DE2935280C2

DE2935280C2 - Videoaufnahme - und Wiedergabesystem

Info

Publication number: DE2935280C2
Application number: DE2935280A
Authority: DE
Inventors: Masaya Yokohama Kanagawa Maeda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1979-08-31
Publication date: 1988-04-14
Also published as: JPS5534547A; DE2935280A1; JPS6244468B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Videoaufnahme- und Wiedergabesystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 26 02 420 ist ein derartiges Videoaufnahme- und Wiedergabesystem bekannt, bei dem aufgezeichnete Videosignale zur Erzeugung eines Vollbild-Videosignals zweifach abgegeben werden. Hierzu werden zunächst die ankommenden Videosignale unter Unterdrückung eines Teils derselben alternierend in zwei Speicher eingeschrieben, aus denen sie dann abwechselnd für die Aufzeichnung auf einem Magnetband mit halber Taktfrequenz, d. h. mit verdoppeltem Zeitintervall und halbierter Frequenz, ausgelesen werden. Für die Wiedergabe der aufgezeichneten Signale ist ein zum Aufzeichnungssystem im wesentlichen komplementäres Wiedergabesystem vorhanden, das ebenfalls mit zwei alternierend Einschreib- und Auslesevorgiingen unterzogenen Speichern arbeitet, wobei zur Signalvcrdoppe-

50 lung zusätzliche Rückkopplung.sschleifen vorgesehen sind. Über diese Rückkopplungsschleifen werden die aus den Speichern ausgelesenen Signale erneut in die Speicher eingegeben, so daß jeder Speicherwert zwcifach für eine Wiedergabe bereitgestellt wird. Für diese Art der Signalverarbeitung und -aufbereitung ist allerdings erheblicher schaltungs- und steuerungstechnischer Aufwand erforderlich.

Weiterhin ist aus der US-PS 38 82 539 ein Aufzcichnungssystem bekannt, bei dem die Nachteile beseitigt werden sollen, die bei der Bildsprungtechnik, d. h. bei der Unterdrückung zumindest jedes zweiten Vorlagcnbilds auftreten und in entsprechendem Informalionsvcr- ;ust b>:w. in deutlich wahrnehmbaren Verzerrungen schneller Bewegungen bestehen. Zur Beseitigung dieser Nachteile werden beispielsweise mittels einer Speicherröhre zunächst jeweils zwei Vorlagenbilder einander überlagert und das überlagerte Summenbild aufgezeichnet. Durch die Zusammenfassung jeweils zweier Vorlagenbilder zu einem resultierenden Summenbild wird jedoch nicht nur der Aussagegehalt und der Kontrast jedes der beiden Vorlagenbilder beeinträchtigt, sondern es ist auch zur Durchführung dieser Arbcilsschritte großer schaltungstechnischer Aufwand notwcndig.

Darüber hinaus offenbart die US-PS 33 59 365 ein Aufzcichnungs- und Wiedergabesystem, bei dem nur ein Bruchteil der seriell ankommenden Videosignale magnetisch aufgezeichnet und zur Bildung eines zusammengesetzten Wiedergabcsignais die Magnetspuren mit entsprechender Häufigkeit mehrfach abgetastet werden. Über die Art der Erzeugung der Videosignale sind dieser Druckschrift keine näheren Angaben entnehmbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Videoaufnahme- und Wiedergabesysiem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I zu schaffen, das sich sowohl hinsichtlich der ßildaufnchmcrcinrichtung als auch hinsichtlich der Wiedergabevorrichtung durch verhältnismäßig geringen Aufwand auszeichnet

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen System gelangt somit ein !•'cstkörpcr-Bildaufnchmcr zum Einsatz, dessen Abtastzeilcnanzahl im wesentlichen gleich der Anzahl der Rastcrlinicn eines Fernseh-Halbbilds ist, das heißt beispielsweise 300 beträgt, und der somit wirtschaftlich herstellbar ist. Die erzeugten Halbbild-Videosignale werden hierbei derart aufgezeichnet, daß unter Sichcrstellung einer sehr guten Wiedergabe ein herkömmliches, für eine Langzcitbildaufzeichnung geeignetes Vidcomagnetbandgcrät Verwendung finden kann. Damit ist ein System geschaffen, das sowohl hinsichtlich der Fernsehkamera als auch bezüglich des Magnetbandgeräts nur sehr geringen Aufwand erfordert und folglich wirtschaftlich bercitsiellbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüchc.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Ikv.iignahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zcigi

Fig. I den allgemeinen Aufbau des Vidcoatifniihme- und Wicclcrgabcsystcms.

F i g. 2 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung eines Atisfühningsbeispicls der bei dem System verwundeten Fernsehkamera.

Fig. 3 eine schcmatisehe Ansicht eines für das beschriebene System verwendbaren Vidcomagnctbundgc-

Fig.4 den wesentlichen Abschnitt der elektrischen Schaltung des in F i g. 3 gezeigten Videomagnetbandgcräls,

Fig.5 die Lage der Aufzeichnungsspuren auf dem Magnetband und

Fig.6 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der einen Bestandteil des beschriebenen Systems bildenden Fernsehkamera.

F i g. 1 zeigt ein Videoaufnahme- und Wiedergabesystem mit einer Fernsehkamera 1, einem Videomagnetbandgeräl (VTR)2 als Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät und einem Fernsehbildempfänger 3 als BiIdsichteinrichtung. Die Fernsehkamera 1 enthält eine eine Bildaufnehmeroptik 6 aufweisende Bildaufnehmereinrichtung 7 zum Abtasten des Objektbildes, das mit Hilfe der einen Festkörper-Bildaufnehmer enthaltenden Bildaufnehmeroptik 6 erzeugt wird, und eine Verarbeilungsschaltung 8 zum Verarbeiten und Erzeugen der abgetasteten Bildsignale. Das Videomagnetbandgerät 2 enthält eine Bandkassette 11. einen Aufzeichnungs- und Wiedergabeteil 9 mit Bandführungstrommel, Magnclköpfen usw. und eine Bedienungstastatur 10 und ist über ein Verbindungskabel 4 mit dem Ausgang der Fernsehkamera 1 verbunden, so daß die Bildsignale von der Fernsehkamera 1 auf herkömmliche Weise auf ein Magnetband 12 aufgezeichnet werden. Der Fernsehbildempfänger 3 ist mit dem Videomagnetbandgerät über ein Verbindungskabel 5 verbunden, so daß aui einem Bildschirm 13 des Fernsehbildempfängers 3, z. B. einer Kathodenstrahlröhre, ein dem auf dem Magnetband 12 aufgezeichneten Bildsignal entsprechendes Bild darstellbar ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Systems unter Bezugnahme auf die Fig.2 bis 5 näher beschrieben. Die Fernsehkamera enthält einen Festkörper-Bildaufnehmer 51 in Form eines CCD- oder MOS-Bildsensors mit z. B. 250 · 3(XJ Elementen. Eine Steuerschaltung 52 neuen den Fcstkörper-Bildaufnchmcr 51 entsprechend dem von einem Synchronisiersignalgencrator 56 erzeugten Standardiaktsignal. Eine Videosignalaufbereitungsschaltung 53 vcrarbeiict die Abtastsignaicdes Festkörper-Bildaufnehmers 51 zu Videosignalen. Ein analoges UND-Glied 54 (Analogschalier) verbindet den Ausgang der Vidcosignalairfbercitungsschaltung 53 während jedes zweiten Halbbildes, d. h. für ein Halbbild mit einer Periode von 2 Halbbildern entsprechend einem Steuersignal CNTW gemäß Fig. 2 mil einer Ausgangsschaltung 55.

Bei dein beschriebenen System wird die Bildaufnahmcflächc des Fcstkörpcr-Büdaufnehmers 51 mit Hilfe der Steuerschaltung 52 mil einer Frequenz von 60 Hz wiederholt abgetastet, wobei entsprechend dem Steuersignal CNT11 des Synchronisiersignalgcnerators 56 das UND-Glied 54 den Ausgang der Videosignalaufbereitungsschaltung 53 für die Dauer eines Halbbildes mit einer Periode von zwei Halbbildern mit der Ausgangsschaltung 55 verbindet, an deren Ausgang somit nur den ungeradzahligen oder geradzahligen Halbbildern entsprechende Signale für ein Halbbild gemäß dem Standardfernsehsystem erscheinen.

Im folgenden wird anhand der Fig. 3 bis 5 die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung crläutcri, die zusammen mit der oben beschriebenen Fernsehkamera das Videoaufnahme- und Wicdergabesyslcm bildet. Dabei wird lediglich der Aufbau des Aufzeichnungs- und Wiedergabeteils erläutert, da der Aufbau der anderen Teile der gleiche ist wie bei herkömmlichen Videomagnetbandgeräten. Die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung entspricht dabei derjenigen von für die Langzeitbildaufzeichnung verbesserten Bandgeräten gemäß dem japanischen Standardvideocode.
Die F i g. 3(a) und (b) zeigen einen ersten Hauptmagnetkopf 57 für die Aufzeichnung und Wiedergabe und einen zweiten Hauptmagnetkopf 58 (F i g. 3(b)), der dem ersten Hauptmagnetkopf 57 um 180° gegenüberliegt. Ein ausschließlich für die Wiedergabe bestimmter Hilfsmagnetkopf 59 ist in der Nähe des zweiten Hauptnagnetkopfes 58 derart angebracht, daß er ein Magnetband 72 unmittelbar nach dessen Abtastung durch den ersten Hauptmagnetkopf 57 abtastet, wenn die Geschwindigkeit des Magnetbandes 72 in Richtung B mit Hilfe einer Bandantriebsachse 64 und einer Andrückrolle 65 auf dem halben Wert der normalen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeschwindigkeit gehalten wird. Dabei sind die Magnetköpfe 57, 58 und 59 auf einer Scheibe 60 montiert, die durch einen Kopfantriebsmotor 63 in Richtung des Pfeils A angegeben wird und drehbar zwischen den festgestellten oberer und unteren Bandführungszylinder 61 und 62 gemäß F i g. 3(b) eingefügt ist. Das Magnetband 72 wird mit Hilfe von Bandführungsrollen 66 und 67 um annähernd die Hälfte des Umfang* der beiden Zylinder 61 und 62 gelegt. In F i g. 3{a) bezeichnen 68 und 69 weitere Bandführungsrollen, 70 einen Entmagnetisierungskopf für die gesamte Breite des Bandes, 71 einen Tonkopf und 66a einen Bandantriebsmotor.

jo Im folgenden wird der Aufbau der elektrischen Schaltung der Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung anhand F i g. 4 näher erläutert.

Eine Aufnahmeschaltung 73 wandelt die Videosignale der Fernsehkamera in magnetisch aufzeichenbare Si-

j5 gnale um, wobei beim Aufzeichnen der Bildsignale Schalter 74 und 75 z. B. über die Bedienungstastatur 10 in eine Stellung a gelegt werden, so daß der Ausgang der Aufnahmeschaltung 73 über die Schalter 74 urul 75 und Drehübertrager 76 und 77 mit dem ersten und zweiten Hauptmagnetkopf 57 und 58 verbunden ist. Auf diese Weise wird bei normaler Aufzeichnung während einer halben Umdrehung des ersten und zweiten Haupimagnetkopfes 57 und 58 jedes Halbbiidsigna! magnetisch auf jede Spur des Magnetbandes 72 puf herkömmliehe Weise aufgezeichnet. Eine Wiedergabeschaltung 80 formt das mit dem ersten und zweiten Hauptmagnetkopf 57 und 58 oder dem Hilfsmagnetkopf 59 vom Magnetband 72 wiedergegebene Signal in ein Bildsignal um. Analogschalter 81 und 82 schalten die Eingangssi-

■50 gnale der Wiedergabeschaltung 80 für jedes zweite Halbbild zwischen dem Wiedergabesignal des ersten und dem des zweiten Hajptmagnetkopfes 57 bzw. 58 oder dem des Hilfsmagnetkopfes 59 um, wobei sie jeweils von Signalen CNT'12 und CNT \3 einer Impulses steuerschaltung 83 gemäß F i g. 4 gesteuert wt rden. 78 bezeichnet einen Drehübertrager für den Hilfsmagnetkopf 59. Ein Schalter 79 schaltet das Eingangssignal des Analogschalters 82' "om Ausgangcsignal des Drehübertrager 77 (d. h. dem Wiedergabesignal des zweiten

bo Hauptmagnetkopfes 58) auf das des Drehübertragers 78 (d. h. dem Wiedergabesignal des Hilfsmagnetkopies 59) bei der Wiedergabe um, wobei das Umschalten des Schalters 79 z. B. über die Bedienungstastatur 10 erfolgt.

b5 Eine Impulscrzeugerschaltung 84 erzeugt mit Hilfe des Kopfantriebsmotors 63 von der Umdrehung der Scheibe 60 abhängige Impulse. Eine Impulserzeugerschaltung 85 erzeugt in Übereinstimmung mit dem

Steuersignal CNTW desSynchronisiersignalgenerators 56 der Fernsehkamera in Fig. 7 alle ¹A₁₀s Impulse. Ein Schalter 86 dient zur Auswahl zwischen den Ausgängen der Impulscrzeugerschaltungcn 84 und 85. Kine Motorregelschaltung 87 regelt den Kopfantriebsmotor 63 nach Maßgabe der durch den Schalter 86 gewählten Impulse. Die Impulssteuerschaltung 83 erzeugt die Steuerimpulse CNT\2 und CNT13 in Abhängigkeit von den von der Impulserzeugerschaltung 84 gelieferten Impulsen. Der Schalter 86 kann z. B. über die Bedienungstastatur 10 umgeschaltet werden.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Systems, bei dem die vorstehend erörterte Aufzeichnungs und Wiedergabeeinrichtung mit der anhand der Fig. 2 erläuterten Fernsehkamera kombiniert ist, näher erläutert.

Bei der Aufzeichnung des Bildsignales befinden sich alle Schalter 74,75 und 86 der Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung in Schaitsteiiung a. werden nun von der Fernsehkamera die Bildsignale für ein Halbbild mit einer Periode von zwei Halbbildern erzeugt, so werden die Aufzeichnungssignale der Aufnahmeschaltung 73 über die Schalter 74 und 75 und die Drehübertrager 76 und 77 an den ersten und zweiten Hauptmagnetkopf 57 und 58 übertragen. Hierbei dreht sich die Scheibe 60 in Abhängigkeit von den Taktimpulsen, die über den Schalter 86 von der Impulserzeugerschaltung 85 übertragen werden, mit genau i800 U/min dreht, wobei die Motorregelschaltung 87 die Drehzahl und Drehphase des Kopfantriebsmoiors 63 derart regelt, daß der erste Hauptmagnetkopf 57 einer Aufnahmespur des Bandes folgt. Gleichzeitig wird mit der Bandantriebsachse 64 und der Andrückrolle 65 die Geschwindigkeit des Bandes 72 auf dem halben Wert der normalen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeschwindigkeit gehalten. Dadurch wird erreicht, daß die Signale nur vorn ersten riaupirnagneiküpf 57 aufgezeichnet wt-fuen, gcmäu dem in Fig. 5 gezeigten Aufzeichnungsschema. Dort werden die Signale auf einer Spur 72/4 aufgezeichnet, während eine Spur 72ßohne Signal ist.

Bei der Wiedergabe der nach dem obigen Schema auf das Band 72 aufgezeichneten Bildsignale befinden sich die Schalter 74, 75, 79 und 86 in der Schaitsteiiung b. Dadurch bleibt der Ausgang des zweiten Hauptmagnetkopfes ohne Wirkung. Während sich die Scheibe 60 nach Maßgabe der Taktimpulse der Impulserzeugerschaltung 84 mit genau 1800 U/min dreht, regelt die Motorregelschaltung 87 die Drehzahl und die Drehphase des Kopfantriebsmotors 63 so, daß der erste Hauptmagnetkopf 57 der aufgezeichneten Spur 72/4 auf dem Band für V₆₀ s folgt, während der Analogschalter 81 entsprechend dem Steuersignal CNT12 der Impulssteuerschaltung 83 durchgeschaltet ist, und der Hilfsmagnetkopf 59 für '/_w s. während der Analogschalter 82, der entsprechend Steuersignal CNTM der Impuissteuerschaltung 83 durchgeschaltet ist, der Spur 72Λ folgt, die soeben den ersten Hauptmagnetkopf 57 passiert hat. Die Bandgeschwindigkeit ist dabei die gleiche wie bei der Aufzeichnung. Somit werden bei der Wiedergabe die aufgezeichneten Signale der Spur 72/4 des Bandes 72 mit dem Hauptmagr.etkopf 57 und dem Hilfsmagnetkopf 59 zweifach wiedergegeben, so daß die Wiedergabeschaltung 80 die Zeilensprung-Fernsehsignale für zwei Halbbilder je Vollbild, d. h. in Form normgerechter Vollbild-Videosignale erzeugt Bei Anschluß des Fernsehbildempfängers 3 an die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung wird somit ein normales Wiedergabebild gezeigt.

Man erkennt, daß this Videoaufnahme- und Wiedergabesystem die Möglichkeit bietet, die Fernsehkamera einfach zu gestalten, indem ein I'estkörpcr-Bildaufnchmcr mit einer geringen Anzahl von Bildelcmcntcn benulzl wird, wobei das Ausgangssigna! bei der Wiedergabe vollkommen dem des Standardfernschsystcms entspricht. Das hciüt, obwohl sich das Ausgangssignal der Kamera von dem des herkömmlichen Standardsystems unterscheidet, wird mit Hilfe des Videomagneibandgc-

K) räts ein volles Fernsehbild erzielt. Damit ist ein kompaktes und wirtschaftliches System erreicht.

Darüber hinaus wird bei der Fernsehkamera gemäß Fig. 2 der Fcstkörpcr-Bildaufnchmer 51 durch die Steuerschaltung 52 mit tier der Halbbildfrcquenz ent-

n sprechenden Frequenz von bO Hz wiederholt angesteuert. Gleichzeitig wird das analoge UND-Glied 54 durch das Steuersignal CNTW des Synchronisicrsignalyenc· rators 56 gesteuert, so dall es die Bildsignale für ein Halbbild mit einer Periode von zwei Halbbildern er-

zeugt.

Gemäß I·" i g. b wird das Steuersignal CNT11 von einem Synchronisicrsignalgencrator 56' an eine Steuerschaltung 52' gegeben, so daß die Steuerschaltung 52' den I'estkörpcr-Bildaufnehmcr 51 mit der Periode von

2^r> 2 Halbbildern, entsprechend 30 Hz, intermittierend ansteuert, wodurch die Bildsignale für ein Halbbild intermittierend mit einer Periode von zwei Halbbildern erzeugt we.TJcn können. Darüber hinaus ist im Vergleich mit der Fernsehkamera gemäß F i g. 2 bei der Fcrnseh-

jo kamera gemäß Fig.6 kein analoges UND-Glied54 notwendig, was den Aufbau der Kamera vereinfacht. Zusätzlich kann die Zeil von '/«> s, während der der Festkörpcr-Bildaumchmcr 51 nicht angesteuert wird, als Bildsignal-Intcgrationszcit für den Fcstkörper-Bildauf-

ji nchmer 51 genutzt werden, so daß der dynamische Bereich der Fernsehkamera vergrößert werden kann.

ZiisarnfMcngefäui weis; c'ie Fernsehkamera einen Fcstkörpcr-Bildaufnchmer ohne Zeilcnsprung-Bildabtastung auf und gibt die Bildsignale, die durch eine Abtastung der Objektabbildung erhalten werden, intermittierend in Form von llalbbildsignalen für jedes zweite Halbbild, d. h. mit der Periode von zwei Halbbildern, ab. Die Aufzeichnungs- und Wicdergabccinrichtung zeichnet die von der Fernsehkamera erzeugten intermitlicrcndcn Halbbildsignalc auf die entsprechenden Aufzeichnungsspuren des Aufzeichnungsmediums auf. Bei der Wiedergabe werden die aufgezeichneten Halbbildsignalc der entsprechenden Spuren zweifach wiedergegeben, wodurch passende Bildsignale für das Standardfernschsystem mit dem normalen 2: 1 Ze^:lensprung-Abtastsystem entstehen. Wird somit ein herkömmliches Fcrnsehbildcmpfangsgerät des Standardfcrnsehsystems an die Aufzeichnungs- und Wiedergabccinrichtung angeschlossen, so wird die erforderliche 2 : !-Zeilensprungabtastung wiedergegeben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Videoaufnahme- und Wiedergabesystem, bei dem ein Vollbild aus zwei Halbbildern zusammengesetzt wird und das eine einen matrixförmigen Festkörper-Bildaufnehmer aufweisende Bildaufnehmereinrichtung zum Erzeugen von Bildabtastungen entsprechenden Ausgangssignalen, eine Verarbeitungsschaltung für den Empfang der Ausgangssignale der Bildaufnehmereinrichtung und für die Erzeugung von Halbbild-Videosignalen, in denen jedes zweite Halbbild unterdrückt wird, eine Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen der von der Verarbeitungsschaltung erzeugten Halbbild-Videosignale ι·ϊ und eine Wiedergabevorrichtung aufweist, die zur Erzeugung von Vollbild-Videosignalen jedes aufgezeichnete Halbbild-Videosignal zweifach abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von horizoDtaJen Abtastzeilen des Festkörper-Bildaufnehmers (51) im wesentlichen gleich der Anzahl horizontaler Rasterlinien eines Fernseh-Halbbilds ist, daß die von der Verarbeitungsschaltung (54,56) mit normgerechter Zeitbasis abgegebenen Halbbild-Videosignale durch ein an sich auch zur Aufzeichnung eines vollständigen normgerechten Videosignals geeignetes Schrägspur-Videomagnetbandgerät mit gegenüber der normalen Bandgeschwindigkeit auf die Hälfte verringerter Bandgeschwindigkeit aufgezeichnet werden, und daß das Bandgerät jo einen zusätzlichen Hilfsmagnetkopf (59) aufweist, mit dem bei der ebenfalls bei hi '.ber Bandgeschwindigkeit erfolgenden Wiedergabe die gerade von einem Hauptmagnetkopf (57) abgf astete Spur abgetastet wird, derart, daß durch Zusammensetzung der abgetasteten Signale ein normgerechtes Vollbild-Videosignal erhalten wird.

2. Videoaufnahme- und Widergabesystem nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die Vcrarbeitungsschaltung (53, 54, 56) jedes zweite Halbbild selektiert.

3. Videoaufnahme- und Wiedergabesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper-Bildaufnehmer (51) nur während jeder ersten Halbperiode für das Auslesen eines Halbbilds arigcsteuert wird.