DE2903926A1

DE2903926A1 - Verfahren und einrichtung zum zusammensetzen von ein fernsehbild repraesentierenden digitalen daten

Info

Publication number: DE2903926A1
Application number: DE19792903926
Authority: DE
Inventors: John Lewis Edwin Baldwin
Original assignee: Independent Broadcasting Authority
Current assignee: Independent Broadcasting Authority
Priority date: 1978-02-02
Filing date: 1979-02-02
Publication date: 1979-08-09
Also published as: US4280147A; GB2014396B; GB2014396A; NL7900851A; FR2416607B1; FR2416607A1; AT383240B; JPS54145427A; CA1135841A; ATA80579A

Description

Beschreibung

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren und mit einer Einrichtung, mit welchen digital kodierte Videosignale angezeigt werden können,und zwar mit den vorzugsweise die auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Signale mit einer Geschwindigkeit abgespielt werden können, die eine andere ist als die Aufzeichnungsgeschwindigkeit für diese Signale.

Obgleich die nachstehende Beschreibung anhand der Wiedergabe aufgezeichneter Information die Erfindung erläutert, ist das erfindungsgemäße Verfahren und eine zu seiner Ausführung geeignete Einrichtung in gleicher Weise anwendbar für die Annahme übertragener digital kodierter Videosignale, die langsam wiedergegeben werden sollen, oder für die Annahme einer übertragenen Sendung und Synchronisierung dieser Sendung mit einer anderen Sendung eines Senders.

Der zur Zeit am häufigsten vorhandene Aufzeichnungsträger ist ein Magnetband, und es gibt zwei Arten von Bandgeräten zum Aufzeichnen und Wiedergeben mit "spiraliger Abtastung". Bei der ersten Art wird bei einer Umdrehung einer Trommel von relativ großem Durchmesser ein vollständiges Teilbild eines Fernsehbildes von dem um die Oberfläche der Trommel herumgeschlungenen Magnetband abgelesen oder auf dieses aufgezeichnet. Die Information wird auf dem Band als unter einem Winkel geneigter Streifen aufgezeichnet. Bei der zweiten Art wird eine Trommel von kleinerem Durchmesser benutzt, die mit höherer Geschwindigkeit umläuft als bei der ersten Art. In diesem Fall ist ein vollständiges Teilbild auf dem Band in einer Anzahl von beispielsweise sechs Abschnitten aufgezeichnet, und bei jeder Umdrehung der Trommel wird einer

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der Abschnitte abgespielt. Die erste. Geräteart wird nachstehend als Geräte mit nicht-segmentierter oder Streifenaufzeichnung und die zweite Geräteart als Geräte mit segmentierter Aufzeichnung bezeichnet.

Bei den Rekordern mit Streifenaufzeichnung tritt eine mehrere Zeilen anhaltende unvermeidliche Informationslücke auf, die normalerweise so angeordnet ist, daß sie während der Teilbild-Austastung auftritt.

Eine derartige Lücke tritt bei Recordern mit segmentierter Aufzeichnung zwischen den Abschnitten (Segmenten) auch auf, wenn mit nur einem Kopf gearbeitet wird. Zur Beseitigung dieses Problems wird mit zwei Köpfen gearbeitet, die diametral einander gegenüberstehen, und das Band wird um die Trommel um 190° herumgelegt, wodurch eine Überlappung auftritt, und während dieser Überlappungszeit wird von einem Kopf zum anderen umgeschaltet.

Beim Redigieren eines Videobandes ist es häufig notwendig, eine leidlich gute visuelle Darstellung des auf dem Band aufgezeichneten Bildes zu haben, und es ist wichtig, daß das Band aus Zeitersparnis-Gründen schneller als üblich durchlaufen kann. Bei einem Gerät mit Streifenaufzeichnung ist es möglich, das Band mit einer einigermaßen schnellen Geschwindigkeit von beispielsweise dem Fünf- oder Sechsfachen der normalen Geschwindigkeit durchlaufen zu lassen und dennoch ein Bild zu bekommen, das für Redigierungszwecke annehmbar ist.

Wenn langsamer Durchlauf erforderlich ist, kann dies mit einer zufriedenstellenden Bildqualität ohne aufwendige Hilfseinrichtungen nicht erreicht werden.

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Dazu schlägt die Erfindung ein Verfahren sowie eine zu seiner Ausführung geeignete Vorrichtung zum Wiedergeben von Videosignalen vor, mit dem zufriedenstellendere Bilder bei langsamerem, Bandlauf erhalten werden können, und mit dem ein Videoband redigiert werden kann unabhängig davon, ob das Wiedergabegerät mit Streifenaufzeichnung oder segmentierter Aufzeichnung arbeitet. Für die nachfolgende Beschreibung wird für einen langsamen Bandlauf angenommen, daß das Bild mit einer um das Drei- oder Mehrfache kleineren Geschwindigkeit als normal gezeigt wird.

Die Erfindung schafft also ein Verfahren zum Zusammenstellen von ein Fernsehbild repräsentierenden digitalen Daten, gemäß dem eine Video-Zeile repräsentierende digitale Wörter, ein für jede Video-Zeile kennzeichnender digitaler Kode sowie ein das die abgetastete Zeile enthaltende Teilbild kennzeichnender Digitalkode erzeugt werden, die digitalen Kodes und die digitalen Wörter kombiniert, die digitalen Wörter solange gespeichert werden, bis eine Anzahl von Zeilen gespeichert worden ist, die wenigstens gleich der in einemTeilbild enthaltenen Zeilenzahl ist, und die digitalen Wörter ausgelesen werden.

Die Erfindung schafft weiter eine digitale Fernseheinrichtung, mit einer ersten Kodiereinrichtung, die eine Videozeile repräsentierende digitale Wörter erzeugt, einer zweiten Kodiereinrichtung, die einen jede Videozeile charakterisierenden digitalen Kode erzeugt, einer dritten Kodiereinrichtung, welche einen das die abgetastete Zeile enthaltende Teilbild kennzeichnenden digitalen Kode erzeugt, einer Verknüpfungseinrichtung, die die digitalen Kodes und die digitalen Wörter kombiniert, einer Speichereinrichtung zum Speichern von digitalen Wörtern, die eine solche Anzahl von Zeilen repräsentieren, die wenigstens gleich der Anzahl in einem Video-Teilbild ist, und mit einer Ausleseeinrichtung für die digitalen Wörter.

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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die digitalen Wörter auf einem Magnetband aufgezeichnet/ ehe sie gespeichert und ausgelesen werden. Dadurch kann das aus den digitalen Wörtern aufgebaute Bild mit einer Geschwindigkeit dargestellt werden, die sich von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit unterscheidet.

Ein Vorteil des vorstehend erläuterteten Verfahrens sowie der zu seiner Ausführung geeignete Vorrichtung besteht u.a. darin, daß 'für bestimmte Zwecke, beispielsweise dem schnellen Aufspulen während des Redigierens, das gespeicherte Videofeld aus Zeilen aufgebaut werden kann, die aus einer Anzahl unterschiedlicher Felder abgeleitet werden, wodurch der erforderlicheSpeicherraum verringert und der Vorgang beschleunigt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform derselben im einzelnen hervor, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von auf einem Magnetband aufgezeichneten Abschnitten;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Teils der Wiedergabevorrichtung für auf dem Band gemäß Fig. 1 aufgezeichnete Information;

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines anderen Teils der Vor- ' richtung zur Widdergäbe der auf dem Band gemäß Fig. 1 aufgezeichneten Information;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der räumlichen Positionen von Abtastpunkten, die auf einem kleinen Teil eines Fernsehbildes auftreten;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Signalformates;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines einfachen Interpolationsschemas zur Umformung der auf einem Teilbild empfangenen Information in eine solche, die für ein anderes Teilbild geeignet ist;

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Interpolationsfunktion, die in dem einfachen Schema verwendet wird;

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Pig. 8 a, 8b schematische Darstellungen eines komplizierteren Interpolationsschemas, das bessere Ergebnisse ergibt;

und

Fig. 9 eine 'schematische Darstellung der Interpolationsfunktion für das kompliziertere Interpolationsschema .

Die nachstehend zu beschreibende Ausführungsform der Erfindung basiert auf demUmstand, daß ein Teilbild oder ein Farbfernsehbild aus mehreren Zeilen aufgebaut-ist, von denen jede einerAnalog/Digital-Umsetzung unterworfen und dann als Digitalsignal aufgezeichnet werden kann. Weiter ist es möglich, die einzelnen Zeilen jedes Teilbildes zu identifizieren und ein digitales Signal zu erzeugen, das eine spezielle Zeile charakterisierend bezeichnet.

In der Ausführungsform der Erfindung werden die Zeilen dieses Teilbildes des Bildes in dem geeigneten Teil eines Speichers zusammen mit einer sich auf die gespeicherten Zeilen beziehenden Information gespeichert, und diese Zeilen werden dann in einer Reihe ausgelesen, die bestimmungsgemäß ein vernünftiges Bild erzeugen wird, welches in der Weise ausgegeben wird, in der die Information gespeichert worden ist.

Das zu beschreibende Verfahren und die zu seiner Ausführung geeignete Vorrichtung können sowohl PAL, wie auch NTSC und SECAM-Videosignale verarbieten. Die nachfolgende Beschreibung wird jedoch ohne Beschränkung im Zusammenhang mit PAL-Signalen gegeben. Der Hauptunterschied zwischen dem Verfahren und der zu seiner Ausführung geeigneten Vorrichtung für die verschiedenen Signale besteht darin, daß- für die NTSC-Signale weniger Zeilen aufgezeichnet werden müssen. Dies ergibt sich aufgrund des Umstandes, daß ein PAL-Signal nach je acht Teilbildern sich selbst wiederholt, während ein NTSC-Signal sich alle vier Teilbilder wiederholt.

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Wenn jede Zeile eines PAL-Signals aufgezeichnet würde, bis die Signalfolge sich wiederholt, wäre es notwendig, 2500 Zeilen aufzuzeichnen, was für ein aus 12 Bits bestehendes Wort .zu 4096 Kombinationen führt. Zweckmäßig werden drei Bits zur Identifikation der acht Teilbilder und neun Bits zur Identifikation der Zeilen in einem Teilbild (enweder 312 oder 313) benutzt. Für einige Anwendungen kann eine Folge von 312, 312, 312, 316 besser sein. Normalerweise kann eine positive Identifikation einer Position in der Folge nur etwa bei Teilbild-Synchronisationszeit durch Vergleich der Teilbil-d-Synchronisiersignale, Zeilen-Synchronisiersignale und Phasenänderung gemacht werden. Es verbleibt eine Unbestimmtheit zwischen Feldern 1 und 5 eines PAL-Signals, da sie nur in der Zwischenträgerphase sich unterscheiden und da dies gegenwärtig nicht definiert ist, kann die Unbestimmtheit nicht aufgelöst werden. Jedoch ist der Unterschied real, und bei gewissen Anwendungsfällen müssen Willkür-Entscheidungen getroffen und für die Produktionsfolge zum Beispiel die Erregung auf dem Barid" eingehalten werden.

Für gewisse Anwendungsfälle ist die Numerierung jeder Zeile nicht notwendig, und eine Verringerung der Anzahl von Bits zur Identifikation kann erreicht werden. Wenn beispielsweise eine Identifikation für je vier Zeilen ausreicht, dann genügen drei Bits pro Zeile, was 12 auf 10 Zeilen ergibt. Unter diesen Umständen sind nur 10 Bits insgesamt für die Information notwendig, jedoch muß die Möglichkeit einer Verwechslung einer Gruppe von drei Bits mit einer anderen entsprechend gelöst werden. Ein Verfahren besteht darin, den Numeriorungsbits für das Teilbild etwa eine EINS und jedem

Block aus drei Zeilennumerierungsbits eine NULL vorausgehen zu lassen. Das benötigt normalerweise vier Bits pro Zeile. Ein anderes Verfahren, das eine längere Zeit zur zweifelsfreien Auflösung erfordert, besteht darin, von den letzten empfangenen 12 Bits die vorhergehenden 12 Bits zu subtra-

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hieren. Wenn nur die letzten 12 Bits berücksichtigt werden, wenn die Differenz eins beträgt, kann die Unbestimmtheit aufgelöst werden. Auf diese Weise kann eine positive Identifikation einer Zeile mit einem Maximum von acht Zeilen ausgehend vom Ritz erreicht werden.

Die bei der Verwendung eines Geräts mit spiraliger Abtastung auftretenden Schwierigkeiten werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 1 noch deutlicher hervorgehen, in der schematisch ein Teil des Magnetbandes mit drei Aufzeichnungsspuren dargestellt ist. Wenn das Band mit einem Gerät nach Streifenaufzeichnung beschrieben worden ist, enthält jede Spur ein vollständiges Teilbild eines Fernsehbildes; wenn es jedoch mit segmentierter Aufzeichnung beschrieben ist, enthält hier die Spur nur einen Teil eines Teilbildes. Der Winkel der Spuren ist durch die Drehgeschwindigkeit der Trommel und die Bandgeschwindigkeit bestimmt. Wenn somit . die eine oder andere oder beide Geschwindigkeiten verändert werden, verändert sich der Winkel des Weges, den die Leseköpfe bei ihrem Hinfahren über das Band zurücklegen, in der Weise, daß er aufrechter wird, wenn die Relativgeschwindigkeit Band/Kopf zunimmt, und horizontaler wird, wenn die Band/ Kopf-Geschwindigkeit abnimmt. Der Fall, daß nur ein Teil jeder Spur in richtiger Weise wiedergegeben wird, wenn das Abspielgerät mit einer anderen Geschwindigkeit abspielt als das Aufzeichnungsgerät, ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet.

Das bevorzugte Verfahren besteht darin, auf dem Band digitale Signale, vorzugsweise von 12 Bits, aufzuzeichnen, die das Teilbild und die einzelne Zeile angeben. Beim Abspielen werden diese Signale zusammen mit den das aktuelle Videobild repräsentierenden digitalen Signale gespeichert und dann im richtigen Zeitpunkt vom Speicher wieder ausgegeben, um eine verstehbare Darstellung des ursprünglichen Bildes zusammenzusetzen. Die Einzelheiten des Abtastens bzw'. Lesens

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der Analogsignale und der Herstellung eines digitalen Wortes für jeden gelesenen Analogwert braucht hier wohl für das erfindungsgemäße Verfahren und zum Verständnis der zu seiner Ausführung geeigneten Vorrichtung nicht neu mitgeteilt zu werden.

Bei der Wiedergabe durch den in Fig. 2 dargestellten Teil der Wiedergabevorrichtung werden digitale Signale von einem Band 20 aufgenommen und in einem Detektor 21 auf Fehler oder Ausfälle geprüft. Die digitalen Signale gehen ferner durch einen nicht dargestellten Serien/-Parallelumsetzer. Wenn eine vollständige Zeile zusammen mit den zugehörigen Teilbild-und Zeilen-Identifikationdscodes richtig empfangen worden ist, werden die digitalen Video-Informationssignale in einem Hauptspeicher 22 über einen'Datenbus 23 aespeichert, und zwar in der gewählten Darstellung in der Zeichnungsebene mit Hilfe eines Horizontal-Adressengenerators 24. Gleichzeitig wird der Zeilen-Identifikationscode über einen weiteren Datenbus 25 einem Zeilen-Adressengenerator zugeführt, der für die Video-Signale die Speicherzeilenadresse liefert. Ferner wird der Teilbild-Identifikationscode über einen weiteren Datenbus 28 einem mit dem Hauptspeicher verbundenen Hilfsspeicher so zugeführt, daß der Teilbild-Identifikationscode für die Videosignale auf den Anschlüssen zum Datenbus 23 ebenfalls bestimmt werden kann. Wenn ein Ausfall auftritt, oder sonst ein anderer Fehler.in der Information vorliegt, wird das Einschreiben in den Hauptspeicher 22 durch ein Schreiben-Sperrsignal unterbunden, das vom Detektor 21 erzeugt wird.

Man sieht, daß die die digitalen Signale enthaltenen Aufzeichnungsspuren in an sich beliebigem Verhältnis, beispielsweise unter einem Winkel bei Benutzung eines Geräts mit spiraligem Ablesen, oder parallel zu den Kanten des Bandes bei Verwendung eines Geräts gemäß Offenlegungsschrift DE-OS 2 813 120 angeordnet werden können. Dies ergibt sich

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aus dem Umstand, daß nur diejenigen Teile der Spuren gespeichert werden, die vollständige Zeilen enthalten, wohingegen andere Teile zurückgewiesen werden.

Fig. 3 erläutert, wie die digitalen Signale in dem Hauptspeicher und den Hilfsspeichern ausgelesen und zur Bildung eines Video-Teilfeldes verarbeitet werden. Man bemerke, daß dem Hauptspeicher 22 eine Schreibvorrichtung gemäß Fig.2 und eine Lesevorrichtung gemäß Fig. 3 zugeordnet ist. Es empfiehlt sich jedoch, zwei Hauptspeicher und zwei Hilfsspeicher vorzusehen, die abwechselnd verwendet werden, so daß dann, wenn in einen Hauptspeicher und einen Hilfsspeicher eingeschrieben wird, aus dem anderen Hauptspeicher und anderen Hilfsspeicher ausgelesen wird. Daher zeigt Fig. 3 nur so viel von der Einrichtung, wie zum Verständnis des Auslesens erforderlich ist. So wird gemäß Fig. 3 der weitere Hauptspeicher 30 von einer Ausleseeinrichtung in Form eines Zeilen-Adressen-Schrittwerkes 31 adressiert. Das Schrittwerk kann in einer von zwei Möglichkeiten je nachdem arbeiten, in welcher Weise die Information in den Speicher eingeschrieben worden ist. Bei der einen Möglichkeit wird die Information so in den Speicher eingeschrieben, daß das Schrittwerk 31 den Speicher nur sequentiell zu adressieren und eine gespeicherte Zeile nach der anderen auszulesen braucht. Alternativ kann die Information in den Speicher sequentiell wie empfangen eingeschrieben werden. In diesem Fall muß das Zeilen-Adressier-Schrittwerk die Zeilenadressen der Information abfühlen und die Zeileninformation in der richtigen Reihenfolge zum Zusammensetzen des Bildes herausholen. Das wird weiter unten im einzelnen erläutert. Die in dem weiteren Hauptspeicher 30 enthaltene Information wird somit über Anschlüsse 32 ausgelesen und in einen Videoprozessor 33 eingegeben. Gleichzeitig wird der weitere Hilfsspeicher 35 adressiert und liefert die sich auf das Feld beziehende Information, aus dem die über die Anschlüsse 32 ausgelesene Videozeile er-

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halten worden ist. Die Teilbild-Information wird ebenfalls in dem Videoprozessor 33 eingegeben. Dort wird sie mit den Teilbildreferenzdaten verglichen, die dem Prozessor 33 über Anschlüsse 36 zugeführt worden sind und das vom Wiedergabegerät angezeigte Teilbild anzeigen. Der Prozessor 33 kann falls nötig die erforderlichen Korrekturen an den ihm von den Speichern 30 und 35 zugeführten Signalenausführen, damit die Zeileninformation aus dem Hauptspeicher wie eine Information des gewünschten Teilbildes aussieht, und führt dann die verarbeiteten und aufbereiteten Daten einer weiteren nicht dargestellten Einrichtung zur übertragung oder Anzeige des Bildes zu.

Die Teilbildreferenzdaten werden aus den örtlichen Synchronisationsimpulsdaten erzeugt, die aus dem Ausgang eines Synchronisationsimpulsgenerators 37 abgeleitet werden.

Es wird jetzt die Arbeitsweise der Einrichtung im einzelen beschrieben. Zu unterscheiden sind zwei Betriebsweisen, nämlich langsamer Bandlauf und schnelles Aufwickeln für Redaktionszwecke. Zunächst wird die langsame Bewegung erörtert.

Die Information ist auf dem Band in der Form von schrägen Spuren aufgezeichnet, und es wird zur Vereinfachung angenommen, daß ein vollständiges Teilfeld auf einer schrägen Spur aufgezeichnet worden ist, die Vorrichtung also zwei Köpfe besitzt. Für die langsame Bewegungswiedergabe, wird die relative Band/ Kopf-Geschwindigkeit reduziert, so daß bei der Wiedergabe das Ablesen der Köpfe auf dem Band horizontaler erfolgt als die tatsächlichen Spuren auf dem Band liegen, so daß einer der beiden Köpfe nur einen Teil der Spur von etwa Teilbild 1, beispielsweise Zeilen 1 bis 50 des Feldes 1, reproduziert. Man sieht also, daß die verschiedenen Teilbilder bitweise reproduziert werden, daß jedoch schließlich jedes Teilbild vollständig reproduziert wird.

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Die Zeilen-Information wird wie oben im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben verarbeitet und in dem Hauptspeichern 22 oder 30 gespeichert, je nachdem welcher von beiden gerade zum Schreiben benutzt wird. Der Zeilenadressengenerator weist zweckmäßigerwexse der empfangenen Information die gleiche Adresse zu wie die zur Bildung des Bildes vorgesehene Information, z.B. Zeilen 1-50 werden die Adressen 1-50 und Zeilen 201-250 werden die Adressen 201-250 zugewiesen, wobei die Speicher graduell, jedoch nicht sequentiell gefühlt werden. Dies ermöglicht, daß die Information sequentiell ausgelesen werden kann. Wie oben im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben, ist es möglich, die Information sequentiell zu schreiben und nicht-sequentiell, jedoch in solcher Weise auszulesen, daß die Zeilen 1 bis 312 am Video-Prozessor sequentiell erscheinen.

Die anzuzeigenden Signale müssen die richtige Folge der Teilbilder umfassen. Unter normalen Betriebsbedingungen wird dies durch geeignete Steuerung der Phase des Video-Rekorders erreicht. Während des schnellen Aufspulens oder während der langsamen Bewegung ist dies nicht möglich. Für die langsame Bewegung ist es nicht zulässig, die Teilfelder 1 und 2 alternativ eine Anzahl von Malen zu zeigen, ehe zu den Teilfeldern 3 und 4 weitergegangen wird, die wieder alternativ gezeigt werden, da dies zu einer Schwingung der bewegten Teile des Bildes führen würde. Das erforderliche Verfahren besteht darin, zwischen einem Signal ähnlich Teilbild 1 und einem Signal, das aus dem Teilbild 1 erzeugt worden ist, abzuwechseln, wobei jedoch die Verflechtung verändert wird. Nach einer Anzahl von Wiederholungen geht man dann zur Information weiter, die aus dem Teilbild 2 erhalten wurde.

Der Video-Prozessor 33 dient dazu, sicherzustellen, daß die zu sendende oder anzuzeigende Information, wo nötig, in der

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richtigen Form vorliegt. Wie dies erreicht wird, wird jetzt im Zusammenhang mit Fig. 4 bis 9 erläutert. Die Beschreibung der Figuren 4 und 5 gilt sowohl für den schnellen Banddurchlauf wie für die langsame Bewegung.

Für die Fig. 4 bis 9 und die nachfolgende Beschreibung wird angenommen, daß das auf dem Band aufgezeichnete und das Videosignal repräsentierende Signal entweder

a) ein Komponenten-Kodierschema ist, in dem die Chrominanz-und Leuchtdichten-Information durch separate auf dem Band aufgezeichnete Wörter geführt wird,

b) oder ein zusammengesetzten Signal z.B. PAL, ist, das auf dem Band aufgezeichnet ist und das bei Wiedergabe so dekodiert wird, daß Komponentensignale erhalten werden, wobei separate Wörter die Chrominanz- und Leuchtdichten-Information enthalten.

Es wird angenommen, daß die Abtaststellen vertikal oder nahezu vertikal übereinander aufgereiht sind, wenn man ein Fernsehbild berücksichtigt.

Diese Annahmen können zu einem Signal führen, bei dem die Abtaststellen sich bei jedem übernächsten Teilbild für ein PAL-Signal wiederholen, und dies wird so angenommen. Fig. 4 zeigt die räumliche Position der Abtastpunkte für eine Anzahl von ein Bild bildenden Zeilen, wobei die Leuchtdichten-Abtastpunkte durch Kreuze dargestellt sind, wobei die Abtastpunkte eines der Chrominanzsignale, z.B. RY (B-G = rot-gelb) durch Kreise dargestellt ist und die Position der anderen Chrominanz-Signal-Abtastpunkte z.B. B-Y (B-G = blau-gelb) durch Rauten dargestellt sind.

Für das speziell gewählte System werden zwei Chrominanzwörter an abwechselnden Stellen der Leuchtdichten-Wörter erzeugt. Offensichtlich können andere Anordnungen verwirklicht werden, bei denen die Chrominanz-Abtastlagen weniger häufig,

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z.B. bei jeder vierten Leuchtdichten-Lage auftreten.

Die Erzeugung einer separaten Chrominanz-und Leuchtdichten-Information kann durch Verwendung einer geeigneten Einrichtung, beispielsweise von Raumfiltern, erreicht werden. Eine solche Einrichtung ist sicherlich bekannt, weitere Information hierzu kann aus I.B.A. Technical Review, Band 8, September 1976 entnommen werden.

Die Zeilen werden entsprechend ihrem Auftreten in einem Bild und nicht entsprechend ihrem zeitlichen Auftreten numeriert. Die Zeilen n-2, η und η + 2 treten in einem Teilbild und n-1, n+1, etc., treten in einem anderen Teilbild auf.

Fig. 5 zeigt das vom Band gewonnene Signalformat nach geeignetem Dekodieren, wenn zusammengesetztes Kodieren benutzt wird, wobei E, ein digitales B-Y-Chrominanzwort, E₁ ein digitales Leuchtdichten-Wort und E ein digitales R-Y-Chrominanzwort repräsentieren. Bequemerweise werden die Chrominanzwörter zusammen mit den gleichliegenden Leuchtdichten-Wörtern benachbart wie in der Figur angegeben angeordnet. Diese werden von der nächsten gleichlagigen Gruppe durch das dazwischenliegende Leuchtdichten-Wort getrennt.

Durch exakte Übernahme wird das gleiche Format für jede Informationszeile gemäß der nachfolgenden Interpolation stets zwischen vertikal verschobenen Wörtern interpoliert sein und wird zu einem Signal des gleichen Formats führen.

Wie oben für langsame Bewegung erläutert, ist es notwendig, daß Teilbild 1 eine Anzahl von Malen zu wiederholen und dann zu verlangsamen und Teilbild 2 eine Anzahl vonMalen zu wiederholen, etc. Man sieht jedoch, daß Teilbild 1 aus

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nur 312 Zeilen besteht, was nur eine Hälfte eines Bildes ist. Der Prozessor 33 muß daher die Information aus dem Teilbild 1 benutzen, um eine Anpassung des Ineinandergreif ens für Teilbild 1 zu schaffen.

Ein Verfahren zur Veränderung des Ineinandergreifens (Zeilensprungs) zeigt Fig. 6. "Man nehme an, daß Teilbild abgezeigt werden soll und daß die gespeicherte Information für das Teilbild 2 Zeilen n-1 und n+1 für das Endbild bildet. Für das Zwischen-Teilbild ist es notwendig, Zeilen n, n+2, etc. des Endbildes zu erzeugen, und dies wird mittels Interpolation der Information erreicht. Wegen dieser Figur läuft die Information von Zeilen n-1 und n+1 in Stufen zu einem Addierer und nach Addition wird das Signal halbiert und kann als Ersatz für die Information aus Zeile η benutzt werden.

Während langsamer Bewegung des Bandes in einigen Teilbildern wird die Information direkt benutzt, und dies läßt die Vertikalauflösung unbeeinträchtigt. Bei den ineinanderverflochtenen Teilbildern wird die Interpolation normalerweise benutzt. Die Interpolationsfunktion zeigt Fig. 7, welche diese beiden Fälle repräsentiert. Wenn ein Mittelwert der beiden Zeilen n-1 und n+1 verwendet wird, wird die vertikale Auflösung beeinträchtigt und diese Veränderung der Auflösung kann störend wirken.

Die Variation der Auflösung kann durch Verwendung einer Einrichtung gemäß Fig. 8a erniedrigt werden, gemäß der die Zeilen n-1, n+1, etc. zu dem untersuchten Teilbild und nicht wie vorstehend zu der Bildzeilennumerierung in Zusammenhang gebracht werden. Gemäß diesem Schema ist es durch geeignete Wahl des Koeffizienten k möglich, die Anordnung so zu treffen, daß die Variation auf Null bei einer speziellen vertikalen Auflösungsfrequenz reduziert

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wird. Unglücklicherweise ist diese Variation nur Null an dieser einen Frequenz und man findet oft, daß die Variation der Auflösung bei anderen Frequenzen bei gewissen Bildern stören kann. Ein besserer Kompromiß kann durch Beeinträchtigen der vertikalen Auflösung zu allen Zeitpunkten erhalten werden, wenn die langsame Bewegung abläuft, und dies kann durch Interpolation der Zeilen n+1, η und n+2 des untersuchten Teilbildes gemäß Fig. 8b erreicht werden, was anstelle der Zeile η benutzt wird, wenn die Interpolation nicht theoretisch erforderlich ist, und das Schema gemäß Fig. 8a könnte verwendet werden» wenn es erforderlich ist. Eine geeignete Wahl der Koeffizienten j und k kann zu annehmbaren Ergebnissen führen.

Fig. 9 zeigt die sich ergebende Interpolationsfunktion, und diese kann als das Äquvalent der Zeitbereichs-Ansprechcharakteristik auf einen Einheitsimpuls betrachtet werden.

Die vorstehende Beschreibung bezog sich auf ein Gerät mit Streifenaufzeichnung; ein Gerät mit segmentierter Aufzeichnung arbeitet jedoch in gleicher Weise. Der Hauptunterschied besteht darin, daß die dem Speicher zugeführten Zeilenblöcke eine kleinere Anzahl von Zeilen enthalten, jedoch würde schließlich jedes Teilbild in dem Speicher gespeichert werden.

Bei dem schnellen Aufspulen des Bandes zum Zwecke des Redigierens sind die Anforderungen recht unterschiedlich zu

jenen für die vorstehend erläuterte langsame Bewegung bzw. langsames Aufspulen. Während der Betriebsmodus für das langsame Bewegen so eingerichtet ist, daß ein Bild von für die Übertragung hinreichend guter Qualität erzeugt wird, dient der schnelle Aufwickelmodus nur für Arbeitszwecke, für die es oft nicht notwendig ist, Farbe zu zeigen. Es hat

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sich daher ergeben, daß der Video-Prozessor unter diesen Umständen praktisch weggelassen werden kann.

Bei langsamer Bewegung bedeutet die Veränderung der ReIativ-Geschwindigkeit Band/Kopf, daß nur Teile der Spuren wiedergegeben werden. Für ein Gerät mit Streifenaufzeichnung ist die Geschwindigkeit des schnellen Aufwickeins nicht wichtig, für ein Gerät mit segmentierter Aufzeichnung kann es jedoch notwendig sein, mit einer speziellen Geschwindigkeit aufzuwickeln, um die Bildqualität zu optimieren. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf ein Gerät mit segmentierter Aufzeichnung. Für europäische Fernsehnormen werden sechs Durchläufe/Teilbild verwendet und für die Fernsehnorm der Vereinigten Staaten von Amerika werden fünf Hinläufe/Teilbild benutzt. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf ein Gerät mit sechs Durchläufen pro Teilbild, und es ist leicht erkennbar, in welcher Weise sich davon ein Gerät mit fünf Durchläufen pro Teilbild unterscheiden wird.

Nimmt die Relativgeschwindigkeit Band/Kopf zum Zweifachen des Normalwertes an und daß der erste Kopf mit Beginn der vom ersten Kopf aufgezeichneten Spur mit dem Durchlauf beginnt, dann fehlen die Aufzeichnungskopf-Durchläufe 2,4,6 des Teilbildes 1, das bewirkt, daß Teile des Endbildes fehlen. Dies ist an sich nicht schlimm, soweit der Betrachter davon betroffen ist, weil der fehlende Teil oder die fehlenden Teile des Bildes für ihn unwichtig sein können. Es hat sich jedoch ergeben, daß das Aufwickeln mit der siebenfachen Geschwindigkeit gegenüber dem Normalwert ein annehmbares Bild für das Redigieren erzeugt. Das Bild selbst besteht aus einer Anzahl von horizontalen Bändern mit gestörten Rändern, es ist jedoch ein vollständiges Bild vorhanden. Das Rauschen kommt von benachbarten Bändern, die von anderen Teilbildern stammen. Im einzelnen nehme man wieder an, daß der erste Kopf so angeordnet ist,

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daß er mit dem Durchlauf in der Mitte des aufgezeichneten Kopfdurchlaufs 1 beginnt. Der erste Kopf erzeugt eine Information von etwa Zeilen 1 bis 40 des Teilbilds 1; der nächste Kopf wird Kopfdurchlauf 2 des Teilbildes 2 durchlaufen und Zeilen 41 bis 80 des Teilbildes 2 erzeugen; der nächste Kopf wird Kopfdurchlauf 3 des Teilbildes 3 durchlaufen und Zeilen 81 bis 120 des Teilbildes 3 erzeugen, etc.

Der Speicher wird somit Information für jede Zeile des Endbildes enthalten, es wird jedoch kein vollständiges Teilbild vorhanden sein, so daß das Fehlen von Farbe und anderer Probleme entstehen, die jedoch für das Redigieren in keiner Weise kritisch sind.

Für den langsamen Bewegungsmodus ist es notwendig, daß, wenn er übertragen werden soll, die langsame Bewegung mit der vorhandenen Sendung synchronisiert wird. Dies wird durch Benutzung der Teilbild-Referenzdaten erreicht, die dem Video-Prozessor 33 zugeführt werden, und ermöglicht, daß die langsame Bewegung mit der Sendung ununterscheidbar gemischt wird, indem die langsame Bewegung bis zu einer Zeile oder bis zu einem Halbbild oder mehr verzögert wird.

Die Benutzung der Vorrichtung als Synchronisierer ist nicht auf die Fälle beschränkt, die mit der langsamen Bewegung zusammenhängen. Irgend zwei Übertragungen oder Sendungen können synchronisiert werden und die vorstehende Einrichtung arbeitet schneller als vorhandene Einrichtungen, weil jede Sendung ihre identifizierten individuellen Zeilen und Teilbilder hat und daher keine Notwendigkeit dafür besteht, auf einen speziellen Punkt in einer Sendung zu warten, bevor man weiß, welche Verzögerung eingeführt werden soll, um die beiden Sendungen in annehmbarer Weise aufeinander abzustimmen.

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Insgesamt wurde ein Verfahren und eine Einrichtung für digitale Fernsehvideosignale beschrieben, die es ermöglichen, daß aufgezeichnete Information mit einer Vorrichtung mit spiraligem Ablesen und entweder Streifenaufzeichnung oder segmentier Aufzeichnung mit einer Geschwindigkeit wieder angezeigt werden kann, die sich von der Geschwindigkeit unterscheidet, mit der die Information aufgezeichnet worden war. Die sich auf jede Videozeile beziehende Information ist mit Kodes verstehen, die sowohl die individuelle Zeile wie das Teilbild identifizieren. Die Zeileninformation dient zur Schaffung entweder'der Schreibadressen oder der Leseadressen deif- Information in einem Speicherprozeß und ermöglicht, daß das Bild rekonstruiert werden kann.

Die Einrichtung kann auch als Synchronisierer für zwei Sendeprogramme verwendet werden, wobei die Geschwindigkeit der ein-und ausgehenden Information die gleiche ist, wobei jedoch der Speicherprozeß dazu dient, eine elastische und anpaßbare Verzögerung zu erzeugen.

Im übrigen stellen die beigefügten Zeichnungen selbständige Offenbarungsmittel der Erfindung dar, so daß Unklarheiten oder Lücken aus der Beschreibung aus dem Offenbarungsgehalt der Zeichnungen ergänzt werden können.

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Claims

INDEPENDENT BROADCASTING AUTHORITY, 70 Brompton Road, London SW 3 1EY, England

Verfahren und Einrichtung zum Zusammensetzen von ein Fernsehbild repräsentierenden digitalen Daten

Patentansprüche

Verfahren zum Zusammensetzen von ein Fernsehbild repräsentierenden digitalen Daten, bei dem eine Videozeile repräsentierende digitale Wörter, ein jede Videozeile charakterisierender digitaler Kode sowie ein das die Zeile enthaltende Teilbild charakterisierender digitaler Kode erzeugt werden, die digitalen Kodes und die digitalen Wörter für jede Videozeile kombiniert werden, die digitalen Wörter zeilenweise bis zu einer Anzahl von Zeilen gespeichert werden, die wenigstens gleich der Anzahl von Zeilen ist, die in einem Teilfeld gespeichert worden sind, und bei dem die digitalen Wörter ausgelesen werden.

HZ/gs

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Wort so aufgespalten wird, daß der das Teilbild repräsentierende Kode von den digitalen Wörtern separat gespeichert wird, wobei der die Zeile repräsentierende digitale Kode als Adresse für die gespeicherten digitalen Wörter verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierten digitalen Kodes und die digitalen Wörter auf einem Magnetband mittels spiraliger Aufzeichnung aufgezeichnet werden.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Information auf dem Magnetband mit einer Geschwindigkeit abgespielt wird, die von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit verschieden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Geschwindigkeit abgespielt wird, die kleiner ist als die Aufzeichnungsgeschwindigkeit, wodurch ein langsames Bewegungsbild erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Wörter in einem Speicher zeilenweise in einer ersten Reihenfolge eingeschrieben und aus dem Speicher zeilenweise in einer anderen, zweiten Reihenfolge ausgelesen werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reihenfolge derart gewählt wird, daß die eine Zeile repräsentierenden digitalen Wörter in den Speicher bei einer Adresse eingeschrieben werden, die ihre Stellung in dem Endbild repräsentiert, und daß sequentiell ausgelesen wird.

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8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reihenfolge als Sequenz gewählt wird und daß die zweite Reihenfolge durch die Stellung der Zeile in delm sich ergebenden Bild charakterisiert ist.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgelesenen Wörter durch einen Videoprozessor (33) zur Interpolation der ein Video-Teilbild repräsentierenden Information geführt werden, um das Zwischen-Teilbild zu erzeugen.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Geschwindigkeit ausgelesen wird, die größer als die Aufzeichnungsgeschwindigkeit ist.
11. Einrichtung für ein digitales Videosystem, vorzugsweise zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer ersten Kodiereinrichtung, die eine Videozeile repräsentierende Digitalwörter erzeugt, mit einer zweiten Kodiereinrichtung, die einen jede Videozeile charakterisierenden Digitalkode erzeugt; mit einer dritten Kodiereinrichtung, die einen jedes die Videozeilen, die von der zweiten Kodiereinrichtung kodiert werden, enthaltende Teilbild charakterisierenden digitalen Kode erzeugt, mit einer Verknüpfungseinrichtung, die die digitalen Kodes und die digitalen Wörter für jede Videozeile kombiniert, mit einer Speichereinrichtung (22,30) zum Speichern der digitalen Wörter, welche eine Anzahl von Zeilen repräsentieren, die wenigstens gleich der Anzahl in einem Videoteilbild ist, sowie mit einer Ausleseeinrichtung, die das Auslesen der digitalen Wörter gestattet.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein separater Speicher (29,35) für die Video-Teilbilder repräsentierenden digitalen Kodes vorgesehen ist, daß eine

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Schreibeinrichtung (24,36) zum Einschreiben der digitalen Wörter in den ersten Speicher (22) vorgesehen ist, welche auf die die Videozeilen repräsentierenden digitalen Kodes anspricht.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine spiralige Abtasteinrichtung (20) für das Aufzeichnen der kombinierten digitalen Wörter und digitalen Kodes auf ein Magnetband vorgesehen ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wiedergabeeinrichtung (21) zum Wiedergeben der aufgezeichneten Wörter und Kodes für eine Geschwindigkeit vorgesehen ist, die sich von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit unterscheidet.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabeeinrichtung mit einer geringeren Geschwindigkeit als die Aufzeichnungsgeschwindigkeit abliest, und daß ein Videoprozessor (33) zur Interpolation eines Video-Teilbides zur Gewinnung des Zwischen-Teilbildes vorgesehen ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schreib-Adressengenerator mit dem Speicher zum Einschreiben der digitalen Wörter in den Speicher in einer ersten Reihenfolge sowie ein Lese-Adressengenerator vorgesehen sind, der das Auslesen der digitalen Wörter aus dem Speicher in einer von der ersten verschiedenen, zweiten Reihenfolge ermöglicht.

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