DE69233538T2 - Gerät zur Verarbeitung von bandkomprimierten Signalen für Aufnahme/Wiedergabe - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung, um ein gutes Bild insbesondere in dem schnellen Wiedergabe- bzw. Reproduktionsmodus aus bandkomprimierten Signalen leicht wiederzugeben bzw. zu reproduzieren. Ferner bezieht sich diese Erfindung auf eine Vorrichtung, die Signale für eine lange Zeitperiode in einem breiten Band aufzeichnen kann, das für ein Hochauflösungsfernsehen oder dergleichen verwendet wird.
  • Wie allgemein bekannt ist, wurden verschiedene Verfahren untersucht, die die digitale Übertragung von Videosignalen erzielen. Zu diesen Übertragungsverfahren gehören: ein Verfahren, das ein Codierschema mit variabler Länge verwendet, und ein Verfahren, bei dem eine Intea-Frame-Codierung und eine Inter-Frame-Codierung durchgeführt werden, um eine Bandkomprimierung zu bewirken. Das Verfahren, bei dem eine Intra-Frame-Codierung und eine Inter-Frame-Codierung durchgeführt werden, um eine Bandkomprimierung zu bewirken, ist eine Bandkomprimierungstechnik, wie beispielsweise in "Digital compatible HD-TV Broadcast system", Woo Paik, IEEE Trans. on Broadcasting, Bd. 36, Nr. 4, Dezember 1990, offenbart ist. Die kennzeichnenden Merkmale dieser Technik werden nachstehend beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt ist, wird ein an einen Eingangsanschluß 11 geliefertes Videosignal an eine Subtrahierschaltung 12 und eine Bewegungsauswertungsschaltung 13 geliefert. Dann führt die Subtrahierschaltung 12 eine Subtraktion aus (die später beschrieben wird), wobei eine Ausgabe erzeugt wird. Die Ausgabe von der Subtrahierschaltung 12 wird in eine DCT (discrete cosine transformation)-Schaltung 14 eingegeben. Die DCT-Schaltung 14 empfängt Daten in Einheiten von Blöcken, wobei jeder aus 8 Pixel in der horizontalen Richtung × 8 Pixel in der vertikalen Richtung (8 × 8 Pixel = 64 Pixel) besteht. Sie transformiert ein Pixel-Array von einer Zeitachsenregion in eine Frequenzregion, wodurch Koeffizienten erhalten werden. Ein Quantisierer 15 quantisiert die Koeffizienten. Der Quantisierer 15 weist 32 unterschiedliche Quantisierungstabellen auf. Er quantisiert jeden Koeffizienten gemäß einer ausgewählten Tabelle der Quantisierungstabellen. Die Quantisierungstabellen sind in dem Quantisierer 15 angeordnet, damit die Erzeugungs- und Übertragungsmengen von Information innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fallen können.
  • Die von dem Quantisierer 15 ausgegebenen Koeffizientendaten werden in Einheiten von Blöcken von einer Niederfrequenz-Region zu einer Hochfrequenz-Region zickzackmäßig abgetastet. Sie werden dann in einen Codierer variabler Länge 16 eingegeben, um in einen Code variabler Länge umgewandelt zu werden, der durch die Anzahl der kontinuierlichen Null-Koeffizienten (Lauflänge) und einen Nicht-Null-Koeffizienten gebildet wird, die ein Koeffizientenpaar bilden. Der Codierer 16 ist ein Codierer variabler Länge, der vorgesehen ist, um die Codelänge gemäß der Frequenz, bei der Huffman-Codes und dergleichen auftreten, zu ändern. Die mit variabler Länge codierten Daten werden an eine FIFO (first-in/first-out)-Schaltung 17 eingegeben und daraus mit einer vorbestimmten Rate ausgegeben. Sie werden nachfolgend mittels eines Ausgangsanschlusses 18 an einen (nicht gezeigten) Multiplexer geliefert, der an der nächsten Stufe vorgesehen ist und dazu bestimmt ist, um ein Steuersignal, Audiodaten, Sync-Daten (SYNC), NMP (das später beschrieben wird) und dergleichen zu multiplexen. Die Daten werden dann auf einen Übertragungsweg geschickt. Die FIFO-Schaltung 17 dient als ein Puffer zum Aufheben der Differenz zwischen der Menge von erzeugten Codes und der Menge von übertragenen Codes. Diese Differenz ergibt sich, da die Ausgaberate des Codierers variabler Länge 16 variabel ist, wohingegen die Übertragungsrate auf dem Übertragungsweg fest eingestellt ist.
  • Dann wird die Ausgabe von dem Quantisierer 15 in einen inversen Quantisierer 19 eingegeben. Der Quantisierer 19 führt dann eine inverse Quantisierung der Ausgabe des Quantisierers 15 durch und erzeugt eine Ausgabe. Die Ausgabe des inversen Quantisierers 19 wird in eine inverse DCT-Schaltung 20 eingegeben. Die Schaltung 20 stellt aus der Ausgabe das ursprüngliche Signal wieder her. Das Signal wird über einen Addierer 21 in eine Frame-Verzögerungsschaltung 22 eingegeben, wobei die Ausgabe derselben an eine Bewegungskompensationsschaltung 23 und eine Bewegungsauswertungsschaltung 13 geliefert wird.
  • Die Bewegungsauswertungsschaltung 13 vergleicht das Eingangssignal von dem Eingangsanschluß 11 mit dem Ausgangssignal von der Bewegungskompensationsschaltung 23, wodurch die Gesamtbewegung eines entsprechenden Bildes erfaßt wird und die Phasenlage des von der Bewegungskompensationsschaltung 23 ausgegebenen Signals gesteuert wird. Wenn das Bild ein Standbild ist, wird eine Kompensation durchgeführt, damit das aktuelle Bild und das um einen Frame davor befindliche Bild miteinander koinzidieren. Die Ausgabe von der Bewegungskompensationsschaltung 23 wird in die Subtrahierschaltung 12 mittels eines Schalters 24 geliefert und wird ferner von dem Addierer 21 an die Frame-Verzögerungsschaltung 22 durch einen Schalter 25 zurückgespeist.
  • Nachstehend wird der Grundbetrieb des obigen Systems beschrieben. Der Grundbetrieb des Systems umfaßt eine Intra-Frame-Codierung und eine Inter-Frame-Codierung. Die Intra-Frame-Codierung wird wie folgt durchgeführt. Während dieser Verarbeitung bleiben sowohl der Schalter 24 als auch der Schalter 25 ausgeschaltet. Ein in den Eingangsanschluß 11 eingegebenes Videosignal wird durch die DCT-Schaltung 14 von einer Zeitachsenregion in eine Frequenzregion transformiert und durch den Quantisierer 15 quantisiert. Das quantisierte Signal ist mit variabler Länge codiert und wird durch die FIFO-Schaltung 17 an den Übertragungsweg ausgegeben. Das ursprüngliche Signal wird aus dem quantisierten Signal durch den inversen Quantisierer 19 und die inverse DCT-Schaltung 20 wiederhergestellt und wird durch die Frame-Verzögerungsschaltung 22 verzögert. Das heißt, daß die Intra-Frame-Codierung einer Verarbeitung einer direkten Umwandlung der Information eines Eingangsvideosignals in einen Code variabler Länge gleichwertig ist. Diese Intra-Frame-Codierung wird in einem geeigneten Zyklus durchgeführt, beispielsweise für jeden Szenenwechsel eines Eingangsvideosignals oder in Einheiten von vorbestimmten Blöcken. Eine periodische Intra-Frame-Verarbeitung wird später beschrieben.
  • Die Inter-Frame-Codierung wird nun beschrieben. Um diese Verarbeitung zu starten, werden sowohl der Schalter 24 als auch der Schalter 25 eingeschaltet. Als Ergebnis erzeugt die Subtrahierschaltung 12 ein Differenzsignal, das die Differenz zwischen einem Eingangsvideosignal und einem um einen Frame davor befindlichen Videosignal darstellt. Dieses Differenzsignal wird in die DCT-Schaltung 14 eingegeben und wird durch diese von einer Zeitachsenregion in eine Frequenzregion transformiert. Das Signal wird dann durch den Quantisierer 15 quantisiert. Der Addierer 21 addiert das Differenzsignal und das Videosignal, wobei ein Summensignal erzeugt wird. Das Summensignal wird in die Frame-Verzögerungsschaltung 22 eingegeben. Die Frame-Verzögerungsschaltung 22 erzeugt ein prädiktives Videosignal, das das Eingangsvideosignal, aus dem das Differenzsignal zu erzeugen ist, vorhersagt. Das prädiktive Videosignal wird in die Bewegungskompensationsschaltung 23 eingegeben.
  • 2 zeigt zu dem Übertragungsweg gesendete Zeilensignale. Diese Signale wurden durch Durchführen einer Intra-Frame-Codierung und einer Inter-Frame-Codierung an einem Videosignal, das als ein hochauflösendes Fernsehsignal verwendet wird, in der oben beschriebenen Art und Weise erhalten. Jedes Zeilensignal befindet sich auf dem Übertragungsweg. Es wurde durch Multiplexen eines Steuersignals, eines Audiosignals, eines Sync-Signals (SYNC), eines Systemsteuersignals, eines NMP und dergleichen erhalten. Bei (a) in 2 ist das erste Zeilensignal gezeigt. Ein Signal der dem ersten Zeilensignal nachfolgenden anderen Zeilensignalen ist bei (b) in 2 gezeigt.
  • Wenn dieses Videosignal durch Intra-Frame-Codierung erhalten wurde, kann ein geeignetes Videosignal durch Durchführen einer inversen Konversion an dem Videosignal erzeugt werden. Wenn dieses Videosignal einer Inter-Frame-Codierung unterzogen wurde, wird die inverse Konvertierung des Signals ein Differenzsignal reproduzieren. Wenn ein Videosignal (oder ein prädiktives Videosignal), das ein Frame vor dem aktuellen Frame wiedergegeben bzw. reproduziert wurde, zu diesem Differenzsignal addiert wird, kann ein geeignetes Videosignal wiedergegeben bzw. reproduziert werden.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen System wird die gesamte durch ein Signal dargestellte Information, die einer Intra-Frame-Codierung unterzogen wurde, einer variablen Längencodierung unterzogen und Signale, die in den nachfolgenden Frames einer Inter-Frame-Codierung unterzogen wurden, stellen Differenzinformation dar, wodurch eine Bandkomprimierung verwirklicht wird.
  • Die durch das Bandkomprimierungssystem zu verarbeitenden Sätze von Pixeln werden nachstehend definiert:
    Block: Ein Block besteht aus einem 64-Pixel-Bereich, der aus 8 Pixeln in der horizontalen Richtung × 8 Pixeln in der vertikalen Richtung gebildet ist.
  • Superblock: Ein Superblock ist ein Bereich eines Luminanzsignals, der aus vier Blöcken in der horizontalen Richtung und zwei Blöcken in der vertikalen Richtung gebildet wird. Dieser Bereich umfaßt einen Block eines Farbdifferenzsignals U und einen Block eines Farbdifferenzsignals V. Die durch die Bewegungsauswertungsschaltung 13 erhaltenen Bildbewegungsvektoren werden in Einheiten von Superblöcken eingestellt.
  • Makroblock: Ein Makroblock wird durch 11 Superblöcke in der horizontalen Richtung gebildet. Wenn Codes zu übertragen sind, werden DCT-Koeffizienten in einem Block in Codes transformiert, die durch die Zahl von kontinuierlichen Null-Koeffizienten und die Amplituden der Nicht-Null-Koeffizienten bestimmt und in Gruppen übertragen werden. Ein Blockendesignal wird dem Endabschnitt jedes Blocks hinzugefügt. Die durch eine Bewegungskompensation in Einheiten von Superblöcken erhaltenen Bewegungsvektoren werden addiert und in Einheiten von Makroblöcken übertragen.
  • Im folgenden werden Merkmale, die speziell mit den in 2 gezeigten Übertragungssignalen verbunden sind, ausführlicher beschrieben. Das Sync-Signal (SYNC) der ersten Zeile ist mit einem in einem Decodierer gespeicherten Frame-Sync-Signal identisch. Alle Timing-Signale für den Decodierer werden aus einem Sync-Signal pro Frame erzeugt. Das NMP-Signal der ersten Zeile gibt die Anzahl der Videodatenelemente an, die von dem Ende des ersten Zeilensignals zu einem Makroblock des nächsten Frame gezählt werden. Da Codes mittels eines adaptiven Umschaltens von Intra-Frame-Codierung und Inter-Frame-Codierung erzeugt werden, unterscheidet sich die Anzahl der Codes für jeden Frame von derjenigen für jeden anderen Frame, und die Positionen der Codes variieren. Aus diesem Grund gibt das NMP-Signal die Positionen von Codes an, die einem Frame entsprechen.
  • Eine periodische Intra-Frame-Verarbeitung wird durchgeführt, um einen Fall zu bewältigen, bei dem ein Anwender einen Kanal wechselt. Wie oben beschrieben bilden bei diesem Bandkomprimierungssystem 11 Superblöcke in der horizontalen Richtung einen Makroblock, und 44 Superblöcke werden in einem Frame in der horizontalen Richtung angeordnet. Das heißt, daß vier Makroblöcke in der horizontalen Richtung und 60 Makroblöcke in der vertikalen Richtung existieren. Folglich sind insgesamt 240 Makroblöcke in einem Frame vorhanden. Wie in den 3 und 4 gezeigt, erfolgt bei dem Bandkomprimierungssystem ein Auffrischen bzw. Refreshing jedes vertikalen Arrays von Superblöcken in Einheiten von vier Makroblöcken, und auch ein Refreshing aller Superblöcke für eine Zeitperiode von 11 Frames. Das heißt, wenn die aufgefrischten Superblöcke von 11 Frames akkumuliert sind, kommt die Intra-Frame-Codierung in allen Bereichen, wie in 4(d) gezeigt, zum Abschluß. Somit wird im normalen Wiedergabemodus, beispielsweise eines VTR (video tape recorder), die oben beschriebene Intra-Frame-Codierung für eine Zeitperiode von 11-Frames durchgeführt, wobei wiedergegebene Bilder ohne Probleme gesehen werden können.
  • Vor jedem der oben beschriebenen Makroblöcke werden Kopfdaten eingefügt. Diese Kopfdaten umfassen eine Sammlung der Bewegungsvektoren der jeweiligen Superblöcke, Feld/Frame-Bestimmungsdaten, PCM/DPCM-Bestimmungsdaten, Quantisierungsniveaus und dergleichen.
  • Das oben beschriebene Bandkomprimierungssystem wird als ein Codierer zur Bandkomprimierung eines Fernsehsignals verwendet. Am Empfangsende wird von einem Decodierer Gebrauch gemacht, der dem Codierer entspricht. Es sei ein Fall betrachtet, bei dem das oben beschriebene Übertragungssignal durch einen VTR aufgezeichnet wird. Ein allgemeiner VTR verwendet ein Aufzeichnungsschema, bei dem ein Einfeld-Videosignal in einen Code festgelegter Länge umgewandelt wird, um eine vorbestimmte Informationsmenge zu erzeugen. Diese Information wird auf X Spuren (X ist eine positive ganze Zahl) aufgezeichnet.
  • Um ein durch das Bandkomprimierungssystem erhaltenes Signal direkt mittels des VTR aufzuzeichnen und wiederzugeben, muß ein Code variabler Länge als ein Code durch Intra-Frame-Codierung und Inter-Frame-Codierung verarbeitet werden. In diesem Fall ist die Stelle, an der ein periodisch Intra-Frame-codierter Code aufzuzeichnen ist, nicht festgelegt. Daher werden aufgefrischt belassene Blöcke schnellen Wiedergabemodus erzeugt.
  • 5 zeigt ein Spurenmuster, das gebildet wird, wenn das Signal, das in der oben beschriebenen Art und Weise mit variabler Länge codiert ist, auf einem Magnetband 26 in einer spiralförmigen Richtung aufgezeichnet wird. In den Spurenmustern T1 bis T11 geben dicke Linien Positionen an, an denen Frames F1 bis F11 umgeschaltet werden. Die Umschaltpositionen der Frames F1 bis F11 sind nicht miteinander ausgerichtet. Dies liegt daran, daß die aufgezeichneten Daten nicht durch ein Codierung variabler Länge erstellt wurden. Da alle Spurenmuster T1 bis T11 des Magnetbandes 26 sequentiell durch einen Magnetkopf abgetastet werden, kann im normalen Wiedergabemodus des VTR ein geeignetes Videosignal problemlos durch Decodieren der Wiedergabeausgabe bzw. Reproduktionausgabe unter Verwendung eines Decodierers wiedergegeben bzw. reproduziert werden. Mit anderen Worten können im normalen Wiedergabemodus alle die durch eine Intra-Frame-Codierung und eine Inter-Frame-Codierung verarbeiteten und auf dem Magnetband 26 aufgezeichneten Codes wiedergegeben werden, so daß ein geeignetes Bild unter Verwendung aller Codes gebildet werden kann.
  • In dem VTR werden jedoch in manchen Fällen nur beschränkte Spuren wiedergegeben, wie in dem Fall, in dem der VTR in einem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit betrieben wird, d.h. einen speziellen Wiedergabemodus. In dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit springt der Magnetkopf über Spuren, um aufgezeichnete Signale aufzunehmen. Wenn die auf den Spuren aufgezeichneten Intra-Frame-codierten Signale sequentiell wiedergegeben werden, werden keine Probleme entstehen. Wenn jedoch auf den Spuren aufgezeichnete Inter-Frame-codierte Signale wiedergegeben werden, können Bilder nur aus Differenzsignalen wiedergegeben werden.
  • 6 zeigt die Spuren X1 bis X11, entlang derer sich der Magnetkopf in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit bewegt. Wie in 6 gezeigt ist, werden die Intra-Frame-codierten Signale auf Frames F1 bis F24 getrennt aufgezeichnet. Die Position eines innerhalb eines Frame wiedergegebenen Intra-Frame-codierten Abschnitts ist daher unbestimmt. Die Intra-Frame-codierten Signale, die in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit wiedergegeben werden können, sind bei (a) bis (h) in 7 und bei (a) bis (c) in 8 gezeigt. Wenn die Signale für 11 Frames akkumuliert sind, wie in bei (d) in Fig. gezeigt, gibt es Teile, in denen keine durch eine periodische Intra-Frame-Codierung erhaltenen Codes vorhanden sind (das heißt, aufgefrischte bzw. refreshed Superblöcke sind nicht vorhanden), womit Abschnitte erzeugt werden, in denen wiedergegebene bzw. reproduzierte Bilder nicht gebildet werden können.
  • Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Situation durchgeführt und hat als ihre Aufgabe, einen bandkomprimierten Signalaufzeichnungs-/Wiedergabeprozessor bereitzustellen, der ohne weiteres ein gut wiedergegebenes Bild in einem schnellen Wiedergabevorgang erhalten kann.
  • Erfindungsgemäß wird ein bandkomprimierter Signalaufzeichnungs-/Wiedergabeprozessor gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Die WO-A-91 00671 und Yamamitsu C., u.a.: "A Study of Trick Plays for Digital VCA", IEEE Transactions on Consumer Electronics, US, IEEE INC., New York, Bd. 37, Nr. 3, 1. August 1991 (1991-08-01), Seiten 261 bis 266, XP000263194 ISSN: 0098-3063, zeigt jeweilige Aufzeichnungs-/Wiedergabeverarbeitungsvorrichtungen für bandkomprimierte Signale mit Intra-Frame-codierten Signalen, die durch Intra-Frame-Codieren eines Eingangsvideosignals mittels Intra-Frame-Information erhalten werden, die in dem Videoeingangssignal enthalten ist, und Inter-Frame-codierten Signalen, die durch Inter-Frame-Codieren des Eingangsvideosignals mittels Inter-Frame-Information erhalten werden, die in dem Eingangsvideosignal erhalten ist.
  • Die Vorrichtung umfasst eine Aufzeichnungs-/Wiedergabeeinheit, mit: einem Aufzeichnungs-/Wiedergabeelement, einem Aufzeichnungsmittel zum sequenziellen Aufzeichnen der Intra-Frame-codierten Signale und der Inter-Frame-codierten Signale auf einem Band mit diskontinuierlichen Aufzeichnungsspuren mittels des Aufzeichnungs-/Wiedergabeelements, ein Wiedergabemittel zum sequenziellen Wiedergeben während der normalen Wiedergabe der Intra-Frame-Signale und der Inter-Frame-codierten Signal, wobei das Wiedergabemittel während eines speziellen Wiedergabemodus nur Intra-Frame-codierte Signale wiedergibt, die zuvor in bestimmten Regionen des Bandes aufgezeichnet wurden.
  • Außerdem offenbart Signal Processing and Image Communication, Bd. 2, Nr. 2, August 90, Herpel, u.a.: "Adaptation and Improvement of CCITT Reference Model 8 Video Coding for Digital Storage Media Application" ein weiteres digitales Speichermedium mit hoher Kapazität und die entsprechende Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung. Diese Veröffentlichung beschreibt einen Videocodec, der mit einer Bitrate von beispielsweise 1,15 Mbit/s für Netzvideo arbeitet. Er basiert auf einem hybriden DPCM-DCT-Schema des CCITT-Referenzmodells 8, das in der CCITT-Arbeitsgruppe X5 für Telekommunikationsanwendungen mit einer von 64 kbit/s bis 2 Mbit/s reichenden Bitrate optimiert wurde. Neue Bausteine wurden hinzugefügt, um Trickmodi zu implementieren und die subjektive Bildqualität zu verbessern. Periodisches Codieren der Frames in einem Intra-Frame-Modus stellt einen direkten Zugriff und somit schnelle Such- und Rückwärts-Wiedergabemerkmale bereit. Angepasste Coder-Steuerung, Zoom- und Pankompensierung, Halb-Pel-Genauigkeit von lokalen Bewegungsvektoren, Wichtung von Transformationskoeffizienten und Rauschverringerung in der Codierschleife werden ebenfalls vorgeschlagen.
  • Die US-A-5 040 061 offenbart eine komprimierte Videoaufzeichnungs- und Wiedergabetechnik, die Intra-Frame-Daten auf jeder Spur eines Aufzeichnungsmediums aufzeichnet, so dass in besonderen Wiedergabemodi Spursprünge angeordnet sind, wodurch nur Intra-Frame-Daten ausgelesen werden.
  • Diese Erfindung ist aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen:
  • 1 ein Blockdiagramm ist, das einen Bandkomprimierungs-Signalprozessor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ein Diagramm ist, das die Signale veranschaulicht, die von dem in 1 gezeigten Prozessor übertragen werden;
  • 3 die Auffrischblöcke bzw. Refresh-Blöcke in den Frames 1 bis 8 zeigt, die in dem normalen Wiedergabemodus des in 1 gezeigten Prozessors wiedergegeben werden können;
  • 4 die Refresh-Blöcke in den Frames 9 bis 11, die in dem normalen Wiedergabemodus des in 1 gezeigten Prozessors wiedergegeben werden können, und ferner die akkumulierten Refresh-Blöcke von 11 Frames zeigt;
  • 5 das Spurenmuster des Magnetbandes zeigt, das in dem in 1 gezeigten Prozessor verwendet wird;
  • 6 ein Diagramm ist, das die Spuren veranschaulicht, in denen der Magnetkopf sich im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit des in 1 gezeigten Prozessors bewegt;
  • 7 die Refresh-Blöcke in den Frames 1 bis 8 zeigt, die in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit des in 1 gezeigten Prozessors wiedergegeben werden können;
  • 8 ein Diagramm ist, das die Refresh-Blöcke in den Frames 9 bis 11, die in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit des in 1 gezeigten Prozessors wiedergegeben werden können, und ferner die akkumulierten Refresh-Blöcke von 11 Frames zeigt;
  • 9 ein Blockdiagramm ist, das den Abschnitt der Codiererseite eines weiteren Bandkomprimierungs-Signalprozessors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 10 ein Diagramm ist, das die Anordnung von Blöcken in einem Bild veranschaulicht;
  • 11 ein Diagramm ist, das Superblöcke erläutert;
  • 12 die Refresh-Blöcke in den Frames 1 bis 8 zeigt, die in dem in 9 gezeigten Prozessor wiedergegeben werden können;
  • 13 ein Diagramm ist, das die Refresh-Blöcke in den Frames 9 bis 11, die in dem in 9 gezeigten Prozessor wiedergegeben werden können, und ferner die akkumulierten Refresh-Blöcke von 11 Frames zeigt;
  • 14 ein Blockdiagramm ist, das die Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsbestimmungsschaltung zeigt, die in dem Prozeß von 9 aufgenommen ist;
  • 15 eine grafische Darstellung ist, die die Intra-Frame/Inter-Frame-Bestimmungsmerkmale der in 14 gezeigten Schaltung zeigt;
  • 16 ein Diagramm ist, das Superblockadressen veranschaulicht und erläutert, wie der Auffrischbetrieb bzw. Refresh-Betrieb in jedem Prozessor von DigiCipher ausgeführt wird;
  • 17A ein Diagramm ist, das erläutert, wie der Refresh-Betrieb in DigiCipher verwirklicht wird;
  • 17B ein Diagramm ist, das erläutert, wie ein Refreshing in MPEG ausgeführt wird;
  • 18 eine Tabelle ist, die eine Abtastsequenz für ein Zickzack-Abtasten von DCT-Koeffizienten zeigt;
  • 19 ein Satz von Quantisierungstabellen ist;
  • 20 eine Wichtungstabelle zeigt;
  • 21 eine Tabelle ist, die die maximale Anzahl der in der Wichtungstabelle von 20 erforderlichen Quantisierungsbits zeigt;
  • 22 und 23 eine graphische Darstellung ist, die die Anzahl der durch die Quantisierungstabellen von 19 erzeugten Bits zeigt;
  • 24 ein Timing-Diagramm ist, das erläutert, wie der Prozessor von 1 seine Funktion ausführt;
  • 25 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Refresh-Blöcken und den Nicht-Refresh-Blöcken in Frame-Nummern F5 und F6 darstellt;
  • 26 das Spurenmuster auf dem Magnetband zeigt, das in dem Prozessor von 1 verwendet wird;
  • 27 die Spuren des Magnetkopfs veranschaulicht, der in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit arbeitet;
  • 28 die Refresh-Blöcke von Frames 1 bis 8 zeigt, die in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit wiedergegeben werden können;
  • 29 die Refresh-Blöcke von Frames 9 bis 11, die in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit wiedergegeben werden können, und die akkumulierten Refresh-Blöcke von 11 Frames zeigt;
  • 30 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Refresh-Blöcken und den Nicht-Refresh-Blöcken veranschaulicht, die alle zu Frames Fn und Fn+1 gehören;
  • 31 die Spuren des Magnetkopfs zeigt, der sich in einem Wiedergabebetrieb mit doppelter Geschwindigkeit bewegt;
  • 32 ein Diagramm ist, das erläutert, wie die Codemenge des Makroblocks unter Verwendung eines Ratenpuffers gesteuert wird;
  • 33 eine grafische Darstellung ist, die einen Betrieb eines Ratenpuffers auf der Codierereite erläutert;
  • 34 eine grafische Darstellung ist, die einen Betrieb eines Ratenpuffers auf der Decodiererseite erläutert;
  • 35 eine grafische Darstellung ist, die Anstiege/Abnahmen in dem Pufferbelegungsgrad und dem Quantisierungsniveau zeigt;
  • 36 ein Blockdiagramm ist, das ausführlich eine Quantisierungsniveau-Einstellschaltung zeigt;
  • 37 ein Diagramm ist, das die Erzeugungsmengen von Codes bei einer Codierung variabler Länge zeigt;
  • 38 eine grafische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen der DCT-Koeffizienten-Energie und dem Korrektur-Quantisierungsniveau zeigt;
  • 39 eine grafische Darstellung ist, die eine Steuerung der Codemenge der Refresh-Blöcke erläutert;
  • 40 eine grafische Darstellung ist, die die Quantisierungsniveaus für Makroblöcke und Refresh-Blöcke zeigt;
  • 41 ein Diagramm ist, das Makroblöcke und (Nicht)-Refresh-Blöcke zeigt;
  • 42 ein Diagramm ist, das erläutert, wie Makroblock-Adressen eingestellt werden;
  • 43 ein Diagramm ist, das (Nicht)-Refresh-Blockadressen erläutert;
  • 44 ein Diagramm ist, das eine Makroblock-Bitstromstruktur zeigt;
  • 45 ein Diagramm ist, das eine Refresh-Block-Bitstromstruktur veranschaulicht;
  • 46 ein Diagramm ist, das eine Nicht-Refresh-Block-Bitstromstruktur zeigt;
  • 47 ein Diagramm ist, das die Struktur einer Makroscheibenschicht, einer Bildschicht und einer G.O.P-Schicht zeigt;
  • 48 ein Diagramm ist, das die Struktur einer Refresh-Scheibenschicht, einer Bildschicht und einer G.O.P-Schicht Nr. 1 zeigt;
  • 49 ein Diagramm ist, das die Struktur einer Refresh-Scheibenschicht, einer Bildschicht und einer G.O.P-Schicht Nr. 2 zeigt;
  • 50 ein Diagramm ist, das die Struktur einer Nicht-Refresh-Scheibenschicht, einer Bildschicht und einer G.O.P-Schicht zeigt;
  • 51 ein Diagramm ist, das erläutert, wie Refresh-Scheiben und Nicht-Refresh-Scheiben zu kombinieren sind;
  • 52 eine grafische Darstellung ist, die das Daten-Multiplexformat des VCR zeigt;
  • 53 ein Diagramm ist, das eine (Nicht)-Refresh-Block-ID, einen Frame, eine Adresse und ein Positionsindexsignal zeigt;
  • 54 ein Blockdiagramm ist, das ausführlich eine Codeumschaltungsschaltung zeigt;
  • 55 eine grafische Darstellung ist, die ein Schreibsteuerungs-Timing eines (Nicht)-Refresh-Blockspeichers veranschaulicht;
  • 56 ein Blockdiagramm ist, das die Anordnung einer Speicher-Lese-(Nicht)-Refresh-Scheibenkombinierende Steuereinheit zeigt;
  • 57 ein Diagramm ist, das eine Einhüllende in dem Wiedergabebetrieb mit doppelter Geschwindigkeit des VCR veranschaulicht;
  • 58 ein Blockdiagramm ist, das die Anordnung einer Ausführungsform der Decodiererseite des Bandkomprimierungs-Signalprozessors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 59 eine Tabelle ist, die die Beziehung zwischen Index/Zusatzdaten und jeder Schaltung zeigt;
  • 60 ein Blockdiagramm ist, das ausführlich eine Code-Rückumschaltungsschaltung zeigt;
  • 61 ein Blockdiagramm ist, das ein anderes Beispiel einer Code-Rückumschaltungsschaltung zeigt;
  • 62 ein Blockdiagramm ist, das ausführlich eine Frame-Verzögerungsschaltung zeigt;
  • 63 eine grafische Darstellung zur Erläuterung eines Betriebs der Frame-Verzögerungsschaltung bei einem normalen Wiedergabebetrieb ist;
  • 64 eine grafische Darstellung zur Erläuterung eines Betriebs der Frame-Verzögerungsschaltung bei einem schnellen Wiedergabebetrieb ist;
  • 65 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem Refresh-Block und den Nicht-Refresh-Blöcken von Frames Fn+2 und Fn+3 zeigt;
  • 66 ein Diagramm ist, das das Spurenmuster auf einem Magnetband zeigt;
  • 67 ein Diagramm ist, das die Beziehung zeigt, die die Kopfspuren und die Refresh-Blöcke im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit aufweisen;
  • 68 ein Diagramm ist, das die Beziehung zeigt, die die Kopfspuren und die Refresh-Blöcke im Wiedergabemodus mit vierfacher Geschwindigkeit aufweisen;
  • 69 eine Tabelle ist, die Geschwindigkeiten zeigt, mit denen eine schnelle Wiedergabe ausgeführt werden kann;
  • 70 ein Bild zeigt, das in dem Wiedergabemodus mit dreifacher Geschwindigkeit wiedergegeben wurde;
  • 71 ein Diagramm ist, das die Beziehung veranschaulicht, die die Refresh-Blöcke und die Nicht-Refresh-Blöcke der Frames F5 und F6 aufweisen werden, wenn die vorliegende Erfindung nicht angewendet wird;
  • 72 ein Diagramm ist, das das Spurenmuster zeigt, das auf einem Magnetband gebildet wird, wenn die Erfindung nicht angewendet wird;
  • 73 ein Diagramm ist, das die Refresh-Blöcke zeigt, die wiedergegeben werden können, wenn die Erfindung nicht angewendet wird;
  • 74 ein Diagramm ist, das die Refresh-Blöcke der Frames 9 bis 11 und die Refresh-Blöcke von 11 Frames zeigt, die wiedergegeben bzw. akkumuliert werden können, wenn die Erfindung nicht angewendet wird;
  • 75 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Refresh-Blöcken und den Nicht-Refresh-Blöcken von Frames F5 und F6 veranschaulicht;
  • 76 ein Diagramm ist, das das Spurenmuster auf einem Magnetband zeigt;
  • 77 ein Diagramm ist, das die Refresh-Blöcke der Frames 1 bis 8 zeigt, die wiedergegeben werden können;
  • 78 ein Diagramm ist, das die Refresh-Blöcke von Frames 1 bis 8, die wiedergegeben werden können, und die akkumulierten Refresh-Blöcke von 11 Frames zeigt;
  • 79 und 80 Diagramme sind, die die Beziehung darstellen, die die Kopfspuren und die Refresh-Blöcke in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit aufweisen;
  • 81 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Refresh-Blöcken und den Nicht-Refresh-Blöcken der Frames Fn+2 und Fn+3 veranschaulicht;
  • 82 ein Diagramm ist, das das Spurenmuster auf einem Magnetband zeigt;
  • 83 und 84 Diagramme sind, die die Beziehung veranschaulicht, die die Kopfspuren und die Refresh-Blöcke in einem Wiedergabemodus mit sechsfacher Geschwindigkeit aufweisen;
  • 85 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Refresh-Blöcken und den Nicht-Refresh-Blöcken der Frames Fn und Fn+1 veranschaulicht;
  • 86 ein Diagramm ist, das das Spurenmuster auf einem Magnetband zeigt;
  • 87 bis 90 Diagramme sind, die die Beziehung darstellen, die die Kopfspuren und die Refresh- Blöcke in einem Wiedergabemodus mit vierfacher Geschwindigkeit aufweisen;
  • 91 ein Diagramm ist, das das Spurenmuster auf einem Magnetband zeigt;
  • 92 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Refresh-Blöcken und den Nicht-Refresh-Blöcken der Frames Fn und Fn+1 veranschaulicht;
  • 93 ein Diagramm ist, das die Beziehung veranschaulicht, die die Kopfspuren und die Refresh-Blöcke in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit aufweisen;
  • 94 ein Blockdiagramm ist, das Mittel zum Aufzeichnen von Flag-Signalen auf einer linearen Spur zeigt;
  • 95 ein Blockdiagramm ist, das Mittel zum Aufzeichnen von Flag-Signalen auf einer spiralförmigen Spur zeigt;
  • 96 ein Diagramm ist, das ein Spurenmuster auf einem Magnetband mit spiralförmigen Spuren zeigt, in denen Flag-Signale aufgezeichnet wurden;
  • 97 ein Diagramm ist, das die Beziehung veranschaulicht, die die Kopfspuren und die Refresh-Blöcke in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit aufweisen;
  • 98 ein Blockdiagramm ist, das Mittel zum Aufzeichnen von Flag-Signalen auf einer spiralförmigen Spur zeigt;
  • 99 ein Diagramm ist, das ein Spurenmuster auf einem Magnetband mit spiralförmigen Spuren zeigt, in denen Pilotsignale aufgezeichnet wurden;
  • 100 und 101 Diagramme sind, die die Beziehung veranschaulichen, die die Kopfspuren und die Refresh-Blöcke in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit aufweisen;
  • 102 ein Diagramm ist, das erläutert, wie die Blöcke aufzuteilen sind;
  • 103 ein Blockdiagramm ist, das einen weiteren Bandkomprimierungs-Signalprozessor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, der in der Codierereite eine Koeffizientenaufteilungs-Umschaltungsschaltung aufweist;
  • 104 ein Blockdiagramm ist, das ausführlich die Koeffizientenaufteilungs-Umschaltungsschaltung zeigt;
  • 105 eine grafische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen der DCT-Koeffizienten-Zickzackabtastzahl und der quantisierten Bitzahl zeigt;
  • 106 ebenfalls eine grafische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen der DCT-Koeffizienten- Zickzackabtastzahl und der quantisierten Bitzahl zeigt;
  • 107 eine noch weitere grafische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen der DCT-Koeffizienten-Zickzackabtastzahl und der quantisierten Bitzahl zeigt;
  • 108 eine weitere grafische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen der DCT-Koeffizienten-Zickzackabtastzahl und der quantisierten Bitzahl zeigt;
  • 109 ein Diagramm ist, das die Bitstromstruktur von Trickblöcken veranschaulicht;
  • 110 ein Diagramm ist, das die Bitstromstruktur von Nicht-Trickblöcken veranschaulicht;
  • 111 eine grafische Darstellung ist, die das Datenmultiplexformat des VCR zeigt, das durch (Nicht)-Trickblöcke definiert ist;
  • 112 ein Blockdiagramm ist, das einen weiteren Bandkomprimierungs-Signalprozessor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, der eine Koeffizientensynthese-Rückumschaltungsschaltung in der Decodiererseite aufweist;
  • 113 ein Blockdiagramm ist, das ausführlich die Koeffizientensynthese-Rückumschaltungsschaltung veranschaulicht;
  • 114 ein Blockdiagramm ist, das eine Modifikation der Codiererseite des Bandkomprimierungs-Signalprozessors zeigt;
  • 115 bis 117 Timing-Diagramme sind, die den Bandkomprimierungs-Signalprozessor erläutern;
  • 118 ein Diagramm ist, das ein Spurenmuster auf einem Magnetband zeigt;
  • 119 ein Diagramm ist, das die Bilder zeigt, die in dem Wiedergabemodus mit vierfacher Geschwindigkeit angezeigt werden;
  • 120 ein Blockdiagramm ist, das einen weiteren Bandkomprimierungs-Signalprozessor gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 121 ein Diagramm ist, das die Spuren des sich in einem Wiedergabebetrieb mit doppelter Geschwindigkeit bewegenden Magnetkopfs zeigt;
  • 122 ein Blockdiagramm ist, das eine Modifikation der Codierereite des in 120 gezeigten Prozessors veranschaulicht;
  • 123 ein Timing-Diagramm ist, das den Betrieb der in 122 gezeigten Codierereite erläutert;
  • 124 ein Blockdiagramm ist, das eine weitere Modifikation der Codierereite des in 120 gezeigten Prozessors zeigt;
  • 125 ein Timing-Diagramm ist, das den Betrieb der in 124 gezeigten Codierereite erläutert;
  • 126 ein Diagramm ist, das die Spuren des sich in einem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit bewegenden Magnetkopfs zeigt;
  • 127 ein Blockdiagramm ist, das eine noch weitere Modifikation der Codierereite des in 120 gezeigten Prozessors zeigt;
  • 128 ein Timing-Diagramm ist, das den Betrieb der in 127 gezeigten Codierereite erläutert;
  • 129 ein Diagramm ist, das die Spuren des Magnetkopfs, zeigt, der sich in einem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit bewegt; und
  • 130 bis 133 Diagramme sind, die erläutern, wie Daten von einer Platte im schnellen Wiedergabemodus wiedergegeben werden.
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen geben die doppelt eingerahmten Blöcke die neuartigen Merkmalen an, die für die Ausführungsform spezifisch sind.
  • 1. Basisblockdiagramm
  • 9 zeigt das Basisblockdiagramm der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ein Luminanzsignal Y, ein Farbdifferenzsignal U und ein Farbdifferenzsignal V, die alle hochauflösende Fernsehsignale sind, werden in die Videoeingangsanschlüsse 27, 28 bzw. 29 eingegeben.
  • Nachdem diese Signale, wie erforderlich, vorverarbeitet wurden, werden sie in eine Blockbildungsschaltung 30 eingegeben. Die Schaltung 30 verarbeitet die Signale, wodurch Blöcke gebildet werden, die Pixelanordnungen (die später in Kapitel 2 beschrieben werden) aufweisen. Die Blöcke werden in einen Eingangsanschluß 11 eingegeben.
  • Das in den Eingangsanschluß 11 eingegebene Videosignal wird an eine Subtrahierschaltung 12 und eine Bewegungsauswertungsschaltung 13 geliefert. Die Subtrahierschaltung 12 führt eine Subtraktion aus, die später beschrieben wird, wobei Daten erzeugt werden. Die durch die Subtrahierschaltung 12 ausgegebenen Daten werden in eine DCT (discrete cosine transformation)-Schaltung 14 eingegeben. Die DCT-Schaltung 14 empfängt die Daten in Einheiten von Blöcken, wobei jede aus 8 Pixeln in der horizontalen Richtung × 8 Pixeln in der vertikalen Richtung (8 × 8 Pixel = 64 Pixel) besteht. Die DCT-Schaltung 14 transformiert ein Pixel-Array von einer Zeitachsenregion in eine Frequenzregion, wodurch Koeffizienten erzeugt werden. Die Koeffizienten werden an einen Quantisierer 15 geliefert. Der Quantisierer 15 weist 10 oder 32 Typen von Quantisierungstabellen auf. Der Quantisierer 15 quantisiert jeden der Koeffizienten gemäß einer ausgewählten Tabelle der Quantisierungstabellen. Die Quantisierungstabellen sind derart angeordnet, daß die erzeugte Informationsmenge und die übertragene Informationsmenge innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt.
  • Die von dem Quantisierer 15 ausgegebenen Koeffizientendaten werden in Einheiten von Blöcken von einer Niederfrequenz-Region zu einer Hochfrequenz-Region zickzackförmig abgetastet. Die so abgetasteten Daten werden in einen Codierer variabler Länge 16 eingegeben. Der Codierer konvertiert die Daten in einen Code variabler Länge, der aus einem Null-Koeffizientenzählwert (Lauflänge) und einem Nicht-Null-Koeffizienten besteht. Der Codierer 16 ist ein Codierer variabler Länge, der vorgesehen ist, um die Codelänge gemäß der Frequenz des Auftretens von Huffman-Codes oder dergleichen zu ändern. Die durch den Codierer 16 ausgegebenen Daten, d.h. codierte Daten mit variabler Länge, werden in eine FIFO (first-in/first-out)-Schaltung 17 eingegeben. Die FIFO-Schaltung 17 liest die Daten mit einer vorbestimmten Rate. Die Daten werden dann an einen Multiplexer, der bei der nächsten Stufe vorgesehen ist, zum Multiplexen eines Steuersignals, von Audiodaten, von Sync-Daten (SYNC), NMP (das später beschrieben wird) und dergleichen geliefert, und wird von dort auf einen Übertragungsweg geschickt. Die FIFO-Schaltung 17 dient als ein Puffer zum Auslöschen der Differenz zwischen der erzeugten Menge von Codes und der gesendeten Menge von Codes. Diese Differenz hat sich ergeben, da die Ausgaberate des Codierers variabler Länge 16 variabel ist, wohingegen die Rate des Übertragungswegs festgelegt ist.
  • Mittlerweile wird die Ausgabe des Quantisierers 15 in einen inversen Quantisierer 19 eingegeben. Der Quantisierer 19 führt 19 eine inverse Quantisierung der Ausgabe des Quantisierers 15 durch und erzeugt eine Ausgabe. Die Ausgabe des inversen Quantisierers 19 wird in eine inverse DCT-Schaltung 20 eingegeben. Die DCT-Schaltung 20 stellt aus dem Eingangssignal das ursprüngliche Signal wieder her. Das Signal wird über einen Addierer 21 in eine Frame-Verzögerungsschaltung 22 eingegeben. Eine Ausgabe von der Frame-Verzögerungsschaltung 22 wird an eine Bewegungskompensationsschaltung 23 und die Bewegungsauswertungsschaltung 13 geliefert.
  • Die Bewegungsauswertungsschaltung 13 vergleicht das von dem Eingangsanschluß 11 gelieferte Signal mit dem von der Frame-Verzögerungsschaltung 22 gelieferten Signal, wobei dadurch die Gesamtbewegung eines entsprechenden Bildes erfaßt wird. Die so erfaßte Gesamtbewegung wird verwendet, um die Phasenlage des von der Bewegungskompensationsschaltung 23 ausgegebenen Signals zu steuern. Wenn das Bild ein Standbild ist, wird eine Kompensation durchgeführt, wobei bewirkt wird, daß ein aktuelles Bild und ein sich ein Frame davor befindliches Bild miteinander koinzidieren. Eine Ausgabe von der Bewegungskompensationsschaltung 23 wird an die Subtrahierschaltung 12 mittels eines Schalters 24 geliefert und dann von dem Addierer 21 an die Frame-Verzögerungsschaltung 22 durch einen Schalter 25 zurückgespeist.
  • Ein Grundbetrieb des oben beschriebenen Systems wird erläutert.
  • 2. Pixelanordnung
  • Das in den Eingangsanschluß 11 eingegebene Signal bildet Blöcke, Superblöcke und Makroblöcke, wobei jeder aus einer Mehrzahl von effektiven Pixeln innerhalb eines Frame besteht. Diese Blockanordnung basiert auf DigiCipher. Nichtsdestoweniger kann jede andere Blockanordnung, wie beispielsweise die für MPEG oder die für DSC-HDTV: Zenith + ATT oder dergleichen verwendete Anordnung verwendet werden. Die Blockanordnung wird mit Bezug auf 10 definiert.
  • Frame: 10(a)
    Ein Frame wird aus 1050 Abtastzeilen gebildet, die "interlaced" sind.
  • Effektive Pixel werden aus 1408 Pixel in der horizontalen Richtung und 960 Pixel in der vertikalen Richtung gebildet.
  • Ein Videosignal für ein Frame wird durch vier Prozessoren verarbeitet.
  • 11 zeigt die Beziehung zwischen einem Frame und Superblockadressen (nachstehend als S.B.As = Super Block Addresses bezeichnet).
  • Es gibt 44 Superblöcke in der horizontalen Richtung und 60 Superblöcke in der vertikalen Richtung. Das heißt, daß 2640 Superblöcke in einem Frame vorliegen. S.B.As werden den jeweiligen Superblöcken zugeordnet.
  • Wenn Superblockadressen in der horizontalen und vertikalen Richtung durch x bzw. y dargestellt werden, wird ihre Beziehung wie folgt ausgedrückt: S.B.A = 60x + y
  • Block: Wie in 10(d) gezeigt, ist ein Block ein 64-Pixel-Bereich, der aus 8 Pixel in der horizontalen Richtung × 8 Pixel in der vertikalen Richtung gebildet wird.
  • Superblock: Wie in 10(c) gezeigt, ist ein Superblock ein Bereich eines Luminanzsignals, der aus vier Blöcken in der horizontalen Richtung × 2 Blöcken in der vertikalen Richtung gebildet wird. Dieser Bereich umfaßt einen Block eines Farbdifferenzsignals U und einen Block eines Farbdifferenzsignals V. Die durch die Bewegungsauswertungsschaltung 13 erhaltenen Bildbewegungsvektoren können in Einheiten von Superblöcken eingestellt werden.
  • Makroblock: Wie in 10(b) gezeigt, wird ein Makroblock aus 11 Superblöcken in der horizontalen Richtung gebildet. Beim Übertragen von Codes werden die DCT-Koeffizienten eines Blocks in Codes transformiert, die durch Null-Koeffizienten-Zählwerte und die Amplituden von Nicht-Null-Koeffizienten festgelegt sind, und die Codes werden in Gruppen übertragen, wobei ein Blockendesignal am Ende des Block hinzugefügt wird. Bewegungsvektoren zur Bewegungskorrektur, die in Einheiten von Superblöcken eingestellt sind, werden hinzugefügt und als Zusatzdaten in Makroblockeinheiten übertragen.
  • Wie beschrieben wurde, wird in diesem Bandkomprimierungssystem eine Gruppe von 11 Superblöcken in der horizontalen Richtung als ein Makroblock bezeichnet. In einem Frame sind 44 Superblöcke in der horizontalen Richtung vorhanden. Das heißt, vier Makroblöcke in der horizontalen Richtung × 60 Makroblöcke in der vertikalen Richtung, d.h. insgesamt sind 240 Makroblöcke in einem Frame vorhanden. Wie in 12(a) bis (h) und in 13(a) bis (c) gezeigt ist, wird bei diesem Bandkomprimierungssystem ein Auffrischen bzw. Refreshing für jedes vertikale Array von Superblöcken in Einheiten von vier Makroblöcken durchgeführt, und alle Superblöcke werden mit einer Periode von 11 Frames aufgefrischt. Mit anderen Worten, wenn die aufgefrischten Superblöcke von 11 Frames akkumuliert sind, ist die Intra-Frame-Verarbeitung in allen Bereichen abgeschlossen, wie in 13(d) gezeigt ist.
  • 3. Intra-Frame/Inter-Frame-Codierung
  • Der Grundbetrieb des Systems umfaßt eine Intra-Frame-Codierung und eine Inter-Frame-Codierung.
  • Die Intra-Frame-Codierung wird wie folgt durchgeführt. Während dieser Verarbeitung bleiben sowohl der Schalter 24 als auch der Schalter 25 ausgeschaltet. Ein in den Eingangsanschluß 11 eingegebenes Videosignal wird von einer Zeitachsenregion in eine Frequenzregion durch die DCT-Schaltung 14 transformiert und durch den Quantisierer 15 quantisiert. Das quantisierte Signal ist mit variabler Länge codiert und wird durch die FIFO-Schaltung 17 auf den Übertragungsweg ausgegeben. Aus dem quantisierten Signal wird durch den inversen Quantisierer 19 und die inverse DCT-Schaltung 20 das ursprüngliche Signal wiederhergestellt und durch die Frame-Verzögerungsschaltung 22 verzögert. Folglich ist die Intea-Frame-Codierung einer Verarbeitung eines direkten Konvertierens der Information eines Eingangsvideosignals in einen Code variabler Länge gleichwertig. Diese Intra-Frame-Codierung wird mit einer geeigneten Periode durchgeführt, d.h. für jeden Szenenwechsel eines Eingangsvideosignals oder in Einheiten von vorbestimmten Blöcken. Eine periodische Intra-Frame-Codierung wird später beschrieben.
  • Nun wird die Inter-Frame-Verarbeitung beschrieben. Um diese Verarbeitung zu initiieren, wird sowohl der Schalter 24 als auch der Schalter 25 eingeschaltet. Als Ergebnis erzeugt die Subtrahierschaltung 12 ein Signal, das der Differenz zwischen einem Eingangsvideosignal und einem ein Frame davor befindlichen Videosignal entspricht. Das Differenzsignal wird in die DCT-Schaltung 14 eingegeben, um von einer Zeitachsenregion in eine Frequenzregion transformiert zu werden. Das Signal wird dann durch den Quantisierer 15 quantisiert. Der Addierer 21 addiert das Differenzsignal und das Videosignal, wobei ein Summensignal erzeugt wird. Das Summensignal wird in die Frame-Verzögerungsschaltung 22 eingegeben. Als ein Ergebnis wird ein prädiktives Videosignal, das das Eingangsvideosignal vorhersagt, das die Basis des Differenzsignals ist, erzeugt und eingegeben.
  • Im allgemeinen ist die bei einer Intra-Frame-Verarbeitung erzeugte Menge von Codes größer als die bei einer Inter-Frame-Verarbeitung erzeugte.
  • 4. Intra-Frame/Inter-Frame-Umschaltungsverarbeitung
  • 4.1 Adaptive Intra-Frame-Bildverarbeitung
  • Ein Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsumschaltungsbetrieb wird durch eine Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsbestimmungsschaltung 31 gesteuert. Für diesen Vorgang sind zwei Typen von Steuerverfahren verfügbar.
  • Bei dem ersten Verfahren wird ein Signal, das eine Inter-Frame-Korrelation aufweist, einer Inter-Frame-Verarbeitung unterzogen, und ein Signal, das keine Inter-Frame-Korrelation aufweist, einer Intra-Frame-Verarbeitung unterzogen, d.h. jedes Signal gemäß dem Inhalt des eingegebenen Videosignals. Wenn ein Szenenwechsel auftritt, wird eine Intra-Frame-Verarbeitung durchgeführt.
  • Die Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsbestimmungsschaltung 31 vergleicht die vorhergesagte Fehlerenergie zwischen dem aktuellen Frame-Signal aus dem Eingangsanschluß 11 und des von der Bewegungskompensationsschaltung 23 ausgegebenen prädiktives Signals mit der Energie des aktuellen Signals.
  • In 14 sind die Eingangsanschlüsse 11, 32 und 33 und die Ausgangsanschlüsse 34 und 35 die gleichen wie die Eingangsanschlüsse 11, 32 und 33 und die Ausgangsanschlüsse 34 und 35, die alle in 9 gezeigt sind.
  • Das aktuelle Signal wird in den Eingangsanschluß 11 eingegeben. Genauer gesagt, wird das aktuelle Signal in einen Energiekomparator 36 und eine Subtrahierschaltung 37 eingegeben. Ein von der Bewegungskompensationsschaltung 23 ausgegebenes prädiktives Signal wird in den Anschluß 33 eingegeben. Die Subtrahierschaltung 37 erzeugt einen vorhergesagten Fehler, der die Differenz zwischen dem aktuellen Signal und dem prädiktiven Signal ist.
  • Die Energien des aktuellen Signals und des vorhergesagten Fehlers werden durch einen aktuellen Signalenergieberechner 36a bzw. einen vorhergesagter Fehlerenergieberechner 36b berechnet, um miteinander verglichen zu werden. Die Energien des aktuellen Signals und des vorhergesagten Fehlers werden gemäß den folgenden Gleichungen berechnet:
  • Die Energie des aktuellen Signals:
  • Figure 00350001
  • Die Energie des vorhergesagten Fehlers:
  • Figure 00360001
  • In den Gleichungen ist O(k, l) der Koeffizient des aktuellen Signals, S(k, l) der Koeffizient des bewegungskompensierten Blocks, k die in der horizontalen Achse gemessenen Blockposition und l die Position des Blocks in der vertikalen Achse.
  • 15 zeigt ein Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsbestimmungsverfahren in dem Energiekomparator 36.
  • In 15 wird die Energie des aktuellen Signals auf der Abszisse und die Energie des vorhergesagten Fehlers auf der Ordinate aufgetragen. Die sich von dem Ursprung O schräg erstreckende durchgezogene Linie gibt den Fall an, wobei die Energie des vorhergesagten Fehlers gleich der Energie des aktuellen Signals ist.
  • In einer Region unterhalb der durchgezogenen Linie wird eine Inter-Frame-Verarbeitung durchgeführt, da die Energie des vorhergesagten Fehlers niedriger als die des aktuellen Signals ist. In einer Region oberhalb der durchgezogenen Linie wird eine Intra-Frame-Verarbeitung durchgeführt, da die Energie des aktuellen Signals niedriger ist.
  • Der Energiekomparator 36 gibt ein Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsbestimmungssignal gemäß dem Eingangssignal aus. Das Ausgangssignal des Komparators 36 wird durch einen Addierer 38 synthetisiert und von dem Ausgangsanschluß 34 ausgegeben.
  • 4.2 Erzwungene Intra-Frame-Verarbeitung (Refresh)
  • Bei dem zweiten Verfahren wird eine Intra-Frame-Verarbeitung erzwungenermaßen ohne Rücksicht auf die Korrelation des Videosignals durchgeführt. In diesem Fall wird eine Intra-Frame-Verarbeitung bezüglich einem vorbestimmten Bereich eines Frame periodisch durchgeführt.
  • Diese erzwungene Intra-Frame-Verarbeitung wird aus den unten beschriebenen zwei Gründen durchgeführt:
    • 1. Um es einem Anwender zu ermöglichen, ein Bild innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode zu erkennen, wenn er oder sie den Kanal wechselt.
    • 2. Um eine besondere Wiedergabe in dem Fall zu erreichen, bei dem ein Aufzeichnungsmedium, wie zum Beispiel ein VTR oder eine Platte, verwendet wird.
  • Eine derartige erzwungene Intra-Frame-Verarbeitung ist allgemein als "Auffrischen" bzw. "Refreshing" bekannt. Die erforderliche Zeit, um einen vorbestimmten Bereich aufzufrischen, wird als "Auffrischzeit" bzw. "Refresh-Zeit" bezeichnet.
  • Wie in 14 gezeigt ist, wird ein periodischer Refresh-Timing-Generator verwendet, um diesen Refreshing-Vorgang durchzuführen. Der Timing-Generator 39 ist vorgesehen, um ein Sync-Signal durch den Eingangsanschluß 32 zu empfangen und ein Intra-Frame-Auswahlsignal in einem vorbestimmten Intervall synchron mit diesem Sync-Signal zu erzeugen. Der Addierer 38 addiert das Auswahlsignal zu dem Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsbestimmungssignal, das von dem Energiekomparator 36 ausgegeben wird, wobei ein Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsumschaltungssignal gebildet wird. Das Umschaltungssignal wird von dem Anschluß 34 ausgegeben.
  • 5. Refreshing
  • Nachstehend wird Refreshing bei jedem Schema ausführlich beschrieben.
  • 5.1 DigiCipher-Refreshing
  • Wie beschrieben wurde, wird bei DigiCipher eine Gruppe von 11 Superblöcken, die in der horizontalen Richtung angeordnet sind, als "Makroblock" bezeichnet und 44 Superblöcke sind in der horizontalen Richtung in einem Frame vorhanden. Das heißt, 4 Makroblöcke in der horizontalen Richtung × 60 Makroblöcke in der vertikalen Richtung, d.h. in einem Frame sind insgesamt 240 Makroblöcke vorhanden. Bei dem in 12(a) bis (h) und in 13(a) bis (c) gezeigten Bandkomprimierungssystem wird ein Refreshing für jedes vertikale Array von Superblöcken in Einheiten von 4 Makroblöcken durchgeführt und alle diese Superblöcke werden mit einer Periode von 11 Frames aufgefrischt. Das heißt, daß eine Intra-Frame-Verarbeitung in all den Bereichen beendet ist, wenn die aufgefrischten Superblöcke von 11 Frames akkumuliert sind, wie in 13(d) gezeigt ist.
  • Der Vorzug dieses Refreshing besteht darin, daß nur ein Ratenpuffer mit geringer Kapazität erforderlich ist, da das Refreshing in jedem Frame gleichmäßig durchgeführt wird.
  • 16 stellt ein Refreshing in DigiCipher unter Verwendung der Superblockadressen in 11 dar.
  • In 16 stellt die Ordinate Superblockadressen dar und die Abszisse gibt Frame-Nummern an. Die schwarzen Markierungen geben Teile an, an denen ein Intra-Frame-Verarbeitung durchgeführt wird. 16 zeigt nur den Fall eines Refreshing.
  • Mit Bezug auf 16 wird ein Refreshing bezüglich aller der Superblöcke in jedem der 11 Frames durchgeführt, die Frame-Nummern F0 bis F10 aufweisen.
  • Da die gleiche Verarbeitung von vier Prozessoren durchgeführt wird, wird ein Refreshing in DigiCipher nachfolgend durch eine beispielhafte Beschreibung eines Refreshing-Vorgangs durch einen Prozessor wie in 16, mit Bezug auf 16 und 17A, beschrieben.
  • Das heißt, daß Teile, die S.B.As = 0 bis 659 entsprechen, nachfolgend beschrieben werden.
  • Schwarze Markierungen in 17A(a) stellen Teile dar, an denen ein Refreshing und eine adaptive Intra-Frame-Bildverarbeitung durchgeführt werden.
  • Beispielsweise wird für Frame F0 eine Intra-Frame-Verarbeitung bezüglich aller der Bereiche durchgeführt, die durch S.B.As 0 bis 659 angegeben werden unter der Annahme, daß ein Szenenwechsel auftritt. Eine Intra-Frame-Verarbeitung wird für Frame F14 bezüglich Bereiche durchgeführt, die durch S.B.As 0 bis 59 angegeben werden.
  • In 17A(b) ist die Refreshing-Zeit in DigiCipher gezeigt. Ein Teil von jedem Frame wird aufgefrischt und eine Refreshing-Verarbeitung wird mit einer Periode von 11 Frames beendet. Daher entsprechen 11 Frames der Refresh-Zeit. Ein Refreshing eines Frame ist in einer beliebigen 11-Frame-Periode beendet. Das heißt, daß ein Refreshing entweder in der Periode von 11 Frames F0 bis F10 oder in der Periode von 11 Frames F1 bis F11 beendet ist.
  • Wie in 17A(c) gezeigt ist, besteht die minimale Erfassungszeit aus einer Ein-Frame-Periode, die erhalten wird, wenn ein Szenenwechsel auftritt und eine Initialisierung gestartet wird.
  • In 17A(d) ist die maximale Erfassungszeit gezeigt, die erhalten wird, wenn keine adaptive Intra-Frame-Bildverarbeitung durchgeführt wird. Die maximale Erfassungszeit besteht aus einer 11-Frame-Periode.
  • Es sei angenommen, daß Daten durch einen VCR aufgezeichnet werden und eine schnelle Wiedergabe nur durch Verwendung von Refresh-Blöcken verwirklicht wird. Wie in 17A(e) gezeigt ist, entspricht in diesem Fall das Aufzeichnungsintervall des VCR 11-Frame-Perioden, die voneinander hinsichtlich der Zeit der jeweiligen Refresh-Blockadressen verschoben sind.
  • 5.2 Refreshing in MPEG
  • Zuerst wird das in MPEG durchgeführte Refreshing mit Bezug auf 17B beschrieben.
  • In MPEG wird ein Refreshing in Einheiten eines Frame durchgeführt. Jedes aufgefrischte Frame wird als ein "I-Bild" bezeichnet. Die Periode des I-Bildes, d.h. die Refresh-Periode, wird für jeden Frame eingestellt und 12, 15, ..., oder Frame wird ausgewählt.
  • Dies wird beschrieben, wobei der Einfachheit halber angenommen wird, daß es 1050 Abtastzeilen gibt. Es erübrigt sich anzugeben, daß die folgende Beschreibung auf jede beliebige weitere Blockstruktur angewendet werden kann.
  • Bei 17B(a) gibt die Ordinate eine Superblockadresse an. Die Superblockadresse entspricht der in 11 definierten Superblockadresse. Bei 17(a) gibt die Abszisse Frame-Nummern an. Die ausgeschwärzten Rechtecke stellen die Teile dar, die Intra-Frame-verarbeitet wurden. Frame-Nummern 0, 12, 24, 36, ... geben das Intra-Frame-verarbeitete Bild an. Die ausgeschwärzten Teile der Frame-Nummern 13, 15, 17, 19, 21 und 23 entsprechen den bildadaptierten Teilen, die Intra-Frame-verarbeitet wurden.
  • In diesem Fall ist die Refreshing-Zeit 12 Frames, wie in 17B(b) veranschaulicht ist.
  • In dem Fall, bei dem der Anwender den Kanal bei der Initialisierung wechselt, muß eine Intra-Frame-Verarbeitung für alle Regionen eines Bildes bewirkt werden, um das ganze Bild zu erfassen. Die Erfassungszeit wird wie folgt definiert:
    Erfassungszeit: Eine Zeitperiode, die zum Beenden einer Intra-Frame-Verarbeitung für alle Regionen eines Bildes erforderlich ist.
  • Die Erfassungszeit hängt von der Zeit ab, bei der der Anwender den Kanal wechselt.
  • In 17B(c) ist die minimale Erfassungszeit gezeigt. Die minimale Erfassungszeit ist eine Zeitperiode, während dessen die Initialisierung startet und der Refresh oder der Szenenwechsel findet zur gleichen Zeit statt. Ein Gesamtbild wird während einer Ein-Frame-Periode erfaßt.
  • In 17B(d) ist die maximale Erfassungszeit gezeigt. Die maximale Erfassungszeit ist eine Zeitperiode, während dessen die Initialisierung startet. In diesem Fall wird ein Gesamtbild während einer 12-Frame-Periode erfaßt.
  • Es sei angenommen, daß eine spezielle Wiedergabe auf einem Aufzeichnungsmedium, wie zum Beispiel einem VCR, an Refresh-Blöcken durchgeführt wird, die einer periodischen Intra-Frame-Verarbeitung unterzogen wurden. Da das 12-Frame-Period-Refreshing das grundlegende Schema ist, ist das Aufzeichnungsintervall von VCR-Refreshing-Blöcken 12 Frames lang.
  • 7. DCT
  • Eine zweidimensionale DCT-Schaltung (d.h. in 9 gezeigter Block 14) wird nachfolgend beschrieben.
  • Ein Bild wird in kleine Blöcke aufgeteilt, die aus N Pixel in der horizontalen Richtung × N Pixel in der vertikalen Richtung (N × N Pixel) gebildet werden. Jeder Block wird dann einer zweidimensionalen DCT unterzogen. In diesem Fall wird der Wert von N auf zwischen 8 bis 16 auf der Basis einer Transformationswirksamkeit eingestellt. Bei dieser Ausführungsform ist N = 8.
  • Ein Transformationskoeffizient der zweidimensionalen DCT wird durch die folgende Gleichung (1) gegeben und sein inverser Transformationskoeffizient wird durch die folgende Gleichung (2) gegeben:
  • Figure 00430001
  • In diesem Fall stellt F(0, 0) einen Koeffizient einer DC-Komponente dar. Je größer u ist, desto mehr horizontale Frequenzkomponenten weisen hohe Frequenzen auf. Je größer v ist, desto mehr vertikale Frequenzkomponenten weisen hohe Frequenzen F(u, v) auf.
  • Die Merkmale des Koeffizienten F(0, 0) einer DC-Komponente werden zuerst beschrieben. F(0, 0) entspricht einer DC- Komponente, die einen gemittelten Luminanzwert in einem Bildblock darstellt. Im allgemeinen ist seine Durchschnittsleistung beträchtlich höher als die anderer Komponenten.
  • Wenn eine DC-Komponente grob quantisiert ist, wird Rauschen (Blockverzerrung), die einer Quadratur-Transformation eigen ist, hervorgerufen, was in einer wahrnehmbaren Verschlechterung in der Bildqualität resultiert. Aus diesem Grund wird eine große Anzahl von Bits (im allgemeinen 8 Bit oder mehr) F(0, 0) zugeordnet, um eine gleichmäßige Quantisierung durchzuführen.
  • Die Merkmale des Transformationskoeffizienten F(u, v), mit Ausnahme der DC-Komponente, werden als nächstes beschrieben. Der Mittelwert von F(u, v), mit Ausnahme der DC-Komponente F(0, 0), beträgt gemäß Gleichung (1) "0".
  • Eine Codierung wird durch Zuordnen einer vorbestimmten Anzahl von Bits zu jedem kleinen Block eines Bildes durchgeführt, um eine Codierung wirksam durchzuführen. In diesem Fall wird eine große Anzahl von Codierungsbits einem Transformationskoeffizienten einer Niederfrequenz-Komponente zugeordnet und eine kleine Anzahl von Codierungs-Bits werden einem Transformationskoeffizienten einer Hochfrequenz-Komponente zugeordnet. Die Verschlechterung in der Bildqualität kann dadurch verringert werden und eine Codierung kann dadurch mit einem hohen Komprimierungsverhältnis durchgeführt werden.
  • Wenn ein Bild in kleine Blöcke konvertiert wird, wobei jeder Block aus 8 Pixel in der horizontalen Richtung × 8 Pixel in der vertikalen Richtung, d.h. 8 × 8 = 64 Pixel besteht und eine zweidimensionale DCT hinsichtlich der kleinen Blöcke durchgeführt wird, werden 8 × 8 = 64 zweidimensionale Koeffizienten in Übereinstimmung mit den transformierten Frequenzkomponenten erhalten, wie in 18 gezeigt ist. In 18 ist der obere linke Block ein DC-Koeffizient (DC-Komponente) und die verbleibenden 63 Blöcke sind AC-Koeffizienten (AC-Komponenten). Die räumliche Frequenz erhöht sich in Richtung des unteren rechten Blocks. Da die AC-Komponenten zweidimensional verteilt sind, werden sie in eindimensionale Komponenten durch sequentielles Durchführen einer Zickzack-Abtastung von Block 0 bis Block 63 bei der Codierung und Übertragung konvertiert.
  • Es sei angenommen, daß 64 DCT-Koeffizienten durch DCTi [i = 0 bis 63] dargestellt werden.
  • Wenn ein Bildsignal zu verarbeiten ist, wird in vielen Fällen jedes Pixel unter Verwendung von 8 Bits als einen Quantisierungs-Bitzählwert quantisiert.
  • Ein durch Durchführen einer DCT-Verarbeitung dieses 8-Bit-Pixels erhaltener DCT-Koeffizient wird manchmal durch 12 Bits ausgedrückt.
  • 8. Quantisierung
  • Der Quantisierer 15 (in 9 gezeigt) wird nachstehend beschrieben.
  • Die vorstehend erwähnten 64 DCT-Koeffizienten sind linear in unterschiedlichen Schrittgrößen bei den jeweiligen Koeffizientenpositionen unter Verwendung einer Quantisierungstabelle, in der Quantisierungsschrittgrößen in Einheiten von Koeffizienten eingestellt werden, linear quantisiert.
  • Obgleich es zwei Quantisierungsschritt-Einstellverfahren gibt, verwenden sie grundlegend die gleiche Technik.
  • Bei dem ersten Verfahren wird eine Quantisierungstabelle verwendet, die den Quantisierungsschritt jeder der 64 DCT-Koeffizienten enthält, und ein Code, der die Quantisierungstabelle darstellt, wird übertragen.
  • 19 zeigt Quantisierungstabellen, in denen q = 0 bis q = 9 Quantisierungstabellencodes sind, die die Quantisierungstabellen darstellen. Wenn ein derartiger Code übertragen wird, kann ein Decodierer eine inverse Quantisierung durchführen.
  • In 19 stellen die 64 Zahlen, die in der Form eines Quadrats angeordnet sind, die Quantisierungs-Bitzählwerte dar, die jeweils den in 18 gezeigten 64 zweidimensionalen Koeffizienten entsprechen. Beispielsweise gibt "7" an, die in dem oberen linken Teil der Quantisierungstabelle angeordnet ist, die durch q = 0 dargestellt wird, daß die DC-Komponente in 7 Bits quantisiert ist.
  • Nachfolgend wird jeder Koeffizient mit einem entsprechenden Bitzählwert, der durch die Quantisierungstabelle angegeben wird, auf die gleiche Art und Weise wie oben beschrieben quantisiert.
  • Bei dem zweiten Verfahren werden 64 DCT-Koeffizienten unter Verwendung einer Wichtungsmatrix gewichtet.
  • Danach werden die jeweiligen Koeffizienten gleichmäßig unter Verwendung von Quantisierungsbreitendaten QS (Quantisierungsskala) aufgeteilt und die resultierenden Koeffizienten werden quantisiert. Wenn die quantisierten Koeffizienten übertragen werden, wird ein Code entsprechend der Quantisierungsbreitendaten übertragen. Außerdem werden Default-Werte der Wichtungsmatrix vorbestimmt. Ein besonderer Typ einer Wichtungsmatrix kann ebenfalls übertragen werden.
  • Beispielsweise werden in MPEG.I 5 Bits dem Code zugeordnet, der die Quantisierungsbreitendaten QS darstellt, so daß 32 Typen von Codes gekennzeichnet werden können. Dieser Wert wird gegeben durch:
    QSj [j = 0 bis 31].
  • Quantisierungsbreitendaten QSj werden nachstehend definiert. Ein Fall, bei dem ein DCT-Koeffizientenwert mit dem maximalen Quantisierungs-Bitzählwert quantisiert wird, wird durch j = 0 dargestellt.
    QS0 = 1.
  • Außerdem gibt j = 31 einen Fall an, wobei kein DCT-Koeffizientenwert übertragen wird. In diesem Fall wird ein Quantisierungs-Bitzählwert (später beschrieben) gegeben durch:
    QL31 = 0.
  • In diesem Fall wird j als ein Quantisierungsniveau bezeichnet.
  • 20 zeigt Default-Werte einer Wichtungsmatrix für ein Luminanzsignal, das in MPEG.I verwendet wird.
  • Mit Verweis auf 12 entsprechen 8 × 8 = 64 Zahlen den in 18 gezeigten 64 zweidimensionalen Koeffizienten und stellen die Wichtungen der jeweiligen DCT-Koeffizienten dar.
  • In einem Codierer werden die jeweiligen DCT-Diaphragmen durch die entsprechenden Wichtungen und die Quantisierungsbreitendaten QS aufgeteilt.
  • Wenn die 64 DCT-Koeffizienten durch DCTi [i = 0 bis 63], die jeweiligen Werte der Wichtungsmatrix durch WEIGHTi [i = 0 bis 63] und die jeweiligen quantisierten Werte durch Qi [i = 0 bis 63] dargestellt werden, wird deren Beziehung dargestellt durch:
  • Figure 00480001
  • Jeder Quantisierungs-Bitzählwert kann bei dieser Verarbeitung angegeben werden durch:
  • Figure 00480002
  • Ein Beispiel wird nachstehend beschrieben.
  • Die erste AC-Komponente eines Luminanzsignals in MPEG.I in der vertikalen Richtung wird durch den Koeffizienten DCT1, der mit Bezug auf 18 beschrieben ist, dargestellt. Ein Wert in der Wichtungsmatrix, der dem Koeffizienten DCT1 entspricht, ist WEIGHT1 = 16. Dieser Wert entspricht dem durch den Kreis in 20 angegebenen Abschnitt. Wenn die Quantisierungsbreitendaten QS0 = 1 sind, wird die folgende Gleichung festgelegt:
  • Figure 00490001
  • Da der Koeffizient DCTi durch 12 Bits ausgedrückt wird, ist der Maximalwert von log2DCTi 12. In diesem Fall wird der Quantisierungs-Bitzählwert gegeben durch: QLi = log2DCTi – log2WEIGHT1 = log2DCTi – 4 = 12 – 4 = 8 bits
  • 21 zeigt die maximalen Quantisierungs-Bitzählwerte, die, nachdem eine Wichtung durchgeführt wird, erforderlich sind, unter Verwendung der Wichtungsmatrix für den Fall QS0 = 1. 21 zeigt eine Matrix, die 8 × 8 = 64 Quantisierungs-Bitzählwerte angibt, wobei jeder dieser einen Quantisierungs-Bitzählwert angibt, der der Position eines entsprechenden der in 18 gezeigten DCT-Koeffizienten entspricht.
  • 22 und 23 zeigen quantitativ 9 Typen von typischen Quantisierungstabellen von Quantisierungstabellen, die erhalten werden, wenn 32 Typen von Quantisierungsbreitendaten QSj eingestellt sind.
  • Unter der Annahme, daß diese Tabellen auf den Quantisierungsbreitendaten QS basieren, wird nachstehend ein Fall beschrieben, bei dem das zweite Verfahren der Quantisierungstabelle zugeordnet ist.
  • In diesem Fall gibt j = 31 einen Fall an, wobei keine Daten erzeugt werden, was einer Verarbeitung eines Quantisierens aller der Koeffizienten in 0 Bit entspricht. Da j = 0 einem Fall entspricht, bei dem die Quantisierungsbreitendaten QS0 = 1 sind, wird zusätzlich eine Quantisierung unter Verwendung einer Wichtungstabelle durchgeführt. Das heißt, daß in diesem Fall Bits gemäß der in 21 gezeigten Wichtungstabelle zugeordnet sind.
  • Mit Bezug auf 22 und 23 stellt die Abszisse 64 DCT-Koeffizienten dar, die der Zickzack-Folge in 18 entsprechen, und die Ordinate stellt die Anzahl von Bits dar, die mit jedem DCT-Koeffizienten zu übertragen sind.
  • Es sei bemerkt, daß bei der Quantisierung von DCT-Koeffizienten Bits vom MSB (Most Significant Bit = höchstwertiges Bit) bis zum LSB (Least Significant Bit = niederstwertiges Bit) vorhanden sind. Wenn die Anzahl der zu übertragenden Bits beschränkt ist, wird das MSB bevorzugt zu anderen Bits übertragen, wie es ohne weiteres verständlich ist.
  • Wenn der Quantisierungs-Bitzählwert für eine DC-Komponente verringert wird, wird die Blockverzerrung auffällig, wie oben beschrieben. In einigen Fällen wird daher eine DC-Komponente unabhängig verarbeitet und ein vorbestimmter Quantisierungs-Bitzählwert wird ihr zugeordnet. Es sei in diesem Fall angenommen, daß 8 Bits einer DC-Komponente zugeordnet sind.
  • Wie oben beschrieben, ist in dem Fall eines Luminanzsignals in MPEG.I der Maximalwert einer AC-Komponente 8 Bits.
  • Nachstehend werden Quantisierungs-Bitzählwerte und Quantisierungsbreitendaten mit Bezug auf 22 und 23 quantitativ beschrieben.
  • Die Erzeugungsmenge von Codes ist maximiert, wenn j = 0 ist. Bei einem Anstieg in j verringert sich die Erzeugungsmenge von Codes. Wenn j = 31 ist, wird die Erzeugungsmenge von Codes 0 und folglich werden keine Codes erzeugt.
  • Durch Steuern dieser Quantisierungsbreitendaten kann die Erzeugungsmenge von Codes gesteuert werden.
  • 9. Anforderungen für eine schnelle Wiedergabe
  • Als nächstes werden Anforderungen für eine schnelle Wiedergabe beschrieben.
  • 9.1 Refreshing-Block-Code-Umschalten
  • Zuerst wird der einfachste Fall beschrieben.
  • Da eine Intra-Frame-Codierung bezüglich 2640 Bereiche eines Frame mit einer Periode von 11 Frames durchgeführt werden, ist gemäß dem Stand der Technik eine Bereichszählwert a in einem Frame = 2640 und eine Intra-Frame-Codierungsperiode f = 11 Frames. Ein Fall, bei dem eine Spur in zwei Spuren aufgeteilt wird, und ein durchschnittlicher Videocode eines Frame auf einer Spur aufgezeichnet wird, wird nachfolgend unter der Annahme beschrieben, daß ein Teilungszählwert d einer Spur 2 und ein Spurzählwert c zur Aufzeichnung eines durchschnittlichen Videocodes des einen Frame 1 beträgt. In diesem Fall ist ein Aufzeichnungsmediumbereichszählwert d × c × f = 2 × 1 × 11 = 22. Die Korrespondenz zwischen Refreshing-Block-Frame-Bereichen und Aufzeichnungsmediumbereichen wird durch Veranschaulichung eines Falls beschrieben, wobei diese eine eineindeutige Korrespondenz aufweisen. Ein in einem Aufzeichnungsmediumbereich angeordneter Frame-Bereichszählwert e wird durch e = a/d × c × f = 2640/2 × 1 × 11 = 120 angegeben. Ein Fall wird beschrieben, wobei e = 120 jedem von d × c × f = 22 Bereichen zu entsprechen hat.
  • 24 zeigt ein Vorgangs-Timing dieses Systems.
  • Eine Beschreibung wird mit Bezug auf 9 durchgeführt. Ein Sync-Signal eines Eingangsvideosignals wird an den Eingangsanschluß 32 geliefert. Dieses Sync-Signal wird an einen Sync-Signaldetektor 40 eingegeben, um erfaßt zu werden. Der Sync-Signaldetektor 40 gibt Sync-Impulse synchron mit dem Sync-Signal von dem Ausgangsanschluß 41 aus und liefert sie an einen Spurbildungssignalgenerator 42.
  • In 24(a) wird das Eingangsvideosignal gezeigt. In 24(a) bezeichnet das Symbol Y ein Luminanzsignal und U und V Chrominanzsignale. Die in 24(a) gezeigten Nummern geben Frame-Nummern an. In 24(b) werden die durch den Sync-Signaldetektor 40 erhaltenen Sync-Impulse und die Ausgabe von dem Ausgangsanschluß 41 gezeigt, wobei diese Impulse synchron mit den Frame-Umschaltungspunkten des in 24(a) gezeigten Eingangsvideosignals erzeugt werden.
  • In 24(c) ist das durch den Spurbildungssignalgenerator 42 erhaltene Spurbildungssignal gezeigt. In 24(c) bezeichnen die Bezugssymbole A und B Perioden, während dieser die Köpfe A und B einer Drehtrommel 43 alternierend Spuren bilden. Die Köpfe A und B sind entgegengesetzt auf der Drehtrommel 43 und um 180° getrennt angebracht. Bei dieser Ausführungsform wird das Erzeugungs-Timing der in 24(b) gezeigten Sync-Impulse mit dem Umschalt-Timing des in 24(c) gezeigten Spurbildungssignal synchronisiert. In 24(d) werden die durch die Köpfe A und B gebildeten Spuren gezeigt. Die in 24(d) gezeigten Nummern geben Spurennummern an.
  • Das von dem Spurbildungssignalgenerator 42 ausgegebene Spurbildungssignal wird an eine Spurbildungssteuerung 44 geliefert. Die Spurbildungssteuerung 44 steuert die Drehphase der Drehtrommel 43. Die Aufzeichnungssignalliefer-Timings der Köpfe A und B werden durch Eingeben der Sync-Impulse, die durch den Sync-Signaldetektor 40 erhalten werden, in einer Code-Umschaltungsschaltung 45 gesteuert.
  • Ein bei dieser Ausführungsform verwendetes Code-Umschaltungsverfahren, um es einem VTR zu ermöglichen, eine schnelle Wiedergabe durchzuführen, wird nachstehend beschrieben. Das Luminanzsignal Y und die Chrominanzsignale U und V, die an die Eingangsanschlüsse 27, 28 und 29 geliefert werden, werden durch die Blockbildungsschaltung 30 kombiniert und das resultierende Signal wird als ein Eingangsvideosignal an die Subtrahierschaltung 12 und die Bewegungsauswertungsschaltung 13 durch den Eingangsanschluß 11 geliefert. Als ein Ergebnis werden bandkomprimierte Videocodes von dem Codierer variabler Länge 16 ausgegeben.
  • Bei dem in 1 gezeigten herkömmlichen Bandkomprimierungssystem ist das Videosignal mit variabler Länge codiert. Wie in 24(i) gezeigt ist, variieren daher die Frame-Umschaltungspunkte der Videocodes abhängig von Frames. Das in 24(h) gezeigte NMP-Signal gibt die Frame-Umschaltungspunkte dieses Videosignals an. Im herkömmlichen System sind 2640 Superblöcke in einem Frame vorhanden und diese 2640 Superblöcke sind in einer Ein-Frame-Periode vorhanden, die durch das in 24(h) gezeigte NMP-Signal angegeben wird.
  • Bei dem herkömmlichen System sind vier Makroblöcke in der horizontalen Richtung eines Frame vorhanden und jeder Makroblock wird aus 11 Superblöcken gebildet. Einer der Superblöcke jedes Makroblocks wird zwangsweise einer Intra-Frame-Verarbeitung pro Frame unterzogen. Ferner wird die Folge dieser zwangsweisen Verwendung einer Intra-Frame-Verarbeitung in dem in 2 gezeigten Systemsteuersignal mit einbezogen. In diesem Fall wird ein Superblock, der zwangsweise dieser Intra-Frame-Verarbeitung unterzogen wird, ein Refresh-Block genannt, und ein Superblock, der nicht zwangsweise einer Intra-Frame-Verarbeitung unterzogen wird, wird als ein Nicht-Refresh-Block bezeichnet. 10 zeigt die Beziehung zwischen Makroblöcken, Refresh-Blöcken und Nicht-Refresh-Blöcken.
  • Refresh- und Nicht-Refresh-Blöcke werden wie folgt definiert.
  • Refresh-Block: Wenn eine Intra-Frame-Verarbeitung zwangsweise in Einheiten von Superblöcken in Makroblöcken in einer Ein- Frame-Periode durchgeführt wird, wird jeder Superblock, der einer Intra-Frame-Verarbeitung unterzogen wird, als ein Refresh-Block bezeichnet. Da jeder Makroblock aus 11 Superblöcken gebildet wird, wird eine Intra-Frame-Verarbeitung zwangsweise mit einer Periode von 11 Frames durchgeführt.
  • Nicht-Refresh-Block: Andere Superblöcke als die oben beschriebenen Refresh-Blöcke werden Nicht-Refresh-Blöcke genannt. Diese Superblöcke umfassen Blöcke, die einer Intra-Frame-Verarbeitung unterzogen wurden und Blöcke, die einer Inter-Frame-Verarbeitung unterzogen wurden. Ob jeder Block einer Intra-Frame- oder einer Inter-Frame-Verarbeitung unterzogen wurde, hängt von dem Inhalt eines Bildes ab. Falls beispielsweise ein Szenenwechsel oder dergleichen in einem Eingangsvideosignal auftritt, kann ein entsprechender Block einer Intra-Frame-Verarbeitung unterzogen werden. Dieser Block wird ebenfalls als ein Nicht-Refresh-Block definiert.
  • Es gibt 240 (= 2640 : 11) Refresh-Blöcke in einer Ein-Frame-Periode. Wie in 24(g) gezeigt ist, sind bei dem herkömmlichen System 240 Refresh-Blöcke in einer in 24(h) gezeigten Ein-Frame-Periode vorhanden. Wenn ein herkömmliches Signal direkt durch einen VTR aufgezeichnet wird, sind die Positionen der Refresh-Blöcke nicht spezifiziert und eine schnelle Wiedergabe kann nicht durchgeführt werden, wie oben beschrieben.
  • In 25(a) bzw. 25(b) sind Videosignale gezeigt, die Frame-Nummern F5 und F6 entsprechen. Die durch Bezugssymbole G5 und G6 angegebenen Teile in 25 entsprechen den Refresh-Blöcken. Eine Refresh-Blocknummer eines Frame mit Frame-Nummer Fn (n ist eine ganze Zahl) wird durch ein Bezugssymbol Gn bezeichnet und eine Nicht-Refresh-Blocknummer wird durch ein Bezugssymbol Hn gekennzeichnet.
  • Bei der vorliegenden Erfindung werden Refresh-Blöcke und Nicht-Refresh-Blöcke auf einer Spur unterschiedlich angeordnet.
  • Diese Ausführungsform veranschaulicht einen Fall, bei dem eine Aufzeichnung durchgeführt wird, während eine Spur in zwei Teile aufgeteilt ist. Wenn eine Spur in zwei Teile aufgeteilt ist, kann eine schnelle Wiedergabe bis zu einer Wiedergabe mit doppelter Geschwindigkeit durchgeführt werden. Wenn jedoch eine schnelle Wiedergabe mit einer Geschwindigkeit, die ein 3-faches oder mehr der normalen Geschwindigkeit beträgt, durchgeführt wird, können nicht alle Refresh-Blöcke wiedergegeben werden, und es gibt einige Regionen, in denen Bilder nicht gebildet werden können, ähnlich dem in 8(d) gezeigten Fall. Wenn ein schneller Wiedergabemodus, der eine Wiedergabe mit der 20-fachen Geschwindigkeit der normalen Geschwindigkeit verwirklicht, zu den Spezifikationen eines VTR hinzugefügt wird, kann eine Spur in 20 Teile aufgeteilt werden. Wenn eine schnellere Wiedergabe verwirklicht werden soll, können Refresh-Blöcke an gleichen Intervallen auf einer Spur angeordnet werden.
  • In 24(e) ist ein Timing-Impulssignal zum Aufteilen einer Spur in zwei Teile gezeigt, wobei dieses Signal dazu dient, eine Ein-Spur-Periode, die in 24(b) und (c) gezeigt ist, in zwei fast gleiche Perioden aufzuteilen. Jede dieser aufgeteilten Perioden wird als ein Sektor bezeichnet.
  • Das heißt, daß ein Sektor wie folgt definiert ist:
    Sektor: Ein Sektor ist eine Periode, die durch ein fast gleiches Aufteilen einer Ein-Spur-Periode in d (zwei in diesem Fall) erhalten wird.
  • Bei dieser Ausführungsform werden 120 Refresh-Blöcke in einem Sektor eingestellt, wie in 24(f) gezeigt ist. Da eine Spur aus zwei Sektoren gebildet wird, werden bei dieser Anordnung 240 Refresh-Blöcke in eine Spur eingefügt, wobei der Refresh-Blockzählwert mit einem Refresh-Blockzählwert eines Frames eines Videosignals koinzidiert. Das heißt, wenn die Anzahl von Superblöcken, für die eine Intra-Frame-Verarbeitung periodisch durchgeführt wird, durch e dargestellt ist, und b Intra-Frame-verarbeitete Signale auf c Spuren aufgezeichnet werden, wird ein Refresh-Blockzählwert e in einem Sektor gegeben durch e = b/c × d (240/2 × 2 × 120 in diesem Fall).
  • Indem die oben beschriebene Code-Umschaltungsoperation durchgeführt wird, können Refresh-Blöcke eines Frame in einer Ein-Spur-Periode angeordnet werden, im Gegensatz zu dem herkömmlichen System, wobei Refresh-Blöcke eines Frame in einer Ein-Frame-Periode angeordnet werden.
  • 26 zeigt ein Spurmuster. Genauer gesagt, entsprechen Bezugssymbole G1 bis G11 in Spuren T1 bis T11 auf einem Magnetband 26 den oben beschriebenen Refresh-Blocknummern Gn. Refresh-Blöcke und Spuren Tn sind miteinander auf eine solche Art und Weise bezogen, daß ein Refresh-Block mit Nummer Gn auf einer Spur Tn aufgezeichnet wird. Zusätzlich entsprechen Bezugssymbole H1 bis H11 in den Spuren T1 bis T11 den Nicht-Refresh-Blocknummern Hn. Die Umschaltpunkte dieser Nicht-Refresh-Blöcke werden durch dicke Linien auf den Spuren T1 bis T11 angegeben.
  • Eine Spur 46 in 26 veranschaulicht die Beziehung zwischen einer Spur und Sektoren. Die Spur 46 ist in zwei Teile aufgeteilt, d.h. d = 2 Sektoren. In jedem Sektor sind e = 120 Refresh-Blöcke angeordnet. Nicht-Refresh-Blöcke sind zwischen Refresh-Blöcken angeordnet.
  • Als Beispiele werden die Spuren T5 und T6 nachstehend ausführlich beschrieben. Der Refresh-Block G6 des Frame F5 wird auf der Spur T5 aufgezeichnet. Der Refresh-Block G6 des Frame F6 wird auf der Spur T6 aufgezeichnet. Nicht-Refresh-Blöcke werden auf den restlichen Teilen aufgezeichnet. Die Nicht-Refresh-Blöcke H5 und H6 werden auf der Spur T5 aufgezeichnet, und die Nicht-Refresh-Blöcke H6 und H7 werden auf der Spur T6 aufgezeichnet.
  • Um die vorstehend beschriebene Aufzeichnungsform zu verwirklichen, wird der bandkomprimierte Videocode, der durch den in 1 gezeigten Codierer variabler Länge 16 erhalten wird, an die Code-Umschaltungsschaltung 45 geliefert. Der Refresh-Timing-Generator 39 erzeugt ein Code-Positionssignal für die vorstehend beschriebenen Refresh-Blöcke und gibt es von dem Ausgangsanschluß 35 aus. Das Code-Positionssignal wird an die Code-Umschaltungsschaltung 45 geliefert. Die Schaltung 45 schaltet die Positionen von Refresh-Blöcken und Nicht-Refresh-Blöcken gemäß dem Sync-Impulssignal für Codes variabler Länge und dem Code-Positionssignal für Refresh-Blöcke um.
  • Genauer gesagt werden 120 Refresh-Blöcke eines Frame in jede der in einer Spur eingestellten zwei Sektoren eingefügt. Diese Verarbeitung wird wie folgt durchgeführt. Codes werden vorübergehend in einem (nicht gezeigten) Speicher gespeichert. Die Codes werden dann aus dem Speicher ausgelesen, so daß 120 Refresh-Blöcke in einen Sektor eingefügt werden.
  • Eine Ausgabe von der Code-Umschaltungsschaltung 45 wird an eine Index-Einfügungsschaltung 47 geliefert. Die Index-Einfügungsschaltung 47 fügt ein Indexsignal in den Steuerdatenteil jedes Sektors ein, so daß es während einer Wiedergabe erfaßt werden kann, wobei das Teil eines Nicht-Refresh-Blocks getrennt und aufgezeichnet wird. Das Indexsignal wurde durch einen Indexgenerator 48 aus dem von dem Refresh-Timing-Generator 39 ausgegebenen Positionssignal erzeugt. Eine Ausgabe von einem Multiplexer 49, der in der Index-Einfügungsschaltung 47 enthalten ist, wird auf dem Magnetband 26 durch eine ECC-Schaltung 50, eine Einheit-Sync-Einfügungsschaltung 51 und einen Modulator 52 aufgezeichnet.
  • In 27(a) und (b) sind Spuren X1 bis X11 eines Kopfes in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit gezeigt. Es sei bemerkt, daß Refresh-Blöcke Gn und Nicht-Refresh-Blöcke Hn jeweils in Spuren T1 bis T22 ähnlich zu 26 angegeben sind. Refresh-Blöcke, die durch die Kopfverfolgungsoperation in dem in 27(a) und Fig. (b) gezeigten Wiedergabemodus wiedergegeben werden können, werden in 28(a) bis (h) und in 29(a) bis (c) gezeigt. Frames 1 bis 11, die in 28(a) bis (h) und in 29(a) bis (c) gezeigt sind, geben Refresh-Blöcke an, die entlang den Kopfspuren X1 bis X11 in dem in 27(b) gezeigten Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit wiedergegeben werden können.
  • Indem der Kopf dazu gebracht wird, X1 zu folgen, kann beispielsweise ein Refresh-Block G1 in der oberen Hälfte des Frame angezeigt werden, während ein Refresh-Block G2 in der unteren Hälfte des Frame angezeigt werden kann. Ebenso können in den Frames 2 bis 11 Refresh-Blöcke G2 bis G22 wiedergegeben werden. Wenn Refresh-Blöcke der Frames 1 bis 11, die wiedergegeben werden können, akkumuliert werden, können folglich Codes in all den Frame-Bereichen wiedergegeben werden, wie in 29(d) gezeigt ist.
  • Codes, die gemäß Inter-Frame-Codes Intra-Frame-verarbeitet sind, und der Inhalt eines Bildes werden zwischen Codes eingefügt, die periodisch Intra-Frame-codiert sind. Diese Codes weisen keine Korrespondenz zwischen einem Bildbereich und einem Aufzeichnungsmediumsbereich auf.
  • Es sei bemerkt, daß ein Aufzeichnungsmedium nicht auf ein Magnetband 26 beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung kann auf eine Videoplatte angewendet werden. In diesem Fall entspricht beispielsweise eine Umdrehung der Platte einer Spur auf dem Band.
  • 9.2 Codemenge eines Refresh-Blocks
  • Obgleich eine schnelle Wiedergabe durch Einstellen von Refresh-Blöcken in vorbestimmten Bereichen auf den Spuren eines VTR durchgeführt werden kann, ist es notwendig zu verhindern, daß eine Codemenge die aufzeichenbare Codemenge eines vorbestimmten Bereichs überschreitet.
  • Wenn die Codemenge eines vorbestimmten Refresh-Blocks die aufzeichenbare Codemenge eines vorbestimmten Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium überschreitet, wird ein Refreshing an einer Position auf einem Bild nicht durchgeführt, die dem Bereich entspricht, in dem die aufzeichenbare Codemenge überschritten ist.
  • Selbst wenn keine Maßnahmen unternommen werden, um eine derartige Situation zu verhindern, ist es mit großer Wahrscheinlichkeit möglich, den Inhalt des Bildes zu bestimmen, da Refreshing bei einer gegebenen Position eines Bildes durchgeführt wird. Um ein Refreshing zuverlässiger durchzuführen, muß jedoch die Erzeugungsmenge von Codes jedes Refresh-Blocks gesteuert werden. Die Codemenge eines Refresh-Blocks wird zuerst ausführlich beschrieben.
  • 9.3 Codemenge eines Refresh-Blocks
  • Es sei angenommen, daß ein Videosignal durch Durchführen einer Kopfabtastung c = 1 mal pro Frame ohne Verwendung eines DTF (dynamic track following) als ein Servo eines VT aufgezeichnet wird, und eine Wiedergabegeschwindigkeit i = 2 mal der normalen Geschwindigkeit als eine besondere Wiedergabegeschwindigkeit verwirklicht wird und daß eine Refresh-Block-Codemenge in Einheiten von 1/c × i = 1/2-Bereiche eines Ein-Frame-Bildes berechnet wird. Wenn in diesem Fall die maximale Menge von Codes, die auf einer P = 1 Spur aufgezeichnet werden kann, die durch eine Abtastung gebildet wird, durch α dargestellt wird, wird diese Refresh-Block-Codemenge eines 1/2-Bereichs eines Frame gesteuert, um 1/c × i = α/2 oder weniger zu sein. Ein Fall, bei dem eine durchschnittliche Menge von Codes eines Ein-Frame-Videosignals durch eine Abtastung des VTR aufgezeichnet wird, wird nachstehend ausführlich beschrieben. Zusätzlich wird ein Fall, bei dem eine doppelte Geschwindigkeit als eine besondere Wiedergabegeschwindigkeit verwirklicht wird, beschrieben. Da 240 Refresh-Blöcke in jedem Frame vorhanden sind, werden bei dieser Ausführungsform 120 Refresh-Blöcke pro Sektor aufgezeichnet.
  • In 30(a) bzw. 30(b) werden Refresh-Blöcke in einem Frame und ein Verfahren eines Aufteilens jedes Refresh-Blocks gezeigt. In 30(a) bezeichnet das Bezugssymbol Fn ein nten Frame; und Gn Refresh-Blöcke in dem n-ten Frame. Wie gezeigt ist, sind 240 Refresh-Blöcke in diesem Frame vorhanden. "Gn(0)" und "Gn(1)" auf der linken Seite des Frame geben die oberen bzw. unteren Hälften jedes Refresh-Blocks der 240 Refresh-Blöcke an, die in zwei gleiche Teile in der vertikalen Richtung aufgeteilt sind. Genauer gesagt gibt Gn(0) 120 Refresh-Blöcke der Gn Refresh-Blöcke an, die sich in der oberen Hälfte des Frame befinden sind, wohingegen Gn(1) 120 Refresh-Blöcke in der unteren Hälfte des Frame angibt. In 30(b) werden Refresh-Blöcke entsprechend der Frame-Nummer Fn + 1 gezeigt. Die Definition von Gn + 1(0) bis Gn + 1(1) sind die gleichen wie diejenigen, die mit Bezug auf 30(a) beschrieben sind.
  • Das Spurmuster des VTR wird als nächstes beschrieben. 31 zeigt das Spurmuster des Magnetbandes 26. Bezugssymbole T0 bis T11 bezeichnen Spuren, auf denen Codes unter Verwendung der Drehtrommel 43 aufgezeichnet werden. Es sei angenommen, daß die durchschnittliche Erzeugungsmenge von Codes eines Frame auf einer Spur aufgezeichnet werden. Das heißt, ein Fall von c = 1 wird beschrieben. Dieser Fall entspricht dem Fall, bei dem b = 240 Refresh-Blöcke auf einer Spur aufgezeichnet werden. Das heißt, daß die Refresh-Blöcke Gn, die der Frame-Nummer Fn entsprechen, auf der Spur Tn aufgezeichnet werden.
  • Wenn eine Wiedergabe mit doppelter Geschwindigkeit durchzuführen ist, kreuzt bei dieser Anordnung der Wiedergabekopf zwei Spuren. Obgleich 1/2-Bereiche, die durch Aufteilen einer Spur in zwei fast gleiche Bereiche erhalten werden, wiedergegeben werden, werden daher Wiedergabesignale von zwei Spuren erhalten. Wenn einer der zwei aufgeteilten Bereiche ein Sektor genannt wird, werden zwei Sektornummern S0 und S1 zugeordnet, da jeder Frame eine Spur bildet, wie in 31 gezeigt ist.
  • Es sei angenommen, daß jeder durch Aufteilen einer Spur durch d erhaltene Bereich im allgemeinen als ein Sektor bezeichnet wird.
  • Um eine schnelle Wiedergabe mit einer Geschwindigkeit i mal der normalen Geschwindigkeit zu verwirklichen, wird ein 1/i-Bereich einer Spur wiedergegeben, da der Kopf i Spuren kreuzt. Wenn die maximale Wiedergabegeschwindigkeit durch imax dargestellt wird, wird imax ≤ d eingestellt. Sektornamen werden durch S0 bis Sd – 1 dargestellt.
  • Die Beziehung zwischen Refresh-Blöcken und einem Sektor wird nachstehend beschrieben. Wenn die einer Frame-Nummer n entsprechenden Refresh-Blöcke Gn auf einer Spur Tn aufgezeichnet werden, wird eine Aufzeichnung in der Reihenfolge von Gn(0) ... S0, Gn(1) ... S1 durchgeführt.
  • Es sei angenommen, daß eine gleichmäßige Anzahl von Refresh-Blöcken in jedem Sektor eingefügt werden. In diesem Fall wird die Anzahl der in einen Sektor eingefügten Refresh-Blöcke wie folgt eingestellt. Wenn die Anzahl der Refresh-Blöcke pro Frame durch b; die Anzahl von Spuren, auf die die b Refresh-Blöcke aufgezeichnet werden, durch c; der Aufteilungszählwert einer Spur durch d; und die Anzahl von in einen Sektor eingefügte Refresh-Blöcke durch e dargestellt ist, dann ist e = b/c × d. Das heißt, e = 240/1 × 2 = 120.
  • Mit Bezug auf 31 geben die Kopfspuren X0 bis X4 Kopfspuren in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit an. Genauer gesagt können entlang der Kopfspur X0 der Sektor S0 (Refresh-Block G0(0)) der Spur T0, der Sektor S1 (Refresh-Block G1(1)) der Spur G1 und der Sektor So (Refresh-Block G2(0)) der Spur T2 wiedergegeben werden.
  • Da die aufzeichenbare Kapazität jeder der Sektoren S0 und S1 das Aufzeichnungsmedium auf dem Band 26 vorbestimmt ist, muß in diesem Fall die Erzeugungsmenge von Codes der Refresh-Blockgruppen Gn(0) und Gn(1) auf die aufzeichenbare Menge oder weniger beschränkt werden.
  • Es sei angenommen, daß ein DTF nicht verwendet wird. Wenn die Wiedergabegeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit i mal der normalen Geschwindigkeit eingestellt ist, wird in diesem Fall ein 1/i-Bereich jeder der p Spuren, die durch eine Abtastung gebildet werden, verfolgt.
  • Wenn die maximale Menge von Codes, die auf p Spuren aufgezeichnet werden können, die durch eine Abtastung gebildet werden, durch α dargestellt wird und ein Videosignal durch Durchführung einer Abtastoperation c mal für jeden Frame aufgezeichnet wird, muß, wie vorstehend beschrieben, die maximale Codemenge eines 1/c × i-Bereichs von Refresh-Blöcken eines Frame auf α/i oder weniger beschränkt werden. Es sei bemerkt, daß in diesem Fall als ein besonderer Wiedergabekopf ein Kopf mit einer übermäßig großen Kopfbreite nicht verwendet wird.
  • Es sei angenommen, daß ein DTF als ein Servoschema für einen VTR verwendet wird. Wenn in diesem Fall die maximale Menge von Codes, die auf p Spuren aufgezeichnet werden können, die durch eine Abtastung gebildet wird, durch α dargestellt wird und ein Videosignal durch Durchführen einer Kopfabtastoperation 10-mal für jeden Frame aufgezeichnet wird, muß die maximale Codemenge von Refresh-Blöcken in einem 1/c-Bereich eines Ein-Frame-Bildes auf α oder weniger beschränkt werden.
  • 10. Codemengensteuerung
  • Es gibt zwei Codemengensteuerverfahren. Bei dem ersten Verfahren wird das Quantisierungsniveau auf die gleiche Art und Weise, wie vorstehend beschrieben, gesteuert. Da in diesem Fall die Erzeugungsmenge von Codes von Refresh-Blöcken unterdrückt wird, verschlechtert sich unausweichlich die Bildqualität von jedem Refresh-Block. Da die Differenz zwischen einem Intra-Frame-verarbeiteten Signal von Refresh-Blöcken und einem Videosignal des nächsten Frame zu dem nächsten Frame gesendet wird, tritt eine Verschlechterung in der Bildqualität nur momentan auf. Dieses Verfahren wird ausführlich später beschrieben.
  • Bei dem zweiten Verfahren wird ein quantisierter Code in zwei Teile aufgeteilt, so daß die Codemenge einer MSB- oder einer Niederfrequenz-Komponente auf eine Codemenge beschränkt ist, die es ermöglicht, die Codes auszulesen, wenn eine schnelle Wiedergabe durch ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einen VTR, durchgeführt wird. Dieses Verfahren wird ausführlich in Kapitel 11 beschrieben.
  • Als nächstes wird eine Steuerung einer codierten Informationsmenge unter Verwendung des ersten Verfahrens b beschrieben.
  • 10.1 Makroblock-Codemengensteuerung
  • Wenn eine hochwirksame Codierung eines Videosignals unter Verwendung des Codierungsschemas mit variabler Länge durchgeführt wird, variiert im allgemeinen die Erzeugungsmenge von Information. Dies liegt daran, daß die Informationsmenge des Videosignals mit der Zeit variiert.
  • Wenn ein Übertragungssystem mit einer festen Rate zu verwenden ist, ist eine Codierungssteuerung erforderlich, um die codierte Informationsmenge auf ein konstantes Niveau beschränkt.
  • Gemäß einer allgemeinen Technik für eine Verwirklichung einer festen Rate wird ein Pufferspeicher an der Ausgabe eines Codierers erstellt, so daß Daten in den Pufferspeicher mit einer variierbaren Rate eingegeben werden und Daten mit einer festen Rate mit dem Niveau der codierten Informationsmenge ausgegeben werden. Da die Menge der Daten in dem Pufferspeicher abhängig von der Menge der Eingangsinformation variiert, kann ein Überlauf oder ein Unterlauf auftreten. Um eine derartige Situation zu verhindern, wird ein Codierungsparameter geändert, um die codierte Informationsmenge zu verringern oder zu erhöhen, wenn ein Überlauf oder ein Unterlauf dazu tendiert aufzutreten.
  • Beispielsweise können die Quantisierungsniveaus verringert oder erhöht werden.
  • Obgleich der Nivellierungseffekt mit einer Erhöhung in der Kapazität des Pufferspeichers verbessert wird, werden Beschränkungen hinsichtlich der Kapazität von Codierungsverzögerungen oder Kosten verbessert.
  • Da ein relativ kleiner Pufferspeicher eine feine Codierungssteuerung gemäß eines lokalen Merkmals eines Bildes durchführen kann, wird ein Pufferspeicher mit einer Kapazität, die ungefähr einem Frame entspricht, in einigen Fällen verwendet.
  • Nachstehend wird eine Makroblockmengensteuerung ausführlich beschrieben.
  • Eine Makroblock-Codemengensteuerung wird unter Verwendung der Kapazitäten von Ratenpuffern durchgeführt. Bei dem Verfahren unter Verwendung der Ratenpuffer, wie in 32 gezeigt, nimmt jeder Codierer und Decodierer einen Ratenpuffer mit der gleichen Kapazität auf.
  • Die Eingabe/Ausgabe-Codemengen und die Belegungsgrade der Puffer werden mit Bezug auf 32 beschrieben. In 32 bezeichnet ein Bezugssymbol a ein Eingangssignal in einen Ratenpuffer b des Codierers. Dieses Signal ist ein Eingangssignal von dem Codierer variabler Länge 16. Das Signal wird wie folgt gekennzeichnet. Die jeweiligen Blöcke werden mit einer vorbestimmten Periode eingegeben. Da jedoch die erzeugten Codes jedes Blocks Codes variabler Länge sind, wird eine Rate variabler Länge eingestellt. Zusätzlich liefert ein Ausgangssignal c von dem Ratenpuffer des Codierers Übertragungsdaten und die entsprechenden Codes werden mit einer festen Rate ausgegeben. Ferner ist ein Eingangssignal d in einen Ratenpuffer e des Decodierers eine Codeeingabe, die mit einer festen Rate einzugeben ist. Ein Ausgangssignal f ist eine Codeausgabe, die mit einer variablen Rate auszugeben ist.
  • Merkmale der Codierer- und Decodierer-Seite werden mit Bezug auf 33 und 34 nachstehend ausführlicher beschrieben. Die Abszissen in 33(a) bis (c) und in 34(a) und (b) geben Frame-Nummern an. In 33 und 34 koinzidieren die Frame-Nummern mit den Frame-Nummern der Eingaben. Die in 34(c) gezeigten Frame-Nummern werden jedoch von diesen um 8 Frames verschoben. Diese Verschiebung ist erforderlich, um Variationen in der Verzögerung von Übertragungscodes von dem Codierer und dem Decodierer infolge der Verwendung von Codes variabler Länge zu absorbieren.
  • In 33(a) bis (c) und in 34(a) bis (c) gibt die Ordinate Codemengen an. In diesem Fall beträgt die Kapazität jedes Ratenpuffers 4 MBit und die Übertragungsmenge von Codes pro Frame beträgt 0,5 Mbit/Frame. In 33(a) bis (c) werden die Merkmale auf der Codierer-Seite gezeigt und in 34(a) bis (c) werden die Merkmale auf der Decodierer-Seite gezeigt.
  • In 33(a) wird die Erzeugungsmenge von Codes pro Frame gezeigt. Die in 33(a) gezeigte gestrichelte Linie gibt die Kapazität des Ratenpuffers als Bezug an. Da Codes mit variabler Länge verwendet werden, variieren die Erzeugungsmengen von Codes der jeweiligen Frames. Mit F1 bis F9 als Frame-Zahlen Fn werden Erzeugungsmengen von Codes, die einen Überlauf und einen Unterlauf in dem Puffer bewirken, angegeben. Bei F1 werden Codes von 4,5 MBit erzeugt. Bei F2 bis Fn werden keine Codes erzeugt.
  • Die maximale Erzeugungsmenge von Codes jedes Frame wird durch die Summe der Kapazität des Puffers und der Übertragungsmenge von Codes bestimmt. Da bei dieser Ausführungsform die Kapazität jedes Puffers 4 MBit beträgt und die Übertragungsmenge von Codes pro Frame 0,5 [MBit/Frame] beträgt, beträgt die maximale Erzeugungsmenge von Codes pro Frame 4,5 MBit. Bei F20 bis F30 wird die Erzeugungsmenge von Codes von jedem Frame gemäß dem Belegungsgrad des Puffers gesteuert.
  • In 33(b) wird der Belegungsgrad des Puffers des Codierers gezeigt. In diesem Fall wird die Kapazität des Puffers auf 4 MBit eingestellt und die Kapazität wird durch die gestrichelte Linie angegeben. Da eine große Anzahl von Codes in dem Frame mit Framenummer F1 erzeugt wurde, läuft der Puffer bei einer Zeit entsprechend F1 über. Da keine Codes in dem Intervall von F2 bis F9 erzeugt werden, läuft der Puffer zu einem Zeitpunkt entsprechend F9 unter.
  • In 33(c) ist die Menge von Codes gezeigt, die von dem Codierer übertragen werden. Die in 33(c) gezeigte durchgezogene Linie A, die sich schräg von dem Ursprung erstreckt, gibt die akkumulierte Übertragungsmenge von Codes an. Der Gradient der Linie gibt die Übertragungsmenge von Codes pro Frame an. In diesem Fall werden 0,5 MBit pro Ein-Frame-Mal übertragen. Wenn die Frame-Rate 30 [Hz] beträgt, beträgt die Übertragungsmenge von Codes 30 × 0,5 [Mbit/Frame] = 15 [Mbps]. Zusätzlich gibt die gestrichelte Linie in 33(c) den maximalen Wert an, der durch die maximale Kapazität des Puffers bestimmt wird.
  • Die in 33(c) gezeigte Zickzacklinie gibt die akkumulierte Erzeugungsmenge von Codes an, der Menge, der dem integralen Wert der in 33(a) gezeigten Erzeugungsmenge von Codes pro Frame entspricht. Wenn die Zickzacklinie, die diese akkumulierte Erzeugungsmengen-Codes angibt, in Kontakt mit der gestrichelten Linie kommt, läuft der Puffer über. Wenn die vieleckige Linie in Kontakt mit der durchgezogenen Linie kommt, läuft der Puffer unter. Außerdem geben die zwischen der vieleckigen Linie, die der akkumulierten Erzeugungsmenge von Codes entspricht, und der durchgezogenen Linie, die die akkumulierte Übertragungsmenge von Codes angibt, gezeichneten horizontalen gestrichelten Linien Verzögerungen in dem Codierungspuffer beim Übertragen der erzeugten Codes an. Eine längere gestrichelte Linie gibt eine längere Zeitperiode an, die notwendig ist, um eine Übertragung durchzuführen. Die in 34(a) gezeigte durchgezogene Linie B gibt die akkumulierte Empfangsmenge von Codes an. Diese durchgezogene Linie B koinzidiert mit der in 34(a) gezeigten durchgezogenen Linie A. Die Zickzacklinie gibt die Decodiermenge von Codes von jedem Frame an, wenn ein Bild ausgegeben wird. Diese Menge entspricht der integralen Menge der decodierten Menge von Codes pro Frame, die in 34(c) gezeigt ist. Außerdem geben die horizontalen gestrichelten Linien Verzögerungen beim Decodieren von empfangenen Codes an. Die Summe der Verzögerungen in dem Codierer und der Verzögerung im Decodierer ist gleich der in 34(b) gezeigten Pufferverzögerung.
  • In 34(b) ist der Belegungsgrad des Puffers des Decodierers gezeigt. Wenn 33(b) mit 34(b) verglichen wird, wird festgestellt, daß wenn die grafische Darstellung in 33(b) um eine Menge entsprechend der Pufferverzögerung verschoben wird, die grafischen Darstellungen in 33(b) und 34(b) eine inverse Beziehung in der vertikalen Richtung aufweisen. Das heißt, wenn der Codierer überläuft, unterläuft der Decodierer und umgekehrt.
  • In 34(c) ist die Decodiermenge von Codes pro Frame gezeigt. Das in 34(c) gezeigte Timing ist von demjenigen des in 33(a) gezeigten durch die Pufferverzögerung zwischen dem Codierer und dem Decodierer verzögert.
  • Wenn ein Teilnehmer den Kanal wechselt, kann ein Signal ausgegeben werden, nachdem eine erforderliche Anzahl von Codes in dem Puffer des Decodierers akkumuliert sind. Diese Akkumulierungsmenge ist gleich der Akkumulierungsmenge empfangener Codes für die durch die in 34(a) gezeigte durchgezogene Linie angegebene Zeitperiode. Dieser Wert weist eine Korrelation mit einem NMP-Signal bei dem herkömmlichen System auf. Das heißt, ein Videosignal kann von dem Decodierer ausgegeben werden, nachdem Codes in den Puffer für die Zeitperiode, die durch das NMP-Signal bestimmt ist, akkumuliert sind.
  • Wenn die maximale Menge von Codes in dem ersten Frame erzeugt wird, wie durch F1 in 33(a) angegeben ist, wird die maximale Pufferverzögerung in dem Puffer des Decodierers bewirkt. In diesem Fall kann ein geeignetes Videosignal, nachdem empfangene Codes für die Zeitperiode, die der in 34(b) gezeigten "Pufferverzögerung" entspricht, akkumuliert sind, ausgegeben werden. In diesem Fall kann, nachdem der Puffer des Decodierers mit empfangenen Codes gefüllt ist, ein geeignetes Videosignal ausgegeben werden.
  • Genauer gesagt werden empfangene Codes in dem Intervall zwischen F0 und F8 akkumuliert und ein geeignetes Videosignal wird ausgegeben, nachdem der Pufferspeicher mit den Codes gefüllt ist, um eine Initialisierung zu beenden. Wenn Videocodes bei F1, wie in 34(c) gezeigt, ausgegeben werden, läuft der Puffer des Decodierers unter. Wenn in dem Intervall zwischen F1 und F9 keine Videocodes ausgegeben werden, läuft der Puffer des Decodierers bei F9 über. Dieser Zustand ist einem Zustand gleichwertig, bei dem der Pufferzustand des Codierers durch 8 Frames verzögert wird, und der Überlauf und Unterlauf invertiert sind.
  • Wenn der Teilnehmer den Kanal wechselt, muß der Puffer des Decodierers Codes für die Zeitperiode, die durch das NMP-Signal bestimmt wird, akkumulieren, um ein geeignetes Videosignal auszugeben. Es kann jedoch zum Zeitpunkt der Initialisierung ein mangelhaftes Bild ausgegeben werden, wie durch die in 34(c) gestrichelte Linie angegeben ist.
  • 35 zeigt eine Beziehung zwischen dem Belegungsgrad des Puffers und einer Erhöhung/Verringerung im Quantisierungsniveau, der in Einheiten von Makroblöcken eingestellt ist. Während der Belegungsgrad des Puffers auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, wird das Quantisierungsniveau nicht geändert. Wenn er einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird das Quantisierungsniveau geändert. Wie in 35 gezeigt ist, wird das Quantisierungsniveau nicht geändert, während der Belegungsgrad des Puffers zwischen 45 bis 55% liegt. Wenn er 45 bis 55% überschreitet, wird das Quantisierungsniveau geändert. Mit dieser Operation kann eine Ratensteuerung des Puffers durchgeführt werden.
  • Während der Wert von j erhöht wird, wird eine grobe Quantisierung durchgeführt, und die Erzeugungsmenge von Codes wird verringert. Daher wird das Quantisierungsniveau mit einer Verringerung in dem Belegungsgrad des Puffers verringert, und umgekehrt.
  • 36 zeigt eine Anordnung zum Verwirklichen der oben beschriebenen Operation.
  • Um ein Makroblock-Quantisierungsniveau zu bestimmen, wird eine Quantisierungsniveau-Einstellschaltung 53 und ein Superblock-Codemengenberechner 54 verwendet.
  • Ein Verfahren zum Berechnen einer Superblock-Codemenge wird zuerst mit Bezug auf 36 ausführlich beschrieben.
  • Eine Ausgabe von dem Quantisierer 15 wird in den Codierer variabler Länge 16 eingegeben. In der Schaltung 16 liest eine Zickzack-Abtastschaltung 16a 8 × 8 DCT-Koeffizienten durch das in 18 gezeigte Abtastverfahren, kombiniert Null-Koeffizienten-Zählwerte und die Amplituden von Nicht-Null-Koeffizienten und liefert die resultierenden Sätze an einen Huffman-Codierer 16b.
  • Außerdem werden die Null-Koeffizienten-Zählwerte und die Amplituden von Nicht-Null-Koeffizienten in den Superblock-Codemengenberechner 54 eingegeben. Der Superblock-Codemengenberechner 54 berechnet die Menge der erzeugten Codes unter Verwendung eines ROMs, der die in 37 gezeigte Tabelle speichert.
  • Die in 37 gezeigte Tabelle wird ebenfalls in dem herkömmlichen System verwendet. Die Abszisse gibt die Amplituden von Nicht-Null-Koeffizienten und die Ordinate gibt die Anzahl von kontinuierlichen Null-Koeffizienten an. Die Zahlen in 37 geben Code-Bitzählwerte an. Die Erzeugungsmengen von Codes werden in Einheiten von Superblöcken durch Addieren dieser Code-Bitzählwerte berechnet.
  • Um ein Quantisierungsniveau für Makroblöcke zu bestimmen, wird zusätzlich eine Makroblock-Codemenge durch Addieren der Codemengen von 11 Superblöcken berechnet.
  • Ein in einem Übertragungs-Codemengen-ROM 56 gespeicherte Übertragungs-Codemenge wird von dem berechneten Wert subtrahiert und der Belegungsgrad des in der Code-Umschaltungsschaltung 45 enthaltenen Ratenpuffers wird durch einen Ratenpuffer-Codemengenberechner 57 berechnet.
  • Quantisierungsniveaus werden in Einheiten von Makroblöcken durch die Makroblock-Quantisierungsniveau-Einstellschaltung 58 auf der Basis dieses Ratenpuffer-Belegungsgrades und der in 35 gezeigten grafischen Darstellung eingestellt.
  • 10.2 Superblock-Codemengensteuerung
  • Eine Codemengensteuerung in Einheiten von Superblöcken kann nur in der Richtung durchgeführt werden, in der die Anzahl von Quantisierungsniveaus kleiner als diejenige der durch Makroblöcke bestimmten Quantisierungsniveaus ist.
  • Dies liegt daran, daß, wenn beispielsweise ein Intra-Frame-verarbeiteter Superblock vorhanden ist, eine nach einer Intra-Frame-Verarbeitung erhaltenen Codemenge größer als eine Codemenge ist, die nach einer Inter-Frame-Verarbeitung erhalten wurde, und die Codemenge des Intra-Frame-verarbeiteten Superblocks kann stark ansteigen.
  • Gemäß den menschlichen visuellen Merkmalen können, wenn beispielsweise ein Szenenwechsel stattfindet oder ein durch ein Objekt verdecktes Teil erscheint (dieses Phänomen wird als "Rück-Abdeckung" bzw. "covered back" bezeichnet), können die Augen nicht schnell auf die Definition des erscheinenden Bildes reagieren und es wird eine vorbestimmte Zeitperiode für eine Einstellung benötigt.
  • Sogar wenn die Anzahl von Quantisierungsniveaus bezüglich einer durch eine Änderung im Inhalt eines Bildes erzeugten Intra-Frame-verarbeiteten Teils verringert wird, ist es folglich schwierig, eine Verschlechterung in der Bildqualität zu unterscheiden. Das heißt, daß die Codemenge eines Teils, der einer adaptiven Bild-Inter-Frame-Verarbeitung unterzogen wurde, verringert werden kann.
  • Eine Anordnung zur Verwirklichung dieser Operation wird nachstehend mit Bezug auf 36 beschrieben.
  • Eine Refresh-Blockquantisierungsniveau-Einstellschaltung 59, die einer Superblockquantisierungsniveau-Einstellschaltung entspricht, und eine Nicht-Refresh-Blockquantisierungsniveau-Einstellschaltung 60 empfängt ein adaptives Bild-Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsbestimmungssignal, das von dem Energiekomparator 36 in der Intea-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsbestimmungsschaltung 31 durch einen Eingangsanschluß 61 ausgegeben wird. Außerdem wird ein Ausgangssignal von der DCT-Schaltung 64 in einen DCT-Koeffizienten-Energieberechner 63 über einen Eingangsanschluß 62 eingegeben. Der Berechner 63 berechnet die Energie von DCT-Koeffizienten. Ein Korrekturniveau für das Quantisierungsniveau wird auf der Basis der berechneten Energie bestimmt. Ein Addierer 65 addiert diesen Wert, der dem Makroblock-Quantisierungsniveau hinzugefügt wird, und der resultierende Wert wird in den Quantisierer 15 eingegeben. In 38(a) ist die Beziehung zwischen der Energie und dem Korrekturniveau gezeigt.
  • Wenn ein Intra-Frame-verarbeiteter Superblock eine übermäßig hohe Energie aufweist, bedeutet dies, daß der Block viele Hochfrequenz-Komponenten aufweist. In diesem Fall ist es ebenfalls schwierig, eine Verschlechterung in der Bildqualität zu unterscheiden. Daher kann eine grobe Quantisierung eingestellt werden. In diesem Fall wird ein Korrekturniveau, wie in 38(b) gezeigt ist, eingestellt.
  • 10.3 Refresh-Block-Codemengensteuerung
  • Wie in Kapitel 9, Abschnitt 9.2 beschrieben, muß die Erzeugungsmenge von Codes eines Refresh-Blocks durch eine vorbestimmte Codemenge beschränkt werden, die durch ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einen VTR, bestimmt wird.
  • Um dies zu verwirklichen, werden bei dieser Ausführungsform die Codemengen von Refresh-Blöcken unabhängig berechnet und Quantisierungsniveaus für die Refresh-Blöcke werden unter Verwendung der berechneten Werte eingestellt. Zu diesem Zweck werden ein Refresh-Block-Codemengenberechner 65 und die Refresh-Blockquantisierungsniveau-Einstellschaltung 59 verwendet.
  • Die Erzeugungsmengen von Codes von Refresh-Blöcken werden von dem Superblock-Codemengenberechner 54 ausgegeben. Die Codemengen der Refresh-Blöcke werden sequentiell durch den Refresh-Block-Codemengenberechner 65 addiert. Bei dieser Ausführungsform werden die Codemengen in einer Periode von 120 Superblöcken, die in einem Sektor auf dem Band 26 eingestellt sind, wiederholt addiert.
  • Durch Eingeben des resultierenden Werts in die Refresh-Blockquantisierungsniveau-Einstellschaltung 59 wird ein Korrekturwert aus dem Makroblock-Quantisierungsniveau bestimmt.
  • Die Refresh-Blockquantisierungsniveau-Einstellschaltung 59 wird ferner verwendet, um das in Abschnitt 10.2 beschriebene Superblock-Codemengensteuerverfahren zu verwirklichen.
  • Eine Ausgabe von der Refresh-Blockquantisierungsniveau-Einstellschaltung 59 wird in den Quantisierer 15 durch einen Schalter 66 und den Addierer 64 zum Addieren eines Korrekturwerts zu dem Makroblock-Quantisierungsniveau eingegeben.
  • 39 zeigt ein Verfahren eines Einstellens eines Refresh-Blockquantisierungsniveaus.
  • In 39 gibt die Abszisse Refresh-Blocknummern an. Da bei dieser Ausführungsform die Refresh-Blöcke eines Frame auf zwei Sektoren aufgezeichnet werden, werden Refresh-Blocknummern, die den Sektoren 0 und 1 entsprechen, veranschaulicht. In diesem Fall werden 120 Refresh-Blöcke so eingestellt, um die Aufzeichnungs-Codemenge α/2 eines Sektors nicht zu überschreiten.
  • Die Ordinate in 39 gibt die Codemengen der Refresh-Blöcke an. Wie oben beschrieben, wird die maximale Codemenge auf α/2 eingestellt. Es sei angenommen, daß α/2 = 250 KBit ist. Die in 39(a) gezeigte durchgezogene Linie C stellt die Zielcodemenge eines Refresh-Blocks dar. Eine Erzeugungsmenge von Codes wird so gesteuert, um diese Linie nicht zu überschreiten. Es sei bemerkt, daß die durchgezogene Linie C ein Beispiel ist, die für eine Steuerung verwendet wird, und folglich nicht eine Gerade sein muß. Es ist nur erforderlich, daß die Erzeugungsmenge von Codes pro Sektor auf α/2 oder weniger beschränkt wird. Eine vieleckige Linie D stellt Änderungen in der Akkumulierungsmenge von Refresh-Block-Codes dar. Die vieleckige Linie D entspricht einem Ausgangssignal von dem Refresh-Block-Codemengenberechner 65. Ein Quantisierungsniveau wird so bestimmt, daß die Ziel-Refresh-Block-Codemenge (durchgezogene Linie C) nicht überschritten wird.
  • Ein Vorgang eines Einstellens eines Makroblockquantisierungsniveaus und eines Refresh-Blockquantisierungsniveaus wird nachstehend mit Bezug auf 40 beschrieben.
  • Wie in 36 gezeigt ist, wird ein Makroblockquantisierungsniveau auf der Basis des Belegungsgrades des Pufferspeichers bestimmt. Dieses Makroblockquantisierungsniveau wird wie benötigt erhöht, um ein Refresh-Blockquantisierungsniveau nur in der Richtung einzustellen, in der die Erzeugungsmenge von Codes reduziert ist. Ein Quantisierungsniveau-Korrekturniveau, das die Quantisierungsniveaudifferenz zwischen dem Makroblockquantisierungsniveau und dem Refresh- Blockquantisierungsniveau angibt, kann als zusätzliche Daten übertragen werden.
  • In 40 gibt die Abszisse Makroblockquantisierungsniveaus j = 31 bis 0 an. Wenn j = 31 ist, werden keine Codes erzeugt. Wenn j = 0 ist, werden Codes in einer maximalen Menge erzeugt. Außerdem geben Zahlen, die unterhalb der Quantisierungsniveaus geschrieben sind, Bitzählwerte an, die verwendet werden, um die Quantisierungsniveau-Korrekturniveaus anzugeben.
  • Die in 40 gezeigte Ordinate gibt Refresh-Blockquantisierungsniveaus j = 31 bis 0 an. Die Kreise in 40 stellen Quantisierungsniveaus dar, die als den Refresh-Blöcken zugeordnete Niveaus eingestellt werden können. Jedes Refresh-Blockquantisierungsniveau wird derart zugeordnet, daß die Erzeugungsmengen von Codes kleiner als diejenige sind, die auf einem entsprechenden Makroblockquantisierungsniveau basiert.
  • Da eine Ausgabe von der DCT-Schaltung 14 in die Refresh-Blockquantisierungsniveau-Einstellschaltung 59 eingegeben wird, kann eine Quantisierungstabelle derart ausgewählt werden, daß eine Ziel-Refresh-Block-Codemenge nicht überschritten wird, indem das Ausgangssignal mit einer Refresh-Block-Akkumulierungs-Codemenge verglichen wird.
  • Dieser Vorgang wird nachstehend ausführlich mit Bezug auf Element (b) in 39 beschrieben.
  • Element (b) in 39 ist eine vergrößerte Ansicht der in 39(a) gezeigten Abszisse. Der Prozeß eines Bestimmens der Quantisierungsniveaus in dem Intervall zwischen Refresh- Blocknummern 80 und 81 wird mit Bezug auf Element (b) in 39 beschrieben. Es sei angenommen, daß eine Codemenge bis zu einer Refresh-Blocknummer 80 durch den Refresh-Block-Codemengenberechner 65 berechnet wird, und daß das in 39(b) gezeigte Bezugssymbol E die berechnete Codemenge angibt. Eine Zielcodemenge wird durch eine Refresh-Blocknummer bestimmt. Es sei angenommen, daß das in 39(b) gezeigte Bezugssymbol F eine Zielcodemenge bei der Refresh-Blocknummer 81 angibt.
  • Es sei angenommen, daß ein Makroblockquantisierungsniveau j = 15 eingestellt ist. In diesem Fall kann gemäß der in 40 gezeigten Quantisierungsniveaubeziehung als ein Refresh-Blockquantisierungsniveau j = 15, 19, 23 und 27 eingestellt werden.
  • Da ein Koeffizientensignal, das durch Durchführen einer DCT eines Videosignals erhalten wird, als ein Ausgangssignal von der DCT-Schaltung 14 in die Refresh-Blockquantisierungsniveau-Einstellschaltung 59 eingegeben wird, können Codemengen, die erzeugt werden, wenn das Quantisierungsniveau j = 15, 19, 23 und 27 beträgt, berechnet werden. Es sei angenommen, daß die Berechnungsergebnisse durch G, H, I bzw. J dargestellt werden. In diesen Erzeugungsmengen werden G, H, I und J mit der Zielcodemenge F verglichen, wobei das Refresh-Blockquantisierungsniveau j = 23, mit dem die Codemenge I erhalten wird, ausgewählt werden kann.
  • Durch Steuern der Codemenge jedes Refresh-Blocks auf diese Art und Weise und Eingeben und Aufzeichnen des Ergebnisses in die Code-Umschaltungsschaltung 45 und die Index-Einfügungsschaltung 47 kann ein Refreshing bzw. Auffrischen zuverlässig durchgeführt werden, wenn eine schnelle Wiedergabe durchgeführt wird.
  • 11. Codeentscheidung
  • Es sind zwei Verfahren zum Steuern von Codemengen verfügbar. Das erste Verfahren besteht darin, das Niveau der Quantisierung auf eine solche Art und Weise, wie in Kapitel 10 beschrieben wurde, zu steuern. Bei dem ersten Verfahren wird die Erzeugungsmenge von Codes von Refresh-Blöcken unterdrückt und die Bildqualität jedes Refresh-Blocks verschlechtert sich unvermeidbar. Da die Differenz zwischen einem Intra-Frame-verarbeiteten Signal von Refresh-Blöcken und einem Videosignal des nächstens Frame zu dem nächsten Frame gesendet wird, verschlechtert sich nichtsdestoweniger die Bildqualität sofort.
  • Bei dem zweiten Verfahren wird ein quantisierter Code in zwei Teile geteilt, so daß die Codemenge einer MSB- oder einer Niederfrequenz-Komponente auf eine Codemenge beschränkt ist, die ermöglicht, die Codes auszulesen, wenn eine schnelle Wiedergabe durch ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einen VTR, durchgeführt wird. Dieses Verfahren wird, wie es bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ausführlich in Kapitel 35 beschrieben.
  • 13. Bitstromstruktur
  • Nachstehend wird die Bitstromstruktur jedes Blocks beschrieben.
  • Mit Bezug auf 9 werden Zusatzdaten, die von einem Zusatzdatengenerator 67 ausgegeben werden, zu einer Ausgabe von dem Codierer variabler Länge 16 addiert und die resultierenden Daten werden an einem Ausgangsanschluß 68 ausgegeben.
  • Ein Paketmedium, wie beispielsweise einen VCR oder eine Videoplatte, benötigt die Code-Umschaltungsschaltung 45, um eine schnelle Wiedergabe zu verwirklichen. Beim Übertragen einer Rundsendewelle ist jedoch ein Code-Umschalten nicht notwendigerweise erforderlich.
  • Außerdem ist eine Code-Umschaltungstechnik von der Umlaufgeschwindigkeit der Trommel eines VCR, der Anzahl von Köpfen, dem Bandformat, der Aufzeichnungs-Codemenge pro Spur und der speziellen Wiedergabegeschwindigkeit abhängig.
  • Aus diesem Grund wird der Bitstrom einer Rundsendewelle unter Verwendung des in 44 und 47 gezeigten Bitstroms eines Makroblocks übertragen.
  • Außerdem wird der Bitstrom des VCR als eine Ausgabe von der Code-Umschaltungsschaltung 45 unter Verwendung des in 45 und 46 und 48 bis 51 gezeigten Bitstroms von (Nicht)-Refresh-Blöcken übertragen.
  • Nachstehend wird der Begriff "(Nicht)-Refresh" verwendet, um sowohl "Refresh" und "Nicht-Refresh" zu bedeuten.
  • 14. Bitstromstruktur einer Blockschicht
  • Ein Block wird durch 64 DCT-Koeffizienten gebildet, die durch Durchführen einer DCT von 8 × 8 Pixel erhalten wird, die hinsichtlich einer Luminanz oder Farbdifferenz einander benachbart sind. 64 DCT-Koeffizienten werden einer Zickzack- Abtastung in der in 18 gezeigten Reihenfolge und einer zweidimensionalen Huffman-Codierung unterzogen, um in Codes umgewandelt zu werden, wobei jeder durch einen Null-Koeffizientenzählwert als eine Lauflänge und die Amplitude eines Nicht-Null-Koeffizienten gebildet wird, wodurch ein Bitstrom gebildet wird. Ein EOB, ein Huffman-Code, wird an das Ende der Codes eines einer DCT unterzogenen Blocks addiert.
  • 15. Bitstromstruktur einer Superblockschicht
  • Ein Superblock wird aus zehn Blöcken gebildet, d.h. aus acht benachbarten Luminanzblöcke (4 in der horizontalen Richtung × 2 in der vertikalen Richtung) und Farbdifferenzblöcken U und V an der gleichen Position auf einem Bild. Die Übertragungsreihenfolge ist Y0, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7, U und V. Außerdem wird die Differenz zwischen den Luminanzsignal-DC-Komponenten von benachbarten Blöcken berechnet und der berechnete Wert übertragen.
  • 16. Makroblock und (Nicht-Refresh)-Refresh-Blockadressen
  • Wie in Kapitel 9, Abschnitt 9.1 beschrieben, ist die Neuanordnung von Refresh-Blöcken erforderlich, um eine schnelle Wiedergabe in einem VCR zu verwirklichen. Nachstehend wird eine mit dieser Neuanordnung verbundenen Beschreibung durchgeführt.
  • Die Beziehung zwischen den Positionen eines Makroblocks und eines (Nicht)-Refresh-Blocks wird zuerst an einem Frame und seinen Adressen definiert. 42 und 43 zeigen ein Verfahren eines Einstellens von Adressen.
  • Wie in 41 gezeigt, wird ein Makroblock aus 11 Superblöcken, genauer gesagt aus einem Refresh-Block und zehn Nicht-Refresh-Blöcken, gebildet. Außerdem werden Superblockadressen an einem Frame gemäß 11 eingestellt.
  • 16.1 Makroblockadresse
  • Wie in 42 gezeigt, wird als die Adresse eines Makroblocks der gleiche Adressenwert zugeordnet, wie der, der dem ersten Superblock des Makroblocks zugeordnet ist.
  • 16.2 Refresh-Blockadresse
  • Wenn eine Makroblockadresse wie in Abschnitt 16.1 eingestellt wird, koinzidiert der Adressenwert des Refresh-Blocks mit dem Adressenwert des Makroblocks, wie in 43 gezeigt ist, da der erste Block des Makroblocks ein Refresh-Block ist, wie in 41 gezeigt ist.
  • 16.3 Nicht-Refresh-Blockadresse
  • Als die Adresse jedes Nicht-Refresh-Blocks wird ein direkt vorhergehenden Adressenwert in der horizontalen Richtung des Nicht-Refresh-Blocks verwendet.
  • Das heißt, daß der gleiche Adressenwert als Adressen eines Makroblocks und (Nicht)-Refresh-Blocks verwendet wird.
  • 16.4 Adressenwert
  • Wie in 11 gezeigt, kann dieser Adressenwert dargestellt werden durch: S.B.Adresse = 60x + ywobei x die Position eines Superblocks in der horizontalen Richtung und y die Position des Superblocks in der vertikalen Richtung ist.
  • Da in DigiCipher vier Prozessoren in der horizontalen Richtung verwendet werden, wird eine ID, der jeden Prozessor kennzeichnet, durch PID, und eine ID, der die vertikale Position jedes Prozessors angibt, durch VID dargestellt. In diesem Fall werden Adressenwerte wie folgt dargestellt: M.B.A (Makroblockadresse) = (60·11)·PID + 60·x0 + VID R.B.A (Bezugsblockadresse) = (60·11)·PID + 60·x0 + VID N.R.B.A (Nicht-Refresh-Blockadresse) = (60·11)·PID + 60·x0 + VID
  • In diesem Fall gibt x0 die horizontale Position eines Makroblocks/(Nicht)-Refresh-Blocks an, wenn PID = 0 und VID = 0 ist.
  • Obgleich 42 und 43 den Fall x0 = 0 zeigen, ist es offensichtlich, daß x0 = 0 bis 43 eingestellt werden kann. Ferner entspricht der Wert x0 einem Frame-Zählwert in dem herkömmlichen System.
  • 17. Makroblock/(Nicht)-Refresh-Block-Bitstromstruktur
  • 17.1 Makroblock-Bitstromstruktur
  • 44 zeigt eine Makroblock-Bitstromstruktur. Bei dieser Struktur benötigt der Aufzeichnungs-Formatkonvertierer des VCR eine Schaltung zum Decodieren der Codes variabler Länge des Refresh-Blocks. Es ist ferner notwendig, alle Zusatzdaten zu erfassen.
  • Ein Rundsendewellen-Bitstrom kann durch Einstellen nur der notwendigen Daten in einer Rundsendewelle gebildet werden. In diesem Fall benötigt der Formatkonvertierer des VCR nur Schaltungen, die erforderlich sind, um einen für den VCR notwendigen Bitstrom zu bilden (34 und 45 und 48 bis 51). Folglich weist der Formatkonvertierer eine Zusatzdatenerfassungsschaltung 111 und eine Decodierschaltung für einen Code variabler Länge 114 auf, wobei beide später beschrieben werden.
  • Der in 44 gezeigte Bitstrom wird zuerst mit Bezug auf herkömmlich verwendete Elemente beschrieben. Die Beschreibung basiert auf den folgenden zwei Literaturstellen:
    • (a) "DigiCipher Description", 22. August 1991
    • (b) "Channel compatible DigiCipher HDTV System", 3. April 1992.
  • Jedes Element des Bitstroms wird nachstehend ausführlich beschrieben.
  • Wie in 44 gezeigt ist, wird der Makroblock-Bitstrom durch Zusatzdaten und Codes variabler Länge gebildet.
  • Prozessor-ID: Da in DigiCipher vier Prozessoren verwendet werden, wird jede Prozessorzahl durch 2 Bit ausgedrückt (b).
  • Makroblock-Quantisierungsniveau (MQL): Ein Quantisierungsniveau QL wird durch 5 Bit dargestellt.
  • Während der Wert ansteigt, wird eine gröbere Quantisierung durchgeführt. Ein Makroblock-Quantisierungsniveau MQL = 31 gibt einen Zustand an, wobei keine Codes erzeugt werden. Wenn MQL = 31 ist, wie in 44 gezeigt, springt der Fluß der Steuerung über "Zusatzdaten" und "Code variabler Länge" nach QML und springt zu dem nächsten Makroblock.
  • 2-Bit-Korrektur-Quantisierungsniveau: Eine Korrektur-Quantisierungsniveau wird in der Richtung eingestellt, in der, verglichen mit dem Makroblock-Quantisierungsniveau MQL (a), eine gröbere Quantisierung durchgeführt wird. Außerdem wird dieses Korrektur-Quantisierungsniveau durch 2 Bit pro Superblock (b) gebildet. Ferner wird dieses Niveau für 11 Superblöcke (a) eingestellt. Das 2-Bit-Korrektur-Quantisierungsniveau entspricht dem in Kapitel 10, Abschnitt 10.2 und 10.3, beschriebenen Korrektur-Quantisierungsniveau.
  • Korrektur-Quantisierungsniveauweg PQL: Wenn das Quantisierungsniveau für alle Superblöcke das gleiche wie dasjenige eines Makroblocks ist, werden alle 2-Bit-Korrektur-Quantisierungsniveaus auf "0" eingestellt. In diesem Fall wird kein 2-Bit-Korrektur-Quantisierungsniveau eingestellt. Das heißt, wenn PQL = 1 ist, wird kein Weg zu den 2-Bit-Quantisierungsniveaudaten genommen, wenn jedoch PQL = 0 ist, wird der Weg genommen, der die 2-Bit-Korrektur-Quantisierungsniveaudaten (b) angibt.
  • Feld/Frame-Diskriminierung: Feld/Frame-Diskriminierungsdaten werden eingestellt, um zu kennzeichnen, ob eine DCT- Pixelanordnung von 8 × 8 Pixel Feld-Pixel oder Frame-Pixel verwendet, wobei die Daten in Einheiten von Superblöcken (a) eingestellt werden.
  • PCM/DPCM-Diskriminierung: PCM/DPCM-Diskriminierungsdaten werden verwendet, um zu unterscheiden, ob jeder Superblock Intra-Frame-verarbeitet (PCM) oder Inter-Frame-verarbeitet (DCPM) wird (a).
  • Bewegungsvektor: Bewegungsvektordaten geben den Bewegungsvektor jedes Superblocks (a) an.
  • Als nächstes wird eine neue Bitstromstruktur beschrieben.
  • ID-Weg (PSID): Wenn PSID = 0 ist, wird ein Weg, in dem Makroblock-Quantisierungsniveaudaten vorliegen, genommen. Wenn PSID = 1 ist, wird der Weg, in dem Makroblock-Quantisierungsniveaudaten vorliegen, nicht genommen, sondern es wird einer der folgenden Wege, die durch die Prozessor-ID (PID) gekennzeichnet sind, genommen.
  • Wenn PID = 0 ist, wird ein Weg genommen, in dem der schnelle Wiedergabemodus (TRK) vorhanden ist.
  • Wenn PID = 1 ist, wird ein Weg genommen, in dem eine Block-ID und Blockadressendaten vorhanden sind.
  • Wenn PID = 2 ist, wird ein Weg genommen, in dem Füllbit-Codelängendaten und Füllbit-Codes vorhanden sind.
  • Trickquantisierungsniveau (TQL): Wenn der VCR im schnellen Wiedergabemodus arbeitet, können nur Refresh-Blöcke verwendet werden. Außerdem kann eine Mehrzahl von Refresh-Blöcken in einem Makroblock vorhanden sein. Wenn eine Mehrzahl von Refresh-Blöcken vorhanden sind, müssen die folgenden zwei Anforderungen erfüllt sein.
  • Erstens sind 5-Bit-Quantisierungsniveaus für die jeweiligen Refresh-Blöcke erforderlich, wenn eine Mehrzahl von Refresh-Blöcken von unterschiedlichen Frames in einem Makroblock vorliegen.
  • Zweitens muß die Position jedes Refresh-Blocks in dem Makroblock gekennzeichnet sein.
  • Um diese Position zu kennzeichnen, muß eine Sprungoperation in Einheiten von Superblöcken durchgeführt werden. Aus diesem Grund wird in dem schnellen Wiedergabemodus des VCR ein Weg genommen, in dem das Trickquantisierungsniveau TQL vorhanden ist.
  • Das Trickquantisierungsniveau TQL weist ein absolutes 5-Bit-Quantisierungsniveau in Einheiten von Superblöcken auf. Das heißt, daß 55-Bit-Quantisierungsniveaudaten für 11 Superblockdaten eingestellt werden.
  • Wenn TQL = 31 eingestellt ist, kann eine Sprungoperation von Codes variabler Länge in Einheiten von Superblöcken durchgeführt werden.
  • Mit dieser Operation können Refresh-Block-Codes variabler Länge an beliebigen Positionen in einem Makroblock angeordnet werden.
  • Wie in 44 gezeigt ist, weisen die Trickquantisierungsniveaus TQL und die Codes variabler Länge der jeweiligen Superblöcke die folgende Korrespondenz auf:
    TQL 0 entspricht Superblock 0
    TQL 1 entspricht Superblock 1
    ...
    TQL 10 entspricht Superblock 10.
  • Im schnellen Wiedergabemodus von Superblöcken 0 bis 10 werden Refresh-Block-Codes variabler Länge nur an der Superblockposition angeordnet, wo Refresh-Blöcke angeordnet sind. Bei den restlichen Superblockpositionen wird ein Trickblockquantisierungsniveau TQL = 31 eingestellt, um eine Sprungoperation in Einheiten von Superblöcken durchzuführen.
  • Hinsichtlich der Codes variabler Länge des Bitstroms einer Rundsendewelle entspricht in den Aufzeichnungsmodi und normalen Wiedergabemodi der Superblock 0 dem Refresh-Block 0 und Superblöcke 1 bis 10 entsprechen den Nicht-Refresh-Blöcken 1 bis 10.
  • Schneller Wiedergabemodus (TRK): Wenn der Bitstrom einer Rundsendewelle oder ein Bitstrom im normalen Wiedergabemodus zu übertragen ist, wird TRK = 0 eingestellt und ein Weg, in dem 2-Bit-Korrekturquantisierungsniveau (PQL = 0)-Daten oder nicht verwendete 2-Bit-Korrekturquantisierungsniveau (PQL = 1)-Daten vorhanden sind, genommen.
  • In dem schnellen Wiedergabemodus des VCR wird TRK = 1 gesetzt und ein Weg genommen, in dem die oben beschriebenen Trickquantisierungsniveaudaten vorhanden sind.
  • Block-ID: Dies sind ID-Daten, die einen Makroblock und einen (Nicht)-Refresh-Block unterscheiden.
  • Blockadresse: Eine Blockadresse ist eine Adresse, die die absolute Position eines Makroblocks oder eines (Nicht)-Refresh-Blocks auf einem Frame angibt.
  • Die Blockadresse ermöglicht es, Bildausgabepositionsdaten an den Decodierer zu liefern, so daß das Bild sogar während der VCR das Bild wiedergibt oder wenn ein Fehler im schnellen Wiedergabemodus gemacht wird, wiederhergestellt werden kann.
  • Wenn PSID = 1 und PSID = 2 ist, wird ein Weg genommen, der eine Füllbit-Codelänge und Füllbit-Codes angibt. Füllbits werden hier beschrieben. Da die Übertragungsmenge von Codes festgelegt ist, werden vorbestimmte Codes, die die Übertragungsmenge von Codes komplementieren, zwangsweise eingefügt, wenn die Menge von bandkomprimierten Codes kleiner als die Übertragungsmenge von Codes ist. Derartige Codes werden "Füllbit-Codes" genannt und die Länge der Codes wird "Füllbit-Codelänge" genannt.
  • Füllbit-Code: Wenn die Erzeugungsmenge von Codes variabler Länge klein ist, wird eine vorbestimmte Menge von Codes zwangsweise eingefügt. Die zwangsweise eingefügten Codes werden Füllbits genannt. Insbesondere im schnellen Wiedergabemodus des VCR ist es höchstwahrscheinlich, daß die Erzeugungsmenge verringert wird, da nur Refresh-Blöcke aber keine Nicht-Refresh-Blöcke verwendet werden. Da die Übertragungsmenge von Codes festgelegt ist, müssen Füllbits zwangsweise eingefügt werden.
  • Füllbit-Codemenge: Wenn die Codelänge der oben erwähnten Füllbits vor den Füllbits eingestellt wird, können die Endpunkte der Füllbits klar erfaßt werden. Mit diesem Vorgang kann eine klare Grenze zwischen Makroblöcken gesetzt werden.
  • Makroblock-Codelänge: Die Summe der Codelänge der Makroblockzusatzdaten und derjenigen des Makroblock-Codes variabler Länge; beide sind in dem in 44 gezeigten Makroblock vorhanden.
  • Der oben beschriebene Bitstrom wird als Bitstrom einer Rundsendewelle verwendet. Der Decodierer, der verwendet wird, um die Rundsendewelle zu empfangen, kann somit ferner das Signal empfangen, das durch den VCR auf eine spezielle Art und Weise wiedergegeben wurde.
  • Unter Verwendung des oben beschriebenen Bitstroms kann der Formatkonvertierer des VCR eine spezielle Wiedergabe durch ein einfaches Erfassen der Zusatzdaten jedes Makroblocks und durch Umschalten von Refresh-Block-Codes verwirklichen.
  • Vertikale ID (VIDM): Obgleich im Bitstrom nicht vorhanden, wird VIDM als eine ID definiert, die eine vertikale Position in einem Frame darstellt. Der Wert von VIDM reicht von 0 bis 59, da es 60 Mikroblöcke gibt, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind.
  • 17.2 Refresh-Block-Bitstromstruktur (45)
  • Eine Refresh-Block-Bitstromstruktur (45) ist aus Zusatzdaten und einem Refresh-Block-Code variabler Länge 0 gebildet.
  • Obgleich die Zusatzdaten grundlegend dieselben wie die in Abschnitt 17.1 beschriebenen sind, werden ihre kennzeichnenden Merkmale nachstehend beschrieben.
  • Block-ID: Dies ist eine ID, die die ID eines Refresh-Blocks aufweist. Die Blockadresse weist eine Refresh-Blockadresse auf.
  • Refresh-Block-Codelänge: Diese gibt die Zusatzdaten und die Gesamtlänge der Codes variabler Länge der Refresh-Blöcke an.
  • Zusatzdatenlänge: Diese ist die Länge der Zusatzdaten, beginnend mit dem Korrekturquantisierungsniveauweg PQL zu dem Bewegungsvektor.
  • Die Codes variabler Länge umfassen:
    Einen Refresh-Block-Code variabler Länge (Refresh-Block 0); und einen Code variabler Länge irgendeiner der 11 Supermakroblöcke, die aufgefrischt werden und die dem in 44 gezeigten Superblock 0 entsprechen.
  • 17.3 Nicht-Refresh-Block-Bitstromstruktur (46)
  • Eine Nicht-Refresh-Block-Bitstromstruktur (46) ist aus Zusatzdaten und zehn Nicht-Refresh-Block-Codes variabler Länge 1 bis 10 gebildet.
  • Die Nicht-Refresh-Blockzusatzdaten sind ähnlich denjenigen, die in Abschnitt 17.1 beschrieben sind. Ihre besonderen oder charakterisierenden Merkmale werden nachstehend beschrieben.
  • Block-ID: Dieser umfaßt die ID-Daten der Nicht-Refresh-Blöcke und eine "Adresse", die eine Nicht-Refresh-Blockadresse ist.
  • Nicht-Refresh-Block-Codelänge: Diese ist eine Gesamt-Codelänge der Datenlänge der Nicht-Refresh-Blockzusatzdaten und der Codelänge der zehn Nicht-Refresh-Blöcke.
  • 2-Bit-Korrekturquantisierungsniveau: Dieses ist mit dem 2-Bit-Korrekturquantisierungsniveau identisch, das in Abschnitt 17.1 beschrieben wurde.
  • Zusatzdatenlänge: Diese ist die Länge der Zusatzdaten, beginnend mit dem Korrekturquantisierungsniveauweg PQL zu dem Bewegungsvektor.
  • Nicht-Refresh-Codes variabler Länge sind Codes variabler Länge einschließlich der Codes variabler Länge der Nicht-Refresh-Blöcke 1 bis 10. Genauer gesagt sind die Nicht-Refresh-Block-Codes variabler Länge die Codes variabler Länge der zehn von 11 Superblöcke, die nicht aufgefrischt wurden. Die Superblöcke entsprechen den in 44 gezeigten Superblöcken 1 bis 10.
  • 18. Scheibenschicht, Bildschicht und G.O.P-Schicht
  • 18.1 Scheibenschicht
  • Eine Scheibenschicht wird durch eine oder eine Mehrzahl von Makro-(Nicht)-Refresh-Blöcken gebildet.
  • Ein Kopfteil einer Scheibe umfaßt Diskriminierungsdaten zum Unterscheiden einer Makroscheibe, einer Refresh-Scheibe und einer Nicht-Refresh-Scheibe und einen Adressenwert, der die Position der Scheibe in einem Bild angibt. Das heißt, daß eine Scheibe vorgesehen ist, um die Verwendung von Daten sogar bei einer schnellen Wiedergabe oder zur Zeit des Auftretens eines Fehlers zu ermöglichen.
  • Solche Diskriminierungsdaten und der Adressenwert einer Scheibe können durch Einstellen von PSID und PID in den in 44 bis 46 gezeigten Makro- und (Nicht)-Refresh-Block-Bitstromstrukturen, um vorbestimmte Werte zu sein, und Auswählen eines Weges, der die Block-ID und einen Adressenwert angibt, eingestellt werden.
  • 18.2 Bildschicht
  • Ein Bild, d.h. ein "Image", wird durch mindestens eine oder eine Mehrzahl von Scheiben gebildet.
  • 18.3 G.O.P-Schicht (Bildgruppenschicht)
  • Eine G.O.P (group-of-picture layer) wird durch eine Mehrzahl von Bildschichten gebildet. In DigiCipher sind 44 Superblöcke in der horizontalen Richtung vorhanden und die Position jedes Makroblocks wird auf der Basis eines Frame-Zählwerts (F.C) bestimmt. Daher sind 44 Bilder in einer G.O.P-Schicht enthalten.
  • 19. Makroscheibenschicht, Bildschicht und G.O.P-Schicht
  • Eine Makroscheibenschicht gibt die Übertragungsreihenfolge von Makroblöcken bei der Übertragung eines Rundsendesignals in DigiCipher an (47).
  • Da diese Makroscheibenschicht hinsichtlich eines Frame verarbeitet wird, wird sie mit einer Makrobildschicht identisch. Eine Makroblockadresse wird für ein Frame eingefügt. Diese Makroblockadresse kann durch Auswählen eines Wegs, der eine Makroblockadresse angibt, erhalten werden, wenn die Weg-ID und die Prozessor-ID auf vorbestimmte Werte in 44 eingestellt sind. Da Makroblockadressen in Einheiten von Frames eingestellt sind, weisen die Adressen außerdem eine eineindeutige Korrespondenz mit Frame-Zählwerten F·CM von Makroblöcken auf.
  • Die Makroblöcke einer Makroscheibenschicht werden sequentiell in Einheiten von Prozessoren PIDM = 0 bis 3 von dem oberen bis zu dem unteren Teil eines Frame gemäß VIDM = 0 bis 59 übertragen.
  • Das heißt, daß im Falle der in 42 gezeigten Makroblockadressen Makroblöcke gemäß der folgenden Makroblockadressen übertragen werden, nachdem ein Makroblockadressenwert übertragen ist:
  • Figure 00960001
  • Für den nächsten Frame wird die horizontale Richtung x0 des Makroblocks um Eins verschoben. Nachdem der resultierende Makroblockadressenwert übertragen ist, werden Makroblöcke sequentiell gemäß der folgenden Makroblockadressen übertragen:
  • Figure 00960002
  • Figure 00970001
  • Nachdem die horizontale Position x0 sequentiell von 0 bis 43 verschoben wird, wird x0 = 0 wieder eingestellt. Es sei angenommen, daß eine Makro-G.O.P-Schicht aus diesen 44 Bildern gebildet ist. Dieser Wert ist der gleiche wie die Periode, mit der ein Prozessor den gesamten Bereich eines Frame verarbeitet und entspricht dem Frame-Zählwert F·CM. Diese Werte weisen ferner eine durch x0 = f(F·CM) definierte Beziehung auf.
  • Da ein Frame durch vier Prozessoren gebildet wird, wird ein Refreshing mit einem Intervall von 11 Frames durchgeführt.
  • Im normalen Wiedergabemodus in einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einem VCR, werden Bilder aus dem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung der Bitstromstruktur derartiger Makroscheibenschichten, Bildschichten und G.O.P-Schichten ausgegeben.
  • 20. Refresh-Scheibenschicht, Bildschicht und G.O.P-Schicht
  • Wie in Kapitel 9 beschrieben ("Anforderungen für eine schnelle Wiedergabe"), Abschnitt 9.1 ("Refresh-Block-Code-Umschaltung"), muß eine Aufzeichnung derart durchgeführt werden, daß eine vorbestimmte Art von Refresh-Blöcken in einem Sektor auf dem Bandmuster des VCR angeordnet sind, um eine schnelle Wiedergabe in einem VCR zu verwirklichen.
  • Eine Refresh-Scheibenschicht gibt die Anordnung dieser vorbestimmten Anzahl von Refresh-Blöcken an. Genauer gesagt gibt eine Refresh-Scheibenschicht die Position von Refresh-Blöcken auf einem Frame und die Anzahl und die Anordnung von Refresh-Blöcken an, die in der Refresh-Scheibe eingestellt sind.
  • Die Eigenschaften einer schnellen Wiedergabe werden durch die Anordnung einer Refresh-Scheibe bestimmt. 48 und 49 zeigen eine Refresh-Scheibenschicht.
  • Eine Refresh-Bildschicht gibt Refresh-Blöcke eines Frame an. Eine Refresh-G.O.P-Schicht wird durch Refresh-Bildschichten von 44 Frames gebildet, da ein Refreshing eines Frame mit einer Periode von 11 Frames beendet ist und der gesamte Bereich eines Frame durch jeden Prozessor mit einem Intervall von 44 Frames abgetastet wird. Daher wird eine G.O.P-Schicht mit einer Periode von 44 Frames gebildet, die durch den Frame-Zählwert F·CR = 0 bis 43 angegeben wird.
  • Die Anzahl von Refresh-Blöcken in einem Sektor auf dem Band 26, d.h. einer Refresh-Scheibenschicht, wird durch die Anzahl von Spuren, auf der eine durchschnittliche Zahl von Codes pro Frame aufgezeichnet sind, der Umlaufgeschwindigkeit der Trommel, der Anzahl von Köpfen pro Abtastung und einer schnellen Wiedergabegeschwindigkeit bestimmt.
  • Der einfachste Fall wird nachstehend beschrieben.
  • Wenn das in 26 und 31 gezeigte Bandformat verwendet wird, d.h. ein Frame wird auf einer Spur aufgezeichnet, um eine Wiedergabe mit doppelter Geschwindigkeit zu verwirklichen, weist eine Refresh-Bildschicht zwei Refresh-Scheibenschichten auf. Da die Anzahl von Refresh-Blöcken in einem Frame 240 ist, werden 120 Refresh-Blöcke in einer Refresh-Scheibenschicht eingestellt, um 120 (= 240 : 2) Refresh-Blöcke in einem Sektor einzufügen. Es gibt zwei Verfahren zum Erhalten derartiger Refresh-Blöcke, die in den Abschnitten 20.1 bzw. 20.2 beschrieben werden.
  • Wenn die Anzahl von Spuren pro Frame, die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel und die schnelle Wiedergabegeschwindigkeit anders festgelegt werden, kann eine vorbestimmte Anzahl von Refresh-Blöcken genauso gut in einer Refresh-Bildschicht eingestellt werden.
  • Wenn ein System für einen VCR bestimmt ist, ist die Anzahl von Refresh-Blöcken in einer Refresh-Scheibe eindeutig bestimmt. Außerdem ist die Anzahl von Refresh-Scheiben in einer Refresh-Bildschicht ebenfalls eindeutig bestimmt.
  • 20.1 Refresh-Scheibenschichtstruktur Nr. 1
  • 48 zeigt das erste Verfahren eines Anordnens von Refresh-Blöcken in einer Refresh-Scheibenschicht.
  • Die Refresh-Blockadresse des ersten Refresh-Blocks einer Refresh-Scheibe wird am Startabschnitt in einer Refresh-Scheibenschicht eingestellt.
  • Da die Refresh-Scheibe 0 die erste Refresh-Scheibe der Refresh-Scheibenschicht ist, koinzidiert diese Refresh-Blockadresse mit der Makroblockadresse in der in Kapitel 19 beschriebenen Makroscheibenschicht.
  • Nachfolgend werden Refresh-Blöcke angeordnet.
  • Die Refresh-Blöcke werden in der Refresh-Scheibe auf eine solche Art und Weise angeordnet, daß während Prozessoren PIDR = 0, 1, 2 und 3 sequentiell übertragen werden, Refresh-Blöcke gemäß vertikaler ID VIDR = 0 bis 29 übertragen werden. Dies bedeutet, daß während vier Refresh-Blöcken in der horizontalen Richtung eines Frame übertragen werden, Refresh-Blöcke von dem oberen zu dem unteren Teil in der vertikalen Richtung übertragen werden.
  • Mit dieser Operation werden 120 Refresh-Blöcke, die der oberen Hälfte eines Frame entsprechen, übertragen. Bei einer Übertragung der Refresh-Blöcke durch die Refresh-Scheibe 0 werden PIDR = 0 bis 3 bis VIDR = 31 bis 59 durch die Refresh-Scheibe 1 übertragen.
  • Eine durch PIDR = 0, VIDR = 30 und F·CR bestimmte Refresh-Blockadresse wird in den Startabschnitt der Refresh-Scheibe 1 eingefügt.
  • Am Decodierer kann die Anfangsposition eines Refresh-Blocks unter Verwendung einer Refresh-Blockadresse erkannt werden. Außerdem können die Positionen von Refresh-Blöcken in der horizontalen Richtung unter Verwendung von PIDR = 0, 1, 2, 3 und die Positionen von Refresh-Blöcken in der vertikalen Richtung durch Zählen von PIDR erkannt werden.
  • Obgleich ein Refresh-Scheibenbegrenzer an jedem Umschaltpunkt von VIDR in 48 eingestellt ist, kann ein Refresh-Scheibenbegrenzer an jedem Umschaltpunkt von PIDR eingestellt werden.
  • 20.2 Refresh-Scheibenschichtstruktur Nr. 2
  • 49 zeigt das zweite Verfahren eines Anordnens von Refresh-Blöcken. Bei diesem Verfahren werden Refresh-Blöcke, die in der vertikalen Richtung für jeden Prozessor benachbart zueinander sind, sequentiell übertragen.
  • Während PIDR festgelegt ist, werden in diesem Fall Refresh-Blöcke in der Reihenfolge von VIDR = 0 bis 59 übertragen. Danach wird PIDR geändert und Refresh-Blöcke werden in der Reihenfolge von VIDR = 0 bis 59 übertragen.
  • Das zweite Verfahren ist hinsichtlich einer Bildqualität bei einer hohen Wiedergabegeschwindigkeit vorteilhaft, da benachbarte Refresh-Blöcke in demselben Frame übertragen werden können. Dies ist so, da benachbarte Bereiche in demselben Frame als ein größeres Bild wiedergegeben werden können.
  • In dem Decodierer kann die Anfangsposition eines Refresh-Blocks unter Verwendung einer Refresh-Blockadresse erkannt werden und die Positionen von Refresh-Blöcken in der vertikalen Richtung können durch Zählen von PIDR für eine bestimmte festgelegte Zeitperiode erkannt werden. Wenn PIDR geändert wird, kann außerdem eine Verschiebungsmenge in der horizontalen Richtung unter Verwendung von PIDR = 0 bis 3 erkannt werden.
  • 21. Nicht-Refresh-Scheibenschicht, Bildschicht und G.O.P-Schicht
  • 21.1 Struktur einer Nicht-Refresh-Scheibenschicht
  • Eine Nicht-Refresh-Scheibenschicht gibt eine Übertragungsreihenfolge und Übertragungsbegrenzer beim Übertragen der in 50 gezeigten Nicht-Refresh-Blöcke an.
  • Die Übertragungsreihenfolge von Nicht-Refresh-Blöcken ist immer dieselbe wie diejenige von Makroblöcken, und PIDN·R wird sequentiell und wiederholt auf 0, 1, 2 und 3 in der genannten Reihenfolge eingestellt. Außerdem wird eine Übertragung in der Reihenfolge von VIDN·R = 0 bis 59 durchgeführt.
  • In dem in 50 gezeigten Fall werden Nicht-Refresh-Blöcke in der Reihenfolge von Nicht-Refresh-Blockadressen 0, 660, 1320, 1980, 1, 661, 1321, 1981, ... übertragen. Für den nächsten Frame wird die horizontale Position x um einen Betrag verschoben, der einem Superblock entspricht, und Nicht-Refresh-Blöcke werden in der Reihenfolge von Adressen 60, 720, 1380, 2040, 61, 721, 1381, 2041, ... übertragen.
  • Indem die Übertragungsreihenfolge von Makroblöcken mit der von Nicht-Refresh-Blöcken koinzidierend gemacht wird, wird eine Signalverarbeitung im normalen Wiedergabemodus vereinfacht. Um diese Bedingung zu erfüllen, werden zusätzlich Refresh-Scheibenschichten sequentiell, wie in der Reihenfolge von Refresh-Scheiben 0 bis 2, übertragen.
  • 21.2 Nicht-Refresh-Scheibenschichtbegrenzer
  • Nicht-Refresh-Scheibenschichtbegrenzer werden als nächstes beschrieben.
  • Ein oder mehrere Nicht-Refresh-Scheiben werden in einem Nicht-Refresh-Bild aufgenommen, das Nicht-Refresh-Blöcke eines Frame enthält. Es gibt zwei Typen von Begrenzern zum Begrenzen der Nicht-Refresh-Scheibe.
  • Der Nicht-Refresh-Scheibenbegrenzer vom ersten Typ wird an einem Umschaltpunkt eines Frame eingestellt, womit eine Nicht-Refresh-Bildschicht aufgeteilt wird.
  • Der Nicht-Refresh-Scheibenbegrenzer vom zweiten Typ wird eingestellt, womit eine schnelle Wiedergabe in einem VCR verwirklicht wird.
  • Wie in Kapitel 9 ("Anforderung für eine schnelle Wiedergabe"), Abschnitt 9.1 ("Refresh-Block-Code-Umschalten") beschrieben ist, müssen Refresh-Scheiben in jedem Sektor auf den Bandmustern des VCR angeordnet werden, um eine schnelle Wiedergabe in einem VCR zu verwirklichen.
  • Um diese Anordnung zu verwirklichen, müssen Nicht-Refresh-Scheibenschichtbegrenzer eingestellt werden, so daß Refresh-Scheiben in jedem Sektor angeordnet sind.
  • Die Anzahl von Refresh-Blöcken in einer Refresh-Scheibenschicht wird beliebig gemäß der Menge der einer Nicht-Refresh-Scheibenschicht zugeordneten Codes geändert.
  • Eine Nicht-Refresh-Blockadresse wird an dem Anfangsteil einer Nicht-Refresh-Scheibenschicht eingestellt.
  • 22. VCR-Bildschicht und G.O.P-Schicht
  • Wenn eine Aufzeichnung hinsichtlich eines VCR durchzuführen ist, werden die vorstehend beschriebenen Refresh-Scheiben und Nicht-Refresh-Scheiben in Gruppen übertragen.
  • 51 zeigt ein Verfahren eines Kombinierens derartiger Scheiben. In diesem Verfahren wird eine Code-Übertragung in der Art und Weise durchgeführt, die durch die durchgezogenen Linien angegeben wird.
  • Wie in Kapitel 21 beschrieben, werden die Nicht-Refresh-Scheiben 0, 1 und 2 in der genannten Reihenfolge übertragen.
  • Refresh-Scheiben werden zwischen diesen Nicht-Refresh-Scheiben eingefügt. Wenn Nicht-Refresh- und Refresh-Scheiben jeweils durch NRS (Non Refresh Slice) und RS (Refresh Slice) dargestellt werden, wird eine Übertragung in der Reihenfolge von:
    NRS0, RS0, NRS1, RS1 und NRS2
    durchgeführt.
  • Obgleich die Nicht-Refresh-Scheiben 0, 1 und 2 immer in der genannten Reihenfolge übertragen werden, können Refresh-Scheiben in der Reihenfolge von
    NRS0, RS1, NRS1, RS0 und NRS2
    übertragen werden.
  • Die Übertragungsreihenfolge von Refresh-Scheiben wird durch das verwendete Verfahren festgelegt, um ein wiedergegebenes Bild in dem schnellen Wiedergabemodus des VCR vorzusehen.
  • In 51 stellen die durch die unterbrochene Linien dargestellte Teile die Beziehung zwischen der Bildschicht und der G.O.P-Schicht der Refresh-Scheiben und der Nicht-Refresh-Scheiben beim Übertragen von Aufzeichnungscodes zu dem VCR dar.
  • Refresh-Scheiben werden unter Berücksichtigung, daß sie in jedem Sektor des VCR aufgezeichnet werden, angeordnet und Nicht-Refresh-Scheiben werden zwischen den Refresh-Scheiben angeordnet. Nichtsdestoweniger können die Umschaltpunkte der jeweiligen Bildschichten unabhängig eingestellt werden. Die jeweiligen Bildschichten werden in der Reihenfolge eines Frame·Refresh-Zählwerts: F·CR = 0 bis 43 und eines Frame·Nicht-Refresh-Zählwerts: F·CNR = 0 bis 43 übertragen.
  • 23. Datenmultiplexformat
  • Um die in Kapitel 13 bis 22 beschriebenen Bitströme mittels der Köpfe A und B durch den Ausgangsanschluß 69 in 9 aufzuzeichnen, werden notwendige Signale zu dem VCR hinzugefügt.
  • 52 zeigt ein VCR-Datenmultiplexformat.
  • Genauer gesagt veranschaulicht 52 Übertragungsdaten für eine Spur 0. In dieser Figur spannt die Abszisse einer (später zu definierende) Ein-Einheiten-Einheitsperiode und die Ordinate bezeichnet einen Einheitenzählwert, der auf einer Spur aufgezeichnet ist. Die Ordinate wird ferner dazu gebracht, der durchschnittlichen Codemenge eines Frame zu entsprechen, so daß beschrieben wird, wie die durchschnittliche Zahl von Codes eines Frame auf einer Spur aufzuzeichnen ist.
  • Ein Umschaltpunkt zwischen einem Videosignal und einem Audiosignal und ein Umschaltpunkt zwischen Sektoren werden am rechten Ende in 52 veranschaulicht.
  • In der in 50 gezeigten Nicht-Refresh-Block-Bitstromstruktur werden VIDN·R = v1 und VIDN·R = v2 auf eine solche Art und Weise bestimmt, daß die Refresh-Scheibe 0 in einem Sektor S0 der Spur T0 eingestellt wird, und eine Refresh-Scheibe 1 in einem Sektor S1 der Spur T0 eingestellt wird.
  • Nachdem die Nicht-Trickblöcke und die Trickblöcke in der oben beschriebenen Weise angeordnet sind, werden ein Sync-Signal, (Nicht)-Refresh-Blockpositionsdaten, Nicht-Refresh-Blockadressendaten, weitere zusätzliche Information, ein Fehlerkorrektursignal und dergleichen hinzugefügt und, wie in 52 gezeigt, aufgezeichnet, wodurch eine Aufzeichnungsoperation durchgeführt wird.
  • 23.1 Einheiten-Sync
  • Da Jitter infolge einer instabilen Drehung des Zylinders, ein Spursprung in einem speziellen Wiedergabemodus und dergleichen zu einem Auftreten neigen, müssen in einem VCR Einheiten-Sync-Signale mit einer vorbestimmten Periode hinzugefügt werden. In diesem Fall wird eine Periode dieses Sync-Signals als eine Einheit bezeichnet.
  • Begriffsdefinition
  • Einheit: Eine Einheit ist eine Periode eines Sync in den Übertragungsdaten zu dem VCR. In dieser Periode werden ein Sync, zusätzliche Information, ein Nicht-Refresh-Blockpositions-Code, ((N-) R.B.P, ein Nicht-Refresh-Blockadressen-Code (N-) R.B.P, ein (Nicht)-Refresh-Scheiben-Code, ein Fehlercode und dergleichen hinzugefügt.
  • Ein in dieser Einheitenperiode eingestelltes Signal für den VCR wird als "Einheiten-Sync" bezeichnet.
  • Begriffsdefinition
  • Einheiten-Sync: Ein Einheiten-Sync ist ein Sync für den VCR, der in einer Einheit eingestellt ist. Nach einer Einheiten-Sync wird zusätzlich Information für den VCR und dergleichen aufgezeichnet.
  • Zusätzliche Information umfaßt eine Einheiten-Sync-Zahl, Video/Audio-Kennzeichnungsdaten, eine Spurnummer, eine Einheitennummer und dergleichen.
  • Ferner wird eine Fehlerkorrekturparität hinzugefügt, um einen Fehler in dem VCR zu korrigieren.
  • 23.2 (Nicht)-Refresh-Block-ID
  • Eine (Nicht)-Refresh-Block-ID gibt (N-) R.B.ID = 0 an, wenn ein Block, der die in Abschnitt 23.3 bis Abschnitt 23.5 beschriebene (Nicht)-Refresh-Block-Frame-Adressenposition angibt, ein Nicht-Refresh-Block ist, und gibt (N-) R.B.ID = 1 an, wenn der Block ein Refresh-Block ist.
  • 23.3 (Nicht)-Refresh-Block-Frame
  • Eine (Nicht)-Refresh-Block-Frame gibt die Frame-Nummer eines durch eine (Nicht)-Refresh-Blockposition gekennzeichneten Block an.
  • 23.4 (Nicht)-Refresh-Blockadresse (N-) R.B.A
  • Eine (Nicht)-Refresh-Blockadresse (N-) R.B.A stellt eine Codierungspositionsinformation von jedem Block dar.
  • Da jeder Block aus Codes variabler Länge gebildet wird, ist der Umschaltpunkt jedes Blocks nicht festgelegt. Aus diesem Grund wird die Adresse (N-) R.B.A des ersten (Nicht)-Refresh-Blocks, die in jeder Einheit eingestellt ist, angegeben.
  • 23.5 (Nicht)-Refresh-Blockposition (N-) R.B.P
  • Da Codes variabler Länge und eine Inter-Frame-DPCM-Verarbeitung verwendet werden, ist der Startpunkt jedes Blocks nicht festgelegt. Folglich wird jeder Startpunkt durch (Nicht)-Refresh-Blockpositionsdaten angegeben.
  • Um eine Refresh-Scheibe zwischen Nicht-Refresh-Scheiben anzuordnen, wird ein Refresh-Blockpositions-Code eingefügt, der die Position des ersten der Refresh-Blöcke angibt.
  • Eine Mehrzahl von Refresh-Blöcken oder Nicht-Refresh-Blöcken kann in einer Einheit vorhanden sein. In diesem Fall gibt die Position, die durch einen Refresh-Blockpositions-Code dargestellt wird, die Position eines (Nicht)-Refresh-Blocks an, der zuerst erscheint.
  • Für diesen Zweck wird der Startblock einer Refresh-Scheibe angeordnet, um in einer Einheit zuerst zu erscheinen.
  • Wenn eine aufzeichenbare Codemenge größer als eine Übertragungsdaten-Codemenge ist, muß ein freier Bereich eingestellt werden, damit der Startblock einer Refresh-Scheibe an der Startposition in einer Einheit gesetzt werden kann. Bei einer schnellen Wiedergabeoperation kreuzt und verfolgt ein Kopf Spuren, und die maximale Einhüllende wird folglich erhalten, wenn der Kopf mit einer Spur vollständig koinzidiert. Andernfalls wird die Einhüllende immer reduziert. Dies bedeutet, daß die Fehlerrate sich erhöht hat, was einen Wiedergabeausfall bewirken kann.
  • Andererseits muß, um eine Refresh-Scheibe als ein Wiedergabesignal zu verwenden, die Startposition des Startcodes der Refresh-Scheibe erhalten werden. Zu diesem Zweck muß das (N-) R.B.P-Signal reproduziert werden. Um dieses (N-) R.B.P-Signal zu erfassen, muß ein Einheiten-Sync-Signal erfaßt werden.
  • Wenn ein Refresh-Block von der Startposition in einer Einheit angeordnet ist, kann der Einfluß einer Verringerung bei der Einhüllenden minimiert werden.
  • Wenn ein freier Bereich eingestellt und der Startblock einer (Nicht)-Refresh-Scheibe an der Startposition in einer Einheit angeordnet ist, können Refresh-Blöcke und Nicht-Refresh-Blöcke an unterschiedliche FIFO-Speicher verteilt werden, indem nur Refresh-Block-ID-Daten in einer durch den Decodierer durchgeführten Code-Umschaltungsoperation verwendet werden. Daher kann eine Code-Umschaltung ohne weiteres erreicht werden.
  • 23.6 Ausführliches Beispiel
  • 53 zeigt ein ausführliches Beispiel eines Indexsignals, das (Nicht)-Refresh-Block-ID-Daten, Frame-Daten, Adressen- und Positionsdaten enthält.
  • In 53(a) ist eine vergrößerte Ansicht einer Einheit gezeigt, die dem in 52 gezeigten Videosignal zugeordnet ist. Genauer gesagt werden die Einfügungspositionen der in dem Indexsignal enthaltenen folgenden Daten in 53(a) veranschaulicht:
    (Nicht)-Refresh-Block-ID [(N-) R.B.ID]
    (Nicht)-Refresh-Block-Frame [(N-) R.B.Frame]
    (Nicht)-Refresh-Blockadresse [(N-) R.B.Adresse]
    (Nicht)-Refresh-Blockposition [(N-) R.B.Position]
  • Ferner sind in 53(a) die Einfügungspositionen von Codes variabler Länge gezeigt. Positionen 0 bis 150 oder die Positionen der Codes werden gezeigt, die die Umschaltpositionen der Blöcke in der Einheit angeben.
  • In 53(a) werden die Werte eines einzufügenden Indexsignals gezeigt, wenn ein Refresh-Block R.B0, der der Frame-Nr. F6 entspricht, der Startblock in der Einheit ist.
    Die Werte sind:
    R.B.ID = 1
    R.B.F = 6
    R.B.A = 0
    R.B.P = 50
  • In 53(c) werden die Werte eines einzufügenden Indexsignals gezeigt, wenn ein einem Frame Nr. F 10 entsprechender Nicht-Refresh-Block N.R.B 710 der Startblock in der Einheit wird. Die Werte sind:
    R.B.ID = 0
    R.B.F = 10
    R.B.A = 710
    R.B.P = 50
  • Gemäß dem VCR-Datenmultiplexformat wird zusätzliche Information, wie beispielsweise Indexdaten, hinzugefügt, es gibt jedoch keine Anforderung für eine Videosignal-Codier-Verarbeitung hinsichtlich des Formats.
  • Aus diesem Grund wird der Inhalt der Videoinformation durch das Format nicht verschlechtert.
  • 23.7 Zusätzliche Information
  • Als die in 52 gezeigte zusätzliche Information wird eine Einheitennummer, eine Spurnummer und dergleichen eingestellt. Indem diese Informationsstücke eingestellt werden, kann eine langsame Wiedergabe durch Neuanordnen von Einheiten gemäß dieser Einheitennummern verwirklicht werden.
  • Ferner wird diese Einheitennummer verwendet, um Daten an einer besonderen Position auf einer Spur wiederzugeben. Das heißt, es wird eine Servoverarbeitung durchgeführt, um die Einhüllende an der Position, wo eine Refresh-Scheibe angeordnet ist, zu maximieren.
  • 24. Code-Umschaltungsschaltung
  • Die Anordnung der Code-Umschaltungsschaltung 45, die in dem Aufzeichnungsmodus verwendet wird, wird nachstehend mit Bezug auf 54 ausführlich beschrieben.
  • Nachstehend wird ein Fall beschrieben, wobei ein mit einer Rundsendewelle zu übertragender Bitstrom in den Ausgangsanschluß 68 eingegeben wird. Wenn der Bitstrom einer Rundsendewelle eingegeben wird und eine entsprechende Verarbeitung durchgeführt werden kann, werden nur Anforderungen für eine Aufzeichnung von Daten in einem VCR aufgenommen. Daher wird dieser Fall nachstehend beschrieben.
  • Da die Bitstromeingabe in den Ausgangsanschluß 68 das in 44 gezeigte Makroblockformat aufweist, wird dieser Makroblock in einen Refresh-Block und Nicht-Refresh-Blöcke getrennt. Diese getrennten (Nicht)-Refresh-Blöcke werden in (Nicht)-Refresh-Blockspeichern 45a und 45b gespeichert.
  • Um diese Trennung durchzuführen, wird ein erforderliches Timing-Signal durch eine (Nicht)-Refresh-Blockspeicher-Schreibsteuerung 45c erzeugt.
  • Um dieses Timing-Signal zu erzeugen, wird zuerst die Startposition eines Frame durch einen NMP-Detektor 45d erfaßt und Zusatzdaten, einschließlich Weg-ID (PSID), Prozessor-ID (PID), ein Makroblockquantisierungsniveau (QM) (identisch mit "MQL"), eine Refresh-Block-Codelänge und dergleichen, werden durch einen Zusatzdatendetektor 45e erfaßt.
  • Die Zusatzdaten und der Code variabler Länge in dem Bitstrom werden in einen Decodierer für einen Code variabler Länge 45p eingegeben. Der Decodierer 45p decodiert den Code variabler Länge, erfaßt die EOB, d.h. das Ende des Codes variabler Länge des Blocks, und findet den Punkt, wo der Refresh-Block auf den Code variabler Länge des Nicht-Refresh-Blocks umgeschaltet wird. Der so gefundene Umschaltpunkt wird in die (Nicht)-Refresh-Blockspeicher-Schreibsteuerung 45c eingegeben.
  • Eine (Nicht)-Refresh-Blockspeicher-Schreibsteuerung 45c erzeugt unter Verwendung dieser Zusatzdaten und des Umschaltpunkts der Refresh-Blöcke Schreib-Timing-Signale, die für die (Nicht)-Refresh-Blockspeicher 45a und 45b erforderlich sind, und gibt die Signale von Anschlüssen 45f und 45g aus.
  • Dieses Schreib-Timing wird nachstehend mit Bezug auf 55 beschrieben.
  • In 55(a) und 55(b) ist ein als eine Rundsendewelle übertragener Bitstrom gezeigt. Genauer gesagt werden in 55(a) Zusatzdaten gezeigt. Ein Bezugssymbol PSID bezeichnet einen Weg in dem Bitstrom, und VID und PID sind ID-Datenelemente, die mit denen in 42 gezeigten identisch sind. Der Daten-VID wird in dem Bitstrom nicht eingestellt. Wenn das Makroblockquantisierungsniveau MQL = 31 ist, wird eine Sprungoperation durchgeführt.
  • In 55(b) gibt das schwarze Quadrat eine Makro-(Nicht)-Refresh-Blockadresse an: und die weißen Quadrate geben Makroblockzusatzdaten an. Außerdem bezeichnet ein Bezugssymbol LR die Codelänge eines Refresh-Blocks und LN·R die Codelänge eines Nicht-Refresh-Blocks.
  • Es werden nur die in 55(c) und 55(d) gezeigten Bitströme aus dem in 55 gezeigten Makroblock-Bitstrom extrahiert und in den (Nicht)-Refresh-Blockspeichern 45a bzw. 45b gespeichert.
  • In 55(c) ist ein Signal gezeigt, das in den Refresh-Blockspeicher 45a geschrieben ist. Das heißt, daß eine Makroblockadresse, Makroblockzusatzdaten, Refresh-Blockzusatzdaten und ein Code variabler Länge in den Speicher 45a geschrieben sind.
  • Da eine Adresse in den Startteil einer Scheibenschicht eingefügt ist, wird eine Refresh-Blockadresse in dem Startabschnitt einer Refresh-Scheibenschicht eingefügt, wie in der Refresh-Scheibe 1 angegeben ist. Diese Operation wird wie folgt durchgeführt. Zuerst wird eine Adresse durch einen (Nicht)-Refresh-Blockadressengenerator 70a erzeugt. Die Adresse wird dann von einem Anschluß 45h ausgegeben und in eine Refresh-Scheibenschicht durch eine Adresseneinfügungsschaltung 45i eingefügt, die in 54 gezeigt ist.
  • In 55(d) ist ein Signal gezeigt, das in den Nicht-Refresh-Blockspeicher 45b geschrieben ist. Das heißt, daß eine Makroblockadresse, Makroblockzusatzdaten, Nicht-Refresh-Blockzusatzdaten und ein Code variabler Länge in den Speicher 45b geschrieben sind.
  • Wie in der (Nicht)-Refresh-Scheibe 1 angegeben ist, wird eine Refresh-Blockadresse in den Kopfabschnitt einer Nicht- Refresh-Scheibe eingefügt. Die Einfügung dieser (Nicht)-Refresh-Blockadresse wird unter Verwendung des Refresh-Blockadressengenerators 70a und der Adresseneinfügungsschaltung 45i durchgeführt, die beide in 56 veranschaulicht sind.
  • Nun wird eine Speicherlese-(Nicht)-Refresh-Scheibenkombinierungssteuerung 70 beschrieben.
  • Zuerst werden die Hauptpunkte einer (Nicht)-Refresh-Scheibenkombinierungssoperation erläutert. 57 zeigt eine Einhüllende, die erhalten wird, wenn der VCR im schnellen Wiedergabemodus arbeitet.
  • In 57(a) wird ein Teil des Magnetbandes, der Spuren und die Kopfspur bei der in 31 dargestellten Wiedergabeoperation mit doppelter Geschwindigkeit gezeigt. Die entsprechende Einhüllende ist in 57(b) gezeigt.
  • Die in 57(b) gezeigten durchgezogenen Linien geben die Form der Einhüllenden an, die durch den Kopf wiedergegeben werden kann. Die Fehlerrate wird mit einer Erhöhung in der Amplitude der Einhüllenden verringert.
  • Beim Anordnen einer Refresh-Scheibe zwischen Nicht-Refresh-Scheiben ist es daher erforderlich, daß die Refresh-Scheibe um einen Punkt angeordnet wird, wo die Einhüllende maximiert ist.
  • Im Aufzeichnungsmodus wird eine Refresh-Scheibe an einer vorbestimmten Position auf einer Spur als das Zentrum angeordnet. Im schnellen Wiedergabemodus wird eine Servosteuerung durchgeführt, um den Kopf zu veranlassen, den zentralen Wert jeder Refresh-Scheibe zu verfolgen.
  • In der Speicher-Lese-(Nicht)-Refresh-Scheibenkombinierungssteuerung 70 wird eine Refresh-Scheiben-Codemenge zuerst durch einen Refresh-Scheiben-Codemengenberechner 70b unter Verwendung der von einem Anschluß 45q eingegebenen Refresh-Blocklänge LR berechnet.
  • Die Aufzeichnungs-Codemenge pro Sektor und die Position jeder Spur, die der Kopf im schnellen Wiedergabemodus verfolgt, werden in einem Refresh-Scheibenpositionszuordnungs-ROM 70c gespeichert.
  • Eine (Nicht)-Refresh-Scheiben/Refresh-Scheiben-Kombinierungspunkt-Bestimmungsschaltung 70d bestimmt einen Umschaltpunkt zwischen einer Refresh-Scheibe und einer Nicht-Refresh-Scheibe unter Verwendung von Refresh-Scheiben-Codemengendaten und Refresh-Scheibenpositionsdaten. Um diese Bestimmung durchzuführen, berechnet ein Nicht-Refresh-Block-Codemengenberechner 70e die Gesamtsumme der Codemengen der jeweiligen Nicht-Refresh-Blöcke. Unter Verwendung dieser Gesamtsummendaten werden in 50 gezeigte (Nicht)-Refresh-Scheibenkombinierungspunkte v1 und v2 bestimmt, so daß das Zentrum jeder Refresh-Scheibe an einer vorbestimmten Position auf einer Spur angeordnet ist.
  • Unter Verwendung dieser (Nicht)-Refresh-Scheibenkombinierungspunkte lesen (Nicht)-Refresh-Blockspeicherlesesteuerungen 70f und 70g die entsprechenden Codes aus den (Nicht)-Refresh-Blockspeichern 45a bzw. 45b aus.
  • Gemäß diesem Vorgang wird ein Schalter 45k betrieben.
  • Der vorstehend erwähnte (Nicht)-Refresh-Blockadressengenerator 70a erzeugt (Nicht)-Refresh-Blockadressen unter Verwendung der (Nicht)-Refresh-Scheibenkombinierungspunkte. Diese Adressen werden in einen Bitstrom durch die Adresseneinfügungsschaltung 45i eingefügt.
  • 25. Basisblockdiagramm des Decodierers
  • Das Basisblockdiagramm des Decodierers wird nachstehend mit Bezug auf 58 ausführlich beschrieben.
  • Ein VCR-Modussignal, das den normalen Wiedergabemodus/schnellen Wiedergabemodus oder dergleichen bezeichnet, das durch den Anwender eingegeben wird, wird an eine Wiedergabegeschwindigkeits-Einstellschaltung 102 durch einen Anschluß 101 geliefert.
  • Eine Bandzufuhrsteuerung 103 und eine Spurwiedergabesteuerung 104 führen eine Servosteuerung des VCR durch, um die Drehphase der Trommel und eine Bandzufuhrratenphase zu steuern. Insbesondere wird im schnellen Wiedergabemodus eine Servosteuerung durchgeführt, um die Daten aus einem Bereich auszulesen, wo eine Refresh-Scheibe aufgezeichnet ist.
  • Ein auf dem Magnetband 26 aufgezeichnetes Signal wird durch die Köpfe A und B gelesen. Das Lesesignal wird in eine Fehlerkorrekturschaltung 106 und einen Einheiten-Sync-Detektor 107 durch einen Schalter 105 eingegeben, wobei es danach einer reproduzierten Wellenformentzerrung unterzogen wird.
  • Der Einheiten-Sync-Detektor 107 erfaßt ein in jede Einheit eingefügtes Sync-Signal. Mit dieser Operation werden nachteilige Wirkungen, wie beispielsweise Jitter auf dem VTR entfernt. Jede Einheit wird durch Erfassen dieses Sync-Signals erfaßt, und das in 52 gezeigte Indexsignal wird durch den Indexdetektor 108 erfaßt. Der Startpunkt eines (Nicht)-Refresh-Blocks wird gemäß dem (Nicht)-Refresh-Blockpositionssignal erfaßt, das durch den Indexdetektor 108 erfaßt wird. Außerdem wird auf der Basis einer (Nicht)-Refresh-Blocks-ID unterschieden, ob ein Nicht-Refresh-Block oder ein Refresh-Block von dem Startpunkt gestartet wird.
  • Ferner können durch Erfassen eines (Nicht)-Refresh-Block-Frame und einer Adresse, die Decodierposition jedes (Nicht)-Refresh-Blocks und die Decodiersequenz eines Frame bekannt sein.
  • Ein Codelängendetektor 109 erfaßt die Kopfposition eines (Nicht)-Refresh-Blocks unter Verwendung einer von einem Anschluß 110 eingegebenen (Nicht)-Refresh-Blockposition [(N-) R.B.P], wobei somit eine (Nicht)-Refresh-Block-Codelänge durch Demodulieren des Codes variabler Länge erfaßt wird.
  • Ein (Nicht)-Refresh-Blockbegrenzer kann durch Verwendung dieser (Nicht)-Refresh-Block-Codelänge erfaßt werden, so daß Zusatzdaten sequentiell erfaßt werden können und die Position jedes Codes variabler Länge erfaßt werden kann.
  • In 58 ist der Codelängendetektor 109 und ein Zusatzdatendetektor 111 getrennt angeordnet. Nichtsdestoweniger ist der Codelängendetektor 109 tatsächlich in dem Zusatzdatendetektor 111 aufgenommen.
  • 59 zeigt die Beziehung zwischen Indexdaten und Zusatzdaten, die durch jede Schaltung verwendet werden. In jeder Schaltung wird eine Signalverarbeitung unter Verwendung durch Kreise angegebener Indexdaten und Zusatzdaten durchgeführt.
  • Eine Code-Rückumschaltungsschaltung 112 trennt die (Nicht)-Refresh-Scheiben und Refresh-Scheiben von dem in 48 bis 51 gezeigten VCR-Bildschicht-Bitstrom unter Verwendung der (Nicht)-Refresh-Block-ID.
  • Die getrennten (Nicht)-Refresh-Scheiben werden jeweils in einem Refresh-Speicher und einem Nicht-Refresh-Speicher in der Code-Rückumschaltungsschaltung 112 gespeichert.
  • Im normalen Wiedergabemodus wird eine Leseoperation durchgeführt, während der Refresh-Speicher und der Nicht-Refresh-Speicher, die die gleichen (Nicht)-Refresh-Blockadressen in der Code-Rückumschaltungsschaltung 112 aufweisen, untereinander umgeschaltet werden, und die gelesenen Nicht-Refresh-Blöcke und Refresh-Blöcke werden miteinander kombiniert, um einen Makroblock zu bilden. Dieser Makroblock wird dann von der Code-Rückumschaltungsschaltung 112 durch einen Anschluß 113 ausgegeben.
  • In dem VCR weist ein Bitstrom für eine normale Wiedergabe die gleiche Makroblockanordnung wie diejenige eines Bitstroms einer Rundsendewelle auf. Deshalb wird ein Bitstrom von einer Rundsendewelle durch den Anschluß 113 eingegeben.
  • Wenn ein Rundsendewelle-Bitstrom zu verarbeiten ist, werden Zusatzdaten durch den Zusatzdatendetektor 111 erfaßt und eine Decodierung durchgeführt. Da eine Operation im normalen Wiedergabemodus die gleiche wie die einer Operation eines Decodierens einer Rundsendewelle ist, wird diese Operation zuerst beschrieben.
  • In den Makroblock-Bitstrom am Anschluß 113, der in 44 gezeigt ist, werden die Codes variabler Länge der (Nicht)-Refresh-Blöcke in einen Decodierer eines Codes variabler Länge 114 eingegeben. Diese Codes variabler Länge werden aus dem Bitstrom unter Verwendung von (Nicht)-Refresh-Block-Codelängendaten in den Zusatzdaten extrahiert und die Zusatzdaten werden decodiert. Der Decodierer eines Codes variabler Länge 114 erfaßt Huffman-Codes sequentiell durch Vergleichen einer Huffman-Tabelle mit den Codes von der Startposition der Codes variabler Länge. Unter Verwendung der erfaßten Huffman-Codes wird ein Null-Koeffizientenzählwert (Lauflänge) und ein Nicht-Null-Koeffizient (Amplitude) der quantisierten DCT-Koeffizienten erhalten. Da diese Koeffizienten in der Reihenfolge angeordnet sind, in der sie zickzackförmig abgetastet werden, wird die Reihenfolge der Koeffizienten gemäß dem Bedarf einer inversen DCT-Schaltung 115 neu angeordnet.
  • Ein durch Decodieren der Codes variabler Länge erhaltenes Signal wird in einen inversen Quantisierer 116 eingegeben. Der inverse Quantisierer 116 korrigiert das Makroblockquantisierungsniveau mit einem (Nicht)-Refresh-Blockkorrekturquantisierungsniveau, womit ein Quantisierungsniveau in Einheiten von Superblöcken erhalten wird.
  • Nachfolgend werden 64 Koeffizienten jedes Blocks durch Wichtungswerte gemäß einer Wichtungstabelle multipliziert.
  • Die 64 Koeffizienten werden dann durch Quantisierungsskalenwerte gemäß der Quantisierungsniveaus in Einheiten von Superblöcken multipliziert, womit eine inverse Quantisierung durchgeführt wird und DCT-Koeffizienten erhalten werden. (Es sei bemerkt, daß in diesem Fall das in Kapitel 8 beschriebene zweite Quantisierungsverfahren veranschaulicht wird.)
  • Die 64 DCT-Koeffizienten werden durch die inverse DCT-Schaltung 115 verarbeitet, um von der Frequenzregion in die Zeitachsenregion transformiert zu werden, womit ein 64-Pixel-Signal (8 Pixel in der horizontalen Richtung × 8 Pixel in der vertikalen Richtung) erhalten wird.
  • Die Ausgabe von der inversen DCT-Schaltung 115 wird in einen Addierer 117 eingegeben.
  • Der Addierer 117 empfängt ferner ein Signal von einem Schalter 118 und addiert es zu dem Ausgangssignal von der inversen DCT-Schaltung 115. Der Schalter 118 wird durch eine Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungsumschaltungsschaltung 119 gesteuert. Das Ausgangssignal von dem Addierer 117 wird in eine Entblockbildungsschaltung 120 und eine Frame-Verzögerungsschaltung 121 eingegeben.
  • Die Frame-Verzögerungsschaltung 121 wird durch einen Frame-Speicher gebildet. Ein Ausgangssignal von diesem Frame-Speicher wird in eine Bewegungskompensationsschaltung 122 und die Entblockbildungsschaltung 120 eingegeben.
  • Ein Ausgangssignal von der Bewegungskompensationsschaltung 122 wird in den Schalter 118 eingegeben.
  • Unter Verwendung der von dem Addierer 117 und der Frame-Verzögerungsschaltung 121 ausgegebenen Signale führt die Entblockbildungsschaltung 120 eine Verarbeitung durch, damit eine Bandkomprimierungsignalverarbeitung mit der Abtastsequenz der Abtastzeilen eines Fernsehers koinzidiert, und gibt ein Luminanzsignal und die Farbdifferenzsignale U und V von den Ausgangsanschlüssen 123 bis 125 aus.
  • Der Betrieb des Decodierers umfaßt eine Intra-Frame-Verarbeitung und eine Inter-Frame-Verarbeitung. Wenn der Schalter 118 ausgeschaltet ist, wird eine Intra-Frame-Verarbeitung durchgeführt. Wenn der Schalter 118 eingeschaltet ist, wird eine Inter-Frame-Verarbeitung durchgeführt. Eine EIN/AUS-Steuerung des Schalters 118 wird durch die Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungs-Umschaltungsschaltung 119 durchgeführt.
  • Ein PCM/DPCM-Bestimmungssignal in den Zusatzdaten wird in die Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungs-Umschaltungsschaltung 119 durch einen Anschluß 126 eingegeben. In diesem Fall geben PCM bzw. DPCM eine Intra-Frame-Verarbeitung und eine Inter-Frame-Verarbeitung an. Der Schalter 118 wird als Reaktion auf PCM und DPCM ausgeschaltet bzw. eingeschaltet. Wie in Kapitel 3 beschrieben, umfaßt eine Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitung eine adaptive Intra-Frame-Bildverarbeitung und ein Refreshing (erzwungene Intra-Frame-Verarbeitung).
  • Zuerst wird eine Intra-Frame-Verarbeitung beschrieben. Wenn eine Intra-Frame-Verarbeitung durchzuführen ist, wird ein Ausgangssignal von der inversen DCT-Schaltung 115 in die Frame-Verzögerungsschaltung 121 und die Entblockbildungsschaltung 120 eingegeben, und das Luminanzsignal Y und die Farbdifferenzsignale U und V werden ausgegeben.
  • Als nächstes wird eine Inter-Frame-Verarbeitung durchgeführt.
  • In diesem Fall wird ein sich ein Frame vor dem aktuellen Frame befindliches prädiktives Signal aus der Frame-Verzögerungsschaltung 121 ausgelesen und in die Bewegungskompensationsschaltung 122 eingegeben.
  • Außerdem wird ein Bewegungsvektor von Zusatzdaten in die Bewegungskompensationsschaltung 122 durch einen Anschluß 126 eingegeben, um die Position des prädiktiven Signals auf einem Frame zu verschieben. Die Bewegungskompensationsschaltung 122 gibt ein prädiktives Signal aus, dessen Position auf dem Frame mit der Position eines Ausgangssignals von der inversen DCT-Schaltung 115 koinzidiert. Das Ausgangssignal wird dann in den Addierer 117 durch den Schalter 118 eingegeben. Der Addierer 117 addiert die Ausgabe von der inversen DCT-Schaltung 115 zu dem prädiktiven Signal und liefert das resultierende Signal in die Frame-Verzögerungsschaltung 121 und die Entblockbildungsschaltung 120. Nachfolgend werden das Luminanzsignal Y und die Farbdifferenzsignale U und V voneinander getrennt und jeweils von den Anschlüssen 123 bis 125 ausgegeben.
  • Im normalen Wiedergabemodus unter Verwendung einer Rundsendewelle und eines Aufzeichnungsmediums wird die oben beschriebene Schreibverarbeitung hinsichtlich des Codierers des Codes variabler Länge 114, des inversen Quantisierers 116, der inversen DCT-Schaltung 115 und der Frame-Verzögerungsschaltung 121 immer in Einheiten von Makroblöcken durchgeführt.
  • Das heißt, daß eine Verarbeitung dieser Schaltungen pro Prozessor auf einer sequentiellen Verarbeitung von 11 Superblöcken in einem Makroblock basiert, und daß Makroblöcke sequentiell von oben nach unten in einem Frame verarbeitet werden.
  • 26. Schnelle Wiedergabe
  • Die Code-Rückumschaltungsschaltung 112 liest nur Daten aus dem Refresh-Speicher, in dem eine Refresh-Scheibe eines Bit-Stroms gespeichert ist.
  • Da diese Refresh-Scheibe eine Refresh-Blockadresse, eine Frame-ID und eine Prozessor-ID umfaßt, kann eine Decodierposition durch Erfassen der Zusatzdaten der Refresh-Scheibe durch den Zusatzdatendetektor 111 erhalten werden. Ferner kann eine Decodierposition durch Erfassen der in dem in Kapitel 25 beschriebenen und in 52 veranschaulichten Indexsignal enthaltenen Refresh-Blockadresse erhalten werden.
  • Mit dieser Operation kann die Position eines in den Frame-Speicher in der Frame-Verzögerungsschaltung 121 geschriebenen Bildes und einer entsprechenden Schreibspeicheradresse bestimmt werden.
  • Im schnellen Wiedergabemodus ist nur ein Refresh-Block als Decodierdaten wirksam, Nicht-Refresh-Blockdaten sind jedoch nicht wirksam. Aus diesem Grund wird eine Schreibverarbeitung hinsichtlich des Decodierers des Codes variabler Länge 114, des inversen Quantisierers 116, der inversen DCT-Schaltung 115 und der Frame-Verzögerungsschaltung 121 nur auf der Basis von Refresh-Blöcken durchgeführt.
  • Da ein Refresh-Block immer einer Intra-Frame-Verarbeitung unterzogen wird, kennzeichnet die Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungs-Umschaltungsschaltung 119 eine Intra-Frame-Verarbeitung. Das heißt, daß der Schalter 118 ausgeschaltet bleibt.
  • In einem Makroblock ist nur ein Refresh-Block vorhanden. Aus diesem Grund wird in einem Frame ein Refresh-Block für alle 11 Superblöcke, die in der horizontalen Richtung angeordnet sind, übertragen, oder Refresh-Blöcke werden fortlaufend in der vertikalen Richtung übertragen. Diese Übertragungsreihenfolge unterscheidet sich von der Reihenfolge, in der die entlang der Abtastzeilen angeordneten Pixel zu lesen sind. Daher werden im schnellen Wiedergabemodus Refresh-Blockdaten sequentiell in den Frame-Speicher der Frame-Verzögerungsschaltung 121 geschrieben. Danach werden die in dem Frame-Speicher der Frame-Verzögerungsschaltung 121 gespeicherten Daten in der Übertragungsreihenfolge von Pixeln gemäß der Abtastzeilen ausgelesen, womit ein reproduziertes Bild in dem schnellen Wiedergabemodus erhalten wird.
  • 27. Code-Rückumschaltungsschaltung
  • 60 zeigt die Anordnung der Code-Rückumschaltungsschaltung 112. Ein durch Durchführen einer Fehlerkorrektur eines Wiedergabe-Bitstroms von dem VCR erhaltenes Signal wird in einen Anschluß 127 eingegeben.
  • Diese Bitstromstruktur ist mit der in 45 und 46 und 48 bis 51 gezeigten identisch. Zuerst werden eine Refresh-Scheibe und eine Nicht-Refresh-Scheibe durch einen Schalter 112a getrennt. Der Schalter 112a wird durch Eingeben einer (Nicht-)Refresh-Block-ID und eines (Nicht)-Refresh-Blockpositionssignals als Indexdaten im in 52 gezeigten VCR-Datenmultiplexformat von einem Anschluß 128 umgeschaltet.
  • Die Refresh-Scheibe und die Nicht-Refresh-Scheibe werden dadurch in dem Refresh-Blockspeicher 112b bzw. dem Nicht-Refresh-Blockspeicher 112c gespeichert.
  • Im normalen Wiedergabemodus werden Signale aus dem Refresh-Blockspeicher 112b und dem Nicht-Refresh-Blockspeicher 112c durch einen Schalter 112d unter Verwendung einer Refresh-Blockspeicherleseschaltung 112e und einer Nicht-Refresh-Blockspeicherleseschaltung 112f ausgelesen.
  • In diesem Fall wird eine Leseoperation durchgeführt, so daß die Refresh-Blockadresse und die Nicht-Refresh-Blockadresse, die in 43 gezeigt sind, miteinander koinzidieren.
  • Mit dieser Operation wird, wie in (a) in 41 und 42 gezeigt ist, im normalen Wiedergabemodus ein Signal an dem Anschluß 113 ausgegeben, das die gleiche Anordnung aufweist, wie die der Makroblock-Codes mit variabler Länge.
  • Die Nicht-Refresh-Blockspeicherleseschaltung 112f berechnet die Adressen jedes Refresh-Blocks auf der Basis der Nicht-Refresh-Blockadresse und einer Prozessor-ID einer Refresh-Scheibenschicht. Unter Verwendung der berechneten Adressen wird ein Makroblock gebildet. Zusätzlich werden Codes aus dem Nicht-Refresh-Blockspeicher 112c auf der Basis jeder Nicht-Refresh-Block-Codelänge ausgelesen.
  • Die Refresh-Blockspeicherleseschaltung 112e berechnet die Adresse eines Refresh-Blocks auf der Basis einer Refresh-Blockadresse und einer Prozessor-ID einer Refresh-Scheibenschicht. Wie in 48 und 49 gezeigt ist, gibt es zwei Verfahren des Anordnens einer Refresh-Scheibe. Bei beiden Verfahren erzeugt die Refresh-Blockspeicherleseschaltung 112e Adressen, so daß eine Ausgabe von dem Refresh-Blockspeicher 112b einen Makroblock-Bitstrom bilden kann. Das heißt, daß die Refresh-Blockspeicherschaltung 112e Refresh-Blöcke umschalten kann.
  • Um diese Leseoperation auszuführen, führt die Refresh-Blockspeicherleseschaltung 112e eine Verarbeitung unter Verwendung von Refresh-Block-Codelängendaten durch.
  • Im schnellen Wiedergabemodus wählen die Schalter 112a und 112d nur den Refresh-Blockspeicher 112b aus, so daß nur Refresh-Blöcke von dem Anschluß 113 übertragen werden.
  • Um die Refresh-Blöcke nur an den Decodierer zu übertragen, der eine Rundsendewelle empfängt, werden die Refresh-Blöcke in der Grundform der in 44 veranschaulichten Bitstromstruktur übertragen.
  • Zuerst wird eine Makroblockadresse an den Decodierer durch den Anschluß 126 gesendet. Unter Verwendung dieser Makroblockadresse als Startpunkt werden die Refresh-Blöcke in der Grundform der in 44 gezeigten Bitstromstruktur übertragen.
  • Im schnellen Wiedergabemodus können zwei oder mehr Refresh-Blöcke in dem Makroblock reproduziert werden. Wenn dies der Fall ist, werden Refresh-Block-Codes variabler Länge an der Superblockposition innerhalb des in 44 gezeigten Mikroblocks angeordnet, wo Refresh-Blöcke angeordnet sind. Trickblockquantisierungsniveaus TQL0 bis TQL10 werden an den verbleibenden Superblockpositionen eingestellt. Alternativ kann ein Trickblockquantisierungsniveau TQL von 31 eingestellt werden, wodurch eine Sprungoperation in Einheiten von Superblöcken durchgeführt wird. Bei der oben beschriebenen Anordnung werden Daten an die vier Prozessoren mittels eines Schalters 129 getrennt verteilt.
  • 61 zeigt eine weitere Ausführungsform der Code-Rückumschaltungsschaltung 112. Diese Schaltungsanordnung ist für die in 49 gezeigten Refresh-Scheibenschichten geeignet.
  • Mit Bezug auf 49 werden in jeder Refresh-Scheibenschicht Refresh-Blöcke fortlaufend angeordnet, um einander in der vertikalen Richtung benachbart zu sein. Aus diesem Grund umfaßt ein Refresh-Blockspeicher 112b in der Code-Rückumschaltungsschaltung 112 Refresh-Blockspeicher 112b1 bis 112b4, die den jeweiligen Prozessoren zugeordnet sind. Jeder Speicher speichert einen Refresh-Block entsprechend jedem Prozessor. Wenn eine Leseoperation im normalen Wiedergabemodus durchgeführt wird, werden Refresh-Blöcke mit Nicht-Refresh-Blöcken durch Schalter 112g bis 112j kombiniert, wodurch ein Makroblock gebildet wird.
  • Im schnellen Wiedergabemodus wählt der Schalter 112a nur Refresh-Blöcke aus und schreibt sie in den Refresh-Blockspeicher 112b. Außerdem die Schalter 112g bis 112 Speicher 112b.
  • Zum Übertragen von zwei oder mehr Refresh-Blöcken an den Decodierer sind zwei Verfahren verfügbar, wenn irgendwelche innerhalb des Makroblocks sind.
  • Das erste Verfahren besteht darin, die Refresh-Blöcke in dem Makroblock gemäß der Makroblockadresse neu anzuordnen, das Trickquantisierungsniveau bei TQL von 31 für diesen Teil des Makroblocks, wo keine Refresh-Blöcke vorhanden sind, einzustellen und eine Sprungoperation in dem Decodierer durchzuführen.
  • Bei dem ersten Verfahren werden Refresh-Blöcke durch die Refresh-Blockspeicherleseschaltung 112e neu angeordnet, um die Refresh-Blöcke aus dem Refresh-Blockspeicher 112b zu lesen, der in der Code-Rückumschaltungsschaltung 112 aufgenommen ist.
  • Bei der Sprungoperation ist der Schalter 140 geöffnet und es werden keine Daten in den Frame-Speicher, der in der Schaltung 121 aufgenommen ist, geschrieben. Die in dem Frame-Speicher gespeicherten Daten werden an den Anschlüssen 123 bis 125 ausgelesen.
  • Das zweite Verfahren besteht darin, einen Refresh-Block an der Kopfposition innerhalb des Makroblocks einzufügen und Trickblockquantisierungsniveaus TQL von 31 an allen verbleibenden Superblockpositionen einzustellen, wodurch eine Sprungoperation ausgeführt wird. Dann wird eine Makroblockadresse geschickt, die die Position der Refresh-Blöcke kennzeichnet. Wenn zwei oder mehr Refresh-Blöcke in dem Makroblock existieren, werden zwei oder mehr Makroadressen gekennzeichnet. In diesem Fall wird die Superblockadresse wiederholt in einer Ein-Frame-Periode gekennzeichnet. Der wiederholte Adress-Kennzeichnungsprozeß erzeugt keine neuen Probleme, vorausgesetzt, daß der Sprung erfaßt wurde, bevor die Superblockadresse gekennzeichnet ist.
  • 28.1 Frame-Verzögerungsschaltung
  • Die Frame-Verzögerungsschaltung 121 weist einen Speicherschreibadressengenerator 121a auf, wie in 62 gezeigt ist.
  • In DigiCipher werden vier Prozessoren verwendet, um eine Verarbeitung durchzuführen und vier Makroblöcke sind in der horizontalen Richtung vorhanden. Daher verarbeitet jeder Prozessor einen Makroblock.
  • Das heißt, daß in jedem Prozessor ein Makroblock von oben nach unten in Einheiten von 11 Superblöcken verarbeitet wird.
  • Eine Schaltung zum Durchführen einer Verarbeitung unter Verwendung von vier Prozessoren wird durch den Decodierer des Codes variabler Länge, den inversen Quantisierer 116, der inversen DCT-Schaltung 115, dem Addierer 117, der Bewegungskompensationsschaltung 122, der Intra-Frame/Inter-Frame-Verarbeitungs-Umschaltungsschaltung 119, dem Schalter 118 und dem Schreibadressengenerator 121, der in der Frame-Verzögerungsschaltung 121 aufgenommen ist, gebildet.
  • Die Codes werden an die vier Prozessoren durch die Prozessor-ID(PID)-Daten verteilt, die in den Makroblockzusatzdaten enthalten sind.
  • Da die vier Prozessoren auf die gleiche Art und Weise arbeiten, wird eine Operation eines Prozessors nachstehend beschrieben.
  • Der Bitstrom im normalen Wiedergabemodus ist identisch mit dem in 44 und 47 gezeigten Makroblock-Bitstrom. Die erste Decodierposition wird daher unter Verwendung einer Makroblockadresse bestimmt, die an dem Startabschnitt einer Makrobildschicht gelegen ist, d.h. einer Makroscheibenschicht. Danach werden Adressen für den normalen Wiedergabemodus sequentiell unter Verwendung der Prozessor-ID-Daten erzeugt.
  • 63 zeigt eine Operation des normalen Wiedergabeschreibadressengenerators 121a.
  • Eine Makroblockadresse an dem Kopfteil einer Makroscheibenschicht wird durch den Zusatzdatendetektor 111 erfaßt. Die erfaßte Adresse wird dann in den normalen Wiedergabeschreibadressengenerator 121a durch den Anschluß 126 eingegeben.
  • 63 zeigt den Fall eines Prozessors 1.
  • Zuerst wird M.B.A = 0 in einem Bitstrom ausgelesen. M.B.A = 0 gibt die Decodierposition des ersten Superblocks des Makroblocks eines Prozessors 0 an.
  • Da die Decodierposition des ersten Superblocks an dem Makroblock des Prozessors PID durch die folgende Gleichung gegeben wird, wenn die Prozessor-PID = 1 ist, ist die Startsuperblockadresse des Makroblocks 660: S.B.A = M.B.A + 660 × PID = 0 + 660 × 1 = 660
  • Wie durch die Pfeile in 63 angegeben wird bei einer normalen Wiedergabeoperation ein Makroblock, d.h. 11 Superblöcke bis zu S.B.A = 660, 720, ..., 1260 in der horizontalen Richtung verarbeitet und Makroblöcke werden einer nach dem anderen in der vertikalen Richtung verarbeitet. Das heißt, nach S.B.A = 1260 wird eine Verarbeitung gemäß S.B.A = 661, 721, ..., 1261 durchgeführt.
  • Im schnellen Wiedergabemodus sind nur Intra-Frame-verarbeitete Blöcke wirksam und es werden nur die Refresh-Blockdaten durch den Schreibadressengenerator 121a geschrieben.
  • Im schnellen Wiedergabemodus gibt die Codeumschaltungsschaltung 112 nur Refresh-Blöcke von dem Anschluß 113 aus. Der Decodierer des Codes variabler Länge 114, der inverse Quantisierer 116 und die inverse DCT-Schaltung 115 verarbeiten nur diese Refresh-Blöcke und liefern nur die Refresh-Blöcke an die Framespeicher 112b bis 121d durch einen Anschluß 130.
  • Im schnellen Wiedergabemodus wird nur der Bitstrom der in 48 und 49 gezeigten Refresh-Scheibenschicht verwendet. Da eine Refresh-Blockadresse (R.B.A.), die die erste Decodierposition der Refresh-Scheibe angibt, im Startteil des Bitstroms der Refresh-Scheibenschicht eingestellt wird, wird die Anfangsposition einer schnellen Wiedergabesignalverarbeitung in jedem Prozessor unter Verwendung dieser R.B.A und der Prozessor-ID (PID) erhalten.
  • Nachstehend wird der in 64 gezeigte Fall beschrieben. Eine Refresh-Blockadresse R.B.A von Zusatzdaten wird in den schnellen Wiedergabeschreibadressengenerator 121a durch den Anschluß 126 eingegeben. Es sei betrachtet, daß die folgende Korrespondenz zwischen den in 48 gezeigten Refresh-Scheiben und den Refresh-Blöcken Gn des in 31 gezeigten Spurmusters eingestellt wird, und daß die Spur x0 für eine Wiedergabe mit doppelter Geschwindigkeit gemacht wird:
    Refresh-Scheibe 0 : Gn(0)
    Refresh-Scheibe 1 : Gn(1)
  • In diesem Fall werden als Refresh-Blockadressen R.B.A = 0 in der Refresh-Scheibe 0 und R.B.A = 90 in der Refresh-Scheibe 1 wiedergegeben. R.B.A. = 0 bzw. R.B.A = 90 geben die Decodierposition der ersten Refresh-Blöcke in dem Prozessor 0 an.
  • Die Decodierpositionen der ersten Superblöcke der Refresh-Blöcke von Prozessor PID werden durch die folgende Gleichung gegeben. Wenn Prozessor PID = 1 ist, ist die Startsuperblockadresse der Refresh-Blöcke S.B.A = 660 in der Refresh-Scheibe 0 und S.B.A = 750 in der Refresh-Scheibe 1. S.B.A0 = R.B.A + 660 × PID = 0 + 660 × 1 = 660 S.B.A1 = R.B.A + 660 × PID = 90 + 660 × 1 = 750
  • Die auf diesen S.B.As gebildete Makroblockanfangsadresse wird durch den Anschluß 126 in den Schreibadressengenerator 121a eingegeben. Der Schreibadressengenerator 121a arbeitet unter Verwendung dieser Makroblockanfangsadresse als Anfangswert.
  • Im schnellen Wiedergabemodus wird der Schreibadressengenerator 121a in einem oder zwei Verfahren betrieben, um Daten in die Framespeicher 121b, 121c und 121d gemäß der in Kapitel 27 beschriebenen Coderückumschaltungsschaltung 112 zu schreiben.
  • Im ersten Verfahren werden Refresh-Blöcke in dem Makroblock mittels der Coderückumschaltungsschaltung 112 neu angeordnet. In diesem Fall kann die Operation mit der Schreibadressenerzeugungsoperation, die während einer normalen Wiedergabe durchgeführt wird, identisch sein.
  • Genauer gesagt wird, wie in 63 gezeigt, der Makroblock als Grundstruktur verarbeitet. Zu diesem Zeitpunkt enthält der Makroblock den Code variabler Länge desjenigen Refresh-Blocks eines Superblocks, der aufgefrischt wird. In dem Superblock, der nicht aufgefrischt wird, existiert ein Sprungsignal an dem Trickquantisierungsniveau der Zusatzdaten.
  • Mit anderen Worten wird in dem Bitstrom (44), der von dem VCR an den Decodierer geliefert wird, das Trickquantisierungsniveau TQL an der Position eingestellt, wo Refresh-Blöcke existieren, und ein Sprung, d.h. TQL = 31, wird an der Position eingestellt, wo keine Refresh-Blöcke existieren. Danach werden die Refresh-Blöcke gemäß dem TQL geschrieben.
  • Im zweiten Verfahren werden die Refresh-Blöcke im Makroblock durch die Coderückumschaltungsschaltung 112 nicht neu angeordnet. In diesem Fall existieren die Codes variabler Länge der Refresh-Blöcke im Superblock 0 des Bitstroms (44) aber nicht in Superblöcken 1 bis 10 zum Zeitpunkt, wenn die Codes von dem VCR an den Decodierer übertragen werden.
  • Das Trickquantisierungsniveau TQL0 gibt die Codes variabler Länge der Refresh-Blöcke an und Trickquantisierungsniveaus TQL1 bis TQL10 werden auf den Wert von 31 eingestellt, der einen Sprung darstellt.
  • Diese Makroblock-Bitstromstruktur kann lediglich durch Einsetzen des Trickquantisierungsniveaus in den Bitstrom der Refresh-Blöcke verwirklicht werden, der in 45 gezeigt ist. Der Bitstrom kann daher im schnellen Wiedergabemodus geändert werden.
  • Mit Bezug auf 64 wird beschrieben, wie die Schreibadressengeneratorschaltung ihre Funktion durchführt. Zuerst bestimmt der in der Frame-Verzögerungsschaltung 121 des Decodierers aufgenommene Schreibadressengenerator 121a, daß sich alle Trickquantisierungsniveaus TQL1 bis TQL10 im Sprungzustand in dem in 44 gezeigten Makroblock-Bitstrom befinden. Folglich wird bestimmt, daß die Superblöcke 1 bis 10 in dem Makroblock Sprungabschnitte sind. Dies bedeutet, daß Daten nicht in die Framespeicher 121b, 121c oder 121d geschrieben werden. Es werden keine Adressen von diesen Sprungabschnitten erzeugt. Als Ergebnis werden Adressen nur von solchen Abschnitten erzeugt, wo Refresh-Blöcke existieren. Adressen werden in der vertikalen Richtung erzeugt. 64 veranschaulicht, wie dies im Fall von DigiCipher stattfindet.
  • Da Refresh-Blöcke in DigiCipher immer in dem vertikalen Prozessor für jeden Prozessor angeordnet sind, erzeugt der schnelle Wiedergabeadressengenerator 121e Superblockadressen in der vertikalen Richtung. Das heißt, daß Superblockadressen in der folgenden Reihenfolge erzeugt werden:
    S.B.A0: 660, 661, ..., 687, 688, 689
    S.B.A1: 750, 751, ..., 777, 778, 779
  • Ein Leseadressengenerator 121e liest das Luminanzsignal Y und die Farbdifferenzsignale U und V gemäß der Abtastzeilenreihenfolge eines Fernsehers.
  • Die Frame-Verzögerungsschaltung 121 und die Speicherschreib/Leseadressengeneratoren 121a und 121e dienen ebenfalls als die Entblockbildungsschaltung 120.
  • 28.2 Frame-Verzögerungsschaltung und Unterspeicher.
  • Um Daten in die Speicher auf diese Art und Weise zu schreiben sowie auch Daten aus diesen Speichern zu lesen, werden die Leseadressen sequentiell in der horizontalen Richtung gelesen und die Schreibadressen werden in der vertikalen Richtung geschrieben. Aus diesem Grund ist es in einigen Fällen erforderlich, daß der gleiche Chipspeicher in sowohl dem Schreibmodus als auch dem Lesemodus eingestellt ist, und es ist ferner in einigen Fällen notwendig, daß zwei Adressen in dem gleichen Chipspeicher eingestellt werden.
  • In den Speichern des üblicherweise verwendeten Typs wird ein Lese/Schreibsteuersignal R/W durch ein Bit gesteuert. Es ist unmöglich, eine Mehrzahl von Adressen mittels eines Speicherelements zu setzen.
  • Deshalb werden Unterspeicher 121f, 121g und 121h verwendet, wie in 62 gezeigt. Der Unterspeicher 121f hat das Luminanzsignal Y zu speichern und die Unterspeicher 121g und 121h haben die Farbdifferenzsignale U und V zu speichern.
  • Daten müssen zu dem Fernsehmonitor in der Reihenfolge von Abtastzeilen gesendet werden. Die Leseadresse des Leseadressengenerators 121e wird in jedem Fall in der Reihenfolge der Abtastzeilen erzeugt. In dem Fall, bei dem sowohl die Leseadresse als auch die Schreibadresse in dem gleichen Chipspeicher eingestellt werden muß, der in jedem der Framespeicher 121b, 121c und 121d aufgenommen ist, werden Daten geschrieben, nachdem andere Daten ausgelesen wurden.
  • Genauer gesagt werden Daten vorübergehend in den Unterspeichern 121f, 121g und 121h gespeichert, die verwendet werden, um das Luminanzsignal Y, das Farbdifferenzsignal U bzw. das Farbdifferenzsignal V zu speichern. Eine Unterspeicherschreib/Lesesteuerung 121i steuert die Schreib- und Leseadressen der Unterspeicher 121f, 121g und 121h.
  • Die in die Unterspeicher 121f, 121g und 121h eingegebenen Signale sind mit denjenigen identisch, die in die Framespeicher 121b, 121c und 121d eingegeben wurden. Das durch den Addierer 117 ausgegebene Signal wird an ein inverses DCT-Signal angelegt.
  • Die von den Unterspeichern 121f, 121g und 121h ausgegebenen Signale werden in die Framespeicher 121b, 121c bzw. 121d durch einen Anschluß 121j und einen Schalter 121k eingegeben.
  • Daten werden in ein Element jedes der Framespeicher 121b, 122c und 121d gelesen, nachdem andere Daten aus diesem Element gelesen wurden.
  • Der Schalter 121k wählt gewöhnlich das Signal am Anschluß 130 aus. Er wählt das Signal am Anschluß 121j nur aus, wenn Daten von den Unterspeichern 121f, 121g und 121h an die Framespeicher 121b, 121c bzw. 121d zu übertragen sind.
  • 29. Spurwiedergabesteuerung
  • Da eine Refresh-Scheibe an einer vorbestimmten Position auf einer Spur aufgezeichnet wird, wobei die vorbestimmte Position als das Zentrum im Aufzeichnungsmodus betrachtet wird, werden eine Magnetbandzufuhrverarbeitung und die Drehphase der Trommel gesteuert, um Daten an der vorbestimmten Position im schnellen Wiedergabemodus wiederzugeben. Diese Steuerung kann durch irgendeines der folgenden Verfahren erreicht werden:
    • 1. Eine Position, wobei der Kopf im schnellen Wiedergabemodus zu folgen hat, wird auf einer linearen Spur aufgezeichnet.
    • 2. Ein eine Spur identifizierendes Signal wird auf einer spiralförmigen Spur aufgezeichnet. Ein Pilotsignal oder dergleichen kann als dieses Identifikationssignal verwendet werden.
    • 3. Eine Spurnummer und eine Einheitennummer werden auf einer spiralförmigen Spur aufgezeichnet und eine Servosteuerung wird derart durchgeführt, daß die Einhüllende an der Einheitennummer, bei der Daten im schnellen Wiedergabemodus zu lesen sind, maximiert wird.
  • Das dritte Verfahren wird nun ausführlich beschrieben.
  • Zuerst werden eine Einheitennummer und eine Spurnummer als zusätzliche Information gelesen, die nach der Einheiten-Sync in den in 52 gezeigten VCR-Übertragungsdaten angeordnet ist. Die Daten werden von einem Anschluß 131 in 58 ausgelesen. In dem Refresh-Scheibenpositionszuordnungs-ROM 70c in 56 wird eine Refresh-Scheibe an einer vorbestimmten Position auf einer Spur aufgezeichnet, wobei die vorbestimmte Position als das Zentrum betrachtet wird. Diese vorbestimmte Position wird durch eine Spurnummer und eine Einheitennummer bestimmt. Im schnellen Wiedergabemodus wird ein von dem Kopf wiedergegebenes RF-Signal in einen Einhüllende-Detektor 133 durch einen Anschluß 132 eingegeben.
  • Der Einhüllende-Detektor 133 erfaßt eine in 57(b) gezeigte Einhüllende-Form im schnellen Wiedergabemodus. Die Spurwiedergabesteuerung 104 steuert die Drehphase der Trommel und eine Magnetbandzufuhrverarbeitung, so daß die Einhüllende maximiert wird, wobei die Einhüllende, die durch die Spurnummer und die Einheitennummer, bei der die zentrale Position der oben erwähnten Refresh-Scheibe angeordnet ist, definiert wurde, maximiert wird.
  • 30. Magnetbandmuster 1
  • Die Refresh-Blöcke werden durch Betreiben der Schaltungen umgeschaltet, wie in Kapitel 1 bis 29 beschrieben wurde. Der Kernpunkt dieser Ausführungsformen besteht darin, daß f × c und i eine derartige Beziehung aufweisen, daß jedes ein Element zu dem anderen ist, wobei f die Refresh-Periode, c die Anzahl der für eine Aufzeichnung der durchschnittlichen von einem Frame erzeugten Codes erforderlichen Kopfabtastungen und i die schnelle Wiedergabegeschwindigkeit ist. Ein Betriebsschema, wobei f = 11, c = 2 und i = 3.
  • Die Phrase "Beziehung, daß jedes ein Element zu dem anderen ist" bedeutet, daß es keine konjugierte Zahl zwischen f × c und i gibt.
  • 65 veranschaulicht ein Verfahren eines Aufteilens der Refresh-Blöcke in einem Bild. Das in 65(a) gezeigte Fn + 2 ist das Bild des n + 2ten Frame. Das in 65(a) gezeigte Gn + 2 gibt die in dem n + 2ten Frame vorhandenen Refresh-Blöcke an. Es gibt 240 Refresh-Blöcke in dem n + 2ten Frame. Die Refresh-Blöcke werden in sechs Gruppen Gn + 2(0) bis Gn + 2(5) aufgeteilt. Die Gruppe Gn + 2(0) umfaßt die ersten 40 Refresh-Blöcke. Die anderen Gruppen, d.h. Gn + 2(1) bis Gn + 2(5), umfassen jeweils 40 Refresh-Blöcke. Bei (b) ist das Bild der in dem n + 3ten Frame vorhandenen Refresh-Blöcke gezeigt. Die Gruppen Gn + 3(0) bis Gn + 3(5) weisen die gleiche Definition wie die Gruppen Gn + 2(0) bis Gn + 2(5) auf, die den n + 2ten Frame bilden.
  • Das Spurmuster des VTR wird nun beschrieben. 66 zeigt das Spurmuster des Magnetbandes 26. In 66 sind Tn2 – 1 bis T2(n + 6) die Spuren auf denen Codes unter Verwendung der Drehtrommel 43 aufgezeichnet werden. Es sei angenommen, daß die durchschnittliche Erzeugungsmenge von Codes pro Frame auf zwei Spuren aufgezeichnet wird, d.h. c = 2. Dieser Fall entspricht dem Fall, bei dem b = 240 Refresh-Blöcke auf zwei Spuren aufgezeichnet werden. Mit anderen Worten werden Refresh-Blöcke Gn + 2 von Frame Fn + 2 auf Spuren T2(n + 2) – 1 und T2(n + 2) aufgezeichnet.
  • Bei dieser Anordnung kreuzt der Wiedergabekopf drei Spuren, um eine Wiedergabe mit dreifacher Geschwindigkeit durchzuführen. Während Drittel-Bereiche durch Aufteilen einer Spur in drei fast gleiche Bereiche wiedergegeben werden, werden folglich Wiedergabesignale von drei Spuren erhalten. Jeder der drei aufgeteilten Bereiche wird als ein Sektor bezeichnet. Da jeder Frame zwei Spuren bildet, werden sechs Sektoren S0 bis S5 zugeordnet, wie in 66 gezeigt ist. Im allgemeinen wird jeder Bereich, der durch ein fast gleiches Aufteilen einer Spur durch d erhalten wird, als ein "Sektor" bezeichnet.
  • Um eine schnelle Wiedergabe bei einer Geschwindigkeit i mal der normalen Geschwindigkeit zu verwirklichen, wird ein 1/i-Bereich einer Spur wiedergegeben, da der Kopf i Spuren kreuzt. Wenn die maximale Wiedergabegeschwindigkeit durch imax dargestellt wird, wird imax ≤ d eingestellt. Sektornamen werden durch S0 bis Sd – 1 dargestellt.
  • Die Beziehung zwischen Refresh-Blöcken und einem Sektor wird nachstehend beschrieben. Die Refresh-Blockgruppen Gn + 2 des Frame n + 2 werden auf zwei Spuren T2(n + 2) – 1 und T2(n + 2) in der Reihenfolge von Gn + 2(0) ... S0, Gn + 2(1) ... S1, Gn + 2(2) ... S2, Gn + 2(3) ... S3, Gn + 2(4) ... S4 und Gn + 2(5) ... S5 aufgezeichnet. In 66 werden die Refresh-Blockgruppen durch "Gn" bis "Gn + 6" gekennzeichnet, die oberhalb der jeweiligen Refresh-Blöcke angegeben werden, und die sechs Refresh-Blockgruppen werden durch (0) bis (6) gekennzeichnet, die innerhalb der Spur geschrieben sind.
  • Somit weist jede Refresh-Blockgruppe und jeder Sektor eine eineindeutige Beziehung auf. Diese Beziehung ist festgelegt, und ändert sich nie mit der Zeit. Bei dem herkömmlichen Verfahren weisen ein Refresh-Block und ein Sektor keine derartige Beziehung auf und die Position, wo Refresh-Blöcke existieren, wird beliebig bestimmt. Folglich werden beim herkömmlichen Verfahren einige Teile des Magnetbandes nicht aufgefrischt bleiben, nachdem die schnelle Wiedergabe durchgeführt wurde, und Bilder einer hohen Qualität können im schnellen Wiedergabemodus nicht wiedergegeben werden.
  • Es sei angenommen, daß Refresh-Blöcke in jedem Sektor in der gleichen Anzahl eingefügt werden. In diesem Fall wird die Anzahl e von in einem Sektor eingefügten Refresh-Blöcken gegeben wie folgt: e = b/(c × d)wobei b die Anzahl von Refresh-Blöcken pro Frame, c die Anzahl von Spuren, auf denen die b Refresh-Blöcke aufgezeichnet werden und d der Teilungszählwert einer Spur und e die Anzahl von Refresh-Blöcken ist, die in einem Sektor eingefügt werden. Es ist nicht absolut notwendig, die gleiche Anzahl von Refresh-Blöcken in jeden Sektor einzufügen. Was erforderlich ist, ist daß jeder Refresh-Block und jeder Sektor in eine festen Beziehung gesetzt wird.
  • In 66 geben X2n – 1 bis X2(n + 1) die Spuren an, entlang sich der Magnetkopf in dem Wiedergabemodus mit dreifacher Geschwindigkeit bewegt. Während sich der Kopf entlang der Spur X2n – 1 bewegt, können Daten von dem Sektor S0, (d.h. Refresh-Block Gn(0)) von Spur T2n – 1, dem Sektor S4, (d.h. Refresh-Block Gn(4)) von Spur T2n und dem Sektors S2, (d.h. Refresh-Block Gn + 1(2)) der Spur T2(n + 1) – 1 wiedergegeben werden.
  • 66 ist ein Diagramm, das die Refresh-Blöcke zeigt, die unter Verwendung der tatsächlichen Bandstruktur wiedergegeben werden können. 67 ist ein einfacheres Diagramm als 66, das die Beziehung zwischen den Kopfspuren und den Refresh-Blöcken klar darstellt. In 67(a) ist eine Tabelle gezeigt, die erläutert, wie der Refresh-Block Gn von Frame Fn auf Spuren T2n – 1 und T2n aufzuzeichnen ist. Die Sektorennummern S0 bis S5 werden außerhalb der Tabelle angegeben, wohingegen die Positionen, wo die Refresh-Blöcke Gn(0) bis Gn(5) aufzuzeichnen sind, innerhalb der Tabelle gezeigt werden. Wie aus 67(a) klar verständlich ist, wird die Refresh-Blockgruppe Gn(0) bei der Position von S0 aufgezeichnet. Wie in 67(b) gezeigt ist, werden die in 67(a) gezeigten 11 Refresh-Blöcke in der horizontalen Richtung angeordnet, da die Refresh-Operation für eine Periode von 11 Frames durchgeführt wird. Die Refresh-Nummern G1 bis G11 werden 11 Frames zugeordnet. Die 11 Frames werden sequentiell für eine Periode von 11 Frames aufgefrischt, wodurch die Refresh-Operation ausgeführt ist.
  • T1 bis T22 bezeichnen aufgezeichnete Spuren, auf denen Frames G1 bis G11 aufgezeichnet sind. Um Daten aufzuzeichnen oder um Daten im normalen Wiedergabemodus wiederzugeben, wird der Magnetkopf über Kopfspuren T1 bis T22 bewegt. Der Block Gn für jeden Frame besteht aus 240 Refresh-Blöcken. Wenn die 11 Frames G1 bis G11, die ein Bild definieren, aufgefrischt werden, werden folglich die 2640 Superblöcke für ein Bild alle aufgefrischt. In diesem Fall werden die Refresh-Blöcke eines Frame auf zwei Spuren aufgezeichnet, wobei die 2640 Refresh-Blöcke wiedergegeben werden können, während sich der Magnetkopf über 22 Spuren (= 2 × 11) bewegt.
  • Eine schnelle Wiedergabe wird nun beschrieben. Zuerst wird eine Wiedergabe mit dreifacher Geschwindigkeit mit Bezug auf 67, die eine vereinfachte Form von 66 ist, erläutert. In 67 sind X1 bis X22 Kopfspuren über die sich der Magnetkopf im Wiedergabemodus mit dreifacher Geschwindigkeit bewegt. X2n – 1 bis X2(n + 1) entsprechen X1 bis X22, die in 67(b) gezeigt sind. Die durchgezogenen Linien, gestrichelten Linien und gepunkteten Linien, die alle in 67(b) gezeigt sind, geben an, daß die Kopfspurverfolgung in der spezifizierten Reihenfolge durchgeführt wird. Genauer gesagt bewegt sich der Magnetkopf zuerst über Spuren X1 bis X8, wie durch die durchgezogenen Linien angegeben ist. In der Spur X8 verfolgt der Kopf Refresh-Block G12(1) nach einem Verfolgen von Refresh-Block Gn(3). Da die Refresh-Operation für eine 11-Frame-Periode wiederholt wird, befinden sich die Refresh-Blöcke G12 und G1 an der gleichen Position. Somit wird der Refresh-Block G12 durch "G1" gekennzeichnet und der Magnetkopf verfolgt den Abschnitt G1(1).
  • Dann bewegt sich der Magnetkopf über Spuren X8 bis X15, die durch die unterbrochenen Linien angegeben sind. In Spur X15 verfolgt der Kopf den Refresh-Block G1(2) nach einem Verfolgen des Refresh-Blocks G11(4). Ferner bewegt sich der Kopf über Spuren X15 bis X22, wie durch die gepunkteten Linien angegeben ist, wobei die Kopfspurverfolgung beendet wird. Bei dieser Kopfspurverfolgung verfolgt der Magnetkopf alle Sektoren oder 22 Spuren, wodurch die 2640 Refresh-Blöcke wiedergegeben werden. Mit anderen Worten können die 2640 Superblöcke für ein Bild durch Bewegen des Magnetkopfs über 22 Spuren aufgefrischt werden. Das heißt, ein Bild kann durch Durchführen einer minimalen Kopfspurverfolgung aufgefrischt werden. Somit kann die Refresh-Operation ausgeführt werden, wobei alle vorher aufgezeichneten Datenblöcke gelöscht werden.
  • Im Wiedergabemodus mit dreifacher Geschwindigkeit ist die zum Aufzeichnen eines Frame erforderliche Anzahl c von Kopfabtastungen 2, die Refresh-Periode f ist 11 und die schnelle Wiedergabegeschwindigkeit i ist 3. Somit weisen f × c (= 2 × 11) und i (= 3) eine solche Beziehung auf, daß jedes ein Element zu dem anderen ist. In diesem Fall werden alle Sektoren der Spur, wie in 67(b) veranschaulicht ist, verfolgt. Ein Bild wird mit Sicherheit innerhalb einer vorbestimmten Zeit aufgefrischt, vorausgesetzt, daß das Bild und die Sektoren für c × f Spuren in einer festen Beziehung gesetzt sind.
  • Der Fall, bei dem f × c kein Element zu i ist, und umgekehrt, wird beschrieben. 68 ist ein Diagramm, das das Spurmuster darstellt, das auf einem Magnetband im Wiedergabemodus mit vierfacher Geschwindigkeit gebildet wird, und ist in Bedeutung der 67 ähnlich. Im Wiedergabemodus mit vierfacher Geschwindigkeit wird die Kopfspurverfolgung zuerst auf der durch durchgezogenen Linien angegebenen Art und Weise durchgeführt, und dann auf der Art und Weise, die durch die unterbrochenen Linien angegeben ist. Um genauer zu sein, wird zuerst die Refresh-Blockgruppe G1(0) wiedergegeben, während sich der Magnetkopf über Spuren X1 bis X6 bewegt, wie durch die durchgezogenen Linien angegeben ist. In Spur X6 wird die Refresh-Blockgruppe G1(2) nach der Refresh-Blockgruppe G11(5) wiedergegeben. Dann bewegt sich der Kopf über Spuren X6 bis X11, wie durch die unterbrochenen Linien angegeben ist. In Spur X11 wird die Refresh-Blockgruppe G1(0) nach der Refresh-Blockgruppe G11(7) wiedergegeben. Das heißt, daß der Kopf die gleichen Positionen verfolgt, wie Spuren X1 bis X6.
  • Folglich bleiben einige nicht verfolgte Refresh-Blöcke übrig. Diejenigen der in 68(b) gezeigten Quadrate, die nicht verfolgt wurden, können nicht wiedergegeben werden. Dies bedeutet, daß vorher aufgezeichnete Datenelemente in dem wiedergegebenen Bild verbleiben. Mit anderen Worten, das gewünschte Bild kann nicht wiedergegeben werden. Es ist offensichtlich, daß c × f (= 2 × 11) kein Element zu i (= 4) ist oder umgekehrt. Mit anderen Worten kann ein Bild nicht mit einer Geschwindigkeit wiedergegeben werden, wenn c × f und i nicht ein Element zu dem anderen ist.
  • Wenn f × c und i eine derartige Beziehung aufweisen, daß jedes ein Element zu dem anderen ist, wobei f die Refresh-Periode ist, ist im allgemeinen c die Anzahl von Kopfabtastungen, die für ein Aufzeichnen eines Frame erforderlich ist, und i die schnelle Wiedergabegeschwindigkeit, wobei (c × f) mod i einen Rest aufweist. Der Rest und i weisen kein gemeinsames Maß auf und (c × f) mod i und i haben die Beziehung, daß jedes ein Element zu dem anderen ist. Aufgrund des Rests befinden sich die Spuren für f Frames an unterschiedlichen Spurpositionen und können daher verfolgt werden. Es können daher alle Refresh-Blöcke wiedergegeben werden.
  • Es sei angenommen, daß (c × f) mod i und i jedes ein Element zu dem anderen ist, wenn c × f und i jedes ein Element zu dem anderen ist. Dann ist c × f = g1 × i + h0 (g1 ist eine positive ganze Zahl), wenn (c × f) mod i = j ist. Wenn j und i nicht ein Element zu dem anderen ist, ist j = g2 × j0 und i = g2 × i0, wobei g2 eine positive ganze Zahl verschieden von 1 und 0 ist.
    Daher: c × f = g1 × i + j = g1 × (g2 × i0 + g2 × j0) = g2 × (g1 × i0 + j0)
  • Da j = g2 × i0 ist, weisen c × f und i ein gemeinsames Maß auf, d.h. g2. Es folgt, daß c × f und i nicht jedes ein Element zu dem anderen ist. Folglich wird (c × f) mod i und i ein Element zu dem anderen sein, wenn c × f und i die Beziehung aufweisen, daß jedes ein Element zu dem anderen ist.
  • 69 ist eine Tabelle von verschiedenen Geschwindigkeiten, mit der Daten im schnellen Wiedergabemodus wiedergegeben werden können. Bei diesem Beispiel können bei einer Refresh-Periode f von 11 und der Anzahl c = 2, der für ein Aufzeichnen einer Frame erforderlichen Kopfabtastungen, die Daten mit irgendeiner Geschwindigkeit, die ein Element zu f × c von 22 (= 11 × 2) ist, wiedergegeben werden. In 69 geben die Kreise diejenigen Geschwindigkeiten an, bei denen eine schnelle Wiedergabe erreicht werden kann. Die als (11 × 2) mod i spezifizierten Werte sind die Versatzwerte bzw. Offset-Werte, jeweils für eine Anfangskopfspurverfolgung nachdem f Frames in einer Refresh-Periode f verfolgt wurden. Da jeder Versatzwert und die entsprechende Geschwindigkeit i, werden Daten von allen Positionen auf jeder Spur wiedergegeben.
  • Je kleiner die Versatzwerte sind, desto besser. Es ist wünschenswert, daß ein Bild sofort hinsichtlich der Zeit an der nächsten Position auf dem Bildschirm wiedergegeben wird. Folglich sollten bei dieser Ausführungsform die Daten besser mit einer Geschwindigkeit dreimal größer, siebenmal größer oder 21-mal größer als der normale Wiedergabegeschwindigkeit, wobei (11 × 2) mod i = 1 ist, wiedergegeben werden.
  • 70 zeigt ein Bild, das im Wiedergabemodus mit dreifacher Geschwindigkeit wiedergegeben wird, wobei i = 3 und (11 × 2) mod i = 1 ist. In 70 geben G1 bis G11 Refresh-Blöcke an, die während der 11-Frame-Periode Intra-Frame-codiert werden. Gn(0) bis Gn(5) in der linken Spalte stellen sechs Gruppen von Refresh-Blöcken wie in 65 dar. Die 0-en, 1-en und 2-en, die in der Tabelle gezeigt sind, stellen die Refresh-Blöcke dar, die wiedergegeben werden, wenn sich der Magnetkopf entlang der durchgezogenen Linien, der unterbrochenen Linien bzw. der gepunkteten Linien in dieser Reihenfolge bewegt.
  • Wie es aus 70 ersichtlich ist, treten 0, 1 und 2 in der erwähnten Reihenfolge wiederholt auf. Dies bedeutet, daß beliebige Refresh-Blöcken, die sich unmittelbar zueinander hinsichtlich Zeit befinden, an den nahen Positionen wiedergegeben werden können. Mit anderen Worten können die Blöcke sofort an nahen Positionen auf dem Bildschirm wiedergegeben werden, wenn j = (c × f) mod i = 1 oder i – j = 1 ist.
  • In dem Fall, bei dem sich beliebige Refresh-Blöcke hinsichtlich Zeit entfernt sind und sich trotzdem nahe zueinander auf dem Bildschirm befinden, kann es sein, daß die entsprechenden Bilder mit einer hohen Wahrscheinlichkeit nicht erkannt werden, wenn die Bilder geändert werden. Dieses Problem kann jedoch durch Auswählen einer Wiedergabegeschwindigkeit gelöst werden, wobei j = (c × f) mod i = 1 oder i – j = 1 ist.
  • Nun wird eine schnelle inverse Wiedergabe erläutert. Die Beziehung zwischen der schnellen Wiedergabe und der schnellen inversen Wiedergabe eines VTR ist symmetrisch zum normalen Wiedergabemodus. Dies ist so, da die Daten mit normaler Geschwindigkeit aufgezeichnet werden und mit einer höheren Geschwindigkeit wiedergegeben werden. Eine schnelle Wiedergabegeschwindigkeit i und eine schnelle inverse Wiedergabegeschwindigkeit k entsprechen sich, so daß k = 2 – i ist. Wenn i = 3 ist, ist folglich k = –1. Mit anderen Worten kann eine schnelle inverse Wiedergabe mit der Geschwindigkeit k von 2 – i erreicht werden, vorausgesetzt f × c und i ist jedes ein Element zu dem anderen, wobei f die Refresh-Periode, c die Anzahl der für ein Aufzeichnen eines Frame erforderlicher Kopfabtastungen und i die schnelle Wiedergabegeschwindigkeit ist.
  • 31. Bandmuster 2
  • Probleme, die auftreten, wenn die obige Ausführungsform nicht angewendet wird, werden mit Bezug auf 71 bis 74 beschrieben. In diesem Fall wird ein entgegengesetzter Magnetkopf verwendet, d.h. p = 1, und a Bildregionen werden, mit d × c × f Regionen auf einem Aufzeichnungsmedium in eine festen Beziehung gesetzt, so daß mögliche Wiedergabegeschwindigkeiten nicht jeweils ein Element zu dem anderen sind. Es sei angenommen, daß, wie in 72 gezeigt ist, Refresh-Blöcke Gn(0), Gn(1), Gn(2) und Gn(3) auf Spuren T2n und T2n + 1 aufgezeichnet werden. Ebenso werden Refresh-Blöcke Gn(0), Gn(1), Gn(2) und Gn(3) auf Spuren T2(n + 1) und T2(n + 1) + 1 aufgezeichnet. Im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit bewegt sich der Magnetkopf über Spuren X2n und X2n + 1. Es können nur Gn(0) und Gn(3) wiedergegeben werden, während sich der Kopf über der Spur X2n bewegt, und nur Gn + 1(0) und Gn + 1(3) wiedergegeben werden, während sich der Kopf über der Spur X2n + 1 bewegt. Infolge der akkumulierten Refresh-Blöcke von 11 Frames, die in 73(a) bis (h) und in 74(a) bis (c) gezeigt sind, können nur diejenigen Refresh-Blöcke, die in 74(d) gezeigt sind, erhalten werden. Es ist offensichtlich, daß einige Teile nicht auf dem Bildschirm wiedergegeben werden können.
  • Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform wird die durchschnittliche Erzeugungsmenge von Codes pro Frame auf zwei Spuren aufgezeichnet. Bei der Verwendung der gegenwärtig verfügbaren analogen VTRs im Haushalt, wird ein Ein-Feld-Videosignal auf einer Spur aufgezeichnet. Somit werden Videosignale für ein Frame auf zwei Spuren aufgezeichnet. Daher verwendet die zweite Ausführungsform den Transport des analogen VTR der Haushaltsanwendung, um Daten aufzuzeichnen.
  • Die Eingangsvideosignale von Frames 5 und 6 werden in 75(a) und (b) gezeigt. In 75(a) sind G5 und G6 Refresh-Blöcke und G5(0), G5(1), G5(2) und G5(3) sind Positionen der Refresh-Blockgruppen, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind. G5(0), G5(1), G5(2) und G5(3) bilden den Refresh-Block G5. Im allgemeinen gibt Gn(m) einen Refresh-Block des n-ten Frame an, der, gezählt von oben nach unten, der m-te Block ist.
  • 76 ist ein Diagramm, das ein Spurmuster zeigt, das erläutert, wie die Eingangsvideosignale aufzuzeichnen sind. Refresh-Blöcke G5(0), G5(1), G5 (2) und G5(3) werden sequentiell auf Spuren T10 und T11 aufgezeichnet und Refresh-Blöcke G6(0), G6(1), G6(2) und G6(3) werden sequentiell auf Spuren T12 und T13 aufgezeichnet. Genauer gesagt werden Refresh-Blöcke G5(0) und G5(1) auf Spur 10 aufgezeichnet, Refresh-Blöcke G5(2) und G5(3) auf Spur 11 aufgezeichnet, Refresh-Blöcke G6(2) und G5(3) auf Spur 12 aufgezeichnet und Refresh-Blöcke G6(0) und G6(1) auf Spur 13 aufgezeichnet.
  • Im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit bewegt sich der Magnetkopf über Spuren X10 und X11, wodurch Refresh-Blöcke G5(0), G5(3), G6(2) und G6(1) wiedergegeben werden. Wenn die Refresh-Blöcke Gn von Frame Fn auf zwei Spuren T2n und T2n + 1 aufgezeichnet werden, werden Refresh-Blöcke Gn(0) und Gn(1) im allgemeinen auf Spur T2n aufgezeichnet; Refresh-Blöcke Gn(2) und Gn(3) auf Spur T2n + 1 aufgezeichnet; Refresh-Blöcke Gn + 1(2) und Gn + 1(3) auf Spur T2(n + 1) aufgezeichnet; und Refresh-Blöcke Gn + 1(0) und Gn + 1(1) werden auf Spur T2(n + 1) + 1 aufgezeichnet. Um die Refresh-Blockcodes auf zwei Spuren aufzuzeichnen, werden die Positionen, die die Blöcke auf dem Bildschirm annehmen, und die Spur, auf der die Blöcke aufzuzeichnen sind, für jeden Frame umgeschaltet. Nur durch Durchführen dieses Prozesses können die Refresh-Blöcke, die durch Akkumulieren der Refresh-Blöcke von 11 Frames, die alle in 77(a) bis (h) und in 78(a) bis (c) gezeigt sind, in der Form eines Ein-Bildschirmbildes wiedergegeben werden, wie in 78(d) gezeigt ist.
  • Das oben beschriebene Umschalten der auf den Spuren aufgezeichneten Signale entspricht dem Fall, bei dem ein entgegengesetzter Magnetkopf (d.h. p = 1) und zwei Arten (q = 2) einer Korrespondenz zwischen a Bildregion und d × c × f Aufzeichnungsmediumregionen verwendet werden, wobei a die Anzahl von bilderzeugenden Regionen in einem Bildschirm, f die Refresh-Periode, c die Anzahl für ein Aufzeichnen eines Frame erforderlicher Kopfabtastungen und d der Aufteilungszählwert einer Spur ist. Die zwei Arten von Korrespondenz auf (q = 2) werden alternativ verwendet, jedesmal für einen Frame, wobei ein Bildschirm für die Refresh-Periode f aufgefrischt wird.
  • Mit Bezug auf 79 und 80 wird nun erläutert, wie die Bildregionen den Regionen, die Mediumregionen aufzeichnen, entsprechen. 79 und 80 sind in Bedeutung ähnlich der 67. In 79(a) und in 80(a) werden Sektoren S0 bis S3 jeder Spur und die Positionen Gn dieser Sektoren auf dem Bildschirm gezeigt. Die durchschnittliche Erzeugungsmenge von Codes pro Frame können auf zwei Spuren aufgezeichnet werden. Jede Spur weist vier Sektoren S0, S1, S2 und S3 auf, so daß Daten mit einer Geschwindigkeit wiedergegeben werden können, die zweimal höher als die normale Geschwindigkeit ist. Diese Sektoren S0 bis S3 entsprechend denjenigen, die in 76 gezeigt sind. Die Elemente Gn, die innerhalb der Tabelle gezeigt sind, entsprechen den Regionen auf dem Bildschirm.
  • Da die Refresh-Operation für eine Periode von 11 Frames durchgeführt wird, werden die 11 Frames durch G1 bis G11 gekennzeichnet. Da jeder Frame in vier Sektoren aufgezeichnet wird, werden vier Bildregionen für jeden Frame durch Gn(0) bis Gn(3) gekennzeichnet. Es gibt folglich 44 Bildregionen G1(0) bis G11(3) (= 2 × 2 × 11). Die Ziffern in den zu Gn hinzugefügten Klammern werden in den Tabellen gezeigt, die bei (b) in 79 und 80 dargestellt sind. T1 bis T22, die in (b) 79 und 80 gezeigt sind, sind die den Spuren zugeordnete Nummern, auf denen Daten aufgezeichnet wurden. G1 bis G11 sind die den 11 Frames zugeordnete Refresh-Nummern. Die diagonal gepunkteten Linien X1 bis X22 sind die Spuren, über die sich der Magnetkopf im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit bewegt.
  • Bei dieser Ausführungsform ist f × c = 11 × 2, wobei f die Refresh-Periode und c die Anzahl der aufgezeichneten Spuren ist. Im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit sind f × c und i (= 2) nicht jeweils ein Element zu dem anderen. (Anmerkung: i ist die schnelle Wiedergabegeschwindigkeit.) Daher verfolgt der Kopf den gleichen Teil. Genauer gesagt wird zuerst die in 79(b) gezeigte Kopfspurverfolgung und dann die in 80(b) gezeigte Kopfspurverfolgung durchgeführt. Somit werden alle Bildregionen eines Bildschirms aufgefrischt, wenn zwei Arten von Korrespondenz (q = 2) alternativ verwendet werden und wenn die Kopfspurverfolgung 22-mal wiederholt wird.
  • Eine schnelle Wiedergabe wird auf die folgende Art und Weise ausgeführt. Um Daten i-mal schneller wiederzugeben, wobei i = 2 × (2m – 1)(m ist eine positive ganze Zahl) ist, ist es ausreichend, die Beziehung zwischen den Positionen auf dem Bildschirm einerseits und den Spuren andererseits, wie im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit, umzuschalten. Da die durchschnittliche Erzeugungsmenge von Codes pro Frame auf zwei Spuren aufgezeichnet wird, werden 2 × i Sektoren, oder 2 × 2 × (2m – 1) Sektoren, für jeden Frame vorgesehen und der Aufteilungszählwert einer Spur d wird auf den Wert von 2 × (2m – 1) = i gesetzt.
  • Die Refresh-Blöcke Gn von Frame Fn werden in dem nachstehend spezifizierten Schema aufgezeichnet:
    Gn(0), ..., Gn(i – 1) auf Spur T2n
    Gn(i), ..., Gn(2i – 1) auf Spur T2n + 1
    Gn + 1(i), ..., Gn + 1(2i – 1) in Spur T2(n + 1)
    Gn + 1(0), ..., Gn(i – 1) in Spur T2(n + 1).
  • Eine Wiedergabe mit 6-facher Geschwindigkeit (m = 2, i = 6) wird ausführlich beschrieben. Bei diesem schnellen Wiedergabemodus besteht jeder Frame aus 12 Sektoren (= c × i = 2 × 6). In 81(a) werden die Refresh-Blöcke Gn + 2 für Frame Fn + 2 und in 81(b) die Refresh-Blöcke Gn + 3 für Frame Fn + 3 gezeigt. Die mit diagonalen Linien schraffierten Abschnitte sind die Refresh-Blöcke. Jeder Refresh-Block wird in 12 kleinere Refresh-Blöcke Gn + 2(0) bis Gn + 2(11) oder Gn + 3(0) bis Gn + 3(11) aufgeteilt, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind. Die Refresh-Blöcke Gn + 2(0) und Gn + 3(0) werden in der horizontalen Linie und nicht in der vertikalen Richtung ausgerichtet.
  • Zwölf Sektoren werden auf zwei Spuren aufgezeichnet, wie in 82 veranschaulicht ist. Die auf den beiden Spuren aufgezeichneten Refresh-Blöcke Gn bis Gn + 6 sind jeweils diejenigen von Frame Fn bis Fn + 6. Die in Spuren T2n bis T2(n + 6) + 1 gezeigten Ziffern in Klammern geben die Positionen Gn(0) bis Gn(11), Gn + 1(0) bis Gn + 1(11), ..., Gn + 6(0) bis Gn + 6(11) an, die die Refresh-Blöcke Gn bis Gn + 6 auf Gn(11) auf dem Bildschirm annehmen.
  • Um die Refresh-Blöcke, die wie in 82 gezeigt angeordnet sind, 6-mal schneller als mit der normalen Geschwindigkeit wiederzugeben, wird der Magnetkopf über die Spuren X2n und X2n + 1 bewegt. Die Refresh-Blöcke, die in diesem Beispiel wiedergegeben werden können, sind: Gn(0), Gn(7), Gn + 1(8), Gn + 1(3), Gn + 2(4), Gn + 2(11), Gn + 3(6), Gn + 3(1), Gn + 4(2), Gn + 4(9), Gn + 5(10) und Gn + 5(5). Die Beziehung zwischen den Kopfspuren und den wiedergegebenen Bildpositionen auf dem Bildschirm wird in 83(a) und (b) und ferner in 84(a) und (b) gezeigt. Die 83 und 84 sind in der Bedeutung ähnlich den 79 und 80.
  • Jeder Frame besteht aus 12 Sektoren (= 2 × 6), da der Frame von zwei Spuren 6-mal schneller als mit der normalen Wiedergabegeschwindigkeit wiedergegeben wird. X1 bis X22 sind Kopfspuren im Wiedergabemodus mit 6-facher Geschwindigkeit. Ein Wiedergabezyklus beginnt mit der in 83(b) gezeigten Spur X1 und endet mit der in 84(b) gezeigten Spur X22. Da zwei Arten von Korrespondenz zwischen den Bildregionen und den Mediumregionen (q = 2) alternativ verwendet werden, werden alle Bildregionen von einem Bildschirm durch ein 22-faches Wiederholen der Kopfspurverfolgung aufgefrischt.
  • Um eine 2S-malige Geschwindigkeitswiedergabe (S ist eine ganze Zahl von 2 oder mehr) zu erzielen, wird die Beziehung zwischen den Positionen auf dem Bildschirm einerseits und der Spuren andererseits geändert, und die Codes in einer Spur werden umgeschaltet. Beispielsweise wird ein Wiedergabemodus mit 4-facher Geschwindigkeit mit Bezug auf 85 bis 90 beschrieben. Die Bedeutungen der 87 bis 90 sind ähnlich denjenigen von 70 und 80. Da der Frame von zwei Spuren mit viermal schnellerer Geschwindigkeit als mit der normalen Wiedergabegeschwindigkeit wiedergegeben wird, wird jeder Frame aus 8 Sektoren S0 bis S7 (= 2 × 4) gebildet und jeder Refresh-Block wird in 8 kleinere Refresh-Blöcke Gn(0) bis Gn(7) aufgeteilt, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind.
  • Im Wiedergabemodus mit 4-facher Geschwindigkeit sind X1 bis X22 die Kopfspuren. Ein Wiedergabezyklus beginnt bei der in 87(b) gezeigten Spur X1 und endet bei der in 90(b) gezeigten Spur X22, wodurch die gesamte Ein-Bildschirm-Region aufgefrischt ist. Da vier Arten von Korrespondenz zwischen den Bildregionen und den Mediumregionen vorgesehen sind (q = 4), wie in 87, 88, 89 und 90 gezeigt ist, werden alle Bildregionen eines Bildschirms durch 22-maliges Wiederholen der Kopfspurverfolgung aufgefrischt.
  • 32. Aufzeichnen von Refresh-Blöcken mit hoher Dichte
  • Es wird beschrieben, wie Refresh-Blöcke mit hoher Dichte aufzuzeichnen sind.
  • In diesem Beispiel wird ein entgegengesetzter Magnetkopf verwendet, d.h. p = 1. Wenn die Menge von Codes klein ist, die auf einer Spur aufgezeichnet werden können, ist es ausreichend, p entgegengesetzte Magnetköpfe (p ist eine positive ganze Zahl) zu verwenden, wobei das Wesentliche der Erfindung nicht geändert wird. Bei dieser Ausführungsform entspricht die durchschnittliche Menge von Codes, die pro Frame erzeugt werden, zwei Spuren und die Trommel 43 wird mit 1800 UpM (Umdrehungen pro Minute) gedreht. Sogar wenn die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 43 auf 900 × c UpM geändert wird, wobei c die Anzahl von Spuren ist, auf denen die durchschnittliche Menge von Codes pro Frame aufzuzeichnen sind, bleibt das Wesentliche der Erfindung ungeändert.
  • Das VTR-Spurenmuster wird nun mit Bezug auf 91 beschrieben, die das Spurenmuster auf einem Magnetband 26 zeigt. In 91 gibt T eine Spur an, auf der Daten mittels drehbarer Köpfe aufgezeichnet werden. In diesem Fall wird die durchschnittliche Menge von Codes pro Frame auf zwei Spuren aufgezeichnet. Genauer gesagt werden die Refresh-Blöcke Gn des Frame Fn auf zwei Spuren T2n und T2n + 1 aufgezeichnet.
  • Eine Aufteilung der Refresh-Blöcke wird mit Bezug auf 92 erläutert. Genauer gesagt veranschaulicht 92 wie ein Frame in Refresh-Blöcke aufzuteilen ist und wie jeder Refresh-Block in kleinere Blöcke aufzuteilen ist. Ein in 92(a) gezeigtes Fn ist das Bild des n-ten Frame. Das ebenfalls in 92(a) gezeigte Gn sind die Refresh-Blöcke in dem n-ten Frame Fn. Ein Frame besteht aus 240 Refresh-Frames. Die ebenfalls in 92(a) gezeigten Gn(0) bis Gn(3) sind vier Refresh-Blöcke, die durch Aufteilen der 240 Refresh-Blöcke erhalten werden und in der vertikalen Richtung angeordnet sind. Genauer gesagt besteht Gn(0) aus 60 der obersten Refresh-Blöcke und Gn(1), Gn(2) und Gn(3) sind niedrigere Blöcke, wobei jeder aus 60 Refresh-Blöcken besteht. In 92(b) sind die Refresh-Blöcke Gn + 1 des nächsten Frame, d.h. Frame Fn+1, gezeigt. Die Refresh-Blöcke Gn + 1(0) bis Gn + 1(3) weisen die gleiche Definition wie die in 92(a) gezeigten Refresh-Blöcke Gn(0) bis Gn(3) auf.
  • Die Beziehung zwischen den Refresh-Blöcken einerseits und den Sektoren andererseits wird beschrieben. Die Refresh-Blöcke Gn von Frame Fn werden auf den Sektoren S0 bis S3 von zwei Spuren T2n und T2n + 1 in dem nachstehend spezifizierten Schema aufgezeichnet:
    Gn(0) auf Sektor S0
    Gn(1) auf Sektor S0
    Gn(2) auf Sektor S3
    Gn(3) auf Sektor S3.
  • In 91 kennzeichnen die über den Rechtecken gezeigte Gn bis Gn + 1, die die Spuren bezeichnen, die Refresh-Blöcke und die in den Rechtecken gezeigte Gn(0) bis Gn(3) und Gn + 1(0) bis Gn + 1(3) kennzeichnen die vier Regionen jedes Refresh-Blocks, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind.
  • Somit weist jeder Refresh-Block und jeder Sektor eine eineindeutige Beziehung auf. Diese Beziehung ist festgelegt und ändert sich nie mit der Zeit. Bei dem herkömmlichen Verfahren weisen ein Refresh-Block und ein Sektor keine derartige Beziehung auf und die Position, bei der ein Refresh-Block existiert, wird willkürlich bestimmt. Folglich bleiben bei dem herkömmlichen Verfahren einige Teile des Bandes nicht aufgefrischt, nachdem die schnelle Wiedergabe durchgeführt wurde, und Bilder hoher Qualität können im schnellen Wiedergabemodus nicht wiedergegeben werden.
  • In 91 sind X2n bis X2n + 1 die Spuren, entlang derselben sich der Magnetkopf im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit bewegt. Während sich der Kopf über die Spur X2n bewegt, können Daten von dem Sektor S0 (d.h. Refresh-Blöcke Gn(0) und Gn(1)) von Spur T2n, dem Sektor S3 (d.h. Refresh-Blöcke Gn(2) und Gn(3)) von Spur T2n + 1 wiedergegeben werden.
  • Die unter Verwendung des tatsächlichen Bandmusters wiedergegebenen Refresh-Blöcke wurden mit Bezug auf 91 erläutert. 93 zeigt ein einfacheres Diagramm als 91, das die Beziehung zwischen den Kopfspuren und den Refresh-Blöcken klar darstellt. In 93(a) sind die Sektoren S0 bis S3 jeder Spur und die Position Gn, die die Sektoren auf dem Bildschirm annehmen, gezeigt. Vier Sektoren S0, S1, S2 und S3 sind vorgesehen, um die durchschnittliche Menge von Codes pro Frame auf zwei Spuren aufzuzeichnen und die Wiedergabe mit doppelter Geschwindigkeit durchzuführen. Diese Sektoren sind mit denen in 91 gezeigten identisch. Die in 93(a) gezeigten Elemente Gn( ) entsprechen den Bildregionen auf dem Bildschirm. Da die Refresh-Operation für eine 11-Frame-Periode durchgeführt wird, werden die 11 Frames durch G0 bis G10 gekennzeichnet. Da jeder Frame in vier Sektoren aufgezeichnet wird, werden die entsprechenden vier Bildregionen durch Gn(0) bis Gn(3) gekennzeichnet. Folglich gibt es 44 Bildregionen G0(0) bis G10(3) (= 2 × 2 × 11). Die in Klammern Gn hinzugefügten Ziffern werden in den in 93(b) dargestellten Tabellen gezeigt. In 93(b) gezeigte T0 bis T21 sind die den Spuren zugeordneten Nummern, auf denen Daten aufgezeichnet wurden. G0 bis G10 sind die den 11 Frames zugeordnete Refresh-Nummern. Die in 93(b) gezeigten diagonal gepunkteten Linien X1 bis X22 sind die Spuren, über denen sich der Magnetkopf im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit bewegt.
  • Bei dieser Ausführungsform ist f × c = 11 × 2, wobei f die Refresh-Periode und c die Anzahl der aufgezeichneten Spuren ist. Im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit sind f × c (= 11 × 2) und i (= 2) nicht jeweils ein Element zu dem anderen. (Anmerkung: i ist die schnelle Wiedergabegeschwindigkeit.) Daher verfolgt der Kopf den gleichen Teil. Genauer gesagt bewegt sich der Kopf entlang den Spuren X11 bis X21, nachdem er sich über die Spuren X0 bis X10 bewegt hat, wodurch der gleiche Teil verfolgt wird.
  • Somit werden alle Bildregionen von einem Bildschirm durch ein 11-maliges Wiederholen der Kopfspurverfolgung aufgefrischt, wenn die Refresh-Blöcke in den Kopfspuren mit doppelter Geschwindigkeit konzentriert sind und wenn die Bildregionen in einer spezifischen Beziehung den Regionen auf dem Aufzeichnungsmedium zugeordnet sind, wie in 93(b) gezeigt ist.
  • In diesem Fall weisen die Bildregionen in den Intra-Frame-codierten Videosignalen eine feste Beziehung mit den f × d × c Regionen auf dem Aufzeichnungsmedium auf. Alle Bildregionen von einem Bildschirm werden durch ein 22-maliges Wiederholen der Kopfspurverfolgung mit der Geschwindigkeit i aufgefrischt, da i und f × c (= 11 × 2) jeweils ein Element zu dem anderen ist. Die Bildbereiche werden konzentriert in einem vorgeschriebenen Abschnitt auf dem Aufzeichnungsmedium angeordnet und ein dies darstellendes Flag-Signal wird aufgezeichnet. Folglich bleibt das Wesentliche der Erfindung ungeändert, sogar wenn die Bildregionen auf eine Art oder einer anderen Art auf die Regionen auf dem Aufzeichnungsmedium bezogen werden.
  • 33. Bandzufuhrsteuerschaltung
  • Da die Refresh-Blöcke dicht in den Kopfspuren mit doppelter Geschwindigkeit angeordnet sind, wie in 93(b) gezeigt ist, existieren sie in einigen Abschnitten des Aufzeichnungsmediums und existieren in anderen Abschnitten desselben nicht. Es ist daher notwendig, die Abschnitte des Mediums, die die Refresh-Blöcke aufweist, im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit zu verfolgen. Bei der Erfindung werden Flag-Signale, die die Positionen derjeniger Abschnitte mit Refresh-Blöcken darstellen, auf einem Magnetband 26 aufgezeichnet.
  • Flag-Signale können auf dem Magnetband 26 durch zwei Verfahren aufgezeichnet werden. Das erste Verfahren besteht darin, die Flag-Signale auf einer durch einen stationären Magnetkopf gebildeten linearen Spur aufzuzeichnen. Das zweite Verfahren besteht darin, die Flag-Signale auf einer durch drehbare Köpfe gebildeten spiralförmigen Spur aufzuzeichnen.
  • Das erste Verfahren, wobei die Flag-Signale auf einer linearen Spur aufgezeichnet werden, wird mit Bezug auf 94 erläutert. Die in 94 gezeigte Code-Umschaltungsschaltung 45 schaltet die Codes von Refresh-Blöcken um, so daß alle Refresh-Blöcke im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit wiedergegeben werden können. Folglich werden die Refresh-Blöcke konzentriert auf einem Teil der linearen Spur aufgezeichnet, wie in 93(b) veranschaulicht ist. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt ein Flag-Signalgenerator 74 ein Flag-Signal, das angibt, daß Refresh-Blöcke auf diesem Teil der linearen Spur aufgezeichnet werden. Das Flag-Signal wird an einen linearen Spurkopf 76 durch einen Schalter 75 geliefert und der Kopf 76 zeichnet die Flag auf dem Magnetband 26 auf.
  • Diejenigen Abschnitte der linearen Spur in 91(c) und 93(c), die mit "L" gekennzeichnet sind, sind die Regionen, in denen Flag-Signale aufzuzeichnen sind. Die Flag-Signale entsprechen den Spuren T2n und T2n + 1 auf denen die Refresh-Blöcke des Frame Fn auf linearen Spuren L2n und L2n + 1 aufgezeichnet werden. Um anzugeben, daß ein Refresh-Block an der Startposition der Spur T existiert oder nicht existiert, wird ein Flag-Signal auf der linearen Spur L2n aufgezeichnet.
  • In 93(d) ist das auf der linearen Spur L aufgezeichnete Flag-Signal gezeigt. Das Flag-Signal gibt eine Spur an, entlang derselben sich die drehbaren Köpfe bewegen, während sie auf einem hohen Niveau verbleiben, und gibt eine Spur an, entlang derselben die drehbaren Köpfe nicht zu bewegen sind, während sie auf dem niedrigen Niveau verbleiben.
  • Im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit wird das durch den linearen Spurkopf 76 erzeugte Flag-Signal über den Schalter 75 geliefert und durch einen Flag-Signaldetektor 77 erfaßt. Der Detektor 77 liefert das Flag-Signal an eine Bandzufuhrsteuerschaltung 78. Die Schaltung 78 steuert die Geschwindigkeit einer Zufuhr des Magnetbandes 26 gemäß dem Flag-Signal. Die drehbaren Köpfe A und B können sich dadurch entlang der Spuren, in denen Refresh-Blöcke existieren, bewegen.
  • Da das Flag-Signal auf der linearen Spur aufgezeichnet wird, die die Region eines Aufzeichnungsmediums, in denen Refresh-Blöcke konzentriert aufgezeichnet werden, angibt, ist es möglich, die Refresh-Blöcke von der Region des Aufzeichnungsmediums wiederzugeben. Bei dieser Ausführungsform kann ein speziell wiedergegebenes Bild in dem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit durch Bewegen des Kopfs entlang 11 Spuren X0 bis X10 erhalten werden. Da ein Frame auf zwei Spuren aufgezeichnet wird, beträgt die Refresh-Periode 5,5 Frame-Perioden.
  • Die lineare Spur L, auf der das Flag-Signal aufzuzeichnen ist, kann eine Zeitcodespur zum Aufzeichnen von Zeitcodes oder eine Steuerspur zum Aufzeichnen von VTR-Bandlaufsteuerdaten sein. Wenn die Steuerspur als lineare Spur verwendet wird, können Steuersignale mit unterschiedlichen Arbeitszyklen verwendet werden, um das Flag-Signal dieser Erfindung auf der Steuerspur aufzuzeichnen.
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform weisen die Bildregionen eine feste Beziehung mit den Regionen auf dem Aufzeichnungsmedium auf. Alle Bildregionen von einem Bildschirm werden durch ein 22-maliges Wiederholen der Kopfspurverfolgung mit der Geschwindigkeit i aufgefrischt, da i und f × c (= 11 × 2) jeweils ein Element zu dem anderen ist, wobei f die Refresh-Periode und c die Anzahl von aufgezeichneten Spuren pro Frame ist. Mit anderen Worten wird die Refresh-Operation für eine 11-Frame-Periode durchgeführt. Da die Refresh-Blöcke konzentriert angeordnet sind, ist die Refresh-Periode kürzer als in dem Fall, bei dem i und f × c jeweils ein Element zu dem anderen ist.
  • 95 bis 97 veranschaulichen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus 95 verständlich ist, wird ein durch einen Flag-Signalgenerator 74 ausgegebenes Flag-Signal in einen Multiplexer 49 und folglich in drehbare Köpfe A und B eingegeben. Die drehbaren Köpfe A und B zeichnen das Flag-Signal auf einer spiralförmigen Spur auf. 96 zeigt das auf einem Magnetband 26 gebildete Spurmuster. Wie in 96 gezeigt ist, wird das Flag-Signal auf den Abschnitten I der spiralförmigen Spur aufgezeichnet. Genauer gesagt werden die Flag-Signale I2n und I2n + 1 auf Spuren T2n und T2n + 1 aufgezeichnet, auf denen die Refresh-Blöcke des Frame Fn aufgezeichnet sind. Diese Flag-Signale geben an, daß Refresh-Blöcke auf Spuren T2n und T2n + 1 aufgezeichnet sind.
  • Um die Refresh-Blöcke wiederzugeben, erfaßt ein Flag-Signaldetektor 77 das Flag-Signal aus dem von den drehbaren Köpfen A und B wiedergegebenen Signal. Das Flag-Signal wird an eine Bandzufuhrsteuerschaltung 78 geliefert. Die Schaltung 78 steuert die Zufuhrgeschwindigkeit des Magnetbands 26 gemäß dem Flag-Signal. Die drehbaren Köpfe A und B können sich dadurch entlang der Spuren, in denen die Refresh-Blöcke existieren, bewegen und die Refresh-Blöcke wiedergeben.
  • 98 bis 100 zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf einen 8-mm-VCR vom bekannten Typ angewendet wird.
  • In einem 8-mm-VCR werden ATF-Pilotsignale in einem Servo-System verwendet. Vier Pilotsignale unterschiedlicher Frequenzen f0, f1, f2 bzw. f3 werden auf vier benachbarten Spuren aufgezeichnet. Die Frequenzen f0, f1, f2 und f3 sind 102,544 kHz, 118,951 kHz, 165,210 kHz bzw. 148,689 kHz.
  • Um Daten wiederzugeben, werden diese Pilotsignale erfaßt und verwendet, um ein Spur-Servo durchzuführen, so daß eine maximale Ausgabe erhalten werden kann.
  • Wie in 98 gezeigt ist, erzeugt ein Pilotsignalgenerator 80 Pilotsignale. Die Pilotsignale werden an eine Multiplexschaltung 81 geliefert. Die Schaltung 81 Frequenzmultiplexiert die Pilotsignale mit Video, Audio und Datensignalen, wobei gemultiplexte Signale erzeugt werden. Die drehbaren Köpfe A und B zeichnen die gemultiplexten Signale auf einem Magnetband 26 auf.
  • Daten, die die Beziehung zwischen den Frequenzen der Pilotsignale einerseits und der Spuren andererseits darstellen, werden an eine Codeumschaltungsschaltung 45 geliefert. Die Schaltung 45 schaltet die Codes der Refresh-Blöcke um, so daß alle Refresh-Blöcke in einem Kopfverfolgungsmodus mit doppelter Geschwindigkeit wiedergegeben werden können. Als ein Ergebnis dieses werden Refresh-Blöcke auf einem Teil einer spiralförmigen Spur konzentriert aufgezeichnet, wie in 99 und 100 veranschaulicht ist.
  • Genauer gesagt werden die Refresh-Blöcke Gn auf den Sektoren S0 und S3 der Spuren T2n und T2n + 1 in dem folgenden spezifischen Schema aufgezeichnet:
    Gn(0) und Gn(1) auf Sektor S0
    Gn(2) und Gn(3) auf Sektor S3
  • Im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit verfolgen die Köpfe Spuren S0 und S3, wodurch ein Bild mit hoher Geschwindigkeit erzeugt wird. Wenn die Köpfe Sektoren S2 und S1 verfolgen, kann kein Bild mit hoher Geschwindigkeit wiedergegeben werden, da keine Refresh-Blöcke auf Sektor S2 oder Sektor S1 aufgezeichnet sind. Daher wird ein Servo angewendet, um die Köpfe dazu zu bringen, nur die Sektoren S0 und S3 zu verfolgen.
  • Um dieses Servo auszuführen, werden die Pilotsignale auf die Sektoren bezogen, auf denen Refresh-Blöcke aufzuzeichnen sind, wenn sie auf dem Magnetband 26 aufgezeichnet werden.
  • Wie in 100 gezeigt ist, werden Pilotsignale P0 auf Spur T2n und Pilotsignale P1 auf Spur T2n + 1 aufgezeichnet. Es ist ausreichend, eine Frequenz f0 oder f1 Pilotsignalen P0 zuzuordnen, und eine Frequenz f1 oder f2 Pilotsignalen P1 zuzuordnen. Dies liegt daran, daß vier Pilotsignale von unterschiedlichen Frequenzen in dem 8-mm-VCR verwendet werden.
  • Im Wiedergabemodus erfaßt ein Pilotsignaldetektor 82 die Pilotsignale und liefert sie an eine Bandzufuhrsteuerschaltung 78. Die Schaltung 78 steuert die Geschwindigkeit der Zufuhr des Magnetbands 26 gemäß den Pilotsignalen.
  • Im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit spannen die Köpfe A und B zwei Spuren, wie aus 99 und 100 ersichtlich ist. Es wird ein Servo angewendet, so daß Pilotsignale P0 auf dem höchsten Niveau sind, wenn die Köpfe die Spuren überspannen, und Pilotsignale P1 auf dem höchsten Niveau sind, wenn die Köpfe die Spuren nicht überspannen. Daten können dadurch von den Sektoren S0 und S3 wiedergegeben werden. Somit können die Refresh-Blöcke mit hoher Geschwindigkeit wiedergegeben werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die inverse normale Wiedergabe durch Bewegen der Köpfe verwirklicht werden, wie in 101 gezeigt ist. In diesem Fall wird ebenfalls ein Servo auf die Positionen angewendet, wo Refresh-Blöcke gemäß den durch den Pilotsignaldetektor 82 erfaßten Pilotsignalen aufgezeichnet sind. Folglich können die Refresh-Blöcke mit hoher Geschwindigkeit aus den Regionen wiedergegeben werden, wo sie aufgezeichnet sind.
  • 35. Codeaufteilung und Codemengensteuerung
  • Es sind zwei Verfahren zum Steuern von Codemengen verfügbar. Das erste Verfahren besteht darin, das Quantisierungsniveau von Refresh-Blöcken zu steuern, wie in Abschnitt 10.3, Kapitel 10, beschrieben wurde. Das zweite Verfahren besteht darin, einen quantisierten Code in zwei Teile aufzuteilen, so daß die Codemenge einer MSB- oder einer Niederfrequenz-Komponenten auf eine Codemenge beschränkt wird, die es ermöglicht, die Codes auszulesen, wenn eine schnelle Wiedergabe durch ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einen VTR, durchgeführt wird.
  • Eine Codeaufteilung wird ausführlich mit Bezug auf 102 erläutert. In 102(a) ist die Struktur eines herkömmlichen Makroblocks gezeigt. Der erste Superblock SB0 des Makroblocks ist ein Refresh-Block, und die restlichen Superblöcke sind Nicht-Refresh-Blöcke. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Makroblock in den Refresh-Block und die Nicht-Refresh-Blöcke aufgeteilt, wie in 102(b) veranschaulicht ist. Dann werden nur die DCT-Koeffizienten des Refresh-Blocks in Niederfrequenz-Koeffizienten YLF, ULF und VLF und Hochfrequenz-Koeffizienten YHF, ULF und VHF aufgeteilt, wie in 102(c) gezeigt ist. Wie ferner in 102(d) gezeigt ist, werden nur die Niederfrequenz-Koeffizienten des Refresh-Blocks in einem Trickblock kombiniert und die Hochfrequenz-Koeffizienten des Refresh-Blocks und der Nicht-Refresh-Blöcke werden addiert, wobei ein Nicht-Trickblock gebildet wird.
  • Es sind vier Verfahren zum Aufteilen der DCT-Koeffizienten des Refresh-Blockes in Niederfrequenz-Koeffizienten und Hochfrequenz-Koeffizienten verfügbar, wie in Kapitel 36 mit Bezug auf 105 bis 108 beschrieben wird. Die Schaltungen, die verwendet werden, um die DCT-Koeffizienten aufzuteilen, und der Betrieb dieser Schaltungen wird ausführlich in Kapitel 36 bis 38 beschrieben. Die in Abschnitt 10.3, Kapitel 10 beschriebene Codemengensteuerung muß in diesem Fall nicht durchgeführt werden.
  • 36. Koeffizientenaufteilungs-Umschaltungsschaltung
  • 103 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, insbesondere der Verbindung der Komponenten veranschaulicht. Diese Ausführungsform wird auf die Codiererseite eines Bandkomprimierungs-Signalprozessors angewendet. Nichtsdestoweniger kann sie auf die Decodiererseite des Prozessors angewendet werden, vorausgesetzt, daß notwendige Signale von dem Ausgang der Decodierschaltung variabler Länge des Decodierers oder von einer beliebigen anderen internen Komponente erhalten werden.
  • 104 ist ein Blockdiagramm, das ausführlich die in 103 gezeigte Koeffizientenaufteilungs-Umschaltungsschaltung zeigt. Zuerst wird das durch einen Quantisierer 15 ausgegebene Signal in eine Zickzack-Abtastschaltung 16a eingegeben. Die Schaltung 16a ordnet die 8 × 8 DCT-Koeffizienten durch das Abtastverfahren neu an, das mit Bezug auf 18 erläutert wurde.
  • Die Koeffizientenaufteilungs-Umschaltungsschaltung 83 führt die gleiche Funktion aus, wie die Codeumschaltungsschaltung 45, die mit Bezug auf 9 beschrieben wurde. Genauer gesagt ist die Schaltung 83 vorgesehen, um die Signale aufzuzeichnen, die Refresh-Blöcke in vorgeschriebenen Regionen auf einem Magnetband definieren. Insbesondere teilt bei der Erfindung die Schaltung 83 den Code eines Refresh-Blocks in Teile auf, so daß die MSB- oder die Niederfrequenz-Komponente auf einen solche Codemenge reduziert wird, daß sie in einem vorbestimmten Bereich aufgezeichnet werden kann.
  • Die Ausgabe einer DCT-Koeffizientenabtastschaltung 83a wird an einen Refresh-Block-Selektor 83b1 und einen Nicht-Refresh-Block-Selektor 83b2 geliefert. Der Selektor 83b1 wählt Refresh-Blöcke von der Eingabe aus, wohingegen der Selektor 83b2 Nicht-Refresh-Blöcke von der Eingabe auswählt. Die durch den Selektor 83b2 ausgewählten Nicht-Refresh-Blöcke werden an einen Codierer variabler Länge 83c geliefert. Der Codierer 83c konvertiert die Nicht-Refresh-Blöcke in Codes variabler Länge. Die so gebildeten Codes werden vorübergehend in einem Speicher 83d wie in dem herkömmlichen Bandkomprimierungsprozessor gespeichert.
  • Die Refresh-Block-Koeffizientenaufteilungsschaltung 83e, die in 104 gezeigt ist, umfaßt einen Niederfrequenz- oder MSB-Extrahierer 83e1 und einen Hochfrequenz- oder LSB-Extrahierer 83e2. Beide Extrahierer sind mit dem Ausgang des Refresh-Blockselektors 83b1 verbunden. Die durch die Extrahierer 83e1 und 83e2 ausgegebenen Signale werden in dem Speicher 83d durch Codierer variabler Länge 83f bzw. 83g gespeichert. Der MSB-Extrahierer 83e1 extrahiert die MSB- oder Niederfrequenz-Codes aus den von dem Selektor 83b1 gelieferten Refresh-Blöcken durch das später ausführlich erläuterte Verfahren. Somit werden die Codemengen der Refresh-Blöcke auf einen solchen Wert verringert, der in einem speziellen VTR-Wiedergabemodus wiedergegeben werden kann.
  • Der Speicher 83d ordnet die Niederfrequenz- (oder MSB-) Komponenten der Refresh-Blöcke neu an, so daß diese Komponenten in einem speziellen Wiedergabemodus wiedergegeben werden können.
  • Es wird nun beschrieben, wie die Koeffizienten der Refresh-Blöcke aufgeteilt werden.
  • Bevor das Verfahren eines Aufteilens der Koeffizienten erläutert wird, werden die Merkmale der Refresh-Blöcke vom bekannten Typ beschrieben:
    • 1) Der Refresh-Block ist ein Superblock, der Intra-Frame-verarbeitet wurde.
    • 2) Der Superblock umfaßt 8 Luminanzsignalblöcke und 2 Chrominanzsignalblöcke. Die DC-Komponenten der 8 Luminanzsignalblöcke werden einer differentiellen Pulscodemodulation (DPCM) unterzogen und dadurch in Huffman-Codes konvertiert.
    • 3) Die AC-Komponente jedes Luminanzsignals und jedes Chrominanzsignals werden in Huffman-Codes mittels Zickzack-Abtastung konvertiert.
  • Es gibt vier Verfahren eines Aufteilens von Refresh-Blöcken. Diese Verfahren werden nun mit Bezug auf 105 bis 108 erläutert. Es sei bemerkt, daß Nicht-Refresh-Blöcke in der vorliegenden Erfindung nicht aufgeteilt werden und auf die gleiche Art und Weise wie in dem herkömmlichen Bandkomprimierungs-Signalprozessor verarbeitet werden.
  • Ebenso wie 22 und 23 zeigen 105 bis 108 DCT-Koeffizienten, die auf der Abszisse aufgetragen sind und in einer Zickzack-Abtastsequenz angeordnet sind, und wobei die Anzahl von quantisierenden Bits auf der Ordinate aufgetragen ist. In 105, 106, 107 und 108 sind die Anzahl der Quantisierungsbits gezeigt, die noch aufzuteilen sind. Das Quantisierungsniveaus j dieser Bits ist 0, d.h. j = 0.
  • Das erste Verfahren besteht darin, jeden Refresh-Block in eine DC-Komponente und eine AC-Komponente aufzuteilen, wie in 105 gezeigt ist. Genauer gesagt wird der in 105(a) gezeigte Code in eine in 105(b) gezeigte DC-Komponente und eine in 105(b) gezeigte AC-Komponente aufgeteilt. Die DC-Komponente wird codiert, so daß sie in einem Trick-Sektor aufgezeichnet werden kann. Der "Trick-Sektor" ist irgendeiner der Sektoren, die eine Spur auf dem Magnetband bilden, aus denen Daten in einem speziellen Wiedergabemodus wiedergegeben werden.
  • Eines der Verfahren, das die geringste Änderung des herkömmlichen Prozessors erfordert, besteht darin, nur die DC-Komponente eines Luminanzsignals auf einem Trick-Sektor aufzuzeichnen. Die in 105a(c) gezeigten restlichen Codes werden in einer anderen Region als die in 105(b) angegebenen aufgezeichnet. (Bei dem herkömmlichen Prozessor wird die DC-Komponente mit identischen Bits quantisiert und Daten, die die Anzahl von quantisierenden Bits zeigen, müssen nicht hinzugefügt werden).
  • Wenn die Codemenge der Refresh-Block-DC-Komponente größer als die maximale Codemenge ist, die in dem Trick-Sektor des Magnetbands aufgezeichnet werden kann, können die MSB-Bits der DC-Komponente zusammen mit zusätzlichen Daten, die das Quantisierungsniveau zeigen, übertragen werden.
  • Das zweite Verfahren besteht darin, jeden Refresh-Block in eine in 106(b) gezeigte Niederfrequenz-Komponente und eine in 106 gezeigte Hochfrequenz-Komponente aufzuteilen. Die Nicht-Refresh-Blöcke werden überhaupt nicht aufgeteilt. Bei dem zweiten Verfahren werden die DC-Komponente und die Niederfrequenz-AC-Komponente des Refresh-Blocks, die beide in 106b gezeigt sind, in dem Trick-Sektor der Spur aufgezeichnet, und die Hochfrequenz-Komponente des Refresh-Blocks und die Codes der Nicht-Refresh-Blöcke werden in den anderen Sektoren (d.h. Nicht-Trick-Sektoren) der Spur aufgezeichnet. Die in 106(b) gezeigte AC-Komponente wird in der Form eines Blockcode mittels einer Zickzack-Abtastung und dann durch Hinzufügen eines EOB(Blockende)-Codes zu den Blockcodes übertragen.
  • Im Fall von 106(b) wird ein EOB an dem Ende der 9-ten Zickzack-AC-Komponente eingefügt.
  • Die in 106(c) gezeigte Hochfrequenz-AC-Komponente wird beschrieben. Da die in 106(b) gezeigte Niederfrequenz-AC-Komponente bereits übertragen wurde, weist der Teil der Hochfrequenz-AC-Komponente, der der Niederfrequenz-AC-Komponente entspricht, eine Amplitude von 0 auf. Somit wird die Hochfrequenz-AC-Komponente in einen Huffman-Code konvertiert, der eine durch Nicht-Null-Koeffizienten definierte Amplitude zeigt, nachdem ein Huffman-Code, der sequentiellen Nullen darstellt, dem Abschnitt zugeordnet wurde, der der Niederfrequenz-AC-Komponente entspricht.
  • Im normalen Wiedergabemodus oder dem langsamen Wiedergabemodus werden die in dem Trick-Sektor aufgezeichnete Niederfrequenz-Komponente und die in dem Nicht-Trick-Sektoren aufgezeichneten Hochfrequenz-Komponenten synthetisiert, wobei ein Bild mit einer hohen Auflösung wiedergegeben wird. Diese Komponenten werden durch Konvertieren beider Arten von Komponenten in Huffman-Codes und Anordnen dieser Huffman- Codes während der inversen Zickzack-Abtastung synthetisiert, wodurch DCT-Koeffizienten erhalten werden.
  • Im schnellen Wiedergabemodus wird die Niederfrequenz-Komponente des Refresh-Blocks von dem Trick-Sektor wiedergegeben und ein Bild wird mit hoher Geschwindigkeit von der Niederfrequenz-Komponente wiedergegeben. Das somit wiedergegebene Bild weist zwangsläufig nur eine niedrige Auflösung auf, da die Hochfrequenz-AC-Komponente nicht verwendet wird. Dies spielt beim Auswählen und Wiedergewinnen des Bildes jedoch überhaupt keine Rolle.
  • Das dritte Verfahren besteht darin, die MSB-Komponente eines Codes auf dem Trick-Sektor aufzuzeichnen. Beim herkömmlichen Verfahren eines Erstellens einer Quantisierungstabelle wird zuerst ein Wichtungskoeffizient auf einen Refresh-Block angewendet und darauf werden dann Quantisierungsskalen angewendet. Das den Quantisierungsskalendaten entsprechende Quantisierungsniveau j wird übertragen. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Erfindung der Code beim Quantisierungsniveau j (= 0), das in 107(a) gezeigt ist, Huffman-decodiert und DCT-Umwandlungskoeffizienten werden erhalten. Danach wird das Quantisierungsniveau j auf einen großen Wert gesetzt, so daß die MSB-Komponente eines Codes quantisiert werden kann.
  • Genauer gesagt wird der Eingabecode beim Quantisierungsniveau j von 0 (j = 0) in einen Code beim Niveau j von 16 (j = 16) konvertiert, der in dem Trick-Sektor aufgezeichnet wird, wie in 107(b) veranschaulicht ist. Das Quantisierungsniveau j (= 16) wird ebenfalls in dem Trick-Sektor aufgezeichnet. Der in dem Trick-Sektor aufgezeichnete Code ist einem Code äquivalent, der durch ein grobes Quantisieren des ursprünglichen Bildes erhalten wurde. Folglich stellt der Code beim Niveau j von 16 die MSB-Komponente des Codes beim Niveau j von 0 dar, wie aus dem Vergleich zwischen (a) und (b) in 107 verstanden werden kann.
  • Der in 107(c) gezeigte Code entspricht einer Differenz zwischen dem Niveau j von 0 und dem Niveau j von 16 und stellt die LSB-Komponente des Codes beim Niveau von 0 dar. Dieser Code wird in einen Huffman-Code konvertiert. Der so erhaltene Huffman-Code wird in anderen Sektoren als der Trick-Sektor aufgezeichnet, in dem der Code beim Niveau j von 16 aufgezeichnet ist.
  • Im normalen Wiedergabemodus oder im langsamen Wiedergabemodus wird der in 107(b) gezeigte Code aus dem Trick-Sektor wiedergegeben, während der in 107(c) gezeigte Code aus anderen Sektoren wiedergegeben wird. Diese Codes werden kombiniert, wobei ein Bild mit einem niedrigen Quantisierungsrauschen gebildet wird. Im speziellen Wiedergabemodus wird nur der durch eine grobe Quantisierung erhaltene Code von dem Tricksektor reproduziert. Obgleich dieser Code viel Quantisierungsrauschen aufweist, verursacht dies keine Probleme beim Auswählen und Wiederherstellen des Bildes.
  • Das vierte Verfahren besteht darin, die MSB-Komponente eines Codes in einer Niederfrequenz-Region auf dem Tricksektor aufzuzeichnen. In 108(b) ist die Verteilung der Nummern von Quantisierungsbits (d.h. eine Quantisierungstabelle) gezeigt. Ein eingegebener Refresh-Block wird minutiös in eine Niederfrequenz-Region und grob in eine Hochfrequenz-Region quantisiert.
  • Ein Code (in 108(b) gezeigt) wird unter Verwendung einer Quantisierungstabelle für eine schnelle Wiedergabe in dem Tricksektor der Spur aufgezeichnet. In der Zwischenzeit wird ein in 108(c) gezeigter Code gebildet, der die Differenz zwischen dem eingegebenen Code bzw. dem in 108(a) und (b) gezeigten Code darstellt. Dieser Code und die Codes der Nicht-Refresh-Blöcke werden auf anderen Sektoren als dem Tricksektor, in dem der in 108(b) gezeigte Code aufgezeichnet ist, aufgezeichnet. Infolge der Verwendung der oben beschriebenen Quantisierungstabelle ist es möglich, ein Bild wiederzugeben, das trotz der beschränkten Menge von erzeugten Codes in der Qualität etwas besser ist als das durch das zweite Verfahren reproduzierte Bild.
  • Die im vierten Verfahren verwendete Codiertechnik ist der in dem dritten Verfahren verwendeten Technik ähnlich. Das heißt, ein Code wird unter Verwendung der in 108(b) veranschaulichten Quantisierungs-Bitverteilung gebildet und in dem Tricksektor aufgezeichnet. Der in 108(c) gezeigte Code wird in einen Huffman-Code konvertiert, der in einem anderen Sektor als dem Tricksektor aufgezeichnet wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird der Code eines Refresh-Blocks in eine Niederfrequenz- oder MSB-Komponente und eine Hochfrequenz- oder LSB-Komponente aufgeteilt, und die Niederfrequenz- oder MSB-Komponente wird im Tricksektor aufgezeichnet. Der Trickblock kann daher bei hoher Geschwindigkeit mit hoher Zuverlässigkeit wiedergegeben werden. Somit weist das im speziellen Wiedergabemodus wiedergegebene Bild eine verbesserte Qualität auf.
  • Die Koeffizientenaufteilungs-Umschaltungsschaltung 83 wird in 104 gezeigt. In 104 werden die Komponenten, die identisch oder denjenigen ähnlich sind, die in der herkömmlichen Umschaltungsschaltung aufgenommen sind, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Schaltung von 104 ist die geringstmögliche Modifikation der vorbekannten Umschaltungsschaltung. Selbstverständlich können alle Änderungen durchgeführt werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
  • Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, einen Refresh-Block in Komponenten aufzuteilen, wobei dieser Block einer derjenigen ist, der für F Frames Intra-Frame zu verarbeiten ist, wobei ein ganzes Bild gebildet wird, so daß die Codemenge einer MSB- oder einer Niederfrequenz-Komponente ausreichend beschränkt ist, um von einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einem VTR, wiedergegeben zu werden. Um dieses Wesentliche zu erreichen wird die Codemenge der Niederfrequenz- oder MSB-Komponente des Refresh-Blocks unabhängig berechnet und das Aufteilungsniveau des Blocks wird aus der berechneten Codemenge bestimmt. Es sind vier Verfahren eines Aufteilens des Codes verfügbar. In jedem dieser Verfahren kann die Codemenge der Niederfrequenz- oder MSB-Komponente gesteuert werden. Für die Einfachheit der Beschreibung wird mit Bezug auf 104 beschrieben, wie die Codes in Niederfrequenz- und Hochfrequenz-Codes aufzuteilen sind.
  • Der Refresh-Block-Codemengendetektor 83h, der Refresh-Block-Niederfrequenz-Codemengenberechner 83i und die Refresh-Blockaufteilungsniveau-Einstellschaltung 83j spielen Hauptrollen beim Aufteilen der Codes in Niederfrequenz- und Hochfrequenz-Codes.
  • Jeder eingegebene Refresh-Block wird von der Refresh-Blockauswahlschaltung 83b in den Refresh-Block-Codemengendetektor 83h eingegeben. In dem Detektor 83h wird die Anzahl sequentieller Nullen in dem DCT-Koeffizient des Refresh-Blocks erfaßt und die Amplitude der Nicht-Null-Koeffizienten des Refresh-Blocks wird ebenfalls erfaßt. Die Anzahl von sequentiellen Nullen und die Amplitude der Nicht-Null-Koeffizienten werden in einen ROM eingegeben, der eine, wie in 37 veranschaulichte Tabelle speichert, wodurch die Codemenge des Refresh-Blocks berechnet wird. Die Codemenge wird in die Refresh-Blockaufteilungsniveau-Einstellschaltung 83j geliefert.
  • In der Refresh-Blockaufteilungsniveau-Einstellschaltung 83j wird die Codemenge mit einer Niederfrequenz-Zielcodemenge für den Refresh-Block verglichen. Die Schaltung 83j stellt basierend auf der Differenz zwischen der berechneten Codemenge und der Niederfrequenz-Zielcodemenge ein Aufteilungsniveau ein, das für den Refresh-Block geeignet ist, und gibt ein Signal aus, das das Aufteilungsniveau darstellt. Das Aufteilungsniveausignal wird in die Refresh-Blockkoeffizienten-Aufteilungsschaltung 83i eingegeben. Die Niederfrequenz-Zielcodemenge kann die gleiche für jeden Refresh-Block sein.
  • Um die Genauigkeit eines Steuerns der Niederfrequenz-Codemenge zu verbessern, ist es ausreichend, den Refresh-Block-Niederfrequenz-Codemengenberechner 83i zu verwenden. Der Berechner 83i berechnet die Niederfrequenz-Codemenge, die jeder Refresh-Block für eine vorbestimmte Zeitperiode aufweist.
  • Als ein VTR-Servomittel kann das Kopfabtasten nur einmal (d.h. c = 1) pro Frame ohne Verwendung von DTF durchgeführt werden, um dabei ein Videosignal aufzuzeichnen und es beispielsweise im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit (i = 2) wiederzugeben. In diesem Beispiel müssen die Codemengen der Refresh-Blöcke für jede 1/c × i (= 1/2)-Region eines Ein-Frame-Bildes berechnet werden. Nachstehend wird erläutert, wie diese Codemengen zu berechnen sind.
  • Es sei angenommen, daß die Codemenge der Refresh-Blöcke der maximale Betrag α ist, der in p Spuren durch eine Abtastoperation aufgezeichnet werden kann. Die Refresh-Blockaufteilungsniveau-Einstellschaltung 83j stellt ein solches Aufteilungsniveau ein, das die Codemenge für die Hälfte eines Frame (d.h. 1/2-Frame) gleich oder kleiner als α/c × i = α/2 sein kann.
  • 39 ist eine grafische Darstellung, die erläutert, wie das Quantisierungsniveau gemäß dem durch den Refresh-Block-Niederfrequenz-Codemengenberechner 83i ausgegebenen Signal eingestellt wird. In diesem Fall wird die durchschnittliche Menge von Codes pro Frame durch eine VTR-Abtastung aufgezeichnet und die aufgezeichneten Daten werden im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit wiedergegeben. Da jeder Frame aus 240 Refresh-Frames besteht, werden 120 Refresh-Blöcke auf einem Sektor aufgezeichnet. Die Datenmenge, die auf Sektoren S0 und S1 auf dem Magnetband aufgezeichnet werden kann, ist beschränkt. Folglich muß die Codemenge der Refresh-Blöcke Gn(0) und Gn(1) auf eine solche Menge beschränkt werden, wie auf Sektoren S0 und S1 aufgezeichnet werden kann.
  • In 39 gibt die Abszisse Refresh-Blocknummern an. Die den Sektoren S0 und S1 entsprechenden Refresh-Blocknummern werden gezeigt, da, wie beschrieben wurde, die Refresh-Blöcke eines Frame auf zwei Sektoren S0 und S1 aufgezeichnet werden. In diesem Fall werden 120 Refresh-Blöcke eingestellt, um die maximale Codemenge α/2, die auf einem Sektor aufgezeichnet werden kann, nicht zu überschreiten.
  • In 39 gibt die Ordinate die Codemengen der Refresh-Blöcke an. Wie beschrieben wurde, beträgt die maximale Codemenge α/2. Es sei angenommen, daß α/2 250 KBit ist. Die in 39(a) gezeigte durchgezogene Linie C stellt die Zielcodemenge eines Refresh-Blocks dar. Eine Code-Erzeugungsmenge wird gesteuert, um diese Linie C nicht zu überschreiten. Die durchgezogene Linie C ist nicht mehr als ein Beispiel und muß nicht gerade sein. Es ist nur erforderlich, daß die Erzeugungsmenge von Codes pro Sektor auf α/2 oder weniger beschränkt wird. Die vieleckige Linie D stellt Änderungen in der Menge von akkumulierten Refresh-Block-Codes dar. Die Linie D entspricht einem Signal, das von dem Refresh-Block-Niederfrequenz-Codemengenberechner 83i ausgegeben wird. Ein Aufteilungsniveau wird auf einen solchen Wert gesetzt, der verhindert, daß die Codemenge die Zielcodemenge (die Linie C) überschreitet.
  • Die Ausgabe des Refresh-Block-Codemengendetektors 83e wird in die Refresh-Blockaufteilungsniveau-Einstellschaltung 83j eingegeben. Die Codemenge jedes Refresh-Blocks wird mit der Zielcodemenge pro Refresh-Block verglichen. Eine Aufteilungstabelle wird gemäß der Differenz zwischen der tatsächlichen Codemenge und der Zielcodemenge ausgewählt, so daß die tatsächliche Codemenge die Zielcodemenge nicht überschreiten kann.
  • Um die Codes in Niederfrequenz- und Hochfrequenz-Codes aufzuteilen, wie in 106 beschrieben ist, muß die Position, bei der die Codes aufzuteilen sind, durch ein Zickzack-Abtasten der Koeffizienten einer nach dem anderen zum Bestimmen des Aufteilungsniveaus bestimmt werden. Diese Operation wird ausführlich mit Bezug auf 39 beschrieben.
  • In 39(b) ist eine grafische Darstellung gezeigt, wobei deren Abszisse vergrößert gezeigt ist. Mit Bezug auf diese grafische Darstellung wird erläutert, wie ein Aufteilungsniveau für Refresh-Blöcke Nr. 80 und Nr. 81 zu bestimmen ist. Es sei angenommen, daß der Refresh-Block-Niederfrequenz-Codemengenberechner 83i bereits die Codemengen von Refresh-Blöcken bis zu Refresh-Block-Nr. 80 berechnet hat, daß die berechneten Codemengen die durch E in 39(b) angegebenen Werte aufweisen und daß die Zielcodemenge von Refresh-Block-Nr. 81 den durch F in 39(b) angegebenen Wert aufweist.
  • Das in den Refresh-Block-Niederfrequenz-Codemengenberechner 83i eingegebene Signal ist das Signal, das durch den Refresh-Block-Codemengendetektor 83h ausgegeben wurde, wobei dieses ein Koeffizient ist, der erhalten wurde, indem ein Refresh-Block dem DCT-Prozess unterzogen wurde. Somit können die Erzeugungsmengen von Codes des Refresh-Blocks erhalten werden.
  • Es sei angenommen, daß die Niederfrequenz-Codemengen der Zickzack-Abtastzahlen ω = 6, 7, 8 und 9 (18), die den Refresh-Blockaufteilungsniveaus entsprechen, zu den in 39(b) gezeigten J, I, H und G werden, wobei die Zickzack-Abtastzahl ω = 7 ausgewählt wird, da diese Abtastzahl eine Codemenge I aufweist, die den Zielwert F nicht überschreitet. Die Niederfrequenz-Codemenge des Refresh-Blocks kann dadurch auf eine Menge gesteuert werden, die auf dem Tricksektor aufgezeichnet werden kann. Folglich können Bilder hoher Qualität sogar im schnellen Wiedergabemodus erhalten werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können ohne Abweichen vom Schutzumfang und Geist der Erfindung durchgeführt werden.
  • 37. Bitstromstruktur bei der Codeaufteilung
  • Um (Nicht)-Trickblöcke zu bilden, wie in 102 veranschaulicht ist, wird die Bitstromstruktur auf die folgende Art und Weise geändert:
    • (1) In 45, 46, 48 bis 52, 55, 56 und 59 bis 61: Refresh-(Block, Scheibe, Bild, G.O.P) ↓ Trick-(Block, Scheibe, Bild, G.O.P) ↓ Nicht-Refresh-(Block, Scheibe, Bild, G.O.P) ↓ Nicht-Trick-(Block, Scheibe, Bild, G.O.P). Die in 52 gezeigte Struktur wird schließlich auf die in 111 gezeigte Form geändert.
    • (2) In 43, 53, 59 und 64: (Nicht)-Refresh-Block-(ID, Frame, Adresse, Position) ↓ (Nicht)-Trickblock-(ID, Frame, Adresse, Position)
    • (3) In 45 wird der Trickblock-Bitstrom auf die in 109 gezeigte Form geändert.
    • (4) In 46 wird der Nicht-Trickblockstrom auf die in 110 gezeigte Form geändert.
  • Zusammen mit den oben beschriebenen Änderungen werden die Beschreibungen in den Kapiteln 13 bis 23, Kapitel 25 und Kapitel 28 geändert.
  • Kapitel 24, "Code-Umschaltungsschaltung" wird in Kapitel 36 "Koeffizientenaufteilungs-Umschaltungsschaltung" geändert. Ferner wird Kapitel 27, "Code-Rückumschaltungsschaltung" in Kapitel 38, "Code-Synthese-Rückumschaltungsschaltung" geändert.
  • 38. Code-Synthese-Rückumschaltungsschaltung
  • Die in 112 beschriebene Koeffizientensynthese-Rückumschaltungsschaltung 137 wird mit Bezug auf 113 beschrieben. Ein durch das VCR-Datenmultiplexformat dargestellte Signal wird in eine (Nicht)-Trickblockauswahlschaltung 137a eingegeben. Die Schaltung 137a teilt das Signal in die Codes von Trickblöcken und die Codes von Nicht-Trickblöcken unter Verwendung eines (Nicht)-Trickblockpositionssignals und einer (Nicht)-Trickblock-ID auf. Die Codes des Trickblocks weisen den in 109 gezeigten Bitstrom auf.
  • Ein Zusatzdatendetektor 111 (112) erfaßt die vertikale ID, ein Quantisierungsniveau, ein Feld/Frame-Diskriminierungssignal, eine Trickblock-Codetabelle und eine Trickblockadresse. Der Code variabler Länge eines in 109 gezeigten Trickblocks wird durch einen Trickblockselektor 137a1 ausgewählt und in einen Trickblockspeicher 137b gespeichert.
  • Zum Zeitpunkt, wenn der Code variabler Länge in dem Trickblockspeicher 137 gespeichert wird, erzeugt ein Trickblockspeicher-Adressengenerator 137c eine Adresse aus dem Trickblockadressensignal, der vertikalen ID und der Trickblock-Codelänge. Um Daten aus dem Speicher 137 zu lesen, verwendet der Trickblockspeicher-Adressengenerator 137c das von einem Decodierer des Codes variabler Länge 137d zurückgespeiste Signal sowie auch das Signal, das verwendet wurde, um Daten in den Speicher 137b zu schreiben. Der Code variabler Länge wird decodiert und der Bitstrom mit der Huffman-Tabelle verglichen, wodurch ein Aufteilungspunkt in dem Code bestimmt wird. Der Code variabler Länge wird durch Rückspeisen des durch den Decodierer des Codes variabler Länge 137d ausgegebenen Signals decodiert.
  • Der Trickblock-Code, der einem Decodieren variabler Länge unterzogen wurde, wird in einem Speicher 137e gespeichert und wird mit der Adresse des Nicht-Trickblock-Codes im normalen Wiedergabemodus in Phase gesetzt.
  • Der Nicht-Trickblockselektor 137a2 der (Nicht)-Trickblockauswahlschaltung 137a gibt einen Nicht-Trickblock-Code aus, der in den Zusatzdatendetektor 111 und ferner in einen Nicht-Trickblockspeicher 137f eingegeben wird. Der Detektor 111 erfaßt die Zusatzdaten des Nicht-Trickblocks, d.h. eine Kanal-ID, eine Nicht-Trickblock-Codelänge, ein Quantisierungsniveau, Feld/Frame-Diskriminierung, PCM/DPCM-Diskriminierung und einen Bewegungsvektor.
  • Der Nicht-Trickblockspeicher 137f speichert den in 110 veranschaulichten Code variabler Länge. Um diesen Code in den Nicht-Trickblockspeicher 137f zu schreiben, erzeugt ein Nicht-Trickblockspeicher-Adressengenerator 137g eine Adresse aus einem Nicht-Trickblockadressensignal, einer Nicht-Trickblock-Codelänge, einer Kanal-ID und dem von dem Trickblock wiedergegebenen Frame-Zählwert. Um Daten aus dem Nicht-Trickblockspeicher 137f zu lesen, verwendet der Nicht-Trickblockspeicher-Adressengenerator 137g das von einem Decodierer eines Codes variabler Länge 137h zurückgespeiste Signal sowie auch das Signal, das verwendet wird, um Daten in den Speicher 137f zu schreiben.
  • Das durch den Decodierer eines Codes variabler Länge 137h ausgegebene Signal wird in eine Refresh-Blockaufteilungsschaltung 137i eingegeben.
  • Ein Nicht-Refresh-Block weist die in 110 gezeigte Nicht-Trickblockstruktur auf. Ein Refresh-Hochfrequenz-Code und ein Nicht-Refresh-Block werden durch Zählen eines EOB getrennt.
  • Die Ausgabe der Refresh-Blockaufteilungsschaltung 137i, d.h. ein Refresh-Hochfrequenzkoeffizient, und die Ausgabe des Speichers 137e, d.h. ein Refresh-Niederfrequenzkoeffizient, werden in eine Refresh-Block-Nieder-/Hochfrequenz-Koeffizienten-Synthetisierungsschaltung 137j eingegeben. Um diese Operation durchzuführen, erzeugt ein Speicheradressengenerator 137k eine notwendige Adresse.
  • Die Schaltung 137j führt eine Synthese durch, die eine in 102 gezeigte Operation von (c)→(b) ist. Genauer gesagt werden Niederfrequenz-Codes und Hochfrequenz-Codes in der Reihenfolge der Zickzack-Abtastung positioniert, wodurch Codes von Refresh-Blöcken gebildet werden.
  • Eine Makroblockbildungsschaltung 137l kombiniert die durch die Refresh-Blockaufteilungsschaltung 137i extrahierten Nicht-Refresh-Blöcke mit dem Refresh-Block, wodurch ein Makroblock synthetisiert wird. Das Bilden des Makroblocks ist eine in 102 gezeigte Operation von (b)→(a). Genauer gesagt werden der Refresh-Block und die Nicht-Refresh-Blöcke sequentiell angeordnet, wodurch ein Makroblock gebildet wird.
  • Eine Zusatzdatenrückbildungsschaltung 137m bildet Zusatzdaten von der Ausgabe des Zusatzdatendetektors 111 zurück.
  • 41. Blockadressengenerator
  • Nun wird mit Bezug auf 114 eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Ein aufgezeichnetes Signal (d.h. ein bandkomprimiertes Videosignal) wird von dem Multiplexer 88 (in 120 gezeigt) an einen Eingangsanschluß 85 geliefert. Der Multiplexer 88 ist der gleiche wie der Multiplexer 49 in 49. Das von dem Multiplexer 88 ausgegebene Signal weist das in 2 gezeigte Format auf.
  • In diesem Format werden 392 Bit des Videosignals der ersten Zeile und 440 Bit des Videosignals jeweils der zweiten bis 1050-ten Zeile zugeteilt. Folglich kann die erste Zeile bis zur 1050-ten Zeile 461952 Bits enthalten.
  • Ein Eingangssignal wird von dem Eingangsanschluß 89 an einen Videosignalextrahierer 90 und ferner an einen Sync-Detektor 91 geliefert. Der Sync-Detektor 91 erfaßt ein Sync-Signal (24 Bit) und liefert ein Timing-Signal an den Videosignalextrahierer 90. Als Antwort auf das Timing-Signal extrahiert der Videosignalextrahierer 90 ein Videosignal für jede Zeile. Das Videosignal, das mit dem durch die FIFO-Schaltung 17 (120) ausgegebenen Signal identisch ist, wird an einen Video-Codemengenzähler 92, an eine i-Einheiten-Blocknummern-Zuordnungsschaltung 93 und an eine Blocknummer-Einfügungsschaltung 94 geliefert.
  • Der Video-Codemengenzähler 92 umfaßt einen Codemengenzähler 92a und einen Zähler (462952/n) 92b. Der Codemengenzähler 92a wird durch einen durch den Sync-Detektor 91 erzeugten Rücksetzimpuls gelöscht. Wenn er einmal so gelöscht ist, kann der Zähler 92a alle Bits zählen, d.h. 461952 Bit, wobei eine Video-Codemenge gebildet wird. Der Zähler 92b (461952/n) wird durch einen ähnlichen Rücksetzimpuls zurückgesetzt und gibt einen Impuls an einen Anschluß 92c jedesmal aus, wenn er das Durchführen eines 461952/n-Zählens beendet. Folglich werden n oder n + 1 Impulse während jeder Sync-Signalperiode erzeugt.
  • 115 und 116 sind Timing-Diagramme, die einander teilweise in der Zeitachse überlappen. In 115(f) und 116(f) wird die Ausgabe des (461952/n)-Zählers 92b, der in dem Video-Codemengenzähler 92 aufgenommen ist, gezeigt. Das Blockzuteilen des Eingabe-Videosignals wird in 115(a) und 116(a) angegeben. Die Videodatenmengen von jedem Frame werden in 115(b) und 116(b) dargestellt. Die durch ein NMP-Signal angegebene Position des Frame wird in 115(d) und 116(d) gezeigt. Ferner wird die Datenlänge jedes Superblocks in 115(e) und 116(e) angegeben.
  • Die i-Einheiten-Blocknummern-Zuordnungsschaltung 93 erfaßt die Blöcke, die das Videosignal bilden, in Einheiten von i und ordnet Blocknummern in Einheiten von i zu. Hier ist i = 1, um die Blöcke einem nach dem anderen zu erfassen, i = 10, um Blöcke in Einheiten von Superblöcken zu erfassen, und i = 8 × 10 = 80, um Blöcke in Einheiten von Makroblöcken zu erfassen. Es sei angenommen, daß die Blöcke in Einheiten von Superblöcken bei der vorliegenden Ausführungsform gezählt werden. Das heißt, i = 10, wobei die Luminanzsignalblöcke in Einheiten von 8 und die Farbsignalblöcke U und V in Einheiten von 1 gezählt werden. Bei den in 120 gezeigten Bandkomprimierungs-Signalprozessor besteht jeder Frame eines Bildes aus Superblöcken, die in 44 Spalten und 60 Zeilen angeordnet sind, wie in 115(a) und 116(a) veranschaulicht ist. Blocknummern werden diesen Superblöcken gemäß ihrer Position in dem Bild-Frame zugeordnet. Da der Frame aus 2640 Superblöcken (= 44 × 60) gebildet wird, werden den Superblöcken jeweils Blocknummern 1 bis 2640 zugeordnet. Die i-Einheiten-Blocknummern-Zuordnungsschaltung 93 erfaßt die Blöcke, die das Videosignal bilden, in Einheiten von Superblöcken, obgleich sie genauso die Blöcke in Einheiten von einzelnen Blöcken und in Einheiten von Makroblöcken erfassen kann. In diesem Beispiel gibt der i-Einheitenblockzähler 93a, der in der Schaltung 93 aufgenommen ist, die den Superblöcken zugeordnete Zahlen an einem Anschluß 93b aus.
  • Ein NMP-Signal gibt die Position des in 115(a) und 116(a) gezeigten Superblocks 1 an. Ein NMP-Detektor 95 erfaßt das NMP-Signal als Reaktion auf das von dem Sync-Detektor 91 ausgegebenen Signal und gibt einen NMP-Impuls aus. Der NMP-Impuls wird in die i-Einheiten-Block-Nummernzuordnungsschaltung 93 eingegeben. Als Reaktion auf den NMP-Impuls setzt die Schaltung 93 den i-Einheitenblockzähler 93a auf den Zählwert von 1 zurück. Wie in 115(e) und 116(e) gezeigt ist, weist jeder Superblock eine spezifische Datenlänge und eine spezifische Blocknummer auf. Wenn die Schaltung 93 beispielsweise den 45-sten Superblock empfängt, gibt sie die Blocknummer 45 aus.
  • Die Ausgabe an dem Anschluß 93b (d.h. die Nummer des erfaßten Blocks) wird an die Blocknummer-Einfügungsschaltung 94 geliefert. Die Schaltung umfaßt einen Blocknummernspeicher 94a, einen Videospeicher 94b und einen Selektor 94c. In der Blocknummer-Einfügungsschaltung 94 wird die Blocknummer in dem Blocknummernspeicher 94a gespeichert, das von dem Videosignalextrahierer 96 gelieferte Videosignal wird in dem Videospeicher 94b gespeichert und der Selektor 94c wählt die Ausgabe des Speichers 94a oder diejenige des Speichers 94b aus.
  • Der Selektor 94c wird durch die Impulse gesteuert, die bei vorbestimmten Intervallen durch den Video-Codemengenzähler 92 erzeugt werden und wählt periodisch die Ausgabe des Blocknummernspeichers 94a aus. Während der Perioden, für die die Impulse auf einem niedrigen Pegel sind, wählt der Selektor 94c die aus dem Videospeicher 94b gelesenen Videodaten aus. Als ein Ergebnis dieses werden die Blocknummern (die den Superblöcken zugeordnet sind) in die Videodaten eingefügt. Auf diese Art und Weise werden die Videodaten, die die in spezifischen Zeitperioden angeordneten Blocknummern enthalten, über einen Eingangsanschluß 94d an eine Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Vorrichtung 96 geliefert.
  • Die Periode, während derselben jede Blocknummer einzufügen ist, wird durch den von dem (461952/n) Zähler 92b ausgegebenen Impuls bestimmt. Somit kann die Blocknummern-Einfügungsperiode durch Ändern des Wertes für n eingestellt werden. Zwecks Einfachheit sei hier angenommen, daß fünf Blocknummern in jede Spur eingefügt werden und daß die Daten für die Dauer eines Sync-Signals auf jeder Spur aufgezeichnet werden. Jeder Frame besteht aus 2640 Blöcken, es sei jedoch der Einfachheit halber angenommen, daß er nur aus 20 Blöcken besteht.
  • 117 ist ein Timing-Diagramm. In dieser Figur werden bei (a), (b), (c), (d) und (e) die Impulse gezeigt, die die Position von Sync-Signalen, NMP-Impulsen, der Codelänge jedes Superblocks, der Ausgabe des Video-Codemengenzählers 92 bzw. die der eingefügten Blocknummern darstellen.
  • Die Spur wird das in 118 gezeigte Muster aufweisen, wenn die Blocknummern eingefügt sind. Wie aus 118 offensichtlich ist, werden die Blocknummern 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 3, 9, 15 und 1, die alle in 117(e) gezeigt sind, sequentiell auf Spuren T1, T2 und T3 aufgezeichnet. Die Blocknummern inkrementieren sich nicht gleichmäßig, sie werden in regelmäßigen Intervallen aufgezeichnet.
  • Bei einem Wiedergabemodus mit vierfacher Geschwindigkeit wird der Magnetkopf entlang Spuren X1, X2 und X3 bewegt, die alle in 118 gezeigt sind. Während sich der Kopf entlang der Spur X1 bewegt, kann er Daten von Teilen der Spuren T1, T2, T3 und T4 wiedergeben. Die somit gelesenen Signale sind wie folgt:
    Spur T1:
    Superblocknummer 1 von Frame F1 und die vor oder nach den Superblocknummern 1 bis 3 aufgezeichneten Videosignale;
    Spur T2:
    Superblocknummer 19 von Frame F1, die vor und nach der Superblocknummer 19, der Superblocknummer 3 und den vor und nach der Superblocknummer 3 aufgezeichneten Videosignale;
    Spur T3:
    Superblocknummern 6, 9 und 11 von Frame F3 und die vor und nach Superblocknummern 6 bis 11 aufgezeichneten Videosignale;
    Spur T4:
    Superblocknummer 13 von Frame F4, die vor dem Superblock 13 aufgezeichneten Signale und die Videosignale von Superblöcken 13 bis 20.
  • Die oben spezifizierten Superblocknummern und Videosignale können wiedergegeben werden. Die Superblöcke können mit Sicherheit wiedergegeben werden, wenn die Codeaufteilungsnummer n größer als oder gleich der maximalen Geschwindigkeit für den speziellen Wiedergabemodus ist, d.h. wenn n ≥ ist.
  • Wenn einmal irgendeine Superblocknummer bekannt ist, kann die Position, wo der Superblock angezeigt wird, bestimmt werden. Dies ist so, da die Blocknummer bezüglich der Position die der Block annimmt, in dem Bild zugeordnet wurde (115). In der Praxis werden die wiedergegebenen Bilddaten in einem Anzeigespeicher bei der durch die Superblocknummer zugeordneten Adresse gespeichert.
  • 119 zeigt die Bilder, die unter Verwendung von im Wiedergabemodus mit vierfacher Geschwindigkeit wiedergegebenen Signale angezeigt werden, wie mit Bezug auf 118 erläutert wurde. In 119(a) bis (d) werden die Anzeigepositionen der durch Bewegen des Magnetkopfes entlang der Spur X1 wiedergegebenen Videosignale gezeigt. Ebenso werden in 119(e) bis (h) die Anzeigepositionen der durch Bewegen des Magnetkopfs entlang der Spur X2 wiedergegebenen Videosignale gezeigt und in 119(i) bis (l) werden die Anzeigepositionen der durch Bewegen des Magnetkopfs entlang der Spur X3 wiedergegebenen Videosignale gezeigt. Diese Anzeigepositionen werden in 119 durch schräge Linien angegeben. Der Kopf, der verwendet wurde, um das Signal wiederzugeben, weist einen Azimuth auf, der identisch mit demjenigen des Aufzeichnungskopfes ist. Sogar wenn der Aufzeichnungskopf einen unterschiedlichen Azimuth aufweist, können die gleichen Ergebnisse unter Verwendung eines Doppel-Azimuth-Kopfes erhalten werden. In 119 werden die Spuren, die die das an diesen Positionen angezeigte Bild aufzeichnen, durch schraffierte Abschnitte angegeben, in Übereinstimmung mit den in 118 gezeigten Spuren.
  • Das zweite Merkmal der Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung 96 wird nun mit Bezug auf 117 beschrieben. Diese Ausführungsform wird auf den Fall angewendet, bei dem ein Videosignal der Intra-Frame-Verarbeitung oder der Inter-Frame-Verarbeitung unterzogen wird. Das Inter-Frame-verarbeitete Signal kann kein Bild ohne Hilfe eines Intra-Frame-verarbeiteten Signals bilden. Daher ist es notwendig, die Intra-Frame-verarbeiteten Codes zuverlässig im schnellen Wiedergabemodus wiederzugeben. Zu diesem Zweck werden die Superblöcke wieder angeordnet, nachdem sie der Intra-Frame-Verarbeitung unterzogen wurden. Ferner können Superblocknummern an vorbestimmten Zeitperioden eingefügt werden, nachdem sie sowohl der Intra-Frame-Verarbeitung als auch der Inter-Frame-Verarbeitung unterzogen wurden.
  • In 177(f) ist ein Videocode gezeigt. Die in den Quadraten angegebenen Ziffern stellen Superblocknummern dar. Die Ziffern in Kreisen geben Inter-Frame-verarbeitete Superblöcke an. Die nicht eingekreisten Ziffern stellen Inter-Frame-verarbeitete Superblöcke dar. Die Pfeile erläutern, wie die Intra-Frame-verarbeiteten Superblöcke umgeschaltet wurden, um sie in im wesentlichen regelmäßigen Intervallen zu lokalisieren. Die Ergebnisse der Superblockumschaltung werden in 117(g) veranschaulicht. Das in 117(g) gezeigte Signal ist eine Eingabe in einen Multiplexer. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Superblocknummern der der Inter-Frame-Verarbeitung und der Inter-Frame-Verarbeitung unterzogenen Codes zwischen den zu übertragenen Codes eingefügt. Die Nummern der eingefügten Inter-Frame-verarbeiteten Blöcke werden in 117(h) gezeigt, und die Nummern und die eingefügten Inter-Frame-verarbeiteten Blöcke werden in 117(i) gezeigt.
  • Die Nummern der Intra-Frame-verarbeiteten Blöcke und der Inter-Frame-verarbeiteten Blöcke, die an vorbestimmten Zeitperioden existieren, werden extrahiert und den Codes hinzugefügt, wobei aufgezeichnete Signale gebildet werden. Die Anzeigepositionen der im schnellen Wiedergabemodus Intra-Frame-verarbeiteten Signale können dadurch definitiv gemacht werden, wobei es möglich wird, ein Bild wiederzugeben. Da die Position dieser Signale definitiv bestimmt sind, kann das Videosignal sogar im normalen Wiedergabemodus oder im langsamen Wiedergabemodus wiedergegeben werden. Das so wiedergegebene Bild weist eine ausreichend hohe Qualität auf, da alle Codes Intra-Frame-verarbeitet und Inter-Frame-verarbeitet verwendet wurden.
  • Erfindungsgemäß können Sync-Signale an den gleichen Positionen wie die Blocknummern eingefügt werden, wodurch die Blocknummern zuverlässig zu gewünschten Zeiten wiedergegeben werden. Überdies können die Blocknummern, anstelle sie direkt aufzuzeichnen, indirekt aufgezeichnet werden. Genauer gesagt kann jede Spur in n Teile aufgeteilt werden, und Superblocknummern können zu den n Teilen gemäß der Codemengen, die als am meisten diesen n Teilen zugeordnet betrachtet werden, zugeordnet werden. Dann wird die Differenz zwischen jeder Superblocknummer und der tatsächlichen entsprechenden Blocknummer codiert und aufgezeichnet. Jeder Superblock kann als erfaßt betrachtet werden, wenn der in dem Superblock enthaltene Bewegungsvektor ankommt. Ferner kann, anstelle eines direkten Eingebens jeder Blocknummer in den Blocknummernspeicher 94a aus der i-Einheiten-Blocknummerzuordnungsschaltung 93, der Zählwert, der durch die Schaltung 93 ausgegeben wird, als eine Adresseneingabe in den Speicher 94a verwendet werden, so daß die Blocknummer in der Form eines Codes aufgezeichnet wird. Die vorliegende Erfindung kann auf einen beliebigen Fall angewendet werden, bei dem ein Videosignal in einen Code variabler Länge konvertiert wird. Dieser Code variabler Länge ist beispielsweise ein Huffman-Code, ein Rechencode, ein Intra-Frame-Vorhersagecode, ein Inter-Frame-Vorhersagecode, ein Hybrid-Code oder ein durch Bildsignalverarbeitung, wie beispielsweise einer Zeitachsen-zu-Frequenzachsenkonversion, Vektorquantisierung oder dergleichen erhaltener Code.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist es mit dieser Erfindung möglich, den Anzeigebereich eines auf einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einem Magnetband, aufgezeichneten Videosignal zu erfassen und in einem speziellen Wiedergabemodus wiederzugeben, und ein Bild aus dem so wiedergegebenen Videosignal zu bilden.
  • 50. Inter-Frame-Verarbeitung eines Bildes
  • Das zu übertragende Signal, das in 2 gezeigt ist, wird weiter erläutert. Das Sync-Signal in der ersten Zeile wird als ein Frame-Sync-Signal in dem Decodierer verwendet. Alle Timing-Signale für den Decodierer werden, für jeden Frame eines aus dem Sync-Signal, erzeugt. Das NMP-Signal in der ersten Zeile stellt die Anzahl der zwischen demselben und dem Kopf des Makroblocks des nächsten Frame aufgezeichneten Videodatenelemente dar. Das NMP-Signal muß aufgezeichnet werden, um die Position der Ein-Frame-Codes anzugeben, da einige der Codes durch Intra-Frame-Verarbeitung und die anderen durch Inter-Frame-Verarbeitung gebildet werden, und die Codemengen der Frames daher unterschiedlich sind.
  • Das oben beschriebene System wird als ein Codierer zum Bandkomprimieren von Fernsehsignalen verwendet. Die bandkomprimierten Signale werden in einer Empfangsstation decodiert. Es sei angenommen, daß die decodierten Signale mittels eines Videorecorders (VTR = Video Tape Recorder) aufgezeichnet werden. Ein VTR vom gewöhnlichen Typ konvertiert ein Ein-Feld-Videosignal in einen Code fester Länge und erzeugt eine vorbestimmte Datenmenge aus dem Code fester Länge und zeichnet die Daten auf X Spuren auf (X ist eine positive ganze Zahl).
  • Es sind Codes variabler Länge und keine Codes fester Länge die in dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden.
  • 121 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Intra-Frame-verarbeiteten Signalen, Inter-Frame-verarbeiteten Signalen und den Spuren eines Magnetbands, auf den diese Signale aufgezeichnet sind, darstellt. Es sei angenommen, daß die Signale der durch die Nummern in Kreisen gekennzeichneten Frames, wie in 121(a) gezeigt ist, Intra-Frame-verarbeitet wurden. Dann weist das Band das in 121(b) gezeigte Spurmuster auf. Die Frames werden an den durch die dicken durchgezogenen Linien in 121(b) gezeigten Positionen umgeschaltet. Im normalen Wiedergabemodus werden alle Spuren einer nach dem anderen abgetastet. Es ist daher möglich, normale Videosignale durch Liefern der wiedergegebenen Daten von den Spuren an den Decodierer zu erhalten. Der VTR kann jedoch Daten nur von einigen der Spuren in einem speziellen Wiedergabemodus, wie beispielsweise einem Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit, erzeugen. In dem speziellen Wiedergabemodus springt der Magnetkopf über einige Spuren, um Signalen nur von einigen der Spuren aufzunehmen. Wenn alle sequentiell abgetasteten Spuren diejenigen sind, auf denen Intra-Frame-verarbeitete Signale aufgezeichnet sind, werden überhaupt keine Probleme auftreten. Wenn alle diese Spuren diejenigen sind, auf denen Inter-Frame-verarbeitete Signale aufgezeichnet sind, kann ein Bild nur aus Differenzsignalen wiedergegeben werden. Die in 121(b) gezeigten Pfeile geben die Spuren an, entlang sich der Kopf im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit bewegt. Wenn der Kopf die Spur 101 verfolgt, erfaßt er die Intra-Frame-verarbeiteten Signale für einen Frame, wodurch ein normales Bild wiedergegeben werden kann. Wenn der Kopf jedoch die Spur 113 verfolgt, kann er nicht alle Intra-Frame-verarbeiteten Signale für einen Frame aufnehmen, wobei es mißlingt, die letztere Hälfte der den Frame darstellenden Daten zu erhalten. In diesem Fall wird je nach Lage des Falls die untere Hälfte des Bildes nicht mehr als ein Umriß sein. Dies bedeutet, daß die durch dieses System verarbeiteten und durch den VTR aufgezeichneten Signale in jedem speziellen Wiedergabemodus nicht wiedergegeben werden können. Es sei bemerkt, wie in der Technik bekannt ist, daß eine dynamische Spurverfolgung (DTF = dynamic track following)) verwendet werden kann, um die Kopfspurverfolgung in dem speziellen Wiedergabemodus zu steuern.
  • 122 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 122 werden die Komponenten, die mit einigen der in 1 gezeigten Komponenten identisch sind, mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Die Komponenten, die sich von denjenigen des herkömmlichen Systems unterscheiden, werden ausführlich beschrieben. 123 ist ein Timing-Diagramm, das die Operation des in 122 gezeigten Systems erläutert.
  • Zuerst wird das Sync-Signal eines Eingangsvideosignals in einen Eingangsanschluß 32 geliefert. Das Sync-Signal wird in einen Sync-Signal-Detektor 40 eingegeben. Der Detektor 40 erfaßt das Sync-Signal und erzeugt einen Frame-Impuls, der mit dem Sync-Signal synchron ist. Der Impuls wird an einen Spurbildungssignalgenerator 42 geliefert. In 123(a) ist ein Videosignal gezeigt, das aus einem Luminanzsignal Y und den Farbsignalen U und V gebildet ist. Die Ziffern in den Rechtecken sind Frame-Nummern, die den Spurnummern entsprechen. Die Ziffern in den Kreisen geben Intra-Frame-verarbeitete Frames an. In 123(b) ist der durch den Sync-Signal-Detektor 40 erzeugte Frame-Weg gezeigt. In 123(c) sind die durch den Spurbildungssignalgenerator 42 ausgegebenen Spurbildungssignale gezeigt. "A" und "B", die zu den Spurbildungssignalen hinzugefügt wurden, geben die Perioden an, während derselben die Köpfe A und B Spuren bilden. Wie in 122 gezeigt ist, sind die Köpfe A und B an der inneren Oberfläche einer Drehtrommel 43 einander diametral gegenüberliegend befestigt. In 123(d) sind Spuren gezeigt, die durch die Köpfe A und B gebildet werden. In 123(e) sind Spuren gezeigt, die in dem in 1 veranschaulichten System gebildet werden. Die Ziffern in den Rechtecken, die die Spuren darstellen, sind die Nummern, die die auf den Spuren aufgezeichneten Frames kennzeichnen.
  • Das durch den Spurbildungssignalgenerator 42 erzeugte Spurbildungssignal wird an eine Spurbildungssteuerung 44 geliefert. Die Steuerung 44 steuert die Drehphase der Drehtrommel 43 und das Timing eines Lieferns der Datensignale an die Köpfe A und B.
  • Das in 122 gezeigte System umfaßt eine Zielcodemengenschaltung 97, einen Codemengenberechner 98 und eine Intra-Frame/Inter-Frame-Diskriminierungsschaltung 99, die ein Codiersystem bilden. Die Schaltung 99 bestimmt das Timing eines Durchführens einer Intra-Frame-Verarbeitung und einer Inter-Frame-Verarbeitung. Die Ausgabe der Schaltung 99 schaltet die Schalter 24 und 25 an oder aus. Die Schaltung 99 erzeugt ein Diskriminierungssignal, das in die Zielcodemengenschaltung 97 geliefert wird. Nach einem Auswählen der Inter-Frame-Verarbeitung vergleicht die Schaltung 99 die durch eine Frame-Verzögerungsschaltung 22 ausgegebenen Daten mit den Suchbereichsdaten, die in dem Eingangsvideosignal enthalten sind, wodurch eine Differenz zwischen diesen Datenelementen gefunden wird. Wenn identische Standbilder kontinuierlich eingegeben werden, gibt es keine Differenz zwischen diesen Datenelementen, und die Ausgabe einer Bewegungsauswertungsschaltung 13 weist einen Wert nahe "0" auf. In diesem Fall wird bestimmt, daß die Intra-Frame-Verarbeitung durchgeführt werden sollte. Wenn ein Bewegtbild eingegeben wird, steigt der Bewegungsvektor an. Nichtsdestoweniger ist es ratsam, die Differenz zu finden und eine Datenkomprimierung zu erzielen, wenn eine Bewegungskompensationsschaltung 23 den Bewegungsvektor korrigieren kann, d.h. wenn das Eingangsvideosignal mit der vorhergesagten Ausgabe der Frame-Verzögerungsschaltung 22 koinzidieren kann. Folglich wählt die Intra-Frame-/Inter-Frame-Diskriminierungsschaltung 99 die Inter-Frame-Verarbeitung sogar dann aus, wenn sich die Suchbereichsdaten von den Ausgangsdaten der Frame-Verzögerungsschaltung 22 unterscheiden, vorausgesetzt, daß der Bewegungsvektor kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn sich der Bewegungsvektor zu stark erhöht, um mittels der Bewegungskompensationsschaltung 23 korrigiert zu werden, wählt die Schaltung 99 die Inter-Frame-Verarbeitung aus. In dem Fall, bei dem sich die Suchbereichsdaten sehr von den Ausgangsdaten der Frame-Verzögerungsschaltung 22 unterscheiden, wird die Intra-Frame-Verarbeitung durchgeführt.
  • Wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind, kann die Zielcodemengenschaltung 97 die Quantisierungstabelle in dem Quantisierer 15 umschalten, wodurch die Menge der Codes, die zu erzeugen ist, bevor der nächste Frame verarbeitet wird, gesteuert wird.
  • Eine DCT-Schaltung 14 liefert Koeffizienten an den Quantisierer 15. Der Quantisierer 15 konvertiert die Koeffizienten in Codes unter Verwendung der Bits der Quantisierungstabelle. Die Daten, die zeigen, welche Quantisierungstabelle verwendet wird, wird als Teil der Videodaten, die der Kopfteil des Makroblocks sind, übertragen. Die Quantisierungstabellen werden in 19 gezeigt. Sie werden durch Quantisierungsniveaus q gekennzeichnet.
  • Welche Quantisierungstabelle verwendet werden soll, wird durch die Zielcodemengenschaltung 97 bestimmt. Die Schaltung 97 überwacht den Ausgangswert eines Codemengenberechners 98. Der Codemengenberechner 98 berechnet die Menge von Codes, die der Quantisierer 15 ausgibt. Wann immer die Codemenge einen Bezugswert überschreitet, liefert der Berechner 98 ein Umschaltsignal an die Zielcodemengenschaltung 97. Alternativ kann der Berechner 98 die Rate überwachen, mit der die Menge von Codes, die der Quantisierer 15 erzeugt, überwachen, und kann vorhersagen, ob oder nicht die Codemenge eine Spur überläuft. Die Menge der durch den Quantisierer 15 während der Intra-Frame-Codierung ausgegebenen Codes wird dadurch beschränkt, so daß alle Codes ohne weiteres innerhalb einer Spur aufgezeichnet werden können.
  • Der Codemengenberechner 98 kann die Codemengen für die zwei Frames, die den Intra-Frame-verarbeiteten Frames vorausgehen bzw. folgen, berechnen und kann dann diese berechneten Codemengen einstellen.
  • Wie aus 123 ersichtlich ist, kann der Frame 101 innerhalb einer Spur aufgezeichnet werden, wobei die Spur nicht überläuft. Somit muß der Frame 101 keinerlei speziellen Verarbeitungen unterzogen werden. Der Frame 113 kann jedoch nicht innerhalb einer Spur aufgezeichnet werden und läuft auf Spuren 112 und 114 über. Bei dieser Ausführungsform wird die Codemenge der Spur 114 berechnet und gesteuert, um die Menge von Codes, die auf Spur 112 aufzuzeichnen sind, zu verringern (durch Auswählen eines niedrigeren Quantisierungsniveaus q). Folglich können die Codes, die durch Intra-Frame-Verarbeitung erhalten wurden und bestimmt sind, auf Spur 130 aufgezeichnet zu werden, innerhalb einer Spur aufgezeichnet werden. Die Menge von Codes, die auf Spur 114 aufzuzeichnen ist, ist weit geringer als die maximale Menge, und ein hohes Quantisierungsniveau q wird für den Frame ausgewählt, der der Spur 114 entspricht.
  • Da die Codemengen für die zwei Frames, die dem Intra-Frame-verarbeiteten Frame vorhergehen bzw. folgen, berechnet werden und jede auf einen geeigneten Wert eingestellt wird, ist eine Schaltung erforderlich, die das Signal-Timing in jedem Signalweg einstellt.
  • Es wird nun erläutert, wie die Codemengen für jeden Frame zu erhöhen und zu verringern sind.
  • Ein Videosignal wird in Blöcke aufgeteilt und einer diskreten Kosinuskonvertierung unterzogen. Genauer gesagt wird das Signal mittels des Quantisierers 15 quantisiert. Die DCT-Koeffizienten werden unter Verwendung von zehn Quantisierungstabellen, die unterschiedliche Quantisierungsniveau spezifizieren, quantisiert. In der Praxis wird jeder DCT-Koeffizient zuerst in ein 9-Bit-Datenelement quantisiert. Das 9-Bit-Datenelement wird in ein Schieberegister eingegeben. Der Schieberegister schiebt die Bits nach links oder rechts, wodurch die Menge der Ausgabedaten gesteuert wird. Mit anderen Worten wird die Anzahl von parallel auszugebenden Bits gesteuert. Die durch den Schieberegister durchgeführte Bitverschiebung hängt von den Werten der angewendeten Quantisierungstabelle ab. Wenn q = 9 ist, werden alle DCT-Koeffizienten in 9-Bit-Datenelemente konvertiert und die Datenbits müssen nicht verschoben werden. Wenn q = 8 ist, werden die DCT-Koeffizienten in der unteren rechten Region in 8-Bit-Datenelemente quantisiert. In dieser Region schiebt der Schieberegister die Datenbits um einen Bit, wodurch die Daten ausgegeben werden. Durch Ändern des Quantisierungsniveaus q wird die erzeugte Codemenge mittels der Zielcodemengenschaltung 97 gesteuert.
  • Im allgemeinen gilt, je höher der Quantisierungsniveau, desto besser. In der Praxis werden die DCT-Koeffizienten unter Verwendung so vieler Bits wie möglich quantisiert.
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Codemengen für die zwei Frames, die der Inter-Frame-verarbeiteten Frame vorausgehen bzw. folgen berechnet und eingestellt, jede auf einen geeigneten Wert. Alternativ können die Codemengen für den Intra-Frame-verarbeiteten Frame auf eine Menge eingestellt werden, die innerhalb einer einzigen Spur aufgezeichnet werden kann. Diese alternative Einstellung kann durch verschiedene Verfahren erreicht werden.
  • Obenstehend ist der Fall beschrieben, wobei Codes, die durch Intra-Frame-Verarbeitung erhalten wurden, zahlreich sind und auf zwei Spuren aufgezeichnet werden müssen, und daher beschränkt sind, um innerhalb einer Spur aufgezeichnet zu werden. In einigen Fällen können derartige Codes so zahlreich sein, daß sie auf drei Spuren aufgezeichnet werden müssen, wie in dem Fall der in 121(b) gezeigten Spur 124.
  • 124 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform veranschaulicht, die für eine Verwendung in einer magnetischen Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung mit zwei Paaren von Magnetköpfen vorgesehen ist. Beide Kopfpaare werden innerhalb einer Drehtrommel 43 bereitgestellt und können Daten gleichzeitig aufzeichnen und wiedergeben. Das erste Paar besteht aus Magnetköpfen A und a und das zweite Paar besteht aus Magnetköpfen B und b. Diese Köpfe tasten zwei Spuren zur gleichen Zeit ab. Die Ausführungsform von 124 unterscheidet sich von der Ausführungsform von 122 in zweierlei Hinsicht, da aufzeichnende Signale gleichzeitig an zwei Magnetköpfe geliefert werden. Zuerst wird die Ausgabe eines Codierers variabler Länge 16 in zwei Speicher 17a und 17b verteilt. Zweitens werden die Ausgaben der Speicher 17a und 17b jeweils an die zwei Paaren von Köpfen durch einen Multiplexer geliefert. In jeder anderen Hinsicht ist diese Ausführungsform derjenigen der 122 identisch. Folglich werden die Komponenten, die mit denen in 122 identisch sind, mit den gleichen Bezugsziffern in 124 gekennzeichnet.
  • Da die Magnetköpfe gesteuert werden, um Signale für zwei Frames aufzuzeichnen, werden Spurbildungssignale bei solchen Timings, wie in 125(b) gezeigt ist, bezüglich der Frame-Impulse erzeugt. Die Trommel 43 muß nur mit der Hälfte der Geschwindigkeit bei der Ausführungsform der 122 gedreht werden. In 125(a), (b), (c) und (d) werden ein Eingangsvideosignal, Frame-Impulse, Spurbildungssignale bzw. Frame-Nummern gezeigt. Wenn die Codemenge eines Signals so groß ist, um zwei Spuren zu überlaufen, wie das Signal des Frame 124, wird die Quantisierungstabelle in einem Quantisierer 15 auf eine andere umgeschaltet, so daß die Menge von Codes, die durch die Quantisierung erhalten wird, klein genug sein kann, um auf einer Spur aufgezeichnet zu werden. In 125(e) werden die Spuren, Frames und Spurbildungssignale gezeigt, die in der in 1 veranschaulichten Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung gebildet werden, zum Vergleich mit denjenigen, die in 125(b), (c) und (d) gezeigt sind, die bei der vorliegenden Ausführungsform gebildet werden.
  • Verglichen mit der Vorrichtung von 122 ist die Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung von 124 darin vorteilhaft, daß die Positionen der Köpfe mehr geändert werden können, um eine dynamische Spurverfolgungssteuerung in einem speziellen Wiedergabemodus zu bewirken und darin, daß die Daten mit verschiedeneren Geschwindigkeiten wiedergegeben werden können. Dies liegt daran, daß mehr Intra-Frame-verarbeitete Signale verfügbar sind, d.h. die Intra-Frame-verarbeitenden Signale von jeweils zwei Frames für zwei Spuren. Da zwei Köpfe gleichzeitig Signale von zwei Spuren sogar im schnellen Wiedergabemodus wiedergeben können, vorausgesetzt, daß die Signale in der Form von Codes aufgezeichnet werden, werden außerdem die zwei Spuren nicht überlaufen.
  • In 126(a) werden die Frames durch Ziffern gekennzeichnet. Die Ziffern in den Kreisen geben die Frames an, die der Intra-Frame-Verarbeitung unterzogen werden. In 126(b) sind die Spuren gezeigt, auf denen die Frames aufgezeichnet sind. Die in 126(b) gezeigten Pfeile geben die Spuren an, entlang derselben sich die Magnetköpfe im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit bewegen. Die Frames werden an den durch die dicken durchgezogenen Linien in 126(b) angegebenen Positionen umgeschaltet. Der Frame 124 bezieht sich auf das oben veranschaulichte Signal.
  • Der Frame wird Intra-Frame-verarbeitet, so daß die resultierenden Codes auf nur zwei Spuren aufgezeichnet werden können. In diesem Fall wird die Codemenge des Frame 123 verringert, wohingegen die Codemenge der Spur 125 erhöht wird. "A", "a", "B" und "b", die den jeweiligen Spuren zugeordnet sind, geben an, welcher Magnetkopf jede Spur verfolgt.
  • Die verwendete Kopfanordnung ist nicht auf den in 124 gezeigten Typ beschränkt, wobei die zwei Paaren von Köpfen sich um 180° beabstandet diametral entlang des Umfangs der Trommel gegenüberliegen. Eine Kopfanordnung kann anstelle dessen verwendet werden, bei der ein Band um den gesamten Umfang der Trommel gewickelt wird, und n Magnetköpfe werden als ein einzelner Satz verwendet. Alternativ kann von einer Kopfanordnung Gebrauch gemacht werden, bei der ein Band etwa 270° um die Trommel gewickelt wird, n Magnetköpfe in vier Sätzen angeordnet sind, und die vier Sätze von Köpfen sequentiell betrieben werden.
  • Ferner können zwei Verfahren verwendet werden, um die Menge von erzeugten Codes zu steuern. Das erste Verfahren besteht darin, Blinddaten hinzuzufügen und das zweite Verfahren besteht darin, übermäßige Codes der Codes zu verwerfen.
  • Die verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen sind Bandkomprimierungs-Signalprozessoren zur Verwendung in magnetischen Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtungen. Es ist selbstverständlich, daß die Datenkomprimierungstechnik der Erfindung auf Signale aufgewendet werden kann, die an ein Übertragungssystem zu liefern sind.
  • 127 ist ein Blockdiagramm, das eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt. 128 ist ein Timing-Diagramm, das erläutert, wie diese Ausführungsform arbeitet. 129 ist ein Diagramm, das das Spurmuster zeigt, das bei der Ausführungsform gebildet wird. Von den Komponenten dieser Ausführungsform werden diejenigen, die mit einigen Komponenten der in 122 gezeigten Ausführungsform identisch sind, mit den gleichen Bezugsziffern in 127 gekennzeichnet.
  • Es sei angenommen, daß der Frame 113 Intra-Frame-verarbeitet ist, wie in 121 veranschaulicht ist, wobei die resultierenden Codes auf zwei Spuren aufgezeichnet werden. Die Codemenge muß gesteuert werden, so daß die Codes des Frame 113 auf nur einer Spur aufgezeichnet werden. Bei der Ausführungsform von 122 wird die Codemenge des vorhergehenden Frame 112 verringert, wobei es möglich wird, die Codes des Frame 113 auf einer Spur aufzuzeichnen, und die Codemenge des folgenden Frame 114 wird erhöht.
  • Bei der Ausführungsform von 127 werden einige der Codes des Frame 112 von den anderen Codes getrennt, so daß die Codes des Frame 113 auf nur einer Spur aufgezeichnet werden können, wie in 128 gezeigt ist. Keine der Codes des Frame 113 wird dadurch auf der Spur zum Aufzeichnen des Frame 114 aufgezeichnet. Somit weist die Spur zum Aufzeichnen des Frame 114 unaufgezeichnete Regionen auf. Auf diesen Regionen werden die Codes, die von den anderen Codes des Frame 112 getrennt sind, aufgezeichnet.
  • Um die Codes der Frames 112, 113 und 114 in diesem besonderen Schema aufzuzeichnen, wird die Ausgabe eines Codierers variabler Länge 16 in eine Codeumschaltungsschaltung 200 eingegeben. Die Schaltung 200 erfaßt das Ankommen jedes Intra-Frame-verarbeiteten Signals aus einem Diskriminierungssignal, das durch eine Intra-Frame/Inter-Frame-Diskriminerungsschaltung 99 ausgegeben wurde. Wenn die Codemenge des dem Frame 113 vorhergehenden Frame 112, das Intra-Frame-verarbeitet ist, zu groß ist, um auf nur einer Spur aufgezeichnet zu werden, werden genauer gesagt die übermäßigen Codes solange gehalten, bis das Signal des nächsten Frame 114 ankommt. Wenn das Signal des Frame 114 kommt, wird dieses Signal übertragen, und dann werden die übermäßigen Codes übertragen. In diesem Fall fügt eine Index-Einfügungsschaltung 201 ein Indexsignal in den Steuerdatenabschnitt von Frame 112, 113 oder 114 ein. Das Indexsignal wird im Wiedergabemodus erfaßt, wobei angegeben wird, daß einige der Codes von Frame 112 nicht auf Spur 112 sondern auf Spur 114 aufgezeichnet wurden. Das Indexsignal wird durch einen Indexgenerator 202 aus dem von der Intra-Frame/Inter-Frame-Diskriminierungsschaltung 99 gelieferten Diskriminierungssignal erzeugt. Die Codeumschaltungsschaltung 200 zählt die von dem Codierer variabler Länge ausgegebenen Codes, wodurch die Codemenge gefunden wird.
  • Somit kann jedes Intra-Frame-verarbeitete Signal innerhalb einer Spur aufgezeichnet werden. Ein Bild hoher Qualität kann durch Verfolgen der Spur, auf der Intra-Frame-verarbeitete Signale in einem speziellen Wiedergabemodus, wie beispielsweise einem schnellen Wiedergabemodus, aufgezeichnet sind, wiedergegeben werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, Bandkomprimierungssignale zu erhalten, die durch einen VTR auf einer Spur eines Magnetbands in der Form von Codes aufgezeichnet werden können und die ohne weiteres von dem Band in einem speziellen Wiedergabemodus wiedergegeben werden können.
  • 70. Bildplatte
  • Die bis jetzt beschriebenen Verfahren können ebenfalls in einem DAT, einem Typ einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung, das ein Band als Aufzeichnungsmedium verwendet, verwendet werden. Als eine Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung, die ein von einem verschiedenes Aufzeichnungsmedium verwendet, ist eine Bildplattenvorrichtung bekannt. Zwei Arten von Bildplatten sind verfügbar. Die erste Art ist eine CAV-Platte (Constant Angular Velocity Disc) und die zweite Art eine CLV-Platte (Constant Linear Velocity Disc). Wenn ein Signal Intra-Frame-verarbeitet wird, unterscheidet sich die Codemenge, die von einem Frame erzeugt wird, von der von Codes, die von einem anderen Frame erzeugt werden, obwohl die durchschnittliche Codemenge einen vorbestimmten Wert aufweist, da ein fester Betrag von Codes durch einen Übertragungspfad übertragen wird.
  • Die durchschnittliche Codemenge wird auf einer CVD-Platte bei einem Verfahren und auf einer CLV-Platte bei einem anderen Verfahren aufgezeichnet. Die Erfindung kann angewendet werden, um die durchschnittliche Codemenge auf sowohl einer CAV-Platte als auch einer CLV-Platte aufzuzeichnen. Um ein Signal auf einer CAV- oder CLV-Platte aufzuzeichnen, wird das Signal durch den in 9 gezeigten Anschluss 73 zugeführt. Jedes Signal, das von der Platte durch einen Aufnehmer erfasst wird, wird in einen Decodierer über den in 58 gezeigten Anschluss 132 eingegeben.
  • Zuerst wird mit Bezug auf 130 und 131 beschrieben, wie Signale auf einer CAV-Platte erfindungsgemäß aufzuzeichnen sind.
  • 130 zeigt das Spurenmuster einer CAV-Platte. Die Kreise aus gestrichelten Linien geben die auf der CAV-Platte gebildeten konzentrischen Spuren an. Jede Spur beginnt und endet am Punkt a. Es sei angenommen, dass die durchschnittliche Codemenge je Frame auf jeder Spur aufgezeichnet wird. Es ist am Punkt a jeder Spur, dass die Aufzeichnung der durchschnittlichen Codemenge beginnt. Da sich die Codemenge eines Frames von der eines anderen Frames unterscheidet, sind die Umschaltpunkte von Frames unterschiedlich.
  • In 130 ist die durch eine dicke durchgehende Linie dargestellte Spirale eine Spur, entlang der ein Aufnehmer im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit abtastet, wenn er in der radialen Richtung der Platte bewegt wird, wie durch die Pfeile angegeben ist. Wie aus den Pfeilen ersichtlich ist, springt der Aufnehmer von einer Spur zu der nächsten am Punkt b. Jede Spur ist in zwei Sektoren S0 und S1 oder zwei Halbspuren aufgeteilt, in dem Fall, dass die Signale von den Spuren im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit wiedergegeben werden. Jeder Sektor S0 erstreckt sich vom Punkt a zu Punkt b, und jeder Sektor S1 vom Punkt b zu Punkt a.
  • F0 bis F8, bei Punkt a gezeigt, sind Frame-Nummern, nicht die Frame-Umschaltpunkte. (Die Umschaltpunkte von Frames sind unterschiedlich, da sich die Codemenge eines Frames von der eines anderen Frames unterscheidet.) F0 und F8 geben ebenfalls die Regionen an, bei denen Refresh-Blöcke zu lokalisieren sind. Wie im Fall eines VCR werden Refresh-Blöcke und Nicht-Refresh-Blöcke umgeschaltet, um die Refresh-Blöcke in den Regionen aufzuzeichnen, die der Aufnehmer im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit verfolgt.
  • In 131 geben die Bögen mit durchgehender Linie die Positionen an, bei denen die Refresh-Blöcke aufzuzeichnen sind oder sich die Codes mittels periodischer Intra-Frame-Verarbeitung auffrischen. Da die Refresh-Blöcke veränderliche Längen aufweisen, unterscheiden sich die Bögen mit durchgehender Linie in der Länge. Die aufgefrischten Codes werden kombiniert, wobei Refresh-Blöcke und Refresh-Scheiben gebildet werden, wie in 45, 48 und 49 dargestellt ist. Die Refresh-Scheiben werden in dem folgenden Schema aufgezeichnet:
    Refresh-Scheibe 0 auf Sektor 0
    Refresh-Scheibe 1 auf Sektor 1.
  • Da von Codes mit veränderlicher Länge Gebrauch gemacht wird, weisen die Refresh-Scheiben veränderliche Codelängen auf, die durch die Bögen mit durchgehender Linie definiert werden, die jeweils die Codemenge eines Videosignals eines Frame darstellen. Eine Mehrzahl von Refresh-Blöcken ist in bestimmten Sektoren konzentriert, wobei Refresh-Scheiben gebildet werden, um im Modus mit schneller Wiedergabe wiedergegeben zu werden. Wenn ein Refresh-Block in jedem Makroblock existiert, wie bei der herkömmlichen Bandkompressionssignalverarbeitung, sind die Refresh-Blöcke spärlich angeordnet, was es für den Aufnehmer schwierig macht, lediglich die Refresh-Blöcke zu lesen.
  • Bei der Erfindung sind die Refresh-Blöcke in spezifischen Sektoren konzentriert, wobei Refresh-Scheiben gebildet werden. Folglich kann ein Bild im schnellen Wiedergabemodus lediglich durch Bewegen des Aufnehmers, um lediglich die spezifischen Sektoren zu verfolgen, wiedergegeben werden.
  • Es wird nun mit Bezug auf 132 und 133 beschrieben, wie Signale auf einer CLV-Platte erfindungsgemäß aufzuzeichnen sind.
  • 132 zeigt das Spurmuster einer CLV-Platte. Die Kreise mit gestrichelten Linien geben die auf der CLV-Platte gebildeten Spuren an. Regionen F0S0, F1S0, F2S0, ... sind Sektoren, die durch Aufteilen der Spuren gebildet werden. Die Bögen mit durchgehenden Linien sind Spuren, die der Aufnehmer im Wiedergabemodus mit doppelter Geschwindigkeit aufweist.
  • 133 ist ein Diagramm, das die Positionen zeigt, bei denen Refresh-Scheiben aufzuzeichnen sind. In 133 stellen die Bögen mit durchgehender Linie die Positionen dar, bei denen die Refresh-Scheiben tatsächlich aufgezeichnet werden. Da die Refresh-Scheiben an den Positionen angeordnet sind, die der Aufnehmer im schnellen Wiedergabemodus verfolgt, kann ein Bild mit hoher Geschwindigkeit wiedergegeben werden.
  • Die Schaltungen, die dazu dienen, Signale auf einer CAV-Platte oder einer CLV-Platte bei den mit Bezug auf 130 bis 133 beschriebenen Verfahrenen aufzuzeichnen, sind mit denen identisch, die in Kapitel 1 bis 28 und Kapitel 35 bis 50 beschrieben sind.

Claims (2)

  1. Aufzeichnungs-/Reproduktionsverarbeitungsvorrichtung für bandkomprimierte Signale umfassend Intraframe-codierte Signale, die durch Intraframe-Codieren eines Eingangs-Videosignals mittels in dem eingegebenen Videosignal enthaltener Intraframe-Information erhalten werden, und Interframe-codierte Signale, die durch Interframe-Codieren des Eingangs-Videosignals mittels in dem Eingangs-Videosignal enthaltener Interframe-Information erhalten werden; wobei die Vorrichtung eine Aufzeichnungseinheit umfasst mit: einem Aufzeichnungsmittel (43, 45, 47, 50, 51, 52, 43) zum sequentiellen Aufzeichnen der Intraframe-codierten Signale und der Interframe-codierten Signale auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer Mehrzahl von Aufzeichnungsspuren, wobei jede Spur in eine Mehrzahl von Sektoren unterteilt ist, wobei eine Untergruppe dieser Sektoren mechanisch beschränkte Regionen bildet; einem Trennmittel zum Trennen der Intraframe-codierten Signale von den bandkomprimierten Signalen, die die Intraframe-codierten Signale und die Interframe-codierten Signale umfassen; einem Signalmengen-Berechnungsmittel (54) zum Berechnen einer Menge der getrennten Intraframe-codierten Signale; einem Mittel (45) zum Vergleichen einer Menge der Signale, die in jeder der mechanisch beschränkten Regionen aufgezeichnet werden können, die durch Region-Signale dargestellt werden, mit den Mengen der Intraframe-codierten Signale; einem Signalerzeugungsmittel (40, 42, 44) zum Erzeugen von Region-Signalen, die für Positionen aller mechanisch beschränkten Regionen repräsentativ sind; einem Einstellmittel (45) zum Einstellen der Menge der Intraframe-codierten Signale, um eine Mehrzahl von Auffrischblöcken zu erhalten, basierend auf einem Vergleichsergebnis für jede der mechanisch beschränkten Regionen, das durch das Vergleichsmittel erhalten wird; wobei die Auffrischblöcke periodisch durch zwangsweises Durchführen der Intraframe-Codierverarbeitung gebildet werden; wobei die Vorrichtung ferner eine Reproduktionseinheit umfasst mit: Reproduktionsmitteln zum sequentiellen Reproduzieren der Intraframe-codierten Signale und der Interframe-codierten Signale von dem Aufzeichnungsmedium; wobei die Reproduktionsmittel angepasst sind, um in einem normalen Reproduktionsmodus die Intraframe-codierten Signale und die Interframe-codierten Signale entlang einer ersten Spur wiederzugeben, wobei die Reproduktionsmittel angepasst sind, um in einem speziellen Reproduktionsmodus lediglich Auffrischblöcke von den vorbestimmten mechanisch beschränkten Regionen wiederzugeben, die entlang einer zweiten Spur auf dem Aufzeichnungsmedium angeordnet sind, wodurch eine spezielle Reproduktion der Signale erreicht wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnungsmittel angepasst sind, eine Aufzeichnung durchzuführen, so dass jede Spur Auffrischblöcke (Gn) von nur einem Frame (Fn) umfasst, die in der Mehrzahl von Sektoren der Spur angeordnet sind, wobei jede Spur Nicht-Auffrischblöcke (Hn) einer oder mehrerer Frames (Fn) aufweist, wobei jeder Sektor in jeder genannten Spur Auffrischblöcke von dem genannten einen Frame aufweist, wobei mechanisch beschränkte Regionen einen Sektor jeder Spur umfassen, so dass, wenn Auffrischblöcke einer vorbestimmten Mehrzahl von Frames, die reproduziert werden können, akkumuliert werden, ein aus Auffrischblöcken gebildetes vollständiges Bild in einem speziellen Reproduktionsmodus angezeigt werden kann.
  2. Aufzeichnungs-/Reproduktionsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Aufzeichnungseinheit Mittel zum Aufteilen einer Bildregion eines Eingangsvideosignals in "n" Bildbereiche aufweist; wobei die Aufzeichnungsmittel die Intraframe-codierten Signale von "m" Bildbereichen in den n Bildbereichen in der mechanisch beschränkten Region aufzeichnen, wobei m < n; wobei das Aufzeichnungsmittel (45, 47, 40, 51, 52, 43) "m" einschränkt, wobei eine Menge der Intraframe-codierten Signale von "m" Bildbereichen mit einem Wert verglichen wird, den die Reproduktionseinheit (43) fähig ist, von den mechanisch beschränkten Regionen auf dem Aufzeichnungsmedium während einer schnellen Vorwärts- oder Rückwärtsbetriebsart zu lesen.
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