DE4019508C3 - Digitale Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung zum Aufzeichnen von Bilddaten für jedes darzustellende Bildelement und zum Wiedergeben der Daten entweder in normalem Wiedergabebetrieb oder in Suchbetrieb.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus einem Artikel von Y. Hirano et al. bekannt, erschienen in SMPTE Journal, 1983, 636-641 unter dem Titel "A Study on Variable-Speed Reproduction of the Digital VTR". Dort ist angegeben, daß Bilddaten entweder geordnet nach Bits, geordnet nach Bildelementen oder geordnet nach Halbbildern aufgezeichnet werden. Die unterschiedlichen Anordnungen haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Bildqualität beim Abspielen des Bandes mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Es ist dort nicht angegeben, daß die Unterteilung der Daten dazu verwendet wird, auf Daten in bestimmter Ordnung gezielt zuzugreifen, z. B. auf die Daten für jedes vierte Bildelement.

Aus DE-PS 31 46 964 ist eine Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung bekannt, die Suchinformation in einer besonderen Spur aufzeichnet. Diese Suchinformation enthält nur einen Teil der Gesamtbilddaten. Dadurch wird zwar im Suchbetrieb die Auflösung und Gradation verschlechtert, jedoch die Wiedergabegeschwindigkeit beträchtlich erhöht. Nachteilig ist, daß mindestens eine der Spuren als Suchinformationsspur verwendet wird und daß unterschiedliche Signalverarbeitungswege mit jeweils einem Speicher für die Suchinformation bzw. die normale Videoinformation vorhanden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung anzugeben, die schnellen Suchbetrieb ermöglicht.

Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgebildet, daß sie im Suchbetrieb gezielt nur auf Daten vorgegebener Bildelemente zugreift, die einen Teil aller einmalig aufgezeichneten Bildelemente darstellen. Die als Suchinformation verwendeten Daten werden also nicht in eine gesonderte Spur aufgezeichnet und in einem besonderen Vorrichtungsteil verarbeitet, sondern es wird dafür gesorgt, daß das Aufzeichnen der üblichen Videoinformation so erfolgt, daß auf einen Teil der Daten gezielt zugegriffen werden kann und dieses gezielte Zugreifen wird beim Suchbetrieb ausgeführt.

Von Vorteil ist es, wenn die Bilddaten für jedes einzelne Bildelement noch weiter in Datengruppen, z. B. zwei Datengruppen unterteilt werden, auf die ebenfalls gezielt zugegriffen werden kann. Es ist dann möglich, aus der insgesamt aufgezeichneten Videoinformation nur solche zu einzelnen Bildelementen herauszugreifen und dabei wiederum nicht die Gesamtinformation zu einem Bildelement, sondern nur einen Teil derselben. Das Darstellen von Information zu vorgegebenen Bildelementen verschlechtert die Auflösung, während das Darstellen nur eines Teils der Information zu einem Bildelement die Gradation verschlechtert. In bezug auf die Bildqualität treten im Suchbetrieb somit dieselben Nachteile auf wie bei der Vorrichtung gemäß DE-PS 31 46 964, jedoch ohne den Nachteil der zusätzlichen Suchinformationsspur und des zusätzlichen Verarbeitungsteils.

Die Verarbeitung gestaltet sich deswegen besonders einfach, weil ein Speicher mit mehreren Speicherbereichen verwendet wird, die im normalen Wiedergabebetrieb alle genutzt werden, während im Suchbetrieb nur ein Teil der Speicherbereiche genutzt wird. Diese letzteren Speicherbereiche haben also Doppelfunktion.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm für eine digitale Aufzeichnungs/ Wiedergabe-Vorrichtung mit schnellem Suchbetrieb;

Fig. 2 eine Darstellung von Bildelementen;

Fig. 3 ein Diagramm über den Aufbau von Daten;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zum Erläutern, wie Daten aufge­ zeichnet werden;

Fig. 5 ein Diagramm, das zeigt, in welcher Reihenfolge Daten auf einem Band aufgezeichnet werden; und

Fig. 6 ein Flußdiagramm zum Erläutern, wie Daten im Such­ betrieb und im normalen Wiedergabebetrieb dargestellt werden.

Eine digitale Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung 11 gemäß dem schematischen Blockdiagramm von Fig. 1 weist einen A/D- Wandler 1, einen D/A-Wandler 2, eine Steuerung 3, ein Auf­ zeichnungs/Wiedergabe-System 4, zwei Umschalter 5 und 6, meh­ rere Speicher 7, eine Speichersteuerung 8, einen Bildsignal­ generator 9 und eine Anzeigevorrichtung 10 auf.

Beim Aufzeichnen werden analoge Bildsignale vom Bildsignal­ generator 9 durch den A/D-Wandler 1 digitalisiert und den Speichern 7 über den Umschalter 5 zugeleitet. Hierzu ist der feste Kontakt Ta des Umschalters 5 mit seinem ersten bewegli­ chen Kontakt Tb verbunden. Die Steuerung 3 schaltet den Um­ schalter 5, wie auch den Umschalter 6, um. Die Speichersteue­ rung 8 legt fest, in welchem der mehreren Speicher 7 die Ein­ gangsdaten abgespeichert werden sollen. Wenn Daten für eine Bildebene in den Speichern 7 gespeichert sind, gibt die Spei­ chersteuerung 8 die Daten über den Umschalter 6 an das Auf­ zeichnungs/Wiedergabe-System 4 aus. Hierzu ist der feste Kon­ takt Sa des Umschalters 6 mit seinem ersten beweglichen Kon­ takt Sb verbunden.

Das Aufzeichnungs/Wiedergabe-System 4 ist ähnlich aufgebaut wie z. B. das bei einem digitalen Audiorecorder. Es weist eine Signalverarbeitungsschaltung 14, einen Magnetkopf 12 und ein Magnetband 13 auf. Die Signalverarbeitungsschaltung 14 fügt Fehlerkorrekturkodedaten oder Paritätsprüfdaten zu den digitalisierten Daten und moduliert die gesamten Daten, um diese dann mit Hilfe des Magnetkopfs 12 auf dem Magnetband 13 aufzuzeichnen.

Beim Wiedergeben werden die vom Magnetband 13 durch den Mag­ netkopf 12 gelesenen Daten fehlerkorrigiert und in der Sig­ nalverarbeitungsschaltung 14 demoduliert. Über den Umschalter 5 werden sie dann in die Speicher 7 geleitet, wozu der fest­ stehende Kontakt Ta des Umschalters mit seinem zweiten be­ weglichen Kontakt Tc verbunden ist. Die Speichersteuerung 8 liest in einer unten beschriebenen Weise Daten aus den Spei­ chern 7 aus und sendet diese über den Umschalter 6 zum D/A­ Wandler 2, wozu der feststehende Kontakt Sa des Umschalters 4 mit seinem zweiten beweglichen Kontakt Sc verbunden ist. Die digitalen Daten werden durch den D/A-Wandler 2 in analoge Daten umgewandelt und auf der Anzeigevorrichtung 10, z. B. einer Kathodenstrahlröhre, angezeigt.

Das Diagramm von Fig. 2 zeigt eine Anordnung von Abtastpunk­ ten, entsprechend Bildelementen, eines Bildes, das auf dem Schirm 16 der Anzeigevorrichtung 10 dargestellt wird. Die Symbole "○", "Δ", "" bezeichnen aufeinanderfolgende Bildele­ mente. Diese werden wie folgt benannt "○": ai (i = 1 - k); "Δ": bi (i = 1 - k) und "": ci (c = 1 - 2k). Die Bildelemen­ te werden in horizontaler Richtung mit folgender Reihenfolge abgetastet: a1, c1, b1, c2, a2, c3, b2, c4, ..., c2k-4, bk-1, c2k-3, ak-1, c2k-2, bk, c2k-1, ak, c2k. Die Bilddaten für je­ des abgetastete Bildelement werden in digitale Daten gewan­ delt, die die Gradation mit m + n Bits anzeigen, z. B. 4 + 4 Bits = 8 Bits. Die Gradation kann eine solche der Helligkeit oder der Farbe sein. Bilddaten für die Bildelemente ai beste­ hen aus m oberen Bits daim und n unteren Bits dain. Bilddaten dbi für die Bildelemente bi bestehen aus unteren Bits dbim und oberen Bits dbin, und Bilddaten dci für Bildelemente ci bestehen aus oberen Bits dcim und unteren Bits dcin in ent­ sprechender Weise.

Das Diagramm von Fig. 3 zeigt die Anordnung digitaler Daten für eine Bildebene. Die Zahl der Bildelemente A ist k und die Bilddaten DA bestehen aus Daten DAm und DAn. Auch die An­ zahl der Bildelemente B ist k, wobei die Bilddaten DB aus Da­ ten DBm und DBn bestehen. Die Anzahl von Bildelementen C ist 2k und die Bilddaten DC bestehen aus Daten DCm und Daten DCn.

Das Flußdiagramm gemäß Fig. 4 veranschaulicht ein Verfahren zum Aufzeichnen von Daten. In einem Schritt m1 werden Bild­ signale (beim Ausführungsbeispiel die Bildsignale für ein Halbbild), wie sie vom Bildsignalgenerator 9 ausgegeben wer­ den, in digitale Daten von m + n Bits durch den A/D-Wandler 1 in der in Fig. 2 veranschaulichten Reihenfolge von Bildele­ menten gewandelt (d. h. a1, c1, b1, c2, a2, c3, b2, ...). Der A/D-Wandler 1 teilt die digitalen Daten in solche von m Bits und solche von n Bits auf und gibt diese aufeinanderfolgend an die Speicher 7 aus. Bilddaten da1 für das Bildelement a1 werden als Datenwert da1m und als Datenwert da1n an die Spei­ cher 7 ausgegeben. Entsprechendes gilt für Bilddaten db1 und dc1. In den Speichern 7 sind die Daten daher in der Folge da1m, da1n, dc1m, dc1n, db1m, db1n, dc2m, dc2n, da2m, ... ge­ speichert.

In einem Schritt m2 ermittelt die Speichersteuerung 8, in welchem der mehreren Speicher 7 die in der genannten Reihen­ folge für ein jeweiliges Bild gewonnenen Daten gespeichert sind. Die Daten da1m und da1n sind in den Speichern MA1 bzw. MA2 gespeichert, die Daten dc1m und dc1n in den Speichern MC1 bzw. MC3 und die Daten db1m und db1n in den Speichern MB1 bzw. MB2. Daten DAm sind im Speicher MA1, Daten DAn im Spei­ cher MA2, Daten DBm im Speicher MB1, Daten DBn im Speicher MB2, Daten DCm in den Speichern MC1 oder MC2 und Daten DCn in den Speichern MC3 oder MC4 abgelegt.

Wenn alle Bilddaten für eine Bildebene in der genannten Weise in den Speichern 7 abgelegt sind, folgt ein Programmschritt m3, in dem die Speichersteuerung 8 Daten mit einer Geschwin­ digkeit ausgibt, die der Aufzeichnungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Systems 4 entsprechen. Hierbei wer­ den Daten in der Reihenfolge MA1, MA2, MB1, MB2, MC1, MC2, MC3 und MC4 aus den Speichern 7 ausgelesen und in der Reihen­ folge DAm, DAn, DBm, DBn, DCm und DCn an das Aufzeichnungs/ Wiedergabe-System 4 ausgegeben. In einem Schritt m4 werden die Daten in der genannten Reihenfolge auf das Magnetband 13 aufgezeichnet, wie dies auch in Fig. 5 dargestellt ist. In Fig. 5 veranschaulicht ein Pfeil 15 die Bewegungsrichtung des Magnetkopfes 12 beim Aufzeichnen und Wiedergeben.

Anhand des Flußdiagramms von Fig. 6 wird nun erläutert, wie Daten wiedergegeben werden. In einem Schritt n1 wird ermit­ telt, ob das Wiedergeben im Suchbetrieb erfolgen soll. Ist dies der Fall, folgt ein Schritt n2, andernfalls ein Schritt n4. In Schritt n2 werden beim Ausführungsbeispiel Daten DAm vom Aufzeichnungs/Wiedergabe-System 4 ausgelesen und im Spei­ cher ma1 der mehreren Speicher 7 abgelegt. In einem Schritt n3 werden die Daten DAm in den D/A-Wandler 2 mit der Darstel­ lungsgeschwindigkeit von Bildern übertragen, und sie werden in analoge Bildsignale umgewandelt, die auf der Anzeigevor­ richtung 10 darstellbar sind. Darstellung von Bilddaten er­ folgt nur für die Bildelemente ai (diejenigen Bildelemente, die in Fig. 2 durch das Symbol "○" veranschaulicht sind) und nur für die oberen m Bits. Das dargestellte Bild hat daher geringe Auflösung, grobe Gradation und schlechte Bildquali­ tät, reicht jedoch aus, um zu überprüfen, was aufgezeichnet ist.

Bei normaler Bilddarstellung werden dagegen in Schritt n4 alle Bilddaten, d. h. die Daten DAm, DAn, DBm, DBn, DCm und DCn aufeinanderfolgend vom Magnetband 13 gelesen und in die Speicher 7 überführt. Die Speichersteuerung 8 legt die Daten in den Speichern MA1, MA2, MB1, MB2, MC1, MC2, MC3 und MC4 in derselben Weise wie beim Aufzeichnen ab. In einem Schritt n3 werden die Bilddaten in derselben Reihenfolge wie beim Aufzeichnen an den D/A-Wandler 2 gegeben, d. h. in der Folge der Bildelemente, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Bilddaten werden durch den D/A-Wandler 2 in analoge Bildsig­ nale umgewandelt und auf der Anzeigevorrichtung 10 darge­ stellt.

Beim Ausführungsbeispiel werden im Suchbetrieb also nur Daten gelesen und dargestellt, die zum Erkennen eines Bildes erforderlich sind, d. h. hier die Daten DAm. Die Zeit zum Darstellen einer Bildebene ist dadurch geringer als dann, wenn alle Bilddaten darzustellen sind. Beim Ausführungsbeispiel ist das Zeitverhältnis m/4(m+,)=1/8. Es ist also eine schnelle Suche ermöglicht.

Als Daten können auch die Daten DBm oder DCm auch DA, DB oder DC ausgelesen werden. Das Aufzeichnungsmedium muß nicht notwendigerweise ein Magnetband 13 sein, sondern kann auch eine Magnetplatte, eine optische Platte oder ein beliebiges anderes Aufzeichnungsmedium sein.

Bildsignale können für zwei Halbbilder aufgezeichnet sein. Die für die Suche ausgelesenen Daten können solche für die obere Hälfte oder für ein Viertel einer Bildebene sein.

Wenn beim Aufzeichnen für eine Bildebene nur Daten verwendet werden, die zum Erzielen einer bestimmten Bildqualität erfor­ derlich sind, gibt dies eine Einsparung der Aufzeichnungsträ­ germenge und der Aufzeichnungszeit.

Claims (2)

1. Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung zum Aufzeichnen von Bilddaten für jedes darzustellende Bildelement und zum Wiedergeben der Daten entweder in normalem Wiedergabebetrieb oder in Suchbetrieb, welche Vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie

• - im Aufnahmebetrieb die Bilddaten für jedes einzelne Bildelement einmalig und getrennt aufzeichnet und
• - im normalen Wiedergabebetrieb alle Bilddaten liest und darstellt,
  dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin so ausgebildet ist, daß sie
• - im Suchbetrieb nur Daten zu vorgegebenen Bildelementen, die einen Teil aller einmalig aufgezeichneten Bildelemente eines Halb- oder Vollbildes, die zum Erkennen eines Bildes erforderlich sind, darstellen und diejenigen Daten von Bildpunkten, die nicht zum Erkennen des Bildes erforderlich sind, auf einem Aufzeichnungsmedium überspringt, und daß sie
• - einen Speicher (7) mit mehreren Speicherbereichen aufweist, in dem im im Suchbetrieb nur die im Suchbetrieb gelesenen Daten eines Halb- oder Vollbildes in einem ausgewählten Teil des Speichers gespeichert werden, die demjenigen Teil von Daten zugeordnet sind, der zur Darstellung im Suchbetrieb ausgelesen wird, und in dem im normalen Wiedergabebetrieb alle Daten von Bildpunkten eines Halb- oder Vollbildes in allen Speicherbereichen des Speichers gespeichert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie so ausgebildet ist, daß sie

• - im Aufnahmebetrieb die Bilddaten für jedes einzelne Bildelement unterteilt in einzelne Datengruppen aufzeichnet und
• - im Suchbetrieb nur jeweils eine vorgegebene der Datengruppen zu vorgegebenen einmalig aufgezeichneten Bildelementen liest und darstellt.