DE2658574A1 - Verfahren zur aufzeichnung und wiedergabe von videosignalen auf magnetband - Google Patents
Verfahren zur aufzeichnung und wiedergabe von videosignalen auf magnetbandInfo
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Description
' 5090 Leverkusen, Bayerwerk Ki/bc
IL Dez. 1976
Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen auf Magnetband
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen auf Magnetband, bei dem das
Magnetband periodisch reversierend an einem Magnetkopf vorbeigeführt wird.
Die zur Aufzeichnung von bewegten Bildern auf Magnetband dienenden Video-Recorder lassen sich in 3 Geräteklassen
unterteilen:
1. Studio-Geräte
2. Stationäre Geräte für semiprofessionelle Anwendungen
3. Heim-Video-Recorder und tragbare Reportagegeräte
Alle zur Zeit auf dem Markt befindlichen Recordertypen arbeiten mit rotierenden Kopfsystemen, um eine hinreichend
hohe Relativgeschwindigkeit zwischen Band und Kopf (typ. zwischen 10 m/sec und 40 m/sec) zur Aufzeichnung von Farbbildern
mit 3 bis 5 MHz Frequenzbandbreite zu gewährleisten.
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Die meisten Studiomaschinen arbeiten nach dem Quadruplex-Verfahren,
bei dem auf ein 2" breites Magnetband fast senkrecht zu dessen Laufrichtung ein Kopfträger mit 4
Magnetköpfen rotiert und die Bildinformation in etwa 250 ,um breiten und etwa 48 mm langen Spuren aufzeichnet.
Diese Maschinen erreichen eine Frequenzbandbreite bis zu 5,5 MHz für das Farbbildsignal. Die Bänder sind auf sehr
schwere, unhandliche Flanschspulen gewickelt, die Bedienung der sehr teuren Maschinen setzt geübtes Fachpersonal
voraus.
In letzter Zeit werden im Studiobereich auch Schrägspur-Aufzeichnungsverfahren
(slant-track" oder "helical-scan") eingesetzt, bei denen das Band schräg in Form einer 0( oder
-^—Umschlingung am rotierenden Kopfrad vorbeigeführt
wird, so daß die Video-Spuren mehr oder weniger stark gegen die Längsrichtung des Bandes geneigt sind,
wobei die Vorschubgeschwindigkeit des Bandes (typ. 16 bis 30 cm/sec) den Abstand und den Winkel der Spuren
bestimmt. Dieses Verfahren erlaubt geringere Bandgeschwindigkeiten und bei schmaleren Bändern (in der Regel
1") längere Spielzeiten. Der Einsatz von slant track-Verfahren im Studiobereich scheiterte bis vor kurzem an der
Schwierigkeit, bei der Wiedergabe eine so exakte Deckung von Kopfspalt und der etwa 80 mm langen Videospuren zu
erreichen, daß ein Bandaustausch möglich war. Dieses Problem wurde durch verschiedene elektronische Verfahren,
z.B. "automatic scan tracking" gelöst.
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Die Geräte der Klassen 2 und 3 arbeiten sämtlich nach dem
slant track-Verfahren, wobei vor allem das Laufwerk und
die Bandführung vereinfacht, aber auch der elektronische Aufwand soweit reduziert wurden, daß noch gute bis akzeptable
Farbaufzeichnungen (Frequenzbandbreite zwischen 3 und 4,5 MHz) mit leicht bedienbaren, betriebssicheren
Geräten erzielt werden. Zur Verbesserung der Bandführung
und zur Vereinfachung der Bedienung befinden sich die Spulen häufig in Gehäusen, sog. Video-Kassetten, die nur noch
in den Kassettenschacht des Gerätes eingeführt werden müssen. Die Einfädelung des Bandes ins Laufwerk erfolgt automatisch.
Bei Geräten der Spitzenklassen ist die Spurhaltung so exakt,
daß ein Austausch der Bänder möglich ist, bei den meisten Geräten müssen jedoch wegen mangelhafter Spurhaltung bei
der Wiedergabe mit anderen Laufwerken, selbst bei Geräten der gleichen Serie, größere Qualitätsverluste hingenommen
werden.
Aus der Fachliteratur ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Problem der Spurdeckung dadurch gelöst werden soll,
daß das Video-Signal parallel zur Längsrichtung aufgezeichnet wird ("LVR" - Longitudinal Video Recording).
Zur Reduzierung des Bandbedarfs wird dabei so verfahren, daß der Magnetkopf während der Aufnahme bzw. Wiedergabe
(Kombinationskopf für Aufnahme und Wiedergabe) solange
feststeht, bis eine etwa 200 »um breite Videospur auf der
vollen Länge des Bandes aufgezeichnet bzw. abgetastet ist, dann wird durch Reversieren des Laufwerkes die Laufrichtung
des Bandes umgekehrt und der Kopf mechanisch vertikal zur BandTaufrichtung soweit nach unten bewegt,
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so daß von der ersten Spur getrennt, die nächste Längsspur aufgezeichnet werden kann. Auf diese Weise soll es möglich
sein, durch fortgesetztes Reversieren des Bandes und Verschieben des Kopfes 28 Spuren für Ton und Bild auf 6,3 mm
breiten und bis zu 78Om langen Bändern aufzuzeichnen.
Die Bandgeschwindigkeit beträgt 3 m/sec, die Bänder sind 6 ,um (120 Minuten Spielzeit) dick.
An einen kompakten und preiswerten Heimvideorecorder müssen folgende Forderungen gestellt werden.
1. Wirtschaftlichkeit: Der Preis sollte mindestens eine
Größenordnung unter dem von Studiogeräten liegen.
2. Volle Farbtüchtigkeit, einfache Handhabung, geringes Gewicht (Portable).
3. Lange Spieldauer bei preiswertem Bandmaterial. Die Videoaufzeichnungen müssen wie bespielte Tonbänder
oder Audio-Kassetten voll kompatibel sein. Sie dürfen nicht bezüglich einer einwandfreien Wiedergabe
an das Kopfsystem und Laufwerk gebunden sein, mit dem
die Aufnahme vorgenommen wurde.
4. Luminanzbandbreite mindestens 3 MHz, StereoVertonung,
mindestens halbe Horizontalauflösung wie Studiogeräte, geringer Kopfverschleiß (Standzeit>1000 h), Störabstand
^40 dB Spitze - Spitze.
Diese Forderungen werden von den auf dem Markt befindlichen Heim-Video-Recordern nur teilweise erfüllt. Hauptmangel
bei den Systemen der mittleren und unteren Preiskategorie ist, daß bespielte Bänder in der Regel, wenn überhaupt,
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nur unter erheblichen Qualitätsverlusten auf anderen Geräten des gleichen Typs abgespielt werden können. Über
die Spurtreue des LVR-Systems ist wenig bekannt, es ,bestehen
jedoch starke Zweifel, ob bei Foliendicken <10 ,um und Spurbreiten <
200 ,um eine exakte Deckung von Video-Spur und Kopfspalt über Bandlängen von mehreren hundert
Metern möglich ist. An die Präzision der Vertikalbewegung des Kopfes sowie an die Bandführung werden daher extreme,
derzeit technisch kaum realisierbare Forderungen gestellt. Schon der geringste lokale Schräglauf des Bandes hat einen
totalen Bildausfall zur Folge.
Die Erfindung geht ebenfalls von einem Aufzeichnungs- bzw.
Wiedergabeverfahren mit periodisch reversierendem Magnetband
aus. Dabei liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebene Präzisionsmechanik für die Vertikalbewegung
des Kopfes durch einfachere Mittel zu ersetzen und gleichzeitig
die Spurtreue gegenüber den bekannten Systemen zu verbessern. Da die Erfindung in erster Linie für Heim-Video-Recorder
von Bedeutung ist, müssen ferner die oben aufgestellten Forderungen 1 bis 4 erfüllt werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Magnetkopf ein gegenüber dem bewegten Magnetband feststehender
Vielspurkopf verwendet wird, dessen Kopfspalte beim Vorwärtslauf des Magnetbandes sukzessive den Zeilen
eines Halbbildes schaltungstechnisch zugeordnet werden (Spurfolge) und das Halbbild durch spaltweises Scannen
in Form sehr schmaler kurzer übereinanderliegender Spuren
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aufgezeichnet bzw. ausgetastet wird und beim Rückwärtslauf des Magnetbandes die Kopfspalte in umgekehrter Reihenfolge
den Zeilen eines Halbbildes zugeordnet werden, wobei die Spurfolge bei jeder Reversierung um mindestens einen Spalt
versetzt wird und die am Ende der Spurfolge fehlenden Spalte zyklisch durch die entsprechende Zahl von Spalten
am anderen Ende der Kopfspaltreihe ergänzt werden.
Nach dem i.ten Reversierungsvorgang beginnt also die Aufzeichnung
für den Vorwärtslauf mit dem Spalt K = 1 + ζ · (i-1)und für den dazugehörigen Rückwärtslauf mit dem Spalt
K = n-zi, wobei ζ die Spurversetzung (z ^ 1) und η die
Zahl der Kopfspalte bedeutet. Vorteilhaft wird die Spurfolge bei jeder Reversierung um 1 bis 5 Spalte versetzt.
Die Spurbreite S_, wird vorteilhaft zwischen 20 und 200 ,um
ß /
gewählt. Das Verhältnis von Spurlänge zu Spurbreite wird
zweckmäßig auf einen Wert festgelegt, der unter 100 liegt.
Vorzugsweise wird ST/S_ - 5, ^ 50 gewählt.
Jj rs ·
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt die Synchronisierung der Spuren durch gezielte numerische
Adressierung des Startspaltes nach den oben angegebenen Formeln.
Ferner wurde gefunden, daß sich die Wiedergabe verbessern läßt, wenn bei der Wiedergabe neben dem eigentlichen Aufzeichnungsspalt
zusätzlich mehrere Nachbarspalte , vor zugsweise 1 oder 2 Spalte, ober- und unterhalb des Aufzeichnungsspaltes benutzt werden.
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Dadurch wird erreicht, daß die aufgezeichnete Spur bei
der Wiedergabe mit Sicherheit erfaßt wird. Ein eventuell kurzzeitiger Spurveriust führt nur zum Ausfall einer oder
weniger Zeilen und nicht, wie bei den konventionellen Verfahren, zum Ausfall einer entsprechenden Anzahl von
Halbbildern.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine neue Basis
für die Aufzeichnung von Videosignalen. Die gespeicherte Information pro Längeneinheit ist wesentlich höher als
bei den bisher bekannten Verfahren. Auf diese Weise wird das Magnetband wesentlich besser ausgenutzt. Hinsichtlich
der Sj-urtreue ist das Verfahren den konventionellen
Aufzeichnungsverfahren ebenfalls überlegen. Die bei konventionellen
Anlagen erforderliche aufwendige Präzisionsmechanik für den Magnetkopf entfällt. Die elektronische
Adressierung der Spurfolge, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandt wird, läßt sich mit den heute
im Handel erhältlichen elektronischen Bauelementen verhältnismäßig !sieht realisieren. Auf der Basis des neuen
Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahrens können erstmals
relativ preisgünstige robuste und dennoch hochpräzise Video-Recorder gebaut werden. Aus diesem Grunde ist das
Verfahren besonders gut für Heim-Video-Recorder geeignet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und
Äusführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung eines Vielspurkopfes,
Figur 2 die Spurfolge bei der Aufzeichnung für Vorwärtslauf
(Figur 2a) und Rückwärtslauf (Figur 2b),
Figur 3 ein Blockschaltbild für die Zuordnung der Einzel-
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spalte bei der Aufnahme und
Fiqar 4 ein Blockschaltbild für die Zuordnung der Spalte
bei der Wiedergabe.
Bei dein erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Vielspurkopf
1 zsigrundegeiegt, wie er schematisch in Figur 1 dargestellt
ist. Derartige Vielspurköpfe können heute mit modernen Verfahren in integrierter Technik rationell hergestellt
werden. Auf einer Gesamthöhe von 25,4 mm (1") können z.B. 312 Videospalte und mindestens eine weitere
Kontrollspur {Merkspur) untergebracht werden. Der Vielspurkopf 1 kann als Stapel von Einzelköpfen (Kopfstapel)
aufgefaßt werden. In der Zeichnung ist jeweils der Kopfspiegel 2Q bis 2n mit den Kopfspalten 3 bis 3 dargestellt.
Es ist wichtig, daß die mechanische Trennschicht zwischen den Einzelköpfen möglichst dünn ist und die Köpfe
magnetisch gut gegeneinander abgeschirmt sind. Die Aufzeichntmgseigenschaften
solcher integrierter Vielspurköpfe sind in der Literatur beschrieben (s. z.B. J.P.
Lazzari, AIP Conf. Proc. Bd. 24, 1974, S. 990 - 1004).
Die oben angegebene hohe Zahl von Einzelköpfen stellt keine notwendige Voraussetzung für das erfindungsgemäße
Verfahren dar. Sie kann verringert werden, wenn größere Bandlängen oder kürzere Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabe
zeiten akzeptiert werden. Eine Erhöhung der Zahl der Einzelspalte 3O bis 3 hat eine umgekehrt proportionale
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Abnahme des Bandbedarfs zur Folge. Es ist jedoch von der Bildorganisation her günstig, wenn die Anzahl der Video-Spuren
ein ganzzahliges Vielfaches der erforderlichen Zeilenzahl pro Halbbild (PAL 312, NTSC 262) beträgt.
Der Ton kann als NF-Amplituden- oder Frequenzmodulation
auf zwei Videospuren überlagert stereophon mitaufgezeichnet werden. Um den damit verbundenen zusätzlichen
elektronischen Schaltungsaufwand zu reduzieren, ist es aber günstiger, zwei weitere Spuren für die Tonübertragung
am Kopf vorzusehen. Damit ergibt sich die oben erwähnte Spurbelegung des Kopfes mit insgesamt 314 Spalten.
Es besteht auch die Möglichkeit, das Audiosignal mehreren nebeneinanderliegenden Videospuren zu überlagern und bei
der Wiedergabe durch Filter abzutrennen. Auf diese Weise wird der Signalrauschabstand der Tonwiedergabe erhöht.
Da sich Ton und Bild im Prinzip auf der gleichen Spur unterbringen lassen, wird im folgenden nur noch von
"Videospuren" gesprochen.
Anhand von Figur 2 wird nun das Aufzeichnungsverfahren im einzelnen erläutert. Der Vielspurkopf 1 ist so vor
dem Magnetband 4 angeordnet, daß seine Achse senkrecht zur Laufrichtung des Bandes steht. Die Gesamthöhe des
Vielspurkopfes stimmt näherungsweise mit der Breite des Magnetbandes 4 überein. Der Einfachheit halber ist nur
ein Vielspurkopf mit 10 Einzelköpfen und dementsprechend nur 10 Köpfspalten 3 bis 3g gezeichnet. Infolgedessen
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soll auch das aufgezeichnete Halbbild aus nur 10 Spuren aufgebaut sein. Figur 2a entspricht dem ersten Durchlauf
des Magnetbandes von links nach rechts (Vorwärtslauf i = 0). Die erste Zeile des ersten Halbbildes wird vom Spalt 3
longitudinal als erste Videospur 5° auf das Band aufgezeichnet. Anschließend Zeile 2 mit Spalt Nr. 3.. , der
unter Spalt 3 liegt und so weiter bis zu Spalt Nr. 3g
an der unteren Bandkante. Die letzte Spur 5„ eines jeden
Halbbildes ist eine zusätzliche Kontroll- oder Merkspur, die die digitalcodierte Adresse (Nr.) des KopfSpaltes
enthält, mit dem die Aufzeichnung des nächsten Halbbildes beginnen soll. Sie dient zur elektronischen Synchronisation
von Spalt- und Spurfolge. Spurlänge S und Spurbreite
Ξπ sind in Figur 2 lediglich qualitativ angedeutet,
rs
Nach der Aufzeichnung des ersten Halbbildes erfolgt in gleicher Weise die Aufzeichnung des zweiten Halbbildes.
Mit den Folgebildern wird in analoger Weise verfahren bis zum Ende des Bandes 4. Dann wird das Laufwerk für
das Band innerhalb eines Zeitintervalles Δ t — 40 ms umgeschaltet, so daß das Band in umgekehrter Richtung,
d.h. von links nach rechts, läuft (erste Reversierung siehe Figur 2b). Die Spurfolge für den ersten Rückwärtslauf
wird mit Hilfe von Figur 2b erklärt. Die Aufzeichnung wird wieder longitudinal, jetzt aber von rechts
nach links und, um ein überkreuzen der Spuren zu vermeiden, am Vielspurkopf 1 von unten nach oben vorgenommen.
Zur Unterscheidung von der Bilderfolge,die von links nach rechts aufgezeichnet wurde, muß nun die Spurfolge
um mindestens einen Spalt versetzt, also z.B. be-
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ginnend mit Spalt Nr-. 3„ und nicht mit Spalt Nr. 3„ aufgezeichnet
werden. Beim ersten Rücklauf werden also nacheinander die Spalte 3g, 3^r 3g, 35, 3^, 3^, 3^, 3^, 3Q, 3g
aktiviert. Dies wird halbbildweise fortgesetzt bis zur nächsten Bandreversion, den zweiten Vorwärtslauf von links
nach rechts. Während dieses Laufes wird beginnend mit
Spalt Kr. 3. ία der Spaltfolge 3^1 32, 33, 3^, 3^1 3,,
37, 3g, 3g, 3_ aufgezeichnet. Dieses Verfahren läßt sich
fortsetzen bis zu 8 Reversionen.
Zum besseren Verständnis ist in Figur 2b die letzte Videospur 5O des ersten Rückwärtslaufes und die zum ersten
Halbbild und ersten Rückwärtslauf gehörende Kontrollspur 5 η eingezeichnet. Die Länge eines Halbbildes ist mit L,
die des Gesamtbildes mit 2 L angegeben. Korrespondierende
Spuren aufeinanderfolgender Halbbilder sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
Wie im Ausführungsbeispiel 1 weiter unten gezeigt wird,
ist es jedoch bei hinreichender Bandlänge nicht unbedingt erforderlich, die Spuren in vertikaler Richtung so dicht
wie möglich zu legen.. Zur besseren Spürtrennung ist es günstiger, die Anzahl der Reversionen zu reduzieren und
nach jeder Reversion mehrere Spalte 3 zu überspringen,
d.h. im Beispiel nach Figur 2 beim ersten Rücklauf mit Spalt Nr. 3, zu starten statt mit Spalt Nr. 3g, nach
der zweiten Reversion mit Spalt 33 statt mit Spalt 3*
usw.. Die Spurfolge wird also hier um jeweils 2 Spalte versetzt. Bezeichnet man allgemein die Spurversetzung
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Al
mit ζ und die Gesamtzahl der Spalte mit n, so ergibt sich
für die Adressierung (Aktivierung) der Startspalte der einzelnen Spurfolgen folgendes Schema (Adressiermatrix):
Für den i.ten Rückwärtslauf (d.h. nach dem i.ten Reversiervorgang)
von rechts nach links ist der Spalt mit der Nr.
Kr = n-zi (Kr ^ 1, * n)
zu wählen (Gl. T)
und von links nach rechts der Spalt mit der Nr.
Kv = 1 + ζ · (i-1) .
(Gl. II)
In der Praxis genügt eine Spurversetzung von 2 — 4. Auf
diese Weise wird erreicht, daß die zu bestimmten Bildzeilen gehörigen Spuren unabhängig davon, wie viele von den
insgesamt möglichen Reversionen durchgeführt werden, immer durch mindestens 4 Spurbreiten (das entspricht ca. 210 ,um)
voneinander getrennt sind. Hierdurch wird in jedem Fall eine ausreichende Übersprechdämpfung gewährleistet.
Im Beispiel nach Figur 2 beträgt die Zahl der Kopfspalte η = 10 und die Spurversetzung ζ = 1.
Das beschriebene Verfahren hat weiterhin den Vorteil, daß bei der Wiedergabe der j.ten Spur nicht nur der Spalt j,
sondern mindestens noch der Spalt j-1 und j+1 ohne Bildfehler
zu erzeugen, aktiviert werden können. Somit wird die Spur j auch bei lokalem Schräglauf des Bandes 4 in
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jedem Falle auf einer Abtastbreite erfaßt, die entsprechend einem lokalen Schräglauf mit 33° gegen die Horizontale
mindestens der 3-fachen Spaltbreite entspricht. Aus diesem Grunde sowie aus grundsätzlichen Erwägungen bezüglich der
optimalen Nutzung der Speicherfläche des Bandes sollte der
Abstand der Einzelköpfe des Vielspurkopfes möglichst klein
sein.
Die zyklische synchrone Aktivierung der einzelnen Spalte 3 (d.h. die Einschaltung der zugehörigen Einzelköpfe) nach
Gleichung I und Gleichung II bei der Aufzeichnung bzw. Wiedergabe ist elektronisch mit geeigneten Zähler-Tor-Schaltungen
und/oder Mikroprozessoren verhältnismäßig leicht zu realisieren und wird anhand der Figuren 3 bis
erläutert.
In Figur 3 ist ein Blockschaltbild für die Aufzeichnung dargestellt. Die einzelnen Kopfspiegel 2 bis 2 (Einzelköpfe)
des Vielspurkopfes 1 sind durch die entsprechenden Schaltsymbole angedeutet. Der Kopfspalt 2g ist z.B. für
eine Kontrollspur reserviert. Bei der Aufzeichnung einer Spur gemäß Figur 2 ist z.B. nur der Kopf 24 aktiv, alle
anderen Köfpe sind inaktiv. Die Ausgänge der Einzelköpfe sind mit einem Multiplexer 6 verbunden. Der Multiplexer
6 wird über eine Datenschine 7 vom Mikroprozessor 8 gesteuert. Die in einem konventionellen Video-Aufzeichnungsteil
9 erzeugten Videosignale werden über die Video-Endstufe 10 dem Multiplexer 6 zugeführt. Mit 11 ist das mechanische
Laufwerk des Video-Recorders und mit 12 ein im Video-Teil 9 integrierter Taktgenerator bezeichnet, der
den Takt für die Spurfolge vorgibt und ebenso wie das
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ebenso wie das Laufwerk 11 mit dem Mikroprozessor 8 in
Wirkverbindung steht. Das Laufwerk führt das Magnetband 4 am feststehenden Vielspurkopf 1 vorbei und reversiert
nach jedem Durchlauf. Die Baugruppe 13, z.B. ein Relais,
teilt dem Mikroprozessor 8 lediglich mit, in welchem Status sich der Video-Recorder (Aufnahme oder Wiedergabe)
befindet. Im einzelnen läuft der Aufzeichnungsvorgang folgendermaßen ab. Dabei wird wieder auf den Vielspurkopf
mit 10 Einzelköpfen gemäß Figur 2 bezug genommen. Der Mikroprozessor 8 steuert den Multiplexer 6 so
an, daß zum Kopf K° = 2 durchgeschaltet und dieser für die Aufzeichnung aktiviert wird. Die Adresse des Startspaltes
wird gespeichert. Dann wird vom Taktgenerator synchronisiert zum Kopf 2.. durchgeschaltet und die zweite
Zeile aufgezeichnet und so weiter, bis die letzte Zeile mit Kopf 2g aufgezeichnet ist. Dann wird die Nr.
des Startspaltes auf der Spur 5? (Kontroll- oder Merkspur)
aufgezeichnet. Für die folgenden Halbbilder wird die gleiche Routine durchlaufen, bis das Bandende erreicht
ist. Bei Reversion des Laufwerkes (erster Rückwärtslauf i = 1) erhält der Mikroprozessor 8 vom Laufwerk
11 einen Impuls und springt prograinmgesteuert an Adresse Kr = 8. Im Multiplexer 6 wird zum Kopf 2g
durchgeschaltet und dieser als Startspalt aktiviert. Im Speicher wird 0 durch 8 überschrieben. Anschließend
wird Kopf 2η, 2_, 25 usw. bis Kopf 2 durchgeschaltet.
Damit sind 9 Videospuren (in Figur 2 durch einen Pfeil von rechts nach links gekennzeichnet) aufgezeichnet.
1 1
Auf Spur 5g wird die Adresse des Startspaltes K = 8
aufgezeichnet. Dies wiederholt sich halbbildweise eben-
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falls bis zum Ende des Bandes. Es entstehen die in Figur 2b
durch einen Pfeil von rechts nach links gekennzeichneten Spuren. Bei der nächsten Reversion des Laufwerkes 11 für
den zweiten Vorwärtslauf erhält der Mikroprozessor 8 wieder einen Impuls, so daß er programmgesteuert zur Adresse
K1= 1 apringt und als Startspalt den Kopf Nr. 2. aktiviert.
Darauf folgend durchläuft der Mikroprozessor 8 die Adressen 2, 3, 4, ,.. 9, wobei die Kopfspalte 2~ bis 2„ in der durch
den Taktgenerator 12 vorgegebenen Sequenz aktiviert und die
11 1
Spuren S1 bis 5g aufgezeichnet. Spur 5 wird nun zur Kon-
trollspur und enthält die Nr. des Startspaltes. Im Speicher
steht nun eine Null. Dies wird wieder halbbildweise fortgesetzt bis zum nächsten Reversiervorgang. Zur Vereinfachung
der Programmierung des Mikroprozessors 8 ist es günstig, wenn die Impulse beim Umschalten des Laufwerkes
von links nach rechts und rechts nach links verschieden sind. Erhält der Mikroprozessor 8 einen Impuls der Sorte 1
(Vorwärtslauf) bildet er Ky = 1 + ζ · (i-1) als Startadresse
und zählt im Takt des Taktgenerators 12, d.h. Kv, K+1, K v+2 · · · · K +8 zur Aufzeichnung der Videospuren
und legt die Startspaltadresse auf Spur K ,. Erhält der
Mikroprozessor 8 einen Impuls der Sorte 2, d.h. Rückwärtslauf
(von rechts nach links), so berechnet er die Startspaltadresse
Kr = η - zi und zählt im Takt 8 Stellen zurück,
also K„, K-. .... K ο und legt die Startspaltadresse auf
die Spur K1. Im Speicher wird K-. durch K1 ersetzt«
Kv bzw. K werden nach den Gleichungen II bzw. I für eine
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vorgegebene Spurversetzung ζ in Abhängigkeit der Anzahl der Reversionen i durch den Mikroprozessor programmintern berechnet.
Bei der Wiedergabe (Figur 4) wird der Status des Recorders geändert (statt Aufnahme jetzt Wiedergabe). Der Mikroprozessor
erhält einen zusätzlichen Impuls vom Relais 13 und wird auf die Startadresse Null gesetzt, schaltet den
Multiplexer 6 zum Videovorverstärker 14 in der Reihenfolge
der Köpfe 2 bis 2O durch (Wiedergabe der Zeilen)
O ο
und entnimmt der Spur 5g die Adresse des nächsten Startspaltes.
Diese bleibt erhalten bis zur ersten Reversierung. Dann wird durch einen Impuls vom Laufwerk 11 die Nr. des
nächsten Startspaltes im Mikroprozessor generiert und die Abfrage erfolgt synchron zur Aufzeichnung in der umgekehrten
Laufrichtung. Auf diese Weise erfolgt eine spurtreue Wiedergabe der aufgezeichneten Bilder.
Das Laufwerk 11 kann ähnlich aufgebaut sein wie das Laufwerk
bei dem bekannten LVR-Verfahren. Außer dem Bandvorzug
und der Reversierung sind keine weiteren mechanischen Vorgänge erforderlich.
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Ausführungsbeispiel -
Auf eine Bandbreite von 25,4 mm =1" sollen 312 Videospuren, 2 Tonspuren und 1 Synchronspur der Breite B sowie 314
Trennspuren der Breite Δ= b/2 untergebracht werden. Man
erhält B = 53 ,um und Δ. = 26,5 ,um.
Bei einer Horizontalauflösung wie bei den handelsüblichen
Heim-Video-Recordern beträgt die Zeilenlänge 240 ,um. Das Verhältnis Spurlänge (240 ,um) zu Spurbreite (B = 53 ,um)
beträgt <4,6; im Gegensatz dazu beträgt bei kontinuierlichen
Schrägspurtechniken dieses Verhältnis 350 bis 400.
Die Länge eines Bildes ergibt sich aus 2 χ 312 χ 240 ,um = 15 cm.
Hieraus folgt für PAL (25 Bildwechsel/sec) eine Bandgeschwindigkeit
von 3,75 m/sec, für NTSC (30 Bildwechsel/ see) eine Bandgeschwindigkeit von 4,5 m/sec.
Die entsprechenden Bandlängen für eine Stunde Spielzeit ohne Reversieren sind dann L = 13500 m für PAL und L =
16200 m für NTSC.
Zur Aufzeichnnung soll ein Band von 18 ,um Dicke (= Tripelband
oder Kassette C-60) und max. 360 m Länge (Spulendurchmesser 11 cm) verwendet werden. Dann muß bei einer
Spieldauer von 2 Stunden (360 m Band) L/360 mal reversiert werden. Es ergeben sich folgende Werte:
Spieldauer 1 Stunde; Bandlänge 180 m; Anzahl der Reversionen
75 für PAL, d.h. alle 48 see, 90 für NTSC, d.h. alle 40 see.
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Spieldauer 2 Stunden; Bandlänge 360 m; Anzahl der Reversionen
75 für PAL, d.h. alle 96 see, 90 für NTSC, d.h.
alle 80 see; Bedingung für Umschaltzeit:
<1/25 see für PAL
< 1/30 see für NTSC
< 1/30 see für NTSC
Im Gegensatz zu dem aus der Literatur bekannten LVR-System kann also ein etablierter, mechanisch stabiler Bandtyp
mit 12 ,um dicker Folie verwendet werden. Dieses Band ist
mit Sicherheit wesentlich unempfindlicher gegen plastische Verformungen, Welligkeit oder Hohlkrümmung als die extrem
dünnen Bänder mit Foliendicken von 4 /um, wie sie beim LVR-System
eingesetzt werden sollen. Damit sind bezüglich einer einheitlichen Spurlage sowie Deckung von Videospur und
Kopfspalt auch vom Band her günstigere Voraussetzungen
gegeben.
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Claims (9)
- Patentansprüche.1) Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen auf Magnetband, bei dem das Magnetband periodisch reversierend an einem Magnetkopf vorbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetkopf ein gegenüber dem bewegten Magnetband feststehender Vielspurkopf verwendet wird, dessen Kopfspalte beim Vorwärtslauf sukzessive den Zeilen eines Halbbildes schaltungstechniseh zugeordnet werden (Spurfolge) und das Halbbild durch spaltweises Scannen in Form sehr schmaler, kurzer übereinanderliegender Spuren aufgezeichnet bzw. ausgetastet wird und beim Rückwärtslauf des Magnetbandes die Kopfspalte in umgekehrter Reihenfolge den Zeilen eines Halbbildes zugeordnet werden, wobei die Spurfolge bei jeder Reversierung um mindestens einen Spalt versetzt wird, und daß die am Ende der Spurfolge fehlenden Spalte zyklisch durch die entsprechende Zahl von Spalten am anderen Ende der Kopfspaltreihe ergänzt werden.
- 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem i.ten Reversierungsvorgang die Aufzeichnung für den Vorwärtslauf mit dem Spalt K =1 + ζ (i-1) und für den dazugehörigen Rückwärtslauf mit dem Spalt K = n-zi begonnen wird, wobei ζ die Spurversetzung bedeutet -(z >-1) . "Le A 17 602 - 19 -809826/02.95ORIGINAL !NSPECTED
- 3) Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurversetzung ζ im Bereich 1 - ζ - 5 gewählt wird.
- 4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurbreite S_ im Bereich 20 ,um ^ Sn -B / ti,um gewählt wird.
- 5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurbreite S * 100 ,um gewählt wird.
- 6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Spurlänge/Spurbreite = ST gewählt wird. S„
- 7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ST/SD im Bereich 5 « S1VS13 ^ 50 gewählt wird.
- 8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierung der Spuren durch gezielte numerische Adressierung des Startspaltes erfolgt.
- 9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wiedergabe neben dem eigentlichen Aufzeichnungsspalt zur besseren Spurverfolgung zusätzlich mehrere Nachbarspalte, vorzugsweise 1 oder 2 Spalte ober- und unterhalb des Aufzeichnungsspaltes benutzt werden.Le A 17 602 - 20 -803826/0295
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