DE3045541C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Wiedergabe von Videosignalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 28 41 728 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden die der Augenblickstellung des Kopfrades und des Magnetbandes entsprechenden Zeilenadressen allein aus dem vom Magnetband abgenommenen Videosignalgemisch gebildet und unter Verwendung dieser Zeilenadressen der Inhalt der zugehörigen Bildzeilen in einen Bildspeicher eingeschrieben und nach einem vorgegebenen Abtastschema ausgelesen.

Bei anderen bekannten Verfahren (DE-OS 26 42 019, DE-OS 27 25 365) ist ebenfalls ein Bildspeicher vorgesehen, in welchem die von dem Magnetband abgenommenen Videosignale, welche vorgegebenen Anforderungen genügen, eingeschrieben und entsprechend der betreffenden Fernsehnorm ausgelesen werden.

Durch die geänderte Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes bei der Wiedergabe tasten die Magnetköpfe Spurbahnen ab, die nicht mehr mit den aufgezeichneten Spuren übereinstimmen. Durch den Übergang des Magnetkopfes von der einen Spur zur anderen kann daher nur ein Teil der aufgezeichneten Videosignale ausgewertet werden.

Weiterhin ist aus der DE-OS 23 30 886 ein Längsspur- Videomagnetbandgerät zum Wiedergeben von Fernsehsignalen, die Vertikal-Synchronisierimpulse enthalten, bekannt. Dieses bekannte Magnetbandgerät enthält eine Rotationskopfanordnung mit einer Führungstrommel und einer drehbaren Scheibe, die mit einer Anzahl von Magnetköpfen versehen ist, die als magnetische Übertrager für auf einem Magnetband aufgezeichnete Signale wirken, eine Anzahl von Rotationstransformatoren, deren Primärwicklungen von rotierenden Kernteilen und deren Sekundärwicklungen von ortsfesten Kernteilen getragen werden, eine Wiedergabe­ schaltung zum Wiedergeben von Fernsehsignalen, die mit den Sekundärwicklungen in Verbindung steht, eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals in Abhängigkeit von den Vertikal-Synchronisierungsimpulsen in den wieder­ gegebenen Fernsehsignalen und eine Anzahl von Schaltmitteln zum Kurzschließen der Sekundärwicklungen in Abhängigkeit von dem Steuersignal. Gemäß einer Ausgestaltung des Längsspur-Videomagnetbandgerätes stehen zwei der insgesamt drei auf einem Kopfrad befindlichen Magnetköpfe gleichzeitig mit dem Magnetband in Kontakt. Da jedoch bei diesem Längsspur-Videomagnetbandgerät die Videosignale auf einer einzigen Längsspur und nicht auf mehreren parallelen Schrägspuren aufgezeichnet werden, ist eine störungsfreie Zeitlupen- bzw. Zeitraffer-Wiedergabe durch Änderung der Magnetband­ vorschubgeschwindigkeit nicht möglich.

Schließlich ist aus der DE-OS 29 14 024 eine Generatorschaltung für Videobandgeräte zur Anpassung der Vertikal-Synchronisation eines bei unterschiedlichen Bandlaufarten während der Wiedergabe reproduzierbaren Videosignals, das mittels eines rotierenden Wiedergabewandlers über eine nachgeschaltete Wiedergabeschaltung von parallelen Schrägspuren eines durchlaufenden Magnetbandes abgreifbar ist, bekannt, welche eine dem rotierenden Wiedergabewandler zugeordnete Steuereinrichtung für die Magnetkopfposition zur Auswahl einer der Spuren bei jedem Umlauf in Abhängigkeit von einem Kopfpositions-Steuersignal und einem Signalgenerator zur Erzeugung eines Quasi- Vertikal-Synchronsignals mit einer zeitlichen Abstimmung, die in Abhängigkeit vom Kopfposition-Steuersignal um einen bestimmten Betrag verschoben ist, enthält. Dabei zeichnet ein einziger rotierender Magnetkopf auf einer Schrägspur jeweils ein komplettes Fernsehhalbbild auf. Eine Aufteilung des Fernsehhalbbildes auf mehrere Spuren findet nicht statt. Bei besonderen Wiedergabearten wie Zeitlupe, Bildstillstand und dergleichen wird dieser einzige Magnetkopf durch ein dynamisches Kopfnachführungs­ system längs der aufgezeichneten Spur geführt. Da, wie eingangs erwähnt, auf einer Spur ein komplettes Fernsehhalbbild aufgezeichnet wird, sind die Spuren sehr lang, so daß der Aufwand zur Spurnachführung des Magnetkopfes relativ groß ist und größere Zeitraffergeschwindigkeiten durch ein eingeschränkten Stellbereich des Kopfnachführungssystems nicht möglich sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens nach der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchen die aufgezeichneten Signale ohne Verwendung eines Bildspeichers bei von der Aufnahmegeschwindigkeit abweichenden Geschwindigkeiten entsprechend der jeweils angewandten Fernsehnorm wiedergegeben werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß Zeitlupen- und Zeitraffer-Wiedergaben mit Fernseh- Magnetaufzeichnungsgeräten, bei welchen ein Fernsehhalbbild auf mehreren Spuren aufgezeichnet wird, ohne Verwendung eines Bildspeichers ermöglicht werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahren sowie vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein Spurbild, welches bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens abgetastet wird,

Fig. 3 Spannungszeitdiagramme der Auslenkung der einzelnen Magnetköpfe und

Fig. 4 ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Kopfrad.

Beschreibung der Erfindung

Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird ein Magnetband 1 mit einem Winkel von etwas mehr als 180° um ein ro­ tierendes Kopfrad 2 geschlungen. Von den Bandführungs­ elementen sind lediglich Umlenkrolle 3 und 4 darge­ stellt, sowie eine Capstanwelle 5 und die dazugehörige Andruckrolle 6. Weitere mechanische Einzelheiten - wie beispielsweise die obere und untere Trommel der Abtast­ einrichtung, Aufwickel- und Abwickelspule usw. - sowie elektrische Schaltungen, welche zum Betrieb eines Ma­ gnetaufzeichnungsgerätes erforderlich sind, entsprechen grundsätzlich den bekannten Anordnungen und sind im Zusammenhang mit dieser Erfindung nur soweit erläutert, wie es zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist.

Am Umfang des Kopfrades 2 sind gleichmäßig die Magnet­ köpfe K 1, K 2, K 3 und K 4 verteilt. Obwohl die Erfindung auch für analoge Fernsehsignale geeignet ist, wird im folgenden von der digitalen Aufzeichnung ausgegangen, bei welcher um den jeweils mit einem Kopf aufzuzeich­ nenden und wiederzugebenden Bitstrom zu reduzieren, die digitalen Signale auf zwei Kanäle verteilt wurden.

Aus Fig. 2 ist ein durch eine derartige Aufzeichnung entstandenes Spurbild ersichtlich. Diese Darstellung geht davon aus, daß jeweils zwei gegenüberliegende Köpfe, also die Köpfe K 1 und K 3 bzw. K 2 und K 4, die zu einem Kanal A bzw. B gehörenden Signale aufzeichnen. Um eine anschauliche Darstellung zu erhalten, sind in Fig. 2 die einzelnen Spuren einerseits wesentlich brei­ ter und andererseits in einem größeren Winkel zur Band­ kante als in der Praxis dargestellt. Ferner wurde ge­ danklich von einem Fernsehbild, welches 8 Zeilen um­ faßt, ausgegangen.

Schließlich wird im Zusammenhang mit Fig. 2 noch eine Weiterbildung der Erfindung erläutert, nach der nämlich die Informationen einzelner digitaler Kanäle sich ge­ genseitig ergänzen. Die Aufteilung der Informationen auf die Kanäle A und B kann beispielsweise derart er­ folgen, daß die pulscodemodulierten Amplitudenwerte je eines Bildpunktes abwechselnd in den Kanälen A und B aufgezeichnet werden. Die Abtastung des in Fig. 2 dar­ gestellten Spurbildes erfolgt nun bei Normalgeschwin­ digkeit derart, daß mit dem Kopf K 1 beispielsweise die Zeilen A 1 und A 2 abgetastet werden. Beim Übergang von der Zeile A 2 zur Zeile A 3 tritt der Kopf K 2 in Bandkon­ takt, so daß die mit A 3 und A 4 gekennzeichneten Signale gleichzeitig mit den Signalen B 3 und B 4 auf der benach­ barten Spur abgetastet werden. Somit wird die vollstän­ dige Information der dritten und vierten Zeile erhalten. Bei der nächsten viertel Umdrehung tritt der Kopf 3 mit dem Band in Berührung. Er tastet die Signale A 5 und A 6 ab, während der Kopf 2 noch die Signale B 5 und B 6 ab­ tastet. Die zu den Kanälen A und B gehörenden entspre­ chenden Zeilen werden also gleichzeitig abgetastet und die entsprechenden von den Köpfen K 1 bis K 4 erzeugten Signale werden in Verstärkern 7, 8, 9 und 10 verstärkt und über Umschalter 11 und 12 Pufferspeichern 13 und 14 zugeführt, welche unter anderem die Aufgabe haben, Zeit­ fehler auszugleichen. Dieses ist jedoch im Zusammenhang mit bekannten Magnetaufzeichnungsgeräten ausreichend be­ schrieben und ist deshalb in diesem Zusammenhang nicht näher erläutert. Die Signale der beiden Kanäle A und B werden in einem Multiplexer 15 zusammengefaßt und ste­ hen am Ausgang 16 zur Verfügung.

Wie bei bekannten Magnetaufzeichnungssystemen ist ein Steuerungssystem 17 vorgesehen, welchem über einen Synchronseparator 18 der Synchronanteil der vom Ma­ gnetband 1 entnommenen Signale, über einen Eingang 19 Referenzsignale, von einem Kontrollspurkopf 20 eine Information über die Position des Magnetbandes und über einen Kopf 21 ein Kopfradimpuls zugeführt sind. An entsprechende Ausgänge der Steuerungseinrich­ tung 17 ist sowohl der Kopfradmotor 22 als auch der Capstanmotor 23 angeschlossen, so daß sowohl die Bewe­ gung des Magnetbandes 1 als auch die des Kopfrades 2 einerseits untereinander und andererseits mit dem bei 19 zugeführten Referenztakt verkoppelt sind.

Zur Wiedergabe der aufgezeichneten Signale mit einer von der Aufnahmegeschwindigkeit abweichenden Geschwin­ digkeit wird nun der Steuerung 17 über den Eingang 24 ein entsprechendes Signal zugeführt. Während das Kopf­ rad eine der Fernsehnorm entsprechende Umdrehungszahl beibehält, wird die Geschwindigkeit des Magnetbandes entsprechend der gewünschten Wiedergabegeschwindigkeit geändert. Die dabei entstehenden Verhältnisse bei der Abtastung der aufgezeichneten Spuren werden nunmehr an­ hand von Fig. 2 erläutert. Das Magnetband 1 wird in Pfeilrichtung bewegt. Die einzelnen Abschnitte der Spuren sind entsprechend ihrer Zugehörigkeit zum je­ weiligen Kanal und entsprechend ihrer Zugehörigkeit zum Fernsehraster mit A 1 bis A 8 und B 1 bis B 8 gekenn­ zeichnet. Während bei Abtastung mit Normalgeschwindigkeit die von den Köpfen beschriebenen Bahnen den Spuren folgen, ergeben sich beispielsweise bei einer Abtastung mit etwa doppelter Geschwindigkeit die mit k 1 bis k 4 bezeichneten Bahnen der Magnetköpfe K 1 bis K 4. Infolge der erhöhten Geschwindigkeit ist der Winkel mit der Bandkante kleiner als derjenige der aufgezeichneten Spuren. Außerdem ist ihr Abstand größer als derjenige der aufgezeichneten Spuren. Da die Köpfe jeweils um 90° auf dem Kopfrad versetzt angeordnet sind, befindet sich beispielsweise der Kopf K 2 in der Mitte seiner Spur, wenn der Kopf K 1 das Band verläßt. Zu diesem Zeitpunkt tritt der Kopf K 3 auf seiner Bahn k 3 in Bandberührung. Da das Magnetband 1 um etwas mehr als 180° um das Kopf­ rad umschlungen ist, ergibt sich an den Enden der Spuren eine Überlappung, so daß ein kontinuierlicher Signalfluß gewährleistet ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich stimmen die Bahnen k 1 bis k 4 der Köpfe nur kurzzeitig und zufällig mit den aufge­ zeichneten Spuren überein. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nun die Köpfe in senkrechter Richtung zu ihrer Bahn ausgelenkt, und zwar derart, daß jeweils mindestens einer der mit dem Band in Eingriff stehenden Köpfe eine Spur verfolgt. Hierzu wird der Kopf K 1 von der mit 31 bezeichneten Stelle der Spur k 1 an derart aus­ gelenkt, daß er den Spuren A 1 und A 2 folgt. Diese Richtung wird im folgenden mit positiver Richtung be­ zeichnet. Im Verlaufe des Spurabschnittes A 3 erhält der Kopf K 1 eine negative Auslenkung, die entsprechend der Differenz zwischen der Spur und der Kopfbahn k 1 bis zur Stelle 32 größer wird.

Um das wiedergegebene Fernsehbild weiter zu vervollstän­ digen, wird an den Abschnitten A 4 anschließend der fünfte Abschnitt - also bei dem als Beispiel dargestellten acht­ zeiligen Fernsehbild die fünfte Zeile - benötigt. Hierzu wird der Kopf K 2 von der Stelle 33 an in negative Rich­ tung ausgelenkt, so daß er die Spurabschnitte B 5 und B 6 abtastet. Hat der Kopf K 2 die Stelle 34 erreicht, werden zur weiteren Vervollständigung des Fernsehbildes noch die 7. und 8. Zeile benötigt. Diese werden dadurch ab­ getastet, daß der Kopf K 3 spätestens bei der Stelle 35 auf den Spurabschnitt A 7 gelenkt wird und diesen und den folgenden Spurabschnitt A 8 abtastet.

Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel wurde bei der er­ höhten Geschwindigkeit auf das gleichzeitige Abtasten beider Kanäle verzichtet, wodurch sich eine geringfügige Verminderung der Bildqualität ergibt, was jedoch bei dieser Betriebs­ art durchaus zulässig ist.

Es ist jedoch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, beide Kanäle abzutasten, was in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich ohne weiteren Maßnahmen durchge­ führt werden kann, was jedoch bei hohen Widergabegeschwin­ digkeiten dazu führt, daß einerseits die Auslenkung der Köpfe relativ groß werden und andererseits viele aufge­ zeichnete Fernsehbilder zum Erhalt eines wiedergegebenen Fernsehbildes erforderlich sind.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ge­ hören die ersten vier Spuren zum Bild 1, die zweiten vier zum Bild 2 und die letzten vier zum Bild 3. Bei der gezeigten Wiedergabegeschwindigkeit werden also die Zei­ len 7 und 8 bereits aus dem Bild 2 entnommen.

Fig. 3 zeigt die sich aus der Abtastung nach Fig. 1 er­ gebenden Auslenkungen der Köpfe K 1 bis K 4 als Funktion der Winkelstellung des Kopfrades. Da sich das Kopfrad mit der Fernsehnorm entsprechender konstanter Geschwin­ digkeit dreht, bedeutet dies ebenfalls einen Zeitmaß­ stab.

Um nun die Köpfe K 1 bis K 4 entsprechend steuern zu können, werden bei der Anordnung nach Fig. 1 die Größen der Auslenkungen der einzelnen Köpfe als Funktion der Winkelstellung des Kopfrades und als Funktion der Band­ bewegung in einem programmierbaren Auslesespeicher (PROM) 25 abgelegt. Dem PROM werden dann von den Köpfen 20 und 21 die Bandstellung und die Stellung des Kopf­ rades zugeführt, so daß an den Ausgängen des PROM die sich aus Fig. 3 ergebenden Auslenkungen zunächst als digitale Signale zur Verfügung stehen und über Digital- Analog-Wandler 26 bis 29 den Köpfen zugeführt werden können. Ferner sind im PROM Informationen darüber ge­ speichert, wann welcher der Köpfe K 1 bis K 4 einer Spur folgt, womit die Schalter 11, 12, 41 und 42 derart ge­ steuert werden, daß jeweils die Signale weitergeleitet werden, welche von einem Kopf erzeugt werden, der auf einer Spur geführt wird.

Aus Fig. 3 ist noch ein weiterer Vorteil des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ersichtlich, daß nämlich die Köpfe, relativ langsam von einer Spur auf eine andere bewegt werden können. So steht beispielsweise für den Kopf K 3 die Dauer einer 3/4-Kopfradumdrehung zur Verfügung, um von der mit 43 gekennzeichneten Position nach 44 zu ge­ langen.

Fig. 4 zeigt ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Kopfrad 2. Die Köpfe K 1 und K 4 sind auf piezoelektrische Plättchen 51, 52, 53 und 54 mon­ tiert. Die Plättchen 51 bis 54 sind als sogenannte Bie­ geschwinger ausgebildet und lenken die Köpfe parallel zur Achse des Kopfrades entsprechend einer Spannung aus, welche nicht dargestellten Elektroden zugeführt ist.

Claims (7)

1. Verfahren zur Wiedergabe von Videosignalen,
welche bei einer Aufnahme auf Magnetband in einem Winkel zur Bandmittellinie in mehreren parallelen Spuren aufgezeichnet werden, wobei die Information eines Fernsehbildes auf mehrere Spuren verteilt ist, und
welche bei der Wiedergabe mit gegenüber der Aufnahme geänderter Geschwindigkeit mit am Umfang eines Kopfrades angeordneten Magnetköpfen von dem Magnetband abgenommen werden,
gekennzeichnet durch eine Kombination einzeln für sich bekannter Merkmale

• a) gleichzeitiges Abtasten der auf Magnetband aufgezeichneten Spuren mit mindestens zwei Magnetköpfen und
• b) Steuern der Spurlage der auf dem Kopfrad angeordneten Magnetköpfe, derart, daß jeweils mindestens einer der abtastenden Magnetköpfe längs einer aufgezeichneten Spur geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Kopf längs einer Spur geführt wird und daß ein zweiter Kopf spätestens wenn der erste Kopf die Spur verläßt, eine Spur erreicht, auf wel­ cher eine an die letzte Information des ersten Kopfes anschließende Information aufgezeichnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils derjenige Kopf vorgesehen ist, eine Spur abzutasten, welcher die kleinste Auslenkung von seiner Normallage dazu benötigt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Kopf um den halben Umschlingungswinkel versetzt gegenüber einem ersten Kopf am Umfang eines Kopfrades angeordnet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Kopfrades zwei Paare mit jeweils zwei gegenüberliegenden Köpfen angeordnet sind und daß den Köpfen jeweils eines Paares ein gleiches die Auslenkung bewirkendes Signal zugeführt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß um den halben Umschlingungswinkel versetzt zwei Paare, bestehend aus jeweils zwei gegenüber­ liegenden Köpfen, angeordnet sind und daß jedem der Köpfe ein die Größe der Auslenkung bestimmendes Signal zugeführt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale als digitale Signale aufge­ zeichnet werden, daß die digitalen Signale auf ver­ schiedene Kanäle aufgeteilt sind und daß jeweils zwei Köpfe bei der Wiedergabe einander abwechseln, welche zu verschiedenen Kanälen gehörende digitale Signale aufgezeichnet haben.