DE3039871C2 - Signal-Zeitdehner für das Schneiden von Bildplatten - Google Patents

Description

2. Zeitdehner nach Anspruch 1, wobei das teilbildredundante Videosignal eine Leuchtdichtekomponente enthält, die ein erstes Band von Frequenzen belegt, und eine Farbartkomponente, die ein zweites Band von Frequenzen belegt, das im wesentlichen an das erste Frequenzband angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Codiereinrichtung (20) vorgesehen ist, um die Farbartkomponente des Videosignals an eine vorbestimmte Stelle innerhalb des ersten Frequenzbandes zu verlegen, und daß die Codiereinrichtung zwischen dem Bandrecorder (10) und der Speichereinrichtung (16) angeordnet ist, um eine Bandbreitenänderung des teilbildredundanten Videosignals vor dem Einspeichern der ausgewählten Teilbilder in die Speichereinrichtung durchzuführen.

3. Zeitdehner nach Anspruch 1, wobei der Bandrecorder von einem Typ ist, der eine Korrektureinrichtung enthält, die beim besagten Wiedergabebetrieb die Vertikalsynchronisierungs- und die Farbphase des teilbildredundanten Videosignals modifiziert, um sie in Einklang mit einer vorbestimmten Fernsehnorm zu bringen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die den Betrieb der genannten Korrektureinrichtung wahlweise unwirksam macht, so daß jede Gruppe redundanter Teilbilder des Videosignals mindestens ein Teilbild enthält, das als Element in eine mit der vorbestimmten Fernsehnorm im Einklang stehende Teilbildfolge paßt

4. Zeitdehner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die das Teilbild-Identifizierungssignal aus einem vom Bandrecorder (10) erzeugten Teilbildfolge-Korrektursignal ableitet

5. Zeitdehner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

einen Zeitsignalgeber (12) zur Lieferung eines Zeitsteuersignals an den Bandrecorder (10);
einen Eingangstaktgeber (14), der ebenfalls auf das Zeitsteuersignal anspricht, um Schreibtaktsignale für die Speichereinrichtung (16) zu erzeugen;

einen Frequenzteiler (32), der die Frequenz des Zeitsteuersignals durch eine den Redundanzwert des teilbildredundanten Videosignals entsprechende Zahl teilt;

einen Ausgangstaktgeber (34), der auf ein Ausgangssignal des Frequenzteilers anspricht, um Lesetaktsignale für die Speichereinrichtung (16) zu erzeugen.

6. Zeitdehner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines Geschwindigkeits-Steuersignals mit einer Zeitsignalkomponente, die umgekehrt proportional dem Redundanzwert des teilbildredundanten Videosignals ist und der Antriebsvorrichtung für den Drehteller einer Schneidemaschine (48) für Bildplatten-Matrizen anlegbar ist

7. Zeitdehner nach Anspruch 1, wobei die Speichereinrichtung von einem Typ ist, der nur Bildinformationen speichert, gekennzeichnet durch eine Burst- und Synchronsignal-Addierschaltung, die dem nichtredundanten Videoausgangssignal reduzierter Bandbreite Burst- und Synchronsignale hinzufügt, deren Frequenz und zeitliches Auftreten entsprechend dem Redundanzwert bestimmt ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zeitdehner, wie er im Hinblick auf die DE-OS 27 45 919 im Oberbegriff des Anspruchs 1 als bekannt vorausgesetzt wird.

Beim elektromechanischen Schneiden von Bildplatten (d. h. genauer gesagt von Vaterplatten oder »Matrizen« für Bildplatten) treten besondere Probleme auf, weil die hier einzubringende Informationsdichte sehr hoch ist und deswegen der Plattenschneidkopf mit Bandbreiten arbeiten muß, die weit größer als beim herkömmlichen Schallplattenschneiden sind. Wie in den US-PS 40 44 379 und 40 60 831 erläutert ist, gibt es mehrere Wege, die Bandbreite des Schneidkopfs zur Minderung dieses Problems zu verbessern. Beispielsweise kann man die Größe des Schneidkopfs herabsetzen, um dessen Hauptresonanzfrequenz zu erhöhen. Eine weitere Verbesserung läßt sich dadurch erreichen, daß man eine Vaterplatte aus Metall verwendet und sie mittels eines unbeheizten Stichels schneidet, wobei der Schneidkopf in seiner Form so ausgelegt wird, daß alle

äußeren Oberflächen seines Sockels, seines piezoelektrischen Wandlers und des Stichels nicht parallel zueinander sind, und wobei man das aufzuzeichnende Signal mittels einer Entzerrerschaltung vorverformt, deren Frequenzgang komplementär zum I'requenzgang des Schneidkopfs ist

Wo die vorstehend erwähnten Verbesserungen am Schneidkopf zur Erreichung der gewünschten Aufzeichnungsbandbreite nicht ausreichen, kann man immer noch eine Vaterplattenaufzeichnung (Matrize) mit voller Bandbreite dadurch bekommen, daß man die Platte mit einer langsamreren Geschwindigkeit als der »Realzeite-Geschwindigkeit schneidet In den obengenannten US-Patentschriften ist erläutert, daß das aufzuzeichnende Signal vor dem Aufzeichnen so weit is verlangsamt werden muß, daß die höchste wesentliche Frequenzkomponente auf eine Frequenz unterhalb der Hauptresonanzfrequenz des Schneidkopfs verschoben wird. Der die Matrizenplatte tragende Drehteller der Schneidmaschine ist dann mit einer entsprechend verminderten Geschwindigkeit zu drehen. Ein solches Verfahren wird nachstehend als »verlangsamtes« Aufzeichnen bezeichnet, wobei die Abkürzung X2D ein »zweifach verlangsamtes« Aufzeichnen (halbe Geschwindigkeit), X3D ein »dreifach verlangsamtes Aufzeichnen (Drittel-Geschwindigkeit) usw. bedeutet

Die Verlangsamung oder zeitliche Dehnung eines Signals zur Verminderung seiner Bandbreite zum Zwecke verlangsamten Plattenschneidens ist keine einfache Aufgabe und wird kompliziert durch die Notwendigkeit, die richtige Farbphasenfolge von Teilbild zu Teilbild im Videosignal einzuhalten, und durch die Tatsache, daß auch die Bandbreite des Tonsignals in proportionaler Weise reduziert werden muß. Letzteres schließt die Möglichkeit aus, die herkömmlichen Methoden des Überspringens von Zeilen oder Teilbildern zur Reduzierung der Videobandbreite anzuwenden, ganz abgesehen davon, daß bei diesen Methoden gewöhnlich die Hälfte (oder mehr) der Gesamtinformation des Videosignals verloren geht.

Als Beispiel sei die in der US-PS 4133 009 beschriebene Anordnung zur Verminderung der Bandbreite von Videosignalen betrachtet. Bei dieser Anordnung wird jede /V-te Zeile oder jedes N-Xe Teilbild während einer Periode, die der Horizontal- oder Vertikalablenkperiode entspricht, in einen elektronischen Signalspeicher mit Taktfrequenz eingegeben. Die zwischen der N-ten Zeile bzw. dem N-ten Teilbild liegenden Zeilen bzw. Teilbilder werden übersprungen, und die gespeicherte Information wird mit \/N-Taktfrequenz ausgelesen und dann in einem Magnetbandrecorder aufgezeichnet. Da die Teilbilder aus dem Speicher langsamer ausgelesen werden als sie eingegeben wurden, ist die Bandbreite des Videosignals entsprechend dem Verhältnis 1 : N der Taktsigna'frequenzen vermindert. Für die Wiedergabe werden die aufgezeichneten Signale zurück in den Speicher getaktet und mit einer höheren Taktfrequenz ausgelesen, um die Bandbreite des Signals auf ihren ursprünglichen Wert wieder herzustellen. Eine entsprechende Anordnung ist auch aus der DE-OS 26 02 420 bekannt.

In der letztgenannten US-Patentschrift wird eingeräumt, daß die Bildqualität durch das Zeilen- oder Teilbild-Oberspringverfahren verschlechtert wird (weil die übersprungenen Videosignale nicht aufgezeichnet und somit bei der Wiedergabe nicht wiedergewinnbar sind), jedoch wird die Ansicht vertreten, daß die Qualität für den »Hausgebrauch« ausi eicht Ein Verfahren der Bandbreitenreduzierung, bei welchem die Hälfte oder mehr der Videoinformation (d. h. die übersprungenen Zeilen oder Teilbilder) verloren geht, ist jedoch für das Schneiden von Bildplattenmatrizs;n sicherlich nicht gut genug, denn der Käufer einer Bildplatte wird erwarten, daß die gekaufte Platte eine Bildqualität bringt die vergleichbar mit der Qualität üblicher Fernsehsendungen ist

Ein weiteres Problem bei dem mit Zeilen- oder Teilbild-Überspringen arbeitenden Verfahren zur Bandbreitenreduzierung von Videosignalen besteht darin, daß es nicht auf Tonsignale anwendbar ist Für den in der genannten US-PS 41 33 009 angesprochenen Zweck ist eine Verminderung der Tonbandbreite nicht notwendig, beim verlangsamten Schneiden von Bildplattenmatrizen ist sie jedoch essentiell.

Eine Lösung aller obengenannten Probleme könnte darin bestehen, einen gewöhnlichen Videosignalrecorder so zu modifizieren, daß er bei der Wiedergabe mit verminderter Relativgeschwindigkeit sowohl der Tonköpfe als auch der Bildköpfe gegenüber dem Band arbeitet Soweit bekannt gibt es auf dem Markt jedoch keine Videorecorder, die hierzu in der Lage sind, und eine entsprechende Modifikation eines handelsüblichen Recorders ist nicht einfach, z. B. wegen der komplexen Natur der Signale, wegen der erforderlichen Änderungen in der Entzerrung, wegen der Schwierigkeit der genauen Spurverfolgung der Aufzeichnung unter anderen dynamischen Bedingungen und auch wegen anderer Probleme. Ein weiterer Hinderungsgrund ist, daß ein in der erforderlichen Weise modifizierter Videobandrecorder wegen der darin vorgenommenen Änderungen nicht mehr universell verwendbar, sondern in seiner Einsatzmöglichkeit auf ganz spezielle Anwendungsfälle beschränkt ist

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zeitdehner der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß keine wesentlichen Modifikationen des Videorecorders notwendig sind und die Zeitdehnung ohne wesentlichen Informationsverlust erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch einen Zeitdehner mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen und verteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zeitdehners sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Das kombinierte Signal, welches von geringerer Bandbreite ist und dennoch den vollen Informationsgehalt der ursprünglichen Ton- und Videosignale hat, kann dem Schneidkopf einer Bildplatten-Schneidmaschine angelegt werden, die mit verminderter Drehtellergeschwindigkeit arbeitet, so daß sich mit einem Schneidkopf geringerer Bandbreite Plattenmatrizen mit Aufzeichnungen voller Bandbreite bilden lassen, ohne daß etwas vom Gehalt der Ton oder Bildinformation verloren geht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält das in seinen Teilbildern redundante Videosignal eine Leuchtdichtekomponente, die ein erstes Band von Frequenzen belegt, und eine Farbartkomponente, die ein zweites Band von Frequenzen belegt. Es ist ein Codierer vorgesehen, um die Far'iartkomponente des Videosignals an eine vorbestimmte Stelle innerhalb des ersten Frequenzbandes zu verlegen. Dieser Codierer ist zwischen dem Bandrecorder und dem Speicher eingefügt, so daß eine Bandbreitenänderung des teilbildredundanten Videosi-

gnals vor dem Einspeichern der ausgewählten Teilbilder in den Speicher erfolgt.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Anlage zum zweifach verlangsamten Schneiden einer Bildplattenmatrize mit einem erfindungsgemäßen Zeitdehner;

F i g. 2 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebs der Anlage nach F i g. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage ist ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung beim zweifach verlangsamten Schneiden (Schneiden mit Halbgeschwindigkeit oder abgekürzt: X2D) einer Bildplattenmatrize für das Aufzeichnen eines Farbfernsehsignals, das im sogenannten BSC-Format verschlüsselt ist Dieses Format ist eine modifizierte Version des NTSC-Formals, bei welcher der Farbhilfsträger innerhalb des Leuchtdichtespektrums eingebettet ist (BSC = buried subcarrier). Das Aufzeichnen mit zweifach verlangsamter oder halber Geschwindigkeit wird hier bevorzugt beschrieben, weil die halbe Geschwindigkeit die höchste verlangsamte Aufzeichnungsgeschwindigkeit ist, bei welcher das erfindungsgemäße Prinzip der selektiven Speicherung redundanter Teilbilder noch angewendet werden kann und weil diese Geschwindigkeit innerhalb des Leistungsvermögens elektromechanischer Schneidköpfe liegt, welche die in den eingangs erwähnten US-PS 40 44 379 und 40 60 831 beschriebenen Verbesserungen aufweisen. Die Erfindung ist jedoch auch ohne weiteres für andere verlangsamte Geschwindigkeiten (X3D, X4D usw.) anwendbar, um mit Schneidköpfen geringerer Bandbreite arbeiten zu können. Obwohl bei Anwendung langsamerer Geschwindigkeiten als X2D das Schneiden längere Zeit beansprucht, ergibt sich bei langsameren Geschwindigkeiten der Vorteil, daß Teilbildfolgen einer Art produziert werden, die gewisse Vereinfachungen in der Überwachung des Aufzeichnungsvorgangs erlaubt. Dieser Unterschied zwischen X2D und langsamreren Geschwindigkeiten (X3D, X4D usw.) wird weiter unten ausführlicher erläutert, ebenso wie die Anwendung der Erfindung bei anderen Videosignal-Formaten (PAL, SECAM usw.).

In F i g. 1 ist mit 10 ein zu Zeitlupen-Wiedergabe fähiger Videobandrecorder bezeichnet, bei dem es sich vorzugsweise um ein nichtsegmentiertes Schrägschriftgerät handelt, wie es z. B. der Video Production Recorder VPR-1 der Ampex Corporation ist Der Bildwiedergabekopf im Recorder VPR-I ist servogeregelt für Bewegung in zwei Ebenen innerhalb der BildabtasttrommeL Dieses Merkmal, das als »automatisehe Spurverfolgung« oder abgekürzt AST bezeichnet wird, erlaubt es dem Biidwiedergabekopi, ein gegebenes auf dem Band aufgezeichnetes Teilbild wiederholt abzutasten, bevor zum nächsten Teilbild weitergegangen wird. So lassen sich Standbilder erzeugen, indem man das Band ganz stoppt und ein und dasselbe Teilbild wiederholt abtastet Die Bedienungsperson hat außerdem die Möglichkeit, die Bewegung des Bandes von einem Einzelbild zum nächsten mit der Hand in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zu steuern. Diesen Betrieb bezeichnet man als manuelles »Jogging«.

Zur Zeitlupen-Wiedergabe wird die Bandgeschwindigkeit des Recorders VPR-I in einem Verhältnis vermindert, das der Zahl entspricht wie häufig jedes Einzelbild hintereinander abgetastet wird. Die Geschwindigkeit des Bildkopfes wird dabei auf ihrem normalen Wert gehalten, so daß die so erzeugten redundanten (wiederholten) Teilbilder mit der normalen NTSC-Teilbiidfrequenz erscheinen (ungefähr 60 Teilbilder je Sekunde). Da das begleitende Tonsignal in Längsrichtung entlang einer Kante des Bandes aufgezeichnet ist und von einem stationären Kopf wiedergegeben wird, ist die Frequenz des Tonsignals vermindert wie die Bandgeschwindigkeit Ein anderer geeigneter Bandrecorder ist das Modell BHV-1000 VTR der Sony Corporation, der eine ähnliche dynamische Spurverfolgung wie das vorstehend beschriebene AST-System vom Ampex hat.

Zeitsteuersignale für den Bandrecorder 10 werden von einem Steuergenerator 12 geliefert, der außerdem Zeitsteuersignale an den Eingangstaktgeber 14 einer digitalen Vollbild-Speichereinheit 16 (in F i g. 1 gestrichelt umrahmt) sendet, um die Erzeugung teilbildredundanter Videosignale im Bandrecorder 10 zu koordinieren mit der Speicherung ausgewählter Exemplare der redundanten Teilbilder in der Speichereinheit. Ein Generator, der sich zur Erzeugung von Video-Zeitsteuersignalen des NTSC-Formats eignet ist der NTSC Test Signal Generator, Modell 146, von Tektronix. (Zum Schneiden von Plattenmatrizen in anderen Formaten wie z. B. dem PAL oder dem SECAM-Format ist ein dazu passender Generator zu verwenden.)

Das Signal vom Tonausgang des Bandrecorders 10 wird auf den Eingang eines Ton-FM-Modulators 18 gegeben, um es in ein frequenzmoduliertes Signal (FM-Signal) umzuwandeln, dessen Mittenfrequenz und dessen Spitzen-Frequenzauslenkung halb so groß bemessen sind wie die Werte, die für den Fall »voller Geschwindigkeit« zu gelten haben. Dies geschieht deswegen, weil sich die Werte dieser beiden Parameter beim Abspielen der von der Matrize kopierten Platten verdoppeln, denn diese Kopien werden zweimal so schnell gedreht wie die Matrize beim Schneiden (im Falle des X2D-Schneidens). Als Beispiel sei angenommen, daß die Matrize in dem obenerwähnten bekannten BSC-Format (vgl. hierzu z.B. die US-PS 38 72 498) geschnitten wird, wobei die Mittenfrequenz des Ton-FM-Trägers bei ungefähr 716 kHz liegt und die Spitzenauslenkung dieses Trägers etwa 50 kHz beträgt (wie in der US-PS 39 69 756 beschrieben). Beim X2D-Schneiden dieses Signalformats wäre also der FM-Modulator 18 mit einer Mittenfrequenz von 716/2 kHz und mit einer Spitzen-Auslenkung von 50/2 kHz auszulegen.

Fehler oder Auswanderungen der Mittenfrequenz des FM-Modulators 18 multiplizieren sich mit einem Faktor, der gleich der Drehzahl des Abspieltellers geteilt durch die Drehzahl des Schneidetellers ist (im vorliegenden Fall ist dieser Faktor gleich 2). Aus diesem Grund sollte der Modulator 18 (und auch der weiter unten beschriebene Bild-FM-Modulator) eine sehr stabile Mittenfrequenz haben.

Das vom Bandrecorder 10 gelieferte Videosignal, das redundante Teilbilder mit normaler Teilbildfrequenz (60 Teilbilder je Sekunde) enthält wird mittels eines BSC-Codierers 20 in das BSC-Format umgesetzt bevor ausgewählte Teilbilder in die digitale Vollbild-Speichereinheit 16 eingespeichert werden. Zweckmäßigerweise ist der Codierer 20 ein Gerät des in der obengenannten US-PS 38 72 498 beschriebenen Typs, worin die Farbartinformation einem Farbhilfsträger in ähnlicher Weise wie beim bekannten NTSC-Format aufgeprägt ist nur daß dieser Träger in einem tieferliegenden Teil des Videobandes eingebettet ist und nicht am oberen Ende des Leuchtdichtesignalbandes liegt Eine typische Wahl für den Hilfsträger ist beispielsweise eine

Frequenz in der Nähe von 1,53 MHz mit Farbhilfsträger-Seitenbändern, die sich im Bereich von ±500 kHz beidseitig dieser Frequenz erstrecken, wobei das Leuchtdichtesignal bis deutlich über die höchste Farbhilfsträger-Seitenbandfrequenz reicht (z. B. bis 3 MHz).

Die Einfügung des Codierers 20 zwischen den Ausgang des Recorders 10 und den Eingang der Speichereinheit 16 ist wesentlich vorteilhafter als wenn man die Umsetzung in das BSC-Format an einer ι ο späteren Stelle im Verarbeitungsweg des Videosignals vornehmen würde. Ein Vorteil besteht darin, daß man keinen Parameter des Codierers 20 zu ändern oder zu modifizieren braucht, wenn man von einer verlangsamten Geschwindigkeit auf eine andere verlangsamte Geschwindigkeit wechselt Solche Änderungen wären notwendig, wenn die Codierung am Ausgang der Speichereinheit 16 geschähe. Das Ausgangsspektrum des Recorders 10 ist nämlich unabhängig von seiner Geschwindigkeit (bei Geschwindigkeitsänderung andert sich nur die Anzahl der wiederholten Einzelbilder), während das Ausgangsspektrum der Speichereinheit 16 bei verschiedenen verlangsamten Geschwindigkeiten unterschiedlich ist, da bei niedrigeren verlangsamten Geschwindigkeiten die Information mit niedrigeren Taktfrequenzen aus dem Speicher ausgelesen wird. Anders ausgedrückt: die Videobandbreite des Recorders 10 ist bei jeder verlangsamten Geschwindigkeit konstant, während die Bandbreite des von der Speichereinheit 16 gelieferten Videosignals umgekehrt proportional der verlangsamten Geschwindigkeit ist (bei X2D ist die Bandbreite 1/2, bei X3D ist sie 1/3 usw.).

Ein weiterer Vorteil der Vornahme der Bandbreitenänderung des teilbildredundanten Videosignals vor dem Einspeichern ausgewählter Teilbilder hängt mit der Art der Speicherung der Signale zusammen. Wie es weiter unten noch ausführlicher erläutert werden wird, ist die Speichereinheit 16 eine digitale Speichereinheit, worin das Videosignal mit einer gegebenen Taktfrequenz abgefragt wird, um es für die Speicherung in Binärform umzuwandeln. Üblicherweise ist die Abfragefrequenz viel höher als die Nyquist-Frequenz für die Farbhilfsträgerfrequenz, damit die Farbtreue erhalten bleibt Ein beispielhafter Wert für die Abfragefrequenz ist das Vierfache der Farbhilfsträgerfrequenz, was für das NTSC-Format (Farbhilfsträgerfrequenz von 3,58 Mhz) eine Abfragefrequenz von über 14 MHz bedeutet Da der BSC-Hilfsträger (1,53 MHz) eine mehr als um die Hälfte geringere Frequenz als der NTSC-Farbhilfsträger hat, ist die Abfragefrequenz für den Hilfsträger bei einer gegebenen Taktfrequenz mehr als verdoppelt Es ergibt sich also eine effektiv höhere Abfragehäufigkeit des Farbsignals, wodurch die Farbtreue verbessert wird.

Die digitale Vollbild-Speichereinheit 16 enthält einen Speicher 22 zur vorübergehenden Speicherung ausgewählter Teilbilder des vom Recorder 10 gelieferten teilbildredundanten (im BSC-Format verschlüsselten) Videosignals und eine Lese/Schreib-Steuereinheit 24, die auf ein vom Recorder geliefertes Teilbild-Identifizierungssignal anspricht, um die ausgewählten Teilbilder in den Speicher 22 einzuschreibea Das Hilfsträgersignal vom Zeitsignalgenerator 12 liefert eine Taktfrequenz /_c zum Einschreiben der ausgewählten Teilbilder in den Speicher 20 und zum Auslesen der ausgewählten Teilbilder aus dem Speicher 22 mit einer niedrigeren ⁶S Taktfrequenz (hier /i/2), so daß ein nichtredundantes Videoausgangssignal mit reduzierter Bandbreite erzeugt wird. Das Verhältnis (2) der Taktfrequenzen {_c:(fJ2) wird entsprechend dem Redundanzwert des Videosignals bestimmt. Der Ausdruck »Redundanzwert« bedeutet hier die Zahl, die angibt, wie oft jedes Teilbild vom Bildkopf im Recorder 10 abgetastet wird, bevor zum nächsten Teilbild übergegangen wird.

Die Speichereinheit 16 ist in vieler Hinsicht ähnlich den herkömmlichen Speichereinheiten, wie sie zur Vollbildsynchronisierung in Fernsehstudios verwendet werden (vgl. z. B. die US-PS 41 01 926 und 41 10 785). Zur Realisierung der Einheit 16 kann man ein herkömmliches Vollbild-Synchronisiergerät gemäß den Erfordernsisen der Erfindung modifizieren. Ein zu diesem Zweck geeignetes handelsübliches Synchronisiergerät ist der von der RCA Corporation verkaufte »Video Frame Synchronizer«. Modell TFS-121.

Die Speichereinheit enthält einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 26 zum Umwandeln des Videosignals in Digitalform für seine Einspeicherung in den Speicher 22 und einen Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler) 28 zur Rückumwandlung des Signals in Analogform. Bei dem obenerwähnten Synchronisiergerät TFS-121 liefert der A/D-Wandler ein Ausgangssignal in Serienbit-Form, und ein Puffer mit Serieneingang und Parallelausgang wandelt dieses Signal in eine wortorganisierte Form (8-Bit-Wörter) zur Einspeicherung in den Speicher 22 um. Ein Puffer mit Paralleleingang und Serienausgang wird dann verwendet, um das Ausgangssignal des Speichers in Serienform für den D/A-Wandler 28 zurückzuverwandeln. Der A/D-Wandler 26 empfängt ein Abfrage-Steuersignal f_s von einem Ausgang des Eingangstaktgebers 14, das mit den vom Generator 12 gelieferten Zeitsignalen synchronisiert ist Eine bevorzugte Frequenz für das Signal Λ ist gleich 4Z₅₀ wobei /»die NTSC-Farbburstfrequenz ist Der Taktgeber 14 liefert außerdem ein Lesetaktsignal f_c an die Lese/Schreib-Steuereinheit 24 und an den Eingang einer Frequenzteilerschaltung 32, welche die Frequenz f_c durch 2 teilt Das resultierende »Halbgeschwindigkeits«-Taktsignal wird dem Eingang eines Taktgebers 34 angelegt, der seinerseits ein Halbgeschwindigkeits-Abfrage-Steuersignal (fJ2) an den D/A-Wandler 28 und ein Halbgeschwindigkeits-Lesetaktsignal (fJ2) an die Lese/Schreib-Steuereinheit 24 liefert

Die Video-Zeitsignale (Synchronsignale und Burst) werden nicht im Speicher gespeichert, da es vorhersagbare periodische Funktionen sind. Sie werden vielmehr im Ausgangssignal des D/A-Wandlers 28 mit Hilfe eines Burst- und Synchronsignaladdierers 30 hinzugefügt Es ist übliche Praxis auf dem Gebiet der Speicherung digitalisierter Videosignale. Zeitsignale wieder einzufügen, die in ihrer Phase neu eingestellte Kopien der ursprünglichen Zeitsignale sind. Im vorliegenden Fall jedoch bestimmen sich die wieder eingefügten Zeitsignale nach dem oben definierten Redundanzwert N des eingangsseitigen Videosignals. Genauer gesagt werden die Burst- und Synchronsignale dem Ausgang des D/A-Wandlers 28 mit 1 IN ihres ursprünglichen Wertes hinzugefügt Beim X2D-Schneiden des im BSC-Format codierten Videosignals wird der Burst mit einer Burstfrequenz von 765 kHz (1,53 MHz/2) wieder eingefügt und die Vertikalsynchronimpulse werden mit einer Folgefrequenz von etwa 30 Hz wieder eingefügt (d. h. mit der Hälfte der NTSC-Teilbildfrequenz).

Um die richtige Teilbildverflechtung des verarbeiteten Videosignals zu erhalten, sollte jede Gruppe redundanter Teilbilder des Videosignals, die dem Eingang der Speichereinheit 16 zugeführt werden,

mindestens ein Teilbild enthalten, welches in die Teilbildfolge für ein Vollbild der jeweils verwendeten Fernsehnorm, z. B. der NTSC-, der PAL- oder der SECAM-Norm, paßt. Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß diese Beziehung zwischen den Teilbildem jeder Gruppe und der normgerechten Teilbildfolge für manche verlangsamte Schneidgeschwindigkeiten (z. B. für X3D) ohne den Einsatz spezieller Teilbild-Korrekturschaltungen erreicht werden kann und daß sie für bestimmte andere verlangsamte Schneidgeschwindigkeiten (z. B. für X2D) erhalten werden kann, indem der Betrieb einer ausgewählten Korrekturschaltung innerhalb des Bandrecorders tO einfach gesperrt wird. Dies ist vom allgemeinen Konzept her relativ kompliziert, kann jedoch leicht anhand der nachstehenden Diskus- is sion der F i g. 2 verstanden werden, welche die zeitlichen Beziehungen für die in F i g. 1 dargestellte Anlage veranschaulicht

Das Diagramm A in F i g. 2 zeigt, wie sich die vom Zeitsignalgenerator 12 erzeugten Signale von Teilbild zu Teilbild ändern. Die dargestellte Folge ist für alle verlangsamten Schneidgeschwindigkeiten die gleiche und entspricht der NTSC-Norm, bei welcher der Vertikalsynchronimpuls von Teilbild zu Teilbild wechselt (ungerade-gerade-ungerade usw.) und die Färbphase sich bei jedem ungeraden Teilbild (1, 3, 5 ...) umkehrt Ein vollständiges Farb-Vollbild besteht somit aus einer Folge von vier Teilbildern, die alle möglichen Kombinationen von Synchronimpulslage und Farbphase beinhaltet (z.B. ungerade und 0°, gerade und 0°, ungerade und 180^c, gerade und 180°). Für die nachstehende Diskussion sind die Teilbilder willkürlich mit 1-11 für die gezeigte NTSC-Teilbildfolge numeriert Die Erfindung kann jedoch auch ohne weiteres auf andere Fernsehnormen wie z. B. die PAL-Norm (8 Teilbilder je Farb-Vollbild) oder die SECAM-Norm (12 Teilbilder je Farb-Vollbild) angewandt werden.

Das Diagramm B in F i g. 2 zeigt die Teilbildfolge am Bildkopfausgang des Recorders 10 (eines Ampex-Recorders VPR-I wie oben erwähnt) beim Abspielen eines mit einer NTSC-Aufzeichnung versehenen Bandes mit halber Geschwindigkeit Die Teilbildfrequenz (60/sec) ist die gleiche wie am Ausgang des Generators 12 (Diagramm A), und jedes auf dem Band aufgezeichnete Teilbild wird bei der Wiedergabe zweimal abgetastet, so daß es zwei Teilbilder Nr. 1, zwei Teilbilder Nr. 2 usw. gibt Synchronisierschaltungen, die sich innerhalb des Recorders 10 befinden und auf den Ausgang des Generators 12 ansprechen, richten das Teilbild Nr. 1 bei der Wiedergabe (ungerade und 0°) mit dem Teilbild Nr. 2 des Generatorausgangs (gerade und 0°) aus. Da jedes Teilbild zweimal abgetastet wird, erscheinen Synchronimpuls und Phase am Biidkopfausgang in der Folge ungerade und 0°, ungerade und 0°, gerade und 0°, gerade und 0^c, ungerade und 180° usw, wie im Diagramm B eingetragen. Dies ist natürlich nicht die NTSC-Teilbildfolge, und wenn man den Bildkopfausgang so wiedergeben würde, erhielte man kein annehmbares Bild. Der Ampex-Recorder VPR-I enthält jedoch Synchronimpuls- und Farbphasen-Korrekturschaltungen, um das in der Wellenform B gezeigte, nicht der NTSC-Norm entsprechende Signal in eine richtige NTSC-Folge umzuwandeln, wie es im Diagramm F gezeigt ist

An dieser Stelle sei angemerkt daß bei der Teilbildfolge F (korrigierte NTSC-Folge) nicht jede Teilbildgruppe (1-1,2-2,3-3 usw.) mindestens ein Teilbild enthält das genommen werden kann, um eine normale Teilbildfolge gemäß der NTSC-Norm zusammenzusetzen. Es ist z. B. nicht möglich, aus jedem der vier redundanten Gruppen von Teilbildern jeweils ein Teilbild so auszusuchen, daß die vier ausgewählten Teilbilder die Folge ungerade und 0°, gerade und 0°, ungerade und 180°, gerade und 180° (normale NTSC-Folge) ergeben. Obwohl also der normale Ausgang des Recorders 10 eine korrekte NTSC-Teilbildfolge liefert, ist diese Folge für den erfindungsgemäßen Zweck nicht passend.

Um eine passende Teilbildfolge für die Einspeicherung in den Speicher 20 zu bekommen, ist es hilfreich, daran zu denken, wie die Teilbildfolge F (normaler Ausgang des Recorders 10) aus der Teilbildfolge B (unkorrigierter Bildkopfausgang) gewonnen wird. Dies geschieht mit Hilfe von Synchronimpuls- und Farbphasen-Korrekturschaltungcn im Recorder. Wie die Wellenform C veranschaulichen soll, erzeugt eine Schaltungsanordnung innerhalb des Recorders ein Synchronimpuls-Korrektursignal, das andere Schaltungsanordnungen in der zugehörigen Zeitbasis-Korrektureinheit des Recorders aktiviert, um gerade Teilbilder in ungerade Teilbilder umzuwandeln (und umgekehrt), und zwar während der Teilbilder 1,2,5,6 und 9 der Folge A. Dies ist durch einen hohen Pegel der Wellenform C angezeigt. Die Folge ist daß das erste Teilbild 1 der Folge B von ungerade in gerade geändert wird, das zweite Teilbild 2 wird von gerade in ungerade geändert usw, wie es das Diagramm D zeigt Diese Folge D entspricht also hinsichtlich des Vertikalsynchronimpulses der NTSC-Norm, jedoch nicht hinsichtlich der Farbphase (man bedenke auch, daß eine Änderung im Vertikalsynchronimpuls zwangsläufig auch mit einer Umkehrung der Farbphase verbunden ist). Die passende Farbphasenänderung geschieht in der zugehörigen Zeitbasis-Korrektureinheit des Recorders mit Hilfe eines Farbphaseninverters, der gemäß der Wellenform E die Farbphase in der Teilbildfolge D während der Teilbilder 2—5 der Folge A umkehrt (durch einen hohen Pegel der Wellenform E angezeigt), um dadurch die im Diagramm F dargestellte NTSC-Teilbildfolge zu erzeugen.

Vor dem vorstehend erläuterten Hintergrund wird erkennbar, daß eine der NTSC-Norm korrekt entsprechende 4-Teilbild-Folge durch Auswählen jeweils eines Teilbildes aus jeder redundanten Teilbildgruppe der Folge nicht gebildet werden kann, daß man aber solche Teilbilder aus den Folgen B oder D mit Hilfe der Wellenform Causwählen kann. Wenn die Wellenform C niedrigen Pegel hat (was bedeutet daß keine Synchronsignal-Korrektur im Recorder erfolgt), enthalten die Folgen B und D beide in jedem der vier Gruppen redunuäflier Teilbilder 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 ein einzelnes Teilbild (durch Pfeile markiert), die, zu einer Folge zusammengesetzt konform mit der NTSC-Norm wären. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann also das Synchronkorrektursignal, das normalerweise zur Korrektur der Vertikalsynchronimpulse im Recorder verwendet wird, als das in F i g. 1 genannte Teilbild-Identifizierungssignal herangezogen werden, welches bestimmt welche der vom Recorder 10 erzeugten Teilbilder in den Speicher 20 zu geben sind. Beim hier beschriebenen Beispiel entsprechen diese Teilbilder zeitlich den Teilbildern 3,4,7 und 8 der Folge A

Wie erwähnt könnte entweder die Folge B oder die Folge D an die Speichereinheit 16 zur Einspeicherung im Speicher 22 geliefert werden (über den BSC-Codierer 20). Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß man kein

zusätzliches Kabel im Recorder vorzusehen braucht, weder an der die Signale der Wiedergabeköpfe verarbeitenden Schaltungsanordnung noch an der Synchronsignal-Korrekturschaltung, um die gewünschten Signale zu erhalten. Man braucht nur den Videoausgangsteil der obenerwähnten Farbphasen-Korrekturschaltung zu sperren, und am Ausgang des Geräts erscheint die Folge D anstelle der Folge F. Dies hat den weiteren Vorteil, daß eine Trennung der Farbart- und Leuchtdichtekomponenten, wie sie in herkömmlichen Farbartinvertern geschieht, vermieden werden kann und daß dam BSC-Codierer 20 ein in der Zeitbasis stabilisiertes Signal zugeführt wird.

Die Diagramme G und H in F i g. 2 veranschaulichen Möglichkeiten für das Auslesen der im Speicher 22 gespeicherten Teilbilder (die allgemeine Arbeitsweise des Speichers wurde bereits weiter oben beschrieben). Wie das Diagramm G zeigt, kann man mit der Auslesung des Teilbildes 1 unmittelbar bei dessen Einspeicherung beginnen. Dies ist möglich, weil die Schreibtaktfrequenz größer ist als die Lesetaktfrequenz. Eine im Diagramm H veranschaulichte Alternative besteht darin, die Auslesung des Teilbildes 1 am Ende der Einschreibung des Teilbildes 2 zu beginnen. In jedem Fall ist das resultierende Ausgangssignal eine zusammenhängende Folge von Teilbildern, die den gesamten Informationsgehalt des ursprünglichen Signals (keine fehlenden oder übersprungenen Teilbilder) enthält. Dieses resultierende Ausgangssignal hat die richtige Synchronimpuls- und Farbphasenfolge gemäß der NTSC-Norm und ist im BSC-Format codiert. Es hat aber eine nur halb so große Bandbreite wie das ursprüngliche Videosignal,

Wie in F i g. 1 weiter zu erkennen ist, wandelt ein Bild-FM-Modulator 40 das auf halbe Geschwindigkeit verlangsamte BSC-Videoausgangssignal der Speichereinheit 16 in ein frequenzmoduliertes Signal (FM-Signal) um, das in einer Summierschaltung 42 mit dem vom Modulator 18 gelieferten Ton-FM-Signal kombiniert wird, um es über einen Verstärker/Entzerrer 44 auf den Schneidkopf 46 einer Plattenmatrizen-Schneidemaschine 48 zu geben. Die Schneidemaschine 48 ist mit einem Antriebsmotor 50 für den Drehteller versehen, der mit den auf halbe Frequenz reduzierten Vertikalsynchronsignalen synchronisiert wird, die vom Burst- und Synchronsignaladdierer 30 in der Speichereinheit 16 kommen. Der FM-Modulator 40 kann herkömmlicher Bauart sein, er sollte jedoch, ähnlich wie es bei der Beschreibung des Modulators 18 erwähnt wurde, eine Mittenfrequenz und eine Spitzrn-Frequenzauslenkung haben, die gleich dem Bruchteil MN der gewünschten endgültigen Werte sind, wie sie bei der Wiedergabe der ι ο Platte mit normaler Geschwindigkeit gelten sollen (N ist der oben definierte Teilbild-Redundanzwert). Der Verstärker/Entzerrer 44 liefert die Ansteuersignale für den Schneidkopf 46 und hat vorzugsweise eine Übertragungsfunktion, welche die Bandbreite des Schneidkopfs maximiert. Die weiter oben erwähnte US-PS 40 60 831 offenbart Einzelheiten einer bevorzugten Entzerreranordnung für das X2D-Schneiden.

Wie bereits erwähnt, werden bei Betreiben der Anlage nach F i g. 1 mit niedrigeren verlangsamten Geschwindigkeiten Teilbildfolgen erzeugt, welche die Überwachung des Videosignals während des Aufzeichnens vereinfachen. Beim X4D-Betrieb beispielsweise besteht das normale Ausgangssignal des Recorders 10 aus vier Teilbildern Nr. 1, die alle möglichen NTSC-Kombinationen von Farbphase und Vertikalsynchronimpuls haben, gefolgt von vier Teilbildern Nr. 2 usw. Somit ist es beim X4D-Schneiden nicht notwendig, den Farbphaseninverter im Recorder 10 zu sperren, da jede redundante Teilbildgruppe mindestens ein Teilbild enthält, das als Element in eine Teilbildfolge der NTSC-Norm paßt.

Es sei noch erwähnt, daß das erfindungsgemäße Prinzip der selektiven Speicherung redundanter Teilbilder leicht an andere Fernsehnormen wie etwa die PAL- oder die SECAM-Norm angepaßt werden kann, indem man die unterschiedlichen Zeilenzahlen (625 statt 525 Zeilen), Teilbildfrequenzen (50 statt 60) und Farbphasenverhältnisse entsprechend berücksichtigt (ein komplettes Färb-Vollbild besteht beim PAL-System aus acht Teilbildern und beim SECAM-System aus zwölf Teilbildern und nicht wie beim NTSC-System aus vier Teilbildern).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Zeitdehner zum Erzeugen eines kombinierten Ton/Video-Signals reduzierter Bandbreite, das sich s zur Verwendung beim Schneiden von Bildplatten-Matrizen mit einer gegenüber der Realzeit-Geschwindigkeit verminderten Geschwindigkeit eignet, gekennzeichnet durch

10

a) einen Bandrecorder (10), der in einem Widergabebetrieb ein Videosignal liefert, in dem jedes Teilbild η-fach wiederholt wird, wobei jedes Teilbild mit einer Geschwindigkeit wiedergegeben wird, die der Geschwindigkeit bei seinem ursprünglichen Aufzeichnen auf das Band entspricht, und der außerdem in diesem Wiedergabebetrieb ein Tonsignal vom Band gewinnt, das mit einer Frequenz bzw. Geschwindigkeit erscheint, die niedriger ist als beim ursprünglichen Aufzeichnen des Tonsignals;

b) eine Speichereinrichtung (22) zur vorübergehenden Speicherung ausgewählter Teilbilder des teilbildredundanten Videosignals;

c) eine Speicher-Steuereinrichtung (24), die auf ein ihr zugeführtes Teilbild-Identifizierungssignal anspricht, um die Teilbilder auszuwählen und mit einer der Fernsehnorm entsprechenden Reihenfolge in die Speichereinrichtung mit einer gegebenen Taktfrequenz (14) einzuschreiben, welche proportional einem ihr zugeführten Hilfsträger-Bezugssignal (f_c) ist, und um die ausgewählten Teilbiider aus der Speichereinrichtung mit einer geringeren Taktfrequenz (34) auszulesen, so daß ein nichtredundantes Videosignal reduzierter Bandbreite erhalten wird, wobei das Verhältnis der Taktfrequenzen durch π gegeben ist, und

d) eine Einrichtung (42) zum Kombinieren des Tonsignals mit dem von der Speichereinrichtung gelieferten nichtredundanten Videosignal für die Bildung des kombinierten Signals.