DE68921652T2

DE68921652T2 - Verfahren zur Aufnahme und/oder Wiedergabe von digitalen Signalen.

Info

Publication number: DE68921652T2
Application number: DE68921652T
Authority: DE
Inventors: Roger C O Patents Divi Lagadec
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1995-07-27
Anticipated expiration: 2009-01-21
Also published as: EP0325477A2; AU627709B2; EP0325477B1; DE68921652D1; KR970008641B1; US5065260A; KR890012306A; AU2865789A; CA1319750C; EP0325477A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe digitaler Signale und im speziellen aber nicht ausschließlich solche Verfahren, in denen eine Vielzahl von Spuren auf einem Aufzeichnungsmedium durch stationäre Köpfe ausgebildet werden.
Es ist bekannt, digitale Signale aufzuzeichnen, wie beispielsweise die Puls-Code-Modulation (PCM) von Audiosignalen durch ein Mehrspuraufzeichnungsverfahren, in dem digitale Signale von einem oder mehreren Kanälen durch einen stationären Kopf aufgezeichnet werden, um in einer Vielzahl von entlang der longitudinalen Richtung eines Magnetbandes verteilten Spuren verteilt zu werden.
Wie beispielsweise in den vorliegenden japanischen Patentveröffentlichungen von Kokai Nr. 104714/1984 und 145768/1986 gezeigt wird, werden PCM-Audiosignale, die durch Digitalisierung in 16 Bits bei einer Abtastfrequenz von 32 kHz, 44,1 kHz, 48 kHz oder 50,4 kHz erhalten wurden, selektiv aufgezeichnet auf erforderlichen Spuren, beispielsweise 8 bis 48 Spuren auf dem Band, als eine Funktion der Anzahl von Kanälen oder der Bandlaufgeschwindigkeit. Ein ähnliches Aufzeichungsformat mit 8 Datenspuren für 2-Kanal digitale Audioaufzeichnung wird beschrieben in einem AES-Vorabdruck 2323 (B4), März 4.bis 7.,1986, Seiten 1 bis 13, Weisser et al, "Beschreibung eines neuen Formates für digitale Audio- Bandaufzeichnung mit stationären Köpfen". Wie in dem AES- Vorabdruck 2323 herausgestellt wird, besteht in einem Aufzeichnungsgerät, das diese PCM-Audiosignale verwendet die Anforderung, den Dynamikbereich der Audiosignale zu vergrößern oder die Leistung bei der Datenverarbeitung zu erhöhen. Der direkte Weg besteht darin, die Wortlänge der Aufzeichnungsdaten anwachsen zu lassen, um die Anzahl der ouantisierten Bits von 16 auf 20 Bits zu erweitern. Ein unterschiedlicher Ansatz besteht in der Blockeinteilungstechnik, worin die Muster eines Blockes über 4 Rahmen in 4 unterschiedlichen Sätzen verteilt sind. Die Verwendung der 16 verfügbaren Bits um die 20 Eingangsmuster (Proben) darzustellen, wird definiert und abgespeichert in einem Hilfswort, das einem jeden Rahmen beigefügt ist.
Der AES-Vorabdruck 2322, 1986, März 4. bis 7., offenbart einen 2- Kanalaufzeichner mit einem 12-Mehrspurkopf zur Aufzeichnung von 20-Bitmustern in einem speziellen Mode (Normalmode 16 Bit), wobei zwei Muster ein 40-Bit-Wort darstellen, das in fünf 8-Bit- Symbole aufgespalten wird, die die Basis für Fehlerkorrekturblöcke bilden, die über die verschiedenen Spuren verteilt sind.
Aus der JP-A-5730108 ist es bekannt, 14-Bitdatenworte eines Rahmens auszudehnen auf 16-Bitdatenworte durch Aufspaltung der 16-Bitdatenworte in 14-Bitdatenworte und 2-Bitdatenworte, wobei die 2-Bitdatenworte zusammengesetzt sind zu einem 14-Bitdatenwort, das in dem Q-Code-Wort aufgezeichnet ist.
Entsprechend einem Ziel der Erfindung wird ein Verfahren zum Aufzeichnen von digitalen abgetasteten Datenworten bereitgestellt, die bestehen aus entweder m oder m+n Bits auf einem Aufzeichungsmedium (MT) unter Verwendung eines Mehrspuraufzeichnungsformates mit Blöcken, deren Datenworte mit in Bits über die Datenspuren des Aufzeichnungsmediums (MT) verteilt werden, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die folgenden Schritte:
Empfang wenigstens eines Kanales mit digitalen Daten, der eine Vielzahl von abgetasteten Datenwörtern mit jeweils m + n Bits aufweist;
Unterteilung jedes abgetasteten Datenwortes in ein Standarddatenwort (SD) von in Bits oberer Ordnung des abgetasteten Datenwortes und Erweiterungsdaten (ED) von n Bits unterer Ordnung des abgetasteten Datenwortes für jeden Kanal; und
unabhängige Aufzeichnung des besagten Standartdatenwortes (SD) auf zumindest einer Spur auf dem Aufzeichnungsmedium (MT) und Gruppierung der Erweiterungsdaten (ED) in Datenworten von n Bits auf zumindest einer anderen Spur auf dem Aufzeichnungsmedium (MT).
Entsprechend einer anderen Zielsetzung der Erfindung wird ein Verfahren zur Wiedergabe eines digitalen Signales von einem Aufzeichnungsmedium (MT) bereitgestellt, wobei die digitalen Daten durch ein Verahren entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche aufgezeichnet sind, und wobei das Wiedergabeverfahren folgende Schritte enthält:
Unabhängige Wiedergabe der Standarddaten (SD) von zumindest einer Spur auf dem Aufzeichnungsmedium (MT) und der Erweiterungsdaten (ED) von zumindest einer anderen Spur auf dem Aufzeichnungsmedium (MT);
Verknüpfung der Standarddaten (SD) und der Erweiterungsdaten (ED) zu entsprechenden Datenworten mit m + n Bits; und
Wiederherstellung von zumindest einem Kanal der digitalen Daten, die die abgetasteten Datenworte enthalten.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, erweiterte Daten mit Sicherheit kompatibel zu bearbeiten.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung, die im folgenden detaillierter beschrieben wird, liefert ein Verfahren zur Aufzeichnung/Wiedergabe von digitalen Signalen, das frei ist von den oben erwähnten Nachteilen der bisher vorgeschlagenen Systeme. Ebenso können Hilfsdaten unabhängig regeneriert werden.
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung werden m-Bitstandarddaten und n-Biterweiterungsdaten, die Einkanal-Daten darstellen, voneinander separiert und in einer gestreuten Art und Weise auf verschiedene Aufzeichnungsspuren aufgezeichnet, sodaß die m-Bitstandarddaten durch die n-Biterweiterungsdaten erweitert werden können und die Standard- und Expansionsdaten können unabhängig voneinander behandelt werden.
Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen benannt werden und wobei die Figuren folgendes enthalten:
Figur 1 ist ein Schaubild, das das Muster der Aufzeichnungsspuren darstellt, die auf einem Magnetband in einem Aufzeichnungs-/Wiedergabeverfahren für digitale Signale definiert sind;
Figuren 2A und 2B sind Schaubilder, die entsprechend die Zusammensetzung eines Datenblockes auf den Aufzeichnungsspuren nach Figur 1 darstellen, und das Synchronisationssignalmuster dafür;
Figur 3 ist ein Schaubild, das die Art und Weise der Erzeugung der Fehlerkorrekturworte zeigt, die in dem Datenblock entsprechend Figur 2A enthalten sind;
Figur 4 ist ein Schaubild, das den Datenaufbau für erweiterte Audiodaten in dem Aufzeichnungs-/Wiedergabeverfahrenentsprechend einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung verdeutlicht;
Figur 5 ist ein Schaubild, das die Art und Weise der Spurzuweisung von Daten in einem Aufzeichnungs- /Wiedergabeverfahren für digitale Signale zeigt, worin die vorliegende Erfindung enthalten ist;
Figur 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Aufzeichnungsschaltung zeigt, zum Aufzeichnen der digitalen Signale nach Maßgabe der Spurzuweisung entsprechend Figur 5;
Figur 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Wiedergabeschaltung zur Wiedergabe digitaler Signale zeigt, die durch die Aufzeichnungsschaltung entsprechend Figur 6 aufgezeichnet wurden;
Figuren 8A und 8B sind Blockdiagramme, die eine modifizierte Ausgestaltung darstellen für die Aufzeichnungs- /Wiedergabeschaltung zum Praktizieren des Verfahrens der Aufzeichnung/Wiedergabe digitaler Signale, wobei die vorliegende Erfindung enthalten ist; und
Figuren 9 und 10 sind Schaubilder, die die Art und Weise der Spurzuweisung von Daten zeigt, in einem Verfahren der Aufzeichnung/Wiedergabe digitaler Daten entsprechend einer modifizierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt ein Magnetband MT von beispielsweise 1/4 Inch (6,4 mm) Breite, auf das acht digitale Audiosignalspuren TD1 bis TD8 beispielsweise über die Bandbreite angeordnet sind und sich entlang der Länge des Bandes erstrecken. Auf diesen Spuren sind ein oder eine Vielzahl von Kanälen der PCM-Audiosignale selektiv aufgezeichnet.
Am Zentrum der Breite des Bandes MT sind eine Zeitkodierungs- Signalspur TT und eine Steuersignalspur TC zwischen den digitalen Audiosignalspuren TD4 und TD5 ausgebildet.
Auf der Zeitkodierungssignalspur TT sind beispielsweise sogenannte SMPTE- Zeitkodierungssignale aufgezeichnet. Auf der Steuersignalspur TC können Adressdaten aufgezeichnet werden, die die absoluten Adressen entlang der Länge des Magnetbandes MT bezeichnen (anzeigen) und Formatidentifizierungsdaten, die die Aufzeichnungsformate der digitalen Audiosignale, die auf den digitalen Audiosignalspuren TD1 bis TD8 aufgezeichnet sind, bezeichnen, zusammen mit SYNC-Signalen (Synchronisierungssignalen), als Sektoren, von denen jeder eine vorbestimmte Periode aufweist.
An beiden Rändern des Magnetbandes MT werden zwei analoge Audiosignalspuren TA1 und TA2 definiert, auf denen analoge Audiosignale mit einer passenden Vormagnetisierung oder als pulsbreitenmodulierte Signale (PWM) aufgezeichnet werden, korrespondierend mit den digitalen Audiosignalen, die auf den Digitalaudiosignalspuren TD1 bis TD8 aufgezeichnet sind.
Es wird angemerkt, daß die Zeitkodierungssignalspur TT und die Steuersignalspur TC an einem Rand des Bandes MT definiert werden können, in einer ähnlichen Weise wie bei den analogen Audiosignalspuren TA1 und TA2. Da diese Spuren TT und TC bezüglich der vorliegenden Erfindung nicht direkt relevant sind, werden sie in der entsprechenden Beschreibung zur Vereinfachung nicht erwähnt.
Auf den Digitalaudiosignalspuren TD1 bis TD8 auf dem Magnetband MT werden in Blöcke ausgebildete digitale Signale, von denen jedes eine Vielzahl von Worten beinhaltet, nach Maßgabe einer vorbestimmten Regel moduliert und seriell mit einer Periodizität aufgezeichnet, sodaß vier Blöcke mit jedem Sektor der Steuersignalspur TC korrespondieren.
Unter Bezug auf Figur 2A wird deutlich, daß jeder Block aufgebaut ist aus einem Blocksynchronisierungssignal, das detaillierter in Figur 2B gezeigt wird, aus benachbarten 16-Wort Digitalen Daten und aus 16-Bit Redundanzdaten einer zyklischen Redundanzprüfkodierung (CRCC), die von den obigen 16-Wort Digitaldaten und von einem Teil des Blocksynchronisierungssignales erzeugt werden.
Wie in der Figur 2B gezeigt wird, wird das Blocksyncsignal aufgebaut von einem 11-Bitsyncmuster mit zwei Kippabständen (Wechsel-) von 4,5 T, die gegen die Modulationsregel verstoßen, vorausgehend und gefolgt in Abständen von 1,5 T und 0,5 T, wobei T die Länge darstellt von einer Bitzelle, einer Blockadresse von zwei Bits, einem reservierten Bereich von zwei Bits und einer Bitmarke, die dem Syncmuster in dieser Reihenfolge folgt. Die vorerwähnte Adresse wechselt, um in Intervallen von vier Blöcken wiederholt zu werden und wird verknüpft mit der in der Steuersignalspur TC aufgezeichneten Sektoradresse, um die absoluten Adressen anzuzeigen. Die Bitmarke FO in dem Block mit der Adresse (00) zeigt an, ob das orginale analoge Signal des PCM- Audiosignales für die Spur einer Vorverzerrung unterworfen ist oder nicht.
Die CRCC wird erzeugt von digitalen 16-Wortdaten und der Blockadresse.
Die sechzehn Worte der digitalen Daten, die in diesem Block enthalten sind, werden ausgebildet von zwölf Worten von digitalen Daten und vier Worten von Redundanzdaten für die Fehlerkorrektur. Jedes Wort der zwölf Worte wird ausgebildet durch 16-Bit-PCM-Audiodaten, Bits höherer Ordnung von den 20-Bit- PCM-Audiodaten oder 16-Bitdaten, die gebildet werden durch vier Bits unterer Ordnung der 20-BitPCMaudiodaten und der 4- Bithilfsdaten, wie später detailliert beschrieben wird.
Die vier Worte von Redundanzdaten für die Fehlerkorrektur werden entsprechend Figur 3 erzeugt. Somit wird hinsichtlich einer Spur eine Sequenz von digitalen Eingangsdaten an einen Kodierer zur Fehlerkorrekturkodierung in Intervalle von zwölf Worten unterteilt, W(n) (n=1,2,....12), und separiert in eine ungeradzahlige Wortfolge und eine geradzahlige Wortfolge. Ein Paritätswort P, das eine erste Fehlerkorrekturkodierung darstellt, wird aus sechs Worten gebildet. Die sieben Worte, inklusive des Paritätswortes P, sind verschachtelt, sodaß sie durch d Blöcke voneinander getrennt sind, um ein Paritätswort Q zu erzeugen, das eine zweite Fehlerkorrekturkodierung darstellt. Die acht Worte, inklusive dieses Paritätswortes Q, sind weiterhin verschachtelt, sodaß sie durch D Blöcke voneinander getrennt sind, zur gleichen Zeit, wie die geradzahlige Wortfolge durch die k Blöcke relativ zu der ungeradzahligen Wortfolge verzögert ist. Somit werden die in jedem Block enthaltenen digitalen Daten durch sechzehn Worte gebildet, wie es in Figur 2A gezeigt wird.
Das oben gesagte wird im Detail in den japanischen Patentveröffentlichungen Kokai Nr.104714/1984 und 145768/1986 beschrieben, sodaß eine genauere Beschreibung hierin nicht vorgenommen wird.
Angenommen, daß das Magnetband mit 1/4 Inch (6,4 mm) Breite als Magnetband MT eingesetzt wird, so wird die Kanalzuweisung zu den digitalen Audiosignalspuren TD1 bis TD8 des Magnetbandes MT definiert durch die Abtastfrequenz, Bandlaufgeschwindigkeit und die Anzahl von Kanälen, als Parameter für die Abtastfrequenz von 48 kHz, wie es in der folgenden Tabelle 1 gezeigt wird. Tabelle 1 Format Bandgeschwind Anzahl der Kanäle Anzahl der belegten Spuren je Kanal Spur Erweiterung Parität
Bezugnehmend auf die Tabelle 1 werden in dem Format F (schnell) die 16-Bit-PCM-Audiosignale für acht Kanäle CH1 bis CH8 jedes auf einer Spur aufgezeichnet und in dem Format M (mittel) werden die 16-Bit-PCM-Audiosignale für vier Kanäle CH1 bis CH4 jeder auf zwei Spuren aufgezeichnet, die durch vier Spuren voneinander getrennt sind, derart, daß diese Signale über diese zwei Spuren verteilt sind. In dem Format S (langsam) werden die zwei Kanäle CH1 und CH2 aufgezeichnet, jeder auf vier Spuren, die durch zwei Spuren voneinander getrennt sind, derart, daß diese zwei Kanäle über diese vier Spuren verteilt sind. In dem Format T (zweifach) werden auch PCM-Audiosignale für die Kanäle CH1 und CH2 aufgezeichnet, jeweils auf Spuren TD3, TD4, TD7 undTD8, auf denen die PCM-Audiosignale für die Kanäle CH3 und CH4 in dem Format M aufgezeichnet sein sollten. Auf diese Art und Weise wird die sogenannte Zweifachaufzeichnung erzielt.
In dem Aufzeichnungs-/Wiedergabeverfahren entsprechend einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die PCM- Audiodaten in einem Format X (erweitert) aufgezeichnet, in dem die Anzahl von Bits zur Quantisierung erweitert ist, beispielsweise 20 auf 24 Bits, während die Kompatibilität relativ zu den vorher existierenden Formaten beibehalten wird.
In der vorliegenden Ausgestaltung wird eine Dateneinheit dargestellt durch Standarddaten SD von m Bits und Expansionsdaten ED von n Bits. In der folgenden Beschreibung, sowie in der Figur 4 wird eine Dateneinheit von 24 Bits betrachtet, wobei in zu sechzehn und n zu acht gesetzt sind. Den Standarddaten SD werden sechzehn Bits oberer Ordnung von 20-Bitaudiodaten zugewiesen. Die 8-Biterweiterungsdaten ED sind weiterhin den Erweiterungsaudiodaten LD zugeordnet, die die vier Bits unterer Ordnung von 20-Bitaudiodaten und 4-Bithilfsdaten XD bilden, sodaß die Dateneinheit von 24 Bits gebildet wird durch 20- Bitaudiodaten (SD+LD) an die 4-Bithilfsdaten XD angehängt sind.
Wenn die Hilfsdaten XD nicht erforderlich sind, so können die 8- Biterweiterungsdaten ED als Erweiterungsdaten LD verwendet werden, zur Erweiterung des Dynamikbereiches, um die Audiodaten von 24 Bits bereitzustellen, während die Verbindung mit den 16- Bitstandardaudiodaten SD mit dem wichtigsten Bit (MSB) der Audiodaten als (Spitzen-)Begrenzungspegel (oder Taktgeber) beibehalten wird.
Im folgenden Ausführungsbeispiel werden 20-Bit-PCM-Audiosignale von zwei Kanälen betrachtet, wie der linke und der rechte Kanal von stereophonischen Audiosignalen. Die PCM-Audiosignale von 20 Bits pro Abtastung werden gebildet durch Standardaudiodaten von 16 Bits oberer Ordnung, korrespondierend zu den Standarddaten SD und Expansionsaudiodaten von 4 Bits unterer Ordnung korrespondierend mit den Expansionsdaten LD. Die Dateneinheit beinhaltet die 4-Bithilfsdaten XD, die den obigen Daten angehängt sind. Die auf diese Art und Weise ausgebildeten Daten werden auf sechs Spuren in verteilter Form aufgezeichnet, namlich den Spuren TD1 bis TD6, der acht digitalen Audiosignalspuren TD1 bis TD8 des Magnetbandes MT.
In Figur 5 werden legiglich die digitalen Audiosignalspuren TD1 bis TD8 der Mehrfachspuren entsprechend Figur 1 und lediglich die kontinuierlichen vier Abtastungen der PCMaudiodaten und der Hilfsdaten gezeigt.
Wie in den oben genannten Formaten M und T werden die Standardaudiodaten SL der sechzehn Bits oberer Ordnung für den linken Kanal auf digitalen Audiosignalspuren TD1 und TD5, jede als ein Wort, aufgezeichnet, während die Standardaudiodaten SR der sechzehn Bits oberer Ordnung des rechten Kanales auf digitalen Audiosignalspuren TD2 und TD6, jeweils als ein Wort, aufgezeichnet werden. Mit der Eingangswortfolge eines jeden Kanales von beispielsweise SL1,SL2,SL3,SL4,SL5,SL6,SL7,SL8,... für den linken Kanal, wird diese für die Spuren TD1,TD5 in die Wortfolge umgewandelt, die in Tabelle 2 gezeigt wird und entsprechend Figur 3 verschachtelt. Der gleiche Vorgang kann für die digitalen Audiosignalspuren TD2 und TD6 angewendet werden, auf denen die digitalen Audiosignale für den rechten Kanal aufgezeichnet sind. Diese Wortfolge gilt für die Formate M und T, wo diese Spuren betroffen sind. Tabelle 2 Spur
Die Expansionsaudiodaten LL der vier Bits unterer Ordnung und die 4-Bithilfsdaten XL, für den linken Kanal von zwei Dateneinheiten, werden jeweils als ein Wort auf der digitalen Audiosignalspur TD3 aufgezeichnet. In ähnlicher Weise werden die Erweiterungsaudiodaten LR der vier Bits unterer Ordnung und die 4-Bithilfsdaten XR, für den rechten Kanal von zwei Dateneinheiten, jeweils als ein Wort, auf der digitalen Audiosignalspur TD4 aufgezeichnet. In diesem Fall wird die Folge von Daten zweier kombinierter Einheiten und die Folge von Daten, die aktuell aufgezeichnet werden, die gleiche sein wie die Folge, in der die Standardaudiodaten aufgezeichnet sind, nämlich in der Art und Weise, daß die Erweiterungsaudiodaten LD und die Hilfsdaten XD der Dateneinheit, die die Standardaudiodaten SD beinhaltet, die gleichzeitig existieren, kombiniert und aufgezeichnet werden.
Wie in Figur 5 gezeigt, werden 16-Bitparitätsdaten PLo von drei Worten erhalten, nämlich den Standardaudiodaten SL1, die auf der digitalen Audiosignalspur TD1 aufgezeichnet sind, den Erweiterungsaudiodaten LL1,LL3 und den Hilfsdaten XL1,XL3, die auf der digitalen Audiosignalspur TD3 aufgezeichnet sind und den Standardaudiodaten SL4, die auf der digitalen Audiosignalspur TD5 zu unterschiedlichen Zeiten aufgezeichnet sind, und werden auf der digitalen Audiosignalspur TD7 zu diesem Zeitpunkt oder bei der Aufzeichnung der Standardaudiodaten SL1 aufgezeichnet. In ähnlicher Weise werden die 16-Bitparitätsdaten PLe von drei Worten erhalten, nämlich von den Standardaudiodaten SL2, den Erweiterungsaudiodaten LL2,LL4, den Hilfsdaten XL2,XL4 und den Standardaudiodaten SL3, die auf der digitalen Audiosignalspur TD5 zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgezeichnet sind und werden auf der digitalen Audiosignalspur TD7 zu dem Zeitpunkt oder bei der Aufzeichnung der Standardaudiodaten SL2 aufgezeichnet. Was den rechten Kanal anbetrifft, so werden Paritätsdaten PRo von drei Worten erhalten, nämlich den Standardaudiodaten SR1 und SR4, den Erweiterungsaudiodaten LR1,LR3 und den Hilfsdaten XR1,XR3, und werden auf der digitalen Audiosignalspur TD8 aufgezeichnet. In ähnlicher Weise werden die Paritätsdaten PRe von drei Worten erhalten, nämlich den Standardaudiodaten SR2 und SR3, den Erweiterungsaudiodaten LR2,LR4 und den Hilfsdaten XR2,XR4 und werden auf der digitalen Audiosignalspur TD8 aufgezeichnet.
Der obige Bearbeitungsvorgang wird in Intervallen zu vier Dateneinheiten wiederholt. Es wird angemerkt, daß entsprechend Figur 5 die Standardaudiodaten SL1 und SL3 und die Standardaudiodaten SL2 und SL4 mit einem Abstand von K Blöcken zueinander aufgezeichnet sind, da sie vorher entsprechend Figur 3 zu der Zeit der Fehlerkorrekturkodierung einer Verschachtelung unterworfen wurden.
Auf diese Art und Weise wird eine Parität erzeugt und aufgezeichnet von den Daten über mehrere Spuren, sodaß, auch wenn die Spurdaten nicht wiedergegeben werden können, beispielsweise aufgrund von Kopfverschmutzungen, die Daten wiederhergestellt werden können von den anderen Daten und der durch die anderen Spuren wiedergegebenen Parität.
Auch für den Fall, daß ein Signalausfall über eine Mehrzahl von Spuren entlang der Bandbreite als ein Ergebnis von Klebebearbeitung aufgetreten ist, sind beispielsweise die entsprechenden Paritätsfolgen verschachtelt, sodaß beispielsweise die obigen Paritätsdaten PLo erzeugt werden von den Standardaudiodaten SL1 und SL4 und den Erweiterungsaudiodaten LL1 und LL3, sodaß die Anzahl der Muster der Daten, die durch Korrektur wiederhergestellt werden können, erhöht werden kann und eine höhere Klangqualität kann beibehalten werden. Die obige Verschachtelung ist nicht zwingend notwendig, und kann, falls gewünscht, entfallen.
Im folgenden wird unter Bezug auf die Figuren 6 und 7 ein Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät im Detail beschrieben, in dem das oben beschriebene Aufzeichnungsverfahren verwendet wird.
In einer Aufzeichnungsschaltung 10 entsprechend Figur 6 werden Dateneinheiten DL und DR für den linken und den rechten Kanal geliefert an Eingangsanschlüsse 11A und 11B. In einer Abbildungsschaltung 12, die mit den Eingangsanschlüssen 11A und 11B verbunden ist, werden die Standardaudiodaten SL, die Erweiterungsaudiodaten LL und die Hilfsdaten XL von der Dateneinheit DL des linken Kanales getrennt, während die Standardaudiodaten SR, die Erweiterungsaudiodaten LR und die Hilfsdaten XR von der Dateneinheit DR des rechten Kanales getrennt werden. Drei Matrixschaltungen 13A, 13B und 13C werden zur Abbildungsschaltung 12 zusammengeschlossen. Die Abbildungsschaltung 13A wird beliefert mit den Standardaudiodaten SL für den linken Kanal und stellt an ihren zwei Ausgängen nach Maßgabe der Wortfolge entsprechend Figur 2 Daten bereit. Die Abbildungsschaltung 13B wird beliefert mit den Standardaudiodaten SR für den rechten Kanal und stellt sequentiell an ihren zwei Ausgängen nach Maßgabe der Wortfolge entsprechend Tabelle 2 Daten bereit. Die Erweiterungsaudiodaten LL,LR und die Hilfsdaten XL,XR für den linken und den rechten Kanal werden an die Abbildungsschaltung 13C geliefert und alternierend an ihren zwei Ausgänge, entsprechend Figur 5 bereitgestellt.
Ein Paritätskodierer 14A, der mit den Abbildungsschaltungen 13A und 13C verbunden ist, wird mit den Standardaudiodaten SL, den Erweiterungsaudiodaten LL und den Hilfsdaten XL für den linken Kanal beliefert und erzeugt Paritätsdaten PL von den verschachtelten Daten entsprechend Figur 5 durch beispielsweise eine Modulo-2 (-Zähler)-Addition, das heißt eine Addition exklusive- ODER.
Ein Paritätskodierer 14B, der mit den Abbildungsschaltungen 13B,13C verbunden ist, wird mit den Standardaudiodaten SR, den Erweiterungsaudiodaten LR und den Hilfsdaten XR für den rechten Kanal beliefert und erzeugt Paritätsdaten PR von den verschachtelten Daten entsprechend Figur 5, in ähnlicher Weise, wie es für den linken Kanal oben beschrieben wurde.
Die 16-Bitdatenworte von den Abbildungsschaltungen 13A, 13B und 13C und die 16-Bitparitätsworte von den Paritätskodierern 14A und 14B werden an die Fehlerkorrekturkodierer 15a bis 15h nach Maßgabe der Spurzuweisung entsprechend Figur 5 geliefert, sodaß Paritätsworte P und Q, gezeigt in Figur 3, getrennt voneinander für jede der digitalen Audiosignalspuren TD1 bis TD8 zur gleichen Zeit erzeugt werden, zu der ein Verschachtelungsvorgang ausgeführt wird. Wenn die Paritätsworte P und Q für Daten erzeugt werden, die auf den digitalen Audiosignalspuren TD3, TD4, TD7 und TD8 aufgezeichnet sind, so werden Versetzungsdaten zu jeder der Berechnungen der Paritätsworte P und Q in den obigen Formaten M und T in vorteilhafter Weise addiert, sodaß das Format X zu der Zeit der Wiedergabe diskriminiert werden kann.
Die Fehlerkorrekturkodierer 15a bis 15h sind entsprechend mit Modulationsschaltungen 16a bis 16h verbunden.
In den Modulationsschaltungen 16a bis 16h werden die SYNC- Signale, die in Figur 2B gezeigt sind, an die 16-Wortdaten angehängt, die von den Kodierern 15a bis 15h geliefert werden und die CRCC wird ebenso erzeugt durch eine arithmetische Operation und an die Daten angehängt, um einen Block entsprechend Figur 2A aufzubauen, zur Bereitstellung von Aufzeichnungssignalen, die nach Maßgabe einer vorbestimmten Modulationsregel moduliert sind.
In diesem Fall, wie für die Daten für die obigen digitalen Audiosignalspuren TD3, TD4, TD7 und TD8, kann das in den SYNC- Signalen enthaltene SYNC-Muster von dem entsprechend Figur 2B verändert werden, wie durch die Verwendung des Abstandes zwischen den übergängen von 5,0 T und 4,0 T, oder eine Versetzung kann in der arithmetischen Operation für die CRCC aufgebracht werden, um eine Formatunterscheidung zur Zeit der Wiedergabe zu liefern.
Die von den Modulationsschaltungen 16a bis 16h gelieferten Aufzeichnungssignale werden über entsprechende Aufzeichnungsverstärker 17a bis 17h an entsprechende Aufzeichnungsköpfe HR1 bis HR8 geliefert, um als die digitalen Audiosignale TD1 bis TD8 auf dem Magnetband MT aufgezeichnet zu werden.
In der obigen Aufzeichnungsschaltung 10 wird keine markierte Zeitverzögerung erzeugt, wenn die Paritätskodierer 14A und 14B dargestellt werden durch Schaltungen ekklusiv-ODER. Wenn der Schaltungsaufbau jedoch dergestalt ist, daß eine Zeitverzögerung erzeugt werden kann, so kann, wenn gewünscht, eine Zeiteinstellungsschaltung bereitgestellt werden.
In einer Wiedergabeschaltung 20 entsprechend Figur 7 werden Signale, die von digitalen Audiosignalspuren TD1 bis TD8 des Magnetbandes MT durch Wiedergabeköpfe HP1 bis HP8 wiedergegeben werden, über entsprechende Wiedergabeverstärker 21a bis 21h an entsprechende Taktextraktionsschaltungen 22a bis 22h geliefert.
In den Taktextraktionsschaltungen 22a bis 22h ist die Wellenform der wiedergegebenen Signale ausgebildet als digitale Signale, die an entsprechende Demodulationsschaltungen 23a bis 23h zu den Zeitpunkten der von den wiedergegebenen Signalen extrahierten Taktimpulsen geliefert werden.
In den Demodulationsschaltungen 23a bis 23h wird eine Blocksynchronisation durch SYNC-Signale entsprechend Figur 2B erzielt.
Angenommen, daß zur Zeit der Aufzeichnung das in Figur 2B gezeigte Muster auf den auf den digitalen Audiosignalspuren TD1, TD2, TD5 und TD6 aufgezeichneten Signalen aufgebracht ist und das wie oben beschriebene modifizierte SYNC-Muster auf Signalen aufgebracht ist, die auf den digitalen Audiosignalspuren TD3, TD4, TD7 und TD8 aufgezeichnet sind, so sind die von den Spuren TD1, TD2, TD5 und TD6 wiedergegebenen Signale synchronisiert, ob sie entsprechend dem Format M, dem Format T oder dem Format X aufgezeichnet worden sind. Die von den Spuren TD2, TD4, TD7 und TD8 wiedergegebenen Signale sind jedoch nur synchronisiert, wenn sie entsprechend dem Format X aufgezeichnet worden sind, während die entsprechend den Formaten M und T aufgezeichneten Signale zurückgewiesen werden, ohne fehlerhaft mit der Wirkung des Rauschens wiedergegeben zu werden. Anderseits werden entsprechend dem Format X aufgezeichnete Signale durch die Wiedergabesysteme, die für das Format M oder T ausgelegt sind, zurückgewiesen.
Die Signale, für die die Blocksynchronisation durchgeführt wird werden einer Demodulation unterworfen, die in umgekehrter Weise durchgeführt wird im Verhältnis zu dem Modulationsvorgang in den Modulationsschaltungen 16a bis 16h zur Zeit der Aufzeichnung. Für die demodulierten Signale wird die Fehlerdetektion durchgeführt unter Bezug auf die 16-Datenworte und der Blockadresse, die in dem Block auf der Basis der an den Block angehängten CRCC enthalten ist, bezüglich der modulierten Signale. In diesem Fall wird, wenn der Versatz zur Aufzeichnungszeit im Verlauf der arithmetischen Operation der CRCC addiert wird, der gleiche Versatz zu der Zeit der Dekodierung der CRCC in den Demodulationsschaltungen 23a bis 23h addiert, sodaß die entsprechend den Formaten M und T aufgezeichneten Signale als Fehler detektiert und zurückgewiesen werden. Andererseits werden entsprechend dem Format X aufgezeichnete Signale durch die für das Format M oder T ausgelegten Wiedergabesysteme zurückgewiesen.
Die demodulierten Daten von den Demodulationsschaltungen 23a bis 23h werden an entsprechende Zeitbasiskorrekturschaltungen (TBC) 24a bis 24h geliefert.
An diese Zeitbasiskorrekturschaltungen 24a bis 24h werden nur die sechzehn Worte des Blockes, von dem die Blockadresse durch die CRCC detektiert worden ist, geliefert, damit keine Fehler in den Demodulationsschaltungen 23a bis 23h enthalten sind. An die Zeitbasiskorrekturschaltungen 24a bis 24h werden solche sechzehn Worte, die durch die CRCC als Fehler beinhaltende Worte detektiert worden sind, nicht geliefert, sondern es werden Fehlermarken für die entsprechenden fehlerhaften Worte geliefert.
Von den Zeitbasiskorrekturschaltungen 24a bis 24h werden zeitbasiskorrigierte 16-Datenworte der entsprechenden Blöcke und Fehlermarken an Fehlerkorrekturdekodierer 25a bis 25h geliefert.
In den Fehlerkorrekturdekodierern 25a bis 25h werden die in den Fehlerkorrekturkodierern 15a bis 15h der Aufzeichnungsschaltung 10 erzeugten Fehlerkorrekturkodierungen in der Art und Weise, wie es in Figur 3 gezeigt wird, dekodiert. Zu dieser Zeit werden die als fehlerhaft herausgestellten Worte durch die Fehlermarken, die von den Zeitbasiskorrekturschaltungen 24a bis 24h geliefert werden, bis zum maximal möglichen Zustand korrigiert.
Wenn im Verlaufe der arithmetischen Operation der Paritätsworte P und Q zur Aufzeichnungszeit, wie oben erwähnt, ein Versatz addiert wird, so wird der gleiche Versatz zur Dekodierungszeit in den oben erwähnten Fehlerkorrekturdekodierern 25a bis 25h hinzuaddiert. Deshalb können Fehler für entsprechend den Formaten M oder T aufgezeichnete Signale nicht korrigiert werden. Wenn viele Worte fehlerhaft sein sollten, so können diese bei einer späteren Stufe, wie beispielsweise der automatischen Störaustastung (Muting) ausgesondert werden. Wenn sich bei der CRCC-Detektion herausstellt, daß keine Fehler vorliegen, so kann die Fehlerkorrekturdekodierung mit Erfolg ausgeführt werden, sodaß sämtliche Worte als fehlerhaft betrachtet werden können und somit zurückgewiesen werden.
Die durch die Fehlerkorrekturdekodierer 25a bis 25h fehlerkorrigierten Worte und die nicht fehlerkorrigierten Worte und die, an die Fehlermarken angehängt worden sind, werden an Paritätsdekodierer 26A und 26B übertragen.
In Verbindung mit den Paritätskodierern 14A und 14B der Aufzeichnungsschaltung 10 werden die Standardaudiodaten SL, die Erweiterungsaudiodaten LL und die Hilfsaudiodaten XL für den linken Kanal von den Fehlerkorrekturdekodierern 25a, 25e und 25c und das Paritätswort PL von dem Fehlerkorrekturdekodierer 25g geliefert an den Paritätsdekodierer 26A, während die Standardaudiodaten SR, die Erweiterungsaudiodaten LR und die Hilfsaudiodaten XR für den rechten Kanal von den Fehlerkorrekturdekodierern 25b, 25f und 25d und das Paritätswort PR von dem Fehlerkorrekturdekodierer 25h geliefert werden an den Paritätsdekodierer 26B.
Die Paritätsdekodierer 26A und 26B führen Fehlerkorrekturen nach Maßgabe der Worte aus, die von den Fehlerkorrekturdekodierern 25a bis 25h geliefert werden und die an Fehlermarken angehängt sind. Aus diesem Grund können die Worte, die nicht durch die Fehlerkorrekturdekodierer 25a bis 25h korrigierbar sind manchmal durch die Paritätsdekodierer 26A und 26B korrigiert werden, sodaß die Korrekturfähigkeit als Ganzes verbessert werden kann.
Von den Paritätsdekodierern 26A und 26B werden die Standardaudiodaten SL für den linken Kanal eingebracht in eine Matrixschaltung 27A in derselben Folge, wie sie in der Tabelle 2 gezeigt wird, als Ausgangs sequenz für die Matrixschaltung 13A der Aufzeichnungsschaltung 10. Die Standardaudiodaten SR für den rechten Kanal werden eingebracht in eine Matrixschaltung 27B in derselben Sequenz, wie sie in der Tabelle 2 gezeigt wird, als Ausgangssequenz für die Matrixschaltung 13C der Aufzeichnungsschaltung 10. Ebenso werden die Erweiterungsaudiodaten LL,LR und die Hilfsdaten XL,XR für den linken und rechten Kanal eingebracht in eine Matrixschaltung 27C in der gleichen Sequenz wie die Ausgangssequenzen für die Matrixschaltung 13C der Aufzeichnungsschaltung 10.
Das Ergebnis ist, daß die Standardaudiodaten SL für den linken Kanal, die Standardaudiodaten SR für den rechten Kanal und die Erweiterungsdaten LL,LR und die Hilfsdaten XL,XR für den linken und den rechten Kanal erzeugt werden von den Matrixschaltungen 27A, 27B und 27C in der entsprechend gleichen Sequenz oder der gleichen zeitlichen Sequenz wie die Ausgangs sequenz von der Abbildungsschaltung 12 der Aufzeichnungsschaltung 10 und werden dann an eine Abbildungsschaltung 29 geliefert.
In der Abbildungsschaltung 29 werden die Erweiterungsaudiodaten LL und die Hilfsdaten XL an die Standardaudiodaten SL für den linken Kanal angehängt, um eine 24-Bitdateneinheit DL zu bilden, die an einem Ausgangsanschluß 30A bereitgestellt wird, während die Erweiterungsaudiodaten LR und die Hilfsdaten XR an die Standardaudiodaten SR für den rechten Kanal angehängt werden, um eine 24-Bitdateneinheit DR zu bilden, die an einem Ausgangsanschluß 30B bereitgestellt wird.
Irgendein fehlerhaftes Wort, das sogar in den Paritätsdekodierern 26A und 26B nicht korrigiert worden ist, kann durch einen (nicht dargestellten) Interpolator, der mit den Schaltungselementen vor den Ausgangsanschlüssen 30A und 30B oder mit den Ausgangsanschlüssen 30A und 30B verbunden ist, interpoliert werden. Es ist jedoch notwendig, daß die Hilfsdaten getrennt werden von den Audiodaten, sodaß nur die Audiodaten interpoliert werden.
In der Aufzeichnungsschaltung 10 und der Wiedergabeschaltung 20, den Abbildungsschaltungen 12,29 und den Matrixschaltungen 13A, 13B, 13C, 27A, 27B und 27C kann innerhalb der Anschlußordnung entsprechend den Figuren 8A und 8B umgesteuert werden, sodaß die in Tabelle 2 gezeigte Datenverteilung oder die Datenverteilung im umgekehrten Sinne davon für die Dateneinheit DL und DR ausgeführt wird, wobei sie unversehrt in den Matrixschaltungen 13A', 13B', 27A' und 27B' verbleibt und die Standarddaten SL,SR, die Erweiterungsdaten LL,LR und die Hilfsdaten XL'XR werden abgetrennt von oder kombiniert miteinander in den Abbildungsschaltungen 12 und 29'.
Obwohl sie als separate Schaltungselemente beschrieben sind, können die Abbildungsschaltung und die Matrixschaltungen auch integriert sein.
Die Paritätskodierer 14A und 14B und die Paritätsdekodierer 26A und 26B können ersetzt werden durch einen Reed Solomon Code- Kodierer 14' und einen Reed Solomon Code-Dekodierer 26', sodaß die Daten nicht in Daten für den linken Kanal und für den rechten Kanal aufgeteilt werden, sondern daß die Gesamtheit der sechs Datenworte zur Aufzeichnungszeit geliefert wird an den Reed Solomon Code-Kodierer 14', um zwei Paritätsworte zu erzeugen, zur Aufzeichnung auf digitalen Audiosignalspuren TD7 und TD8, wie es in Figur 9 gezeigt wird, wobei die sechs Datenworte und die zwei Paritätsworte zur Aufzeichnungszeit an den Reed Solomon Code-Dekodierer 26' zur Durchführung der Fehlerkorrektur geliefert werden. Die Fehlerkorrekturfähigkeit kann wesentlich verbessert werden durch die Benutzung des Reed Solomon Codes.
Die Art und Weise der Spurzuweisung ist nicht begrenzt auf die in Figur 5 dargestellte Ausführung und unter der Bedingung, daß die auf den digitalen Audiosignalspuren TD1, TD2, TD5 und TD6 die gleichen bleiben, kann die Zuweisung zu anderen Spuren willkürlich stattfinden. Wie beispielsweise in der Figur 10 gezeigt wird können lediglich die Erweiterungsaudiodaten LL und LR für den linken und den rechten Kanal kollektiv auf der digitalen Audiosignalspur TD3 aufgezeichnet werden, wobei lediglich die Hilfsdaten XL und XR für den linken und den rechten Kanal kollektiv auf der digitalen Audiosignalspur TD7 aufgezeichnet sind und wobei die Paritätsdaten auf den digitalen Audiosignalspuren TD6 und TD8 aufgezeichnet sind. Obwohl dies nicht dargestellt ist, können die Erweiterunsdaten LL und LR für den linken und den rechten Kanal kollektiv auf der digitalen Audiosignalspur TD3 in den Ausgestaltungen der Figuren 5 oder 9 aufgezeichnet werden, wobei die Hilfsdaten XL und XR für den linken und für den rechten Kanal kollektiv auf der digitalen Audiosignalspur TD4 aufgezeichnet sind.
Für die Formatdiskriminierung kann jedes der oben beschriebenen Verfahren einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Neben diesen Verfahren können Formatdiskriminierungsdaten in dem vorerwähnten Steuersignal beinhaltet und auf der Steuersignalspur TC aufgezeichnet sein.
Der Kanalzustand (C) oder die Benutzerinformation (U) in dem sogenannten AES/EBU-digitalen Audioeingangs-/ausgangs (I/O) format kann in Form von Hilfsdaten XL und XR aufgezeichnet sein. Die obige Information kann beispielsweise sequentiell verteilt werden auflediglich zwei der vier Bits der Hilfsdaten XL1,XL2, XL3,XL4,..., und die gleiche Information kann den verbleibenden zwei Bits von unterschiedlichen Hilfsdaten zugewiesen werden, sodaß die 2 x 2 Bit-Information, die in Form der Daten XL1 und XL3 aufgezeichnet ist, im Zweifelsfall in Form der Daten XL7 und XL4 aufgezeichnet wird, um einen Datenverlust zu vermeiden, der andernfalls zu der Zeit der Klebebearbeitung (des Bandes) verursacht worden wäre.

Claims

1. Verfahren zur Aufzeichnung von digitalen abgetasteten Datenworten, bestehend aus entweder in oder m + n Bits auf einem Aufzeichnungsmedium (MT) unter Verwendung eines Mehrspuraufzeichnungsformates mit Blöcken, dessen Datenworte mit in Bits über die Datenspuren des Aufzeichnungsmediums (MT) verteilt werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist, gekennzeichnet durch:

Empfang wenigstens eines Kanals mit digitalen Daten, der eine Vielzahl von abgetasteten Datenwörtern mit jeweils m + n Bits aufweist;

Unterteilung jedes abgetasteten Datenwortes in ein Standarddatenwort (SD) von in Bits oberer Ordnung des abgetasteten Datenwortes und Erweiterungsdaten (ED) von n Bits unterer Ordnung des abgetasteten Datenwortes für jeden Kanal; und unabhängige Aufzeichnung des besagten Standarddatenwortes (SD) aufzumindest einer Spur auf dem Aufzeichnungsmedium (MT) und gruppieren der Erweiterungsdaten (ED) in Datenworten von n Bits auf zumindest einer anderen Spur auf dem Aufzeichnungsmedium (MT).

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Datenwort digitale Audiodaten beinhaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin das die Erweiterungsdaten (ED) enthaltende Datenwort weiterhin Hilfsdaten (XD) enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin das abgetastete Datenwort ein abgetastetes Datenwort von 20 Bits enthält, wobei die Standarddaten (SD) 16 Bits oberer Ordnung des einen abgetasteten Datenwortes enthalten und die Erweiterungsdaten (ED) 4 Bits unterer Ordnung des einen abgetasteten Datenwortes enthalten und die Hilfsdaten (XD) 4 Bits haben.

5. Verfahren nach von einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Empfangsschritt die Schritte des Empfangs von 2 Kanälen (CH1, CH2) mit digitalen Daten beinhaltet.

6. Verfahren zur Wiedergabe digitaler Daten von einem Aufzeichnungsmedium (MT), die durch ein Verfahren entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche aufgezeichnet sind, wobei das Wiedergabeverfahren folgende Schritte enthält:

unabhängige Wiedergabe der Standarddaten (SD) von zumindest einer Spur auf dem Aufzeichnungsmedium (MT) und der Erweiterungsdaten (ED) von zumindest einer anderen Spur auf dem Aufzeichnungsmedium (MT);

Verknüpfung der Standarddaten (SD) und der Erweiterungsdaten (ED) zu entsprechenden Datenworten mit m + n Bits; und

Wiederherstellung von zumindest einem Kanal der digitalen Daten, die die abgetasteten Datenworte enthalten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin jedes abgetastete Datenwort digitale Audiodaten enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 7, worin die Erweiterungsdaten (ED) weiterhin Hilfsdaten (XD) enthalten.

9.Verfahren nach Anspruch 8, worin ein abgetastetes Datenwort ein abgetastetes Datenwort von 20 Bits enthält, wobei die Standarddaten (SD) 16 Bits oberer Ordnung des einen abgetasteten Datenwortes enthalten und die Erweiterungs daten (ED) 4 Bits unterer Ordnung des einen abgetasteten Datenwortes enthalten und die Hilfsdaten (XD) 4 Bits aufweisen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, worin der Wiedergabeschritt die Schritte der Wiedergabe von 2 Kanälen der Standarddaten (SD) und von 2 Kanälen der Erweiterungsdaten (ED) enthält.