DE2658574C3 - Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen auf Magnetband - Google Patents

Description

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Κν=ι+ζ (ι-η

und für den c'¹ -.zugehörigen Rückwärtslauf mit dem Spalt

Kr= η — zi— 1

35

begonnen wird, wobei ζ die Spurversetzung und η die Anzahl der Kopfspalte bedeutet (z> 1).

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurversetzung ζ im Bereich 1 Sz <5 gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurbreite Sb im Bereich 20 μΐηδ5_β2200 μπι gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurbreite SsSlOO μπι gewählt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis

Spurlänge/Spurbreile = — S 100 . ⁾⁰

gewählt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß SJSb im Bereich 5 <SUS_B <50 gewählt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierung der Spuren durch gezielte numerische Adressierung des Startspaltes erfolgt= &o

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufzeichnung ein oder mehrere dem aktiven Spalt benachbarte Spalte übersprungen und diese bei der Wiedergabe neben dem eigentlichen Lesekopf als zusätzliche Leseköp- f>5 fe benutzt werden.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen auf Magnetband, bei dem das Magnetband an einem feststehenden Vielspurkopf vorbeigeführt wird, dessen Kopfspalte sukzessive den Zeilen eines Halbbildes schaltungstechnisch zugeordnet werden, wodurch das Halbbild in Form von schmalen, in Querrichtung um den Kopfspaltabstand versetzten Längsspuren ifeppenförmig auf dem Magnetband aufgezeichnet und uei der Wiedergabe durch analoge Zuordnung zu den Kopfspalten ausgelesen wird.

Die zur Aufzeichnung von bewegten Bildern auf Magnetband dienenden Video-Recorder lassen sich in 3 Geräteklassen unterteilen:

1. Studio-Geräte

Z 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 nu> 3 bis 5 MHz Frequenzbandbreite ^u gewährleisten.

Die meisten Studiomaschinen arbeiten nach dem Quadruplex-Verfahren, bei dem auf ein 2" breites Magnetband fast senkrecht zur Laufrichtung eines 50,8 mm (2") breiten Magnetbandes ein Kopfträger mit 4 Magnetköpfen rotiert und die Bildinfonnation in etwa 250 μπι 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 Sa'diobereich auch Schrägspur-Aufzeichnungsverfahren (slant-track" oder »helical-scan«) eingesetzt, bei denen das Band schräg in Form einer α- oder ß-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 25,4 mm =1 Zoll) längere Spielzeiten. Der Einsatz von slant-track-Verfahren im Studiobereich scheiterte bis vor kurzen 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.

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 4,5MHz) 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, seihst bei Geräten der gleichen Serie, größere Qualitätsverluste hingenommen werden.

Bei dem bekannten LVR-Verfahren (»LVR-x — Longitudinal Video Recording) wird das Problem der Spurdeckung dadurch gelöst, daß das Video-Signal parallel zur Längsrichtung aufgezeichnet wird.

Zur Reduzierung des Bandbedarfs wird dabei so verfahren, daß der Magnetkopf während der Aufnahme bzw. Wiedergabe (Kombinationskopf für Aufnahme und Wiedergabe) solange feststehe bis eine etwa 200 μσι breite Videospur auf der vollen Länge des Bandes aufgezeichnet bzw. abgetastet ist, dann wird durch Richtungsumkehr des Laufwerkes die Laufrichtung des Bandes umgekehrt und der Kopf mechanisch vertikal zur Bandlaufrichtung soweit nach unten bewegt, so >'iß von der ersten Spur getrennt, die nächste Lärjsspur aufgezeichnet werden kann. Auf diese Weise soll es möglich sein, durch fortgesetzte Richtungsumkehr des Bandes und Verschieben des Kopfes 28 Spuren für Ton und Bild auf 63 mm breiten und bis zu 780 m langen Bändern aufzuzeichnen. Die Bandgeschwindigkeit beträgt 3m/sec, die Bänder sind 6μιη (120 Minuten Spielzeit) dick.

Ferner ist aus der DE-AS 11 53 795 eine Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabeeinrichtung für Video-Signale bekannt, die mit einer großen Zahl von magnetischen Einzelköpfen arbeitet. Die Aufzeichnung erfolgt als Vielspulaufzeichnung in Laufrichtung des Bandes, wobei mit Hilfe einer elektronischen Verteilereinrichtung das Signal in einer starren Reihenfolge den Einzelköpfen zugeordnet und zeilenweise aufgezeichnet wird. Dabei läuft das Band nur ein einziges Mal am Aufzeichnungskopf vorbei. Eine Richtungsumkehr des Bandes ist nicht vorgesehen. Un. eine höhere Signaldichte zu erreichen, sollen die einzelnen Köpfe in Bandlaufrichtung so gegeneinander versetzt werden, daß bei der Aufzeichnung die Spuren säulenförmig übereinanderliegen. Würde man dieses Prinzip in die moderne Praxis übertragen, so ergibt sich, daß für die Aufzeichnung eines Halbbildes eine Kopfanordnung von mindestens 7,5 cm Länge erforderlich wäre. Derartig große Köpfe sind sehr unhandlich (große Dimensionen von Gerät und Kassette), schwer zu justieren und lassen erhebliche Schwierigkeiten hinsichtlich der Fertigungstoleranzen und hinsichtlich des ausgesprochen kritischen Band-Kopf-KontakUis infolge der hohen Gleitreibung erwarten. Aus diesen Gründen stößt die technische Realisierung des in der DE-AS 11 53 795 beschriebenen Aufzeichnungsverfahrens auf erhebliche Schwierigkeiten.

Des weiteren ist in der DE-OS 24 48 579 ein Fernsehsignalaufnahme- und Wiedergabesystem beschrieben, das moderne elektronische Komponenten verwendet. Ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Verfahren wird ein magnetischer Vielspurkopf zur Aufzeichnung benutzt. IVIit dem Ziel, eine möglichst geringe Bandgeschwindigkeit zu erreichen, wird die Video-Information nic'iH zeilenweise durch entsprechende Aktivierung dtr Kopfspalte aufgezeichnet, sondern elektronisch a'jf M-Kanäle (m — Zahl der Kopfspalte) aufgeteilt. Dabei läuft das Magnetband wie bei dem vorher beschriebenen Verfahren nur ein einziges Mal am Vielspurkopf vorbei. Es handelt sich bei diesem Verfahren um eine Art Spaltenaufzsichung, bei dem eine Magnetkopfspalte mit ganz bestimmten Punkten aufzeichnet. Nachteilig ist dabei, daß durch die Zerlegung in /η-Kanäle die Übertragungsbandbreite jedes Kanales reduziert wird. Außerdem ergibt sich eine gegenüber dem Stand der Technik vergrößerte Grenzwellenlänge. Ferner muß bei der Zerlegung in /η-Kanäle das Norm-Videosignal erst in ein internes

ίο Gerätesignal mit einem anderen Code umgewandelt werden. Bei der Wiedergabe muß dieses Signal dann in das ursprüngliche Norm-Videosignal zurückverwandelt werden, was einen erhöhten Schaltungsaufwand bedingt.

Die Erfindung geht von der Zielsetzung aus, auf der Basis der Vielspurtechnik ein Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren zu entwickeln, dar, zur Grundlage für den Bau von kompakten und preiswerten Heim-Videorecordern werden kann. Im einzelnen weiden dabei folgende praxisbedingte Anforderungen 'gestellt-,

1. Wirtschaftlichkeit: Der Preis sollte mindestens eine Größenordnung unter dem von Studiogeräten liegen.

2. Volle Farbtüchtigkeit, einfache Handhabung, geringes Gewicht.

3. Lange Spieldauer bei preiswertem Bandmaterial. Die Videoaufzeichnungen müssen wie bespielte Tonbänder oder Audio-Kassetten voU kompatibel

jo 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, Stereo-Vertonung, mindestens halbe Horizontalauflösung wie Studiogeräte, geringer Kopfverschleiß (Strandzeit > 1000 h), Störabstand > 4OdB Spitze-Spitze.

Im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Techn'!: liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der üblichen Bandgeschwindigkeit, Übertragungsbreite und Grenzwellenlänge sowohl die Bandauanutzung (höhere Informationsdichte) als auch die Spurtreue (Spurenidentifikation) zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Magnetband periodisch reversiert wird und beim Rückwärtslauf des Magnetbandes die Kopfspalte gegenüber dem Vorwärtslauf in umgekehrter Reihenfolge den Zeilen eines Halbbildes zugeordnet werden, wobei die Spurfolge bei jeder Richtungsumkehr 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. Im Rahmen dieser Beschreibung findet definitionsgemäß nur dann eine »Richtungsumkehr« des Magnetbandes statt, wenn der Bandlauf von der Vorwärtsrichtung auf die Rückwärtsrichtung umgeschaltet wird, jedoch nicht, wenn die

bo Umschaltung vom Rückwärtslauf auf Vorwärtslauf erfolgt.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform beginnt die Aufzeichnung nach dem üen Richtungswechsel des Magnetbandes für den Vorwärtslauf mit

b5 dem Spalt

Kv=I-rz- (7-1)
und für den dazueehörieen Rückwärtslauf mit dem Snalt

Kr= η - zi-\.

wobei ζ die Spurversetzung (z> 1) und η die Zahl der Kopfspalte bedeutet. Vorteilhaft wird die Spurfolge bei jeder Richtungsumkehr um 1 bis 5 Spalte versetzt. Die Spurbreite Sb wird vorteilhaft zwischen 20 und 200 um gewählt. Das Verhältnis von Spurlänge zu Spurbreite wird zweckmäßig auf einen Wert festgelegt, der unter 100 liegt. Vorzugsweise wird 5(7S/)> 5, < 50 gewählt.

Weiterhin erfolgt die Synchronisierung der Spuren vorzugsweise durch gezielte numerische Adressierung des Startspaltes nach den oben angegebenen Formeln.

Ferner wurde gefunden, daß sich die Wiedergabe verbessern läßt, wenn bei der Aufzeichnung ein oder mehrere dem aktiven Spalt benachbarte Spalte übersprungen und diese bei der Wiedergabe neben dem eigentlichen Lesekopf als zusätzliche Leseköpfe benutzt werden.

Dadurch wird erreicht, daß die aufgezeichnete Spur bei der Wiedergabe mit Sicherheit erfaßt wird. Ein eventuell kurzzeitiger Spurverlust 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 Spurtreue ist das Verfahren den konventionellen Aufzeichnungsverfahren ebenfalls überlegen. Die bei konventionellen Anlagen erforderlich 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 leicht 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 Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Vielspurkopfes.

F i g. 2 die Spurfolge bei der Aufzeichnung für Vorwärtslauf (Fig. 2a) und Rückwärtslauf (F i g. 2b),

F i g. 3 ein Blockschaltbild für die Zuordnung der Einzelspalte bei der Aufnahme und

Fig.4 ein Blockschaltbild für die Zuordnung der Spalte bei der Wiedergabe.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Vielspurkopf 1 zugrunde gelegt, wie er schematisch in F i g. 1 dargestellt ist Derartige Vielspurköpfe können heute mit modernen Verfahren in integrierter Technik rationell hergestellt werden. Auf einer Ges3mthöhe 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 (Kopfstapei) aufgefaßt werden. In der Zeichnung ist jeweils der Kopfspiegel 2p bis 2„ mit den Kopfspaiten Z₀ 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 Aufzeichnungsei-

genschaften solcher integrierter Vielspurköpfe sind in der Literatur beschrieben (s. z. B. J. P. Laz/.ari, 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 Bandlängcn oder kürzere Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabezeiten akzeptiert werden. Eine Erhöhung der Zahl der Einzelspalte 3o bis 3„ hat eine proportionale 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 de·· 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 F i g. 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 Kopfspalten 3o bis ig gezeichnet. Infolgedessen soll auch das aufgezeichnete Halbbild aus nur 10 Spuren aufgebaut sein. Fig. 2a entspricht dem ersten Durchlauf des Magnetbandes von links nach rechts (Vorwärtslauf /=o). Die erste Zeile des ersten Halbbildes wird vom Spalt 3o longitudinal als erste Videospur 5? auf das Band aufgezeichnet. Anschließend Zeile 2 mit Spalt Nr. 3|, der unter Spalt 3o liegt und so weiter bis zu Spalt Nr. 3$ 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 närhsten Halbbildes beginnen soll. Sie dient zur elektronischen Synchronisation von Spalt- und Spurfolge. Spurlänge Sl und Spurbreite Sb sind in Fig.2 lediglich qualitativ angedeutet

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 Zeitinterval-Ies At <40 ms umgeschaltet so daß das Band in umgekehrter Richtung, d. h. von rechts nach links, läuft (erste Richtungsumkehr siehe F i g. 2b). Die Spurfolge für den ersten Rückwärtslauf wird mit Hilfe von F i g. 2b erklärt Die Aufzeichnung wird wieder longitudinal, jetzt aber von rechts nach links und, um ein Oberkreuzen 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. beginnend mit Spalt Nr. 3₈ und nicht mit Spalt Nr. 3₉ aufgezeichnet werden. Beim ersten Rücklauf werden also nacheinander die Spalte 3₈, 3₇, 3„. 3₅, 3«, 3₃, 3₂, 3,, 3₀, 3<, aktiviert. Dies wird halbbildweise fortgesetzt bis zur nächsten Bandumkehr, den zweiten Vorwärtslauf von links nach rechts. Während dieses Laufes wird beginnend mit Spalt Nr. 3i in der Spaltfolge 3|, 32,33,34, 3₅, 3₆, 3?, 3₈, 39, 3o aufgezeichnet. Dieses Verfahren läßt sich fortsetzen bis zu einer 5maligen Richtungsumkehr. Die letzte Videospur eines Halbbildes ist in F i g. 2b mit 5 ή und die bereits zum nächsten Halbbild gehörende Kontrollspur mit 5 J bezeichnet.

Die Länge eines Halbbildes ist mit L, die des Gesamtbildes mit 2L angegeben. Korrespondierende Spuren aufeinanderfolgender Halbbilder sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.

wie im Äusführungsbeispiei i weiter unien gezeigt wird, ist es jedoch bei hinreichender Bandlänge nicht unbedingt erforderlich, die Spuren in vertikaler Richtung so dicht wie möglich zu legen. Zur besseren Spurtrennung ist es günstiger, die Anzahl der Richtungsumkehrungen zu reduzieren und nach jeder Richtungsumkehr mehrere Spalte 3 zu überspringen, d. h. im Beispiel nach Fig. 2 beim ersten Rücklauf mit Spalt Nr. 3e zu starten statt mit Spalt Nr. 3e, nach der zweiten Richtungsumkehr mit Spalt 3₃ statt mit Spalt 3i usw. Die Spurfolge wird also hier um jeweils 3 Spalte versetzt. Bezeichnet man allgemein die Spurversetzung mit zund die Gesamtzahl der Spalte η mit der Numerierung 0 bis /7—1, so ergibt sich für die Adressierung (Aktivierung) der Startspalte der einzelnen Spurfolgen folgendes Schema (Adressiermatrix):

Für den /ten Rückwärtslauf (d. h. nach der /ten Richtungsumkehr) von rechts nach links ist der Spalte mit der Nr.

K, = /J-Z/-1

zu wählen und von links nach rechts der Spalt mit der Nr.

AT₁. = 1 + z-0 - 1) .

(II)

In der Praxis genügt eine Spurversetzung von z> 4. Auf diese Weise wird erreicht, daß die zu bestimmten Bildzeilen gehörigen Spuren unabhängig davon, wie viele von den insgesamt möglichen Richtungsumkehrungen durchgeführt werden, immer durch mindestens 4 Spurbreiten (das entspricht ca. 210 μιη) voneinander getrennt sind. Hierdurch wird in jedem Fall eine ausreichende Übersprechdämpfung gewährleistet

Im Beispiel nach Fig.2 beträgt die Zahl der Kopf spalte n= 10 und die Spurversetzung z= 1.

Das beschriebene Verfahren hat weiterhin den Vorteil, daß bei der Wiedergabe der/ten Spur nicht nur der Spalt/ sondern mindestens noch der Spalt/-1 und /+1 ohne Bildfehler zu erzeugen, aktiviert werden können. Somit wird die Spur / auch bei lokalem Schräglauf des Bandes 4 in jedem Falle auf einer Abtastbreite erfaßt, die entsprechend einem lokalen Schräglauf mit 33° gegen die Horizontale mindestens der Sfachen 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 Idein 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 F i g. 3 bis 4 erläutert.

In F i g. 3 ist ein Blockschaltbild für die Aufzeichnung dargestellt. Die einzelnen Kopfspiegel 2o bis 2„

ίο (Einzelköpfe) des Vielspurkopfes 1 sind durch die entsprechenden Schaltsymbole angedeutet. Der Kopfspalt 2? ist z. B. für eine Kontrollspur reserviert. Bei der Aufzeichnung einer Spur gemäß F i g. 2 ist z. B. nur der Kopf 2| aktiv, alle anderen Köpfe sind inaktiv. Die

ii Ausgänge der Einzelköpfe sind mit einem Multiplexer 6 verbunden. Der Multiplexer 6 wird über eine Datenschiene 7 vom Mikroprozessor 8 gesteuert. Die in einem konventionellen Video-Aufzeichnungsteil 9 erzeugten

Videosignale weiiiei'i übcf den Video-Verstärker *4

dem Multiplexer 6 zugeführt. Mit 1 i 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 Laufwerk 11 mit dem Mikroprozessor 8 in Wirkverbindung steht. Das Laufwerk führt das Magnetband 4 am feststehenden Vielspurkopf 1 vorbei und reserviert 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 Fig.2 Bezug genommen. Der Mikroprozessor 8 steuert den Multiplexer 6 so an, daß zum Kopf 2o durchgeschaltet und dieser für die Aufzeichnung aktiviert wird. Die Adresse K J = 2 des Startspaltes wird gespeichert. Dann wird vom Taktgenerator 12 synchronisiert zum Kopf 2i durchgeschaltet und die zweite Zeile aufgezeichnet und so weiter, bis die letzte Zeile mit Kopf 2₈ aufgezeichnet ist.

Dann wird die Nr. des Startspaltes auf der Spur 5 S (Kontroll- oder Merkspur) aufgezeichnet Für die folgenden Halbbilder wird die gleiche Routine durchlaufen, bis das Bandende erreicht ist Bei der nun folgenden Richtungsumkehr des Laufwerkes (erster Rückwärtslauf /= 1) erhält der Mikroprozessor 8 vom Laufwerk 11 einen Impuls und springt programmgesteuert an Adresse K I = 8. Im Multiplexer 6 wird zum Kopf 2e durchgeschaltet und dieser als Startspalt aktiviert Im Speicher wird 0 durch 8 überschrieben. Anschließend

so wird Kopf 2₇, 2e, 2₅ usw. bis Kopf 2o durchgeschaltet. Damit sind 9 Videospuren (in F i g. 2 durch einen Pfeil von rechts nach links gekennzeichnet) aufgezeichnet. Auf Spur 5\ wird die Adresse des Startspaltes Kl =8 aufgezeichnet Dies wiederholt sich halbbildweise ebenfalls bis zum Ende des Bandes. Es entstehen die in F i g. 2b durch einen Pfeil von rechts nach links gekennzeichneten Spuren. Bei der nächsten Richtungsumkehr des Laufwerks 11 für den zweiten Vorwärtslauf erhält der Mikroprozessor 8 wieder einen Impuls, so daß er programmgesteuert zur Adresse K \ — 1 springt und als Startspalt den Kopf Nr. 2| aktiviert Darauf folgend durchläuft der Mikroprozessor 8 die Adressen 2, 3, 4, ... 9, wobei die Kopfspalte 2₂ bis 2g in der durch den Taktgenerator 12 vorgegebenen Sequenz aktiviert und

die Spuren 5| bis 5 J aufzeichnet Spur 50 wird zur Kontrollspur und enthält die Nr. des Startspaltes. Im Speicher steht nun eine 1. Dies wird wieder halbbildweise fortgesetzt bis zur nächsten Richtungsumkehr. 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

Kv=I

als Startadresse und zählt im Takt des Taktgenerators 12, d. h. Kv, Kv+u Kv+2 ■ ■ ■ Kv+s zur Aufzeichnung der Videospuren und legt die Startspaltadresse auf Spur Kv-1. Erhält der Mikroprozessor 8 einen Impuls der Sorte 2, d. h. Rückwärtslauf (von rechts nach links), so berechnet er die Startspaltadresse

Kr= n-zi-\,

I 5

zählt 8 Stellen zurück, also K_n K_r-1... K_r~a und legt die Startspaltadresse auf die Spur K_r+\. Im Speicher wird K_r-\ durch K_r+i ersetzt. Kvbzw. K_r werden nach den Gleichungen II bzw. I für eine vorgegebene Spurversetzung ζ in Abhängigkeit der Anzahl der Richtungswechsei / durch den Mikroprozessor programmintern

ίο

berechnet.

Bei der Wiedergabe (Fig. 4) wird der Status des Recorders 9 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 Videoverstärker 14 in der Reihenfolge der Köpfe 2o bis 2g durch (Wiedergabe der Zeilen) und entnimmt der Spur 5 S die Adresse des nächsten Startspaltes. Dies bleibt erhalten bis zur Richtungsumkehr. 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 der Mechanik für den Bandvorzug und der Richtungsumkehr sind keine weiteren mechanischen Vorrichtungen erforderlich.

Ausführungsbeispiel

Auf eine Bandbreite von 25,4 mm s 1" sollen 312 Videospuren, 2 Tonspuren und 1 Synchronspur der Breite B sowie 314 Trennspuren der Breite A = BIl untergebracht werden. Man erhält 5=53 μΐη und Δ = 26,5 μπι.

Bei einer Horizontalauflösung wie bei den handelsüblichen Heim-Video-Recordern beträgt die Zeilenlänge 240 μηι. Das Verhältnis Spurlänge (240 μηι) zu Spurbreite (B= 53 μπι) 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 + 240 μπι= 15 cm.

Hieraus folgt für PAL (25 Bildwechsel/sec) eine Bandgeschwindigkeit von 3,75m/sec, für NTSC (30 Bildwechsel/sec) eine Bandgeschwindigkeit von 4,5 m/ see.

Die entsprechenden Bandlängen für eine Stunde Spielzeit ohne Richtungsumkehr sind dann L= 13 500 m für PAL und L= 16 200 m für NTSC.

Zur Aufzeichnung soll ein Band von 18 μπι Dicke ( = TripeIband 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 reserviert werden. Es ergeben sich folgende Werte:

Spieldauer 1 Stunde; Bandlänge 180 m; Anzahl der Richtungswechsel 75 für PAL, d. h. alle 48 see, 90 für NTSC, d.h. alle 40 see.

Spieldauer 2 Stunden; Bandlänge 360 m; Anzahl der Richtungswechsel 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

Im Gegensatz zu dem aus der Literatur bekannten LVR-System kann also ein etablierter, mechanisch stabiler Bandtyp mit 12 μπι dicker Folie verwendet werden. Dieses Band ist mit Sicherheit wesentlich unempfindlicher gegen plastische Verformung-.ii, Welligkeit oder Hohlkrümmung als die extrem dünnen Bänder mit FolieTidicken von 4 μπι, 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen auf Magnetband, bei dem das Magnetband an einem feststehenden Vielspurkopf vorbeigeführt wird, dessen Kopfspalte sukzessive den Zeilen eines Halbbildes schaltungstechnisch zugeordnet werden, wodurch das Halbbild in Form von schmalen, in Querrichtung um den Kopfspaltabstand versetzten Längsspuren treppenförmig auf dem Magnetband aufgezeichnet (Spurfolge) und bei der Wiedergabe durch analoge Zuordnung zu den Kopfspalten ausgelesen wird, dadurch gekennzeichnet, daßdas Magnetband periodisch reserviert wird und beim Rückwärtslauf des Magnatbandes die Kopfspalte gegenüber dem Vorwärtslauf in umgekehrter Reihenfolge den Zeilen eines Halbbildes zugeordnet werden, wobei die Spurfolee bei jeder Richtungsumkehr 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 der /ten Richtungsumkehr die Aufzeichnung für den Vorwärtslauf mit dem Spalt