DE3528578C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formatierung von Videobändern über eine Video- und/oder andere Spur, bei dem Bildnummernsignale und andere Daten in Zeitintervallen der Video- und/oder der anderen Spur zugeführt und auf diesen eingeschrieben werden sowie der Bereich der Videospur zwischen den Bildnummernsignalen für die Einschreibung des Videosignals genutzt wird.

Bei einem bekannten derartigen Verfahren (DE-OS 27 34 339) werden auf der Videospur und auf einer Kommandospur des Videobandes, die zusätzlich zur Audiospur vorgesehen ist und Regie- bzw. Stichwort- bzw. Studiosignalzeichen- bzw. Kommandosignale trägt, die Bildnummernsignale und anderen Daten eingeschrieben und in Zeitintervallen der Video- und/oder Kommandospur zugeführt.

Eine geeignete Formatierung ist zur Erzielung bildgenauer Positionierung insbesondere im Hinblick auf Controler zur Steuerung von Videobandgeräten durch Computer von Wichtigkeit. Herkömmliche Controler zur Steuerung von Video-Bandgeräten besitzen im wesentlichen nur die Möglichkeit, spezielle Videogeräte, sogenannte Profi-Videorecorder durch Kommandos über eine serielle Schnittstelle zu positionieren.

Die bisherigen Controler nutzen lediglich einen Teil der Möglichkeiten, die die Kopplung zwischen Computer und Videorecorder bieten. Auch ist die Wahl der Geräte, die verwendet werden können, eingeschränkt. Nachteilig ist ferner, daß für eine bildgenaue Positionierung immer eine Audio-Spur benötigt wird, die dann dem Anwender nicht mehr zur Verfügung steht. Dies ist insbesondere nachteilig, wenn es sich um Lehrbänder handelt, die aus didaktischen Gründen beide Audiospuren benötigen, z. B. bei zweisprachigen Lehrbändern, oder wenn es sich um Geräte mit nur einer Audiospur handelt, da in diesem Falle nur noch das Bildsignal für die Anwendung zur Verfügung stehen würde. Bisherige Positionierungssysteme für Videorecorder (z. B. der Firma BCD) nutzen lediglich die Möglichkeit der lückenlosen Audioformatierung.

Es wird erfindungsgemäß angestrebt, einen Videorecorder- Controler als Verbindung zwischen einem Computer und einem Videogerät zu schaffen, wobei möglichst umfassend die Möglichkeiten eines Videorecorders für ein Computersystem erschlossen werden sollen. Hierbei soll es möglich gemacht werden, über eine Standardschnittstelle des Computers Befehle zur Positionierung des Videorecorders abzugeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Formatierung von Videobändern gemäß der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das ohne die Notwendigkeit spezieller Steuer- oder Kommandospuren neben den Video- und Audiospuren in effektiver Weise eine möglichst bildgenaue Positionierung ermöglicht. Insbesondere ist zu berücksichtigen, daß während der Einfädel-/Ausfädelzeit des Videobandes Audiosignale nicht gelesen werden können, daß eine Erhöhung der Datensicherheit gefordert ist, und daß beim Aussetzen der Audioimpulse alternativ immer die Bildimpulse auswertbar sein sollen.

Diese Ausgabe wird erfindungsgemäß durch die aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 hervorgehenden Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Insbesondere haben sich folgende Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens als geeignet für bildgenaue Positionierung erwiesen.

Für den Fall, daß eine Audiospur für die Formatierung zur Verfügung steht, kann diese durch einen seriellen Datenstrom formatiert werden.

Für die Grobpositionierung und bei Ausfall der Formatierungsimpulse können, sofern ständig verfügbar, die Bildcontrolimpulse herangezogen werden. In allen anderen Fällen erfolgt die Grobpositionierung über eine Zeit-Weg-Funktion.

Für den Fall, daß die Audiospur nicht verwendet werden darf, kommen folgende Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens in Betracht:

• 1. Formatierung in der Videospur während des Kopiervorganges bzw. der Produktion des Bandes. Es werden Bildinformationen, insbesondere Bildnummern in die Austastlücke des Videosignals als serielle Daten geschrieben.
• 2. Formatierung in der Videospur als nachträgliche Formatierung. Dies erfolgt in Fällen, in denen keine zwei Videorecorder zur Verfügung stehen, bzw. wenn aus Qualitäts- oder anderen Gründen ein Kopieren eines bestehenden Videobandes nicht möglich ist.

Zum einen werden in geeigneten Abständen Graubilder geschrieben, wobei der Helligkeitswert aus einigen vorhergehenden Bildern gemittelt wird, um den visuellen Eindruck nicht zu beeinträchtigen. Die Graubilder enthalten in der Austastlücke die Bildinformationen.

Zum anderen werden in geeigneten Abständen wenige Bilder gelesen, sodann zwischengespeichert und dann zusammen mit den Bildinformationen in die Austastlücke durch die Insertschnitt- Möglichkeit wieder an die gleiche Stelle zurückgeschrieben.

Für den Fall, daß sich auch das Beschreiben der Videospur aus rechtlichen oder anderen Gründen verbietet, wird das Videoband einmal vollständig gelesen. Aus den Bildinhalten werden geeignete Merkmale errechnet, dann als Hash-Code in einer Tabelle unter der entsprechenden Bildnummer abgespeichert. Die Positionierung geschieht so, daß während des Abspielens ständig zu den Bildinhalten der entsprechenden Hash-Code aus abstrahierten Merkmalen generiert wird und sodann in der Hashtabelle aufgesucht wird, was wiederum die Bildinformation zurückliefert. Die Hash-Code-Tabelle kann entweder an einer unbenutzten Stelle des Videobandes oder einem separaten Medium abgespeichert werden.

Zum Abspeichern von beliebigen Daten, von Texten, Inhaltsverzeichnissen usw., kann in Fällen, in denen die Audiospur benutzt werden darf, diese dazu benutzt werden.

Da die Feinpositionierung über den Abspielvorgang wegen des zu berücksichtigenden Ein- bzw. Ausfädelns des Bandes ohnehin mehrere Sekunden in Anspruch nimmt, ist es nicht erforderlich, die Bildnummer in jedes (Halb)-bild zu schreiben, sondern gemäß der Erfindung reicht es, dies in größeren Abständen von beispielsweise 50 bis 100 Bildern zu tun. In die restlichen Bilder können beliebige Daten geschrieben werden. Die Bildnummer-Information braucht auch nicht komplett in ein (Halb)-bild untergebracht zu werden, sondern es empfiehlt sich zu Gunsten einer sicheren Datenabspeicherung diese Information auf mehrere Bilder zu verteilen. Um jedoch Sequenzfehler beim Überlauf (z. B. 999 nach 1000) zu vermeiden, darf die so gelesene Bildnummer erst nach ihrem vollständigen Eingang aktualisiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in sehr effektiver Weise eine bildgenaue Positionierung, die in keiner Weise dadurch beeinträchtigt wird, daß zwischen die Formatierungsimpulse auch Daten geschrieben werden können. Insbesondere erweist sich von Vorteil, daß bei Aussetzen der Audioimpulse alternativ immer die Bildimpulse ausgewertet werden können.

Die bildgenaue Positionierung ist eine wichtige Grundlage für den angestrebten universell verwendbaren Videorecorder-Controler, der aus einem Basis-Computer-System besteht, welches über mehrere parallele, eine serielle Schnittstelle sowie mindestens einen Interrupt-Eingang verfügt.

Über die serielle Schnittstelle können Kommandos sowie Daten zwischen dem Controler sowie einem Computer mit einer entsprechenden Schnittstelle ausgetauscht werden.

Die Parallelschnittstellen dienen als Schnittstelle zwischen dem Controler und dem Video-Bandgerät, wobei zum einen der Videorecorder in seinen Grundfunktionen gesteuert werden kann sowie zum anderen bei verschiedenen Videorecorder- Modellen bestimmte Statussignale abgefragt werden können.

Der Interrupt-Eingang dient der Auswertung von Control- Impulsen, die bei verschiedenen Videorecordern an außen angebrachten Verbindungen zugänglich sind.

Auf dem Basisgerät sind folgende Connectoren angebracht:

• 1. Weitere Chip-Select-Signale für weitere Peripherien
• 2. der IO-Control-Bus
• 3. ein Teil des Adress-Buses zur Generierung von weiteren Chip-Select-Signalen
• 4. der Datenbus
• 5. Modemsignale eines zweiten vorbereiteten seriellen Kanals auf dem Basis-Computer-System

Um alle am Markt erhältlichen Videorecorder steuern zu können, können alternativ folgende Zusatzbausteine auf das Basis- Computer-System an die Connectoren angebracht werden:

• A) Ein Cassetten-Interface wird an den Connector für den zweiten seriellen Kanal angeschlossen, womit wiederum eine Audio-Spur des Videorecorders mit Daten beschrieben sowie wieder gelesen werden kann.
• B) Ein Interface wird an den Connector für den zweiten seriellen Kanal angeschlossen, welcher mit einer relativ hohen Übertragungsgeschwindigkeit Daten in die Austastlücke bei einem Standard-Video-Signal schreiben sowie wieder auslesen kann. Um eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit zu gewährleisten, wird der Transmitter- sowie der Receiver-Takt mit den zu übertragenden Daten synchronisiert. Hierfür wird ein Taktgenerator durch den aus dem Zeilen- bzw. Bildsynchronimpuls abgeleiteten Interruptsignal angestoßen.

Durch geeignete Programmierung des Basis-Computer-Systems werden über A oder B Positionierungsdaten auf das Video- Band aufgezeichnet (Formatierung), die dann der bildgenauen Positionierung dienen.

Als vorteilhaft erweisen sich ferner:

• - Relais zur Umschaltung der Video-Signal-Quellen
• - Zeilen- und Bildsynchron-Signal-Aufbereitung und Anschluß dieser Signale an weitere Interrupt-Eingänge
• - Nachträgliches Formatieren in die Video-Spur ist ohne Kopiervorgang möglich, indem man die Synchronität durch die bei den meisten heute erhältlichen Videogeräten vorhandene Assemble-Schnitt-Einrichtung schafft.

Die Vorgehensweise dabei ist:

• 1. PLAY und Ermittlung des mittleren Grauwertes
• 2. STANDBILD
• 3. RECORD
• 4. ASSEMBLE-SCHNITT und Aufzeichnung von wenigen Bildern (z. B. 1 bis 3) mit den Positionierungsdaten im Video- Signal in der ermittelten Austastlücke. Der restliche Bildinhalt wird mit dem zuvor ermittelten Grauwert beschrieben, so daß der visuelle Eindruck später kaum gestört wird.

Folgende Anwendungen haben sich als günstig erwiesen:

• 1. Interaktive Lehrsysteme
• 2. Systeme zur audio-visuellen Verwaltung von Dokumenten
  • a) für allgemeine Anwendungen mit normalen Standard- Video-Normen
  • b) für Ersatz von Mikrofilmen mit erhöhter Auflösung
• 3. für Werbezwecke, z. B. auf Messen kann das Messepersonal entlastet werden, indem die Besucher interaktiv über den Bildschirm mit dem vorhandenen Video-Material kommunizieren
• 4. für Simulationen
• 5. Archivierung (z. B. in der Medizin bei Röntgen-Aufnahmen)
  • - als Schnittgerät
  • - Backup-Systeme zur Datensicherung mit Directory
  • - Meßwerterfassung (z. B. in der Meteorologie)
  • - zur Wiederauffindung von Musikstücken bei den HIFI-Stereo- Videogeräten
  • - zur Gleichlauf-Synchronisierung von mehreren Videogeräten zur Verwendung als Mehrspuranlage, wobei je nach Bedarf Spuren dazugekauft werden können,
  • - als Ergänzung einer Midi-gesteuerten Anlage zur Abspeicherung und Wiederauffindung von Echtzeitklängen.

Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Formatierung von Videobändern werden nun anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Videobandes mit Formatierung über die Audiospur,

Fig. 2 eine Darstellung des Auftretens eines Sequenzfehlers,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Formatierung über die Videospur während der Produktion eines Videobandes,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer nachträglichen Formatierung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines mit Aufzeichnungen versehenen Videobandes mit matrixartig angeordneten Helligkeitsmeßstellen und

Fig. 6 eine der Fig. 5 zugehörige Hash-Code-Tabelle.

Fig. 1 verdeutlicht die Formatierung eines Videobandes über die Audiospur, wobei der Abschnitt t _e der Einfädel/Ausfädelzeit für das Videoband 1 und der Abschnitt t _b dem zeitlichen Abstand zwischen den Bildnummernsignalen 2 in der Audiospur entspricht. Während der Einfädel/Ausfädelzeit t _e , die etwa 0,5 bis 3 sec beträgt, können die Audiosignale nicht gelesen werden. Deshalb reicht es aus, wenn die Bildnummernsignale im Abstand von etwa 10 bis 150 Bildern geschrieben werden. Der Abschnitt t _b zwischen den Bildnummernsignalen, der sozusagen freie Platz darstellt, kann für andere Daten genutzt werden. Die richtige Bildnummer wird während t _B durch Auszählen der Bildimpulse von der Videospur ermittelt. Die Videoinformation stellt bereits eine Formatierung dar. Die Bildnummernsignale in der Audiospur stellen somit nur den absoluten Bildzählerstand ein.

Soll die Datensicherheit erhöht werden, so kann die Bildnummer über mehrere Bilder verteilt werden. Hierbei ist jedoch, wie aus Fig. 2 hervorgeht, die Gefahr gegeben, daß Sequenzfehler auftreten, da z. B. beim Übertrag vom Bildimpuls '999' auf den Bildimpuls '1000' die Einschreibung '1009' erfolgen kann (vgl. Fig. 2). Um einen derartigen Sequenzfehler zu vermeiden, wird nur jeweils an der Stelle A der aktuelle Zählerstand in ein Hilfsfeld eingeführt und vollständig als Bildnummer übernommen.

Während der Produktion von Videobändern, d. h. beim Kopieren oder bei einer Aufnahme kann die Formatierung/Positionierung über die Videospur erfolgen. Mit herkömmlichen Videobandgeräten ist es technisch nur möglich, komplette Videobilder zu schreiben. Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es aus der schematischen Darstellung gemäß Fig. 3 hervorgeht, wird davon ausgegangen, die Bildnummern direkt in das Videosignal zu schreiben, und zwar in die jeweilige Austastlücke der Bildsynchronimpulse.

Wie Fig. 3 zeigt, wird ein von einem Videorecorder (Kopierverfahren) oder von einer Videokamera (Aufnahmeverfahren) kommendes Videosignal S₁ unmittelbar und der jeweilige Bildsynchronimpuls I über einem Bildnummerngenerator 3 einem Mischteil 4 eingegeben, dessen Ausgangssignal dem Videosignal S₂ mit in den Austastlücken der Bildsynchronimpulse entsprechend eingeschriebenen Bildnummerndaten entspricht. Das Signal S₂ wird von einem Videorecorder dann aufgenommen.

Bei diesem Verfahren ist jedoch nachteilig, daß eine nachträgliche Formatierung durch Kopieren immer mit zwei Videorecordern durchgeführt werden muß.

Zum nachträglichen Formatieren hat sich, wie Fig. 4 verdeutlicht, als geeignet erwiesen, in größeren Abständen an die Stelle der ursprünglichen Videobilder Graubilder mit der gemittelten Helligkeit der vorangegangenen Bilder zu schreiben. Für den Mittlungsvorgang gilt die Gleichung

wobei

t₁-t₂= Originalbildperiode t₁′-t₂′= Grauwertbildperiode

In die Austastlücken dieser Graubilder werden entsprechend dem in bezug auf Fig. 3 beschriebenen Verfahren die Bildnummern eingeschrieben. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens werden zwar an den Stellen, an denen die Bildnummern eingefügt worden sind, die Videobilder zerstört, der resultierende gleichmäßige Übergang reduziert jedoch den nachteiligen visuellen Eindruck auf ein Mindestmaß.

Soll das ursprüngliche Videosignal jedoch nicht durch die Schaffung von Graubildern zerstört werden, so wird ein anderer Weg gewählt, und zwar, zunächst werden die an der für die Formatierung vorgesehenen Stelle befindlichen Bilder gelesen und in einem Bildzwischenspeicher abgelegt. Dann wird die vorgegebene Stelle wieder aufgesucht und die zwischengespeicherten Bilder, in deren Austastlücken die Bildnummern in der oben im Zusammenhang mit Fig. 3 und 4 beschriebenen Weise eingefügt worden sind, werden geschrieben.

Aus den Fig. 5 und 6 geht eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Formatierung von Videobändern hervor, bei der die Videobilder (Fig. 5) über ausgesuchte Merkmale wiedererkannt werden, deren Inhalte als Hash-Code in einer Hash-Code-Tabelle (Fig. 6) unter den entsprechenden Bildnummern abgespeichert werden. An den in Fig. 5 gekennzeichneten Stellen 5 wird z. B. beim einmaligen vollständigen Lesen des gesamten Videobandes die Helligkeit gemessen. Die entsprechenden Meßwerte werden zum Aufbau der Hash-Code-Tabelle gemäß Fig. 6 verwendet, die auf einer freien Stelle des Videobandes oder auf einem externen Medium, wie z. B. einer Diskette, abgelegt wird. Die abgelegten Hash-Code dienen zur Wiedererkennung und damit zur Ermittlung der Bildnummer beim Positionierungsvorgang.

Claims (10)

1. Verfahren zur Formatierung von Videobändern über eine Video- und/oder andere Spur, bei dem Bildnummernsignale und andere Daten in Zeitintervallen der Video- und/oder der anderen Spur zugeführt und auf diesen eingeschrieben werden sowie der Bereich der Videospur zwischen den Bildnummernsignalen für die Einschreibung des Videosignals genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Audiospur als die andere Spur gewählt wird und in dieser die Bildnummernsignale sowie zwischen diesen die anderen Daten in der Audiospur eingeschrieben werden, wobei das Zeitintervall t _B zwischen den Bildnummernsignalen ca. 10 bis 150 Bildern entsprechend gewählt und die einer Bildnummer entsprechende Information über mehrere Bilder verteilt werden, und daß die tatsächlichen Bildnummern während des Zeitintervalls t _B durch Auszählen der Bildimpulse von der Videospur ermittelt werden, während die Bildnummernsignale in der Audiospur nur den absoluten Bildzählerstand wiedergeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Bildnummer entsprechenden Bildnummernsignale über mehrere Bilder verteilt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Kopier- oder Aufnahmevorgangs zur Formatierung des Videobandes über die Videospur die Bildnummern direkt in die Austastlücken des Videosignals auf der Videospur eingeschrieben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal von einem Videorecorder oder einer -kamera direkt und die in die Austastlücken des Videosignals einzuschreibenden Bildinformationen über einen Bildnummerngenerator einem Mischteil zugeführt werden, dessen Ausgangssignal von einem zum Kopieren bzw. zum Aufnehmen bestimmten Videorecorder aufgenommen wird, wobei die Bildnummern direkt in die Austastlücken des Videosignals eingeschrieben werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur nachträglichen Formatierung in größeren Abständen an der Stelle der ursprünglichen Videobilder Graubilder mit der gemittelten Helligkeit der vorangegangenen Videobilder geschrieben und den Austastlücken dieser Graubilder die Bildnummern zugeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die an der für die Formatierung vorgesehenen Stelle befindlichen Bilder gelesen und in einem Bildspeicher zwischengespeichert werden, daß dann die vorgegebene Stelle wieder aufgesucht wird und zwischengespeicherten Bilder zusammen mit den Bildnummern in den Austastlücken an die gleiche Stelle zurückgeschrieben werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ca. 1 bis 5 Bilder entsprechend der für die Formatierung vorgesehenen Stelle gelesen werden.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Videoband zunächst einmal vollständig gelesen wird, daß aus den Bildsignalen dann geeignete Merkmale wie die Helligkeit an bestimmten Stellen errechnet und als Hash-Code in einer Tabelle unter entsprechenden Bildnummern derart abgespeichert werden, daß für eine Positionierung zu den Bildinhalten während des Abspielens des Videobandes ständig der entsprechende Hash-Code aus den errechneten Merkmalen generiert, die Tabelle dann aufgesucht und darauf die Bildnummern zurückgeliefert wird.

9.Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hash-Code-Tabelle an einer ungenutzten Stelle des Videobandes abgespeichert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hash-Code-Tabelle extern auf einer Diskette abgespeichert wird.