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Verfahren zur EinsparungvonSpeicherraum bei der Aufzeich-
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nung wiederzugebender Videoinformationen auf einem Aufzeichnungsträger
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einsparung von Speicherraum bei der Aufzeichnung
wiederzugebender VideoinformRtionen auf einem Aufzeichnungsträger mit dicht benachbarten
Teilen wenigstens einer Aufzeichnungsspur, wobei von aufeinander folgenden, im wesentlichen
gleichen Videobildern nur ein Teil aufgezeichnet wird, der bei der Wiedergabe so
oft wiederholt wird, wie bei der Aufzeichnung aufeinander folgende, im wesentlichen
gleiche Videobilder wegelassen worden sind, und wobei zur Steuerung der Anzahl der
bei der Wiedergabe notwendigen Wiederholungen Kennsignale mit aufgezeichnet werden,
welche der Zahl der aufeinander folgenden, untereinander im wesentlichen gleichen
Videobilder oder der Zahl der erforderlichen Wiederholungen entsprechen.
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Bei dem Aufzeichnungsträger kann es sich um ein Videomagnetband, beschriftet
nach dem Schrägspur- oder Querspurverfahren,handeln oder auch um eine Bildplatte
oder -folie mit einer spiralförmigen Spur oder mit konzentrischen Kreisspuren. Auch
andere Aufzeichnungsträger mit dicht benachbarten Teilen einer Aufzeichnungsspur
sind denkbar.
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Das Weglassen å jedes zweiten oder dritten Videohalbbildes bei der
Fernsehaufzeichnung auf Magnetbändern in Schrägschrift ist schon seit langem bekannt.
Dabei wird der Ton auch für die fehlenden Halbbilder auf einer Längsapur aufgezeichnet.
Außerdem ist in der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 23 53 073 ein Verfahren zur
Aufnahme von Fernsehbildern auf rotierenden Platten beschrieben, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß mindestens zwei komplette aufeinander folgende Videoprogrjrj:q teile aufgenommen
werden, daß von jedem Videoprogrammteil der Tonabschnitt abgenommen wird, daß mindestens
einer der abgenommenen Tonabschnitte gespeichert wird, daß der erste Tonabschnitt
mit nachfolgenden Tonabachnitten kombiniert wird und daß der Video abschnitt lediglich
eines der aufgenommenen Videoprogrammteile zusammen mit den kombinierten Donabschnitten
sämtlicher empfangener Videoprogrammteile aufgenommen wird.
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Nachteilig bei solchen Verfahren ist, daß ein willkürlichberiInformetionsverlust
eintritt. Zum Teil wird dieser Ißachteil/einem Laufwerk vermieden, das in der deutschen
Offenlegungsschrift Nr.
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21 18 657 beschrieben ist. Es weist eine Abspieleinrichtung für eine
Platte mit gespeicherter Information und eine den Abtaster
radial
über die Platte bewegende, abschaltbare Zwangsführung auf, wobei der Abtaster von
einer Vorschubeinrichtung, deren Vorschubgeschwindigkeit durch ein Getriebe stetig
oder stufenweise veränderbar ist, angetrieben wird. Das Charakteristische dieses
Laufwerkes besteht darin, daß wenigstens eine Erkennungsschaltung vorgesehen ist,
der die von der Platte abgetastete Information zugeleitet wird, daß die auf der
Platte gespeicherte Information vorbekannte Signale enthält, daß die Erkennungsschaltung
bei Auftreten derartiger Signale ihrerseits wenigstens ein Signal abgibt, welches
über wenigstens ein elektro-mechanisches Stellelement wenigstens eine mechanische
Laufwerkfunktion auslöst bzw. aufhebt. Wenn für dieses Laufwerk vorbekannte Signale
vorgesehen werden, nach deren Erkennung eine Vorschubabschaltung für eine vorgegebene
Zeit oder eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen der Plattenachse erfolgt, ergibt
sich die Möglichkeit, Standbilder auf der Platte sehr platzsparend zu speichern,
denn solange der Zwangsvorschub des Abtasters abgeschaltet ist, erfolgt z.B. bei
entsprechender Bemessung der Elastizität der Abtasteraufhängung eine Standbildanzeige.
Sieht man ein Bildprogramm, z.B. die Darstellung eines unbewegten Bildes über die
Zeit von 30 Sekunden hinweg, vor,so kann dieses Bild während der gesamten Zeit z.B.
einer oder nur wenigen Rillen entnommen werden, wo hingegen für diese Standbildprojektion
bei Aufzeichnung des Bildes über die volle Zeit hinweg bei der Grundlage der normalen
Fernsehnorm mit 25 Bildern pro Sekunde eine Anzahl von 30 x 25 = 75V konzentrischen
Rillen oder Rillenwindungen einer Spirale benötigt lfurde . Hierbei ist vorausgesetzt,
daß pro Plattenumdrehung ein Bild aufgezeichnet ist.
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Eine solche Einrichtung setzt voraus, daß bei der Aufzeichnung eine
Bedienungsperson dafür sorgt, daß jeweils bei Aufzeichnung eines Standbildes ein
entsprechendes Kennsignal mit aufgezeichnet wird. Dies ist umständlich und hat zur
Folge, daß die Möglichkeiten der Speicherraumeinsparung nicht völlig ausgeschöpft
werden, weil Standbilder von sehr kurzer Dauer von beispielsweise
nur
2 oder 3 Videobildern (2/25 oder 3/25 Sekunden) oder Halbbildern(c/50 oder 3/50
Sekunden) von der Bedienungsperson nicht bemerkt werden können und es ihr auch gar
nicht möglich ist, die Weglassung von einem oder zwei dieser Bilder (Halbbilder
oder Vollbilder) und das Aufzeichnen eines zugehörigen Kennsignales in so kurzer
Zeit zu veranlassen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, zwar ebenfalls Speicherraum einzusparen,
aber nicht willkürlich, wie bei der bekannten systematischen Weglassung eines jeden
zweiten oder dritten Halbbildes, sondern nur dort, wo ohnehin Redundanz vorhanden
ist, wie bei der nur einmaligen Aufzeichnung von Standbildern. Dabei sollen aber
die Möglichkeiten der Speicherraumeinsparung voll ausgeschöpft werden. Die hierbei
anzuwendende Methode und die zu verwendenden Mittel sollen möglichst einfach sein.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die wesentliche
Gleichheit oder Ungleichheit aufeinander folgender Videobilder tHalbbilder oder
Vollbilder) bei der Aufzeichnung selbsttätig festgestellt und jeweils das letzte
von aufeinander folgenden, untereinander im wesentlichen gleichen Videobildern mit
den Kennsignalen aufgezeichnet wird. (Der Ton bleibt bei der Gleichheits oder UngieichheitEfeststellung
unberücksichtigt).
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Dieses Verfahren läßt sich bei Inkaufnahme willkurlichen Informations
verlustes auch mit den bekannten Verfahren kombinieren, bei denen systematisch å
jedes zweite oder dritte Halbbild bei der Videoaufzeichnung weggelassen wird.
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jeweils Bevorzugt werden die Kennsignalegvor dem sichtbar (z.B. auf
einem Bernsehschirmj zur Wiedergabe gelangenden Bildinhalt des letzten von aufeinander
folgenden, untereinander im wesentlichen gleichen Videobildern aufgezeichnet. Dies
hat zur Folge, daß bei der Wiedergabe die Synchronisation beim titergang des Abtasters
von einem Abschnitt der Aufzeichnungsspur zu einem'anderen relativ leicht aufrecht
erhalten werden kann.
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*) rliel verlaufenden
Die Tonsignale der weggelassenen
Videobilder können zusammen mit dem letzten der Jeweils aufeinander folgenden, untereinander
im wesentlichen gleichen Videobilder bevorzugt in einem Multiplexverfahren aufgezeichnet
werden.
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Es mag zunächst schwierig erscheinen, eine Festlegung zu treffen,
unter welchen Bedingungen zwei aufeinander folgende Videobilder im wesentlichen
gleich oder ungleich, d.h. merklich unterschiedlich,sind. Dies hängt naturgemäß
vom Anwendungsfall ab, d.h.
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davon, welcher Informationsverlust für den betreffenden Fall zugelassen
werden kann. Dies wird für unterschiedliche Programminhalte verschieden sein. Jedoch
ermöglicht eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine
eindeutige und an den Einzelfall anpaßbare Festlegung der Grenze zwischen wesentlicher
Gleichheit und Ungleichheit von zwei aufeinander folgenden Videobildern, und zwar
dadurch, daß die Feststellung der Gleichheit oder Ungleichheit getroffen wird durch
Differenzbildung von zeitlich einander entsprechenden Signalanteilen der Videosignale,
anschließende Integration der negativen und der positiven Differenzen in der Weise,
daß sowohl positive als aucMhXnegative Dìffe=nzen zur Erhöhung des lntegrationsergebnlsses
iuilren, und sc m le«llce Vergleich des Integrationsergebnisses mit einem vorgebbaren,
zulässigen Grenzwert.
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Der auf diese oder andere Weise erfolgten Feststellung der Gleichheit
oder Ungleichheit durch Vergleich unverzögerter mit um die Dauer eines Videobildes
verzögerten Videosignalen kann die Aufzeicliiiting der Kennsignale mit den um die
Dauer eines Videobildes verzögerten Videosignalen folgen, wenn letztere sich von
den unverzögerten Videosignalen wesentlich unterscheiden.
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Zur Verzögerung können zwei in Reihe geschaltete Verzögerungsleitungen
jeweils mit der Verzögerungsdauer eines Videobildes dienen oder auch Video- oder
Filmwiedergabegeräte verwendet werden, von/jeweilsjein Bild und das nächste das
darauf folgende denen eines
Bild einer Video- oder Bildaufzeichnung
abtastet.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Wiedergabeeinrichtung zur
Durchführung des Verf ahrens, die erfindungsgemäß folgende Bestandteile enthält:
eine Zülileinrichtung für die Anzahl der erfolgten Abtastungen oder Wiederholungen
eines Videobildes, eine Auswerteeirlriclltung, mit welcher aus den Kennsignalen
gewonnene Signale mit aus dem Jeweiligen Zählergebnis der Zänleinrichtung gewonnenen
Signalen vergleichbar sind, und eine vorschubeinrichtung für einen Abtaster, mit
welcher der Abtaster bei vorgegebenen Ausgangssignalen der Auswerteeinrichtung senkrecht
zur Aufzeichnungsspur verschiebbar ist.
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Durch die Verschiebung des Abtasters senkrecht zur Aufzeichnungsspur
wird bei einem rotierenden Aufzeichnungsträger mit konzentrischen Rillen der Übergang
von einem aufgezeichneten zum nächsten aufgezeichneten Bild erreicht, während der
Abtaster bei einem rotierenden Aufzeichnungsträger mit spiralförmiger Spur immer
dann von einer Windung zur vorhergehenden zurückspringen muß, wenn die gleiche Windung
noch einmal abgetastet und damit wiederholt werden soll. Dies ist an sich aus der
veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 23 18 871 und deren Zusatzanmelaungen
bekannt und gilt in entsprechender Weise auch für nichtmechanische, beispielsweise
magnetische oder optische Abtastverfahren.
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Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Aufzeichnungsträger
zur Durchführung des Verfahrens. Auf ihm sind zur erleichterten Wiedergabe und Aufrechterhaltung
des Synchronismus vor den zur sichtbaren Wiedergabe bestimmten Videosignalanteilen
einigerVideobilder Kennsignale aufgezeichnet, von denen bevorzugt wenigstens zwei
unterschiedlich sind. Die Wiedergabeeinrichtung
wird am einfachsten
und betriebssichersten, wenn die Kennsignale digital aufgezeichnet sind, wobei sie
allerdings einer Trägerschwingung aufmoduliert sein können.
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Weitere Einzelheiten und Ausführungsmöglichkeiten werden anhand der
Zeichnungen beschrieben, von denen Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine Aufzeichnungseinrichtung
und Fig. 2 für eine Wiedergabeeinrichtung zeigt.
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Fig. 3 stellt eine Funktionstabelle dar.
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Figur 1 zeigt einen elektronischen Filmabtaster 2 zur aufeinander
folgenden Abtastung der einzelnen Bilder eines Filmes 3.
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Das vom Filmabtaster kommende Bild- und Tonfrequenzgemisch durchläuft
(gegebenenfalls einer Trägerwelle aufmoduliert) zwei Verzögerungseinrichtungen in
Form zweier Verzögerungsleitungen 4 und 5 mit der Verzögerungsdauer eines Videobildes,
worunter zukünftig ein Videovollbild, d.h. zwei Videohalbbilder nach dem Zeilensprungverfahren,
verstanden wird. Danach verzweigt sich die Leitung. In einem Zweig befindet sich
ein Filter 6, das nur Videdsignale hindurch läßt, während im anderen Zweig ein Durchlaßfilter
7 für die Tonsignale angeordnet ist. Weiterhin ist an den Eingang und an den Ausgang
der Verzögerungsleitung 4 je ein Filter 8 und 9 angeschlossen, das jeweils nur Videobildsignale
zum Differenzverstärker 10 hindurch läßt. Schließlich für yncnronlmpulse führt noch
eine Leitung 11 /vom Filmabtaster 2 zu einer Addierstufe 12, von wo die Synchronimpulse
gemeinsam mit den Videobildsignalen über eine Ausgleichs-Verzögerungsleitung 13
von kurzer Dauer zu einem Addierglied 14 gelangen. Von hier fließen die Signale
über eine elektronisch von einem elektronischen Schalter S1 geschaltete Schaltstrecke
15 weiter zum Summierglied 16, solange jedes der vom Filmabtaster 2 abgetasteten
Bilder sich
vom nachfolgenden unterscheidet. Die Tonsignale gelangen
in diesem Fall vom Durchlaßfilter 7 über den Modulator 17 und die elektronisch um
~schaliareSchaltstrecke 18 des elektronischen Schalters S2 zum Addierer 19 und von
dort zum Summenglied 16 Die hier gebildeten und aufzuzeichnenden Summensignale werden
einem Aufzeichner 20 für eine rotierende Bildplatte 21 zugeführt.
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Auf dieser Bildplatte 21 werden die Signale in konzentrischen Spuren
durch den Aufzeichner 20 aufgezeichnet, wobei jeweils ein Videobild während einer
Umdrehung der Bildplatte 21 aufgeschrieben wird. Nach der Aufzeichnung eines jeden
Videobildes muß der Aufzeichner 20 auf einem Radius der Bildplatte 21 so weit verschoben
werden, wie es dem Abstand zwischen den Mittellinien zweier konzentrischer Aufzeichnungsspuren
entspricht. Dieser radiale Vorschub wird durch den Schrittmotor 22 erteilt, der
über die Schaltstrecke 23 durch die von einem ImPUl5f0rkmoemmend Vollbild-Vertikal-
Synchronimpulse weitergeschaltet wird.
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Zur Feststellung der wesentlichen Gleichheit oder Ungleichheit von
zwei aufeinander folgenden Schwarz-Weiß- oder trisequentiellen Farb-Videobildern
dient nun eine Einrichtung, die neben dem Differenzverstärker 10 zwei Gleichrichterstufen
24, 25, einen Umkehrverstärker 26 und zwei Integrierglieder 27 und 28 sowie einen
Summierer 29 und einen Schwellwertschalter 30 enthält. Bei voneinander verschiedenen,
aufeinander folgenden Videobildern liefert der Differenzverstärker 10 positive und/
oder negative Ausgangssignale. Die positiven werden der Gleichrichterstufe 24 und
die in ihrer Polarität durch den Umkehrverstärker 26 umgepolten und dann ebenfalls
positiven, aber vorher negativen Ausgangssignale des Differenzverstärkers 10 gelangen
in den Eingang der Gleichrichterstufe 25. Anschließend erfolgt eine getrennte Integration
in den Integrationagliedern 27 und 28, so daß beispielsweise bei Schwarz-Weiß-Bildern
so-*) und alle Vollbild-Synchronimpulse auf einem Radius der Bildplatte 21 liegen
wohl
die positiven als auch die negativen Helligkeitsänderungen aller Bildpunkte integriert
und dem Summierer 29 zugeführt werden.
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In der Schwellwertschaltung 30 mit einstellbarem Schwellwert entscheidet
sich nun, ob die Summe aller positiven und negativen Helligkeitsänderungen den vorher
festgelegten Schwellwert überschreitet.
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Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß die Feststellung der wesentlichen
Ungleichheit oder Gleichheit zweier aufeinander folgender Videobilder auch auf andere
Weise erfolgen kann. Beispielsweise kann dem Ausgang des Differenzverstärkers 10
ein Quadrierglied und diesem ein Integrierglied nachgeschaltet sein, worauf wiederum
ein Schwellwertschalter folgt.
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Wesentlich ist bei der Feststellung der wesentlichen Gleichheit oder
Ungleichheit lediglich, daß eine Differenzbildung von zeitlich einander entsprechenden
Signalanteilen der Videosignale und anschließend eine Integration der negativen
und der positiven Differenzen in der Weise erfolgt, daß sowohl positive als auch
negative Differenzen zur Erhöhung des Integrationsergebnisses führen. Dieses Integrationsergebnis
muß dann noch mit einem vorgegebenen Grenzwert für die zulässigen Abweichungen der
beiden Videobilder voneinander verglichen werden, wie es in Fig. 1 mit Hilfe des
Schwellwertschalters 30 geschieht. Die Differenzbildung von zeitlich einander entsprechenden
Signalanteilen geschieht in dem Beispiel nach Fig. 1 dadurch, daß die einzelnen
Bildpunkten entsprechenden Videosignalanteile vor der Verzögerungsleitung 4 mit
den entsprechenden Signalanteilen des um die Dauer eines Videobildes verzögerten
Videosignales am Ausgang der Verzögerungsleitung 4 verglichen werden.
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Hat der Schwellwertschalter 30 nun Ungleichheit festgestellt, so wird
im unteren Eingang des Und-Gatters 31 das digitale Signal 1 zugeführt. Ein zweiter
Eingang des Und-Gatters 31 erhält über den Impulsformer 32 und den Umkehrverstärker
33 dann den digitalen Wert 1, wenn nach der Feststellung der Gleichheit oder Ungleichheit
durch
den Schwellwertschalter 30 der nächste Vollbild-Synchronimpuls auf der Leitung 11a
erscheint. Bei Ungleichheit zweier aufeinander folgender Videobilder gibt das Und-Gatter
31 daher dann, wenn aie beiden auf Gleichheit untersuchten Videosignalgruppen (die
Je einem Videobild entsprechen) gerade vollständig in die Verzögerungsleitungen
4 und 5 eingelaufen sind, diese aber noch nicht passiert haben, und wenn daraufhin
das nächste Vollbild-Synchronsignal auf der Leitung 11a erscheint, den digitalen
Wert 1 über das vom Vollbild-Synchronimpuls geöffnete Tor 35' an den Speicher ,4
ab, wo es bis zum nächsten Öffnen des Tores 35' (also bis zum nächsten Vollbild-Synchronimpuls,
gespeichert wird.
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Vom Speicher 34 wird dessen dem Eingangssignal entsprechender Speicherwert
(für die Dauer bis zur Änderung des Speicherwertes) an den Schalter S1 gelegt. Dessen
Schaltstrecken 15, 35 und 23 nehmen daraufhin den dargestellten Zustand an oder
gelangen in diesen. Zugleicil werden die Integrationsglieder 27 und 28 durch Kurzschluß
an ihren Ausgängen und der Schwellwertschalter 30 durch Kurzschluß an seinem Eingang
über den am Impulsformer 32 argeschlossenen weiteren Impulsformer 36 auf Null zurückgestell>.
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Außerdem sorgt der Schrittschaltmotor 22 dafür,daß der Aufzeichner
20 auf der Bildplatte 21 eine neue konzentrische Aufzeichnungsspur zu schreiben
beginnt, wenn nun der bisher noch in der Verzögerungsleitung 5 gewesene Videobildsignalzug
aus deren Ausgang hinaus in Richtung auf den Aufzeichner 20 fließt.
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Sowie dies geschieht, fließt der Videobildsignalzug, der bisher in
der Verzögerungsleitung 4 war, in die Verzögerungsleitung 5, während ein neuer Videobildsignalzug
vom Filmabtaster 2 in die Verzögerungsleitung 4 gelangt. Ist dieser Videobildsignalzug
im wesentlichen identisch mit dem nunmehr in die Verzögerungsleitung 5 fließenden,
so werden die Integrationsglieder 27 und 28 keine Integrationsergebnisse an den
Schwellwertschalter 30 liefern, so daß dieser den digitalen Wert Null an das Und-Gatter
31 abgibt.
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Dieses liefert beim Eintreffen des nächsten Vollbild-Synchronimpulses
ebenfalls den Ausgangswert Null über das Tor 35' an den Speicher 34, der seinen
Speicherwert daraufhin in Null umändert, entsprechend dem vom Und-Gatter 31 enthaltenen
digitalen Wert Null.
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Der Schalter S1 schaltet daher die Schaltstrecken in Pfeilrichtung
"O" um, so daß zunächst
keine weiteren Videobildsignale aufgezeichnet
werden, bis der SchwellwertschVall Sit° wieder Ungleichheit festgestellt hat und
der darauf folgende/Synchronimpuls eingetroffen ist.
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en Solange der Schalter S1 sich in der nicht dargestellt, umgeschalteten
Position befindet, müssen nun aber die Tonsignale der nicht aufgezeichneten Videobilder
gespeichert werden. Das geschieht mit Hilfe der Verzögerungsleitung 37 mit der Verzögerungszeit
der Dauer eines Videobildes, wenn der Schalter 52 in die nicht dargestellte Position
umgeschaltet hat. Die Steuerung dieses Schalters geschieht auf folgende Weise: Ein
durch den Im-32 -- -- abgewandelter - -pulsformerZauf die Leitung 11a gegebener
/ Vollbild-Synchronimpuls , bei dessen Erscheinen der Schalter S1 schon vorher auf
die nicht dargestellte Lage umgestellt hat, wegen Gleichheit zweier vorangegangener
Videobilder, gelangt über die Schaltstrecke 23 zum Zähler Z, der daraufhin an seinem
Ausgang das Zähergebnis/"1" liefert. Das darauf folgende Schieberegister/schiebt
das vorangegangene Zählergebnis '8Null" an seinen Ausgang. Das Zählergebnis n =
"1" gelangt zu einem Eingang einer Äquivalenzschaltung 39, an deren anderen Eingang
ständig die Zahl 000 liegt. Infolgedessen wird Antivalenz festgestellt und der Schalter
S2 in Pfeilrichtung umgeschaltet.
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Infolge des Ausgangswertes "O" am Schieberegister 38 liefert der verstellbare
Generator G eine Trägerfrequenz f0 an den Nodulator 17. Die in diesem auf die Trägerfrequenz
fo modulierten Tonsignale gelangen über die Schaltstrecke 18 und den Addierer 40
in die Verzögerungsleitung 37. Von dort gelangen diese Tonsignale dann, wenn die
Schalter S1 und S2 wegen Ungleichheit wieder in die dargestellte Lage zurück schalten,
zusammen mit den im Addierer 19 zuaddierten Tonsignalen an ere die auf X ragerfrequenz
vom Generator G moduliert sind, zum Summierglied 16 und von dort zusammen mit Videobildsignalen
in die Aufzeichnungseinrichtung 20.
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Scnalten die Schalter 51 und 52 hingegen wegen weiterer Gleichneit
nicht in die dargestellte Position zurück, so zählt der Zähler Z auf "2" und das
Schieberegister 't38 " übernimmt den Vorangegangenen Zählwert "1". Dadurch läuft
das Tonsignal des nächsten Videobildes, das selbst nicht aufgezeichnet wird, durch
den oduior 17 auf die Trägerfrequenz 1 moduliert, in die Werzögerungsleitung 27,
und zwar zusammen mit dem aus dem Ende dieser Verzögerungsleitung herauskommenden
vorangegangenen Tonsignal, das auf die Trägerfrequenz f0 moduliert ist. Es befinden
sich nach diesem Vorgang also zwei Trägerfrequenz-Wellenzüge für je ein Videobild
in Frequenzmultiplex in der Verzögerungsleitung 37. Von dort gelangen sie nach Zurückschalten
des Schalters 52 in die dargestellte Lage auf den Addierer 19, wo dann über die
Schaltstrecke 18 zusatzlich noch der Tonwellenzug von einem weiteren Videobild,
moduliert auf eine weitere Trägerfrequenz, hinzu kommt.
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Zahlenwert Der am Ausgang des Schieberegisters 38 wird immer dann,
wenn das Tor T von demImpulsformer«geöffnet ist, über einen Wandler W zur Umwandlng
von Parallel-in-Se riendarstellung und über einen Modulator 41 auf das Addierglied
14 gegeben, von wo es mit zur Aufzeichnung gelangt, wenn die Schaltstrecke 15 geschlossen
ist. Dieses vom Modulator 41 kommende Signal ist das oben erwähnte Kennsignal, welches
angibt, wie oft das in der betreffenden konzentrischen Rille aufgezeichnete Videobildsignal
wiederholt werden muß und wieviel - außer der zu dem aufgezeichneten Videobild gehörigen
Tonsignalgruppe - zusätzliche Tonsignalgruppen im Frequenzmultiplex aufgezeichnet
sind.
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Die Schaltungsanordnung 42 dient dazu, dem Und-Gatter 31 ein Ungleichheit
simulierendes Signal 1 zukommen zu lassen, wenn derZahlenwertam Ausgang des Schieberegisters
38 einen zulässigen haximalwert erreicht hat.
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Zur Erleichterung des Verständnisses ist in Fig. 3 eine Funktionstabelle
angegeben. Man stelle sich vor, daß der Filmabtaster 2 *) beim Eintreffen des nächsten
Vollbild-Synchronimpulses
in alphabetischer Reihenfolge die Bilder
A,B,C,D1 usw. abtastet, so daß die entsprechenden Videobildsignale mit den zugehörigen
Tonsignalgruppen a, b , c ,d1 usw. nacheinander in die Verzögerungsleitung 4 hineinlaufen.
Dann ergeben sich die in Fig 3 angegebenen Schalterstellungen, es werden die in
der Zeile "Bildaufzeichnung" angegebenen Videobildsignale in die Rille mit der Nummer
aufgezeichnet, welche sich aus der entsprechenden Lage des Aufzeichners 20 ergibt,
der seinen Vorschub vom Schrittmotor 22 erhält. Fernerhin ergeben sich die angegebenen
Zählerstände n, die Schalterstellungen des Schalters S2, die Schieberregisterstände
und es erfolgt Jeweils in der angegebenen Rille die Aufzeichnung von Tonsignalgruppen
mit den Trägerfrequenzen fo, f1, usw. Wenn wegen Gleichheit zwischendurch einzelne
Videobildsignalgruppen nicht aufgezeichnet werden, erfolgt während dessen eine Tonspeicherung
in der Verzögerungsleitung 37 mit den zugehörigen Trägerfrequenzen und schließlich
werden zusammen mit der Aufzeichnung der Videobildsignale die Kennsignale 0, 1,
2, 3 usw. aufgezeichnet.
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Läuft das Bild A beispielsweise gerade in die Verzögerungsleitung
5, während das Bild B in die Verzögerungsleitung 4 hineinläuft, so ergibt sich nach
dem vollständigen Hineinlaufen beim Erscheinen eines Vertikal-Vollbild-Synchron-Impulses
auf der Leimung 11 we*genUngleichheit der Bilder A und B die Schalterstellung S1
= 1. Die Bildsignale A werden aufgezeichnet und zwar in der Rille Nummer 1. Der
Zählerstand n ist Null, weil der Zähler Z über die Schaltstrecke 39 auf Null zurückgesetzt
worden ist, wenn er nicht ohnehin schon auf diesem Stand gestanden hat.
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Entsprechend dem Zählerstand befindet sich der Schalter S2 in der
Stellung n = 0 und der Schieberegisterstand ist ebenfalls 0, weil das dem Bild A
vorangegangene Bild (beispielsweise ein völlig schwarzes Bild bei Beginn der Silmabtastung)
verschieden vom Bild A war, so daß sich vorher der Zählerstand Null einge-*) (siehe
Spalte A)
stellt hatte. Wegen der Schalterstellung n = Ovon S2
erfolgt eine Aufzeichnung des Tones a bei der Trägerfrequenz f0 (entsprechend dem
Schleberegisterstand Null). Außerdem wird das zugehörige Kennsignal Null (ebenfals
entsprechend dem Schieberegisterstand) unmittelbar vor dem *) Bildautzeichnung aufgezeichnet.
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Nun wandert, während die Aufzeichnung des Bildes A und des Tones a
geschieht, das Bild B in die Verzögerungsleitung 5 und das Bild C in die Verzögerungsleitung
4. Nach dem völligen Einlaufen dieser Bilder in die Verzögerungsleitungen 5 bzw.
4 nimmt der Schalter S1 die Stellung 1 ein und es erfolgt eine Bildaufzeichnung
B mit Tonaufzeichnung b mit der Trägerfrequenz f0 und vorangehendem Kennsignal 0,
entsprechend den Angaben in Spalte B von Fig. 5, und zwar in der Rllle Nummer 2.
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Entsprechendes geschieht, wenn dann das Bild D1 in die Verzögerungsleitung
4 und das Bild C in die Verzögerungsleitung 5 läuft Nach dem Einlaufen ergibt sich
Schalterstellung S1 = 1, Aufzeichnung des Kennsignales 0 und daran anschließend
bei gleichzeitigem Hinauslaufen des Bildes C aus der Verzögerungsleitung 5 Aufzeichnung
des Bildes C und des Tones c bei fO.
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Nun läuft D1 in 5 und D2 in 4 hinein. Nach Vollendung dieses Vorganges
ergibt sich die Schalterstellung S1 = O, weil die Bilder Dl und D2 im wesentlichen
gleich sind. Der Aufzeichner 20 ändert daraufhin seine Lage nicht, weil der Schrittmotor
22 abgestellt ist. Es ergibt sich ein Zählerstand von n = 1, eine Schalterstellung
S2 von n$0. Eine Tonaufzeichnung erfolgt nicht, vielmehr wird der Ton dl in der
Verzögerungsleitung 37 mit der dem Schieberegisterstand O (der dem ZU:4lerstand
in der vorangghenden Spalte C entsprtcht) miU mit derTrägerfrequenz fo gespeichert.
Auch eine Kennsignalaufzelchnung erfolgt nicht (vgl. Spalte Dl).
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nachdem das Bild Dl nun aus der Verzögerungsleitung 5 hinausläuft,
ohne aufgezeichnet zu werden, rücken die Bilder D2 in *) bei der Wiedergabe sichtbaren
Teil der
die Verzögerungsleitung 5 bzw. D3 in die Verzögerungsleitung
4 nach. Es wird Gleichheit festgestellt, worauf S1 = O wird. Es erfolgt wiederum
keine Bildaufzeichnung und der Aufzeichner bleibt in Rille 3, jedoch erhöht sich
der Zählerstand auf n = 2, während die Schalterstellung S2 erhalten bleibt (T:O).
Es erfolgt also wieder eine Tonspeicherung in der Verzögerungsleitung 37 und zwar
sowohl noch einmal des Tones dl als auch des neu hinzugekommenen Tones d2 mit der
Trägerfrequenz f1 entsprechend dem Schieberegisterstand 1 (vgl. Spalte D 2).
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Erst wenn das Bild D3 in die Verzögerungsleitung 5 und das Bild El
in die Verzögerungsleitung 4 vollständig hineingelaufen ist, ergibt sich wegen Ungleichheit
dieser Bilder wieder die Schalterstellung S1 und daher eine Bildaufzeichnung des
letzten der drei untereinander gleichen Bilder D1, D2, D3 in einer neuen Rille 4
zusammen mit dem ohnehin gerade aufzuzeichnenden Ton d3 bei der Trägerfrequenz f2
und den aus der Verzögerungsleitung 37 herauslaufenden Tönen dl und d2. Dieser Aufzeichnung
voran geht die Aufzeichnung des Kennsignalwertes 2, der anzeigt, daß dieses Bild
B3 bei der Wiedergabe zweimal zu wiederholen ist (Spalte D3).
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Der weitere Verlauf der Aufzeichnung ist aus Fig. 3 ohne weiteres
ersichtlich.
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Ergänzend sei zu Fig. 1 noch bemerkt, daß einer ihrer wesentlichen
Bestandteile *) Speicher 34 ist, die so gestaltet sind und so gesteuert werden,daß
ein die wesentliche Ungleichheit zweier aufeinander folgender Videobilder anzeigendes
Signal, nämlich das Signal "1" voinSchellwertschalter 30, bis zum Eintreffen der
nächsten Bildlücke, angezeigt durch den Impuls auf Leitung 11a im Schwellwertschalter
30 und bis zum Eintreffen eines weiteren Impulses im Speicher 34 gespeichert wird.
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Wesentlich ist weiterhin das Vorhandensein eines Gatters (beispielsweise
des Und-Gatters 31),womit das gleichzeitige Vorhandensein ermittelt werden kann
von einerseits einem die Ungleichheit *) die Einrichtung mit dem Schwellwertschalter
30 und dem
eines ersten und zweiten Videobildes anzeigenden Signales
(Ausgangssignal des Schwellwertschalters 30) und andererseits eines die Beendigung
des Ungleichheitsfeststellungsvorganges anzeigenden Signales (Ausgangssignal des
Umkehrverstärkers 33); und womit aufgrund dieser Ermittlung entschieden wird, ob
die Aufzeichnung des ersten Videobildes erfolgt (und zwar in der Weise, UEl daß
die Aufzeichnung dieses ersten Videobildes bei gl eichheit erfolgt und bei Gleichheit
unterlassen wird).
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Wesentlich ist außerdem, daß der Aufzeichner 20 beim Wechsel von einer
Aufzeichnungsspur zur nächsten, insbesondere beim Wechsel von einer Rille zur nächsten,
sprunghaft in Radialrichtung der Bildplatte 21 vorwärts bewegt wird. Das gleiche
gilt für den Abtaster bei der Wiedergabe, damit während des Springens der Aufzeichnungsvorrichtung
bzw. des Abtasters keine wesentliche Information verloren geht.
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Die in Fig. 1 nur schematisch dargestellte Einrichtung muß im Bedarfsfall
noch so ergänzt oder erweitert werden, daß sie die beschriebenen Funktionen ausführt,
insbesondere ist unter Umständen noch die Einfügung kurzer Ausgleichsverzögerungsleitungen
und/oder von verzögernden Impulsformern nötig, um die Verzögerungszeiten der einzelnen
Signalwege, die letztlich alle wieder zusammengeführt werden oder doch wenigstens
Einfluß aufeinander nehmen, einander anzupassen.
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Entsprechendes gilt auch für die nun zu besprechende Wiedergabeeinrichtung
nach Fig. 2.
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In der Wiedergabeeinrichtung nach Figur 2 wird die Bildplatte 21 von
einem Abtaster 50 abgetastet. Die abgetasteten Bildsignale laufen über ein Bildfilter
51 und einen Bild- und l'on-Normenwandler 52 in üblicher, nicht näher angedeuteter
Weise zu einem Fernsehempfänger 53. Das hennsignal, das die erforderliche Anzahl
von Wiederholungen eines Videobildes angibt, wird von der Einrichtung 54 aus dem
vom Abtaster 50 kommenden Signalgemisch
ausgefiltert, demoduliert,
in Paralleldarstellung umgesetzt und nach jeweiliger Addition der Zahl "1" bis zum
Eintreffen des nächsten Kennsignales gespeichert und eine Äquivalenzschaltung 55
zugeführt. Wenn diese Äquivalenzschaltung Gleichheit zwischen der von der Einrichtung
54 gelieferten Zahl (Kennsignal + 1) und dem in der Impulsverzögerungseinrichtung
60 verzögerten Zählergebnis des Zählers 56 feststellt, wird der Zähler 56 über die
Leitung 57 auf Null zurückgesetzt und der Vorschubmotor 58 oder eine Abtasterspringeinrichtung
für den Weg eines Rillenmittenversatzes auf der Bildplatte 21 in Betrieb gesetzt,
denn der Zähler 56 erhält über die Synchronabtrennstufe 59 die von der Bildplatte
21 abgetasteten Vollbild-Vertikel-Synchron-Impulse, zählt also die Umdrehungen der
Bildplatte 21 Jeweils so lange, bis die Zahl der Umdrehungen die abgetastete Kennsignal-Zahl
um 1 übertrifft. Damit der Abtaster dieJenige Rille, die abzutasten er gerade begonnen
hat, noch zu Ende abtasten kann, wird das Ausgangssignal des Zählers 56 dem oberen
Eingang der Äquivalenzschaltung 55 über eine Impulsverzögerungseinrichtung 60 zugeführt,
welche eine Verzögerung von der Dauer eines Vollbildes abzüglich eines Vollbild-Synchronimpulses
bewirkt. Näheres wird unten noch anhand des unteren Teiles der Fig. 3 erläutert.
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Zunächst werde aber noch der Weg der abgetasteten Tonträgerschwingungen
im Blockschaltbild nach Fig. 2 verfolgt. Dieser führt über die Leitung 61 zu einem
Frequenzumsetzer 62, der von einem verstellbaren Generator 63 gesteuert wird; dessen
Generatorfrequenz wird stufenweise vom Zähler 56 über die Leitung 64 derart gesteuert,
daß die Tonträgerfrequenzen fo, f2 usw.
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auf eine einheitliche Zwischenfrequenz umgesetzt werden, auf die das
Zwischenfrequenzfilter 65 abgestimmt ist. Von dort gelangen die Tonsignale in den
Normenwandler 52.
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Im unteren Teil der Fig. 3 ist angedeutet, was in den Rillen 1 bis
8 einer Bildplatte bei Aufzeichnung nach dem oberen Teil der Funktionstabelle nach
Fig. 3 aufgezeichnet ist. Man stelle sich wiederum vor, daß die Zeile mit den Bild-/Kennsignalen
in alphabetischer
Reihenfolge nacheinander von der Bildplatte
21 in den Abtaster 50 gelangt. Als erstes wird das Kennsignal Null zusammen mit
einem Vollbildsynchronimpuls abgetastet, so daß dem unteren Eingang der Äquivalenzachaltung
55 die Zahl 1 zugeführt wird und der Zähler 56 ebenfalls auf die Zahl 1 zählt.
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Die Äquivalenzachaltung 55 gibt aber erst nach kanpp einer BIlddauer
ein Ausgangssignal ab, das den Zähler 56 über die Leitung 57 auf Null zurücksetzt
(das verzögerte Ansprechen der Äqulvalenzschaltung 55 beruht auf der Impulsverzögerungseinrichtung
60). Zuvor wird die Bildsignalgruppe A und die Tonsignalgruppe a mit der Trägerfrequenz
fo abgetastet. Das Bild gelangt über das Bildfilter 51 zum Normenwandler und der
Ton zum Umsetzer 62, wo er mit einer vom Generator 63 kommenden Frequenz umgesetzt
wird, die dem noch vorhandenen Zählerstand "1" entspricht.
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Wenn die zur sichtbaren Wiedergabe bestimmten Bestandteile des Videobildes
A abgetastet sind, ist der Zählerstand "1" inzwischen über die Impulsverzögerungseinrichtung
60 zur Xquivalenzachaltung 55 gelangt, verschwindet dort sofort, jedoch nicht ohne
vorher das Erscheinen eines Ausgangssignales an der Äquivalenzschaltung 55 zu veranlassen,
wodurch der Zähler 56 zurückgesetzt wird und der Vorschubmotor 58 den Abtaster eine
Rille weiter springen läßt.
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Daraufhin wird in Rille 2 wiederum das Kennsignal Null abgetastet
und die gleichen Vorgänge laufen für das Bild B und den Ton b ab. Dann folgt in
Rille 3 die Abtastung des Kennsignales Null und des Bildes C mit dem Ton c. Nach
erneutem Vorschub des Abtasters in die Rille 4 wird dort zuerst das Kennsignal 2
zusammen mit dem Vollbild-Synchronimpuls abgetastet,worauf der Stand des Zählers
56 auf 1" und das Ausgangssignal der Einrichtung 54 bis zum Eintreffen eines neuen
Kennsignales auf 3 springt. Daraufhin wird vom Abtaster 50 zunächst das Bild D3
und der Ton d1 mit der Zwischenfrequenz fo abgetastet. Beides gelangt zum Normenwandler
52, wobei der Umsetzer die Frequenzumsetzung der Tonsignale entsprechend dem Zählerstand
1 veranlaßt.
Nach vollständiger Abtastung der Rille 4 gelangt der
Zählerstand "1" über die Impulsverzögerungseinrichtung 60 kurzzeitig an den oberen
Eingang der Äquivalenzschaltung 55, ohne dort Jedoch deren Auslösung zu erreichen.
Deshalb wird die Rille 4 ein zweites Mal abgetastet, so daß wiederum die Bildsignalgruppe
D3 zum Normenwandler 52 gelangt, während die überlagerten Tonsignale dl, d2 und
d3 zum Umsetzer 62 gelangen, wo eine Frequenzumsetzung mit einer dem jetzigem Zählerstand
"2" entsprechenden Frequenz erfolgt. Aus diesem Frequenzgemisch wird mit Hilfe des
Zwischenfrequenzfilters 65 das Tonsignal d2 ausgefiltert. Daraufhin wird die Rille
ein drittes Mal abgetastet, wobei wiederum die Bildsignale D3 und nach entsprechender
Frequenzumsetzung und Zwischenfrequenzfilt erung die Tonsignale d3 zum Normenwandler
52 gelangen. Erst dann erreicht der Zählerstand"3" infolge der Verzögerung in der
Impulsverzögerungseinrichtung 60 die Äquivalenzschaltung 55, worauf der Zähler auf
"Null" zurückspringt und der Abtaster 50 durch den Vorschubmotor 58 in die Rille
5 gesetzt wird. Diese wir vierfach abgetastet. Der weitere Verlauf der Abtastung
ist leicht dem unteren Teil der Fig. 3 zu entnehmen.
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Entscheidend bei der Erfindung ist, daß der Aufwand der Wiedergabeseite
gering ist, weil auf der Aufnahmeseite durch die beiden Verzögerungsleitungen 4
und 5 dafür gesorgt worden ist, daß Jeweils das letzte von untereinander gleichen
Videobildern aufgezeichnet wird und daß in diesem aufgezeichneten Videobild, vorzugsweise
am Anfang, ein Kennsignal bei der Wiedergabe erscheint, das angibt, wie oft das
Videobild zu wiederholen ist.
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Die Einsparungsmöglichkeiten an Speicherraum sind davon abhängig,
welches Programm aufgezeichnet wird, insbesondere wieviel Bewegung in den aufzuzeichnenden
Bildern ist.
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Bei sehr ruhigen Bildern, beispielsweise bei der Vorführung von Diagrammen,
kann es vorkommen, daß die Videobilder dermaßen oft
wiederholt
werden müssen, daß für das Frequenzmultiplex der Tonaufzeichnung soviele Trägerfrequenzen
benötigt werden, daß die Aufzeichnung dieses Trägerfrequenzgemisches zusätzlich
zu den Bildsignalen nicht mehr möglich ist. In diesem Fall kommt die Einrichtung
42 in Fig. 1 zum Zuge. Es könnte statt dessen auch auf die Aufzeichnung eines sehr
häufig zu wiederholenden Videobildes eine Aufzeichnung der gleichen Länge folgen,
die Jedoch nur Tonsignale im Frequenzmultiplex enthält; es müßte aber dann dafür
gesorgt werden, daß das vorher abgetastete Videosignal anderweitig gespeichert und
mehrfach wiedergegeben wird, oder es müßte umgekehrt die Tonmultiplex-Aufzeichnung
anderweitig gespeichert und das Videobild mehrfach abgetastet werden.
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Wegen der Schwierigkeiten der Realisierung der Verzögerungsleitungen
mit den relativ langen Verzögerungszeiten kann es nötig sein, diese durch bekannte
Magnetband- oder -plattenapparaturen zu ersetzen, bei denen der Aufsprech- und der
Wiedergabekopf einen der Verzögerungszeit entsprechenden Abstand, bezogen auf die
Band- bzw. Plattengeschwindigkeit voneinander haben. Ebenso gut ist es möglich,
die Verzögerungsleitungen 4 und 5 dadurch zu ersetzen, daß der Ausgang der Verzögerungsleitung
4 ersetzt wird durch den Ausgang eines zusätzlichen Filmabtasters, der ein Bild
abtastet, das demjenigen zeitlich voran geht, welches der in Fig. 1 dargestellte
Filmabtaster 2 gerade abtastet. In entsprechender Weise kann mit dem Ausgang der
Verzögerungsleitung 5 verfahren werden. Diese Filmabtaster müssen natürlich so betrieben
werden, daß die von ihnen erzeugten Synchronimpulse synchron anfallen Die Erfindung
wird bevorzugt in der Weise verwendet, daß åeweils ein Videobild auf einer ganzen
Windung einer spiralförmigen Aufzeichnungsspur oder - wie in den Fig. 1 und 2 vorausgesetzt
- in einer geschlossenen, kreisförmigen Aufzeichnungsspur gespeichert wird, wobei
die Vollbild-Synchronimpulse alle auf einem Radius der Bildplatte liegen.
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Der Radial-Vorschub der Aufzeichnungseinrichtung 20 bzw. des Abtasters
50 muß immer dann kurzzeitig eingeschaltet werden, wenn ein neues Bild aufgezeichnet
bzw. abgetastet werden soll.
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Weil der Vorschub sprungartig erfolgen muß, ist es zumindest beim
Aufzeichnen, wo die zu bewegenden Massen bei mechanischer Aufzeichnung am größten
sind, zweckmäßig, Strahlen (beispielsweise Laser- oder Elektronenstrahlen) zum Aufzeichnen
zu verwenden.
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Bei Spiral-Aufzeichnungen ist es umgekehrt: Hier muß der Abtaster
bzw. Aufzeichner zurückspringen, wenn kein neues Bild aufgezeichnet bzw. abgetastet
(wenn also bei der Wiedergabe wiederholt) wird.
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Das radiale Springen eines mechanischen Abtasters ist technisch ohne
wesentlichen Informationsverlust möglich (vgl. die veröffentlichte deutsche Patentanmeldung
P 23 18 871 und ihre Zusatzanmeldungen).
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L e e r s e i t e