DE3930591A1 - Verfahren zur zeitlupen-wiedergabe von digitalen videosignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Zeitlupen-Wiedergabe von digitalen Videosignalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Verfahren zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe von digitalen Fernsehsignalen läßt sich die Datenrate je Videokopf durch Aufteilung in vier Kanäle reduzieren. Zur Aufzeichnung und Wiedergabe sind am Umfang einer Kopfradscheibe bzw. einer Kopftrommel in gleichmäßigen Abständen je vier Magnetköpfe befestigt. Die vier Aufzeichnungs-Magnetköpfe treten nacheinander mit einem um die Kopfradscheibe wendelförmig geschlungenen Magnetband in Berührung und beschreiben das Magnetband in schräg zur Längsachse des Magnetbandes verlaufende Spuren. Im mittleren Teil einer jeden Spur befinden sich kurze Spurabschnitte, die unterschiedliche Audio-Informationen enthalten.

Einzelheiten hierzu sind in der Druckschrift "Standard for Recording Digital Television Signals on Magnetic Tapes in Cassettes" der European Broadcasting Union, Tech. 352-2-E und in der Zeitschrift "Fernseh- und Kinotechnik", 1987, Heft 1/2, Seiten 15 bis 22, angegeben.

Aus der DE 37 44 077 A1 ist eine Anordnung zur Wiedergabe von Audiosignalen bekannt, welche als digitale Signale in dafür vorgesehene Spurabschnitte auf ansonsten für digitale Videosignale vorgesehene Schrägspuren aufgezeichnet werden. Auf einem rotierenden Kopfrad sind neben vier "normalen" Wiedergabe-Magnetköpfen vier weitere, vorlaufende Wiedergabe-Magnetköpfe angeordnet, die auf dem Magnetband aufgezeichnete Spuren früher abtasten als ebenfalls auf dem Kopfrad befindliche Aufzeichnungs-Magnetköpfe. Die Spurlagen sind dabei so gewählt, daß die weiteren, vorlaufenden Wiedergabe-Magnetköpfe in einer ersten Ebene des Kopfrades, die Aufzeichnungs-Magnetköpfe in einer zweiten Ebene und die normalen Wiedergabe-Magnetköpfe in einer dritten Ebene des Kopfrades angeordnet sind. Durch diese Maßnahme kann eine Bearbeitung von Audiosignalen vorgenommen werden, so daß aufgezeichnete Audiosignale wiedergegeben, bearbeitet und auf dem gleichen Magnetband unmittelbar wieder aufgezeichnet werden können.

Werden die auf dem Magnetband aufgezeichneten Schrägspuren wiedergabeseitig mit einer von der Aufzeichnung abweichenden Magnetband-Vorschubgeschwindigkeit abgetastet, stimmen die Wiedergabespuren nicht mit den Aufzeichungsspuren überein. Dabei kreuzen die Wiedergabe-Magnetköpfe die aufgezeichneten Schrägspuren je nach Richtung des Magnetbandtransportes und der Magnetband-Vorschubgeschwindigkeit unter verschiedenen Winkeln. Eine störungsfreie Zeitlupen- bzw. Zeitraffer-Wiedergabe ist ohne besondere Maßnahmen nicht möglich. Es ist daher üblich, die Spurlage der Wiedergabe-Magnetköpfe mit Aktuatoren so zu steuern, daß der Wiedergabe-Magnetkopf der aufgezeichneten Schrägspur folgt. Da der Hubbereich der Aktuatoren jedoch sehr gering ist, kann dieses dynamische Spurnachführungssystem nicht für mehrere aufeinanderfolgende Schrägspuren angewendet werden.

Aus der DE 38 05 436 A1 ist bekannt, die Spurlage der Hilfswiedergabe-Magnetköpfe gegenüber der Spurlage der normalen Wiedergabe-Magnetköpfe (Hauptwiedergabe-Magnetköpfe) um etwa eine halbe Spurbreite zu verschieben. Je nach der Fehlerrate in den wiedergegebenen Datensignalen werden die Signalwege zwischen den Hauptwiedergabe-Magnetköpfen und den den Hauptwiedergabe-Magnetköpfen jeweils zugeordneten Hilfswiedergabe-Magnetköpfen umgeschaltet. Dieses bekannte Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß das Umschaltkriterium "Fehlerrate" zum einen fehlerbehaftet ist, und zum anderen durch die Blockbildung der aufgezeichneten Daten nur sehr langsam auf vorliegende Spurabweichungen reagiert. Der Geschwindigkeitsbereich bei einer Zeitlupen-Wiedergabe ist daher begrenzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der Geschwindigkeitsbereich bei der Zeitlupen-Wiedergabe mit einfachen Mitteln erweitert wird.

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

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Haupt­ und Hilfswiedergabe-Magnetköpfe am Umfang des Drehkörpers fest angeordnet werden. Eine Spurnachführung oder mechanische Umschaltung der Spurlage der Wiedergabe-Magnetköpfe ist nicht erforderlich. Die Umschaltung der Signalwege erfolgt aufgrund einer einfachen Majoritätsentscheidung logischer Signale, die den Einrastzustand von PLL-Schaltungen für die Taktregenerierung kennzeichnen. Dabei wird der Fangbereich der PLL-Schaltungen als Hystere genutzt, um Drop-Out-Störungen in den vom Magnetband abgenommenen Datensignalen unberücksichtig zu lassen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Mehrheitsentscheidung der den Einrastzustand der PLL-Schaltungen kennzeichnenden Signale mit einem rückgekoppelten Nur-Lese-Speicher durchgeführt wird. Die Rückkopplung bewirkt eine Art Verriegelung gegenüber kurzzeitigen Störungen in den wiedergegebenen Datensignalen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Drauf- und Seitenansicht eines Drehkörpers mit am Umfang befestigten Haupt- und Hilfswiedergabe-Magnetköpfen und

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In einer Draufsicht der Fig. 1 bezeichnet 1 einen Drehkörper, an dessen Umfang in jeweils einem Winkelabstand von 90° vier Hauptwiedergabe-Magnetköpfe P1, P2, P3 und P4 befestigt sind. Den in Richtung eines Pfeiles 2 rotierenden Hauptwiedergabe-Magnetköpfen P1 bis P4 folgen in einem bestimmten Winkelabstand Hilfswiedergabe-Magnetköpfe AP1, AP2, AP3 und AP4. Die Spurlage der Hilfswiedergabe-Magnetköpfe AP1 bis AP4 ist gegenüber der Spurlage der Hauptwiedergabe-Magnetköpfe P1 bis P3 um eine halbe Spurbreite zueinander versetzt. Eine in der Fig. 1 dargestellte Seitenansicht des Drehkörpers 1 soll diesen Sachverhalt verdeutlichen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich die Hilfswiedergabe-Magnetköpfe AP1 bis AP4 direkt neben den Hauptwiedergabe-Magnetköpfe P1 bis P4, aber in der Spurlage zu diesen um eine halbe Spurbreite versetzt.

Stimmt die Vorschubgeschwindigkeit eines wendelförmig um den Drehkörper 1 geschlungenen (nicht dargestellten) Magnetbandes im Wiedergabebetrieb mit der Vorschubgeschwindigkeit des Magnetbandes im Aufnahmebetrieb überein, tasten die Hauptwiedergabe-Magnetköpfe P1 bis P4 exakt die aufgezeichneten Schrägspuren ab. Weicht dagegen die Vorschubgeschwindigkeit des Magnetbandes im Wiedergabebetrieb von der im Aufnahmebetrieb ab, verlassen die Hauptwiedergabe-Magnetköpfe die aufgezeichneten Schrägspuren und geraten in sogenannte Rasenbereiche zwischen den Schrägspuren. Innerhalb der Rasenbereiche verschlechtert sich der Signal/Rausch-Abstand der vom Magnetband abgenommen Datensignale, so daß die üblicherweise zur Taktregenerierung eingesetzten PLL-Schaltungen (Phase Locked Loop) außer Tritt geraten und ausrasten. In diesem Fall wird auf die um eine halbe Spurbreite versetzt angeordneten Hilfswiedergabe-Magnetköpfe AP1 bis AP4 umgeschaltet, die in diesem Augenblick die von den Hauptwiedergabe-Magnetköpfen P1 bis P4 verlassene Schrägspur exakt abtasten.

Ein Blockschaltbild zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt die Fig. 2. Ein strichpunktiert gezeichneter Wiedergabekanal 3 empfängt an einer Klemme 4 das von dem Hauptwiedergabe-Magnetkopf P1 und an einer Klemme 5 das von dem Hilfswiedergabe-Magnetkopf AP1 vom Magnetband abgenommene Datensignal. In Stufen 6 und 7 werden die vom Magnetband abgenommenen Datensignale zunächst vorverstärkt und entzerrt. Die so aufbereiteten Datensignale werden nachfolgend jeweils einer PLL-Schaltung 8 und 9 zur Taktregenerierung zugeführt. Bei ausreichendem Signal/Rausch-Abstand der vom Magnetband abgenommenen Datensignale rasten die PLL-Schaltungen 8 bzw. 9 ein, wobei die PLL-Schaltung 8 an einer Klemme 10 ein entsprechendes Kennsignal P1-locked und die PLL-Schaltung 9 an einer Klemme 11 ein Kennsignal AP1-locked abgibt. Normalerweise ist nur eine der beiden PLL-Schaltungen 8, 9 eingerastet, da sich einer der beiden Wiedergabe-Magnetköpfe im Rasenbereich zwischen zwei benachbarten Schrägspuren befindet.

Die regenerierten Taktsignale werden zum einen zu jeweils zugeordneten Stufen 12 und 13 weitergeleitet, in denen die entzerrten Datensignale mit Hilfe des regenerierten Taktsignals in ein entsprechendes Taktraster gestellt werden, und zum anderen zu Kontakten eines gesteuerten Umschalters 14 geführt.

An anderen Kontakten des gesteuerten Umschalters 14 liegen die an den Ausgängen der Stufen 12 und 13 abnehmbaren Datensignale. Die Steuerung des gesteuerten Umschalters 14 erfolgt durch ein Steuersignal, welches an einen Ausgang D0 eines Nur-Lese-Speichers 15 abnehmbar ist. Je nach Pegel des Steuersignals ist an einer Ausgangsklemme 16 entweder das von der Stufe 12 oder das von der Stufe 13 abgegebene Datensignal Data₁ abnehmbar. Parallel dazu erfolgt die Umschaltung der regenerierten Taktsignale, so daß an einer Ausgangsklemme 17 das von der PLL-Schaltung 8 oder das von der PLL-Schaltung 9 regenerierte Taktsignal Takt₁ abnehmbar ist.

Entsprechend dem Wiedergabekanal 3 sind auch für die Wiedergabe-Magnetköpfe P2 und AP2, P3 und AP3 sowie P4 und AP4 Wiedergabe-Kanäle 18, 19 und 20 vorgesehen, welche Datensignale Data₂, Data₃ und Data₄ sowie Taktsignale Takt₂, Takt₃ und Takt₄ abgeben. Die in den einzelnen Wiedergabe-Kanälen von den PLL-Schaltungen abgegebenen Kennsignale werden den Adreß-Eingängen A0 bis A7 des Nur-Lese-Speichers 15 zugeführt. Weitere Adreß-Eingänge An sind mit Daten-Ausgängen Dn des Nur-Lese-Speichers 15 verbunden.

Das Programm in dem Nur-Lese-Speicher 15 ist so gestaltet, daß der Zustand der den einzelnen Wiedergabe-Magnetköpfen zugeordneten PLL-Schaltungen gleichzeitig betrachtet wird und eine Mehrheitsentscheidung in Abhängigkeit des logischen Zustands der Kennsignale durchgeführt wird. Weisen die Kennsignale der PLL-Schaltungen der Hauptwiedergabe-Magnetköpfe eine Majorität gegenüber denen der Hilfswiedergabe-Magnetköpfe auf, so werden die von den Hauptwiedergabe-Magnetköpfen erhaltenen Daten über den gesteuerten Umschalter 14 gleichzeitig dem weiteren Signalverarbeitungsprozeß zur Verfügung gestellt.

Der Fangbereich der einzelnen PLL-Schaltungen wirkt in diesem Zusammenhang als Hysterese für Störungen in den vom Magnetband gelesenen Datensignalen. Außerdem können in Verbindung mit den drei Rückkopplungen des Nur-Lese-Speichers 15 acht interne Zustände gebildet werden, die Hysterese-verstärkend auf die Verriegelung der acht PLL-Schaltungen wirken. Fehlerhafte Daten eines einzelnen Wiedergabe-Magnetkopfes können im Fall eines Drop-Outs die getroffene Entscheidung nicht umstoßen. Dies trifft insbesondere im Rasenbereich zwischen den Schrägspuren zu. Die eindeutige Entscheidung der vorliegende Ablaufsteuerung verhindert ein "Klingeln" des vom dem Nur-Lese-Speichers 15 erzeugten Steuersignals.

Claims (4)

1. Verfahren zur Zeitlupen-Wiedergabe von digitalen Videosignalen bei einem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät

• - mit einem von einem Magnetband wendelförmig umschlungenen Drehkörper,
• - mit am Umfang des Drehkörpers befestigten Haupt- und Hilfswiedergabe-Magnetköpfen, wobei die Hilfswiedergabe-Magnetköpfe gegenüber den Hauptwiedergabe-Magnetköpfen in ihrer Spurlage versetzt zueinander angeordnet sind,
• - mit einer Transporteinrichtung für das Magnetband, welche so einstellbar ist, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Magnetbandes in einem Wiedergabebetrieb mit einer geringeren Vorschubgeschwindigkeit erfolgt als während eines Aufnahmebetriebs, und
• - mit Wiedergabe-Einrichtungen zur Regenerierung von Takt- und Datensignalen in Abhängigkeit von mit den Wiedergabe-Magnetköpfen vom Magnetband abgenommenen Signalen,
  dadurch gekennzeichnet,
  daß jedem Hauptwiedergabe-Magnetkopf (P1 bis P4) ein Hilfswiedergabe-Magnetkopf (AP1 bis AP4) zugeordnet wird, welcher in der Spurlage um etwa einer halben Spurbreite versetzt gegenüber der Spurlage des Hauptwiedergabe-Magnetkopfes (P1 bis P4) am Umfang des Drehkörpers (1) fest angeordnet ist,
  daß zur Taktregenerierung der mit den Haupt- und Hilfswiedergabe-Magnetköpfen (P1 bis P4, AP1 bis AP4) vom Magnetband abgenommenen Signale PLL-Schaltungen (8, 9) verwendet werden, welche jeweils den Einrastzustand einer PLL-Schaltung kennzeichnende Signale abgeben,
  daß die den Einrastzustand der PLL-Schaltungen (8, 9) kennzeichnenden Signale einer Mehrheitsentscheidung unterworfen werden,
  daß abhängig vom Ergebnis der Mehrheitsentscheidung ein Steuersignal zur Umschaltung zwischen den regenerierten Takt­ und Datensignalen der Hauptwiedergabe-Magnetköpfe (P1 bis P4) und den regenerierten Takt- und Datensignalen der Hilfswiedergabe-Magnetköpfe (AP1 bis AP4) abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen weiteren wiedergabeseitigen Signalverarbeitungsprozeß entweder nur die regenerierten Takt- und Datensignale der Hauptwiedergabe-Magnetköpfe (P1 bis P4) oder nur die regenerierten Takt- und Datensignale der Hilfswiedergabe-Magnetköpfe (AP1 bis AP4) herangezogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrheitsentscheidung der den Einrastzustand der PLL-Schaltungen (8, 9) kennzeichnenden Signale mit einem Nur-Lese-Speicher (15) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die den Einrastzustand der PLL-Schaltungen (8, 9) kennzeichnenden Signale Adreßeingängen des Nur-Lese-Speichers (15) zugeführt werden,
daß bestimmte Datenausgänge (Dn) des Nur-Lese-Speichers (15) mit weiteren Adreß-Eingängen (An) des Nur-Lese-Speichers (15) verbunden werden und
daß an einem der Datenausgänge (D0) des Nur-Lese-Speichers (15) das Steuersignal zur Verfügung gestellt wird.