DE2502329B2

DE2502329B2 - Verfahren und Einrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Videosignalen

Info

Publication number: DE2502329B2
Application number: DE2502329A
Authority: DE
Inventors: Shiro Tokio Nakagawa
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1974-01-22
Filing date: 1975-01-21
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2502329A1; US4048658A

Description

Fig. 11 und 12 zwei Ausführungsbeispiele für Verzögerungsschaltungen für die in Fig. 10 gezeigte Schaltung,

Fig. 13A und 13B Draufsichten auf einen Magnetkopf gemäß der Erfindung,

F i g. 14 den Aufbau einer Trommel von einem Magnetkopf gemäß F i g. 13A oder 13B,

Fig. 15 ein Schaubild !für die Betriebsweise des Magnetkopfes von F i g. 13A oder F i g. 13B,

Fig. 16A und 16B andere Ausführungsformen des Magnetkopfes aus F i g. 13A und/oder F i g. 13B und

Fig. 17A und 17B eine andere Ausführung des Magnetkopfes aus den F i g. 13A und/oder 13B.

F i g. 1 ist ein Blockdiagramm einer Videoaufzeichnur.gs- und Wiedergabeeinrichtung gemäß der ErTmdung, wobei eine Hadamard-Matrix-Schaltung H, eine inverse Hadamard-Matrix-iJchaltung H', ein Videoeingangssignal X, eingangsseiiiige Teilkanalsignale Z₁ bis Zt, ausgangssei tige Teilkanidsignale Zi' bis Z₄' und ein Ausgangs-Videosignal X' dargestellt ist Ein ortsfester Magnetkopf C wirkt dabei mit einem Magnetband T zusammen. Das Eingangs-Videosignal X liegt in analoger Form vor, und als erstes wird bei jedem vorbestimmten Zeitabstand ein Amplitudenmeßwert bestimmt, und diese Signale werden durch Pulsamplitudenmodulation umgesetzt Jeder Amplitudenmeßwert, beispielsweise die Werte x\, X₂, x% Xa, werden in Teilkanalsignale Zi, Z₂, Z₃, Zt durch die Hadamard-Matrix-Schaltung //umgesetzt

Eine Hadamard-Matrix ist eine orthogonale Matrix mit Ji Zeilen und η Spalten, deren Elemente die reellen Zahlen +1 und — 1 sind. Eine orthogonale Matrix ist eine Matrix, deren Reihen orthogonale n-Tupel bilden. Eine 2 χ 2-Hadamard-Matnx H₂, eine 4 χ 4-Hadamard-Matrix //4 und eine 8 χ 8 Hadamard-Matrix Hg sind unten gezeigt

H₂ =

J -l._

1 1

1 -I

-1 -1

-1 1

1 -1!

I 1 1 I 1
1-1 1-1 I -1 1-1
1 1-1-1 1 1-1-1
1-1-1 I 1-1-1 1
1 1 1 1 -1 -I -1 -1
1-1 1-1-1 1-1 1
1 1-1-1-1-1 1 1
1-1-11-1 1 I -1

1 IH = 2\
II FFi = p^k + 1, wenn dies ein Vielfaches von 4 ist,

III FFi = IFi₁ (p^k + 1), wenn FFi₁ ^ 2 die Ordnung der Hadamard-Matrix ist, IV in = m* (ffi* — 1), wenn fm* ein Produkt der

Zahlen aus den Formeln I und II ist,
V fm = 172,

VI m = m* (fm* + 3), wobei fm* und ffi* + 4 Produkte der Zahlen aus den Formeln I

und H sind,

VII fm = m₁m₂(p^)l+ 1) p*, wobei FM₁ ίϊ 2 und FJi₂ ^ 2 die Ordnungen von Hadamard-Matrixen sind,

^!5 Viii fm = FJi₁ FJi₂S (s + 3), wobei m, 2; 2, m₂ S: 2 die Ordnungen von Hadamard - Matricen sind und s und s + 4 beide die Forrr p^k + I haben,

IX fm = (q + I)², wobei sowohl q, als auch q + I Primzahlen oder Primzahlpotenzen sind X fm ist ein Produkt von Zahlen aus den For mein I bis IX.

Diese Liste stammt aus einer Veröffentlichung vor Böse und Shrikhande (»A note on a Result in the Theory of Code Construction«, Inf. an Control, 2, Seiter 183-194 [1959]), der noch weitere Einzelheiten, auch über Binärkodes gibt Diese Methoden ermöglichen den Aufbau von Hadamard-Matrizen m-ter Ordnung für alle Werte von m, die kleiner als 200 und durch 4 teilbar sind mit Ausnahme der Zahlen m= 116, /n—156 und m= 188 DaB es eine Hadamard-Matrize für ein beliebiges m welches ein Vielfaches von 4 ist, nicht gibt wurde bishei jedoch noch nicht nachgewiesen.

Die tatsächliche Umsetzung in der Hadamard-Matrix-Schaitung H wird im folgenden anhand einei 4 χ 4-Matrize erläutert:

	"Z₁	1	1111	so folglich gilt:	X₁
	Z₂	1 1-1-1		X₂
45	Z₃	²I-I-I I		X₃
	U -' ^! -L

Z₁ = -ψ (X₁ + x₂ + x₃ + Xt)

Z₂ = γ (X₁ + X₂-X₃-X*)

Z₃ = y (x, - X₂ - X₃ + X₄)

Z₄. = y (X₁ - X₂ + X₃ - X»)

Es ist zu beachten, daß die Bandbreite jede Die Existenz von Hadamard-Matrixen H_m wurde Teilkanalsignals Z₁ bis Z₁ nur ein Viertel des ursprüngli

für folgende Werte von m nachgewiesen, wobei ρ eine chen Eingangssignals beträgt, weil ein Signal Zi nu

ungerade Primzahl ist: einmal für je vier der Signale x\, x% X₃, x» auftritt Jede

Teilkanalsignal Zi bis Zt, wird auf einem Band durch je einen ortsfesten Magnetkopf G bis Ct, respektive aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe liest eine Vielzahl von Magnetköpfen C(F i g. 1) jedes der Teilkanalsignale Zi' bis Zt,', die durch die inverse Hadamard-Matrix-Schaltung H' in das Videosignal X' zurück umgesetzt werden. Bekanntlich kann ein Aufzeichnungs-Magnetkopf C auch in einer Doppelfunktion als Wiedergabe-Magnetkopf C'dienen. Die Werte der Signale Zi' bis Z₄' sind selbstverständlich dieselben wie die Werte der Signale Zi bis Za respektive.

Da die inverse Hadamard-Matrix H' methematisch mit der ursprünglichen Hadamard-Matrix identisch ist, ist das Ausgangsvideosignal X'{x\, X₂, Xj', Λ4'):

x\

I I I 1 -1 -1	Zi
-1-1 1	Zi
-1 1-1	Zi

folglich gilt:
Xi =

2 (Z₁'

i + Zi + Zl)

Xi = Y (ζ; + Zi -Zi + Zi)

Xi = — {Ζί — Z₂ — Z-i, + Z\\
2

Xi = y (Z₁' - Z₂' +Zi- Zi)

20

25

30

35

40

Ein Folgesteuergenerator, der aus einem Festwertspeicher und einem Taktimpulsgenerator 2 besteht, erzeugt einen Impulszug entsprechend dem Wert von jeder Reihe der Hadamard-Matrix, welcher die Analogschalter SWi bis SW₄ und die Integratoren I\ bis

U betätigt, um das genannte Sequenz-Samplesignal χ in die folgenden, Parallel-Folgesignale Zumzusetzen:

fin ... /ι,

H =

IO Kx ■■■ K_n

hij = 1 or - 1

Z =

Z_n)'

!5

Es ist ersichtlich, daß x\'=x\, X₂-X₂, xz'=X3 und Xa=Xa gilt, und daß das ursprüngliche Videosignal zurückgewonnen wird.

Da jedes der Teilkanalsignale Zi bis Zi und Z/ bis Z* ein schmales Frequenzband hat, kann ein ortsfester Magnetkopf statt dem früheren rotierenden Magnetkopf mit Querabtastung für jedes Teiikanaisignai verwendet werden. Ferner ist zu beachten, daß einige Teilkanalssignale, beispielsweise das Signal Z3 und/oder das Signal Zt weggelassen werden könnten, ohne eine große Verschlechterung in der Bildqualität, zu verursachen. In diesem Fall sind nur zwei oder drei Teilkanäle ausreichend, um das durch eine (4 χ ^-Hadamard-Matrix umgesetzte Videosignal aufzuzeichnen.

Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Hadamard-Matrix-Schaltung gemäß der Erfindung, wobei von einem Fernsehsignal / von einem herkömmlichen Videoverstärker Amplitudenproben (samples) genommen und ein Folge-Samplesignal χ gebildet wird, das wie folgt ausgedrückt werden kann:

Die Folgesignalkomponenten Z/ sind parallele Ausgangssignale, was die Zeit betrifft. Im einzelnen wird das Folge-Samplesignal χ durch die Hadamard-Umsetzimpuls-Matrix //in die Parallel-Folgesignale Zumgesetzt, die an die Eingangsanschlüsse Q bis Ct, einer Vielzahl von Magnetköpfen angelegt werden. Die Komponente Zi des am Ausgang auftretenden Folgesignals Z stellt nach der Umsetzung durch die Matrix H einen Koeffizienten einer 1-1-Ordnungssequenz dar und hat eine Charakteristik, die ähnlich wie die der Frequenzkomponenten des ursprünglichen Signals ist

In F i g. 2 sind Integratoren 7, gezeigt, die mit Rücksetzschaltern 3 verbunden sind. Vier parallele Signale werden aus dem Folge-Samplesignal am Eingang abgeleitet. Nach demselben Prinzip kann das Eingangssignal auch leicht in eine beliebige andere Zahl paralleler Signale aufgeteilt und umgesetzt werden, um eine entsprechende Zahl von Kanälen zu bilden. Dies geschieht bei dem beschriebenen Frequenzteilungsverfahren ohne Verwendung spezieller Filter.

In F i g. 2 steuert ein Folgesteuergenerator die Betätigung der Schalter SVVi bis SWa. Was den Teilkanal für die Komponente Zi betrifft, ist der Schalter SWi immer mit dem Kontakt a verbunden, da Zi wie folgt ausgedrückt wird:

Z₁ = y

+ Xz + X3 +

Jeder Wert X\, X₂, A3 und x» wird der Reihe nach an den Integrator /1 angelegt, und der Integrator /1 integriert alle Eingangssignale ~i, x% X3 und *♦, so daß ein Ausgangssignal von dem Integrator abgegeben wird, dessen Amplitude proportional zu (xx+X2+X3+x*) ist Was den Teilkanal für das Element Z₂ betrifft, so wird der Schalter SW₂ mit dem Kontakt a an den Zeitpunkten t\ und fc verbunden, während er mit dem Kontakt b an den Zeitpunkten f₃ und U verbunden wird, weil Zi wie folgt dargestellt wird:

Z₂ = y (x\ + Xi-Xi- X+)

Dies bedeutet, daß die Polarität von X3 und Xa durch den Inverter (—7?invertiert wird Die Werte x\, X₂, —A3 und —xa werden jeweils der Reihe nach an den Integrator J₂ angelegt, und der Integrator I₂ integriert alle Eingangssignale x\, X₂, —x% — xa, so daß von dem Integrator I₂ ein Ausgangssignal abgegeben wird, dessen Amplitude proportional zu (x\+x₂—X3-x*) ist Auf ähnliche Weise werden die Schalter SW₃ und SW* entsprechend der dritten bzw. der vierten Reihe der Hadamard-Matrix gesteuert, und die Integratoren /3 und /4 liefern Ausgangssignale, die proportional zu

(χι -X₂-Xz+Xi) bzw. (χι -X₂+Xi-Xn) sind. Die Steuersequenz der Schalter 51Vi bis 5IV₄ wird in dem Festwertspeicher des Folgesteuergenerators entsprechend den Elementen der Hadamard-Matrix gespeichert.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hadamard-Matrix-Schaltung wird nun anhand der F i g. 3, 4 und 5 beschrieben. F i g. 3 zeigt ein Beispiel einer Serien-Parallel-Umsetzerschaltung, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet werden soll. Ein Fernsehsignal wird an einen Pufferverstärker B\ angelegt, dessen Ausgangssignal an Analogschalter A\ bis At, angelegt wird. Eine Reihe von Steuerimpulsen C\ ι, Cn, Cn und Ch (F i g. 4) werden nacheinander an die genannten Analogschalter angelegt, um sukzessive die Eingangssignale in den entsprechenden Kapazitäten zu halten. Ein anderes Steuersignal C₂ (Fig.4) wird gleichzeitig an andere Analogschalter A\ bis A₄' angelegt, um die Spannung an den Kapazitäten abzulesen, und das Parallel-Signal wird an den Ausgängen der Analogschalter A\' bis A* erhalten.

Die auf diese Weise durch Umsetzung erhaltenen, parallelen Signale werden durch Pufferverstärker B₂ bis Bs respektive verstärkt. Die Signale an den Ausgangsanschlüssen der Pufferverstärker, das heißt, an Ausgang (1) bis Ausgang (4), werden an die Eingangsanschlüsse, das heißt, Eingang (1) bis Eingang (4), einer Hadamard-Umsetzerschaltung übertragen, wie sie in F i g. 5A oder 5B gezeigt ist

F i g. 5A ist ein Schaltungsdiagramm einer 4 χ 4-Hadamard-Umsetzer-Schaltung unter Verwendung einer Vielzahl von Addierern, wobei eine Hadamard-Umsetzung mit den parallelen Signalen stattfindet, die an die Anschlüsse Eingang (1) bis Eingang (4) respektive übertragen werden. Beispielsweise werden die Eingangssignale x_lt X₂; Xi und xa von dem Hadamard-Umsetzer bearbeitet, und es wurden die Ausgangs-Folgesigna-Ie, das heißt parallele Signale y_t, y₂, yi und y« über vier Kanäle an den Ausgangsanschlüssen Ausgang (1) bis Ausgang (4) der parallelen Addierer A bis D* respektive erzeugt Die Ausgangs-Folgesignale sind gegeben durch:

Vl = Xi + X₂ + Xi + X₄

y₂ =

x₂ - x_} -

y₃ = X₁ - x₂ - x₃ + x₄
y* = xi - X₂ + X₃ - -X₄

Die Vierkanal-Videosignale werden von einem herkömmlichen Kanalaufzeichnungsgerät aufgezeichnet, das vier oder weniger Magnetköpfe aufweist

Bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 5A wird eine Vielzahl von Addierern D\ bis A für die Addition und/oder Subtraktion anstelle einer Vielzahl von Integratoren h bis U in dem Ausführungsbeispiel von Fig.2 für die Addition und/oder Subtraktion verwendet, die bei der Hadamard-Umsetzung erforderlich ist

Fi g. 5B ist eine abgewandelte Ausführungsform von Fig.5A. Die Unterschiede der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 5A und 5B bestehen darin, daß bei dem Ausführungsbeispiel von Fig.5B bipolare Signale von dem Serien-Parallel-Umsetzer erhalten werden. Daher müssen die Addierer D\ bis A nur eine Addition durchführen, während eine Subtraktion nicht durchgeführt wird. Ein arithmetischer Verstärker ist in den Addierern in F i g. 5B zur Vereinfachung nicht gezeigt

Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der F i g. 6, 7 und 8 beschrieben. Bei dem dritten Ausfuhrungsbeispiel wird auf eine Verbesserung der Qualität des Videosignals geachtet. Im allgemeinen leidet ein Videosignal, das auf einem Magnetband aufgezeichnet und von demselben Magnetband abgespielt wird, unter einer gewissen Verzerrung der Wellenform. Daher sind spezielle Maßnahmen erwünscht, um die Verzerrung in einer Videoaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung zu überwinden.

In F i g. 6 ist in Blockdiagrammform gezeigt wie ein von einem Eingang kommendes Fernsehsignal auf einem Magnetband aufgezeichnet wird, nachdem es durch einen Serien-Parallel-Umsetzer verarbeitet und durch eine Hadamard-Umsetzerschaltung in eine Vielzahl von Kanälen aufgeteilt worden ist Ferner ist gezeigt, wie das aufgezeichnete Fernsehsignal reproduziert wird. Nach Aufteilung in eine Vielzahl von Kanälen durch die Hadamard-Umsetzerschaltung H-C- 1 werden die Videosignale 11 auf einem Magnetband 13 durch Magnetköpfe 12 aufgezeichnet deren Zahl gleich der Zahl der Kanäle ist Zum Zeitpunkt der Reproduktion erzeugen die gleiche Zahl an Leseköpfen 14 wie die Zahl der Kanäle Lesesignale 15 von dem Magnetband

13. Die Lesesignale 15, die durch die physikalischen Eigenschaften des Magnetbandes 13, der Köpfe 14 und dergleichen verzerrt sind, werden an herkömmliche Verstärker und Entzerrer abgegeben, wie durch das Symbol AMP angegeben ist um die ursprüngliche Wellenform wieder herzustellen. Sodann werden die Signale an eine Schaltung H ■ A zur Korrektur von Magnetkopf-Ausrichtungsfehlern angelegt um Korrekturen für Phasenabweichungen unter verschiedenen Kanälen des Magnetbandes 13 durchzuführen.

Die Videosignale 16 sind nach der Verarbeitung durch die genannte, herkömmliche Art der Wellenformwicdcrhcrsicllüng und -entzerrung minier noch in gewissem Maße verzerrt weil die Beseitigung der Wellenformverzerrung durch die herkömmlichen Maßnahmen nicht ausreicht Wenn in diesem Stadium von den Videosignalen 16 Meßwerte (samples) an geeigneten Punkten durch Meßimpulse 16' abgeleitet werden, die durch in jeden Kanal eingeführte Synchronsignale erzeugt werden, und wenn die speziellen MeSwerie bis zum Zeitpunkt der nächsten Messung gehalten werden, wird es möglich, perfekt rechteckige Wellen 17 zu bilden. Dazu dient die Sainple-and-Hold-Schaltung, die durch das Symbol SAMPL dargestellt ist (F i g. 6).

Die genau rechteckigen Wellen 17, die auf diese

Weise in den Teilkanälen erzeugt werden, werden durch eine inverse Hadamard-Umsetzerschaltung H— C ■ 2 in ein Folgesignal umgesetzt Wenn die Ausgangssignale von der inversen Hadamard-Schaltung H— C · 2 durch die Parallel-Serien-Umsetzerschaltung P— 5 · C in die ursprüngliche Signalform zurück umgesetzt werden, kann das von dem sequentiellen Videosignal getragene

Bild auf einem regulären Fernsehempfänger gezeigt

werden.

Fig.7 zeigt die Wellenform von Signalen nach

Durchlaufen der Parallel-Serien-Umsetzerschaltung für den Fall, bei dem die parallelen Videosignale nicht durch die Meßsignale von einer Sample-and-Hold-Schaltung beeinflußt werden. In diesem Fall wird dann keine wesentliche Verzerrung verursacht, wenn die nacheinander auftretenden Steuerimpulse Cu bis Ch nahezu alle auf den mittleren Abschnitt der parallelen Videosignale treffen, wie bei den Impulsen Ct₂ und d₃ gezeigt ist Wenn jedoch die nacheinander auftretenden Steuerim-

pulse auf die Flankenabschnitte der parallelen Videoimpulse wirken, wie durch die Impulse Cn und C\* dargestellt ist, werden Verzerrungen verursacht, so daß das Folgesignal D die Verzerrung E aufweist, wodurch eine Verschlechterung in der Bildqualität verursacht wird.

Fig.8 zeigt den Fall, bei dem die parallelen Videosignale durch die Meßsignale 16' von einer Sample-and-Hold-Schaltung SAMPL beeinflußt und dann an die Parallel-Serien-Umsetzerschaltung P-SC abgegeben werden. In diesem Fall weist das Folgesignal D'überhaupt keine schädlichen Verzerrungen auf.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht, kann ein überragender Effekt durch die erfindungsgcmäßc Vidcosignal-Aufzcichnungs- und Wiedergabeeinrichtung erzielt werden, weil die Verzerrungen in den Videosignalen, die durch dieselbe Zahl von Wiedergabeköpfen wie die Zahl der Kanäle reproduziert werden, nach herkömmlicher Wellenformwiederherstellung und -entzerrung durch die Verwendung von Meßimpulsen (sampling) von einer Sample-and HoId-Schaltung eliminiert werden können.

Nun wird das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig.9 bis 12 beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel befaßt sich ebenfalls mit einer Verbesserung der Qualität, indem die Phasendifferenzen aufgrund einer nicht genau geraden Ausrichtung der vielen Magnetköpfe reduziert werden. Bei der Reproduktion der Signale von einem Magnetband durch Wiedergabeköpfe, deren Zahl der Zahl der Kanäle entspricht, kann, wenn die Spalte der Wiedergabeköpfe nicht genau auf einer geraden Linie ausgerichtet sind, eine Phasenabweichung unter den Ausgangssignalen der Wiedergabeköpfe verursacht werden, so daß sich eine erhebliche Verzerrung in den reproduzierten oignuicn cfgi

g cfgiut, uic uüfCn eine oyTiuicSc υ£Γ VCn ucil

Wiedergabeköpfen abgegebenen Signale aufgebaut sind.

Insbesondere bei einer Aufzeichnung und Wiedergabe mit hoher Dichte, wie es bei dem Aufzeichnen und Wiedergeben von Videosignalen der Fail ist, wenn die Wellenlänge des aufgezeichneten Signals in der wiwwciiuiuiiuiig vM'll 1 μαιι iicgl, vciuiaaviii cine Abweichung der Magnetkopf-Luftspalte gegenüber ihrer richtigen Ausrichtung um 0,5 μΐη eine große Signal-Phasenabweichung, das heißt 180°. In der Praxis der Verarbeitung von Videosignalen sollten diese Signal-Phasenabweichungen auf 0 reduziert werden. Wenn eine Signal-Phasenabweichung von 9° zugelassen wird, sollte die körperliche Fehlausrichtung der Magnetkopf-Luftspalte 0,025 um klein sein. Dies ist ein viel kleinerer Wert, als er bei mechanischen Toleranzen garantiert werden kann, und dieser Wert kann in der Praxis nicht sichergestellt werden.

Gemäß F i g. 9 wird ein Originalsignal in vier Kanäle unterteilt, und die aufgeteilten Teilkanalsignale, das heißt die von einem Hadamard-Umsetzer gelieferten Signale, werden auf einem Magnetband T aufgezeichnet Erfindungsgemäß werden Steuersignale, das heißt, die Steuersignale S\ bis Sa, durch die Aufzeichnungsköpfe H\ bis Ht eingeführt oder aufgezeichnet Im Fall von Videosignalen können die Horizontalsynchronimpulse als solche als Steuersignale eingeführt werden. Alternativ können spezielle Steuersignale den Horizontalsynchronimpulsen überlagert werden.

Zum Zeitpunkt der Reproduktion oder Wiedergabe wird das Ausgangssignal von jedem der je einen Kanal wiedergebenden Wiedergabeköpfe H\' bis //«' (F i g. 10) an eine geeignete, variable Verzögerungsschaltung, beispielsweise an spannungsabhängige, variable Verzögerungsschaltungen VDi bis VDt, zugeführt, um reproduzierte Ausgangssignale zu liefern.

Ein Teil der reproduzierten Ausgangssignale wird an einen geeigneten Phasendiskriminator PD angelegt, der Ausgangsspannungen ei bis et erzeugt, die dem Integral der Phasenabweichungen der Steuersignale entspre-

Hi chen, die in den verschiedenen Kanälen vorhanden sind. Die Ausgangsspannungen ei bis et von dem Phasendiskriminator PD werden an die variablen Verzögerungsschaltungen VDi bis VDt zurückgeführt In diesem Fall wird einer der Kanäle als Bezugskanal verwendet, um die Messung der Phasenabweichung zu erleichtern. Jeder der Kanäle kann als Bezugskana! ausgewählt werden.

Auf diese Weise stellen die variablen Verzögerungsschaltungen VDx bis VD» automatisch die Verzöge- rungszeit ein, mit der die reproduzierten Ausgangssignale verzögert werden müssen, damit die Phasenabweichung unter den reproduzierten Ausgangssignalen Oi bis Ot auf 0 reduziert wird. Dadurch wird die praktische Ausführbarkeit dieser magnetischen Aufzeichnungs-Wiedergabeeinrichtung sichergestellt bzw. verbessert Die Ausgangssignale O\ bis Q₁ werden an die inverse Hadamard-Matrix-Schaltung angelegt, die in F i g. 10 nicht gezeigt ist

Für die variablen Verzögerungsschaltungen VDi bis VD₄ können LC-Verzögerungselemente verwendet werden. F i g. 11 zeigt ein Beispiel solch eines variablen Verzögerungselementes, das aus einer Diode D und einer Induktivität L besteht Die an die Diode D angelegte Spannung kann die Yerzögerungszeit des variablen Verzögerungselementes steuern.

Fig. 12 zeigt ein anderes Beispie! für die variable

τ crzOgcTüngSaCiiäitüng, uic ciiic äüi otTOiHcinucTUngcn ansprechende Schaltung ist In diesem Beispiel ist eine Induktivität L, die mit einer Kapazität C verbunden ist, magnetisch mit einem Ferritkern F gekoppelt um den eine Spule Li gewickelt ist Ein elektrischer Strom /von dem obengenannten Phasendiskriminator PD wird an die Spule L\ angelegt, um die Permeabilität des Ferritkernes Fund damit den effektiven Induktivitätswert der Induktivität L zu ändern, so daß die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung gesteuert wird. Femer kann die Verzögerungsschaltung auch durch einen Eimerkettenspeicher (Begriffsbildung der Firma Philips für Bucket Brigade Device, wobei es sich

so um eine Verzögerungsschaltung für Analoginformation, beispielsweise die Schaltung Valvo TCA 590, handelt Dazu wird noch verwiesen auf einen Artikel in Elektor, Fachzeitschrift für Elektronik, Elektor-Verlag GmbH, Ausgabe Januar 1973) oder durch einen ladungsgekoppelten Speicher (Charge Coupled Device) verwirklicht werden.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß ein überragender Effekt erzielt werden kann, da die Phasenabweichung unter reproduzierten Signalen verschiedener Kanäle, die auf der Fehlausrichtung von Aufzeichnungsköpfen und Leseköpfen beruht, automatisch korrigiert wird, um diese Phasenabweichung auf 0 zu reduzieren, so daß die Probleme, die mit der Lageabweichung der Magnetkopfspalte über die praktisch zulässige Genauigkeit hinaus beruhen, durch elektrische Einrichtungen vollständig gelöst werden. Solch eine Anordnung ist auch vom Standpunkt der Austauschbarkeit des Magnetbandes her vorteilhaft

Es ist zu beachten, daß die erfindungsgemäße Anordnung die Positionsabweicrtung der Magnetkopfspalte effektiv korrigieren kann, die dem Zehnfachen der minimalen Wellenlänge des aufgezeichneten Signals entspricht, so daß, wenn die Wellenlänge des aufgezeichneten Signals ! um beträgt, eine Positionsabweichung der Magnetkopispalte bis zu ±5 um durch die erfindungsgemäße Anordnung korrigiert werden kann.

Als nächstes wird der Aufbau eines Magnetkopfes, der bei der vorliegenden Erfindung, insbesondere zur ic Erzeugung eines stehenden Bildes in einer Videoaufzeichmings- und Wiedergabeeinrichtung, verwendet werden kann, erläutert Das erste Ausführungsbeispiel des Magnetkopfes wird unter Bezugnahme auf die F i g. 13 bis 15 beschrieben.

Fig. 13a ist eine schematische Draufsicht auf die Aufzeichnungsseite des Magnetkopfes, und F i g. 13b ist eine schematische Draufsicht auf die Wiedergabeseite des Magnetkopfes. In den Figuren ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium 20, beispielsweise ein Videoband, gezeigt, welches die Information liefert bzw. speichert Ein Aufzeichungsmagnetkopf 21-W zum Aufzeichnen der Information auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 20 und ein Wiedergabemagnetkopf 21-/2, an den die aufgezeichnete Information von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 20 abgegeben wird, sind dsrgesteHt Wie ar. sich bekannt, werden bei herkömmlichen Magnetbandgeräten die Magnetköpfe 21- W und 21-/? in direkten Kontakt mit dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 20 gebracht, um die Information auszutauschen. Andererseits wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung der Austausch der Information durch eine Magnettrommel 22 durchgeführt, die zwischen dem Magnetkopf und dem Magnetband liegt

Fig. 14 ist eine schematische, perspektivische Darstellung der Magnettrommel 22. Die sich drehende Magnettromme! 22 hat einen zylindrischen Körper 31 aus elektrisch isolierendem und nichtmagnetischem Material. Die Umfangs-Mantelfläche 32 des Körpers 31 ist mit einer magnetischen Schicht versehen. Eine Welle 33 ist koaxial mit dem Körper 31 verbunden, so daß der Körper 31 in Richtung des Pfeiles A (oder in der umgekehrten Richtung) durch eine Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) gedreht werden kann. Die Welle 33 trägt auch die Trommel 22.

Wenn die Information i\ (siehe Fig. 13a) an dem Zeitpunkt fi an den Aufzeichnungskopf 21-VV gegeben wird, wird die Information auch magnetisch auf die magnetische Schicht auf der Mantelfläche der sich drehenden Magnettrommel 22 kopiert und wird zum Zeitpunkt t₂ (f₂> fi) in eine Position k (F ig. 13a) bewegt und magnetisch auf das magnetische Aufzeichnungsmedium 20 an einer Position X kopiert Das magnetische Aufzeichnungsmedium 20 bewegt sich in Richtung des Pfeiles B. Die auf dem magnetischen A ufzeichnungsmedium kopierte Information bewegt sich zu einer Position h (Fig. 13a) zum Zeitpunkt h (h> f₂). Die Information auf der magnetischen Schicht auf der sich drehenden Magnettrommel 22 wird an der Stelle Y (Fig. 13a) durch einen Löschkopf 23- W gelöscht, so daß die Aufzeichnung einer neuen Information auf der Magnettrommel 22 durch den Aufzeichnungskopf 21- W an der Positzion Zerleichtert wird.

Bei der Reproduktion bewegt sich eine Information /1, die von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 20 getragen wird, in Richtung des Pfeiles B(F i g. 13b) zum Zeitpunkt 71, wird auf die magnetische Schicht auf der Mantelfläche der sich drehenden Magnettrommel an einer Position /»kopiert (F i g. 13b), und die Information wird zu einer Position I₂ zum Zeitpunkt T₂ (T₂>T\) bewegt und am Zeitpunkt T₃ (T₃ > T₂) als Information /3 durch den Wiedergabekopf 21-Ä reproduziert Die Information auf der Trommel 22 der Wiedergabeseite wird an der Position Q (Fig. 13b) durch einen Löschkopf 23-Ä gelöscht, so daß die Übertragung neuer Information von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 20 auf die Magnettrommel 22 an der Stelle P erleichtert wird.

Im folgenden wird die Betriebsweise des Magnetkopfes aus den Fig. 13a und 13b unter Bezugnahme auf F i g. 15 beschrieben. Zur Vereinfachung wird nur der Reproduktionsbetrieb erläutert Es sei angenommen, daß die Information / auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 20 mit einer Dichte aufgezeichnet ist, die oberhalb der Grenze liegt, bei der eine Reproduktion durch den Wiedergabekopf 21-/? möglich ist Ferner sei angenommen, daß sich die Aufzeichnung mit der Information / mit einer linearen Geschwindigkeit VY bewegt Wenn ein Element Si der Information /an dem Punkt P ankommt, wo es in Kontakt mit der magnetischen Trommel 22 kommt (Fig. 15), wird das Informationselenient Si an dem Punkt P magnetisch auf die magnetische Schicht der magnetischen Trommel 22 kopiert Wenn die TrcmnieS 22 eine Umfangsgeschwindigkeit von η - VV (η > 1) hat, kommt das nachfolgende Informationselement Ni an dem Punkt P, wo es auf die Magnettrommel 22 kopiert wird, an einem Zeitpunkt an, wenn das vorher kopierte Informationselement Si auf der Trommel 22 in der Nähe der Position Si' liegt (Fig. 15). Wenn die Stelle der Trommel 22, an der das Informationselement Nt kopiert ist, durch Ni' dargestellt wird, ist der Umfangsabschnitt D zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Informationselementen Si' und Ni' auf der Trommel 22 größer als der Abstand d zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Informationselementen Si und Ni auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 20.

Daher wird der Abstand d auf den Umfangsabstand D ausgedehnt, und das Ausdehnungsverhältnis zwischen diesen beiden Größen kann wie folgt bestimmt werden. Die Zeitdauer von dem Zeitpunkt, an dem das Informationselement Si, das sich auf dem mit einer linearen Geschwindigkeit VV laufenden, magnetischen Aufzeichnungsmedium 20 befindet, an dem Punkt P auf die Trommel 22 kopien wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem auf ähnliche Weise das Informationselement N_t an dem Punkt P kopiert wird, ist gegeben durch d/VV in Sekunden, weil der Abstand zwischen den beiden Informationselementen d beträgt Andererseits ist der zurückgelegte Weg des kopierten Informationselementes Si' auf der Trommel 22 in der genannten Zeit d/Vr'm Sekunden, das heißt, der Umfangsabstand D zwischen den beiden nacheinander kopierten Informationselementen Si' und Ni' durch die genannte Umfangsgeschwindigkeit π · Vy(n> 1) der Trommel 22 in folgender Weise bestimmt:

D = η ■ V₁

d.

Wie sich aus dieser Gleichung ergibt, wird die Aufzeichnungsdichte oder der Abstand d der Informationselemente auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 20 in den Informationsabstand D(D= η ■ d)mi der sich drehenden Magnettrommel 22 umgesetzt,

wodurch die Aufzeichnungsdichte durch den Faktor Mn reduziert wird. Wenn das Verhältnis der 'linearen Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmed'ums 20 und der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 22 beispielsweise zu n—2, 5, 20... gewählt wird, kann folglich die s Aufzeichnungsdichte der Informa Jon im Verhältnis 1/2, 1/5,1/20 respektive reduziert werden. Die Umsetzung der Aufzeichnungsdichte kann unter Verwendung eines stationären Magnetkopfes erreicht werden, und das Prinzip dieser Umsetzung gemäß der Erfindung unterscheidet sich vollständig von dem an sich bekannten Prinzip mit einem sich drehenden Magnetkopf.

Es ist hier zu beachten, daß, obwohl die Aufzeichnungsdichte in einem Verhältnis von l/n reduziert wird, die kopierte Information durch den Wiedergabemagnetkopf mit einer Geschwindigkeit von a · Vt reproduziert wird, so daß die Reproduktionsgeschwindigkeit der Information gegeben ist durch:

Vr-(Vn) n- V_T.

20

Die Frequenz · der Information wird mit hoher Genauigkeit (Hiß) reproduziert Daher bleibt die Frequenz der Information .durch Aufzeichnung und Wiedergabe unverändert.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die magnetische Schicht auf der Mantelfläche der sich drehenden Magnettrommel 22 durch Aufplaüieren einer Legierung mit hoher Koerzitivkraft H_c mit einer Dicke von 1000 A bis 3000 A hergestellt Um einen hohen Wirkungsgrad beim Kopieren an dem Punkt P (Fig. 15) sicherzustellen, ist die Koerzitivkraft H₀(D)der genannten Magnetschicht der Trommel 22 so gewählt, daß sie die folgende Beziehung mit der Koerzitivkraft Hc(T) des magnetischen Aufzeichnungsmediums 20 erfüllt:

Es hat sich gezeigt, daß mit der genannten Schicht aus einer magnetischen Legierung auf der Trommel 22 o/n sehr glatter Kontakt an dem Punkt P zwischen dem Aufzeichnungsmedium 20 und der Trommel 22 (F i g. 15) erreicht werden kann. Die Qualität beim Kopieren hat sich als ausgezeichnet herausgestellt, und die Wider-Standsfähigkeit und Lebensdauer der Materialien ist groß. Die Gründe für diese Eigenschaften an dem Punkt P scheinen in der außerordentlich hohen Glattheit der Oberfläche der magnetischen Schicht, die durch Legierungsgalvanisieren hergestellt ist, und in der hohen Härte der Schichtoberfläche zu liegen. Ähnliche Eigenschaften sind, wie sich gezeigt hat, an den Kontakepunkten zwischen der Trommel 22 und den Magnetköpfen 21-VK 21-ft vorhanden. Es hat sich herausgestellt, daß die Anwendung einer äußeren Kraft durch elastische Teile, beispielsweise Federn, auf diese Kontakte bevorzugt ist Die Drehrichtung der Magnettrommel 22 ist nicht auf die Richtung beschränkt, die durch den Pfeil Am Fig. 15 dargestellt ist Vielmehr kann die Trommel 22 auch in Rückwärtsrichtung eo gedreht werden, um eine ähnliche Umsetzung der Aufzeichnungsdichte zu erfüllen. Bei einer Rückwärtsdrehung wird jedoch die Relativgescrv-vindigkeit zwischen dem Aufzeichnungsmedium 20 und der Magnettrommel 22 nahezu verdoppelt, so daß ein übermäßiger Schlupf an der Kontaktstelle verursacht werden kann. Daher ist eine Rückwärtsdrehung der Magnettrommel 22 nicht erwünscht. Es ist auch möglich, ein Endlosband anstelle der sich drehenden Magnettrommel 22 zu verwenden. Eine Magnettrommel oder ein Endlosband können dazu verwendet werden, besondere Bedingungen bei speziellen Anwendungsfällen zu erfüllen.

Eine andere Maßnahme für einen ausgezeichneten Informationsaustausch, das heißt für eine Vormagnetisierung, wird nun beschrieben. Die Notwendigkeit für eine Vormagnetisierung zur Erzielung einer ausgezeichneten Aufzeichnung ist allgemein anerkannt Eine Vormagnetisierungsschaltung liefert ein geeignetes Magnetfeld für den Kontakt zwischen dem Mittel, welches die magnetischen Signale liefert, und dem Mittel, welches die magnetischen Signale aufzeichnet, so daß die Linearität der abertragenen Information sichergestellt und Signalverzerrungen vermieden werden. Bei der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls erwünscht, ein geeignetes Vormagneüsierungsfeld an dem Punkt P von Fig. 15 anzuwenden, das heißt, an dem Kontakt zwischen dem die Signale liefernden, magnetischen Aufzeichnungsmedium 20 und der die Signale aufzeichnenden Magnettrommel 22. Solch ein Vormagnetisierungsfeld sollte auch an den Punkten Z und X von Fig. 13a vorgesehen sein, wo die magnetische Aufzeichnung stattfindet Ein solches Vormagnetisierungsfeld kann durch die Magnetköpfe 26-/2 und 26- W (Fig. 13) an den Punkten P und X erzeugt werden.

Es ist zu beachten, daß ein stehendes Bild in einer Videoaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung durch Verwendung eines Magnetkopfes erzielt werden kann, wie er in den F i g. 13 bis 15 dargestellt ist Dies bedeutet, daß die Speicherkapazität der Trommel 22 für ein vollständiges Bild ausgelegt ist, und die Drehzahl der Trommel 22 ist beispielsweise 60 U/min. In diesem Fall wird, obwohl das Aufzeichnungsmedium 20 (Magnetband) anhalten kann, das Bildsignal von der Trommel 22 reproduziert, und ein ordnungsgemäßes Stehbild wird erzeugt Folglich liefert die Kombination der Hadamard-Matrix-Schaltung und des mit einer Magnettrommel arbeitenden Magnetkopfes aus den Fig. 13 bis 15 einen Vielknnalvideobandrekorder mit der Fähigkeit, ein Stehbild zu reproduzieren. Bei herkömmlichen Rekordern wird der Inhalt eines Stehbildes durch die Bewegung des magnetischen Aufzeichnungsmediums verändert Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann das gewünschte Stehbild unabhängig von der Bewegung oder dem Entfernen des magnetischen Aufzeichnungsmediums 20 erhalten werden.

Eine Vorbelastungseinrichtung, die zur Erleichterung des Kopierens der Restmagnetisierung von der Oberfläche der Kopiertrommel auf das magnetische Aufzeichnungsmedium und des umgekehrten Kopiervorganges erforderlich ist, wird nun beschrieben. Im allgemeinen ist eine geeignete Vorbelastung erforderlich, um die Restmagnetisierung mit ordnungsgemäßer Linearität der kopierten Information und ohne Verzerrung in der Information zu kopieren. Obwohl bisher für die Vorbelastung ein Vormagnetisierungsfeld verwendet wurde, wurde nun gefunden, daß eine optische Vorbelastung zu einem ausgezeichneten Kopiervorgang führt

Die Fig. 16A und 16B zeigen eine entsprechende Vorbelastungseinrichtung. Eine Ausnehmung 22a ist in dem mittleren Bereich der Kopiertrommel 22 ausgebildet, und ein reflektierender Spiegel 50 ist in der Ausnehmung angeordnet Der Spiegel 50 drehi sich nicht mit der Kopiertrommel 22. Wenn ein Laserstrahl 51 auf den Spiegel 50 projiziert wird, wird der von dem

17 18

Spiegel -50 reflektierte Strahl durch die Umfangswand durch die Umfangswand 32 der Kopiertrommel 22 auf

32 der Kopiertrommel 22 auf den Kontaktabschnitt die aus magnetischem Material bestehenden Abschnitte

zwischen der magnetischen Schicht 20a des magneti- gerichtet, um das magnetische Material aufzuheizen,

sehen Aufzeichnungsmaterials 20 (das magnetische Die Magnetschicht auf dem Außenumfang der

Aufzeichnungsmaterial 20 oder das Magnetband hat 5 Kopiertrommel 22 kann durch nichtelektrolytisches

eine magnetische Schicht 20a und eine nichtmagneti- Plattieren eines geeigneten, magnetischen Materials,

sehe Trägerschicht 2Oi^uHd die magnetische Schicht auf beispielsweise Co-P, mit einer Dicke von mehreren

der Mantelfläche der Kopiertrommel 22 gerichtet, so hundert A bis zu mehreren tausend A hergestellt

daß der reflektierte Laserstrahl diesen Kontaktab- werden. Es hat sich gezeigt, daß eine solche magnetische

schnitt örtlich aufheizt Vorzugsweise werden die io Schicht durch einen Laserstrahl effektiv aufgeheizt

magnetischen Materialien in diesem Abschnitt bis zu werden kann.

einer Temperatur in der Nähe ihres Curie-Punktes Die thermische Vorbelastungseinrichtung mit dem aufgeheizt, wo diese magnetischen Materialien ihre Laserstrahl gemäß der Erfindung kann eine sehr kleine ferromagnetischen Eigenschaften verlieren. Aus der Fläche dadurch vorbelasten, daß ein kleiner Laserstrahlvorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die 15 punkt verwendet wird, um eine Aufzeichnung und Umfangswand 32 der Kopiertrommel 22 aus einem Wiedergabe mit hoher Dichte zu erleichtern. Wenn die transparenten oder lichtdurchlässigen Material, bei- magnetische Schicht auf der Umfangsfläche der spielsweise Glas, bestehen muß- Kopiertrommel sehr dünn ist, kann eine Wärmediffu-Die Fig. 17A und 17B zeigen ein anderes Ausfüh- sion verhindert werden, so daß die Vergrößerung des rungsbeispiel der Vorbelastungseinrichtung. In diesem 20 »Leuchtpunktdurchmessers« auf ein Minimum herabge-Ausführungsbeispiel ist ein Halbleiterlaser 60 in der setzt wird. Diese geringe Diffusion ist auch unter dem Ausnehmung 22a der Kopiertrommel 22 angeordnet Gesichtspunkt einer Aufzeichnung und Wiedergabe mit Der Laserstrahl 51, der aus dem Laser 60 austritt, wird hoher Dichie vorteilhaft

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Videosignalen, bei dem ein breitbandiges Videosignal durch Impulsabtastung in mehrere parallele, schmalbandigere Teilsignale zerlegt und diese Signale mittels ortsfester Magnetköpfe auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden, wobei bei der Wiedergabe in umgekehrter Richtung verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilsignale vor ihrer Aufzeichnung durch eine Hadamard-Matrix-Schaltung in eine Vielzahl äquivalenter Teilsignale umgesetzt werden, die von Magnetkopf«! aufgezeichnet werden, deren Zahl kleiner als die Zahl &er Kanäle der äquivalenten Teilsignale ist, und daß die Ausgangssignale der bei der Wiedergabe eingesetzten Magnetköpfe durch eine inverse Hadamard-Matrix-Schaltung wieder zurück in parallele Teilsignale umgesetzt werden.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Hadamard-Matrix-Schaltung (F i g. 2 oder 5), um die 2$ parallelen Teilsignale in äquivalente Teilsignale umzusetzen, feste Magnetköpfe, deren Zahl kleiner als die Zahl der Ausgangskanäle der Hadamard-Matrix-Schaltung ist, und durch eine inverse Hadamard-Matrix-Schaltung, um die von den Magnetköpfen gelesenen, äquivalenten Teilsignale wieder zurück in parallele Teilsignale umzusetzen,

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hadamard-Matrix-Schaltung (F i g. 2) einen Folgesteuergenerator, der ein binäres J5 Signal entsprechend dem Wert jeder Reihe einer Hadamard-Matrix erzeugt, eine Vielzahl Inverter ( — /Jt um die Polarität der Eingangsteilsignale umzukehren, eine Vielzahl Analogschalter (SW), um ein direktes Eingangsteilsignal und einen Ausgang von einem der Inverter (-/,'auszuwählen, und eine Vielzahl Integratoren (I) aufweist, die jeweils mit einem üer Analogschalter (SW) verbunden sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Integratoren (I) mindestens einen Verstärker und eine Riickknnplnngskanazität aufweisen.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Folgesteuergenerator einen Festwertspeicher zur Speicherung der Steuersequenz der Anaiogschalter (SW) und einen Taktimpulsgenerator umfaßt

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Inverter (-I) mit einem einzigen Eingangsanschluß verbunden sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hadamard-Matrixschaltung (Fig.5) wenigstens eine Vielzahl arithmetischer Addierer (D) aufweist, von denen jeder mindestens einen Verstärker hat, und daß eine Vielzahl Eingangswiderstände mit dem Eingang des jeweiligen Verstärkers verbunden sind, wobei jeder Eingangswiderstand mit einem der parallelen Teilsignale mit Impulsamplitudenmodulation beaufschlagt ISt. b5

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswiderstände mit einer Vielzahl paralleler Eingangsanschlüsse verdrahtet sind, wobei die Verdrahtungsanschlüsse durch das Vorzeichen von jedem Element der Hadamard-Matrix bestimmt sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Momentanwertspeicher (SAMPL)vorgesehen ist, der die Amplitude eines von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium (20) gelesenen Signals während einer kurzen Zeitdauer halt, bevor das Signal an die inverse Hadamard-Matrix-Schaltung (H- C ■ 2, F i g. 6) abgegeben wird, um in den reproduzierten Videosignalen Verzerrungen zu korrigieren, die durch Eigenschaften der Magnetköpfe und des magnetischen Aufzeichnungsmediums (20) beim Aufzeichnen und Reproduzieren verursacht worden sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (H), um vorbestimmte Steuersignale (S) in jeden der parallelen Kanäle zum Zeitpunkt der Aufzeichnung der äquivalenten Teilsignale einzuführen, und durch eine elektrisch steuerbare variable Verzögerungsschaltung (VDI), die in dem Ausgangskreis von jedem der für die Wiedergabe herangezogenen Magneiköpfe (Hf) entsprechend den Kanälen vorgesehen und mit einer Phasendiskriminatorschaltung (PD) verbunden ist, wobei das Ausgangsspannungssignal von der Phasendiskriminatorschaltung (PD) an die elektrisch steuerbare, variable Verzögerungsschaltung (VDI) zurückgeführt wird, um die Phasendifferenz unter den Steuersignalen (S) in den verschiedenen Kanälen zum Zeitpunkt der Wiedergabe zu eliminieren (F i g. 9 und 10).

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetkopfanordnung einen Aufzeichnungsmagnetkopf (21- W) und einen Wiedergabemagnetkopf (21-ft) aufweist, die von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium (20) unter einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, daß ein magnetisches Endlos-Aufzeichnungsmedium (22) zwischen den Magnetköpfen und dem magnetischen Aufzeichnungsmedium (20) angeordnet und bewegbar ist, während es die beiden Magnetköpfe (21- Wund 2i-R) und das magnetische Aufzeichnungsmedium (20) magnetisch koppelt, und daß eine Löscheinrichtung (23- Wund 23-Ä,) mit dem magnetischen Endlosaufzeichnungsmedium (22) magnetisch gekoppelt ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Endlosaufzeichnungsmedium (22) mit einer aus einer lichtdurchlässigen Substanz bestehenden Schicht versehen ist und daß die die Aufzeichnungs- und Wiedergabemagnetköpfe umfassende Aufzeichnungs- und Lesevorrichtung ferner eine Vorbelastungseinrichtung aufweist, die eine Kopiervorbelastung beim Kopiervorgang ausübt und einen Lichtpunkt an dem Kontaktabschnitt zwischen dem magnetischen Aufzeichnungsmedium (20) und dem magnetischen Endlosaufzeichnungsmedium (22) durch die lichtdurchlässige Substanz hindurch erzeugt (F i g. 16 und 17).

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Endlosaufzeichnungsmedium eine Kopiertrommel (22) ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Hadamard-Matrix gegeben ist durch:

ι -

1 1

1 -1

-I -1

-1 1

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Videosignalen, bei dem ein breitbandiges Videosignal durch Impulsabtastung in mehrere parallele, schmaibandigere Teilsignale zerlegt und diese Signale mittels ortsfester Magnetköpfe auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden, wobei bei der Wiedergabe in umgekehrter Richtung verfahren wird.

Eine derartige Zerlegung eines breitbandigen Videosignals in mehrere schmaibandigere Teilsignaie ist notwendig, weil ortsfeste Magnetköpfe nur einen gegenüber dem Frequenzband des Videosignals wesentlich geringeren Frequenzbereich aufzeichnen und/oder wiedergeben können. Verfahren der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der DE-AS 10 69 672 und der DE-PS 969 818 bekannt Bei den bekannten Verfahren erfoigi die Aufzeichnung und Wiedergabe der Teiikanaisignaie derart, daß immer so viele Übertragungskanäle, d.h. auch Magnetköpfe vorhanden sein müssen, wie Teilkanalsignale gebildet werden. Mit anderen Worten sind, wenn die Bandbreite jedes Teilkanalsignals auf F/m reduziert wird, wobei F die Bandbreite des Eingangssignals sei, m Teilkanäle zu übertragen. Die Verminderung der Bandbreite in den Teilkanälen ist daher umgekehrt proportional zu der Zahl dieser Teilkanäle. Mit anderen Worten kann keiner der Teilkanäle weggelassen werden, ohne einen entsprechenden Frequenzbereich in dem übertragenen und wiederhergestellten Signal zu verlieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine vollständige Aufzeichnung und/oder Wiedergabe eines breitbandigen Videosignals &uf bzw. von einem magnetischen Aufzeichnungsmedium unter Verwendung möglichst weniger Übertragungskanäle möglich wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Teilsignale vor ihrer Aufzeichnung durch eine Hadamard-Matrix-Schaltung in eine Vielzahl äquivalenter Teilsignale umgesetzt werden, die von Magnetköpfen aufgezeichnet werden, deren Zahl kleiner als die Zahl der Kanäle der äquivalenten Teilsignale ist, und daß die Ausgangssignale der bei der Wiedergabe eingesetzten Magnetköpfe durcr. eine inverse Hadamard-Matrix-Schaltung wieder zurück in parallele Teilsignale umgesetzt werden.

Die Verwendung einer Hadamardtransformation bei der Kodierung von Bildern im Hinblick auf eine Reduktion der Bandbreite ist von A. Habibi und P. A. Wintz in »IEEE Transactions on Communication Technology« Band 19, Nr. 1, Februar 1971, bereits theoretisch erörtert worden. Der Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik beruht in dem Einsatz einer Hadamard-Matrix-Schaltung bei der Aufzeichnung und Wiedergabe der Signale. Der Einsatz dieser Hadamard-Matrix-Schaltung ermöglicht es, daß die Videoinformation in befriedigender Weise auch dann im Empfangsteil wieder hergestellt werden kann, wenn nicht alle Ausgangskanäle der Hadamard-Matrix-Schaltung übertragen werden. Wenn an der Hadamard-Matrix-Schaltung beispielsweise vier Eingangskanäle vorhanden sind, genügt bereits die Übertragung der s Ausgangssignale an zwei Ausgangjkanälen, nämlich dem die höchste Signifikanz aufweisenden Ausgangskanal und dem die nächst niedrigere Signifikanz aufweisenden Ausgangskanal, um im Empfangsteil die Videoinformation befriedigend wieder herzustellen. Damit kann man sich die Übertragung von zwei weiteren Kanälen, d. h. im Falle von Magnetbandaufzeichnung und Wiedergabe, zwei weitere Magnetköpfe, sparen. Dieser Vorteil begründet sich auf folgende Eigenschaft der Hadamard-Matrix-Schaltung: Die Signale, die an den Ausgängen der Hadamard-Matrix-Schaltung erscheinen, haben jeweils eine stark unterschiedliche Signifikanz. Das Signal mit der höchsten Signifikanz trägt am meisten zu der Qualität des Fernsehbildes bei, wogegen die anderen Signale entsprechend ihrer abnehmenden Signifikanz immer weniger zu der Qualität des Bildes beitragen. Folglich können die Signale höherer Ordnung, d. h. die Signale geringer Signifikanz, weggelassen werden, wobei sich nur eine geringfügige Minderung der Qualität (Signalzu-Rauschverhältnis) des Bildes ergibt Der Einsatz einer Hadamard-Matrix-Schaltung gemäß der Erfindung bringt daher gegenüber dem Stand der Technik einen erheblichen Vorteil, da die Zahl der Übeitragungskanäle ohne wesentliche Beeinflussung der BiId-% qualität reduziert werden kann, was bei dem Stand der Technik bisher nicht möglich war.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner eine Einrichtung vorgeschlagen, die gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch eine erste Hadamard-Matrix-Schaltung, um die parallelen Teilsignale in äquivalente Teilsignaie umzusetzen, feste Magnetköpfe, deren Zahl kleiner als die Zahl der Ausgangskanäle der Hadamard-Matrix-Schaltung ist, und eine inverse Hadamard-Matrix-Schaltung, um die von den Magnetköpfen gelesenen äquivalenten Teilsignale wieder zurück in parallele Teilsignale umzusetzen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Videoaufzeichnungsund Wiedergabeeinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel für eine Hadamard-Matrix-Schaltung gemäß der Erfindung,
so F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Serien-Parallel-Umsetzungsschaltung gemäß der Erfindung,

Fig.4 die Wellenformen der Steuersignale für die Schaltung in F i g. 3,

Fig.5A und 5B weitere Ausführungsbeispiele für eine Hadamard-Matrix-Schaltung gemäß der Erfindung,

F i g. 6A und 6B ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Videoaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung,

F i g. 7 Wellenformen eines Videosignals, wenn keine Sample-and-Hold-Schaltung verwendet wird,

Fig.8 die Wellenformen eines Videosignals, wenn eine Sample-and-Hold-Schaltung verwendet wird,

F i g. 9 ein Magnetband, wobei dargestellt ist, daß ein Steuersignal auf dem Band zusammen mit einem bi Videosignal aufgezeichnet ist,

Fig. 10 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Videoaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung gemäß der Erfindung,