DE2830925C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von seriell anliegenden, digitalen Fernseh- und Videosignalen, deren benachbarte Daten­ wörter eng miteinander korreliert sind, auf Magnetband, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver­ fahrens.

Aus der US-PS 37 61 903 ist ein Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren bekannt, bei dem zur Vermeidung von Informationsausfällen die einzelnen Informationen ein­ mal normal und zum anderen in einer anderen Spur an entfernter Stelle aufgezeichnet werden. Ist die erste Aufzeichnung mit Störungen behaftet, so wird die zweite Aufzeichnung zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet und an Stelle der ersten wiedergegeben. Dieses Verfahren erfordert also eine doppelte Aufzeichnung und damit den doppelten Speicherraum.

Aus der DE-OS 27 21 638 sowie der Habilitationsschrift "Codier- und Decodiermethoden zur Fehlerkorrektur digi­ taler Signale" von K. Tröndle, eingereicht am 7. Juni 1974, Seiten 145 bis 147, sind Verfahren bekannt, bei denen die einzelnen Worte Bit-mäßig ineinander ge­ schachtelt, gespeichert und gelesen bzw. übertragen werden. Das Verschachteln der Bits in dieser Weise bedeutet, daß bei Störungen wahrscheinlich nicht mehr als ein einzelnes Bit in jedem Wort beeinträchtigt wird. Durch Verwendung entsprechender Fehlerkorrektur­ kodes können dann die fehlerbehafteten Bits jedes Wortes korrigiert werden. Ist jedoch mehr als ein Bit in jedem Wort gestört, so wird eine Fehlerkorrektur schwierig, so daß es notwendig wird, die einzelnen Bits jedes Wortes gut voneinander zu trennen, damit Fehler nicht mehr als ein Bit eines solchen Wortes beein­ flussen können. Dies hat jedoch zur Folge, daß bei Auf­ treten eines Fehlers, der z. B. auf Grund längerer drop- outs eine Vielzahl von 20 Bits stört, eine Bit-Korrek­ tur der gleichen Anzahl von Wörtern durchgeführt werden muß. Dies ist jedoch kompliziert und zeitraubend, so daß für die Magnetbandaufzeichnung ein solches Ver­ fahren nicht anwendbar ist oder zu großen Zeitver­ zögerungen führt.

Aus der DE-OS 25 23 922 ist es bereits bekannt, bei einem Aufnahme- und Wiedergabegerät mit Pulskode­ modulation ankommende Datenworte in einer Serie von Rahmen mit je einer vorbestimmten Anzahl von Wörtern aufzuteilen und nebeneinanderliegende Rahmen in neben­ einanderliegenden Spuren eines Magnetbandes aufzu­ zeichnen. Sollte ein Rahmen Aufzeichnungs- bzw. Wieder­ gabefehler aufweisen, so kann der unmittelbar voran­ gehende Rahmen wiederholt werden, um den fehlerhaften Rahmen zu ersetzen. Ein solches System arbeitet jedoch verhältnismäßig ungenau, denn das Ersetzen eines fehler­ haften Rahmens durch einen vorangegangenen führt zwar zu einer Unterdrückung des Fehlers des gestörten Rahmens, jedoch werden durch das bekannte Verfahren zu­ gleich neue Fehler eingeführt, insbesondere wenn ein gestörter Rahmen durch mehrfache Wiederholung von vor­ hergehenden Rahmen ersetzt werden muß, was bei einer Aufzeichnung von Fernsehbildsignalen nicht tolerierbar wäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirkungsvolles Verfahren zum Aufzeichnen und Wieder­ geben von seriell anliegenden, digitalen Fernseh- und Videosignalen sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, die ohne große Redundanz ein weitgehend störungsfreies Auf­ zeichnen und Wiedergeben solche Signale ermöglicht. Hierbei sollen insbesondere die bei solchen Fernseh- und Videosignalen vorhandenen Verhältnisse berück­ sichtigt werden, daß benachbarte Datenwörter dieser Signale eng miteinander korreliert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art gelöst, die dem Kennzeichnen des Anspruches 1 zu entnehmen ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Auf­ zeichnungs- und Wiedergabevorrichtung für digitale Signale;

Fig. 2 den in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendeten Adressenkode; und

Fig. 3 die Anordnung verschiedener Datenwörter an aus­ gewählten Stellen der Vorrichtung aus Fig. 1.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird jetzt an Hand ihrer Verwendung als Videosignal-Rekorder be­ schrieben, der mit einem Magnetband arbeitet.

Wenn digitale Videosignale auf einem Magnetband aufge­ zeichnet werden, können Fehler in der Art von Band­ ausfällen auftreten. Derartige Bandausfälle entstehen ge­ wöhnlich auf Grund von Staubpartikeln oder Fehlern auf dem Band, wodurch sich der Aufzeichnungs- und Wieder­ gabekopf vom Band trennt. Auf Grund der Relativgeschwindig­ keiten zwischen Kopf und Band, die in der Größenordnung von 1500 Zoll pro Sekunde liegen, liegt die Häufigkeit derartiger Bandausfälle, die im Mittel etwa 3 Mikrosekunden dauern, bei etwa 10 bis 100 pro Minute. Fehler können außerdem auf Grund von Streu- oder Störsignalen auftreten.

Die digitalen Signale werden in der Form von Datenwörtern auf­ gezeichnet, die aus mehreren Bits bestehen können, bei­ spielsweise aus acht Bits. Die Datenwörter werden in der Weise aufgezeichnet, daß die zur Erzeugung eines Ersatzwortes benutzte Information von den Teilen des Bandes kommt, die von einem Fehler hinreichend weit entfernt sind, so daß eine vernachlässigbare Korrelation zwischen dem Auftreten von Bandausfällen auf den be­ trachteten Teilen des Bandes besteht.

In einigen Fällen kann es ausreichen oder sogar erwünscht sein, benachbarte Wörter als Paare zu behandeln und jedes Paar als eine Gesamtheit zu behandeln, die nach­ stehend als eine Wortgesamtheit bezeichnet wird. Dies würde ausreichen für ein Abtasten beim doppelten der Zwischenträgerfrequenz. Für das Abtasten beim n-fachen der Zwischenträgerfrequenz können Gesamtheiten, die nicht mehr als n aufeinanderfolgenden Wörter enthalten, als jeweils eine Gesamtheit behandelt werden, ohne daß die Wirksamkeit der Fehlerausschaltung wesentlich beeinträchtigt wird.

Bei dem zu beschreibenden Verfahren wird ein Zwischenspeicher zum Speichern der ankommenden digitalen Datenwörter verwendet, der in anderer Weise gelesen wird als die ankommenden Wörter in den Zwischenspeicher eingeschrieben werden, so daß die ankommenden Wörter in Gruppen auf dem Band in solcher Weise aufgezeichnet werden, daß benachbarte ankommende Wörter oder Wortgesamtheiten in unterschiedlichen Gruppen angeordnet werden.

Wie man insbesondere aus den Fig. 1-3 erkennt, wird für die dort gezeigte spezielle Darstellung angenommen, daß jede Zeile eines Fernsehbildes aus 32 Datenwörtern mit verschiedenen Steuerwörtern besteht. Es wird angenommen, daß jede Zeile aus 512 Wörtern besteht. Die Datenwörter werden zu Beginn in Blöcke aufgetrennt, die durch Startwörter SW (Fig. 3) auseinandergehalten und zur geeigneten Zeit unter Verwendung eines nicht dargestellten Startwort-Generators eingeführt werden. Ein Block kann eine vollständige Zeile eines Fernsehbildes sein oder er kann auch nur ein Teil einer Zeile sein. Weiter ist es zweckmäßig, wenn benachbarte Blöcke die gleiche Größe haben. In der dargestellten Ausführungsform werden die eine Zeile eines Fernsehbildes repräsentierenden digitalen Datenwörter in zwei Blöcke von je 16 Wörtern aufgetrennt, und jedem Block geht wenigstens ein Startwort vorher. Aus Fig. 3 sieht man, daß dem ersten Block aus 16 Wörtern ein Startwort A vorhergeht, während vor dem zweiten Block ein Startwort B steht. Es ist notwendig, zwischen den Startwörtern zu unterscheiden. Dies kann durch Ver­ wendung unterschiedlicher Startwörter wie in Fig. 3 gezeigt geschehen, oder es kann auch in anderer Weise ausgeführt werden, etwa indem die Folge ihres Auftretens reorganisiert wird. Aus dem Vorstehenden sieht man, daß für jede Zeile eines Fernsehbildes wenigstens ein Startwort auftritt, obwohl praktisch vier Startwörter pro Zeile auftreten können.

Nachdem die ankommenden Wörter in zwei Gruppen von je 16 Wörtern getrennt worden sind, werden sie über ein Gatternetzwerk, das in der Form einer Schalteinrichtung 12 dargestellt ist, einem der beiden Zwischenspeicher 10, 11 ange­ boten. Die Zwischenspeicher sind zweckmäßig Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM). Obgleich Schalteinrichtungen dargestellt worden sind, ist klar, daß die gleiche Funktion auch dadurch erreicht werden kann, daß die Eingänge zu den ver­ schiedenen Zwischenspeichern zu den geeigneten Zeitpunkten aktiviert werden. Die eine ganze Zeile darstellenden Wörter werden einem Zwischenspeicher mittels der Schalteinrichtung 12 zugewiesen, und während eine Zeile in einen Zwischenspeicher eingeschrieben wird, wird die vorher aufgezeichnete Zeile aus dem anderen Zwischenspeicher ausgelesen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Schalteinrichtung wird jedem in den Zwischenspeicher 11 geladenen Wort durch einen Schreibadressen- Generator eine Adresse zugeordnet, die in normaler binärer Notation vorliegt und in Spalte A von Fig. 2 dargestellt ist, wobei der Schreibadressen-Generator 14 zweckmäßiger­ weise ein konventioneller binärer Teiler mit einem Teilerverhältnis von 32 ist.

Beim Aufzeichnen der Wörter auf das Band werden benachbarte ankommende Wörter in solcher Weise aufgezeichnet, daß sie auf dem Band einen gegenseitigen Abstand auf­ weisen. Dies wird dadurch erreicht, daß die digitalen Wörter aus dem Zwischenspeicher in geeigneter Reihenfolge ausge­ lesen werden. Es hat sich ergeben, daß für den Leseadressen- Generator 17 ein Teiler (Teilerverhältnis 32) mit vertauschten Aus­ gängen verwendet werden kann, um ein verschlüsseltes binäres Signal zu erzeugen, das dem Zwischenspeicher 10 zugeführt wird, um die Zeile auszulesen, die der in den Zwischenspeicher 11 eingeschriebenen Zeile unmittelbar vorhergeht. Das Vertauschen der Ausgänge ist in Fig. 1 dargestellt, und die sich ergebende Reihen­ folge des Auslesens und des Aufzeichnens von Wörtern zeigt Fig. 3 sowie Spalte B von Fig. 2.

Die vorliegende Ausführungsform der Erfindung verwendet Teiler mit einem Teilerverhältnis von 32 als Lese- und Schreibadressen-Generatoren. Das tatsächliche Teilerverhältnis wird durch die Anzahl der digitalen Wörter in einer Zeile eines Fernsehbildes bestimmt, so daß, wenn eine größere oder kleinere Anzahl von digitalen Wörtern eine Zeile bilden, dann ein geeignetes Alternieren bezüglich der Lese- und Schreibadressen- Generatoren ausgeführt werden muß.

Nach dem Aufzeichnen wird das Band unter Verwendung des umgekehrten Verfahrens zu dem vorstehend Beschriebenen wieder ausgelesen. Dies ist sehr deutlich am unteren Ende der Fig. 3 dargestellt. Der Leseadressen- Generator ist identisch dem Schreibadressen- Generator 14 und der Schreibadressen-Generator ist identisch zum Leseadressen-Generator 17.

Obgleich der Schreibadressen-Generator und der Leseadressen-Generator in dieser Ausfertigungsform als Binärzähler aufgebaut sind, ist es dem Fachmann klar, daß dies nicht in allen Fällen so sein muß, obgleich diese Ausführung den Betrieb besonders einfach macht. Die umgeordneten, binären Daten können für den Schreibadressen- Generator benutzt werden, wobei die normalen binären Daten für den Leseadressen-Generator verwendet werden. Weiter können der Leseadressen- Generator und der Schreibadressen-Generator speziell gewählte Wörter verwenden.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform arbeitet zufriedenstellend, wenn 2ⁿ Wörter zu einem Block zusammen­ gefaßt werden. In anderen Fällen wird wahrscheinlich das Verschlüsseln der binären Adressen der Speicher durch Ver­ tauschen der Ausgänge der binären Zähler weniger zufrieden­ stellend sein, und sein programmierter Lesespeicher wird für das Schlüsseln benötigt werden.

Das Abtasten des anologen Signals und das Umformen in digitale Wörter ist nicht beschrieben, weil das zugehörige Verfahren und eine geeignete Vorrichtung dem Fachmann geläufig sein dürften. Weiter wird erwartet, daß in der Zukunft eine Analog/Digital-Umsetzung vor dem Informations-Empfang am Bandrekorder ausgeführt wird, beispielsweise direkt an der Kamera.

In Fig. 1 hat die Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung Zwischenspeicher und Lese/Schreib-Steuerungen für den Aufzeichnungs­ teil sowie separate Zwischenspeicher und Lese/Schreib-Steuerungen für den Wiedergabeteil. Unter gewissen Umständen können in der praktischen Ausführungsform die gleichen Zwischenspeicher und Lese/Schreib-Steuerungen beim Aufzeichnen und bei der Wiedergabe verwendet werden, wobei dann abwechselnde Verbindungen hergestellt werden. Mit anderen Worten, beim Aufzeichnen sind die Zwischenspeicher und Lese/Schreib-Steuerungen, wie in der linken Hälfte der Zeichnungen dargestellt, ver­ bunden, während bei der Wiedergabe die Speicher- und Lese- Schreibsteuerungen wie in der rechten Hälfte der Zeichnungen dargestellt, verbunden sind.

Claims (6)

1. Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von seriell anliegenden, digitalen Fernseh- und Video­ signalen, deren benachbarte Datenwörter eng miteinander korreliert sind, auf Magnetband, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzuzeichnenden Daten­ wörter in einer nach einem vorgegebenen Schema gegen­ über der ursprünglichen Reihenfolge veränderten Reihen­ folge aufgezeichnet werden, bei dem nahe beieinanderliegende Wörter oder Wortgesamt­ heiten in dem Signal in ausreichendem Abstand vonein­ ander auf dem Magnetband zu liegen kommen und nur noch eine vernachlässigbare Korrelation zwischen den aufzu­ zeichnenden Datenwörtern besteht, die durch Fehler auf einem jeweiligen Bandabschnitt beeinträchtigt werden können; daß die in dieser veränderten Reihenfolge ausgelesenen Datenwörter nach dem gleichen Schema wieder in die ursprüngliche Reihenfolge zurückverwandelt und aus­ gegeben werden; und daß die Umwandlung in die veränderte Reihenfolge sowie die Rückwandlung nach dem vorgegebenen Schema mittels einer ersten Adressenfolge zum Einspeichern der Datenwörter in einen Zwischenspeicher und einer zweiten, von der ersten abweichenden Adressenfolge zum Ausspeichern der Datenwörter aus dem Zwischenspeicher erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Zwischenspeicher (10, 11) auf der Aufzeichnungsseite, in den die auf­ zuzeichnenden Datenwörter in einer durch einen ersten Schreibadressengenerator (14) bestimmten ersten Rei­ henfolge einspeicherbar und aus dem die gespeicherten Datenwörter zur Aufzeichnung in einer durch einen ersten Leseadressengenerator (17) bestimmten zweiten, von der ersten abweichenden Reihenfolge auslesbar sind, und einen zweiten Zwischenspeicher (20, 21) auf der Wiedergabeseite, in den die wiedergegebenen Da­ tenwörter in einer durch einen zweiten Schreibadres­ sengenerator (24) in der zweiten Reihenfolge ein­ speicherbar und aus dem die gespeicherten Datenwörter zur Ausgabe in der durch einen zweiten Leseadressen­ generator (27) bestimmten ersten Reihenfolge ausles­ bar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibadressengene­ ratoren (14, 24) und Leseadressengeneratoren (17, 27) als Binärzähler ausgebildet sind, deren Zählkapazität der Anzahl der in einem Informationsblock enthaltenen Wörter oder Wortgesamtheiten entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressenausgänge (a-e) des ersten Schreibadressengenerators (14) und des zweiten Leseadressengenerators (27) gegenüber den Adressenausgängen (a-e) des zweiten Schreibadres­ sengenerators (24) und des ersten Leseadressengenera­ tors (17) eine untereinander vertauschte Reihenfolge aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schreibadres­ sengeneratoren und einer der Leseadressengeneratoren zur Erzeugung einer anderen Adressenfolge je einen ROM-Speicher aufweist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Zwischen­ speicher aus zwei Teilspeichern (10, 11; 20, 21) be­ steht und daß durch eine Schaltvorrichtung (12 a-12 f) die beiden Teilspeicher alternierend auf Einspeichern bzw. Auslesen schaltbar sind.