DE1487004C3 - Vorrichtung zur Zeitlupen-Wiedergabe von Fernsehsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zeitlupen-Wiedergabe von Fernsehsignalen, die auf Magnetband mittels eines Drehmagnetkopfes in zur Bandlaufrichtung schräg verlaufenden, ein oder mehrere Bilder enthaltenden Spuren aufgezeichnet sind, bei der das Magnetband mit im Vergleich zur Aufnahme verringerter Geschwindigkeit transportiert wird, wobei der Drehmagnetkopf das Magnetband auf Spuren abtastet, die mit den aufgezeichneten Spuren einen spitzen Winkel einschließen.

Bei einer derartigen, aus der Zeitschrift »NTZ«, 1962, Heft 12, Seiten 644 bis 649 bekannten Vorrichtung wird bei einer Standbildwiedergabe das Band bis zum Erhalt eines möglichst ungestörten Signals, d. h. eines Signals mit minimalem übersprechen, langsam um einen geringen Betrag verschoben. Eine derartige Vorrichtung ist auch Gegenstand des älteren deutschen Patentes 14 37 323.

Aus der Zeitschrift »Funkschau« 1965, Heft 2, Seite 26 ist weiterhin eine Vorrichtung zur Zeitlupen-Wiedergabe von Fernsehsignalen der eingangs genannten Art bekannt, bei der lediglich in einer Schrägspur nicht bereits ein Bild oder Halbbild enthalten ist, sondern jedes Halbbild in mehreren Schrägspuren aufgezeichnet ist. Da bei dieser bekannten Vorrichtung bei der Zeitlupen-Wiedergabe der Drehmagnetkopf nicht bei jeder Umdrehung ein Signal liefert, wird das abgetastete Bildsignal in einem Halbbildspeicher gespeichert und mehrmals wiedergegeben, bis der Drehmagnetkopf das nächste Signal liefert

Bei einer Zeitlupen-Wiedergabe von Fernsehsignalen mittels einer der bekannten Vorrichtungen wird das Magnetband auf mehreren zwischen benachbarten Aufzeichnungsspuren liegenden und im spitzen Winkel dazu verlaufenden Spuren abgetastet. Die wiedergegebenen Signale sind daher nicht rausch- und übersprechungsfrei.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt daher darin, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dafür zu sorgen, daß ein möglichst ungestörtes Signal bei der Zeitlupen-Wiedergabe wiedergegeben wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von den einer aufgezeichneten Spur entsprechenden, aus mehreren Abtastspuren gewonnenen Videosignalen jeweils das Signal mit dem geringsten Rauschanteil ausgewählt und in einen Zwischenspeicher eingegeben wird, daß in gleicher Weise aus den der benachbarten aufgezeichneten Spur entsprechenden Gruppe von abgetasteten Videosignalen das rauschärmste Signal ausgewählt und ebenfalls in den Zwischenspeicher gegeben wird und daß die beiden gespeicherten Videosignale abwechselnd und mehrfach wiedergegeben werden.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert
F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels;

Fig.2A und 2B zeigen die Signalanordnungen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels; F i g. 3 zeigt die Anordnung der Aufzeichnungs- und Wiedergabespuren auf dem Magnetband;

Fig.4A bis 4L zeigen die Wellenformen und relative zeitliche Zuordnung der auftretenden Signale.

In F i g. 1 ist eine Videomagnetband-Aufzeichnungsvorrichtung 1 mit einem Drehmagnetkopf, der zum Synchronisieren durch Vertikalsynchronsignale VD aus einer Studiosynchronsignalquelle 2 einer Fernsehstation gesteuert wird. Mit dieser Videomagnetband-Aufzeichnungsvorrichtung 1 werden aufeinanderfolgend Videosignale auf einem Magnetband in Form von schrägen Magnetspuren aufgezeichnet, von denen jede ein Bild oder Halbbild enthält Aus Gründen der Einfachheit wird der Fall beschrieben, bei dem eine Spur die Signale je eines Bildes enthält Durch die Verwendung der Aufzeichnungsvorrichtung 1 werden Videosignale 5, deren Bilder aufeinanderfolgend in der Reihenfolge A\, Bi, Cz, Da usw. angeordnet sind, wie in Fig.2A dargestellt auf einem Magnetband 3 in Form von schrägen Magnetspuren Tau Tbi, Ta, Tda usw. in Intervallen P und unter einem Winkel θ zur Längsrichtung des Bandes aufgezeichnet, wie in F i g. 3 dargestellt Die aufgezeichneten Signale werden von den Spuren wiedergegeben. In Fig.3 sind mit Tctl Steuersignale zum Steuern der Laufgeschwindigkeit des Magnetbandes 3 und/oder der Drehgeschwindigkeit des Drehmagnetkopfes während der Wiedergabe bezeichnet, wobei die Steuersignale mit der Bildfrequenz synchronisiert sind und in Form eines Pulses oder eines Rechtecksignals mit einer Periode für jede der aufgezeichneten Spuren Ta \,T_Bi, Ta usw. aufgezeichnet sind. Dementsprechend werden die in Fig.2A gezeigten Videosignale wiedergegeben und an einer Ausgangsklemme, die in Fig. 1 mit la bezeichnet ist, erhalten. Die Steuersignale einer Bildperiode werden an einer Ausgangsklemme 1 b erhalten.

Während der Zeitlupen-Wiedergabe wird das Magnetband 3 mit einer Geschwindigkeit transportiert, die kleiner als die Aufzeichnungsgeschwindigkeit ist Das heißt wenn die Laufgeschwindigkeit des Magnetbandes 3 Mn ist (n ist positiv, aber nicht auf ganze Zahlen begrenzt), so tastet der Drehmagnetkopf das Band 3 in Spuren T in Intervallen P' - p/n und unter einem Winkel Θ' zur Längsrichtung des Bandes 3 ab, wie es in Fig.3 dargestellt ist. Damit werden Zeitlupen-Bildsignale Ssl- erhalten, deren Bilder angeordnet sind, wie es

in F i g. 2B gezeigt ist. Wie deutlich aus den F i g. 2B und 3 hervorgeht, liegen vor dem Videosignal Λιο, das von derjenigen der Wiedergabespuren wiedergegeben wurde, die nahe bei der Aufzeichnungsspur T_A ι gebildet wurde, die Bilder Au, Au usw. und danach die Bilder Au, Au usw. In gleicher Weise sind die anderen wiedergegebenen Videosignale Bio, C₃₀ usw., wie in Fig.2B gezeigt, angeordnet. In Fig.3 sind die Aufzeichnungsspuren in Form gerader Linien dargestellt, aber in der Praxis hat der Kopf eine bestimmte Breite, so daß die wiedergegebenen Signale Signale benachbarter Aufzeichnungsspuren enthalten. Die Bilder An, Au', Ato, Au, An usw. enthalten hauptsächlich den Inhalt des ursprünglichen Bildes A\, und die Bilder B₂₂', Ih\', B20, B₂], B₂₂ usw. umfassen hauptsächlich den Inhalt des ursprünglichen Bildes Bi. Da sich jedoch die Mitte des Wiedergabekopfes in jeder Richtung von dem Bild A\o entfernt, enthalten die wiedergegebenen Signale in zunehmendem Maße die Inhalte der Bilder vor dem ursprünglichen Bild A\ und die der Bilder vor dem nachfolgenden Bild Bi. Wenn der Kopf sich weiter von dem Bild B₂₀ entfernt, so nehmen in gleicher Weise allmählich die Inhalte der ursprünglichen Bilder A] und C3 in dem wiedergegebenen Signal zu. Dementsprechend enthalten Signale, die von Abtastspuren zwischen benachbarten Aufzeichnungsspuren wiedergegeben werden, z. B. solchen zwischen den Bildern A]₀ und Bio oder fto und C30, die Inhalte der benachbarten Bilder der ursprünglichen Videosignale.

Die vorstehend beschriebene Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung ist bekannt. Bei der Wiedergabe werden jedoch die Inhalte benachbarter Aufzeichnungsspuren in den wiedergegebenen Signalen gemischt, indem die Zwischenbereiche benachbarter Aufzeichnungsspuren abgetastet werden, so daß Überlagerungen entstehen, die in dem wiedergegebenen Bild als Rauschen erscheinen und sich zeitlich verändern.

Ferner hat die Aufzeichnungsvorrichtung 1 zusätzlich eine Ausgangsklemme ic für einen Puls Pc, der von einem Impulsgenerator abgegeben wird, der an der Drehwelle des Drehmagnetkopfes befestigt ist. Dieser Ausgangsimpuls dient zusammen mit dem Synchronsignal VD als Hilfssignal für den Drehmagnetkopf und/oder den Magnetbandantrieb.

Es ist ein Zwischenspeicher 21 vorgesehen, der eine Drehmagnetscheibe 23 aufweist, die auf der Welle eines Motors 22 sitzt und sich in Richtung des Pfeiles dreht. In Kontakt mit der Magnetscheibe 23 stehen ein Aufzeichnungsmagnetkopf 24, ein Wiedergabemagnetkopf 25 und ein Löschmagnetkopf 26, wobei der Wiedergabekopf 25 nachfolgend auf den Aufzeichnungskopf 24 und der Löschkopf 26 unmittelbar vor dem Aufzeichnungskopf 24 angeordnet ist. Die Drehzahl der Welle des Motors 22 ist doppelt so hoch wie die Frequenz des Vertikalsynchronsignals VD oder des Ausgangsimpulses Pc- Um das zu erreichen, wird die Welle von dem Ausgangssignal einer Motorsteuerschaltung 27 angetrieben, die durch das Vertikalsynchronsignal VD oder den Ausgangsimpuls Po frequenz- oder phasengesteuert ist. In Fig. 1 ist mit 29 eine Eingangsklemme für das Signal VD oder den Ausgangsimpuls Pc bezeichnet.

Die Zeitlupen-Bildsignale Ssl von der Ausgangsklemme la werden über eine Wählschaltung 28 auf den Aufzeichnungsmagnetkopf 24 gegeben. Die Wählschaltung 28 hat eine Eingangsklemme 30, die mit der Ausgangsklemme in verbunden ist und eine weitere Eingangsklemme 31, an der das wiedergegebene Steuersignal Tctl liegt, das auf dem Magnetband 3 aufgezeichnet ist. An der Eingangsklemme 30 liegen die Videosignale Ssl, die in den F i g. 2B und 4A dargestellt sind. An der Eingangsklemme 31 liegen Impulse Ctl, wie sie in Fig.4B gezeigt sind, von denen jeder durch ein Steuersignal in jedem n-ten Bild der Videosignale Ssl erzeugt wird, wenn die Bandgeschwindigkeit auf das l//j-fache der Aufzeichnungsgeschwindigkeit herabgesetzt wurde, wobei η eine positive ganze Zahl oder eine

ίο Dezimalzahl ist. Die Impulse Ctl werden aus den Steuersignalen Tctl erhalten, von denen jedes für je eine der schrägen Aufzeichnungsspuren der Videosignale auf dem Magnetband 3 aufgezeichnet wurde, wie in F i g. 3 dargestellt, so daß nur ein schwaches Rauschen in den Bildsignalen auftritt, die durch Abtasten des Magnetbandes in der Umgebung der Stellen erhalten werden, an denen die Steuersignale aufgezeichnet sind. Selbst wenn ein Rauschen aufträte, so würde es kaum in dem wiedergegebenen Bild erscheinen, da das Rauschen nur am Anfang und am Ende jedes Signals auftritt. Deshalb haben die so gewonnenen Bildsignale eine ausgezeichnete Qualität. Um das zu erreichen, werden die Signale VD oder Pc (aus Gründen der Einfachheit werden im folgenden nur die Signale Pc beschrieben) an der Klemme 29 auf einen Frequenzteiler 32 gegeben, der an seinen beiden Ausgangsklemmen Triggerimpulse Po' und Pc2 erzeugt, wie sie in den Fig.4Di und 4D2 dargestellt sind, und die voneinander um einen Betrag phasenverschoben sind, der der Periode des Signals Pc entspricht, und von denen jeder eine Periode hat, die das 2fache des Signals Pc beträgt. Diese Triggerimpulse Pci' und Pc2 werden z. B. entsprechend auf Rücksetzklemmen von Flip-Flop-Schaltungen Fvi und Fv₂ gegeben. Ferner werden die in Fig.4B dargestellten Impulse Ctl ebenfalls auf den Frequenzteiler 33 gegeben, der an beiden Ausgangsklemmen Triggerimpulse Ctli und CVz.2' erzeugt, wie sie in den Fig.4E| und 4E2 dargestellt sind, und die voneinander um einen Betrag phasenverschoben sind, der der Periode der Impulse Ctl entspricht, wobei jeder eine Periode hat, die das 2fache der Impulse Ctl beträgt. Diese Triggerimpulse Ctli und Ctli liegen jeweils an Setzklemmen der Flip-Flop-Schaltungen Fn und Fv₂-Dadurch erzeugt die Flip-Flop-Schaltung Fv 1 Rechtecksignale A₅₁, wie sie in FIg^F₁ dargestellt sind, die während Zeitabschnitten erzeugt werden, die den Bildern der Videosignale Ssl entsprechen, die den Inhalt der ungeraden Bilder der ursprünglichen Videosignale 5 haben, wie es in F i g. 2A dargestellt ist. Andererseits erzeugt die Flip-Flop-Schaltung Fv₂ Rechtecksignale /?52, die in Fig.4F2 dargestellt sind und während Zeitabschnitten erzeugt werden, die den Bildern der Videosignale Ssl entsprechen, die die Inhalte der geradzahligen Bilder der ursprünglichen Videosignale S haben, wie es in F i g. 2A gezeigt ist.

Die Ausgangssignale der Flip-Flop-Schaltungen Fvi und Fv2 werden jeweils auf Differenzierschaltungen DFi und DF₂ gegeben, wodurch Triggerimpulse Tc 1 und Tc 2 erhalten werden, die an der abfallenden Flanke der Rechtecksignale Ä51 und Ä52 erzeugt werden, wie es in den F i g. 4Gi und 4G2 gezeigt ist.

Diese Triggerimpulse Tc 1 und Tg 2 werden weiterhin beispielsweise auf bistabile Multivibratoren BM\ und BM₂ gegeben, die durch die Impulse Pc von den Eingangsklemmen 29 gesetzt und rückgesetzt werden, wie es in F i g. 4c gezeigt ist. Ferner werden Torsignale /?6i und R₆₂ erhalten, die während eines Bildes bestehenbleiben, wie es in den Fig.4Hi und 4H₂

dargestellt ist, und die auf Torschaltungen GR₁ und GR₂ gegeben werden, um diese zu öffnen. Darauf werden die .wiedergegebenen Videosignale Ssl auf die Torschaltungen GR\ und GR2 gegeben, und deren Ausgangssignale werden zu einem Mischverstärker 34 geleitet.

Dadurch erzeugen die Torschaltungen GR\ und GR7 einen Signalzug Aw, C₃₀, £52 usw. und einen Signalzug Bi\, Ai usw., wie es in den F i g. 4Ii und 4I₂ dargestellt ist, wobei jedes der ersteren Signale einem der Bilder einer Vielzahl von Zeitlupen-Signalen für jedes ungeradzahlige Bild der ursprünglichen Videosignale S entspricht, während jedes der letzteren Signale einem der Bilder einer Vielzahl von Zeitlupen-Signalen für jedes geradzahlige Bild der ursprünglichen Videosignale S entspricht. Auf diese Weise werden die Inhalte der ungeradzahligen und geradzahligen Bilder der ursprünglichen Videosignale S intermittierend am Ausgang eines Verstärkers 34 abwechselnd in der Reihenfolge Aw, B₂U C30, Ai, £52 usw. erhalten. Die intermittierenden Intervalle variieren nicht immer mit einer Veränderung von π in der Bandgeschwindigkeit. Ist η eine positive ganze Zahl, so können die Intervalle manchmal entsprechend variieren, ist π jedoch eine Dezimalzahl, so stimmen die Intervalle nicht mit der Änderung überein.

Die Ausgangssignale /?6i und Re₂ der bistabilen Multivibratoren BM\ und BM2 werden auf einen monostabilen Multivibrator 35 gegeben, wodurch Torimpulse Ri erhalten werden, die in Fig.4K. gezeigt sind. Diese Torimpulse R₇ werden auf eine Löschschaltung 36 gegeben, und der Ausgang der Schaltung 36 liegt an dem Löschkopf 26, so daß die Signale von dem Aufzeichnungskopf 24 aufgezeichnet werden können.

Bei einer solchen, vorstehend beschriebenen Anordnung ist, wenn das wiedergegebene Videosignal Aw für das ursprüngliche erste Bild vom Verstärker 34 auf den Magnetkopf 24 gegeben wird, das Signal A\₀ auf der Magnetscheibe 23 über einen Winkelbereich von 180° aufgezeichnet, und wenn das wiedergegebene Videosignal ßii für das ursprüngliche zweite Bild geliefert wird, so wird das Signal B₂\ auf dem restlichen 180° umfassenden Teil der Magnetscheibe 23 aufgezeichnet. Das kommt daher, daß die wiedergegebenen Videosignale Λ10, Bi\ usw. durch die Triggerimpulse Pc 1' und Pc 2 getastet werden, die um einen Betrag phasenverschoben sind, der einem Bild der ursprünglichen Videosignale entspricht, wie es in den F i g. 4Di und 4D₂ gezeigt ist. Deshalb überlappt die Aufzeichnung des wiedergegebenen Videosignals Bz\ nie diejenige des wiedergegebenen Videosignals Aw- Danach wird das aufgezeichnete Signal Aw auf der Magnetscheibe 23 durch den Löschkopf 26 gelöscht, und zwar unmittelbar vor der Aufzeichnung des wiedergegebenen Videosignals C30 für das ursprüngliche dritte Bild, so daß das wiedergegebene Signal C30 auf dem Teil aufgezeichnet wird, auf dem das Signal A_]0 aufgezeichnet war. Das wiedergegebene Videosignal Ai für das ursprüngliche vierte Bild wird auf dem Teil aufgezeichnet, auf dem das Signal Bn gelöscht wurde. Die anderen nachfolgenden Signale werden aufeinanderfolgend in gleicher Weise aufgezeichnet.

Da der Wiedergabekopf 25 einen Abstand von dem Aufzeichnungskopf 24 hat, wird das Signal Aw intermittierend wiedergegeben, bis das nachfolgende Signal /J21 auf der Magnetscheibe 23 aufgezeichnet ist, wie es im linken Teil der F i g. 4L dargestellt ist. Ist das Signal B₂I auf dem freien Teil der Magnetscheibe 23 aufgezeichnet, so werden die aufgezeichneten Signale A\o und Bi\ abwechselnd wiedergegeben. Ist anstelle des Signals Aw das Signal C30 aufgezeichnet worden, so werden die Signale Bz\ und C30 abwechselnd wiedergegeben. Auf diese Weise werden die Signale Aw, B₂U Cso usw. abwechselnd mit benachbarten Signalen in ordnungsgemäßer Reihenfolge wiedergegeben, wie deutlich aus F i g. 4L hervorgeht.

Der Zug von Videosignalen Ssl' wird durch mehrfache Wiedergabe derjenigen Signale mit ausgezeichneter Qualität erzeugt, die aus einer Vielzahl von Zeitlupen-Signalen für jedes Bild der ursprünglichen Bildsignale ausgewählt werden. Deshalb haben die Videosignale Ssl praktisch kein Überlagerungsrauschen.

Der kontinuierliche Zug von Videosignalen 55z.' hat die /7-fache Dauer der ursprünglichen Videosignale 5, aber es ist nicht so, daß jedes der ursprünglichen Videosignale S nur /7-mal fortlaufend wiedergegeben wird. Es wird ein erstes Videosignal aus den Zeitlupen-Signalen genommen, die dadurch geliefert werden, daß hauptsächlich die /-Aufzeichnungsspur der ursprünglichen Bildsignale abgetastet wird, die in der Reihenfolge der ersten, zweiten ... (7—1)., /-ten,

(J + 1) gebildet sind. Ein zweites Videosignal wird

ebenfalls aus den Zeitlupen-Signalen genommen, die in gleicher Weise durch Abtasten der (J + 1).-Aufzeichnungsspur erzeugt werden. So wird abwechselnd das erste und das zweite Videosignal wiedergegeben. Ferner wird ein drittes und ein viertes Videosignal ebenfalls entsprechend aus den Zeitlupen-Signalen der folgenden, nämlich der (J + 2).- und der (J + 3).-Aufzeichnungsspur genommen, und die Wiedergabe der Signale wird in gleicher Weise abwechselnd ausgeführt. So kann eine allgemeine Wiedergabe in der Reihenfolge

A\o—Bi\ — A)O—Bi\—Aw...
C30—Bn- C30— Bt\ — C30...

durchgeführt werden, wie es in F i g. 4L gezeigt ist. Aus dem Vorhergehenden wird deutlich, daß sich das in Zeitlupe wiedergegebene Bild nicht abrupt ändert. Natürlich kann eine Zwischenzeilenabtastung ohne Fehler vorgenommen werden. Es ist möglich, das Signal in der Reihenfolge A\o, B₂U Aw, B₂]... und dann C30, Ai, C30, Ai... wiederzugeben, aber in diesem Fall verändert sich das in Zeitlupe wiedergegebene Bild abrupt.

Das wiedergegebene Bild ändert sich nicht abrupt, wenn eine Spur für jedes Bild gebildet wird. Außerdem werden die durch den Magnetkopf 25 erhaltenen Ausgangssignale auf einen Demodulator 41 gegeben, der an seinem Ausgang 42 Bildsignale liefert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Zeitlupen-Wiedergabe von Fernsehsignalen, die auf Magnetband mittels eines Drehmagnetkopfes in zur Bandlaufrichtung schräg verlaufenden, ein oder mehrere Bilder enthaltenden Spuren aufgezeichnet sind, bei der das Magnetband mit im Vergleich zur Aufnahme verringerter Geschwindigkeit transportiert wird, wobei der Drehmagnetkopf das Magnetband auf Spuren abtastet, die mit den aufgezeichneten Spuren einen spitzen Winkel einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß von den einer aufgezeichneten Spur entsprechenden, aus mehreren Abtastspuren gewonnenen Videosignalen jeweils das Signal mit dem geringsten Rauschanteil ausgewählt und in einen Zwischenspeicher eingegeben wird, daß in gleicher Weise aus den der benachbarten aufgezeichneten Spur entsprechenden Gruppe von abgetasteten Videosignalen das rauschärmste Signal ausgewählt und ebenfalls in den Zwischenspeicher gegeben wird und daß die beiden gespeicherten Videosignale abwechselnd und mehrfach wiedergegeben werden.