DE3784180T2 - Verfahren und vorrichtung fuer videosignalaufzeichnung und -wiedergabe. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für Videosignalaufzeichnung und -wiedergabe und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei der ein breitbandiges Videosignal aufgeteilt wird in eine Mehrzahl schmalbandiger kanalzugehöriger Videosignale, die der Reihe nach in Frequenzmodulation aufgezeichnet werden, und wobei die durch Abweichungen der FM-Übertragung der beiden Kanäle untereinander bedingte Qualitätsminderung des Frequenzganges eines Wiedergabesignals automatisch kompensiert wird.
• Das Zwei-Kopf-Rotations-Querspurverfahren, dessen typische Vertreter das VHS- und das Beta-System sind, wird als grundlegendes Betriebssystem in einer großen Anzahl von Videorecordern (nachstehend mit VTR abgekürzt) benutzt. Bei einem solchen VTR sind Magnetköpfe am Umfang einer Drehtrommel im Abstand von 180º angeordnet, wobei zwei Halbbilder (ein Vollbild) eines Videosignals auf zwei Spuren eines Magnetbandes bei jeder Umdrehung der Trommel aufgezeichnet werden. Ein Verfahren zur Aufzeichnung eines breitbandigen Videosignals unter Verwendung eines VTR dieses Typs, d. h. der zur Aufzeichnung eines Standard-TV-Signals bestimmt ist, besteht darin, das breitbandige Videosignal in eine Mehrzahl von schmalbandigen Kanälen aufzuteilen, um die aufgeteilten Videosignale dieser Kanäle gleichzeitig parallel aufzuzeichnen. Genauer gesagt wird unter der Annahme, daß die Bandbreite des breitbandigen Videosignals n mal derjenigen des Standardsignals entspricht, das breitbandige Videosignal aufgeteilt in n schmalbandige Videosignale in n zugehörigen Kanälen, die gleichzeitig auf zugehörigen Spuren aufgezeichnet werden. Zur Verwirklichung sind im Falle der Aufteilung in zwei schmalbandige Videosignalkanäle die folgenden Verfahren möglich:
• 1) Abwechselndes Belegen der Kanäle mit aufeinanderfolgenden Abschnitten des Videosignals jedesmal, wenn ein Abtastpunkt angetroffen wird;
• 2) abwechselndes Belegen der beiden Kanäle mit aufeinanderfolgenden Horizontal-Abtastintervallen (werden nachstehend als 1H-Intervalle bezeichnet) des Videosignals.
• Nachstehend wird das Verfahren (2) beschrieben, wobei als praktisches Beispiel für ein 4 MHz Bandbreite ausgelegter VTR im NTSC-Standard-Betrieb herangezogen wird mit Aufzeichnung eines hochauflösenden Fernsehsignals, das die MUSE-Norm (8 MHz Bandbreite) benutzt, wobei Bandbreitenkompression angewandt wird. Tabelle 1 zeigt eine Gegenüberstellung der Normen NTSC und MUSE. Posten Norm NTSC MUSE Zeilenzahl Horizontalabtastfrequenz Bildfrequenz
• Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß jedes 1H-Intervall des Videosignals in MUSE-Norm dem 1H-Intervall der NTSC-Norm im wesentlichen angeglichen werden kann, wenn das MUSE-Signal einer Zeitachsen-Expansion um den Faktor 2 unterworfen wird. Dies ist dargestellt in Fig. 1. Fig 1 (a) stellt Horizontal-Abtast-Zeilennummern eines Videosignals nach der MUSE-Norm dar, während die Fig. 1 (b) und 1 (c) Horizontal-Abtast-Zeilennummern des MUSE-Signals nach Zeitachsen- Expandierung der horizontalen Abtastzeilen gemäß Mol-%2 (a) darstellen bzw. die Aufteilung in zwei Kanäle. Durch Anwenden der Frequenzmodulation (FM) auf diesem Wege erhaltenen Kanalsignale und Anlegen des sich ergebenen FM-Videosignals an das zugehörige Paar der Magnetköpfe, die am Umfang einer Drehtrommel zu wechselseitigen aneinandergrenzenden Positionen, wobei ein Halbbild des Videosignals gleichzeitig in Parallelform auf zwei Spuren des Magnetbandes aufgezeichnet wird. Ein zweites Halbbild des Videosignals wird dann durch ein zweites Paar Magnetköpfe aufgezeichnet, die am Umfang der Drehtrommel zu um 180º räumlich abgetrennten Positionen gegenüber dem zuerst erwähnten Paar angeordnet sind.
• Während der Wiedergabe wird das Original-Videosignal durch Zeitachsenkompression des Wiedergabesignals gewonnen, das von den Kanalausgängen der zugehörigen Köpfe erzeugt wird, um die auf diese Weise erhaltenen Signale zusammenzusetzen. Aufgrund der Tatsache, daß horizontale Abtastzeilen, die einander wechselseitig innerhalb eines Halbbildes des Videosignals benachbart sind, dabei jedoch durch einander abwechselnde unterschiedliche Kanäle aufgezeichnet werden, tritt eine Verschlechterung der Wiedergabequalität wegen der unvermeidlichen Unterschiede zwischen den Übertragungskennlinien der beiden Kanäle ein.
• Ein Verfahren zur Beseitigung solcher Unterschiede zwischen den Übertragungskennlinien, die in einem FM- Übertragungssystem auftreten, das sind Unterschiede im Gleichstrompegel, in der Verstärkung und in Nichtlinearitäten, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 61-46681 beschrieben. Mit diesem Verfahren wird ein Bezugssignal, wie beispielsweise ein Rampensignal in die Austastintervalle des Videosignals eingefügt, um zusammen mit dem Videosignal aufgezeichnet zu werden. Ein Algorithmus zur Durchführung der Kompensation des Bezugssignals, das in den Wiedergabesignalkanälen enthalten ist, wird verarbeitet, d. h., nachdem das Videosignal und das Bezugssignal durch das FM-Übertragungssystem geschleust sind. Diese Kompensation wird angewandt, um so das wiedergegebene Bezugssignal in einer Form zurückzugewinnen, die nah an der des ursprünglichen Bezugssignals liegt. Nach Durchführung der Kompensation des Wiedergabesignals gemäß diesem Algorithmus werden die Wiedergabesignale der jeweiligen Kanäle zusammengesetzt. Dieses Verfahren ermöglicht es, Unterschiede im Gleichstrompegel, in der Verstärkung und bei Nichtlinearitäten zwischen den Kanälen zu beseitigen.
• Jedoch treten ähnliche Unterschiede zwischen den Kanälen in den Frequenzgängen der demodulierten Signale auf, die von solch einem FM-Übertragungssystem erzeugt werden, und diese Unterschiede können nicht durch das oben beschriebene Verfahren nach dem Stand der Technik beseitigt werden. Die Gründe zur Verschlechterungen des Frequenzganges, die in einem FM- Übertragungssystems auftreten, sind folgende. Das allgemein übliche FM-Aufzeichnungsverfahren ist Niedrigträger-FM. Das liegt daran, daß in der VTR-Aufzeichnung die Frequenz des Modulationssignals hinsichtlich der FM-Trägerfrequenz höher ist als im Falle anderer Arten von FM-Anwendungen. Dieses Aufzeichnungsverfahren wird möglich durch die Eigenarten eines FM-Signals, wobei es möglich ist, nur eines der Seitenbänder zu verwenden, d. h. das obere oder das untere Seitenband.
• Darüberhinaus ergibt die VTR-Aufzeichnung und der Wiedergabevorgang eine Anhebung niedriger Frequenzkomponenten und eine Abschwächung höher/frequenter Komponenten im aufgezeichneten Signal, wie allgemein bekannt. Aus diesem Grunde und wegen der flachen Rauschkennlinie fällt der Rauschpegel im oberen Seitenbandbereich des Wiedergabesignals relativ hoch aus, wenn im höher/frequenten Bereich über ein Wiedergabeentzerrer eine Anhebung eingebracht wird und die unteren Seitenbänder des Wiedergabesignals identische Amplituden aufweisen. Auf diese Weise erhält man ein S/N(Signal/Rausch)-Verhältnis beim demodulierten Signal aus dem Wiedergabesignal, das dürftig ist.
• Um mit diesem Problem fertigzuwerden, verwenden VRT im allgemeinen eine Übertragungskennlinie mit ansteigender Kurvenform. Genauer gesagt hat die Übertragungskennlinie (d. h. Signalamplituden/Frequenz- Kennlinie) des FM-Systems eines VTR über alles einschließlich des Aufzeichnungssystems, der Köpfe, des Bandes des Wiedergabesystems und des Wiedergabeentzerrers die in Fig. 2 dargestellte Form. Auf diese Weise ergibt sich die Übertragungskennlinie eines Aufnahme- und Wiedergabesystems eines VTR in Anhebung des niederfrequenten Bereichs und in Absenkung des höherfrequenten Bereichs, wie in Fig. 3 (a) dargestellt. In Fig. 3 (a) bezeichnen B&sbplus;&sub1; und B&submin;&sub1; betreffende Abweichungsbeträge der oberen und unteren Seitenbänder. Bezeichnet man die Trägeramplitude mit J&sub0;, die des ersten oberen Seitenbandes mit J&sbplus;&sub1; und die des ersten unteren Seitenbandes mit J-1 , dann gilt folgende Beziehung.
• B&sbplus;&sub1; = Ausgang (J&sbplus;&sub1;/J&sub0;) Eingang (J&sbplus;&sub1;/J&sub0;)
• B&submin;&sub1; = Ausgang (J&submin;&sub1;/J&sub0;) Eingang (J&submin;&sub1;/J&sub0;)
• Der Wiedergabeentzerrer hat eine Übertragungskennlinie zur Ausführung der Korrektur für die B&submin;&sub1; Kennlinie, um dadurch eine Kennlinie über alles zu erzeugen, die durch die strichpunktierte Linie in Fig. 3 (a) dargestellt ist. Eine derartige Kennlinie zur Wiedergabeentzerrung ist in Fig. 3 (d) dargestellt. Auf diese Weise kann die Amplituden/Frequenz- Kennlinie des demodulierten FM-Signals einen flachen Verlauf bekommen, ohne daß es des Einsatzes der Anhebung des oberen Seitenbandes bedarf. Ein demoduliertes Signal mit einem guten S/N-Verhältnis kann auf diese Weise erzielt werden.
• Mit einer idealen FM-Übertragung dieses Typs kann eine Übertragungskennlinie in der in Fig. 2 dargestellten Form geschaffen werden, wie vom Aufnahmesystem, den Köpfen, dem Band, dem Wiedergabesystem und dem Wiedergabeentzerrer bestimmt ist. In der Praxis jedoch ist die Übertragungskennlinie eines solchen Systems aus Gründen wie Unterschiede bei den Aufnahme- und. Wiedergabekennlinien verschiedener Bandsorten, dem Temperaturverlauf analoger Schaltungen und dgl. anders als beschrieben. Außerdem besteht sogar von Anfang an das Problem der Kompatibilität [Verträglichkeit], das ist die Notwendigkeit, die Wiedergabe von Bändern auszuführen, die mit anderen Geräten aufgezeichnet worden sind. Dies ist ein weiterer Grund, weswegen eine spezifische Übertragungskennlinie nicht eingerichtet werden kann.
• Außerdem werden mit der oben beschriebenen Zweikanal- Aufnahme horizontale Abtastzeilen des Videosignals, die wechselseitig an benachbarten Positionen des wiedergegebenen Bildes auftreten, durch die unterschiedlichen Übertragungssysteme der betreffenden Kanäle aufgenommen. Unterschiede in den Frequenzgängen dieser Systeme ergeben daher auffällige Verschlechterungen der Bildqualität.
• Die Patentschrift US-3,643,013 offenbart ein Aufnahme/Wiedergabe-System für ein Videosignal, in welches Pilotsignale einer vorausgewählten Frequenz mit Schwarz- oder Weißpegel in das horizontale Austastintervall eingefügt sind, wobei diese bei der Wiedergabe zur Steuerung eines Entzerrers herausgefiltert werden. Dieser Schrift ist jedoch keine Angabe zu entnehmen über die Verwendung von Signalen, denen verschiedene Frequenzen auf verschiedenen Gleichstrompegeln überlagert sind.
• Wie zuvor beschrieben, haben die Videosignale, die nach Demodulation von Wiedergabesignalen nach einem Aufzeichnungsverfahren vorliegen, bei dem ein Videosignal in mehrere Kanäle aufgeteilt wird, unterschiedliche Frequenzgänge, weil die aufgeteilten Videosignale durch unterschiedliche FM-Übertragungssysteme geschleust werden. Dieses resultiert in einer Verschlechterung der Bildqualität, d. h., wenn ein wiedergegebenes Bild durch Zusammenfügen dieser demodulierten Videosignale gebildet wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für Videosignalaufzeichnung und -wiedergabe anzugeben, wodurch diese Probleme bewältigt werden.
• Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für Videosignalaufzeichnung und -wiedergabe vorgesehen, das die Verfahrensschritte beinhaltet:
• Aufteilen eines auf zunehmenden Videosignals in eine Vielzahl von Kanälen;
• Einfügen eines Bezugssignals in Austastlücken eines aufzuzeichnenden Videosignals und Durchführen einer frequenzmodulierten Aufzeichnung des Bezugssignals gemeinsam mit dem Videosignal auf einen Aufzeichnungsträger, wobei das Bezugssignal eine Kombination aus einer Vielzahl von Signalimpulsen enthält, von denen jedes eine charakterische Frequenz aufweist und von denen jedes mit einem Gleichstrompegel charakteristischen Wertes überlagert ist, wobei die Vielzahl von Signalimpulsen Signalimpulse mit untereinander unterschiedlicher Frequenz aufweisen;
• Wiedergabe vom Aufzeichnungsträger, um ein frequenzmoduliertes Wiedergabesignal zu erlangen, Durchschleusen des frequenzmodulierten Wiedergabesignals durch einen Wiedergabeentzerrer, um ein demoduliertes Wiedergabesignal zu erlangen, Abtrennen eines Wiedergabe-Bezugssignals aus dem demodulierten Wiedergabesignal und Feststellen betreffender Amplituden der Signalimpulse in Wiedergabebezugssignal;
• Steuern des Wiedergabeentzerrers in der Weise, daß die gegenseitigen Verhältnisse zwischen den Signalimpulsamplituden des Wiedergabe-Bezugssignals im wesentlichen mit den gegenseitigen Verhältnissen zwischen Amplituden der Signalimpulse des Bezugssignals vor der Aufzeichnung auf den Träger übereinstimmen.
• Die vorliegende Erfindung sieht des weiteren eine
• Vorrichtung für Videosignalaufzeichnung und -wiedergabe vor mit:
• einem Generator für ein Bezugssignal, das eine Kombination aus einer Vielzahl von Signalimpulsen enthält, von denen jedes eine charakteristische Frequenz aufweist, und von denen jedes mit einem Gleichstrompegel charakteristischen Wertes überlagert ist, wobei die Vielzahl von Signalimpulsen Signalimpulse mit untereinander verschiedener Frequenz aufweisen;
• Mitteln zum Einfügen des Bezugssignals in ein erstes Videosignal, um ein zweites Videosignal zu erzeugen;
• einem Frequenzmodulator für das zweite Videosignal, der ein frequenzmoduliertes Signal erzeugt;
• einem Frequenzmodulator für das zweite Videosignal, der ein freqenzmoduliertes Signal erzeugt;
• Mitteln zur Aufzeichnung des frequenzmodulierten Signals auf einen Aufzeichnungsträger, um ein Wiedergabesignal zu erlangen;
• einem Wiedergabeentzerrer, der einen Frequenzgang des Wiedergabesignals elektrisch beeinflußt;
• einem Frequenzmodulator für das Wiedergabesignal zur Gewinnung eines demodulierten Wiedergabesignals;
• Mitteln zum Abtrennen des Bezugssignals vom demodulierten Wiedergabesignal;
• Mitteln zum Feststellen betreffender Amplituden der Signalimpulse im Bezugssignal nach der Abtrennung, die die Amplituden repräsentierenden Daten bilden; und mit
• Verarbeitungsmitteln, die zum Empfang der Daten angekoppelt sind, um die Daten vorher bestimmter Verarbeitungsschritte zu unterziehen und um eine automatische Frequenzgang-Steuerung des Wiedergabeentzerrers abhängig von Verarbeitungsergebnissen zu erreichen.
• Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine automatische Nachregelung der Entzerrerkennlinie eines Wiedergabeentzerrers, in der Weise, daß die festgestellten Amplituden von Bezugssignalimpulsen spezifischer Frequenzen im Bezugssignal, die aus dem demodulierten FM-Wiedergabesignal gewonnen sind, in spezifische Amplituden gebracht werden, wodurch bei kanalaufgeteiltem Aufnahmebetrieb eine automatische Kompensation von Frequenzgängen der Kanäle erreicht wird.
• Fig. 1 ist ein Diagramm zur Unterstützung der Beschreibung eines Aufnahmeverfahrens, bei dem Zeitachsenexpansion und 2-Kanal-Aufnahmetechnik angewandt wird;
• Fig. 2 stellt eine Übertragungskennlinie eines RF- Signals [Hochfrequenzsignal] eines allgemein üblichen VTR-Typs dar;
• Fig. 3 stellt das Ausmaß der Seitenbandabweichung sowie Kennlinien eines allgemein üblichen VTR-Typs dar;
• Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Aufnahme-und Wiedergabegerätes nach der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 5 stellt ein Wellenformdiagramm eines Bezugssignals in einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung dar;
• Fig. 6 ist ein Schaltbild, das ein spezielles Beispiel einer Filterbank darstellt, die im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 Anwendung findet;
• Fig. 7 ist ein Kurvendiagramm einer Wellenform eines Wiedergabe-Bezugssignals und einer zugehörigen Nachweis-Ausgangswellenform für das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel;
• Fig. 8 stellt ein Diagramm zur Unterstützung bei der Beschreibung des Trägers und der Seitenband-Komponenten eines FM-umgesetzten Bezugssignals im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 dar.
• Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun zuerst anhand Fig. 4 beschrieben, in dem das Bezugszeichen 1 einen Eingangsanschluß bezeichnet, an den ein aufzuzeichnendes Videosignal angelegt ist.
• Bezugszeichen 2 bezeichnet einen A/D-Umsetzer, Bezugszeichen 3 eine Verarbeitungsschaltung (wird nachfolgend als 2-Kanal-Aufteiler bezeichnet), die eine Zeitachsenexpansion des eingegebenen Videosignals und eine Aufteilung des Videosignals in zwei Signalkanäle ausführt. Bezugszeichen 4 bezeichnet ein Amplitudensieb zur Abtrennung der Synchronkomponenten des ankommenden Videosignals und Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Zeitablaufsteuerung, die ein Systemtaktsignal erzeugt, verschiedene Zeitsteuersignale, Adressensignale usw. Während des Aufzeichnungsbetriebs arbeitet die Zeitablaufsteuerung in Übereinstimmung mit einem Synchronsignal, das aus dem Videosignal herausgefiltert und das aufgezeichnet wurde, wohingegen die Zeitablaufsteuerung 5 während der Wiedergabe in Übereinstimmung mit einem Synchronisationssignal arbeitet, das aus dem wiedergegebenen Videosignal herausgefiltert wurde. Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Bezugssignalerzeuger, der wie nachstehend beschrieben, zu vorbestimmten Zeitvorgaben Bezugssignale erzeugt. Die Bezugszeichen 7 und 8 bezeichnen Bezugssignaleinfüger, die dazu dienen, das Bezugssignal in jeden der beiden Kanäle des aufgeteilten Videosignals einzufügen. Die Bezugszeichen 9 und 10 bezeichnen D/A-Wandler, 11 und 12 bezeichnen FM-Modulatoren, 13 und 14 bezeichnen Aufnahmeverstärker, 15 und 16 bezeichnen Aufnahmeköpfe und Bezugszeichen 17 bezeichnet ein Magnetband.
• Die Bezugszeichen 18 und 19 bezeichnen Wiedergabeköpfe, 20 und 21 bezeichnen Wiedergabeverstärker, 22 und 23 bezeichnen Wiedergabeentzerrer, 24 und 25 bezeichnen FM-Demodulatoren, 26 und 27 bezeichnen Filterbänke, von denen jede mehrere Bandpaßfilter (BPF) beinhaltet. Die Bezugszeichen 28 und 29 bezeichnen Erkenner, 30 und 31 bezeichnen A/D-Wandler, 32 bezeichnet ein Wiedergabe-Amplitudensieb, 33 bezeichnet eine CPU-Eingabe-Schnittstelle, 34 bezeichnet eine CPU (central processing unit) und 35 bezeichnet eine Ausgangsschnittstelle. Die Bezugszeichen 36 und 37 bezeichnen A/D-Wandler, 38 und 39 bezeichnen Ablenk-Korrekturschaltungen (nachstehend abgekürzt TBC). Die Bezugszeichen 40 und 41 bezeichnen Zeitachsenkompressoren, 42 ein 2-Kanal-Verknüpfer, 43 bezeichnet einen D/A-Wandler und 44 bezeichnet einen Videosignal-Ausgangsanschluß. Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels ist die folgende.
• Das aufzuzeichnende Videosignal, beispielsweise ein hochauflösendes Videosignals nach der MUSE-Norm wird an den Eingangsanschluß 1 gelegt und vom A/D-Wandler 2 in eine digitale Form gebracht. Das sich ergebende Signal wird einer Zeitachsenexpansion unterzogen, d. h., es wird mit jedem Horizontalabtastintervall (1H- Intervall) um einen Faktor von 2 expandiert und wird dann in zwei Signalkanäle aufgeteilt.
• Die Synchronkomponenten des Videosignals, die am Eingangsanschluß 1 anliegen, werden vom Aufzeichnungs- Amplitudensieb 4 ausgefiltert. Die Zeitablaufsteuerung 5 erzeugt unter Verwendung des herausgefilterten Synchronsignals aus dem Amplitudensieb ein Systemtaktsignal als eine Bezugszeitvorgabe und erzeugt auch Zeitsteuersignale für verschiedene Signalverarbeitungsfunktionen. Der Bezugssignalerzeuger 6 arbeitet gesteuert von der Zeitablaufsteuerung 5, um ein Bezugssignal zu erzeugen, das die in Fig. 5 dargestellte Kurvenform aufweist, und zwar in digitaler Form während Zeitvorgabeintervallen zur Bezugssignaleinfügung, daß heißt während eines 1H-Intervalls in einem jeden vertikalen Rücksprungintervall. Der Bezugssignalerzeuger 6 kann in einfacher Weise in einem ROM (Nur-Lese-Speicher) untergebracht sein.
• In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 45 einen Synchronsignalimpuls negativer Polarität. Bezugszeichen 46 einen Zeitsteuer-Bezugssignal-Burst, wohingegen das Bezugssignal zusammengesetzt ist aus einer aufeinanderfolgenden Verknüpfung betreffender unterschiedlicher Signalimpulse, von denen jeder eine feste charakteristische Frequenz aufweist und mit einem Gleichstrompegel charakteristischen Wertes überlagert ist. In der vorliegenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen hat die Formulierung "betreffende unterschiedliche Signalimpulse" in Hinsicht auf das Bezugssignal die Bedeutung "Signalimpulse mit jeweils unterschiedlicher Frequenz oder Signalimpulse, die betreffenden unterschiedlichen Gleichstrompegeln überlagert sind oder Signalimpulse, die sich nacheinander sowohl in Frequenz als auch im überlagerten Gleichstrompegel unterscheiden". Mit 47 sind Signalimpulse bezeichnet, deren Frequenz zwischen der höchsten und der niedrigsten Frequenz des Videosignals liegt und die nachstehend als die erste Mittelfrequenz bezeichnet wird. Diese Signalimpulse sind einem Gleichstrompegel überlagert, dem der Schwarzpegel des Videosignals entspricht. Mit 48 sind Signalimpulse bezeichnet, deren Frequenz in dem allerhöchsten Abschnitt des Videosignal-Frequenzbereichs liegt und wird nachstehend als die hohe Frequenz bezeichnet. Die Signalimpulse 48 sind ebenfalls dem Schwarzpegel des Videosignals überlagert. Bezugszeichen 49 bezeichnet Signalimpulse, deren Frequenz ebenfalls zwischen der höchsten und der niedrigsten Frequenz des Videosignals liegt, die aber höher als die erste Mittelfrequenz ist und die nachstehend als die zweite Mittelfrequenz bezeichnet wird. Signalimpuls 49 ist einem dazwischenliegenden Gleichstrompegel des Videosignals überlagert. Bezugszeichen 50 bezeichnet einen Signalimpuls der ersten Mittelfrequenz, der einem Gleichstrompegel überlagert ist, der dem Weißpegel des Videosignals entspricht. Bezugszeichen 51 bezeichnet einen Signalimpuls mit der hohen Frequenz, der ebenfalls dem Weißpegel überlagert ist. Das aus der Verknüpfung der in Fig. 5 dargestellten Signalimpulse gebildete Bezugssignal, das heißt die Signalimpulse 47 bis 51, die ihren betreffenden Gleichstrompegeln überlagert sind, wird in ein vorbestimmtes 1H- Intervall innerhalb eines jeden Vertikalaustastintervalls von jedem der beiden kanalaufgeteilten und zeitachsenexpandierten Videosignale durch die Bezugssignaleinfüger 7 bzw. 8 eingefügt. Die Digitalsignale, die dabei von den Bezugssignaleinfügern 7 bzw. 8 erzeugt werden, werden dann zu Basisband-Aufnahmesignalen gewandelt, indem sie durch D/A-Wandler 9 bzw. 10 übertragen werden, sowie durch Tiefpaßfilter (in der Zeichnung nicht dargestellt), uni dann in den FM-Modulatoren 11 bzw. 12 der Frequenzmodulation unterzogen zu werden. Die dabei erzeugten modulierten Signale gelangen durch die Aufnahmeverstärker 13 bzw. 14 sowie die Aufnahmeköpfe 15 bzw. 16 zur Aufzeichnung auf das Magnetband 17.
• Während des Wiedergabevorganges werden die Wiedergabesignale, die von den Wiedergabeköpfen 18 bzw. 19 kommen, von den Wiedergabeverstärkern 20 bzw. 21 verstärkt. Die Ausgangssignale aus den Verstärkern 20 und 21 werden durch Wiedergabeentzerrer 22 bzw. 23 geschleust, um in FM-Demodulatoren 24 bzw. 25 zu gelangen, wobei betreffende Basisbandsignale erzeugt werden. Diese Basisbandsignale werden an das Wiedergabe- Amplitudensieb 32 angelegt, und die dabei aus den Basisbandsignalen gefilterten Synchronsignale werden zur Steuerung des Betriebs der Zeitablaufsteuerung 5 angelegt. Bei der Wiedergabe werden Ausgangssignale aus der Zeitablaufsteuerung 5 an die Filterbänke 26 und 27 angelegt, um deren Betrieb zu steuern, wie nachstehend beschrieben wird. Idealerweise sollte das Bezugssignal, welches beim Wiedergabevorgang reproduziert wird, die in Fig. 5 dargestellte Wellenform haben. In der Praxis jedoch weist das S/N-Verhältnis, der Frequenzgang usw. des wiedergegebenen Bezugssignals Verschlechterungen auf. Die wiedergegebenen Basisbandsignale werden ebenfalls an die Filterbänke 26 bzw. 27 angelegt, von denen jede den in Fig. 6 dargestellten Aufbau aufweist. In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 52 einen Eingangsanschluß, und 53 bezeichnet einen Pufferverstärker. Bezugszeichen 54 bezeichnet ein schmalbandiges Bandpaßfilter, dessen Bandpaß die Frequenz von Signalimpulsen 47 bis 50 (die erste Mittelfrequenz) des in Fig. 5 dargestellten Bezugssignals abdeckt, 55 bezeichnet ein schmalbandiges Bandpaßfilter, dessen Durchlaßband die Frequenz des Signalimpulses 49 (die zweite Mittelfrequenz) durchläßt und 56 bezeichnet ein schmalbandiges Bandpaßfilter, dessen Durchlaßbereich die Frequenz der Signalimpulse 48 bis 51 (das ist die hohe Frequenz) umfaßt. Bezugszeichen 57 bezeichnet einen Analogmultiplexer, 58 bezeichnet einen Steuereingang des Multiplexers 57 und 59 bezeichnet einen Ausgangsanschluß. Das Wiedergabebezugssignal liegt an einem Eingangsanschluß 52 an, um vom Pufferverstärker 53 verstärkt zu werden, dessen Ausgangssignal an jedes der Filter 54, 55 und 56 angelegt wird. Steuersignale werden an den Steueranschluß des Multiplexers 57 aus der Zeitablaufsteuerung (die während des Wiedergabebetriebs nach Maßgabe eines Synchronsignals arbeitet, das aus dem Wiedergabesignal gefiltert wurde, wie zuvor beschrieben) angelegt, wobei die Ausgangssignale aus den Filtern 54 bis 56 der Reihe nach ausgewählt werden, um zum Ausgangsanschluß 59 zu vorbestimmten Zeitvorgaben transferiert zu werden, d. h. zu Zeitpunkten, die zu denen der Signalimpulse 47 bis 51 in Fig. 5 korrespondieren. Fig. 7(a) stellt beispielhaft die Wellenform des Signals dar, das dadurch am Ausgangsanschluß 59 erzeugt wird.
• Die Ausgangssignale, die dabei von den Filterbänken 26 und 27 gewonnen werden, werden an die Erkenner 28 bzw. 29 angelegt. Die sich ergebenden Ausgangssignale von den Erkennern 28 und 29 haben die in Fig. 7(b) dargestellte Ford. Die Gleichstrompegel eines jeden Ausgangssignals aus den Erkennern variieren im direkten Verhältnis zu den Amplituden der Signalimpulse im Wiedergabebezugssignal (das sind die Signalimpulse 47' bis 51', dargestellt in Fig. 7). Die auf diese Weise erzeugten Ausgangssignale von den Erkennern 28 und 29 werden an A/D-Wandler 30 bzw. 31 angelegt, um in digitale Form überführt zu werden und werden dann in den Mikroprozessor 34 durch die Eingabeschnittstelle 33 eingelesen. Unter Verwendung der solchermaßen eingelesenen Daten führt der Mikroprozessor 34 Korrekturen an den Entzerrerkennlinien der Wiedergabeverstärker 22 und 23 mittels Signalen durch, die durch die Ausgangsschnittstelle 35 angelegt werden, d. h., der Mikroprozessor 34 steuert die Wiedergabeentzerrer 22 und 23 in der Weise, daß die Amplituden der Signalimpulse 47' bis 51', die in Fig. 7(a) dargestellt sind, untereinander gleich werden.
• Nachdem die Frequenzgänge der Wiedergabe-Basisband Signale in der oben beschriebenen Weise korrigiert sind, werden diese Signale dem A/D-Wandlern 36 bzw. 37 zugeführt, und die analog umgesetzten Basisbandsignale, die dabei entstehen, werden an die TBC-Schaltungen 38 bzw. 39 abgelegt. Dabei werden Zeitachsenfehler in den Basisbandsignalen beseitigt, und die sich ergebenden Ausgangssignale aus den TBC-Schaltungen 38 und 39 werden in einem 2-Kanal-Verknüpfer 42 zusammengefügt, dessen Ausgangssignal vom D/A-Wandler 43 in digitale Video-Ausgangssignale umgesetzt wird. Das Video-Ausgangssignal wird zum Ausgangsanschluß 44 geleitet.
• Der Vorgang der automatischen Einstellung des Wiedergabeentzerrers geschieht folgendermaßen unter Verwendung der aus dem wiedergegebenen Bezugssignal gewonnenen Daten. Das Spektrum des Aufnahmebezugssignals, das in Fig. 5 dargestellt ist, zeigt Fig. 8 nach FM- Umsetzung. In diesem Beispiel wird angenommen, daß die FM-Trägerfrequenz 16 MHz für den Schwarzpegel des Videosignals beträgt und 20 HHz für den Weißpegel, und es wird auch angenommen, daß die hochfrequenten Signalimpulse des Bezugssignals eine Frequenz von 8 MHz aufweisen, während die erste und die zweite Mittelfrequenz des Bezugssignal-Signalimpulses (wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 5 festgelegt ist) 4 MHz bzw. 6 MHz betragen. In diesem Falle werden die Signalimpulse 47, 48, 49, 50 und 51 des in Fig. 5 dargestellten Bezugssignals mit den unter A, B, C, D und E in Fig. 8 dargestellten Signalen übereinstimmen. In Mol-%8 bedeutet das " "-Symbol eine Trägerfrequenz, das "Δ"-Symbol bezeichnet eine niedrige Seitenbandfrequenz, und das " "-Symbol bezeichnet eine obere Seitenbandfrequenz. Wie oben beschrieben, ist es wünschenswert, daß das FM-Übertragungssystem des VTR (d. h., das Über-Alles-System, das die Aufnahmeverstärker, die Köpfe, das Band, die Wiedergabeverstärker und die Wiedergabeentzerrer umfaßt) eine Frequenzkennlinie aufweist, die die in Fig. 2 dargestellte Form hat. Die in Fig. 7 (a) dargestellte Kurvenform wird verwendet, um die Amplituden aller der Signalimpulse im Aufnahme-Bezugssignal untereinander identisch zu machen.
• Die Wiedergabe-Entzerrerkennlinie, die erforderlich ist, um dies zu erreichen, ist dargestellt im Graphen des unteren Teils von Fig. 8, in der die Frequenz entlang der waagerechten Achse aufgetragen ist und in der Beträge der Entzerrerkompensation entlang der vertikalen Achse aufgetragen sind. Beträge der Entzerrerkompensation werden in der Form a (f) bezeichnet, wobei "f" die Frequenz bezeichnet, zu der die Kompensation angewandt ist (in MHz). Da die Frequenzkennlinie des Eingangssignals zum Wiedergabeverstärker als Folge von Abweichungen der Übertragungskennlinie aufgrund von Abweichungen des Bandes und der Köpfe sowie des Zeitablaufs abweichend ist, ist es zur Kompensation der Kennlinie jeden Entzerrers notwendig, diese entsprechend zu ändern. Beispiele spezieller Werte sind in Tabelle 2 angegeben. Frequenz (MJz) Anfangs-Wiedergabepegel Entzerrer Kompensation Entzerrer-Ausgangspegel Wiedergabepegel nach Abweichung Entzerrerausgangspegel nach Abweichung
• Tabelle 2 zeigt relative Werte für den ursprünglichen Wiedergabe-Signalpegel und für den Wiedergabe-Signalpegel nach Änderungen (auf Grund Änderungen der Komponenten und dem Zeitablaufs, wie zuvor beschrieben) der Entzerrerkennlinie sowie die Ausgangspegel der Wiedergabeentzerrer vor und nachdem solche Änderungen beim Wiedergabepegel aufgetreten sind. Wenn der Ausgangspegel der Wiedergabeentzerrers einer linear ansteigenden Kennlinie folgt, dann kann die Amplitude der beispielhaft in Fig. 7 (a) dargestellten Signalimpulse 47' entsprechend dem in Fig. 8 dargestellten Spektrum A nach FM-Umwandlung folgendermaßen angegeben werden:
• Die Amplituden der Signalimpulse 48' bis 51' werden auch alle auf 1 in ähnlicher Weise gebracht. In der obigen Gleichung bedeutet P&sub0; die Trägeramplitude P&submin;&sub1; die Amplitude des ersten unteren Seitenbandes und P&sbplus;&sub1; die Amplitude des ersten unteren Seitenbandes. Wenn die Übertragungskennlinie, die von den Köpfen und dem Band bedingt sind, sich ändern sollten, so daß sich im Wiedergabepegel und im Entzerrerausgangspegel Änderungen, wie in Tabelle 2 gezeigt, einstellen, dann erhält man die Amplituden von Signalimpulsen 47' bis 51' der Reihe nach wie folgt:
• Auf diese Weise werden die Amplituden der Signalimpulse nicht gleich 1 gemacht, das heißt die Frequenzkennlinie ist nicht flach eingestellt. Die Entzerrerkennlinie muß daher verändert werden mit den in Tabelle 2 angegebenen Beträgen, damit die Amplituden von jedem Signalimpuls 47' bis 51' gleich 1 wird.
• Daten, die die obigen Amplituden der Signalimpulse repräsentieren, werden durch die Eingangsschnittstelle 33, dargestellt in Fig. 4, geleitet und in die CPU 34 gelesen. Die CPU 34 führt dabei Steuerungen aus, wobei der Ausgangspegel der Wiedergabeentzerrer bei 16 MHz reduziert wird und der Pegel bei 20 MHz angehoben wird, um die Amplituden jedes Signalimpulses 47' bis 51' dem Wert 1 anzunähern. Genauer gesagt wird die Amplitude der Signalimpulse 47' auf 1 gesetzt, indem der Ausgangspegel der Wiedergabeverstärkers bei 16 MHz von 1,46 auf 1,20 gesetzt wird. In ähnlicher Weise muß der Ausgangspegel des Wiedergabeentzerrers bei 20 MHz von 0,68 auf 1,03 gesetzt werden, um die 1-Annäherung für das Impulssignal 51' zu erreichen. Als Ergebnis werden die Amplituden der Signalimpulse 47' und 51' auf 0,97 gesetzt. Durch nachfolgende Wiederholung des Steuervorganges über mehrere Male können alle Amplituden der Signalimpulse 47' bis 51' nahe an der Wert 1 gebracht werden. Der beschriebene Vorgang kann ausgedrückt werden als: (Wiedergabesignalpegel nach Änderung) · (Entzerrerkennlinie nach Änderung) = (Entzerrer-Ausgangspegel vor Änderung).
• Durch Datengewinnung zur Verwendung bei der Einstellung des Wiedergabeverstärkers auf diesem Wege mit dem Ziel der Kompensation des Wiedergabesignals lassen sich folgende Vorteile erzielen:
• (1) Da, ein geschlossener Regelkreis verwendet wird, läßt sich zuverlässige Arbeitsweise erzielen.
• (2) Nur eine geringe Anzahl von verschiedenen Filterfrequenzen sind erforderlich für die Filterbänke, im Vergleich mit einem System, in dem der Ausgangspegel des Wiedergabeentzerrers direkt überwacht wird.
• Die Einstellung des Wiedergabeentzerrers wird ausgeführt unter Verwendung von aus dem Wiedergabebezugssignal gewonnenen Daten durch den oben beschriebenen Vorgang, wobei Abweichungen des VTR-Frequenzganges, die aus Abweichungen bei den Köpfen und beim Band usw. sowie im Zeitablauf korrigiert werden und wobei Abweichungen im Frequenzgang der beiden Kanäle untereinander beseitigt werden. Somit wird eine verbesserte Wiedergabequalität erreicht.
• Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung betrifft ein VTR, der ein Mehrkanalaufnahmeverfahren anwendet, in dem ein Videosignal aufgeteilt wird in eine Mehrzahl von Kanälen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung ebenso anwendbar auf eine Einkanalaufzeichnung und wird bei dieser Anwendung ähnlich vorteilhaft sein. Insbesondere besteht in Fällen, in denen Überspielungen wiederholt ausgeführt werden, die Möglichkeit der Verschlechterung des Frequenzganges beim Wiedergabesignal. Dieses Problem kann durch Anwendung des Verfahrens nach der vorliegenden und beschriebenen Erfindung auf einen Kanal bewältigt werden.
• Wie im Vorstehenden detailliert beschrieben, ist die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft anwendbar auf die FM-Aufzeichnung, in der ein Videosignal zur Aufnahme und Wiedergabe in mehrere Kanäle aufgeteilt wird, weil Abweichungen der Frequenzgänge der betreffenden Videosignal-Kanalsignale untereinander, die sich aus den unterschiedlichen FM-Übertragungskennlinien der Kanäle ergeben, automatisch kompensiert werden können.
• Das Bezugssignal des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels besteht aus einer Verknüpfung mehrerer verschiedener Arten von Signalimpulsen, die jeweils eine charakteristische Frequenz und einen charakteristischen Gleichstrompegel haben, wobei diese Verknüpfung der Signalimpulse innerhalb eines Horizontalabtastintervalls eingefügt wird. Jedoch wäre es gleichermaßen möglich, ein Verfahren anzuwenden, bei dem die Signalimpulse (daß heißt, die eine charakteristische Frequenz und einen charakteristischen Gleichstrompegel haben) sich jeweils im wesentlichen über das gesamte Horizontalabtastintervall fortsetzen. In diesem Falle würde das Bezugssignal aus mehreren Horizontalabtastintervallen des Videosignals bestehen, das betreffende Signalimpulse jeweils vorbestimmter Frequenz und überlagert mit einem vorbestimmten Gleichstrompegel enthält, wobei die Signalimpulsfrequenz und der Gleichstrompegel während eines jeden Horizontalabtastintervalls konstant gehalten werden. Eine derartige Einteilung bietet den Vorteil, daß eine größere Genauigkeit der Amplitudenfeststellung der Signalimpulse im Wiedergabesignal erzielbar ist, da die Signalimpulse jeweils über eine längere Zeitdauer anstehen. In diesem Falle würden die fünf verschiedenen Signalimpulse des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels der Reihenfolge nach in fünf verschiedene Horizontalabtastintervalle des Videosignals eingefügt werden.

Claims (6)

1. Verfahren für Videosignalaufzeichnung und -wiedergabe, das die Verfahrensschritte beinhaltet:

Einfügen eines Bezugssignals in Austastlücken eines aufzuzeichnenden Videosignals und Durchführen einer frequenzmodulierten Aufzeichnung des Bezugssignals gemeinsam mit dem Videosignal auf einen Aufzeichnungsträger, wobei das Bezugssignal eine Kombination aus einer Vielzahl von Signalimpulsen enthält, von denen jedes eine charakteristische Frequenz aufweist und von denen jedes mit einem Gleichstrompegel charakteristischen Wertes überlagert ist, wobei die Vielzahl von Signalimpulsen Signalimpulse mit untereinander unterschiedlicher Frequenz aufweisen;

Wiedergabe vom Aufzeichnungsträger, um ein frequenzmoduliertes Wiedergabesignal zu erlangen, Durchschleusen des frequenzmodulierten Wiedergabesignals durch einen Wiedergabeentzerrer, um ein demoduliertes Wiedergabesignal zu erlangen, Abtrennen eines Wiedergabe-Bezugssignals aus dem demodulierten Wiedergabesignal und Feststellen betreffender Amplituden der Signalimpulse im Wiedergabebezugssignal; und

Steuern des Wiedergabeentzerrers in der Weise, daß die gegenseitigen Verhältnisse zwischen dem Signalimpuls- Amplituden des Wiedergabe-Bezugssignals im wesentlichen mit den gegenseitigen Verhältnissen zwischen Amplituden der Signalimpulse des Bezugssignals vor der Aufzeichnung auf den Träger übereinstimmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das des weiteren den zusätzlichen Verfahrenschritt beinhaltet:

Aufteilen eines aufzunehmenden Videosignals in eine Vielzahl von Kanälen; und in dem das Bezugssignal eingeführt wird in die Austastlücken der aufgeteilten Videosignale betreffender Kanäle.

3. Verfahren für Videosignalaufzeichnung und -wiedergabe nach Anspruch 1 oder 2, in dem eine Vielzahl der Signalimpulse des Bezugssignals innerhalb eines Abtastintervalls des Videosignals kombiniert werden.

4. Verfahren für Videosignalaufzeichnung und - wiedergabe nach Anspruch 1 oder 2, in dem betreffende der Signalimpulse des Bezugssignals eingefügt werden in betreffende Horizontal-Austastintervalle des Videosignals, wobei das Bezugssignal eine Kombination verschiedener der in einer Vielzahl der Horizontal-Austastintervallen enthaltenen Signalimpulse einschließt.

5. Vorrichtung für Videosignalaufzeichnung und -wiedergabe mit:

einem Generator für ein Bezugssignal, das eine Kombination aus einer Vielzahl von Signalimpulsen enthält, von denen jedes eine charakteristische Frequenz aufweist, und von denen jedes mit einem Gleichstrompegel charakteristischen Wertes überlagert ist, wobei die Vielzahl von Signalimpulsen Signalimpulse mit untereinander verschiedener Frequenz aufweisen;

Mitteln zum Einfügen des Bezugssignals in ein erstes Videosignal, um ein zweites Videosignal zu erzeugen; einem Frequenzmodulator für das zweite Videosignal, der ein frequenzmoduliertes Signal erzeugt;

Mitteln zur Aufzeichnung des frequenzmodulierten Signals aus einem Aufzeichnungsträger, um ein Wiedergabesignal zu erlangen;

einem Wiedergabeentzerrer, der einen Frequenzgang des Wiedergabesignals elektrisch beeinflußt;

einem Frequenzmodulator für das Wiedergabesignal zur Gewinnung eines demodulierten Wiedergabesignals;

Mitteln zum Abtrennen des Bezugssignals vom demodulierten Wiedergabesignal;

Mitteln zum Feststellen betreffender Amplituden der Signalimpulse im Bezugssignal nach der Abtrennung, die die Amplituden repräsentierende Daten bilden; und mit

Verarbeitungsmitteln, die zum Empfang der Daten angekoppelt sind, um die Daten vorherbestimmten Verarbeitungsschritten zu unterziehen und um eine automatische Frequenzgang-Steuerung des Wiedergabeentzerrers abhängig von Verarbeitungsergebnissen zu erreichen.

6. Vorrichtung für Videosignalaufzeichnung und -wiedergabe nach Anspruch 5, die weiterhin Mittel zur Aufteilung des ersten Videosignals in eine Vielzahl von Kanalsignalen enthält, sowie Mittel zum Einfügen des Bezugssignals in ein jedes der Kanalsignale.