DE3910953A1 - Verfahren und anordnung zum aufzeichnen und/oder wiedergeben von videosignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Aufzeichnen und/oder Wiedergeben von Videosignalen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Durch die große Bandbreite von Videosignalen ist eine hohe Relativgeschwindigkeit zwischen dem Aufzeichnungsträger und den Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabeköpfen erforderlich. Diese wird bei Magnetbandgeräten nach dem Schrägspurverfahren dadurch ermöglicht, daß das Magnetband um eine Trommel mit auf einem Kopfrad rotierenden Magnetköpfen derart umschlungen wird, daß sich schräg zur Längsrichtung des Magnetbandes verlaufende Spuren ergeben. Dabei beeinflussen die Anzahl der Magnetköpfe, der Durchmesser des Kopfrades, der Umschlingungswinkel, die Bandgeschwindigkeit, die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Magnetband und den Magnetköpfen, die Spaltbreite sowie die Spurbreite sowohl die Qualität der Aufzeichnung als auch weitere Merkmale, wie beispielsweise die Fähigkeit der Wiedergabe mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, ganz wesentlich.

Besondere Verbreitung haben Magnetbandgeräte (Videorecorder) gefunden, bei welchen zwei diametral auf dem Kopfrad angeordnete Magnetköpfe vorgesehen sind, von denen jeder bei einer Umdrehung des Kopfrades eine Spur mit dem Inhalt eines Halbbildes aufzeichnet bzw. abtastet. Da sowohl die Länge der Spuren als auch die kleinste aufzeichenbare Wellenlänge aus physikalischen Gründen begrenzt sind, ist eine Steigerung der Aufzeichnungsgüte, insbesondere der Bandbreite, bei diesen Magnetbandgeräten nur begrenzt möglich.

Es sind zwar mehrere Verfahren bekannt geworden, bei welchen die Information jeweils eines Halbbildes auf mehrere Spuren verteilt wird. So wird beispielsweise bei einem Verfahren nach DE 31 09 006 C2 eine Signalaufspaltung derart vorgenommen, daß ein Farbvideosignal in seine Komponenten, nämlich das Farbartsignal und das Helligkeitssignal aufgespalten und das Farbartsignal in einen Frequenzbereich umgesetzt wird, der unterhalb des Bereichs des Helligkeitssignals liegt. Die einzelnen Komponenten werden dann jeweils getrennt und abschnittsweise aufbereitet, zeittransformiert und auf nebeneinanderliegende Spuren aufgezeichnet. Bei einem anderen Verfahren nach DE 31 31 853 C2 werden Signalabschnitte größeren Bandbreitenbedarfs zeitlich gedehnt und Signalabschnitte geringeren Bandbreitenbedarfs zeitlich gestaucht.

Allen diesen Verfahren ist jedoch gemeinsam, daß zwei Kopfpaare gleichzeitig aufzeichnen bzw. wiedergeben. Insgesamt werden zwei Kopfpaare benötigt. Problematisch ist hier die möglichst exakte Angleichung der Übertragungseigenschaften der beiden Kanäle bei der Aufzeichnung und Wiedergabe.

Die gleichzeitig aufsprechenden Kopfspalten müssen bei der Anwendung der Spur-an-Spur-Technik (Azimuth-Recording) mit einem möglichst geringen Abstand zueinander angeordnet werden, um für eine minimale Auswirkung des Restübersprechens benachbarte Bildelemente auch benachbart auf dem Band aufzeichnen zu können. Neben dem Spurübersprechen ist das Kanalübersprechen ein kritischer, die Bildqualität beeinflussender Wert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer im wesentlichen gegebenen Spurlänge ein Verfahren zur einkanaligen Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Videosignalen mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere mit erhöhter Bandbreite, anzugeben, wobei Bildstörungen durch Übersprechen zwischen den Spuren weitgehend vermieden werden sollen und die störungsbehaftete Kopfumschaltung bei der Wiedergabe ausschließlich im Bereich der vertikalen Austastzeilen stattfindet.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Wirkung von Übersprechen sich auf Bildbereiche beschränkt, welche bei normalem Betrachtungsabstand vom menschlichen Auge unter Berücksichtigung der an sich geringen Amplituden des Übersprechens kaum aufgelöst werden. Es können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens somit bei im wesentlichen durch ihre Abmessungen gegebenen Magnetbandsystemen breitbandigere Signale aufgezeichnet werden, ohne daß das Übersprechen zu unerwünschten Bildstörungen führt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung und Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kopfrades und eines das Kopfrad umschlingenden Magnetbandes,

Fig. 2 ebenfalls schematisch mehrere auf einem Magnetband aufgezeichnete Spuren,

Fig. 3 eine Darstellung der Aufteilung der Signale eines Vollbildes auf mehrere Spuren,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungsschaltung für die Aufnahme, und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungsschaltung für die Wiedergabe.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt die an sich bekannte Anordnung eines Kopfrades 1 mit zwei gegenüberliegenden Magnetköpfen K 1 und K 2. Ein Magnetband 2 wird mit Hilfe von zwei Führungselementen 3, 4 derart um eine in Fig. 1 nicht dargestellte, mit dem Kopfrad 1 gleichachsige Trommel geschlungen, daß bei der Rotation des Kopfrades 1 mit Hilfe der Magnetköpfe K 1 und K 2 schräg verlaufende Spuren augezeichnet bzw. abgetastet werden. Geräte, welche nach diesen Verfahren arbeiten, sogenannte Schrägspur-Videorecorder sind hinreichend bekannt, so daß Einzelheiten im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht näher beschrieben zu werden brauchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Vorgänge bei der Aufzeichnung derart gesteuert, daß das in Fig. 2 dargestellte Spurbild entsteht. Bei einer Wiedergabe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Signale, welche auf die Spuren gemäß Fig. 2 aufgeteilt sind, derart verarbeitet, daß ein zur weiteren Anwendung geeignetes Videosignal entsteht.

In Fig. 2 sind die einzelnen Spuren S 1 bis S 5 ferner entsprechend den Köpfen bezeichnet, mit welchen sie aufgezeichnet wurden. Durch Querstriche ist jeweils ein Abschnitt hervorgehoben, auf welchem die Signale einer Zeile aufgezeichnet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden sowohl die Spuren breiter als auch die zu einer Zeile gehörenden Spurabschnitte länger als in Wirklichkeit dargestellt, was ferner durch Unterbrechungen vorgehoben ist. Pfeile kennzeichnen die Bewegungsrichtung der Magnetköpfe K 1, K 2 und des Magnetbandes 2.

Die Spalte der Magnetköpfe sind in an sich bekannter Weise gegenüber der Senkrechten zur Spurrichtung geneigt (Azimuth-Aufzeichnung), wodurch ein Übersprechen zwischen zwei benachbarten Spuren vermindert wird. Jeweils eine Spur enthält 1/4 der Zeilen eines Vollbildes. Die Spur S 1 enthält beispielsweise die geradzahligen Zeilen eines ersten Halbbildes, während die Spur S 2 die ungeradzahligen Zeilen des gleichen Halbbildes enthält. In den Spuren S 3 und S 4 sind dann die geradzahligen und ungeradzahligen Zeilen des folgenden Halbbildes aufgezeichnet. Dadurch sind in jeweils zwei benachbarten Spuren nebeneinander Informationen aufgezeichnet, welche auch bei dem aufzunehmenden Bild bzw. bei dem wiedergegebenen Bild praktisch benachbart sind.

Zur Erläuterung der Folgen des Übersprechens sind schematisch zwei Ablagen 5, 6 des Kopfes K 2 dargestellt. Bei der Ablage 5 werden vom Kopf K 2 außer den in der Spur S 2 aufgezeichneten Signalen auch Signale aus der Spur S 1 aufgenommen. Im Falle der Ablage 6 erfolgt ein Übersprechen von Signalen aus der Spur S 3.

Ein Übersprechen, das von der Spur S 1 ausgeht und sich im von der Spur S 2 abgenommenen Signal bemerkbar macht (Ablage 5), verursacht eine Störung in der jeweils folgenden Zeile des gleichen Halbbildes, welche durch das Zwischenzeilenverfahren bedingt, bei dem wiedergegebenen Bild zwei Zeilen tiefer liegt, als diejenige Zeile, von welcher die Störung ausgeht. Ähnliche Verhältnisse liegen vor, wenn eine Ablage 6 auftritt, bei der Signale einer geradzahligen Zeile des zweiten Halbbildes in Signale einer ungeradzahligen Zeile des ersten Halbbildes übersprechen.

Dadurch, daß sich das Übersprechen in der Nähe derjenigen Bildelemente bemerkbar macht, von der es ausgeht, wird bei dem üblichen Betrachtungsabstand ein derartiges Übersprechen praktisch nicht wahrgenommen.

Fig. 3 zeigt schematisch die Aufteilung eines Vollbildes auf die Köpfe K 1 und K 2 und die Spuren S 1 bis S 4, wobei es zu einem zeitlichen Versatz kommt, da bei der in Fig. 4 dargestellten Signalverarbeitungsschaltung die Signale des ersten Halbbildes zunächst in einen Speicher eingeschrieben werden, bevor sie aufgeteilt nach geradzahligen und ungeradzahligen Zeilen ausgelesen werden.

Während Fig. 4 schematisch eine Anordnung zum Aufzeichnen von Videosignalen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellt, zeigt Fig. 5 eine Anordnung zur Wiedergabe. Diese nach Aufnahme und Wiedergabe getrennte Darstellung wurde der Übersichtlichkeit halber gewählt. Bei einem Gerät zur Aufnahme und Wiedergabe können in zweckmäßiger Weise diejenigen Baugruppen, welche zur Aufnahme und Wiedergabe benötigt werden, insbesondere Speicher und Digital/Analog- und Analog/Digital-Wandler sowohl für die Aufnahme als auch die Wiedergabe verwendet werden. Die in den Fig. 4 und 5 angegebenen Zeilenzahlen beziehen sich auf ein Fernsehsystem mit 625-Zeilen. Die Erfindung kann jedoch auch für beliebige andere Zeilenzahlen, beispielsweise 525-Zeilen, verwendet werden.

Einem Eingang 11 der Anordnung nach Fig. 4 wird das aufzuzeichnende Videosignal zugeführt. Die daraus im Analog/Digital-Wandler 12 abgeleiteten digitalen Signale werden über einen Umschalter 13 während eines ersten Halbbildes in einen ersten Halbbildspeicher 14 und während eines zweiten Halbbildes in einen zweiten Halbbildspeicher 15 eingeschrieben. Das erste Halbbild besteht aus den Zeilen 1 bis 312, während das zweite Halbbild von den Zeilen 313 bis 625 gebildet wird. Der Umschalter 13 wird mit einem Signal 2 V gesteuert, das von einem Frequenzteiler 16 aus dem Signal V abgeleitet wird und dessen Frequenz der halben Vertikalfrequenz entspricht. Das vertikalfrequente Signal V und das horizontalfrequente Signal H werden mit Hilfe eines Synchronseparators 21 aus dem aufzuzeichnenden Videosignal gewonnen.

Die aus den Halbbildspeichern 14, 15 ausgelesenen Signale gelangen über einen weiteren Umschalter 17 zu einem Digital/Analog-Wandler 18, dessen Ausgangssignale über einen FM-Modulator 19 den Köpfen K 1 und K 2 zur Aufzeichnung auf das Magnetband 2 (Fig. 2) zugeführt werden. Weitere an sich in der Videoaufzeichnungstechnik bekannte Schaltungen wie beispielsweise Vorverzerrungsfilter und Leistungsstufen sind auch bei der erfindungsgemäßen Anordnung anwendbar, jedoch der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

Die Halbbildspeicher 14, 15 werden vorzugsweise von Schreib/Lese-Speichern (RAM) gebildet, die von einem an sich bekannten Adressengenerator 22 adressiert werden. Dieser besteht in an sich bekannter Weise im wesentlichen aus Zählern und wird von den Signalen H und V gesteuert. Während Adressen AWR beim Einschreiben derart gebildet werden, daß während des ersten Halbbildes die Signale der Zeilen 1 bis 312 (Schalter 13 oben) und während des zweiten Halbbildes die Signale der Zeilen 313 bis 625 (Schalter 13 unten) eingeschrieben werden, erfolgt die Bildung der Adressen ARD zum Auslesen derart, daß jeweils für ein Halbbild erst die ungeradzahligen und danach die geradzahligen Zeilen ausgelesen werden. Außerdem wird der Umschalter 17 entgegengesetzt zum Umschalter 13 gesteuert, so daß jeweils einer der Halbbildspeicher 14, 15 beschrieben wird, während aus dem anderen ausgelesen wird. In diesem Zusammenhang wird noch darauf hingewiesen, daß es bei einer Realisierung der Anordnung nicht erforderlich ist, die Schalter 13 und 17 als separate Baugruppen vorzusehen, sondern daß eine entsprechende Umschaltung der Halbbildspeicher 14, 15 zwischen einem Schreib- und einem Lesebetrieb vorgenommen werden kann.

Zur Wiedergabe der aufgezeichneten Signale werden die Köpfe K 1, K 2 über einen FM-Demodulator 23 verbunden, dessen Ausgang an einen Analog/Digital-Wandler 24 angeschlossen ist. Auch hierbei wurde im Sinne einer übersichtlicheren Darstellung der Erfindung auf an sich bekannte Einzelheiten bei Wiedergabe-Schaltungen, insbesondere Vorverstärker, Wiedergabe-Entzerrer und Kopfumschalter, verzichtet. Hinzuweisen ist aber darauf, daß die Kopfumschaltung ausschließlich in Zeilen der vertikalen Austastung erfolgt. Die Ausgangssignale des Analog/Digital-Wandlers 14 werden mit Hilfe der Umschalter 13, 17, der Halbbildspeicher 14, 15 sowie mit Hilfe des Adressengenerators 20 in umgekehrter Weise wie bei der Aufnahme verarbeitet. Während der Wiedergabe eines ersten Halbbildes werden zunächst die ungeradzahligen Zeilen von 1 bis 311 und dann die geradzahligen Zeilen von 2 bis 312 in den ersten Halbbildspeicher 14 eingeschrieben.

Während des zweiten Halbbildes erfolgt zunächst das Einschreiben der ungeradzahligen Zeilen 313 bis 625 und danach der geradzahligen Zeilen 314 bis 624 in den Halbbildspeicher 15. Das Auslesen erfolgt in der Reihenfolge, wie sie für ein normgerechtes Videosignal erforderlich ist, bei welcher nämlich zunächst alle Zeilen des ersten Halbbildes und danach alle Zeilen des zweiten Halbbildes übertragen werden. Gegenüber der Anordnung nach Fig. 4 ist bei der Anordnung nach Fig. 5 dementsprechend die Erzeugung der Adressen zum Schreiben und Lesen vertauscht.

Die Ausgangssignale des Umschalters 17 werden einem Digital/Analog-Wandler 25 zugeführt, an dessem Ausgang 26 die Videosignale zur weiteren Verwendung zur Verfügung stehen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Aufzeichnen und/oder Wiedergeben von Videosignalen auf einen bzw. von einem bandförmigen Träger, vorzugsweise Magnetband, wobei schräg auf dem Träger verlaufende Spuren vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils auf einer Spur nur jeweils ein Bruchteil der Signale eines Halbbildes aufgezeichnet ist und daß in benachbarten Spuren Signale aufgezeichnet sind, die zu Bildelementen gehören, die in dem aufgenommenen bzw. wiedergegebenen Bild einen Abstand aufweisen, der klein gegenüber der Bildhöhe ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeweils zwei nebeneinanderliegenden Spuren jeweils Signale eines Halbbildes aufgezeichnet sind und daß auf einer dieser Spuren Signale der ungeradzahligen Zeilen und auf der anderen dieser Spuren Signale der ungeradzahligen Zeilen des Halbbildes aufgezeichnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufzeichnen jeweils fortlaufend Signale in einen Speicher eingeschrieben werden und daß aus dem Speicher jeweils aufeinanderfolgend zunächst die Signale der ungeradzahligen und danach die Signale der geradzahligen Zeilen ausgelesen und auf jeweils einer Spur aufgezeichnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wiedergeben die Signale zweier benachbarter Spuren nacheinander in einen Speicher eingeschrieben werden und daß jeweils einer Zeile entsprechende Signale, die der ersten und der zweiten der beiden Spuren entnommen wurden, abwechselnd aus dem Speicher ausgelesen werden.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotierendes Kopfrad an seinem Umfang mit zwei Magnetköpfen versehen ist, daß Führungsmittel vorgesehen sind, welche eine Umschlingung des Kopfrades durch den bandförmigen Träger um mehr als 180° bewirken, daß mindestens zwei Halbbildspeicher vorgesehen sind, daß digitale Videosignale abwechselnd in einen der Halbbildspeicher einschreibbar und aus dem anderen der Halbbildspeicher auslesbar sind und daß den Halbbildspeichern wahlweise Adressen, die ein Einschreiben oder Auslesen der Signale der einzelnen Zeilen in der durch das Fernsehraster gegebenen zeitlichen Folge gestatten oder Adressen zuführbar sind, die ein Einschreiben oder Auslesen der Signale der ungeradzahligen und der geradzahligen Zeilen jeweils nacheinander bewirken.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufzeichnen ein erster Halbbildspeicher beim Auslesen derart abweichend gegenüber dem Einschreiben adressiert wird, daß von den gemäß dem Fernsehraster eingelesenen Zeilen des ersten Halbbildes zunächst die ungeradzahligen und danach die geradzahligen Zeilen ausgelesen werden und daß ein zweiter Halbbildspeicher beim Auslesen derart gegenüber dem Einschreiben adressiert wird, daß von den gemäß dem Fernsehraster eingelesenen Signalen des zweiten Halbbildes zunächst die ungeradzahligen und danach die geradzahligen Zeilen ausgelesen werden.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wiedergeben in einen ersten Halbbildspeicher von zwei benachbarten Spuren die Signale eines Halbbildes und in einen zweiten Halbbildspeicher von zwei folgenden Spuren die Signale eines zweiten Halbbildes einschreibbar sind und daß während des Einschreibens der Signale jeweils eines der Halbbilder Signale des anderen Halbbildes in der durch das Fernsehraster gegebenen Folge auslesbar sind.