DE2903926A1 - Verfahren und einrichtung zum zusammensetzen von ein fernsehbild repraesentierenden digitalen daten - Google Patents
Verfahren und einrichtung zum zusammensetzen von ein fernsehbild repraesentierenden digitalen datenInfo
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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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-τ
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.
909832/0690
Claims (16)
- INDEPENDENT BROADCASTING AUTHORITY, 70 Brompton Road, London SW 3 1EY, EnglandVerfahren und Einrichtung zum Zusammensetzen von ein Fernsehbild repräsentierenden digitalen DatenPatentansprücheVerfahren 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/gs909832/0690
- 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.909832/0690
- 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 eine909832/0890-A-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.909832/0690
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