DE3309029C2 - Verfahren zum Bestimmen der momentanen Bandlänge eines Videomagnetbandes und nach diesem Verfahren bespielte Videomagnetbänder - Google Patents

Abstract

Das angegebene Verfahren dient zum Kodieren und Dekodieren von Videomagnetbändern, um eine absolute Bandlängeninformation zu erhalten. Da dieses Verfahren keine zusätzliche Aufzeichnungsspur für die Kodeinformation benötigt und mit sehr geringem technischem Aufwand realisierbar ist, ist es besonders für den Videoamateursektor geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der momentanen Bandlänge eines Videomagnetbandes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und nach diesem Verfahren bespielte Videomagnetbänder nach dem Anspruch 5.

Im Gegensatz zum Film, wo sich die einzelnen Szenen mit extrem wenig Aufwand und doch bildgenau schneiden lassen, gibt es beim Videoband keine vergleichbar einfache Möglichkeit des Schnitts. Die Herstellung eines zusammenhängenden Videofilms aus unterschiedlichem Bandmaterial läßt sich nur mit Hilfe des elektronischen Schnitts durchführen, so wie er im professionellen Studiobereich auch üblich ist. Dabei werden von einem Zuspielrecorder die ausgewählten Szenen auf einen Aufnahmerecorder der Reihe nach überspielt; das Magnetband wird also nicht mechanisch zerschnitten.

Ein grundsätzliches Problem ist dabei das bildgenaue Markieren eines Szenenanfangs bzw. Szenenendes. Bei einem allgemein bekannten und bei professionellen Videoauizeichnungs- und Wiedergabegeräten auch angewandten Verfahren wird zu diesem Zweck gleichzeitig mit dem Videosignal in eine der Tonspuren der SMPTE-Zeitkode aufgezeichnet. Damit steht eine bildgenaue Zeitreferenz zur Verfügung, anhand derer alle für einen automatischen elektronischen Schnitt erforderlichen Manipulationen mit absoluter Reproduzierbarkeit durchgeführt werden können.

Für den Videoamateurbereich ist diese Technik aber viel zu aufwendig und zu teuer. Außerdem müßte zum Aufzeichnen des SMPTE-Zeitkodes noch eine eigene Tonspur zur Verfügung gestellt werden, was die bei Videoheimsystemen ohnehin schon geringe Tonqualität noch weiter verschlechtern würde.

Bisherige Verfahren begnügten sich deshalb damit, die relevanten Szenen mit Hilfe eines Bandzählwerkes, welches von den in die Synchronspur aufgezeichneten Impulsen gesteuert wird, in einer zugeordneten Memoryfunktion zu markieren. In dem Aufsatz von Dr. i. Thilo, »Schnitt exakt plaziert« in der Zeitschrift »Funkschau« 1 /1983, S. 57 — 60, ist ein Schnittautomat angegeben, der auf dieser Basis arbeitet Die erreichbare Schnittgenauigkeit solche' Verfahren liegt systembedingt in der Größenordnung von +/—1 Sekunde und re.oht in vielen Fällen nicht aus. Als weiterer Nachteil erweist es sich, daß eine mit Hilfe des Bandzählwerkes zeitlich festgelegte Szene nach mehrfachem Rangieren des Bandes nicht mehr unter der ursprünglich festgelegten Bandlänge zu finden ist was sich ebenfalls auf systembedingte Fehler, wie z. B. Zählfehler durch den Aus- bzw. Einfädeimechanismus des Bandes beim Umspulen, Bandschlupf etc., zurückführen läßt

In der DE-OS 32 17 557 ist eine Vorrichtung angegeben, weiche zum Redigieren eines bespielten Videomagnetbandes die Aufzeichnung von Signalen in der Synchronspur vorsieht. Diese Signale müssen aber in einem getrennten Arbeitsgang an dem zu markierenden Punkt gesetzt werden und verändern den Inhalt der Synchronspur so, daß an dieser Stelle keine normale Wiedergabe mehr möglich ist. Soli aber an einer so markierten Stelle eine normale Wiedergabe wieder ermöglicht werden, so muß in einem weiteren Arbeitsprozeß das ursprüngliche Synchronsignal wiederhergestellt werden. Bei jeder Verschiebung einer Markierung muß also diese aufwendige und zeitraubende Bearbeitung durchgeführt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches insbesondere im V.ti^oamateurfilmbereich die Voraussetzungen für einen bildgenauen elektronischen Schnitt schafft und gleichzeitig die Möglichkeit der vollautomatischen Steuerung eines Video aufzeichnungs· und Wiedergabegerätes bietet.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalendes Anspruchs 1 gelöst.

Die Aufzeichnung der Kodeinformation in der bei einem Videoaufieichnungs- und Wiedergabegerät für die Synchronisierung des Bandvorschubes mit dem Videosignal ohnehin erforderlichen Synchronspur er· möglicht die Beibehaltung bereit etablierter Spurlagennormen und erspart gleichzeitig die sonst übliche Belegung einer Tonspur für die Aufzeichnung eines Zeitkodes. Es war aber nicht ohne weiteres möglich, die Synchronspur mit einer Kodeinformation ?u beauf schlagen, ohne deren ursprüngliche Funktion zu beeinträchtigen. Durch die Festlegung der Folgefrequenz der in Form von Impulsen ausgebildeten Bits, welche die Kodeinformation darstellen, auf die Bildwi-chselfre quenz und <iie Aufzeichnung der einzelnen Bits gena .

jeweils an die Stelle auf dem Videomagnetband, die bei normaler Synchronimpulsaufzeichnung die jeweilige Lage der Videospuren markiert, kann die grundlegende Funktion der Synchronimpulse sehr einfach von der Kodeinformation selbst wieder abgeleitet werden. Das heißt, die Aufgabe der ursprünglichen Synchronisationsimpulse wird unmittelbar von dem aufgezeichneten Kodesignal übernommen. Bei den zu Dalenblöcken zusammengefaßten Bits repräsentiert ein Teil den, zweck-

mäßigerweise in Zeiteinheiten kodierten, jeweiligen Bandabschnitt, der andere Teil, ein für alle Datenblöcke gleiches Datenblocksynchronisationswort welches zudem eine Information über die momentane Bandbewegungsrichtung enthält Auf diese Weise ist jeder Bandabschnitt von der Länge ein^s Datenblockes in beiden Bandbewegungsrichtungen absolut adressierbar. Für ein erfindungsgemäß kodien.es Videomagnetband ist es nicht mehr erforderlich, dieses zum Feststellen der momentanen Bandposition zunächst an den Bandanfang zurückzuspulen, um einen Bezugspunkt zu haben. Vielmehr sieht unmittelbar nach dem Auswerten des ersten gelesenen Datenbiocks die momentane Bandzeit exakt zur Verfugung. Auch dei beim Umspulen auftretende Bandschlupf, welcher bei bekannten Zählver.'ahren zwangsläufig zu Fehlern führt, tritt hier nicht auf.

Sehr vorteilhaft ist die Anwendung des Anspruchs 2. Zwar ist eine Kodierung in der Synchronspur auch dadurch möglich, daß z. B. der Synchronimpuls für die binäre Darstellung von 0 und 1 in seiner Breite moduliert wird oder daß ihm zum gleichen Zweck zwei Kennfrequenzen überlagert werden. Nachteilig wirk: sich hier jedoch aus, daß sich bei veränderlichen Geschwindigkeiten, wie sie z. B. beim Umspulen des Videomagnetbandes während eines Positionierlaufes auftreten, die den Binärwert 0 bzw. 1 darstellenden Pulsbreiten bzw. Kennfrequenzen ebenso verändern, was für eine zuverlässige Auswertung einen hohen Schaltungsaufwand bedeutet. Günstiger ist die Aufzeichnung der Datenbits in pulspolaritätsmoduiierter Form mit dem bei diesem Verfahren bekannt geringen Schaltungsaufwand für die Modulation bzw. Demodulation des Datensignals. Diese Aufzeichnungsart unterscheidet sich von der bisherigen Synchronimpulsaufzeichnung lediglich dadurch, daß zu den beiden Magnetisierungszuständen positive bzw. negative Sättigung auf dem Videomagnetband lediglich noch der magnetisch neutrale Zustand hinzukommt, wobei die beiden unterschiedlichen Sättigungszustände für die Informationsdarstellung benutzt werden. Dadurch ergibt sich eine Kompatibilität derart, daß nach dem herkömmlichen Verfahren bespielte Videomagnetbänder bezüglich der Auswertung der Synchronimpulse auf einem Videoaufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit Kodeaufzeichnungsmöglichkeit ohne zusätzlichen Schaltungsaufwand abgespielt werden können. Des weiteren läiit sich ein Videomagnetband mit einer Ko deaufzoichnung in der Synchronspur auch auf einem herkömmlichen Videoaufzeichnungs- und Wiedergabegerät abspielen, indem bei diesem die notwendige Rückgewinnung der Synchronimpulse aus dem Kodesignal durch Hinzufügen einer einfachen Brückengleichrichterschaltung durchgeführt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist das Zusammenfassen von jeweils 25 oder 30, durch Datenbus repräsentierten. Synchronimpulsen zu einem Datenblock nach dem Anspruch 3. Mit einem 25-Bit-Datenblock läßt i-ich eine eindeutige Kodierung der Bandlänge von maximal 3 h 59 min 59 sek erreichen, wobei jeder einer Sekunde zukommende Bandabschnitt einzeln adressierbar ist. Dabei ist die Eindeutigkeit bei der Dekodierung eines Datenblocks in beiden Bandbewegungsrichtungen gewährleistet. Grundsätzlich wäre es auch möglich, ein höhefes ganzzahliges Vielfaches der VollbildwechselfreqUenÄ zu einem Datenblock zusammenzufassen, uir mfthr Information in einem solchen unterbringen zu können. Der Nachteil ist aber, daß zur Feststellung der momentanen Bandposition bei der Dekodierung ein entsprechend längerer Bandabschnitt für die einzelne Adressierung in Kauf genommen werden muß. Die für einen präzisen, reproduzierbaren elektronischen Schnitt erforderliche Adressierung eines bestimmten Bildes wird durch Abzählen der Datenbits mit Bezug zum letzten vollständig dekodierten Datenblock erreicht.

Gemäß vorteilhafter Ausbildung der Erfindung wird das nahtlose A nsetzen eines an irgendeiner Stelle unterbrochenen Datenblockes, beispielsweise durch Umschalten von Wiedergabe auf Aufnahme im Fall eines Assembleschnitts gemäß Anspruch 4 erreicht. In der technischen Realisierung läßt sich dies beispielsweise dadurch erreichen, daß der für die Dekodierung und Kodierung zuständige Mikroprozessor auch während des Dekodierens intern ein Register bereithält, welches ein Abbild des momentan ablaufenden Datenblockes darstellt und welches im Fall der Umschaltung von Wiedergabe auf Aufnahme sofort die zur korrekten Fortsetzung dieses Datenblocks erforderlichen Datenbits für die Aufzeichnung bereitstellt Dadu·' h wird auch beim Assernbüercn eine fortlaufende, kontinuierlich ansteigende Kodierung des Bandes erreicht

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig.¹ einen schematisch dargestellten Datenblock;

Fi g. 2 das Blockschaltbild eines prinzipiellen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung;

F i g. 3a—3g die zeitlichen Verläufe verschiedener, in der Schaltung nach F i g. 2 auftretender, elektrischer Signale.

F i g. 1 zeigt einen der Bit für Bit in der Synchronspur 17 aufgezeichneten, aus je 25 Bits bestehenden Datenblöcke, wobei die Aufzeichnung selbst in der Reihenfolge der in Zeile ! angegebenen Bitnummern erfolgt. Je-

der Datenblock beinhaltet eine, den jeweiligen Bandabschnitt eindeutig identifizierende, kodierte Zeitinformation und ein Synchronisationswort Die Zeitinformation setzt sich aus fünf im DCD-Format kodierten Zeitstellen zusammen, wobei die Bits 0— 3 die Sekundeneiner SE, 4—6 die Sekundenzehner SZ, 7—10 die Minuteneiner ME. 11-13 die Minutenzehner MZ und 14 und 15 die Stundeneiner STErepräsentieren. Der jeweils niedrigsten Bitnummer einer Zeitstoüe ist auch die niedrigste Wertigkeit zugedacht. Die redundanten Bits für die Kodierung der Sekundenzehner SZ. Minutenzehner MZ und Stundeneiner STE im BCD-Format, sind ausgelassen. Insgesamt stehen für die Zeitkodierung 16 Bits zur Verfügung, womit sich bei dem in F i g. 1 gezeigten Schema eine maximal darstellbare Zeit von 3 h 59 m 59 s ergibt.

Die Bits 16-24 bilden ein für alle Datenblöcke identisches Synchronisationswort, das außer der Datenblockident!'izierung auch noch die Aufgabe hat, eine Information über die momentane Bandbewegungsrichtung

abzugeben. Dabei Li die Bitkombination des Tiynchronisationswortes so festgelegt, daß eine eindeutige Dekodierbarkeit der Datenblöcke sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwä-tsrichtung des Magnetbandes 1 über den gesamten kodierbaren Zeitbereich gewährleistet

ist.

Jeder Datenblock unterscheidet sich vom vorangegangenen dadurch, daß die in ihm enthaltene Zeitinformation einen um eine Sekunde höheren Wert aufweist. F i g. 2 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsge-

mäßen Anordnung mit einem Videomagnetband 18, das eine Kontrollspur 17, die Videospuren 19 sowie eine Tonspur 20 enthält. Die Kontrollspur 17 wird von einem Magnetkopf 1 abgetastet, dessen Ausgangssignal über

einen Umschalter 2 zu einem Integrator 3 und einem Demodulator 5 in einen Mikrocomputer 8 gelangt. Ein Modulator 11 erzeugt bei Aufnahme aus den vom Mikrocomputer 8 gelieferten Signalen die zur Aufzeichnung über den Magnetkopf 1 in die Kontrollspur 17 erforderlichen kodierten Stromimpulse wobei diesen der von einem Schaltstromgenerator 21 gelieferten Schaltstrom in einer Addierstufe 22 überlagert wird. Ein Eingabeport 13 ermöglicht die Bedienung des Mikrocomputers 8, wobei ein Ausgabeport 12 Daten für die Ansteuerung einer Anzeige und die Synchronisierung mit anderen Videoaufzeichnungs- und Wiedergabegeräten bereitstellt.

Für die detaillierte Erklärung der Schaltung nach F i g. 2 sind drei grundlegende Funktionen zu unterscheiden: Aufnahme, Wiedergabe und der unmittelbare Übergang von Wiedergabe auf Aufnahme (Assembleschnitt). Dabei ist vorausgesetzt, daß die Schaltungsanordnung in einen Videorecorder eingebaut ist. Die Beschreibung bezieht sich vor allem auf die Vorgänge in der Synchronspur 17 da die anderen Spuren durch die Schaltungsanordnung nicht beeinflußt werden.

1. Aufnahme

Bei Aufnahmebetrieb des Videorecorders liegt der Umschalter 2 in Stellung rRecord« und der Mikrocomputer 8 arbeitet als Zeitkodegenerator. Um die erforderliche Synchronität zwischen dem gleichzeitig aufzuzeichnenden Videosignal und den Datenbits zu erhalten wird der Mikrocomputer 8 von den aus dem Videosignal abgeleiteten Bildwechselimpulsen 14 gemäß F i g. 3a gesteuert. Das heißt, unmittelbar nach Eintreffen eines Bildwechselimpulses 14 wird vom Mikrocomputer 8 ein Clocksignal 10 gemäß Fig. 3b an den Modulator 11 ausgegeben. Dieser erzeugt daraus, abhängig vom momentanen !ciEchen Zustand des Datensignal 9 ^sn^ß F i g. 3c einen positiven bzw. negativen Stromimpuls 15 gemäß F i g. 3d der über den Magnetkopf 1 zur Aufzeichnung in die Synchronspur 17 gelangt wobei gleichzeitig eine Löschung einer eventuell bereits vorhandenen Ir.ipulsaufzeichnung durch den in der Addierstufe hinzugefügten Schaltstrom erfolgt. Nach der Ausgabe eines Clockimpulses 10 wird vom Mikrocomputer 8 der logische Zustand das Datensignals 9 für die Aufzeichnung des nächsten Bits vorbereitet. Dabei kann die momentane Zeit über ein an einen Ausgabeport 12 angeschlossenes Display beobachtet werden.

Während bisher bei der Aufnahme eines Videomagnetbandes 18 mit den Impulsen in der Synchronspur nur jeweils die Lage von Kanal 1 der Videospuren markiert war. ist jetzt jeder Bandabschnitt im Raster von einer Sekunde vollständig kodiert, wobei die Lage der einzelnen Datenbits in der Synchronspur weiterhin den Aufzeichnungsort von Kanal 1 der Videospuren angibt

2. Wiedergabe

Das vom Magnetkopf 1 in der Synchronspur 17 abgetastete Signal gelangt über den sich in Stellung »Replay« befindlichen Umschalter 2 auf den Integrator 3 der die vom Magnetkopf 1 differenzierten Impulse in das Rechtecksignal 4 gemäß F i g. 3e formt, welches die Daten »0« bzw. »1« als negativen bzw. positiven Spannungswert enthält. Der Demodulator 5 zerlegt dieses ternäre Signal 4 in ein Clocksignal 7 gemäß F i g. 3f und ein Datensignal 6 gemäß F i g. 3g. Mit jeder positiven Flanke des Clocksignais 7 wird der Mikrocomputer 8 unterbrochen, der zugehörige Wert des Datensignals 6 wird eingelesen und von einem im Mikrocomputer 8 implementierten Softwaredekoder ausgewertet, wobei der dekodierte Zeitwert und gegebenenfalls auch die

S Nummer des momentanen Datenbits, die gleichbedeutend mit der zwischen 0 und 24 liegenden Vollbildzahl ist, über ein an das Ausgabeport 12 angeschlossenes Display angezeigt wird. Die rein softwaremäßige Dekodierung des seriellen Datensignals 6 funktioniert bei allen vorkommenden Bandgeschwindigkeiten.

Das Clocksignal 7 kann im Playbetrieb des Videoaufzeichnungs- und Wiedergabegerätes unmittelbar für den Capstan Servo verwendet werden, weil es in seinen Eigenschaften exakt dem Synchronimpuls eines normalen Videorecorders entspricht.

3. Übergang von Wiedergabe auf Aufnahme
(Assembleschnitt)

Um bei einem normalen Videorecorder einen Videoassembleschnitt mit störungsfreiem Übergang von der alten Szene zur neuen Szene zu erhalten, müssen auch an der Übergangsstelle die Synchronimpulse auf dem Videomagnetband äquidistant sein, das heißt, das Raster der aufgezeichneten Impulse darf an dieser Stelle nicht durch den Umschaltvorgang von Wiedergabe auf Aufnahme gestört werden.

Bei eii.tr Kodeaufzeichnung in der Synchronspur muß zusätzlich noch berücksichtigt werden, daß diese Umschaltung inmitten eines Datenblockes mit seiner vorgegebenen Struktur erfolgen kann. Die Forderung ist, daß an dieser Stelle sowohl die Synchronität der Datenbits mit dem Videosignal als auch die Kontinuität des fortlaufenden Zeitkodes erhalten bleibt. Bei der An-Ordnung gemäß F i g. 2 ist das Problem dadurch gelöst, daß einerseits die Aufzeichnung der Datenbits von Hause aus durch die BüdwechsijHmnulse 14 "?steuert wird und andererseits bei der Dekodierung des vom Band kommenden Datensignals 6 das Datensignal S grundsätzlich schon so vorbereitet ist, daß immer unmittelbar nach der Verarbeitung eines Clockimpulses 7 auf Aufnahme umgeschaltet werden kann, wobei dann der Mikrocomputer 8 wieder als Zeitkodegenerator arbeitet. Das heißt, der Mikrocomputer 8 läuft auch in der Stellung Wiedergabe intern als Zeitkodegenerator mit, so daß ein in der Mitte durch Umschaltung von Wiedergabe auf Aufnahme unterbrochener Datenblock nach der Umschaltung auf Aufnahme in der richtigen Weise für die Aufzeichnung weitergeführt wird.

Der Mikrocomputer 8 besteht aus einem Ein-Chip-Mikroprozessor mit 8 Bit Datenwortbreite und übernimmt neben den in F i g. 2 beschriebenen Funktionen auch noch die für einen automatischen, zeitkodegesteuerten elektronischen Bildschnitt erforderlichen, in F i g. 2 nicht erläuterten Aufgaben wie Abspeichern von eingegebenen Schnittzeitpunkten, Positionieren des Videomagnetbandes usw.

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55 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bestimmen der momentanen Bandlänge und Bandbewegungsrichtung eines Videomagnetbandes durch Dekodierung eines mitaufgezeichneten Zeitkodes, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkode in der Synchronspur aufgezeichnet ist, derart, daß jeweils eine vorgegebene Anzahl von Synchronimpulsen zu einem, einer bestimmten Bandlänge zugeordneten Datenblock zusammengefaßt wird, daß die Synchronimpulse eines jeden Datenblocks miit einer, die jeweilige Bandlänge enthaltenden Information derart kodiert und aufgezeichnet werden, daß sich aus den kodierten Datenblöcken die Synchronimpulse bei der Widergabe regenerieren lassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierung der Synchronimpulse durch PulspoSitiitätsmodulation erfolgt

3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils 25 oder 30 aufeinanderfolgende Synchronimpulse zu einem Datenblock zusammengefaßt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnei, daß dr.s beim Assembleschnitt durch die Umschaltung von Wiedergabe auf Aufnahme erforderliche Ansetzen inmitten eines Datenblocks durch Vervollständigung des teilweise bereits aufgezeichneten Datenblocks und kontinuierliche Weiter.jhrung der Kodierung der sich daran anschließenden Datenblc-cke erf-'gt.

5. Bespieltes Videomagn«nband mi» nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche bis 4 in der Synchronspur aufgezeichnetem Zeitkode.