DE19756546A1 - Verfahren zur Speicherung in einem Videosignal enthaltener digitaler Datensignale und Videorecorder zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Speicherung in einem Videosignal enthaltener digitaler Datensignale und Videorecorder zur Durchführung des VerfahrensInfo
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- H04N5/92—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
- H04N5/9201—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving the multiplexing of an additional signal and the video signal
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Speicherung
von digitalen Datensignalen, die in einem Videosignal enthal
ten sind, sowie auf einen Videorecorder, der zur Durchführung
des Verfahrens geeignet ist. Die digitalen Datensignale kön
nen beispielsweise Teletextdaten sein.
Die Fernsehanstalten nutzen bei der Ausstrahlung ihrer Pro
gramme die Vertikalaustastlücke des Fernsehsignals zur Über
tragung von Zusatzinformationen. In der Vertikalaustastlücke
werden dazu digitale Signale kodiert, die auf der Empfangs
seite des Fernsehsignals in die Zusatzinformationen zurückge
wandelt werden können. Neben Teletextdaten werden in der Ver
tikalaustastlücke des Fernsehsignals auch Daten zur Einstel
lung von Parametern eines eine Sendung empfangenden Fernseh
gerätes, wie beispielsweise die Bildformatumschaltung von 4 : 3
auf 16 : 9, übermittelt. Gerade die Teletextdaten enthalten In
formationen zu der ausgestrahlten Sendung, z. B. einem Spiel
film, auf die man auch zu einem späteren Zeitpunkt zurück
greifen möchte. Die Aufzeichnung dieser Daten auf einem Vi
deorecorder ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, da die
Daten mit einer Bitrate übertragen werden, die bei der Auf
zeichnung eine höhere Bandbreite erfordern, als sie bei Vi
deorecordern üblich und zur Aufzeichnung des eigentlichen
Bildsignals ausreichend ist.
Aus der DE 39 20 809 A1 ist ein Videorecorder mit Teletext
aufzeichnung bekannt, bei dem das empfangene digitale Textsi
gnal zeitlich expandiert in einem entsprechend erweiterten
Zeitbereich aufgezeichnet wird. Bei der Wiedergabe wird das
Textsignal wieder auf die ursprüngliche Form zeitlich kompri
miert.
Nachteilig bei einem solchen Videorecorder ist, daß wegen der
Zeitexpansion nicht alle Teletextdaten in einem Videosignal
bestimmter Dauer in der Vertikalaustastlücke aufgezeichnet
werden können. Videotextdaten, die beim ursprünglichen Video
signal in einer Vertikalaustastlücke kodiert sind, müssen bei
der Aufzeichnung im Videorecorder auf mehrere Vertikalaus
tastlücken im aufzuzeichnenden Videosignal aufgeteilt werden.
Insbesondere bei Untertiteln, die mit dem Teletext übertragen
werden und möglichst synchron zum Tonsignal eingeblendet wer
den sollen, kann die Aufzeichnung mit einem erweiterten Zeit
bereich problematisch sein.
Ein weiterer Nachteil eines solchen Videorecorders ist, daß,
um ein zeitlich expandiertes Textsignal zu erhalten, das emp
fangene Teletextsignal in einem Speicher zwischengespeichert
werden muß.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Speicherung eines beliebigen digitalen Datensignals, das in
der Vertikalaustastlücke eines Videosignals enthalten ist,
anzugeben, bei dem die Speicherung mit einer vorgegebenen
Bandbreite erfolgt und die oben genannten Nachteile überwun
den werden.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, einen Videorecorder
zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.
Gelöst werden diese Aufgaben zum einen mit einem Verfahren
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und zum anderen mit
einem Videorecorder nach Anspruch 7.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß beispielsweise Teletextsi
gnale auf einem Videorecorder, dessen für eine Aufnahme aus
nutzbare Bandbreite kleiner ist als die Bandbreite der Video
signale, aufgezeichnet und wiedergegeben werden können, ohne
die Anzahl der Daten, die pro Austastlücke gespeichert werden
können, einzuschränken. Ein Videosignal mit beispielsweise
einer Bandbreite von 5 MHz, das eine bestimmte Datenmenge in
einer bestimmten Anzahl von Austastlücken überträgt, kann mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Erhalt dieser Datenmenge
auf einem Videorecorder mit einer Bandbreite von beispiels
weise 2,5 MHz in gleich vielen Austastlücken aufgezeichnet
und ohne Datenverlust wieder wiedergegeben werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß die Aufzeich
nung des Videosignals nahezu zeitgleich mit dem Empfang des
Teletextsignals erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren er
fordert daher keine Zeilenspeicher oder Bildspeicher.
Ferner arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren im Zeitrahmen
der genormten Vertikalaustastlücke.
Schließlich ist die Umrüstung eines herkömmlichen Videorecor
ders zu einem erfindungsgemäßen Videorecorder verhältnismäßig
einfach möglich, da nicht in den Signalpfad des Videorecor
ders für das Videosignal eingegriffen werden muß.
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren der Zeich
nung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a eine binäre Signalfolge,
Fig. 1b eine quaternäre Signalfolge und
Fig. 2 eine Wertetabelle mit einer Kodierungsvorschrift.
Das Verfahren läßt sich vorteilhaft für die im Fernsehsignal
enthaltenen Teletextsignale einsetzen. Insbesondere eignet
sich dieses Verfahren zur Aufzeichnung der Teletextdaten mit
einem Videorecorder.
Das Verfahren nutzt zur Speicherung der digitalen Signale,
die in einem Videosignal enthalten sind und als binäre Si
gnalfolge vorliegen, eine höherwertige, z. B. quaternäre Si
gnalfolge. Die Bandbreite des digitalen Signals wird also da
durch verringert, daß die Amplitudenauflösung des digitalen
Signals erhöht wird.
Mit dem von Fernsehanstalten ausgestrahlten Videosignal wird
vielfach ein digitales Datensignal DS, wie z. B. ein Tele
textsignal, mitübertragen. Das digitale Datensignal DS wird
dabei in der Vertikalaustastlücke des Videosignals einge
stanzt. Auf der Empfängerseite wird das digitale Datensignal
DS beispielsweise in einem Fernsehgerät oder einem Videore
corder in einer Abtrennstufe aus dem Videosignal herausgefil
tert. Das aus dem Videosignal abgetrennte Teletextsignal
liegt als binäre Signalfolge vor, die beispielsweise einen
Verlauf wie die Signalfolge der Fig. 1a aufweisen kann. Die
se binäre Signalfolge stellt ein periodisches Signal mit zwei
Zuständen dar. In Fig. 1a ist ein erster Zustand mit "0" und
ein zweiter Zustand mit "1" gekennzeichnet. Zu jedem Zeit
punkt liegt einer der Zustände vor. Die Information, die mit
dem Teletextsignal übertragen werden soll, wird durch die
zeitliche Abfolge der Zustände kodiert. In der Praxis ist die
empfangene binäre Signalfolge von Störungen überlagert, so
daß Signalpegel auftreten, die von den festen Zuständen "0"
und "1" abweichen. Insbesondere weist die Flanke bei einem
Wechsel eines Zustandes zu dem anderen eine endliche Steigung
auf. Die empfangene binäre Signalfolge wird daher zu Ab
tastzeitpunkten, die einen konstanten zeitlichen Abstand von
einander haben, abgetastet. Das durch die Abtastung gewonnene
Signal wird einem Teletextprozessor zugeführt, der die in der
binären Signalfolge enthaltenen Informationen zurückgewinnt.
Diese Informationen können beispielsweise auf einem Fernseh
bildschirm sichtbar gemacht werden. Der Datentakt der binären
Signalfolge wird aus der Signalfolge selbst zurückgewonnen
und ebenfalls an den Teletextprozessor weitergegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor, daß die binäre
Signalfolge in ein Zwischensignal ZS umgewandelt wird. Das
Zwischensignal ZS ist dabei eine höherwertige Signalfolge,
also eine Signalfolge, die mehr als zwei Zustände aufweist.
In Fig. 1b ist eine quaternäre Signalfolge mit den Zuständen
"0", "1", "2" und "3" dargestellt. Da zur Kodierung einer In
formation vier Zustände vorhanden sind, kann die quaternäre
Signalfolge gegenüber der binären Signalfolge die halbe Fre
quenz aufweisen. Das heißt, der Datentakt, also die Zeitdau
er, nach der frühestens der Zustand gewechselt werden kann,
ist gegenüber der binären Signalfolge halbiert.
Ein bestimmter Informationsgehalt läßt sich innerhalb einer
festen Zeit sowohl mit der binären Signalfolge nach Fig. 1a
als auch mit der quaternären Signalfolge nach Fig. 1b kodie
ren. Die binäre Signalfolge verwendet dazu zwei Zustände bei
einer Taktrate T. Dagegen beträgt die Taktrate der quaternä
ren Signalfolge 2T. Die Abtastfrequenz ist also halb so groß
wie die bei der binären Signalfolge.
Soll die binäre Signalfolge mit der Taktrate T gespeichert
werden, z. B. auf einem Magnetband aufgezeichnet werden, so
muß die Speicherung in binärer Form, also mit zwei Zuständen,
ebenfalls mit der Taktrate T erfolgen. Zur Speicherung mit
einer größeren Taktrate werden mehr als zwei Zustände benö
tigt.
Die Wertetabelle nach Fig. 2 zeigt als Beispiel eine mögli
che Vorschrift zur Umsetzung der binären Signalfolge in die
quaternäre Signalfolge. Die Umsetzung erfolgt in diesem Bei
spiel paarweise, d. h. jeweils zwei aufeinanderfolgenden Zu
ständen der binären Signalfolge wird umkehrbar eindeutig ein
Zustand der quaternären Signalfolge zugeordnet. Die linke
Spalte A in Fig. 2 listet alle Kombinationen auf, die mit
den zwei Zuständen möglich sind. Die rechte Spalte B in Fig.
2 enthält den Wert der quaternären Signalfolge, der einer be
stimmten Kombination von zwei Zuständen in Spalte A zugeord
net ist. Nach dieser Vorschrift werden zwei aufeinanderfol
genden Zuständen "00" der Wert "0" der quaternären Signalfol
ge zugeordnet. Zwei aufeinanderfolgenden Zuständen "01" der
binären Signalfolge wird der Wert "1", den aufeinanderfolgen
den Zuständen "10" der binären Signalfolge der Wert "2" zuge
wiesen. Weist ein erster betrachteter Takt der binären Si
gnalfolge den Zustand "1" auf und wird die "1" vom nachfol
genden Takt übernommen, so wird dieser Kombination der Wert
"3" zugewiesen. Die Kodierungsvorschrift nach Fig. 2 ist le
diglich ein Beispiel. Die Zuordnung des Wertes der quaternä
ren Signalfolge zu zwei aufeinanderfolgenden Zuständen der
binären Signalfolge kann beliebig gewählt werden, solange die
Zuordnung eindeutig ist. Anstelle der quaternären Signalfolge
können auch andere, höherwertige Signalfolgen mit mehr als
zwei Zuständen verwendet werden.
An einem Ausführungsbeispiel soll das erfindungsgemäße Ver
fahren verdeutlicht werden. Das Beispiel bezieht sich auf Te
letextdaten, die in der Vertikalaustastlücke des Videosignals
kodiert sind und die auf einem Videorecorder aufgezeichnet
werden sollen, sowie auf die Wiedergabe dieser aufgezeichne
ten Teletextdaten von dem Videorecorder. Die zur Speicherung
der Teletextdaten zur Verfügung stehende Bandbreite des Vi
deorecorders ist in diesem Beispiel ohne Einschränkung der
Allgemeinheit halb so groß wie die der übertragenen Teletext
daten.
Aus dem empfangenen Videosignal wird nach an sich bekannten
Verfahren das Teletextsignal abgetrennt und somit die Tele
textdaten in binärer Form zurückgewonnen. Anschließend wird
mit ebenfalls bekannten Verfahren zur Taktrückgewinnung der
Datentakt TDB des binären Teletextsignals zurückgewonnen. Das
binäre Teletextsignal mit dem Datentakt TDB wird gemäß der
Kodierungsvorschrift nach Fig. 2 in die quaternäre Signal
folge umgewandelt. Die Umwandlung erfolgt beispielsweise mit
einem 2Bit-Digital-Analogumsetzer, der die beiden Zustände
innerhalb zweier aufeinanderfolgender Datentakte TDB des Te
letextsignals in einen der 4 möglichen Werte entsprechend der
Kodierungsvorschrift umwandelt. Dieser Wert wird mindestens
über die Zeitdauer 2TDB gehalten. Der Datentakt TDQ der qua
ternären Signalfolge beträgt also 2TDB.
Betrachtet man die binäre und quaternäre Signalfolge der Fig.
1a und 1b ab dem Zeitpunkt t = 0, dann ergibt sich der Wert
des ersten quaternären Datentaktes TDQ aus den Zuständen des
ersten und zweiten binären Datentaktes TDB. Den Zuständen des
dritten und vierten binären Datentaktes TDB wird der Wert des
zweiten quaternären Datentaktes TDQ zuordnet. Auch die Zu
stände der folgenden binären Datentakte TDB werden in ent
sprechender Weise jeweils paarweise in einen Wert der folgen
den quaternären Datentakte TDQ umgesetzt. Der quaternäre Da
tentakt TDQ weist in diesem Ausführungsbeispiel die halbe
Frequenz des binären Datentaktes TDB auf. Die Bandbreite der
binären Signalfolge ist also um einen Faktor k = 2 gegenüber
der Bandbreite der quaternären Signalfolge kleiner. Bei Wahl
einer anderen höherwertigen Signalfolge nimmt der Faktor k
andere gebrochenrationale Zahlenwerte an.
Das durch die Kodierungsvorschrift in Form der quaternären
Signalfolge gewonnene Zwischensignal ZS wird während der Aus
tastlücke des aufzuzeichnenden Videosignals eingestanzt. Der
quaternäre Wert des Zwischensignals ZS, der zwei Zuständen
des binären Teletextsignals zugeordnet ist, liegt erst dann
vor, wenn der zweite der beiden Zustände abgetastet ist. In
Fig. 1a sind diese Abtastzeitpunkte durch kleine Vollkreise
gekennzeichnet. Das Zwischensignal ZS weist also gegenüber
dem binären Teletextsignal einen geringen zeitlichen Verzug
auf.
Die Einstanzung des Zwischensignals ZS erfolgt vorzugsweise
gemäß dem Videotextstandard nach einer festgelegten Zeitdauer
nach dem Horizontal-Synchronimpuls des Videosignals. Der
Gleichanteil des Zwischensignals ZS wird vorteilhafterweise
so festgelegt, daß er einen definierten Wert über der
Schwarzschulter liegt. Diese Signalanhebung ermöglicht es,
das Vorliegen des Zwischensignals ZS bei der Wiedergabe des
Videosignals zu erkennen. Sinnvollerweise weist das Zwischen
signal ZS wie jedes Teletextsignal vor der eigentlichen Ko
dierung der Daten Synchronisationsimpulse auf. Zu einem be
stimmten Zeitpunkt kann in diese Impulse ein Gleichanteil
eingeprägt werden, der bei der Wiedergabe des Videosignals
herausgefiltert und einer automatischen Verstärkungsregelung
(AGC) zugeführt werden kann. Die automatische Verstärkungsre
gelung dient zum Ausgleichen verschieden hoher Antennenspan
nungen und sorgt für eine möglichst gleichbleibende Videos
pannung an einer Bildröhre.
Bei der Wiedergabe wird das Zwischensignal ZS vorzugsweise
mit der eigentlichen Bildinformation des Videosignals wieder
ausgegeben. Aus der quaternären Signalfolge des Zwischensi
gnals ZS wird die binäre Signalfolge des Teletextsignals wie
der zurückgewonnen. Diese erfolgt beispielsweise mit einer
Dekodierschaltung, die einen Analog-Digital-Umsetzer auf
weist, durch Überabtastung. Da das Zwischensignal ZS vor der
Aufnahme aus dem empfangenen Teletextsignal erzeugt wurde,
sind das Phasenverhältnis und die möglichen Amplituden der
Signalfolge des Zwischensignals ZS bekannt. Werden bei der
Rückwandlung in die binäre Signalfolge nur die Amplitudenver
hältnisse und nicht die absoluten Amplituden herangezogen,
entfällt die Festlegung eines Abtrennpegels. Ein solcher Ab
trennpegel, der üblicherweise bei Teletextsignalen als
Schwelle, die angibt, ab welchem Pegel ein Signal als "0"
bzw. "1" zu werten ist, vorhanden ist, ist hier nicht notwen
dig. Die zurückgewonnene binäre Signalfolge kann dann von
herkömmlichen Videotextprozessoren ausgewertet werden.
Infolge der größeren Amplitudenauflösung der quaternären Si
gnalfolge verschlechtert sich der Signal-Rausch-Abstand ge
genüber der binären Signalfolge. Da die bei der Übertragung
des Teletextsignals vom Sender zum Empfänger eingebrachten
Störungen, insbesondere Rauschen, Gruppenlaufzeitverzerrung
oder Dämpfungsverzerrung, bereits bei der Abtrennung des Te
letextsignals vom Videosignal beseitigt werden und in binärer
Form vorliegen, führt die Umwandlung in die quaternäre Si
gnalfolge nur zu einer unwesentlichen Verschlechterung des
Signal-Rausch-Abstandes.
Claims (8)
1. Verfahren zur Bandbreite begrenzten Speicherung eines be
liebigen in der Vertikalaustastlücke eines Videosignals ent
haltenen digitalen Datensignals (DS), dadurch gekenn
zeichnet, daß das digitale Datensignal (DS) in ein Zwi
schensignal (ZS) mit einer um einen Faktor (k) kleineren
Bandbreite als das Datensignal (DS) und einer derart erhöhten
Amplitudenauflösung, daß der Informationsgehalt des Datensi
gnals (DS) erhalten bleibt, umgewandelt wird und das digitale
Datensignal (DS) als Zwischensignal (ZS) gespeichert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das digitale Datensignal (DS) durch eine
Digital-Analogumsetzung in das Zwischensignal (ZS) umgewandelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß als digitales Datensignal (DS) Teletextda
ten verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Faktor k = 2 gewählt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß als Speichermedium ein Magnetband
eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Zwischensignal (ZS)
mit dem Videosignal während der Vertikalaustastlücke gespei
chert wird.
7. Videorecorder, der Mittel zur Durchführung eines der Ver
fahren nach den Ansprüchen 1 bis 6 aufweist.
8. Videorecorder nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Dekodierschaltung vorgesehen ist, die
das Zwischensignal (ZS) in ein Empfangssignal mit der Band
breite und der Amplitudenauflösung des Datensignals (DS) um
wandelt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997156546 DE19756546A1 (de) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Verfahren zur Speicherung in einem Videosignal enthaltener digitaler Datensignale und Videorecorder zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997156546 DE19756546A1 (de) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Verfahren zur Speicherung in einem Videosignal enthaltener digitaler Datensignale und Videorecorder zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19756546A1 true DE19756546A1 (de) | 1999-05-20 |
Family
ID=7852541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997156546 Withdrawn DE19756546A1 (de) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Verfahren zur Speicherung in einem Videosignal enthaltener digitaler Datensignale und Videorecorder zur Durchführung des Verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19756546A1 (de) |
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- 1997-12-18 DE DE1997156546 patent/DE19756546A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |