DE69024350T2

DE69024350T2 - Digitale Videosignalaufnahme- und -wiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE69024350T2
Application number: DE69024350T
Authority: DE
Inventors: Tatsuro Juri; Kouji Matsushita; Masakazu Nishino; Hideki Ohtaka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1990-08-13
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2010-08-14
Also published as: EP0471118A1; EP0471118B1; DE69024350D1; US5175631A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein digitales Videosignalaufnahme- und Wiedergabegerät zum Aufzeichnen eines digitalen Videosignals auf ein Medium und zur Wiedergabe von einem Medium durch eine Bitratenreduktion, wie beispielsweise eine digitale Videobandaufzeichnung (Video Tape Recording - VTR).
Bei dem herkömmlichen, digitalen Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabegerät ist zum Beispiel eine digitale VTR vom Drehkopftyp für eine direkte Aufzeichnung von Pixeldaten ohne das Vorsehen einer Bitratenreduktion vorhanden. Ein solches Gerät ist in dem Artikel von K. Sadashige, veröffentlicht in SMPTE Journal, November 1987, Seiten 1073-1078, und in der EP-A-0275026 offenbart.
Fig. 8 stellt ein Blockschaltbild einer modifizierten Form eines herkömmlichen, digitalen Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabegeräts dar. In Fig. 8 stellt der Teil 1 einen ersten Fehlerkorrigiercode-Codierer dar, 2 ist ein Umordnungsspeicher, 3 ist ein zweiter Fehlerkorrigiercode-Codierer, 4 ist ein magnetisches Band, 5 ist eine zweite Fehlerkorrigiereinrichtung, 6 ist ein Zurückordnungsspeicher und 7 ist eine erste Fehlerkorrigiereinrichtung. Ein digitales Videosignal wird dem ersten Fehlerkorrigiercode-Codierer 1 eingegeben und, mit dem Zusatz eines Fehlerkorrigiercodes, in den Umordnungsspeicher 2 eingeschrieben. Bei dem Auslesen des Umordnungsspeichers 2 werden digitale Videosignale aus einem RAM-Speicher auf einer Basis Pixel für Pixel mit einer Änderung der Ordnung der digitalen Videosignale ausgelesen. Die ausgelesenen Signale werden wieder mit den Fehlerkorrigiercoden basierend auf der Sequenz der zurückgeordneten Pixeldaten mit dem zweiten Fehlerkorrigiercode-Codierer 3 versehen und über einen magnetischen Kopf auf einem magnetischen Band 4 aufgezeichnet. Beim Reproduzieren werden die Signale, die von dem Band 4 reproduziert sind, über einen magnetischen Kopf einer Korrektur der Fehler durch die zweite Fehlerkorrigiereinrichtung 5 unterworfen und in den Zurückordnungsspeicher 6 eingeschrieben. In dem Zurückordnungsspeicher 6 wird eine Zurückordnung der Pixeldaten in umgekehrter Reihenfolge zu der Zurückordnung der Pixeldaten in dem Umordnungsspeicher 2 beim Wiederaufzeichnen ausgeführt, um die Sequenz der Pixel zu dem Originalzustand wiederherzustellen. Danach wird das reproduzierte Signal wieder einer Fehlerkorrektur mit der ersten Fehlerkorrigiereinrichtung 7 unterworfen und als digitales Videosignal ausgegeben. In diesem Fall ist der Grund für die Niederherstellung der Sequenz der Pixel nicht nur derjenige, die Effektivität einer Fehlerkorrektur zu erhalten, sondern auch um die Abbildung in einer Hochgeschwindigkeitsreproduktion vorzunehmen, die leicht mit einer digitalen VTR beobachtbar ist. Bei der Hochgeschwindigkeitsreproduktion einer digitalen VTR muß der Kopf die Spuren, die auf dem Band aufgezeichnet sind, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, schräg überqueren. Demgemäß sind die abgreifbaren Signale auf den übersprungenen Stellen gegenüber den aufgezeichneten Mustern vorhanden. In der digitalen VTR wird ein unter hoher Geschwindigkeit reproduziertes Bild unter Verwendung nur der Pixeldaten hergestellt, die ermittelt worden sind. In einem solchen Fall ist ein Effekt derjenige, daß dann, wenn ein Umordnen stattfindet, die ermittelten Pixel über den gesamten Bildschirm verstreut werden und kein unnatürlicher, diskontinuierlicher Abschnitt auf dem Bildschirm erscheint.
Wenn allerdings eine digitale VTR, die eine Bitraten-Reduktion verwendet, betrachtet wird, wird eine Kompression von Informationen durch ein solches Verfahren durchgeführt, das in Fig. 10 dargestellt ist, wobei die Pixel auf dem Bildschirm in rechtwinklige Formen unterteilt werden, wobei jede rechtwinklige Einheit einer orthogonalen Transformation und dann einer variablen Längencodierung unterworfen wird, und Informationen einer bestimmten Anzahl rechtwinkliger Einheiten werden gesammelt, um einen Block einer festgelegten Länge zu bilden. Allerdings erhalten, wenn diese rechtwinkligen Einheiten so umgeordnet werden, um eine digitale Aufzeichnung auszuführen, die von der Umordnung auf einer Basis Pixel für Pixel unterschiedlich ist, die Bildschirmbilder in einer Hochgeschwindigkeitsreproduktion eine mosaikartige Form, um einen Zustand darzustellen, der sehr schwierig zu beobachten ist. Im Gegensatz dazu liegen, wenn die Informationen in rechtwinkligen Einheiten in der Originalsequenz ohne eine Umordnung aufgezeichnet werden, die rechtwinkligen Einheiten in jedem Block mit festgelegten Längen auf Positionen benachbart zueinander auf dem Bildschirm, wodurch eine Abweichung der Informationsmenge auftritt, wodurch ein Problem einer Verkleinerung des Effekts einer hoch effizienten Codierung auftritt.
In Anbetracht der vorstehend angeführten Punkte liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein digitales Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabegerät zu schaffen, das sowohl die Leichtigkeit, Videoabbildungen bei einer Hochgeschwindigkeitsreproduktion zu beobachten, als auch die Effektivität einer Bitratenreduktion zufriedenstellt.
Die vorliegende Erfindung liefert ein digitales Videosignalaufzeichnungsgerät, das aufweist:
eine Formatiereinrichtung zum Formatieren eines digitalen Videoeingangssignals in eine Vielzahl sequentiell angeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten, von denen jede eine Gruppe aus einer vorbestimmten Anzahl von Bildelementendaten ist, die eine Abbildung in einem entsprechenden einer Mehrzahl gleich unterteilter, rechtwinkliger Flächenbereiche auf einem Anzeigebildschirm darstellt;
eine Zurückordnungseinrichtung zum Unterteilen der Mehrzahl sequentiell angeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten in eine Mehrzahl von Gruppen, von denen jede eine Abbildung in einem einer Mehrzahl gleich unterteilter Bereiche des Anzeigebildschirms bildet und zum Zurückordnen der Mehrzahl sequentiell angeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten in eine Mehrzahl von Blöcken zurückgeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten, um eine Vielzahl von Blöcken von rechtwinkligen Einheitscoden zu erhalten;
eine einen Block formende Einrichtung zum Formen einer Mehrzahl von Blöcken;
eine Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen der Mehrzahl von Blöcken festgelegter Länge auf einem Aufzeichnungsmedium;
gekennzeichnet dadurch, daß die Zurückordnungseinrichtung eine Einrichtung zum Zurückordnen der Mehrzahl sequentiell angeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten in die Mehrzahl der Blöcke zurückangeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten aufweist, so daß jeder Block durch eine Mehrzahl von Sätzen rechtwinkliger Einheitsdaten gebildet wird, wobei diese Sätze jeweils aus der Mehrzahl von Gruppen der rechtwinkligen Einheitsdaten genommen werden, und daß alle benachbarten zwei Blöcke an entsprechenden Positionen darin Sätze von rechtwinkligen Einheitsdaten enthalten, die Abbildungen darstellen, die benachbart zueinander auf dem Anzeigebildschirm vorhanden sind,
daß die Blockbildungseinrichtung eine Einrichtung zum Bilden der Mehrzahl Blöcke rechtwinkliger Einheitsdaten jeweils in die Mehrzahl der Blöcke mit festgelegter Länge der rechtwinkligen Einheitscode aufweist derart, daß alle benachbarten zwei Blöcke mit festgelegter Länge der Mehrzahl Blöcke festgelegter Länge an entsprechenden Positionen darin rechtwinklige Einheitscode enthalten, die Abbildungen in rechtwinkligen Flächenbereichen entsprechen, die benachbart zueinander auf dem Anzeigebildschirm vorhanden sind, und
daß die Aufzeichnungseinrichtung eine Einrichtung zum Aufzeichnen der Mehrzahl der Blöcke mit festgelegter Länge auf dem Aufzeichnungsmedium aufweist, derart, daß alle benachbarten zwei Blöcke mit festgelegter Länge so aufgezeichnet werden, daß sie benachbart zueinander auf dem Aufzeichnungsmedium vorhanden sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden digitale Videosignale so zurück angeordnet, daß die Vielzahl rechtwinkliger Einheiten in einem Block mit festgelegter Länge nicht auf einem Teil davon gesammelt werden, um so die Effektivität einer Bitratenreduktion sicherzustellen, und außerdem werden die gegenseitig entsprechenden, rechtwinkligen Einheiten, die in den benachbarten oder Nachbarblöcken jeweils auf dem Aufzeichnungsmedium enthalten sind, auf den benachbarten Positionen auf dem Bildschirm positioniert, so daß, gerade während einer Hochgeschwindigkeitsreproduktion der digitalen VTR, die Bildschirmanzeige kein Mosaik wird, sondern weite Bildschirmbereiche immer gleichzeitig reproduziert werden, um eine leichte Beobachtung zu schaffen.
Damit die vorliegende Erfindung leichter verstanden wird, werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines digitalen Videosignalaufzeichnungs/Wiedergabegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand des Bildschirmunterteilungsverfahrens der ersten Ausführungsform darstellt;
Fig. 3 zeigt eine erläuternde Ansicht, die ein Verfahren zum Herausnehmen der rechtwinkligen Einheiten darstellt;
Fig. 4 zeigt eine erläuternde Ansicht, die ein Verfahren einer Blockbildung des Helligkeitssignals und des Chrominanz-Differenzsignals in der ersten Ausführungsform darstellt;
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm des digitalen Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabegeräts gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 zeigt eine erläuternde Ansicht, die ein Verfahren zum Unterteilen des Bildschirms gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
Fig. 7 zeigt ein Bandmusterdiagramm während der Hochgeschwindigkeitsreproduktion gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 8 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen, digitalen Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabegeräts;
Fig. 9 zeigt ein Bandmusterdiagramm bei einer herkömmlichen Hochgeschwindigkeitsreproduktion; und
Fig. 10 zeigt eine Bildschirmansicht zur Erläuterung der rechtwinkligen Einheit.
Fig. 1 stellt ein Blockdiagramm eines digitalen Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Diese Ausführungsform befaßt sich mit einem digitalen VTR vom Drehkopftyp zum Unterteilen des Bildschirms in rechtwinklige Einheiten für eine Bitratenreduktion und zum Aufzeichnen der codierten Signale auf einem magnetischen Band.
In Fig. 1 stellt der Teil 11 einen Formatbildner, 12 einen Zurückordnungsspeicher, 13 einen orthogonalen Umformer, 14 einen variablen Längencode-Codierer, 15 eine Blockbildungseinrichtung, 16 einen Fehlerkorrigiercode-Codierer, 17 ein magnetisches Band, 18 eine Fehlerkorrigiereinrichtung, 19 einen variablen Längencode-Codierer, 20 einen inversen, orthogonalen Wandler, 21 einen Zurückordnungsspeicher und 22 einen Zurückformatbildner dar.
Hinsichtlich des digitalen Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabegeräts dieser Ausführungsform, das wie vorstehend gebildet ist, wird nun nachfolgend die Betriebsweise davon erläutert.
Bei der Aufzeichnung werden digitale Videosignale so angeordnet, daß die Bildelementdaten auf dem Bildschirm in rechtwinkligen Einheiten durch den Formatbildner 11 formatiert werden und zu dem Zurückordnungsspeicher 12 eingegeben werden. Fig. 2 zeigt eine Ansicht, die ein Verfahren zum Unterteilen der rechtwinkligen Einheiten auf dem Bildschirm darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist, der Bildschirm in 6 Bereiche unterteilt, die jeweils mit A, B, C, D, E, und F bezeichnet werden. Und jeder Bereich wird weiterhin in rechtwinklige Einheiten unterteilt und die rechtwinkligen Einheiten in jedem Bereich sind mit Nummern, wie beispielsweise A1, A2, A3, ..., wie in der Figur, versehen. In dem Zurückordnungsspeicher 12 werden die Videosignale so zurück angeordnet, daß zwei kontinuierliche, rechtwinklige Einheiten in der Reihenfolge von jedem Bereich herausgenommen werden, wie beispielsweise A1, A2, B1, B2, ... F1, F2 und weiterhin A3, A4, B3, B4, ... Die Videosignale in jeder der rechtwinkligen Einheiten werden zu dem orthogonalen Umformer 13 eingegeben, wo sie einer orthogonalen Transformation unterworfen werden und unter Verwendung eines Verfahrens einer Hadamard-Transformation oder einer diskreten Cosinus-Transformation unterworfen werden, nachdem sie einer variablen Längencodierung gemäß der Informationsmenge in jeder rechtwinkligen Einheit in dem variablen Längencodier-Codierer 14 unterworfen wurden. Bei der variablen Längencodierung wird die Datenmenge gemäß der Größe der Informationen in der rechtwinkligen Einheit bestimmt und eine Bitratenreduktion wird durch Verkürzen der Datenmenge als Ganzes durchgeführt. Die Orthogonal-Transformation ist eine Maßnahme für diesen Zweck. Obwohl die Codelänge der Information in jeder rechtwinkligen Einheit variabel ist, wird in der Blockbildungseinrichtung 15 eine Mehrzahl rechtwinkliger Einheitsinformationen gesammelt, um einen Block mit festgelegter Länge zu bilden. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Verfahren angewandt, bei dem ein Block mit festgelegter Länge durch 12 rechtwinklige Einheiten von A1, A2, B1, B2, ... F1, F2 gebildet wird, und ein anderer Block mit festgelegter Länge durch 12 rechtwinklige Einheiten A3, A4, B3, B4, ... F3, F4 gebildet wird. Dieselbe Blockbildung wird bei den verbleibenden Blöcken angewandt.
Durch die Bildung, wie dies vorstehend angegeben ist, ist die Position jeder rechtwinkligen Einheit in einem Block auf dem Bildschirm derart, daß jede der benachbarten zwei rechtwinkligen Einheiten voneinander separiert wird, allerdings gegenseitig entsprechende rechtwinklige Einheiten in den benachbarten Blöcken in benachbarten Positionen auf dem Bildschirm vorhanden sind. Demgemäß ist hinsichtlich jedes Blocks mit festgelegter Länge die Informationsmenge weniger dazu geeignet, daß sie unausbalanciert wird, und demzufolge kann die Effektivität der Codierung mit variabler Länge verbessert werden. Hier ist, unter Bezugnahme auf das Verfahren zum Herausnehmen der rechtwinkligen Einheiten, zum Beispiel in einem Fall eines Herausnehmens von 30 rechtwinkligen Einheiten in horizontaler Richtung und 15 rechtwinkligen Einheiten in vertikaler Richtung aus dem Bereich A, ein Verfahren, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, ein Beispiel davon, durch das eine Kontinuität auf dem Bildschirm in dem Bereich realisiert werden kann. Hinsichtlich der anderen Bereiche können die rechtwinkligen Einheiten in dem ähnlichen Verfahren herausgenommen werden, und es ist auch eine Betriebsweise möglich, um die vorderste Position eines Herausnehmens in Abhängigkeit von dem Bereich zu differenzieren. Hinsichtlich des Punkts, um die Kontinuität der Position auf dem Bildschirm zwischen angrenzenden Blöcken mit festgelegter Länge zu erhalten, führt dazu, die Einfachheit sicherzustellen, den Bildschirm zu sehen, wobei eine Erläuterung davon später gegeben wird.
Schließlich werden die im Block formierten Daten zusätzlich mit einem Fehlerkorrigiercode durch den Fehlerkorrigiercode-Codierer 16 codiert und einer digitalen Aufzeichnung auf dem magnetischen Band 17 über einen magnetischen Kopf 25 unterworfen.
Bei der Reproduktion wird das digitale Signale über einen magnetischen Kopf 26 von dem magnetischen Band 17 ermittelt und der Fehler, der in dem Band-Kopfteil gebildet wird, wird durch die Fehlerkorrigiereinrichtung 18 korrigiert. Da die aufgezeichneten Signale einer variablen Längencodierung unterworfen werden, werden die komprimierten Code wieder durch den variablen Längencode-Codierer 19 hergestellt. Die decodierten Signale werden zu dem digitalen Videosignal durch den orthogonalen Inversionsumformer 20 wieder hergestellt. Da an diesem Punkt die Signale auf der Basis der rechtwinkligen Einheiten wieder angeordnet werden, werden die Eingangs- und Ausgangsadressen des Speichers so gesteuert, um die Zurückordnung der Daten umgekehrt zu der Aufzeichnungsseite durch den Zurückordnungsspeicher 21 vorzunehmen. Die zurückgeordneten Signale werden als reproduzierte, digitale Signale in derselben Reihenfolge einer Sequenz wie diejenige der Videosignale durch den Entformatbildner 22 ausgegeben.
Bei der Hochgeschwindigkeitsreproduktion in der digitalen VTR, wie in dieser Ausführungsform, verschiebt sich der Kopf über eine Mehrzahl von Spuren auf dem Band, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Da die Daten kontinuierlich in einer Blockeinheit auf jeder Spur aufgezeichnet sind, können die Signale kontinuierlich in einem gewissen Umfang gerade während der Hochgeschwindigkeitsreproduktion aufgegriffen werden. In dieser Ausführungsform kann, da die entsprechenden zwei rechtwinkligen Einheiten, die jeweils in den fortgeführten zwei Blöcken enthalten sind, auf fortgeführten Positionen gerade auf dem Bildschirm vorhanden sind, gerade während der Hochgeschwindigkeitsreproduktion, eine Kontinuität auf dem Bildschirm in einem gewissen Umfang realisiert werden und eine Mosaikbildung des Bildschirms in rechtwinkligen Einheiten kann vermieden werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist gemäß dieser Ausführungsform, da die Mehrzahl rechtwinkliger Einheiten, die in einem Block mit festgelegter Länge enthalten ist, an zueinander getrennten Positionen auf dem Schirm durch die zwei benachbarten zwei rechtwinkligen Einheiten vorhanden sind, eine geringe Tendenz hinsichtlich der Informationsmenge in jedem Block mit festgelegter Länge vorhanden, um eine Abweichung zu bewirken, wenn die rechtwinkligen Einheiten einer variablen Längencodierung unterworfen werden, was zu einer Verbesserung in der Effektivität einer Kompression führt. Weiterhin sind die gegenseitig entsprechenden vier rechtwinkligen Einheiten, die jeweils in den benachbarten zwei Blöcken auf dem Aufzeichnungsmedium vorhanden sind, benachbart auf dem Schirm vorhanden, wodurch die Kontinuität des Schirms gerade während der Hochgeschwindigkeitsreproduktion der digitalen VTR sichergestellt werden kann, und das unter hoher Geschwindigkeit reproduzierte Bild, das leicht sichtbar zu sehen ist, kann erhalten werden.
Obwohl in dieser Ausführungsform jede der zwei benachbarten, rechtwinkligen Einheiten aus einem Bereich herausgenommen werden, wird die Anzahl der rechtwinkligen Einheiten, die herausgenommen werden sollen, nicht besonders spezifiziert, sondern ist frei wählbar.
Als nächstes zeigt Fig. 4 eine Ansicht, um das Verfahren einer Blockbildung des Luminanzsignals und des Chrominanzdifferenzsignals darzustellen. In Fig. 4 werden jedes Luminanzsignal (Y) und zwei Arten von Chrominanzdifferenzsignalen (C1, C2) in rechtwinklige Einheiten unterteilt. Hier beträgt die Anzahl von Pixeln in einer horizontalen Zeile des Chrominanzdifferenzsignals die Hälfte desjenigen des Luminanzsignals und die Anzahl von Pixeln, die in einer rechtwinkligen Einheit enthalten sind, ist dieselbe für sowohl das Luminanzsignal als auch das Chrominanzdifferenzsignal. Demgemäß sind zum Beispiel in Fig. 4 die vier rechtwinkligen Einheiten, die durch Y(1), Y(2), C1(1) und Y(2i-1), Y(2i), C1(i), C2(i) dargestellt sind, rechtwinklige Einheiten, die auf derselben Position auf dem Bildschirm vorhanden sind. Dies bedeutet, daß eine Blockformation so ausgeführt wird, daß die rechtwinkligen Einheiten jedes Chrominanzdifferenzsignals [C1(i), C2(i)] und die rechtwinkligen Einheiten der fortgeführten zwei Luminanzsignale [Y(2i-1l), Y(2i)] in demselben Block enthalten sind.
Durch Bildung der Blockformation der Luminanzsignale und der Chrominanzdifferenzsignale in der vorstehenden Art und Heise können, aufgrund des Vorhandenseins der Luminanzsignale und der Chrominanzdifferenzsignale, die sich an derselben Position auf dem Schirm in der Blockauslesung bei der Reproduktion befinden, die Luminanzsignale und die Chrominanzdifferenzsignale, die auf derselben Position auf dem Schirm sind, gleichzeitig reproduziert werden, um eine Verbesserung in der Qualität der Bildschirmanzeige bei der Reproduktion zu liefern. Obwohl in Fig. 4 der Fall beispielhaft dargestellt ist, bei dem die Anzahl der Pixel in einer horizontalen Zeile des Chrominanzdifferenzsignals die Hälfte derjenigen des Luminanzsignals ist, entsprechen in anderen Fällen, z.B. wenn die Anzahl der Pixel in einer horizontalen Zeile des Chrominanzdifferenzsignals 1/4 derjenigen des Luminanzsignals ist oder wenn die Anzahl der horizontalen Pixel und derjenigen der vertikalen Pixel des Chrominanzdifferenzsignals beide die Hälfte derjenigen der Luminanzsignale sind, vier rechtwinklige Einheiten des Luminanzsignals einer rechtwinkligen Einheit des Chrominanzdifferenzsignals.
Fig. 5 stellt ein Blockdiagramm des digitalen Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabegeräts der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine digitale VTR vom Drehkopftyp zum Aufzeichnen und zum Wiedergeben von Signalen auf und von einem magnetischen Band durch Unterteilung des Schirms in rechtwinklige Einheiten hinsichtlich einer Bitratenreduktion, wie in der vorstehend erwähnten, ersten Ausführungsform.
In Fig. 5 sind die jeweiligen Blöcke von 11 bis 22 dieselben wie diejenigen der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform, so daß die Erläuterung davon weggelassen wird. Das, was gegenuber der ersten Ausführungsform unterschiedlich ist, sind die Aufzeichnungsköpfe 23 und die Wiedergabeköpfe 24. Dort sind zwei Aufzeichnungsköpfe 23 und zwei Wiedergabeköpfe 24 vorgesehen und die zwei Kanalbereiche davon werden gleichzeitig parallel auf dem magnetischen Band aufgezeichnet und wiedergegeben.
Hinsichtlich des digitalen Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabegeräts dieser Ausführungsform, das wie vorstehend gebildet ist, wird die Betriebsweise davon nachfolgend erläutert.
Beim Aufzeichnen werden die digitalen Videosignale so angeordnet, daß die Pixeldaten auf dem Bildschirm in rechtwinkligen Einheiten durch den Formatbildner 11 formatiert werden und zu dem Zurückordnungsspeicher 12 eingegeben werden. Fig. 5 zeigt eine Ansicht, die ein Verfahren zum Unterteilen der rechtwinkligen Einheit auf dem Bildschirm darstellt. In dieser Ausführungsform, die in Fig. 6 dargestellt ist, wird der Bildschirm in 6 Bereiche unterteilt, die jeweils mit A, B, C, D, E und F bezeichnet sind. Und jeder Bereich wird weiterhin in rechtwinklige Einheiten unterteilt und die rechtwinkligen Einheiten in jedem Bereich sind mit den Bezeichnungen AR1, AL1, AR2, AL2, ..., wie in der Figur angegeben, versehen. In dem Zurückordnungsspeicher 12 werden die Videosignale auf einer rechtwinkligen Einheit durch eine rechtwinklige Einheitenbasis zurück angeordnet, so daß zwei fortlaufende, rechtwinklige Einheiten in Reihenfolge von jedem Bereich herausgenommen werden, wie beispielsweise AR1, AR2, BR1, BR2, ... FR1, FR2, auch AL1, AL2, BL1, BL2, ... FL1, FL2, und weiterhin AR3, AR4, BR, BR4, ..., und dergleichen. Die Videosignale in jeder rechtwinkligen Einheit werden zu dem orthogonalen Umformer 13 eingegeben, wo sie der Orthogonal-Transformation unter Verwendung eines Verfahrens einer Hadamard-Transformation oder einer diskreten Cosinus-Transformation unterworfen werden, nachdem sie einer variablen Längencodierung entsprechend der Informationsmenge in jeder rechtwinkligen Einheit in dem variablen Längencode-Codierer 14 unterworfen werden. Bei der variablen Längencodierung wird die Datenmenge gemäß der Größe der Information in der rechtwinkligen Einheit bestimmt und eine Bitratenreduktion wird durch Abkürzen der Datenmenge als Ganzes ausgeführt. Obwohl die Codelänge der Informationen in jeder rechtwinkligen Einheit variabel ist, wird in der Blockbildungseinrichtung 15 eine Vielzahl rechtwinkliger Einheiteninformationen gesammelt, um einen Block mit festgelegter Länge zu bilden. In dieser Ausführungsform ist ein geeignetes Verfahren dasjenige, wo ein Block mit festgelegter Länge durch 12 rechtwinklige Einheiten von AR1, AR2, BR1, BR2, ... FR1, FR2 gebildet wird und ein anderer Block mit festgelegter Länge durch 12 rechtwinklige Einheiten von AL1, AL2, BL1, BL2, ... FL1, FL2 gebildet wird. In der vorstehenden Signifikanz stellen R und L die Kanalidentifikationen für die Aufzeichnungsköpfe und die Wiedergabeköpfe dar, die jeweils in zwei Kanälen vorgesehen sind, und jede Ziffer stellt die Zahl der Blöcke dar, die auf jedem Kanal aufgezeichnet werden soll. Durch die Bildung wie vorstehend ist die Position jeder rechtwinkligen Einheit in einem Block auf dem Bildschirm so, daß jede benachbarten zwei rechtwinkligen Einheiten voneinander separiert werden, allerdings zwischen den Blöcken der Kanäle, die gleichzeitig parallel auf dem Band aufgezeichnet werden, gegenseitig entsprechende rechtwinklige Einheiten in den benachbarten Blöcken in benachbarten Positionen auf dem Bildschirm vorhanden sind. Demgemäß ist hinsichtlich jedes Blocks mit festgelegter Länge die Informationsmenge weniger dazu geeignet, daß sie unausbalanciert wird, und demgemäß kann die Effektivität der variablen Längencodierung verbessert werden.
Die im Block formatierten Daten werden zusätzlich mit einem Fehlerkorrekturcode durch den Fehlerkorrekturcode-Codierer 16 versehen und in digitaler Form auf dem magnetischen Band 17 aufgezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt werden die Daten entsprechend zwei Blöcken mit festgelegter Länge (Blöcke, die durch das vorstehend erwähnte R und L bezeichnet sind) gleichzeitig parallel durch die zwei Aufzeichnungsköpfe 23 aufgezeichnet.
Bei der Wiedergabe werden die digitalen Signale gleichzeitig parallel von dem magnetischen Band 17 unter Verwendung von zwei Wiedergabeköpfen 24 ermittelt und die Fehler, die in dem Band-Kopf-Teil gebildet sind, werden durch die Fehlerkorrigiereinrichtung 18 korrigiert. Wenn die aufgezeichneten Signale einer variablen Längencodierung unterworfen werden, werden die komprimierten Code durch den variablen Längencode-Codierer 19 wiederhergestellt. Die decodierten Signale werden zu den digitalen Videosignalen durch den inversen, orthogonalen Umwandler 20 wiederhergestellt. Da an diesem Punkt die Signale auf der Basis der rechtwinkligen Einheiten zurück angeordnet werden, werden die Eingangs- und Ausgangsadressen des Speichers so gesteuert, um die Zurückordnung der Daten umgekehrt zu der Wiederaufzeichnungsseite durch den Zurückordnungsspeicher 21 vorzunehmen. Die zurück angeordneten Signale werden als reproduzierte, digitale Signale in derselben Reihenfolge einer Sequenz wie diejenigen der Videosignale durch den Entformatbildner 22 ausgegeben.
Bei der Hochgeschwindigkeitsreproduktion in der digitalen VTR eines Typs zum Aufzeichnen von zwei Kanälen gleichzeitig, wie in dieser Ausführungsform, ist ein Beispiel der Relation zwischen der Spur, die auf dem Band aufgezeichnet ist, und der Stelle, durch die die zwei wiedergebenden Köpfe 24 hindurchführen, in Fig. 7 dargestellt. Bei der Hochgeschwindigkeitsreproduktion sind die zwei wiedergebenden Köpfe 24 zu der Drehtrommel so, um schräg eine Mehrzahl von Spuren gleichzeitig zu überqueren.
Hier werden, da die Blöcke, die gemeinsam durch die benachbarten, rechtwinkligen Einheiten auf dem Schirm gebildet sind, auf zwei Spuren aufgezeichnet sind, die gleichzeitig durch die zwei Aufzeichnungsköpfe 23 bei der Aufzeichnung aufgezeichnet sind (z.B. R und L in der Figur), wenn die Wiedergabeköpfe 24 die zwei Spuren (R und L) überqueren, die Blöcke, die gemeinsam durch die benachbarten, rechtwinkligen Einheiten auf dem Schirm gebildet sind, immer gleichzeitig ermittelt und wiedergegeben. Demzufolge kann gemäß dieser Ausführungsform, gerade bei einer Hochgeschwindigkeitswiedergabe, der Schirmbereich weit und kontinuierlich reproduziert werden und eine Mosaikbildung auf dem Schirm in der rechtwinkligen Einheit kann vermieden werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, besteht gemäß dieser Ausführungsform, da die Mehrzahl rechtwinkliger Einheiten, die in einem Block mit festgelegter Länge enthalten sind, an zueinander separaten Positionen auf dem Schirm durch die benachbarten zwei rechtwinkligen Einheiten enthalten sind, eine geringe Tendenz für die Informationsmenge in jedem Block mit festgelegter Länge, eine Abweichung zu bewirken, wenn die rechtwinkligen Einheiten einer variablen Längencodierung unterworfen werden, was zu einer Verbesserung in der Effektivität der Kompression führt. Weiterhin kann, da die angrenzenden, rechtwinkligen Einheiten auf dem Schirm immer zwischen den Blöcken enthalten sind, die auf den zwei Blöcken liegen, die gleichzeitig parallel aufgezeichnet und wiedergegeben werden, eine Kontinuität eines Bilds auf dem Schirm gerade während der Hochgeschwindigkeitswiedergabe sichergestellt werden und ein unter hohen Geschwindigkeiten reproduziertes Bild, das leicht visuell zu sehen ist, kann erhalten werden.
In dieser Ausführungsform kann auch die Anzahl der rechtwinkligen Einheiten, die aus einem Bereich herausgenommen wird, frei, wie bei der ersten Ausführungsform, ausgewählt werden.
Auch ist in dem Fall der gleichzeitigen Aufzeichnung und Wiedergabe der Mehrzahl Kanäle, wie in dieser Ausführungsform, das vorstehend angegebene Verfahren in Relation zu der Blockbildung des Luminanzsignals und des Chrominanzdifferenzsignals effektiv. Durch Durchführung der Blockformation, so daß die Luminanzsignale und die Chrominanzdifferenzsignale, die auf derselben Position auf dem Schirm liegen, in Blöcken existieren, die, gleichzeitig parallel durch die Mehrzahl Kanäle aufgezeichnet, wiedergegeben werden, können die Luminanzsignale und die Chrominanzdifferenzsignale, die auf derselben Position auf dem Bildschirm liegen, gleichzeitig bei einer Hochgeschwindigkeitswiedergabe wiedergegeben werden, um eine Verbesserung in der Qualität der Bildschirmanzeige bei der Reproduktion zu liefern.
Weiterhin ist in dieser Ausführungsform eine Bildung einer gleichzeitigen Aufzeichnung und Wiedergabe von zwei Kanälen dargestellt worden. Allerdings kann, desto größer die Anzahl der Kanäle ist, eine desto höhere Kontinuität des Bilds auf dem Bildschirm bei der Hochgeschwindigkeitswiedergabe erhalten werden, um einen größeren Effekt zu liefern. Auch wird, wie in der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform, durch kontinuierliches Aufzeichnen der Blöcke mit festgelegter Länge in der Reihenfolge der Blocknummern, wie in Fig. 6, gerade in demselben Kanal, d.h. auf derselben Spur auf dem Band, eine Kontinuität des Bildschirms verbessert werden, um einen weiteren Effekt zu liefern.
Weiterhin wird in der ersten und der zweiten Ausführungsform eine Orthogonal-Transformation als die Kompressionseinrichtung verwendet, allerdings können andere Einrichtungen zur Codierung des Bildschirms in einer rechtwinkligen Einheit angewandt werden. Obwohl die digitale VTR eines Drehkopftyps beschrieben worden ist, kann eine Platte bzw. Disk ebenfalls verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, können gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl die Effektivität der Bitratenreduktion des Videosignals als auch die Bildschirmanzeigequalität bei der Hochgeschwindigkeitswiedergabe von dem Aufzeichnungsmedium gleichzeitig zufriedengestellt werden und deren praktischer Effekt ist signifikant.

Claims

1. Digitales Videosignalaufzeichnungsgerät, das aufweist:

eine Formatiereinrichtung (11) zum Formatieren eines digitalen Videoeingangssignals in eine Vielzahl sequentiell angeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten, von denen jede eine Gruppe aus einer vorbestimmten Anzahl von Bildelementendaten ist, die eine Abbildung in einem entsprechenden einer Mehrzahl gleich unterteilter, rechtwinkliger Flächenbereiche auf einem Anzeigebildschirm darstellt;

eine Zurückanordnungseinrichtung (12) zum Unterteilen der Mehrzahl sequentiell angeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten in eine Mehrzahl von Gruppen, von denen jede eine Abbildung in einem einer Mehrzahl gleich unterteilter Bereiche des Anzeigebildschirms darstellt, und zum Zurückordnen der Mehrzahl sequentiell angeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten in eine Mehrzahl von Blöcken zurückgeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten;

eine Codiereinrichtung (13, 14) zum Codieren jeder der zurückgeordneten, rechtwinkligen Einheitsdaten in einen rechtwinkligen Einheitscode, um eine Mehrzahl von Blöcken rechtwinkliger Einheitscode zu erhalten;

eine einen Block formende Einrichtung (15) zum Formen einer Mehrzahl von Blöcken rechtwinkliger Einheitscode jeweils in eine Mehrzahl Blöcke festgelegter Länge rechtwinkliger Einheitscode; und

eine Aufzeichnungseinrichtung (25, 23) zum Aufzeichnen der Mehrzahl von Blöcken festgelegter Länge auf einem Aufzeichnungsmedium,

gekennzeichnet dadurch, daß die Zurückordnungseinrichtung (12) eine Einrichtung zum Zurückordnen der Mehrzahl sequentiell angeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten in die Mehrzahl der Blöcke zurückgeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten aufweist, so daß jeder Block durch eine Mehrzahl von Sätzen rechtwinkliger Einheitsdaten gebildet wird, wobei diese Sätze jeweils aus der Mehrzahl von Gruppen der rechtwinkligen Einheitsdaten genommen werden, und daß alle benachbarten zwei Blöcke an entsprechenden Positionen darin Sätze von rechtwinkligen Einheitsdaten enthalten, die Abbildungen darstellen, die benachbart zueinander auf dem Anzeigebildschirm vorhanden sind,

daß die Blockbildungseinrichtung (15) eine Einrichtung zum Bilden der Mehrzahl Blöcke rechtwinkliger Einheitsdaten jeweils in die Mehrzahl der Blöcke mit festgelegter Länge der rechtwinkligen Einheitscode aufweist derart, daß alle benachbarten zwei Blöcke mit festgelegter Länge der Mehrzahl Blöcke festgelegter Länge an entsprechenden Positionen darin rechtwinklige Einheitscode enthalten, die Abbildungen in rechtwinkligen Flächenbereichen entsprechen, die benachbart zueinander auf dem Anzeigebildschirm vorhanden sind, und

daß die Aufzeichnungseinrichtung (25, 23) eine Einrichtung zum Aufzeichnen der Mehrzahl der Blöcke mit festgelegter Länge auf dem Aufzeichnungsmedium aufweist, derart, daß alle benachbarten zwei Blöcke mit festgelegter Länge so aufgezeichnet werden, daß sie benachbart zueinander auf dem Aufzeichnungsmedium vorhanden sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, das weiterhin aufweist:

eine Wiedergabeeinrichtung (26, 24) zur Wiedergabe der aufgezeichneten Blöcke mit festgelegter Länge von dem Aufzeichnungsmedium;

eine Decodiereinrichtung (19, 20) zum Decodieren jedes der wiedergegebenen, rechtwinkligen Einheitscode, um eine Mehrzahl reproduzierter, rechtwinkliger Einheitsdaten zu erhalten;

eine inverse Zurückordnungseinrichtung (21) zum Zurückordnen der Mehrzahl von reproduzierten, rechtwinkligen Einheitsdaten in einer inversen Ordnung zu derjenigen der Zurückordnungseinrichtung, um eine Mehrzahl von sequentiell angeordneten, reproduzierten, rechtwinkligen Einheitsdaten zu erhalten; und

eine Entformatiereinrichtung (22) zum Entformatieren der Mehrzahl sequentiell angeordneter, reproduzierter, rechtwinkliger Einheitsdaten in eine Mehrzahl sequentiell angeordneter Pixeldaten, um dadurch ein reproduziertes, digitales Videosignal zu erhalten.

3. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Zurückordnungseinrichtung (12) eine Einrichtung zum Bilden jedes der Mehrzahl Sätze rechtwinkliger Einheitsdaten durch eine vorbestimmte Anzahl von kontinuierlichen, rechtwinkligen Einheitsdaten der Mehrzahl sequentiell angeordneter, rechtwinkliger Einheitsdaten, die Abbildungen in einer vorbestimmten Anzahl kontinuierlicher, rechtwinkiger Flächenbereiche auf dem Anzeigebildschirm darstellen, aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Zurückordnungseinrichtung (12) eine Einrichtung zum Bilden jedes der Mehrzahl der Sätze rechtwinkliger Einheitsdaten durch Luminanzsignaldaten und zwei Arten von Chrominanzdifferenzsignaldaten, die eine Farbabbildung in einem rechtwinkligen Flächenbereich auf dem Anzeigebildschirm darstellen, aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Aufzeichnungseinrichtung (23) eine Mehrkanalaufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen einer vorbestimmten Anzahl von Blöcken mit festgelegter Länge parallel auf parallelen Aufzeichnungsspuren des Aufzeichnungsmediums aufweist derart, daß benachbarte zwei Blöcke mit festgelegter Länge auf Aufzeichnungsspuren aufgezeichnet werden, die benachbart zueinander auf dem Aufzeichnungsmedium sind.

6. Gerät nach Anspruch 5, das weiterhin aufweist:

eine Mehrkanal-Wiedergabeeinrichtung (24) zum Wiedergeben der vorbestimmten Anzahl von Blöcken mit festgelegter Länge parallel von den parallelen Aufzeichnungsspuren des Aufzeichnungsmediums, um reproduzierte, rechtwinklige Einheitscode zu erhalten;

eine Decodiereinrichtung (19, 20) zum Decodieren jedes der reproduzierten, rechtwinkligen Einheitscode, um eine Mehrzahl reproduzierter, rechtwinkliger Einheitsdaten zu erhalten;

eine inverse Zurückordnungseinrichtung (21) zum Zurückordnen der Mehrzahl reproduzierter, rechtwinkliger Einheitsdaten in einer inversen Reihenfolge zu derjenigen der Zurückordnungseinrichtung, um eine Mehrzahl sequentiell angeordneter, reproduzierter, rechtwinkliger Einheitsdaten zu erhalten; und