DE4134536A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufzeichnen von videosignalen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Fernsehvideosignalen auf Videokassetten und im Speziellen auf die Verwendung eines zusätzlichen Aufzeichnungsbandes oder Erweiterungskanals (Augmentation Channel) zur Aufzeichnung von hochfrequenten Helligkeitssignalen (luminance signals), um dabei eine Bildqualität für Videokassettenrecorder (VCR′s) bereitzustellen, welche verbessert ist, im Vergleich zu den bestehenden Formaten und welche zusätzlich voll kompatibel mit diesen ist.

Als billige verbraucherorientierte VCR-Systeme, wie z. B. das gegenwärtig populäre VHS-System, entwickelt wurden, war das Hauptziel eine Aufzeichnungsmöglichkeit bereitzustellen zum Zwecke des zeitversetzten Fernsehprogrammierens. Unglücklicherweise war die Leistungsfähigkeit des nun populären VCR-Formats ein Kompromiß, um der Einführung von Videoplattensystemen zu begegnen, welche die Möglichkeit besaßen, während des Anfangsstadiums der VCR′s die Marktanteile für VCR′s zu vermindern. Als ein Ergebnis davon litten die Videorecorder unter geringer Bildqualität (z. B. nur 2,5 MHz Bandbreite, welche als Helligkeitskomponente bereitgestellt wurde) verglichen mit der NTSC (National Television Systems Committee) Bandbreite von 4,2 MHz. Aber VCR′s gewannen bezüglich der Popularität über die Videoplatte. Darüber hinaus, da kein vorsichtiger Entwicklungsprozeß stattfand, wurden diese frühen Aufzeichnungsformate nicht mit der Vorstellung entwickelt, später Verbesserungen zu entwickeln, welche kompatibel mit dem vollen NTSC-Signalspektrum sind. Spätere Entwicklungsversuche führten zu verschiedenen verbesserten Aufzeichnungsformaten, wie z. B. das Super VHS (S-VHS)-System, das diesem Qualitätsverlust Rechnung trug, aber die neuen Formate mit besserer Leistungsfähigkeit waren nicht kompatibel mit den bestehenden Standardausrüstungen (z. B. private VCR′s und Bandmaschinen zum Erstellen von Duplikaten für den Verleihmarkt). Diese Michtkompatibilität hat diese Systeme davor abgehalten, eine weitverbreitete Akzeptanz zu gewinnen, insbesondere aufgrund der hohen Anzahl an bestehenden VCR-Geräten auf dem Markt und der großen Anzahl an bestehenden vorbespielten Bändern des alten Formats (in privater Hand und auf dem Verleihmarkt). Zum Beispiel erreichte das S-VHS-System eine höhere Stufe der Leistungsfähigkeit durch die Verwendung von verbesserten Bändern und Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfen, die fähig sind, höhere Bandbreiten zu verarbeiten. Dies, zusammen mit einer Verschiebung zu höheren Aufzeichnungsfrequenzen hin, erlaubte der S-VHS-Qualität, die Standard NTSC-Fähigkeit zu übertreffen, das Format blieb aber unpassend für die Wiedergabe von Standard-VHS-Wiedergabegeräten und verhinderte, daß das S-VHS-System eine verbreitete Akzeptanz und Verwendung erlangte.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Videosignalen in einem neuen Format bereitzustellen, das völlig kompatibel mit den bestehenden Formaten und das durch die Erweiterung der Standardaufzeichnungsformate eine Bildqualität bereitstellt, welche gleichwertig zu der vollen NTSC ist.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, daß Videobänder, die mit diesem neuen erweiterten Format aufgezeichnet sind mit den Standard-VCR′s abgespielt werden können (z. B. Rückwärtskompatibilität) und daß Bänder, welche mit den Standardformaten aufgezeichnet sind, in einem VCR, welcher in Übereinstimmung mit diesem neuen Bandaufzeichnungsformat gestaltet ist, wiedergegeben werden können.

In Übereinstimmung mit den Prinzipien dieser Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufzeichnung in einem neuen VCR-Aufzeichnungsformat, dem erweiterten oder "A-"Format bereitgestellt, das völlig kompatibel mit den bestehenden (z. B. VHS, Beta, usw.) Standardsystemen ist. In dem neuen Format werden die hohen Frequenzen der Helligkeitskomponente des Fernsehvideosignals, welche für die Aufrechterhaltung von scharfen Bildern nötig sind, aber in den Standardaufzeichnungssystemen fehlen, auf dem Videoband in einem zusätzlichen Helligkeitskanal oder sogenannten Erweiterungskanal aufgezeichnet, welcher einen Teil des Aufzeichnungsspektrums, der sich oberhalb der Bandbreite befindet, die von der Helligkeitskomponente in einem Standardvideosystem besetzt ist. Ein neuer Erweiterungssignalträger wird verwendet, um die hochfrequente Helligkeitsinformation oberhalb des Standard (niedrigfrequenten) Helligkeitsspektrums zu lokalisieren und zu tragen. Die Bandbreite für diesen Erweiterungskanal kann erreicht werden durch die Durchführung von "A-"Formataufzeichnungen auf einem qualitativ höheren Bandmaterial und durch die Verwendung besserer Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe mit schmäleren Kopfspalten und höherer Koerzivität in ähnlicher Weise zu dem, was in den Systemen mit verbessertem Aufzeichnungsformat getan wird.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel (das ein VHS-System als Beispiel benutzt), werden die hohen Helligkeitsfrequenzen bezüglich der Bandbreite komprimiert, um die Bandbreite, welche in dem Erweiterungskanal zur Verfügung steht, besser auszunutzen. Die Bandbreitenkompression kann bereitgestellt werden durch die Verwendung einer oder mehrerer bekannter analoger oder digitaler Techniken, wie z. B. Quadraturmodulation oder mehrdimensionale (zeitliche, horizontale oder vertikale) Vorverarbeitung der hohen Helligkeitsfrequenzen. Das Wiedergabesystem ist ähnlich dem gegenwärtigen S-VHS-Wiedergabegerät gestaltet, das zur Wiedergabe von entweder VHS oder S-VHS-Bändern den entsprechenden Demodulationsschaltkreis auswählt. Um A-VHS-Bänder wiederzugeben wird das Erweiterungssignal zuerst von dem Wiedergabespektrum getrennt, dann demoduliert und an seine ursprüngliche Stelle im Spektrum des zurückgewonnenen Videosignals zurückgesetzt. Standardbänder werden zurückgewonnen, ohne daß irgendwelche Veränderungen in dem Wiedergabeschaltkreis des erweiterten VCR notwendig wäre, abgesehen vielleicht von einem einfachen Ausblenden des Ausgangssignals des Signalkanals, wenn entdeckt wird, daß ein VHS-Band wiedergegeben wird. S-VHS-Bänder können ebenso wiedergegeben werden durch die automatische Auswahl eines S-VHS-Schaltkreises, der ebenso in dem Wiedergabegerät bereitgestellt wird.

Zusätzlich zu den Kompatibilitätsvorteilen, wie oben angegeben, wird darauf hingewiesen, daß die zwei aufgezeichneten Helligkeitskanäle räumlich miteinander korreliert bleiben und daher bei der Wiedergabe in Standard-VHS jegliche Beeinflussung in dem hochfrequenten Einzelanteil des Bildes unterdrückt wird und kein zusätzliches Rauschen im Bild feststellbar ist. Es wird ebenso darauf hingewiesen, daß das Videosignal in dem neuen Format aufgezeichnet werden kann ohne den Gebrauch von komplexer und daher relativ teurer digitaler Schaltkreise, wie z. B. Bildrahmenspeicher, ebensowenig ist eine Korrektur der Zeitbasis notwendig.

In Fig. 1 ist ein spektraler Graph eines "colour under" Farbfernsehvideosignals eines magnetischen Aufzeichnungsverfahren auf einem Magnetband, das in dem erweiterten VHS-Format nach der vorliegenden Erfindung aufgenommen ist;

Fig. 2 illustriert in einer vereinfachten Blockdiagrammform die Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung eines Videokassettenaufzeichnungsgeräts zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Farbfernsehvideosignalen in Übereinstimmung mit der Erfindung;

Fig. 3 illustriert Einzelheiten eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Aufzeichnungsvorrichtung des Videokassettenaufzeichnungsgerätes, welches in Fig. 2 gezeigt ist;

Fig. 4 illustriert Einzelheiten der Wiedergabevorrichtung des Videokassettenaufzeichnungsgeräts, das in Fig. 2 gezeigt ist;

Fig. 5a ist ein Graph des mittleren Energiepegels in dem Spektrum eines bekannten "colour under" Farbfernsehvideosignal eines magnetischen Aufzeichnungsverfahrens auf einem Magnetband, das in einem bestehenden Standardformat z. B. VHS, aufgezeichnet ist; und

Fig. 5b ist ein spektraler Graph ähnlich zu dem, der in Fig. 5a illustriert ist, aber für ein Magnetband, das in dem Super-VHS-Format aufgezeichnet ist.

Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden unter Berücksichtigung eines Fernsehsignalverarbeitungssystems, welches nach dem MTSC Fernsehstandard arbeitet, der in den Vereinigten Staaten Anwendung findet. Dennoch kann die Erfindung ebensogut in dem PAL-System, welches primär in Europa verwendet wird, verwendet werden. Zusätzlich findet die Erfindung ebensogut in Aufzeichnungsformaten Anwendung, die anders sind als das hierin exemplarisch benutzte VHS-Format.

Fig. 5a zeigt ein typisches RF-Energiespektrum für NTSC Farbfernsehbildinformation, die in dem bekannten VHS-Format unter Gebrauch der bekannten "colour under" Technik aufgenommen wurde. An dem unteren Ende dieses Spektrums ist die Farbinformation (chromiance information) in Quadratur aufgezeichnet als Amplitudenmodulation 1, welche beispielsweise von einem 629 KHz Farbträger getragen ist. Amplitudenmodulierte Farbseitenbänder erstrecken sich über ungefähr 500 KHz auf beiden Seiten des Farbträgers.

Die Helligkeitsinformation ist als Frequenzmodulation 2 mit einer höheren Frequenz aufgezeichnet. Z.B. wie mit dem treppenstufigen Grundbandvideosignal 3 gezeigt, sind die Synchronisationsspitzen bei etwa 3,4 MHz, der schwarze Pegel ist bei etwa 3,7 MHz und der weiße Pegel ist bei etwa 4,4 MHz. Ein niedrigeres Helligkeitsseitenband erstreckt sich zu niederen Frequenzen bis etwa 1,2 MHz und ein oberes Helligkeitsseitenband erstreckt sich aufwärts bis zu etwa 6,4 MHz. Jedoch neigt das obere Frequenzende dazu, in bezug auf die Amplitude während der Wiedergabe reduziert zu werden, da sein Spektrum eine Funktion dar Eigenschaften des speziellen Magnetbandes, des Aufzeichnungs/Wiedergabekopfes und des elektronischen Schaltkreises des besonderen VCR-Gerätes ist.

Da das Spektrum, welches für das niedrigste Helligkeitsseitenband zur Verfügung steht, nicht breiter als etwa 2,5 MHz für die Schwarzpegelinformation ist, ist die effektive Bandbreite während VCR-Wiedergabe auf etwa 200 bis 250 Linien beschränkt, was zu einem merkbar verschlechterten Bild führt, das weit unter den Aussendestandarden liegt.

Ein früherer Versuch, die VCR-Bildqualität zu verbessern, besteht in einfacher Weise darin, die FM-Trägerfrequenz, welche der Recorder benutzt, anzuheben, um vorteilhaft die neuesten Fortschritte des magnetischen Mediums und der Aufzeichnungsköpfe auszunutzen, wie z. B. in dem in Fig. 5b gezeigten S-VHS-Aufzeichnungsformat. Dieses Energiespektrum ist im wesentlichen das gleiche, das in Fig. 5a gezeigt ist, jedoch reicht die Helligkeitsträgermodulation von 5,4 MHz für Synchronisationsspitzen bis zu 7,0 MHz für den weißen Pegel. Ebenso neigt das obere Ende dazu, bei etwa 8,5 MHz aufgrund des Aufzeichnungsbandes und der Grenzen der Geräte begrenzt zu werden. Wie bereits vorher bemerkt, sind Videobänder, welche in diesem Format aufgezeichnet sind, nicht kompatibel mit dem Standard-VHS-Format und können nur in den S-VHS-VCR′s verwendet werden, wodurch die weitverbreitete Verwendung und Popularität dieses Formats mit verbesserter Leistungsfähigkeit verhindert wird.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein neues Aufzeichnungsformat bereitgestellt, welches einen Erweiterungskanal besitzt, um hochfrequente Helligkeitssignile in einer Bandbreite zu tragen, welche oberhalb der niederfrequenten Helligkeitsbandbreite liegt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die Farb- und niederfrequente Helligkeitsinformation sind AM bzw. FM-moduliert, genauso wie in dem Standard VHS-Format, welches in Fig. 5a gezeigt ist, jedoch ist ein Erweiterungsträger z. B. bei 4,5 MHz AM-moduliert mit dem hochfrequenten Helligkeitsanteil des HTSC-Videosignals. Um die Beeinflussung zwischen dem Standard und den Helligkeitserweiterungskanälen zu reduzieren, ist der Standard FM-Helligkeitskanal bezüglich der Bandbreite begrenzt auf etwas über 6 MHz. Da die Farbinformation und die niederfrequente Helligkeitsinformation in der gleichen Weise wie bei dem Standard VHS-Format aufgezeichnet sind, ist das A-VHS-Format völlig rückwärtskompatibel mit dem Standard-VHS. Zusätzlich, da das A-VHS-Format die gleichen Standardbänder und -köpfe wie das S-VHS verwendet, und lediglich den zusätzlichen Helligkeitsträger aufweist, erfordert ein A-VHS-Recorder nur einen zusätzlichen Demodulationsschaltkreis und eine einfache Filterung, um die verbesserte Bildqualität, verglichen mit dem Standard-VHS bereitzustellen. Das hat zur Folge, daß die Kosten für einen A-VHS-Recorder nicht höher sind als diejenigen eines S-VHS-VCR. Darüber hinaus, da die A-VHS-Format-Recorder Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe besitzen, welche hohe Frequenzen handhaben können, und hochqualitative magnetischen Aufzeichnungsbänder verwenden, können sie auf einfache Weise einen S-VHS-Schaltkreis enthalten, um selektiv S-VHS-Bänder wiederzugeben.

Fig. 2 zeigt in vereinfachter Blockdiagrammform die Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtungen eines Videokassettenrecorders zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Farbfernsehvideosignalen nach der vorliegenden Erfindung. Bei der Aufzeichnung wird eine Signalquelle 10 eines zusammengesetzten Videosignals (wie z. B. ein NTSC-Videosignal) durch einen herkömmlichen Helligkeits-Farbteiler 12 in seine Helligkeits-(L) und Farb-(C) -komponenten aufgeteilt. Die Farbkomponente wird durch eine konventionelle Farbverarbeitungseinheit 14 und einen Tiefpaßfilter (TPF) 16, verarbeitet und tiefpaßgefilter, um ein herkömmliches "colour under" Farbsignal an einem Eingang eines Addierers 18 zur Verfügung zu stellen. In einer ähnlichen Weise wird eine Helligkeitskomponente vom VHS-Typ bei einem 2,5 MHz TPF 19 entwickelt, welche dann verarbeitet und durch eine herkömmliche Farbverarbeitungseinheit 20 und einen FM-Modulator 22 FM-moduliert wird.

Um sicherzustellen, daß das obere Seitenband der Helligkeits-FM-Modulation nicht mit dem Erweiterungskanal interferiert, koppelt ein Tiefpaßfilter 24 mit einer cut-off-Frequenz von 6,5 MHz die modulierte Helligkeitskomponente zu einem zweiten Eingang des Addierers 18. Die hochfrequente Helligkeitskomponente für den Erweiterungskanal wird durch das Subtrahieren der niederfrequenten Helligkeitskomponente erhalten, indem der Eingang und der Ausgang des 2,5 MHz-TPF 19 an den ersten bzw. zweiten Eingang eines Subtrahierers 28 angeschlossen wird. Der Ausgang des Subtrahierers 28 beinhaltet die NTSC Helligkeitskomponenten zwischen 2,5 MHz und 4,2 MHz. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese hochfrequenten Helligkeitskomponenten auf einem Träger wie z. B. ein 7,5 MHz-Signal durch einen Modulator 30 AM-moduliert und über einen Hochpaßfilter 32 an einen dritten Eingang des Addierers 18 angelegt. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Anteil der hochfrequenten Helligkeitsinformation, welcher in dem bandbegrenzten Erweiterungskanal enthalten ist, durch die Verwendung eines Bandbreitenkompressionsschaltkreises 34, welcher sich in dem Signalverarbeitungspfad vor dem AM-Modulator 30 befindet, maximiert. Es ist für einen Fachmann auf dem Gebiet der Signalverarbeitung offensichtlich, daß einige der Eingangssignale des Addierers 18 auf geeignete Weise verzögert werden müssen, um die Verarbeitungsverzögerungen, welche einer der Verarbeitungspfade erfährt, zu kompensieren. Der Ausgang des Addierers 18 wird an ein Bandaufzeichnungsgerät 36 (mit Aufzeichnungstreiberschaltkreis und Aufzeichnungsköpfen, die nicht explizit gezeigt sind), angelegt, über den das Signalspektrum, welches in Fig. 1 gezeigt ist, auf Magnetband 38 aufgezeichnet wird.

Bei der Wiedergabe gewinnt eine Aufnahmeeinrichtung 40 (mit Aufnahmeköpfen und Vorverstärkerschaltkreis, die nicht explizit gezeigt sind), das in Fig. 1 gezeigte Spektrum vom Magnetband 38 wieder. Die Farbkomponente des "colour under" Signals wird auf eine herkömmliche Weise wiedergewonnen unter Verwendung eines entsprechenden TPF 42 und einer Farbverarbeitungseinheit 44. Anschließend wird das Signal einem ersten Eingang eines Addierers 46 zugeführt. Die Helligkeitskomponenten des Standard- und Erweiterungskanals werden unter Verwendung eines entsprechenden HPF 48 wiedergewonnen. Aus dem Ausgangssignal des HPF 48 separiert ein TPF 50 die Standard-VHS-Farbkomponente und führt sie einem Eingang eines Addierers 52 zu. Ein entsprechender (7,5 MHz) AM Demodulator 54 gewinnt die hochfrequenten Helligkeitskomponenten des Erweiterungskanals wieder, welche dann einem zweiten Eingang des Addierers 52 nach einer entsprechenden Bandbreitendekomprimierung, welche komplementär zu der ist, welche durch den Bandbreitenkompressionsschaltkreis 34 bereitgestellt wird, zugeführt werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 werden Einzelheiten der Bandbreitenkompressions- und FM-Modulationsschaltkreise 34 respektive 30 des Erweiterungskanals gezeigt. Die hochfrequenten Helligkeitskomponenten des Ausgangssignals des Subtrahierers 28 der Fig. 2 werden an den Eingang eines vertikalen Tiefpaßfilters 400 angelegt. Der vertikale Tiefpaßfilter 400 enthält einen 1-H Verzögerungspfad 410 und einen Addierer 412, um auf herkömmliche Weise die sequentiellen Fernsehsignalintervalle des Videosignals zu mitteln. Der Ausgang des Addierers 412 ist simultan mit den Eingängen von vier parallelgeschalteten Bandpaßfiltern 414, 416, 418 und 420 verbunden, welche an ihren Ausgängen Bandbreitenspektren in MHz B1 (2,5 bis 2,9) B2 (2,9 bis 3,3), B3 (3,3 bis 3,7) und B4 (3,7 bis 4,1) resp. bereitstellen. Jedes Bandsignal B1 bis B4 wird dann frequenzverschoben und an die 7,5 MHz-Erweiterungsträgerfrequenz AM-moduliert durch das Anlegen an einen der entsprechenden Mischer 422, 424, 426 und 428, wobei die Mischer 422 bis 428 ein entsprechendes Modulationssignal S1, S2, S3 und S4 resp. erhalten. Die Frequenz und Phase von jedem der Signale S1 bis S4 ist so gewählt, daß die modulierten und frequenzverschobenen Bandsignale B1 und B2 an den Ausgängen ihrer entsprechenden Mischer 90 phasenverschoben bezüglich der Bandsignale B3 und B4 sind, wie in Fig. 3 dargestellt.

Ein Signalgenerator 429 erzeugt Signale S1 bis S4 unter Verwendung von beispielsweise herkömmlichen Signalteilungstechniken, so daß die Signale S1 bis S4 respektive die Frequenzen (5,0, 4,6, 4,2 und 3,8 MHz) enthalten. Die Bandsignale B1 und B2 sind mit den Eingängen eines Multiplexers 430 verbunden und die Bandsignale B3 und B4 sind mit den Eingängen eines Multiplexers 432 verbunden. Die Multiplexer 430 und 432 werden jeweils von der Hälfte eines horizontalen Zeilenratensignals (H/2) getrieben, um während eines horizontalen Zeilenzeitintervalls quadraturmodulierte Bandsignale B1, B3 und danach während des nächsten horizontalen Zeilenzeitintervalls die Signale B2, B4 dem Addierer 434 zuzuführen. Die quadraturmodulierten Zeilenbandsignale werden anhand eines Vektordiagramms 436 dargestellt. Ein Bandpaßfilter 32 säubert das Frequenzspektrum, welches am Ausgang des Addierers 434 bereitgestellt wird, um so das doppelseitenbandige quadraturmodulierte, bandbreitenkomprimierte Signal des Erweiterungskanalsignal auszuwählen, das nur die oberen und unteren Seitenbänder erster Ordnung des 7,5 MHZ-modulierten Signals enthält.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 werden Einzelheiten der Wiedergabevorrichtung mit einem Demodulator 54 und einem Dekomprimierer 56 gezeigt, worin das quadraturmodulierte Signal des Erweiterungskanals am Ausgang des Filters 48 zuerst von 7,5 MHz auf ein Grundband herunterdemoduliert wird unter Verwendung einer 7,5 MHz-Signalquelle 510, eines 90° Phasenschiebers 512 und Mischern 514 und 516. Das sequentielle Ausgangssignal des Mischers 514 sind die Bandsignale B1, B2, B1 . . . und das sequentielle Ausgangsignal des Mischers 516 sind Bandsignale B3, B4, B3 . . . Die 1-H Verzögerungspfade 514 und 520 werden dazu benutzt, die sequentiellen Signale neu anzuordnen, so daß die Multiplexer 522, 524, 526 und 528 jeder individuell eines der Bandsignale zur späteren Verarbeitung auswählen können. Das bedeutet, daß die Bandsignalsequenz am Ausgang des Mischers 514 an die unteren und oberen Eingänge der Multiplexer 522 und 524 angelegt wird und die Bandsignalsequenz am Ausgang des 1-H Verzögerungspfades 518 an die oberen und unteren Eingänge des Multiplexers 522 und 524 angelegt wird. Die Multiplexer 522 und 524 werden jeweils von der Hälfte eines horizontalen Zeilenzeitsignals getrieben. Daher ist der Ausgang des Multiplexers 522 immer das Bandsignal B2 und der Ausgang des Multiplexers 524 immer das Bandsignal B1. In einer ähnlichen Art und Weise ist die Bandsignalsequenz am Ausgang des Mischers 516 an den unteren und oberen Eingang der Multiplexer 526 und 528 angelegt und die Bandsignalsequenz an dem Ausgang des 1-H Verzögerungspfades 520 ist an die oberen und unteren Eingänge der Multiplexer 526 und 528 angelegt. Multiplexer 526 und 528 werden jeweils von einem halben horizontalen Zeilenzeitsignal getrieben. Daher ist der Ausgang des Multiplexers 526 immer das Bandsignal B4 und der Ausgang des Multiplexers 528 immer das Bandsignal B3. Die Bandsignale B1 bis B4 werden dann zurückverschoben in ihre entsprechend richtige Position in dem hochfrequenten Helligkeitsspektrum von 2,5 MHz bis 4,1 MHz durch die Mischer 530, 532, 534 und 536 respektive, an die Mischsignale (in MHz) von 2,5, 2,9, 3,3 und 3,7 angelegt werden. BPF′s 538, 540, 542 und 544 wählen die entsprechende Bandbreite aus, z. B. (in MHz) 2,5 bis 2,9, 2,9 bis 3,3, 3,3 bis 3,7 und 3,7 bis 4,1 an den Ausgängen der Mischer 530 bis 536. Ein Addierer 546 kombiniert die Ausgänge der BPF′s 538 bis 544, um das ursprüngliche hochfrequente Helligkeitsspektrum von 2,5 MHz bis 4,1 MHz wieder zusammenzusetzen. Es sollte wiederum erwähnt werden, daß alle Signale entsprechend verzögert werden müssen, um die Verarbeitungsverzögerungen für die individuellen Bandsignale zu kompensieren.

Es ist ein neues Verfahren zur Aufzeichnung eines Videobandes gezeigt und beschrieben worden, das eine verbesserte Bildqualität bereitstellt mit Vorwärts- und Rückwärtskompatibilität mit bestehenden Standardformaten und welches alle denkbaren Vorteile dafür bereitstellt.

Viele Änderungen, Modifikationen, Varianten und andere Verwendungen und Anwendungen der Erfindung werden dem Fachmann nach der obigen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigen, offenbart. Z.B. wie bereits erwähnt, ist es für die Erfindung nicht unbedingt notwendig, eine Bandbreitenkompression für den Erweiterungskanal bereitzustellen. Dies ist lediglich wünschenswert, da es erlaubt, mehr hochfrequente Helligkeitsinformation zu übertragen. Weiterhin kann eine von der hierin gezeigten Art verschiedene Bandbreitenkompression verwendet werden. Z.B. wäre eine andere Methode, einen hochfrequenten Anteil von etwa 2 MHz des Helligkeitssignals in ein schmaleres Band einer horizontalen Frequenz, wie z. B. 500 kHz, zu komprimieren, indem das Signal vertikal und zeitlich tiefpaßgefiltert wird und dann die 500 kHz-Anteile des hochfrequenten Spektrums sequentiell in abwechselnden Zeilen und abwechselnden Feldern aufzunehmen. Darüber hinaus könnte HDTV-Typ Kompression verwendet werden, wie z. B. diskrete Cosinus-Transformationen (DCT) mit der Möglichkeit, daß das HDTV mit diesem neuen Aufzeichnungsformat aufgezeichnet und wiedergegeben werden könnte. Schließlich sollte erwähnt werden, daß die hierin verwendeten Frequenzen nur exemplarisch sind und daß in jeder speziellen Anwendung der Erfindung andere Frequenzen passender erscheinen können.

Claims (18)

1. Ein erweitertes Videosignalaufzeichnungsformat zur Aufzeichnung von Helligkeits- und Farbsignalen auf einem Magnetband in einer Weise, die kompatibel mit den bestehenden Aufzeichnungsformaten ist, worin die Helligkeitssignalkomponente eine gegebene Bandbreite besitzt, aber nur ein niedriqfrequenter Anteil der genannten vorgegebenen Bandbreite in den genannten bestehenden Aufzeichnungsformaten aufgezeichnet wird, enthaltend:
ein erstes Frequenzband, um die Farbkomponente auf dem Magnetband aufzuzeichnen;
ein zweites Frequenzband, welches neben und oberhalb des genannten ersten Frequenzbandes liegt, um einen niederfrequenten Anteil der Helligkeitskomponente des Videosignals aufzuzeichnen; und
ein drittes Frequenzband, welches neben und oberhalb des genannten zweiten Frequenzbandes liegt, um den hochfrequenten Anteil der Helligkeitskomponente des Videosignals, welche den Rest der Helligkeitsinformation enthält, die von der gegebenen Bandbreite erhältlich ist, aufzuzeichnen.

2. Das Videosignalaufzeichnungsformat des Anspruchs 1, worin eine Bandbreitenkompressionstechnik verwendet wird, um die Bandbreite der aufzuzeichnenden Siqnale in das genannte dritte Frequenzband zu komprimieren.

3. Das Videosignalaufzeichnungsformat nach Anspruch 2, worin die genannte Kompressionstechnik Quadraturmodulation verwendet.

4. Das Videosignalaufzeichnungsformat nach Anspruch 1, worin der genannte niederfrequente Anteil des Helligkeitssignals, der in dem zweiten Frequenzband aufgezeichnet ist, eine Bandbreite von etwa 2,5 MHz besitzt.

5. Ein Verfahren zur Aufzeichnung von Helligkeits- und Farbkomponenten eines Videosignals auf Magnetband in einer Art, welche kompatibel mit einem bestehenden Format ist, worin die Helligkeitskomponente eine gegebene Bandbreite besitzt, aber nur ein niederfrequenter Anteil der gegebenen Bandbreite in den genannten bestehenden Aufzeichnungsformaten aufgenommen wird, die folgenden Schritte beinhaltet:
Aufteilen der Helligkeits- und Farbkomponenten des Videosignals;
Filtern der genannten Helligkeitskomponente, um eine niederfrequente Helligkeitskomponente bereitzustellen, die eine Bandbreite besitzt, welche derjenigen entspricht, die in den genannten bestehenden Aufzeichnungsformaten aufgezeichnet wird und eine hochfrequente Helligkeitskomponente bereitzustellen, die eine Bandbreite besitzt, welche dem Rest der Helligkeitsinformation, welche von der genannten Bandbreite erhältlich ist, entspricht;
Verarbeiten und Aufzeichnen der genannten Farb- und niederfrequenten Helligkeitskomponenten auf ersten und zweiten Frequenzbändern des genannten Magnetbandes in der gleichen Art und Weise wie in dem bestehenden Format;
Verarbeiten der hochfrequenten Helligkeitskomponente; und
Aufzeichnen der genannten hochfrequenten Helligkeitskomponente auf dem genannten Magnetband in einem dritten Frequenzband, das eine Trägerfrequenz besitzt, welche größer ist als die im zweiten Frequenzband verwendete.

6. Das Verfahren nach Anspruch 5, worin der genannte Verarbeitungsschritt das Anwenden einer Bandbreitenkompressionstechnik auf die genannte hochfrequente Helligkeitskomponente beinhaltet.

7. Das Verfahren nach Anspruch 6, worin die genannte Kompressionstechnik die Aufteilung der genannten hochfrequenten Helligkeitskomponente in eine Vielzahl von kleineren Frequenzbändern beinhaltet.

8. Das Verfahren nach Anspruch 7, worin die genannte Kompressionstechnik Quadraturmodulation von Paaren der genannten Vielzahl von kleineren Frequenzbändern beinhaltet.

9. Das Verfahren nach Anspruch 8, worin verschiedene Paare von genannten quadraturmodulierten Signalen auf dem genannten Magnetband in einer zeitsequentiellen Art und Weise aufgenommen werden.

10. Vorrichtung zur Aufnahme von Helligkeits- und Farbkomponenten eines Videosignals auf Magnetband in einer Art, welche kompatibel mit einem bestehenden Format ist, worin die Helligkeitskomponente eine gegebene Bandbreite besitzt, aber nur ein niederfrequenter Anteil der genannten gegebenen Bandbreite in dem genannten bestehenden Aufzeichnungsformat aufgenommen wird, beinhaltend:
Mittel zur Aufteilung der Helligkeits- und Farbkomponenten des Videosignals;
Mittel zum Filtern der genannten Helligkeitskomponente, um eine niederfrequente Helligkeitskomponente bereitzustellen, die eine Bandbreite besitzt, die der in dem bestehenden Aufzeichnungsformat aufgenommenen entspricht und eine hochfrequente Helligkeitskomponente bereitstellt, die eine Bandbreite besitzt, welche dem Rest der Helligkeitsinformation, die von der gegebenen Bandbreite erhältlich ist, entspricht;
Mittel zur Verarbeitung und Aufnahme der genannten Farb­ und niederfrequenten Helligkeitskomponenten auf einem ersten und zweiten Frequenzband auf dem genannten Magnetband in der gleichen Art und Weise wie in dem genannten bestehenden Format;
Mittel zur Verarbeitung der genannten hochfrequenten Helligkeitskomponente; und
Mittel zur Aufnahme der genannten hochfrequenten Helligkeitskomponente auf dem genannten Magnetband in einem dritten Frequenzband, welches eine Trägerfrequenz aufweist, die größer ist als diejenige, die in dem zweiten Frequenzband benutzt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, worin die genannten Mittel zur Verarbeitung der genannten hochfrequenten Helligkeitskomponente einen Bandbreitenkompressionsschaltkreis enthält, um die Bandbreite der genannten hochfrequenten Helligkeitskomponente zu komprimieren.

12. Die Vorrichtung nach Anspruch 11, worin der genannte Kompressionsschaltkreis Mittel enthält zur Aufteilung der genannten hochfrequenten Helligkeitskomponente in eine Vielzahl von kleineren Frequenzbändern.

13. Die Vorrichtung nach Anspruch 12, worin der genannte Kompressionsschaltkreis Mittel beinhaltet zur Quadraturmodulation von Paaren der genannten Vielzahl von kleineren Frequenzbändern.

14. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, worin die genannten Mittel zur Quadraturmodulation verschiedene Paare der genannten quadraturmodulierten Signale auf Magnetband in einer zeitsequentiellen Weise aufzeichnen.

15. Vorrichtung zur Wiedergabe von Magnetbändern, welche in Übereinstimmung mit dem im Anspruch 1 angegebenen Format aufgezeichnet sind.

16. Vorrichtung zur Aufnahme von Magnetbändern in Übereinstimmung mit dem Format nach Anspruch 1.

17. Verfahren nach Anspruch 6, worin die genannte Kompressionstechnik transformationscodierte Verfahren und Schaltkreise benutzt, um die Frequenzen in dem Erweiterungsband zu komprimieren.

18. Verfahren nach Anspruch 6, worin die genannte Kompressionstechnik Unterband-codierte Verfahren und Schaltkreise benutzt, um die Frequenzen in dem Erweiterungsband zu komprimieren.