblage à têtes magnétiques rotatives d'un magné-

toscope. - la figure 7 est un format d'un exemple de schéma

de pistes d'enregistrement.

- les figures 8A-8I et 9 sont des schémas servant

à expliquer respectivement le format du signal pour l'enregis-

trement numérique de signaux vidéo couleur et de signaux audio.

- la figure 10 est un schéma donnant un exemple

d'erreur d'affichage.

- les figures 11 à 13 sont des schémas servant à

expliquer d'autres exemples de l'invention.

DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION PREFERENTIEL

La figure 1 est un schéma-bloc de l'ensemble d'un système selon un exemple d'appareil d'enregistrement et/ou de reproduction d'informations numériques vidéo et audio dans

lequel la fonction d'édition est également prise en compte.

Selon la figure 1, un processeur vidéo numérique 1

se compose d'un premier processeur DVP-1 comportant un conver-

tisseur analogique/numérique (A/D), un convertisseur numérique/ analogique (D/A) et un générateur de signaux générant différents types de signaux de cadence et de temps <horloge) un second processeur DVP-2 pour traiter les signaux vidéo numérisés en vue de l'enregistrement, un troisième processeur DVP-3 pour traiter les signaux vidéo numériques reproduits et un analyseur de données ANA ayant une fonction d'affichage d'erreur. L'installation comporte également une caméra de télévision 2 et des magnétoscopes 3, 4 qui sont légèrement différents d'un magnétoscope habituel tant par leur mécanisme

que par leur circuits, associés.

Le récepteur de télévision de contr8le 5 permet

d'afficher le signal vidéo reproduit et le récepteur de télévi-

sion de contr8le 6 permet d'afficher l'erreur par l'intermédiai-

re de l'analyseur de données ANA. L'installation comporte égale-

ment un processeur numérique audio 7 qui est un adaptateur PCM légèrement modifié (modulation par impulsions codées) utilisé lorsque le signal audio est transformé en un signal PCM, puis

est enregistré et/ou reproduit par le magnétoscope.

L'interface audio relie le processeur vidéo numé-

rique 1 au processeur audio numérique 7. Le nombre de canaux de signaux audio est choisi dans ce cas égal à 16, CHI... CH16 et on peut brancher au maximum des paires de microphones M 1 M16 et de haut-parleurs SP1... SP16' L'appareil de télécommande 9 permet de fournir des signaux de télécommande utilisés pour commander le processeur

numérique vidéo 1, lesmagnétoscopes3, 4 et le processeur numé-

rique audio 7 à distance.

Lorsque le signal vidéo couleur est numérisé, puis

est enregistré par une seule tête magnétique rotative, la fré-

quence des bits du signal d'enregistrement devient très élevée, ce qui entraîne une consommation importante de bande. C'est pourquoi, les signaux vidéo numérisés sont répartis en plusieurs canaux, puis sont enregistrés par plusieurs têtes magnétiques

rotatives sur une bande sous la forme d'un schéma à pistes mul-

tiples. Selon un exemple de l'invention représenté à la figure 1, le signal vidéo couleur est converti en un signal

numérique et la donnée numérisée de l'une des lignes de télévi-

sion est divisée par 4 pour être répartie entre un canal A, un canal B, un canal C et un canal D. Les signaux numériques de ces quatre canaux sont appliqués auxmagnétoscopes 3,- 4 pour 9tre enregistrés par quatre têtes magnétiques rotatives sur quatre

pistes parallèles pour chaque trame d'une image de télévision.

Dans ces conditions, le signal audio est également transformé en un signal numérique, il est inserré dans le signal numérique vidéo sous la forme d'un groupe prédéterminé de données pour chaque groupe d'échantillonnage prédéterminé du signal vidéo

numérique, puis il est enregistré sur les quatre pistes ci-

dessus en combinaison avec le signal vidéo.

Le système d'enregistrement et/ou de reproduction du signal vidéo couleur et du signal audio sera décrit en détail ci-après. Le second processeur vidéo d'enregistrement DVP-2 dans le processeur numérique vidéo 1 est réalisé comme indiqué à la figure 2 et le troisième processeur vidéo DVP3 pour'la reproduction est réalisé comme indiqué à la figure 3. De plus, le circuit de traitement de l'enregistrement dans le processeur numérique audio 7 est réalisé comme indiqué à la figure 4 et son circuit de traitement de reproduction est réalisé comme indiqué à la figure 5. Dans un but de simplification, le nombre

des canaux audio de l'exemple des figures 4 et 5 est égal à 2.

Lorsque la caméra de télévision 2 effectue la prise de vue d'un objet non représenté, le signal vidéo en couleur de la caméra de télévision 2 est appliqué au premier processeur vidéo DVP-1 du processeur numérique vidéo 1, puis

les signaux sont échantillonnés et munérisés. Une ligne de télé-

vision du signal vidéo couleur sans l'impulsion de synchronisa-

tion horizontale HD et sans le signal de salve BS est échantil-

lonnée comme région réelle. Les parties correspondant à l'impul-

sion de synchronisation verticale et à l'impulsion d'égalisation du signal vidéo couleur d'une trame ne sont pas considérées comme données réelles et le signal de cette période n'est pas enregistré. Toutefois comme on insére un signal de test tel que VIR, VIT ou analogue dans la période verticale de retour de spot, on détermine le total du nombre de lignes vidéo réelles en englobant les lignes ci-dessus. Par exemple dans le cas d'un signal vidéo couleur du système NTSC, le nombre réel de lignes vidéo d'une période de trame de télévision est choisi égal à 256 lignes comptées en partant de la dixième ligne jusqu'à la

ligne numéro 256 dans chaque trame.

De plus dans l'exemple de l'invention, on choisit

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comme fréquence d'échantillonnage fVS du signal vidéo couleur

une fréquence égale à quatre fois la fréquence de la sous-

porteuse couleur f A cet effet, on extrait le signal de syn-

chronisation horizontale HD et le signal de salve BS du signal vidéo couleur d'entrée pour appliquer ces signaux à un généra- teur de signaux qui donne une impulsion de cadence synchronisée sur le signal de salve BS et dont la fréquence est égale à 4 fSC' On génère une impulsion d'échantillonnage sur la base de

cette impulsion de cadence.

La partie réelle ci-dessus du signal vidéo couleur est échantillonnée en fonction de l'impulsion d'échantillonnage ci-dessus pour être transformée par une conversion analogique/ numérique sous la forme par exemple d'un signal numérique à

8 bits en parallèle.

La fréquence d'échantillonnage fVS est dans ces conditions égale à 4 f et la fréquence de la sous-porteuse couleur f dans le cas du signal vidéo couleur du type NTSC est donnée par la relation suivante f8 45 fH fSc = 2HÉ Dans cette formule f représente la fréquence horizontale. Le

nombre d'échantillons contenus ainsi dans une période horizon-

tale est égal à 910. Toutefois comme il est inutile d'échantil-

lonner le signal pendant la période d'effacement horizontal comme a été indiqué, le nombre réel d'échantillons vidéo dans une ligne est inférieur à 910 échantillons; ce nombre est par

exemple égal à 768 échantillons.

Le signal numérique vidéo ainsi obtenu est appli-

qué au second processeur vidéo DVP-2. De plus, suivant l'impul-

sion de cadence, le premier processeur vidéo DVP-1 génère des signaux d'identification concernant la ligne, l'image, la trame, la piste et les différents types de signaux de cadence. Ces signaux d'identification et ces signaux de temps sont également

appliqués au second processeur vidéo DVP-2.

Les signaux analogiques audio recueillis par les

microphones MI... M16 sont appliqués au processeur audio numé-

rique 7. Les signaux audio analogiques d'entrée sont traités par le circuit de traitement d'enregistrement du processeur audio 7 (figure 4). Si l'on considère les signaux audio de deux

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canaux, les signaux des canaux respectifs sont appliqués par les bornes d'entrée 701, 702 et par les filtres passe-bas 711, 712 aux circuits d'échantillonnage et de maintien 721, 722 respectifs. La fréquence d'échantillonnage fAS du signal audio est choisie égale à 5,4/1,001 KH z. Dans le cas du signal vidéo

couleur du système NTSC, pour éviter le battement entre la sous-

porteuse audio et la sous-porteuse couleur, on choisit une fréquence d'image qui est plus grande que 30 Hz, la différence étant égale à 1- Hz; de plus, lorsque l'on comprime la

base de temps du signal audio, on détermine le rapport de com-

pression pour que la fréquence d'échantillonnage qui est comprimée soit égale à un multiple entier de la fréquence horizontale fH Pour cette raison, on choisit la fréquence d'échantillonnage fAS du signal audio lorsque le rapport de compression correspond

à ce qui est indiqué ci-dessus.

La relation entre la fréquence d'échantillonnage fVS du signal vidéo et la fréquence d'échantillonnage fAS du signal audio sera expliquée ci- après f a4 14 9 AS 7 5 fH 7 5 455 Sc - 32 f) 2275 Sc (1) fVS =4 'fSc......

(2) AS 2 2 75 fVs.............. (3) AS 2275 v Les données ainsi échantillonnées sont appliquées à des convertisseurs analogiques/numériques (A/D) 731 et 732 respectifs qui les transforment en des signaux numériques..DTD: parallèles de 16 bits par échantillon.

Les signaux numériques fournis par les convertis-

seurs A/D 731 732 sont appliqués à un multiplexeur 74 et sont traités en temps partagé de façon que les données du premier

canal et les données du second canal apparaissent alternative-

ment à chaque échantillon. Les données de sortie du multiplexeur 74 sont alors appliquées à un circuit de compression de temps 75

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qui comporte une mémoire vive RAM. Les données de sortie sont des données imbriquées d'un bloc de données à l'autre et sont comprimées dans le temps pour faire de la place pour les codes de détection d'erreur et de correction d'erreur dans le circuit de compression de temps 75; puis, les signaux sont appliqués à un codeur de correction d'erreur 76 qui ajoute des codes de détection d'erreur et des codes de correction d'erreur au flux

de données comprimées dans le temps.

Le signal numérique de 16 bits en parallèle du -10 codeur de correction d'erreur 76 est appliqué à un convertisseur 77 16 bits/8 bits dans lequel le signal numérique de 16 bits est divisé en un groupe de 8 bits supérieurs.et un groupe de 8 bits inférieurs et est dérivé en alternance comme un signal numérique de 8 bits en parallèle. On fait cette conversion puisque un échantillon du signal vidéo numérique est un signal numérique à 8 bits en parallèle si bien que le signal audio numérique peut être traité comme s'il s'agissait d'un signal

vidéo numérique.

Le signal numérique à 8 bits en parallèle dérivé du processeur audio numérique 7 est appliqué à l'interface audio 8 qui répartit les 8 bits d'une donnée en deux canaux

pour les appliquer au second processeur vidéo DVP-2 du proces-

seur vidéo numérique 1.

La description ci-dessus a été faite dans le cas

d'un système à 2 canaux. Pour le cas d'un système à 16 canaux, il suffit de traiter les données numériques des 16 canaux du signal audio en procédant en temps partagé dans le multiplexeur 74. Selon la figure 2, dans le second processeur vidéo

DVP-2, le signal vidéo numérique, les différents signaux d'iden-

tification et les signaux de temps du processeur vidéo DVP-l sont appliqués à un interface vidéo ll dans lequel les signaux vidéo numériques sont séparés pour que les données d'une ligne de télévision soient divisées par 4 et soient enregistrées sur 4 pistes parallèles. Dans cet exemple, selon la figure 8A, les données d'une ligne de télévision sont séparées en données correspondant à la première moitié de la ligne et en données correspondant à la seconde moitié de la ligne; les données de la première moitié de la ligne et celles de la seconde moitié de la ligne sont respectivement divisées par 4 de façon à obtenir

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8 groupes de données c'est-à-dire les groupes B1, B2... B8 ayant chacun 96 échantillons. Puis les premiers quatre groupes de données B1, B2, B3, B4 sont répartis entre les pistes de canaux respectifs A, B, C, D et sont enregistrés alors que les derniers quatre groupes de données B5, B6, B7, B8 sont répartis entre les pistes des canaux respectifs A, B, C, B et sont enregistrés. Dans ces conditions, les groupes de données B1 et B sont enregistrés sur la piste T du canal A; de même, les

A

groupes de données B3, B7; B2, B6 et B4, B8 sont respective-

ment enregistrés sur les pistes TBI TC' TD des canaux B, C, D.

La raison de cette façon de procéder est la sui-

vante: lorsque les données d'une ligne de télévision sont réparties et sont enregistrées sur quatre pistes comme cela a été indiqué, il est nécessaire que le début du flux des données des canaux respectifs se corresponde essentiellement dans le temps. C'est pourquoi, on choisit une mémoire-tampon aussi

petite que possible pour retarder le signal, pour pouvoir utili-

ser une mémoire de faible capacité.

Dans l'exemple, on tient compte du fait que si

les données sont divisées entre 4 canaux et sont traitées sépa-

rément dans les 4 canaux, il faut 4 systèmes de traitement, ce qui complique la fabrication et en augmente le prix. Pour éviter cela, on réunit respectivement les canaux A et B et les canaux C et D pour avoir deux systèmes à savoir celui des canaux AB

et celui des canaux CD, puis on procède au traitement.

A cet effet, dans l'interface vidéo 11, on réduit la fréquence des données de 2; il en est de même du c8té du canal AB comme cela est représenté à la figure 8B; les groupes de données B et B3 sont multiplexés et sont traités en temps partagé de façon que l'échantillon du groupe de données B1 et celui du groupe de données B3 se suivent en alternance; puis on multiplexe et on traite ainsi les groupes de données B5 et B7 en temps partagé de façon que l'échantillon du groupe de données B5 et celui du groupe de données B7 se combinent en alternance. Du côté du canal CD (figure 8C), on multiplexe les groupes de données B2 et B4 et On les traite en temps partagé puis on multiplexe les groupes de données B6 et B8 et on les

traite en temps partagé.

Le signal numérique du canal AB ainsi dérivé de l'interface vidéo il est appliqué au circuit de compression de

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base de temps 12AB et le signal numérique du canal CD est appli-

qué au circuit de compression de base de temps 12CD. Puis, on effectue une compression de la base de temps suivant un rapport prédéterminé pour faire de la place pour les données audio numériques, les codes de correction d'erreur et la conversion

du format des données en vue de l'enregistrement.

On examinera ci-après le nombre d'échantillons que l'on peut mettre dans une trame avec une unité àâ8 bits lorsque ces échantillons sont convertis en un échantillon de données numériques du signal vidéo, pour une fréquence de données du signal audio égale à R On calcule d'abord la fréquence de données R du A

signal audio.

Un exemple de signal audio est un signal à 16 bits et le nombre de canaux audio égal à 16. Si la redondance du code de correction d'erreur, du signal de synchronisation etc est égale à 100 %, la fréquence totale des données RA est donnée par le calcul suivant: R = (16 x 2) x 16 x f

A AS

= 4096 O f

2275 VS

= 25,779 M bit/s....... (4) Ainsi, le nombre d'échantillons NA du signal audio numérique introduit par trame est le suivant N =R x x,601

A A 8 6

4096 x 4 x f x 1 x 101 2275 Sc a 60

= 53760....... (5)

Comme le nombre d'échantillons vidéo d'une ligne

est égal à 910 (dans les conditions envisagées ci-dessus) lors-

que la fréquence des données audio est transformée en une fré-

quence de données pour le signal numérique vidéo, le nombre

d'échantillons audio à mettre dans une trame d'image de télévi-

sion est le suivant -1 = 59,0769 (lignes)...... (6)

Il faut ainsi environ 60 lignes.

Comme le nombre réel de lignes vidéo est égal à 256, les données du signal audio correspondent environ à - de celles du signal vidéo. Le rapport d'occupation des données du signal audio dans le total des données formées par les signaux

vidéo et les signaux audio correspond ainsi à 20 %.

Dans cet exemple, les données audio numériques des deux blocs de données sont introduites au niveau de chaque donnée vidéo de deux lignes. Dans le cas du canal AB, après une double succession de données multiplexées des blocs B1 et B3

et de B5 et B7, on insère les données audio numérique corres-

pondant à 96 x 2 = 192 échantillons. En fait lorsqu'on comprime dans le temps les données vidéo, on obtient des emplacements

pour les données audio comme cela a été décrit.

Les données numériques comprimées dans le temps

des signaux vidéo des deux canaux AB et CD sont appliquées res-

pectivement à des mélangeurs 13AB et 13CD pour mélanger les

données des signaux vidéo aux données des signaux audio.

Un des signaux numériques de deux canaux, sur 8 bits qui est fourni par l'interface audio 8 est appliqué au mélangeur 13AB et l'autre signal numérique est appliqué à l'autre mélangeur 13CD. Les données du signal audio numérique

sont ainsi insérées au niveau de chaque groupe de 192 échan-

tillons, dans l'emplacement existant dans le flux d'échantil-

lons de données du signal vidéo numérique du fait de la compres-

sion évoquée ci-dessus.

Les signaux numériques fournis par les mélangeurs 13AB et 13CD sont appliqués respectivement à des codeurs de

correction d'erreur 13AB et 13CD, puis aux processeurs d'enre-

gistrement 15AB et 15CD. Dans les codeurs de correction d'erreur 14AB, 14CD et dans les processeurs d'enregistrement 15AB, 15CD, on traite respectivement les données des signaux vidéo qui sont

multiplexées au niveau de chaque échantillon pour traiter cha-

que échantillon en temps partagé. En d'autres termes, les échan-

tillons des mêmes groupes de données des groupes respectifs Bi, B2 - B8 sont traités pour cette unité d'échantillon et la fréquence des données est réduite une nouvelle fois de moitié (la réduction totale correspond ainsi à un 1 des données de l'échantillon d'origine). Selon les figures 8D, SE, 8P, 8G, le traitement des signaux se fait séparément sur les canaux A, B, C, D. De plus les données du signal audio sont également traitées à chaque échantillon en temps partagé et à une fréquence diminuée de moitié, Puis, les signaux sont répartis entre les

canaux A et B et entre les canaux C et D pour être traités de-

façon analogue aux données du signal vidéo. Comme décrit ci-dessus, les données du signal vidéo sont traitées en temps partagé par les codeurs de correction d'erreur 14AB, 14CD et les processeurs d'enregistrement 15AB, CD; puis ils sont convertis en des signaux dont les formats

sont représentés aux figures 8H, 81 et à la figure 9.

Dans l'exemple ci-dessus, on attribue un sous-bloc SB à chaque groupe de données B1, B2,... B8 (il y a en tout

96 échantillons) d'un huitième (h) de ligne du signal vidéo.

Selon la figure 8H, on ajoute dans la partie supérieure des i5 données de ce sous-bloc SB un bloc de signal de synchronisation SYNC de 3 échantillons (24 bits) et un signal d'identification ID et un signal d'adresse AD de 4 échantillons (32 bits); à la partie de ce sous-bloc, on ajoute des données de parité de bloc de 4 échantillons (32 bits). Dans ce cas, le signal de synchronisation SYNC est utilisé pour extraire les signaux ID, AD, les données et les données de parité de bloc lors de la reproduction. Le signal d'identification ID indique celui des canaux (piste) qui correspond aux caux A, B, C et D et si les images et trames sont d'ordre impair ou pair; le signal d'adresse AD donne le nombre de signaux vidéo dans la période de trame à laquelle la partie appartient le sous-bloc SB. La donnée de parité de bloc est utilisée pour détecter une erreur dans les données lors de la reproduction ainsi que pour corriger

les erreurs des données dans un sous-bloc SB.

Le signal audio est traité de façon à fournir un sous-bloc AD de forme analogue à celui du signal vidéo pour

tout intervalle de 96 échantillons (chaque échantillon corres-

pond à 8 bits) comme cela est représenté à la figure 81.

De plus comme pour une trame de chaque canal, les données sont traitées pour avoir la structure suivante. La figure 9 montre la structure des données d'un canal pour les données du signal vidéo et celles du signal audio d'une trame; un bloc est formé de deux sous-blocsSB et AB c'est-àdire des

données d'une ligne du signal vidéo (<* de ligne).

il Dans le cas du signal vidéo couleur du système NTSC, si le nombre réel de lignes vidéo est choisi égal à 256,

le nombre de blocs d'une trame de chaque canal est égal à 256.

Toutefois comme l'un des sous-blocs AB des données du signal audio suit 4 sous-blocs SB des données du signal vidéo, on arrange 10 blocs dans la direction horizontale et 32 blocs dans la direction verticale, suivant une matrice, l'unité de bloc, les données de parité dans la direction horizontale (direction des lignes) étant ajoutées à la matrice 10 x 32 dans la onzième colonne et les données de parité dans la direction verticale (direction des colonnes) étant ajoutées dans la 33ème ligne

de la matrice; on a ainsi un total de 11 x 33 blocs.

De plus dans ce cas, on suppose que les sous-

blocs SB soient pris entre SB1 et SB594, séquentiellement et que les sousblocs AB du signal audio soient pris entre AB1 et

AB136 par rapport à la première ligne; on effectue les addi-

tions suivantes modulo 2 sur l'unité sous-bloc à chaque second sous-bloc dans la direction horizontale pour obtenir ainsi les données de parité horizontale SB17 et SB18 de la première ligne:

SB SB3 AB, SB1 SB

S1 E3 A î..QS16=S17 SB2 @ SE4 SE5 ... + AB4 = SB18 De la même manière, on forme les données de parité

horizontale des lignes n0 2 à 33.

Les sous-blocs SB du signal vidéo de la première colonne sont combinés à l'unité de sous-bloc dans la direction verticale selon une addition modulo-2 pour avoir les données de

parité verticale SB577 et SB578 de la première colonne.

SE1 SB19 @ SE37 @ *-- < SB559 = SB577 SE2 O SE20 t SB38 e * c SB 560 = SB578 De même, les données de parité verticale des colonnes n02 à 11 se font seulement sur les sous-blocs SB du

signal vidéo.

Ces blocs, c'est-à-dire les données de parité horizontale et verticale sont utilisées pour augmenter les possibilités de correction des erreurs des données lors de la

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reproduction. Le traitement du signal pour obtenir les données

de parité verticale et horizontale ci-dessus et pour leur addi-

tion aux données est fait dans les codeurs de correction d'erreur 14AB et 14CD alors que le traitement des signaux pour obtenir le signal de synchronisation SYNC identifiant le signal ID et le signal d'adresse AD et pour additionner ceux-ci aux données

se fait dans les processeurs d'enregistrement 15AB et l5CD.

Dans les processeurs 15AB et 15CD, on effectue un codage de bloc de façon que le nombre de bits par échantillon soit converti de 8 bits à 10 bits. Ce codage de bloc consiste a convertir les codes 28 en 10 bits (210) dontla variation numérique de la somme DSV est égale à 0 ou voisine de 0 et dont le code d'origine de 8 bits correspond au code choisi suivant 1:1 pour obtenir le code de 10 bits. En d'autres termes, on choisit le code à 10 bits de façon que la variation DSV du signal d'enregistrement devienne aussi voisine que possible de

O et ainsi les états 0 et 1 apparaissent essentiellement homo-

gènes. Un tel codage de blocs se fait en enregistrant les don-

nées numériques car on ne peut récupérer les composantes conti-

nues à la reproduction dans un système d'enregistrement et de

reproduction magnétique.

Le signal numérique à codage de blocs d'un mot de bits est en outre converti dans les processeurs 15AB et 15CD à partir d'un signal parallèle en un signal série, en séquence à partir du sous-bloc SB1* A la partie supérieure et à la partie inférieure du signal numérique d'une période de trame de chaque canal, on ajoute un signal de préambule et un signal

de post-ambule.

Les signaux numériques série sont séparés pour chaque canal, sont fournis par les processeurs 15AB et 15CD et sont distribués par les amplificateurs d'enregistrement 16A,

16B, 16C et 16D aux bornes de sortie 17A, 17B, 17C et 17D.

Les signaux numériques de 4 canaux ainsi dérivés

du processeur vidéo DVP-2 sont appliqués par exemple au magné-

toscope 3 ou 4. Chacun des magnétoscopes 3 ou 4 comporte 4

têtes magnétiques rotatives GAe GBp GC et GD (figures 6A et 6B).

Ces 4 têtes GA, GB, GC, GD sont situées étroitement et en étant

séquentiellement décalées suivant l'axe de rotation, pratique-

ment en ligne. Ces têtes tournent à une fréquence de trame de 60 Hz en synchronisme avec le signal vidéo de couleur. Une bande

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magnétique T est enroulée en hélice autour de la surface de rota-

tion des tâtes GA, GB, GC, GD suivant une forme de -CI; cette

bande défile à vitesse constante.

Si les signaux numériques des quatre canaux par exemple des canaux A... D sont appliqués au magnétoscope 3

(figure 7), les signaux numériques des canaux A-, B-, C- et D-

sont enregistrés respectivement par les tâtes GA, GB, GC, GD du magnétoscope 3 sur la bande T suivant quatre pistes inclinées TA, TB, TC, TD pour chaque trame. Dans cet exemple, la largeur des pistes qui est décrite par les têtes GA, GB, GC, GD et l'intervalle entre les pistes adjacentes sont choisis de façon à fixer les pistes TA, TB, TC, TD pour correspondre à une piste

vidéo selon le format SMPTE "C".

En pratique, il est difficile de disposer de façon - précise quatre têtes en ligne et l'effet des flux de liaison des têtes adjacentes ne peut être négligé, si bien que les quatre tètes GA, GB, GCr GD sont décalées séquentiellement dans le sens de rotation. Dans ces conditions, les positions de départ d'enregistrement des pistes respectives TA, TB, Tc, TD ne sont pas alignées de façon théorique. Toutefois si les signaux numériques des quatre canaux c'est-à-dire des canaux A... D ont respectivement des retards lorsqu'ils arrivent sur les têtes GA, GB, GC, GD pour l'enregistrement, on peut arriver à un schéma de pistes sur la bande T, analogue à celui formé

par quatre têtes disposées en ligne (figure 7).

Comme décrit ci-dessus, le signal vidéo couleur, numérisé et le signal audio correspondant, numérisé peuvent

* s'enregistrer sous forme numérique.

Comme le nombre d'échantillons des données du signal audio par trame est égal à 53760 échantillons comme cela vient d'être indiqué, on a 13440 échantillons par piste. Ainsi dans le cas ci-dessus, les données du signal audio d'une trame de chaque canal contiennent quatre sous-blocs dans la direction horizontale et 33 sous-blocs dans la direction verticale; on

a un total de 132 sous-blocs. Ainsi, comme le nombre d'échantil-

lons par sous-bloc est égal à 107, le nombre total d'échantillons pour un certain signal audio est égal à 107 x 132 = 14124 échantillons par piste ou canal. Il est ainsi clair qu'il y a une région suffisante pour l'enregistrement des données du

signal audio.

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La description ci-après concerne la reproduction

du signal numérique enregistré comme indiqué ci-dessus.

Lorsque le magnétoscope 3 est commuté en mode de reproduction, les données numériques des canaux respectifs sont reproduites pratiquement en même temps par les têtes GA,

GB, GC et GD sur les pistes TA TB, TC et TD, puis sont appli-

quées au troisième processeur vidéo DVP-3 du processeur vidéo

numérique 1. Si les têtes GA, GBp GC, GD sont décalées séquen-

tiellement dans le sens de rotation comme cela vient d'être indiqué, les signaux numériques des canaux respectifs sont reproduits en étant décalés séquentiellement. Les retards des données des quatre canaux peuvent se corriger facilement dans

le processeur vidéo DVP-3.

Selon la figure 3, dans le processeur vidéo DVP-3, les signaux numériques appliqués aux bornes d'entrée 20A, 20B, C, 20D sont fournis respectivement par les amplificateurs

de reproduction 21A, 21B, 21C, 21D aux processeurs de reproduc-

tion 22A, 22B, 22C, 22D dans lesquels ils sont convertis séquen-

tiellement en partant du signal série pour obtenir un signal parallèle; ils sont également décodés en bloc à partir du code de 10 bits pour revenir au code d'origine à 8 bits. De même, un signal de cadence est généré par une boucle verrouillée en

phase PLL en fonction du signal numérique reproduit.

Les signaux numériques à 8 bits en parallèle sont appliqués respectivement aux correcteurs de base de temps

(encore appelés "circuits TBC") 23A, 23B, 23C, 23D pour suppri-

mer les composantes de fluctuation de la base de temps. Comme cela est connu, les circuits TBC 23A, 23B, 23C, 23D contiennent chacun une mémoire numérique et le signal de synchronisation de bloc SYNC est utilisé pour détecter le départ du signal des données suivant; l'inscription dans la mémoire est fait en fonction de la cadence à partir des processeurs 22A, 22B, 22C, 22D. La lecture dans la mémoire numérique est exécutée par la cadence obtenue en fonction de la synchronisation de référence dont a été enlevée la composante de fluctuation de la base de temps. Les signaux de données des circuits TBC 22A, 22B, sont appliqués tous deux à un multiplexeur 24AB et les signaux de données des circuits TBC 22C, 22D sont appliqués tous deux à un multiplexeur 24CD. Puis dans le multiplexeur 24AB, on

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mélange en alternance les données numériques du canal A et celles du canal B échantillon par échantillon de mrme, le

multiplexeur 24CD assure le mélange d'échantillon par échantil-

lon des données numériques du canal C et celles du canal D, en alternance. Les données numériques des multiplexeurs 24AB et 24CD sont appliquées chacune par un échangeur 25 à des décodeurs de correction d'erreur 26AB, 26CD. Dans cet échangeur 25, on

identifie les canaux respectifs par les signaux d'identifica-

tion de piste qui font partie des signaux d'identification

additionnés aux sous-blocs respectifs; les données de sous-

bloc sont réparties entre les canaux correspondants. Dans cet

échangeur 25, l'opération est exécutée en temps partagé.

L'échangeur 25 fonctionne réellement en particu-

lier en mode de reproduction spécial. C'est-à-dire en reproduc-

tion normale lorsqu'il y a coïncidence entre la position de la piste d'enregistrement de la bande magnétique et la trace de défilement de la tête rotative, les quatre têtes rotatives reproduisent des signaux enregistrés seulement sur les pistes

correspondantes. Par contre, un mode de reproduction particu-

lier par exemple en mode de reproduction dit à vitesse accélérée lorsque la vitesse de défilement de la bande magnétique est égale à un multiple de la vitesse de défilement normale, les têtes rotatives balaient plusieurs pistes comme l'indique la flèche a la figure 7. C'est pourquoi, les têtes respectives GA, GB, GC, GD reproduisent chacune un signal dans lequel sont

mélangés les signaux des canaux A-, B-, C-, D-.

Dans le cas ci-dessus, l'échangeur 25 distingue l'identification de canal dans la donnée reproduite et les signaux de données des pistes TAD TB sont appliqués tous deux au décodeur 26AB pour le canal AB; les signaux de données

reproduits des pistes TC, TD sont appliqués tous deux au déco-

deur 26CD pour le canal CD.

Les décodeurs 26AB et 26CD ont chacun une mémoire de trame dont la capacité est suffisante pourenregistrer les données d'un canal par trame. Ainsi les données des canaux A et B et les données des canaux C et D sont traitées respectivement dans les décodeurs 26AB et 26CD en temps partagé comme cela sera décrit ci-après. Les données sont inscrites dans la mïnémoire de trame pour chaque sous-bloc SB en fonction du signal d'adresse

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AD; en même temps, on corrige l'erreur des données à l'aide

des données de parité de blocs et des données de parité hori-

zontale et verticale. Comme correction d'erreur, on corrige d'abord l'erreur contenue dans l'unité de sous-bloc par la donnée de parité de bloc, puis on réalise la correction d'erreur par les données de parité horizontale et enfin ou fait la

correction d'erreur par des données de parité verticale.

Les données dont l'erreur a ainsi été corrigée sont appliquées respectivement aux circuits expanseurs de base de temps 27AB, 27CD dans lesquels on sépare respectivement les données des signaux audio et vidéo. De plus, les données audio ainsi séparées sont expansées dans le temps pour chaque canal

et on rétablit le format d'origine du signal.

Les données du signal vidéo des circuits d'expan-

sion de base de temps 27AB, 27CD sont appliquées toutes deux

à un interface vidéo 28 et sont converties en des données numé-

riques correspondant à un seul canal d'origine. Les données sont alors appliquées au premier processeur DVP-1. Dans le

processeur vidéo DVP-l, on fait une conversion numérique/analo-

gique (D/A) du signal numérique et on ajoute l'impulsion de synchronisation ainsi que le signal de salve de couleur pour rétablir le signal vidéo couleur d'origine; puis9D on applique le signal ainsi obtenu par exemple au récepteur de télévision de contrôle 5. Dans ces conditions, les diverses impulsions de temps générées à partir de l'impulsion de cadence de référence dérivée du générateur de signal dans le processeur DVP-l sont appliquées respectivement par l'interface vidéo 28 aux parties

respectives des circuits du processeur de reproduction.

Dans le système de reproduction ci-dessus, le traitement des données par les t9tes GA, GB, GCe GD du coté de l'inscription des circuits de correction TBC 23A, 23B, 23C, 23C utilise l'impulsion de cadence extraite de la donnée reproduite alors que le traitement des données du c8té de lecture des circuits TBC 23A, 23B, 23C, 23D vers les bornes de sortie utilise l'impulsion de cadence dérivée du générateur de signal

du processeur DVP-l.

Les données de signal audio qui sont séparées et dérivées respectivement des entrées des circuits expanseurs de

base de temps 27AB, 27CD sont appliquées toutes deux à l'inter-

face audio 8 dans lequel on récupère les données des deux canaux

pour obtenir les données d'un canal unique.

Les données de l'interface audio 8 sont appliquées

par une borne d'entrée 80 (figure 5) du processeur audio numé-

rique 7 à un convertisseur 81 transformant le signal de 8 bits et un signal de 16 bits; ce convertisseur transforme les don- nées en un signal audio numérique parallèle d'origine de 16 bits

par échantillon. Le signal numérique de 16 bits du convertis-

seur 81 est appliqué à un expanseur de base de temps 82 qui désimbrique les signaux audio pour arriver à la disposition codée d'origine correspondant à la base de temps d'origine. Le signal numérique ainsi traité est alors-appliqué à un décodeur de correction d'erreur 83 qui corrige les erreurs en fonction

du code de détection d'erreur et du code de correction d'erreur.

Lorsque l'erreur d'une donnée ne peut se corriger dans le décodeur de correction d'erreur 83, on applique le signal de données numériques à un circuit de suppression d'erreur

84 de l'étage suivant dans lequel l'erreur résiduelle est sup-

primée par une interpolation à valeur moyenne utilisant la valeur moyenne des mots précédents et suivants le mot erroné

ou encore par une interpolation avec maintien d'une valeur pré-

cédente. Le signal numérique dont on a supprimé ou corrigé l'erreur est appliqué à un démultiplexeur 85 dans lequel le signal est divisé en un signal de premier canal d'origine et un signal de second canal d'origine. Le signal de premier canal est appliqué à un convertisseur numérique/analogique D/A 861 qui est transformé en un signal analogique fourni par un filtre passe-bas 87 à la borne de sortie 881 alors que le second

signal de canal est appliqué à un convertisseur numérique/ana-

logique (D/A) 862 transformé en un signal analogique et fourni

par un filtre passe-bas 872 à une borne de sortie 882.

Bien que la description ci-dessus ait été faite

dans le cas de deux canaux, le système de reproduction peut

également s'appliquer au cas d'un système à 16 canaux en procé-

dant de la même manière sauf que le signal numérique est répar-

ti en signaux pour les 16 canaux par le démultiplexeur 85.

Les signaux audio analogiques des canaux respec-

tifs ainsi fournis par le processeur audio numérique 7 sont

appliqués respectivement aux haut-parleurs SP1, SP2... SP16.

On reproduite de cette façon les signaux numériques vidéo et audio.

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A la reproductions le nombre de sous-blocs erronés est indiqué sur le récepteur de contr8le 6 par l'analyseur ANA

dans le processeur vidéo numérique 1.

La figure 10 montre le format d'affichage du récep-

teur de contrôle 6 sur lequel on indique par exemple le nombre de sousblocs erronés. A la figure, à l'intérieur de chacun

des cadres rectangulaires, on peut par exemple afficher 10 chif-

fres décimaux pour indiquer le nombre de sous-blocs erronés.

Les lettres sur le c8té gauche de chaque rectangle sont des

index montrant l'état d'affichage. C'est-à-dire que l'on affi-

che les informations suivantes respectives dans les cadres.

(i) les lettres BPCll, BPC12, BPC21, BPC22 représentent le

nombre de sous-blocs faux qui apparaissent entre le pre-

mier canal et le quatrième canal.

(ii) les lettres BPC13, BPC14, BPC23, BPC24 représentent le nombre de sous-blocs faux du canal respectif que l'on ne

peut corriger par les données de parité de blocs.

(iii) les lettres HPCll, HPC12, HPC21, HPC22 représentent le nombre de sous-blocs faux après correction de l'erreur

par la donnée de parité horizontale.

(iv) les lettres VPCll, VPC12, VPC21, VPC22 représentent le nombre de sous-blocs faux après correction de l'erreur

par la donnée de parité verticale.

A la figure 10, les lettres-TRAMES... (F) indi-

quent le nombre affiché de sous-blocs faux obtenu sur F TRAMES.

Par exemple, si l'on a'"TRAME O.. (60)' en affichage, cela indi-

que que le nombre de sous-blocs affichés est obtenu à partir

des données de 60 trames.

Lorsqu'il faut une édition avec copie entre les magnétoscopes 3 et 4, les décodeurs de correction d'erreur 26AB et 26CD du processeur de reproduction DVP-3 et les codeurs de correction d'erreur 14AB, 14CD du processeur d'enregistrement DVP-2 sont respectivement court-circuités; il en est de même

des convertisseurs D/A et A/D du processeur DVP-1.

L'asservissement de traçage pour un magnétoscope habituel est suffisant pour les magnétoscopes 3 et 4 lorsque celui-ci sont en mode d'enregistrement et de reproduction. Dans l'exemple décrit ci-dessus selon l'invention, la donnée de parité horizontale qui est générée contient le signal audio numérique fourni par le processeur audio numérique 7 pour améliorer la possibilité de correction des erreurs. Toutefois, le signal audio numérique fourni par le processeur 7 contient déjà par addition les codes de détection et de correction d'erreur, si bien qu'il n'est pas toujours nécessaire d'avoir des données de parité horizontale pour le signal audio numérique. S'il n'y a pas de données de parité horizontale pour les données contenues dans le signal audio numérique, on peut effectuer le procédé ci-après si le signal audio numérique

est mélangé au signal vidéo numérique.

Dans l'exemple de la figure 11, on reprend une structure de données de façon à avoir quatre sous-blocs (deux blocs) de données audio, après neuf blocs de données vidéo et que le dernier bloc de données vidéo soit constitué par les données de parité horizontale. Ainsi le schéma des pistes est

tel que les données du signal audio soient réparties et enregis-

trées sur une piste ou que les données du signal audio existent

dans une piste à l'état dispersé comme indiqué à la figure 12.

Dans ce cas, la structure des données d'un canal dans les don-

nées d'une trame correspond à ce qui est représenté à la figure 13; la correction d'erreur se fait dans les décodeurs 26AB

et 26CD pour les données du signal vidéo.

Comme décrit ci-dessus selon l'invention, on mélange le signal vidéo et le signal audio et on les traite par le même processeur de signaux, on les enregistre sur une piste avec les signaux vidéo et audio mélangés, puis on reproduit les signaux ainsi enregistrés. C'est pourquoi, il n'est pas nécessaire d'avoir une tête distincte pour le signal audio. De plus comme le codeur et les décodeurs de correction d'erreur des données du signal vidéo peuvent servir pour le signal audio, on améliore la possibilité de correction des erreurs des données du signal audio. De m9me comme représenté par le schéma de pistes selon les figures 7 et 12, lorsque les données du signal audio

sont réparties sur une piste et y sont enregistrées, on a l'avan-

tage d'avoir une moindre influence de la disparition des données

d'un signal audio.

Selon l'invention, comme le signal audio est enre-

gistré sur quatre pistes dans les mêmes conditions, même si les têtes balaient un ensemble de pistes obliques comme dans le cas d'un mode de reproduction différent du mode normal, on

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peut dériver des signaux équivalents des têtes respectives, ce -

qui facilite le traitement des signaux.

R EVENDICATINS

) Appareil d'enregistrement et/ou de reproduction de signaux vidéo et audio numériques, appareil comportant un ensemble de têtes magnétiques rotatives combinées à un tambour guide-bande à la périphérie duquel la bande magnétique défile en hélice suivant un angle d'enroulement déterminé ainsi qu'un

moyen de compression de temps pour comprimer le temps des don-

nées audio et vidéo, numériques, appareil caractérisé par un moyen de multiplexage pour mélanger les données audio numériques

et les données vidéo en temps partagé ainsi qu'un moyen de dis-

tribution pour fournir les données audio et vidéo en temps par-

tagé à chacune des tètes magnétiques rotatives.

2 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé-

en ce que les têtes magnétiques forment un ensemble de pistes d'enregistrement et chaque piste contient les données audio

numériques réparties dans les données vidéo numériques.

3 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé

en ce que la bande magnétique forme un ensemble de pistes d'en-

registrement et chaque piste contient des données audio numéri-

ques à la fin des données vidéo numériques.

) Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les codes de correction d'erreur des données d'origine récupérées à la reproduction sont générés et sont adjoints à la fin des données, globalement, indépendamment de ce qu'il

s'agit de données audio ou de données vidéo.