DE69329739T2

DE69329739T2 - Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung und/oder Wiedergabe eines Videosignals

Info

Publication number: DE69329739T2
Application number: DE69329739T
Authority: DE
Inventors: Eiichi Takakura
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-01-17
Filing date: 1993-01-15
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2013-01-16
Also published as: EP0552049A3; DE69325933D1; CN1126364C; CN1075387A; KR960006845B1; CN1203498A; CN1126365C; US5309292A; HK1002216A1; ES2153146T3; JP2664112B2; EP0801498A2; CN1040933C; ES2134826T3; EP0801498B1; EP0801498A3; JPH06290549A; CN1203497A; DE69325933T2; DE69329739D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung und/oder Wiedergabe eines Videosignals, und spezieller betrifft sie eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Ausführen einer Codierung mit Bitratenverringerung eines Videosignals und zum digitalen Aufzeichnen des codierten Videosignals auf einen Aufzeichnungsträger, eine Wiedergabevorrichtung zum digitalen Wiedergeben eines Videosignals mit änderbarer Geschwindigkeit von einem Aufzeichnungsträger, auf dem ein derartiges Videosignal aufgezeichnet ist, und eine Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung mit derartiger digitaler Aufzeichnungs- und Wiedergabefunktion.

Beschreibung der hintergrundbildenden Technik

In den letzten Jahren wurden Vorrichtungen zum digitalen Aufzeichnen eines Videosignals auf einen Aufzeichnungsträger sowie zum digitalen Abspielen desselben vom Aufzeichnungsträger entwickelt. Eine derartige typische Vorrichtung ist der sogenannte digitale Videobandrecorder (nachfolgend als "digitaler VTR" (VTR = Video Tape Recorder) bezeichnet), der für praktische Anwendung zur Verfügung steht. Bei einem derartigen herkömmlichen digitalen VTR wird ein digitales Videosignal in einem Zustand, in dem es unter Verringerung der Bitrate codiert ist (hinsichtlich der Bandbreite komprimiert ist), um die enorme Menge an Information auf ein Niveau zu verringern, das zum Aufzeichnen und Abspielen geeignet ist, unter Verwendung eines rotierenden Kopfs auf ein Magnetband aufgezeichnet und von diesem abgespielt. Es existieren zwei Verfahren derartiger Codierung unter Verringerung der Bitrate, nämlich ein Verfahren, bei dem lediglich die Codemenge der einen gesamten Schirm aufbauenden Videoinformation kontrolliert wird, sowie ein anderes Verfahren, bei dem der gesamte Schirm in mehrere Blöcke unterteilt wird und die Codemenge so kontrolliert wird, dass die jeden Block bildende Videoinformation eine feste Länge aufweist. Wie es nachfolgend beschrieben wird, ist das letztere Verfahren als Codierungsverfahren unter Verringerung der Bitrate für einen digitalen VTR mit Abspielfunktion mit änderbarer Geschwindigkeit geeignet.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch den Aufbau eines herkömmlichen digitalen VTR unter Verwendung des oben genannten letzteren Codierungsverfahrens unter Verringerung der Bitrate zeigt. Fig. 2 zeigt schematisch die Art der Unterteilung des Schirms in Blöcke entsprechend einem derartigen Codierungsverfahren unter Verringerung der Bitrate. Fig. 3 zeigt schematisch die Datenanordnung in Spuren auf einem Band. Ein derartiger herkömmlicher VTR ist z. B. in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2- 220270 offenbart.
Gemäß Fig. 1 wird beim Aufzeichnen ein von einer nicht dargestellten Videosignalquelle geliefertes digitales Videosignal an eine Blockumordnungsschaltung 101 innerhalb eines digitalen VTR geliefert. Die Blockumordnungsschaltung 101 unterteilt das digitale Videosignal in Blöcke mit jeweils bestimmter Größe, um die Videosignaldaten auf Grundlage eines derartigen Blocks umzuordnen.
Genauer gesagt, repräsentiert in Fig. 2 das gesamte Rechteck einen vollständigen Schirm. Der gesamte Schirm ist in sechs Bereiche A, B, C, D, E und F unterteilt. Jeder Bereich ist ferner in kleinere Rechteckeinheiten (kleine Blöcke) unterteilt, wobei die kleinen Blöcke in jedem Bereich durch Zahlen, wie 1, 2, 3, ... gekennzeichnet sind. Z. B. besteht der Bereich A aus mehreren kleinen Blöcken A1, A2, A3, ..., und der Bereich B besteht aus derselben Anzahlkleiner Blöcke B1, B2, B3, .... Dasselbe gilt für die restlichen Bereiche C, D, E und F.
Die Blockumordnungsschaltung 101 unterteilt das einen gesamten Schirm bildende, zugeführte digitale Videosignal in die oben angegebenen Rechteckeinheiten (kleine Blöcke). Dann wird das digitale Videosignal auf Grundlage kleiner Blöcke mit einer solchen Anordnung umgeordnet, dass kleine Blöcke der Reihe nach einzeln aus jeweiligen Bereichen A-F in absteigender Reihenfolge hergeleitet werden, wie A1, B1, C1, D1, E1, F1, A2, B2, C2, D2, E2, F2, A3, .... Jede Gruppe kleiner Blöcke mit entsprechender Nummer, wie aus den jeweiligen sechs Bereichen A - F ausgelesen, z. B. eine Gruppe (A1, B1, C1, D1, E1, F1), eine Gruppe (A2, B2, C2, D2, E2, F2), ... ist als ein "großer Block" definiert.
Das auf die oben beschriebene Weise umgeordnete digitale Videosignal wird auf eine die Bitrate verringernde Codierungsschaltung 102 gegeben, wo ein Codieren von Daten unter Bitdatenverringerung auf Grundlage des oben angegebenen großen Blocks ausgeführt wird, um eine Informationsmenge zu erzielen, die zum Aufzeichnen auf einem Band geeignet ist. Genauer gesagt, wird das Videosignal jedes kleinen, in die mit Bitratenverringerung arbeitende Codierungsschaltung 102 eingegebenen Blocks der wohlbekannten Codierung mit orthogonaler Transformation unterzogen und dann einem Codierungsprozess für variable Länge entsprechend der Informationsmenge jedes kleinen Blocks unterzogen, so dass die Codierungsmenge eines großen Blocks konstant wird. Im Ergebnis wird eine Verringerung der Datenmenge, d. h. eine Codierung mit Bitratenverringerung erzielt. Die Daten der mehreren kleinen Blöcke, die jeden großen Block bilden, werden gesammelt, um als Blockdaten fester Länge an eine Fehlerkorrektur-Codierungsschaltung 103 geliefert zu werden.
Die Fehlerkorrektor-Codierungsschaltung 103 fügt zu den Blockdaten fester Länge, die einer Codierung unter Verringerung der Bitrate unterzogen wurden, einen Fehlerkorrekturcode (Parität) hinzu, und das Signal wird an eine Synchronisiersignal-ID-Signal-Hinzufügeschaltung 104 geliefert. Diese Synchronisiersignal-ID-Signal-Hinzufügeschaltung 104 fügt ein Synchronisiersignal und ein ID-Signal zum gelieferten Videosignal hinzu, um dasselbe an eine Modulationsschaltung 105 zu liefern.
Die Modulationsschaltung 105 moduliert das zugeführte Signal bei Unterdrückung der Gleichspannungs(DC)komponente desselben, um es auf Grundlage der oben beschriebenen Blöcke fester Länge über einen Magnetkopf 106 auf einem als Aufzeichnungsträger wirkenden Magnetband 107 aufzuzeichnen.. Fig. 3 zeigt die Aufzeichnungsweise auf einem derartigen Band. Jede Spur besteht aus mehreren Blockdaten M1, M2, M3, M4, ... fester Länge.
Beim Abspielen werden auf dem Band 107 aufgezeichnete Daten M1, M2, M3, wie die in Fig. 3 dargestellten, über einen Magnetkopf 103 abgespielt, um eine Demodulationsschaltung 109 demoduliert zu werden. Das demodulierte Videosignal wird an eine Synchronisiersignal-ID-Signal-Erkennungsschaltung 110 geliefert, wo eine Erkennung des Synchronisiersignals und des ID-Signals ausgeführt wird. Dann wird das Videosignal an eine Fehlerkorrektur- Decodierungsschaltung 111 gegeben.
Die Fehlerkorrektur-Decodierungsschaltung 111 führt am zugeführten Videosignal für die Daten jedes kleinen Blocks, die einen Block fester Länge bilden, einen Prozess für Decodierung mit variabler Länge und umgekehrte orthogonale Transformation aus, um die ursprünglichen Daten jedes kleinen Blocks wiederherzustellen. Die wiederhergestellten Daten werden an eine Decodierungs-Maskierungs-Schaltung 112 geliefert, in der das Decodieren und Maskieren eines Videosignals für denjenigen Teil von Daten ausgeführt werden, für den in der Fehlerkorrektur-Decodierungsschaltung 111 keine Fehlerkorrektur ausgeführt werden konnte.
Die dem Fehlerkorrektur- und Decodierungsprozess unterzogenen Daten werden an eine Blockumordnungs-Aufhebeschaltung 113 geliefert, in der eine umgekehrte Umordnung bezüglich der von der Blockumordnungsschaltung 101 im Aufzeichnungssysteme vorgenommenen Umordnung ausgeführt wird. Im Ergebnis wird das Videosignal der ursprünglichen Datenanordnung beim Aufzeichnen wiedergegeben. Das Datensignal der Blockumordnungs-Aufhebeschaltung 113 wird in geeigneter Weise dafür ausgegeben, dass es an einen Monitor und dergleichen, was nicht dargestellt ist, geliefert werden kann.
Bei einem herkömmlichen digitalen VTR, wie er durch die Fig. 1-3 veranschaulicht ist, werden mehrere kleine Blöcke, die auf einem Schirm entfernt voneinander liegen (z. B. A1, B1, C1, D1, E1, F1) gesammelt, um einen großen Block zu bilden, und eine Steuerung der Codemenge erfolgt auf Grundlage dieses großen Blocks, um einen Datenblock fester Länge (z. B. M1) zu erzeugen, der auf einem Band aufzuzeichnen ist. Daher sind entsprechende kleine Blöcke (z. B. A1 und A2, B1 und B2) zweier Datenwerte, die mit fester Länge benachbart zueinander auf einem Band aufgezeichnet sind (z. B. M1 und M2) kleine Blöcke, die auf dem Schirm einander benachbart sind. Es wird davon ausgegangen, dass die Abweichung der Informationsmenge von Videodaten zwischen zwei benachbarten kleinen Blöcken auf einem Schirm notwendigerweise klein ist. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass hinsichtlich der Informationsmenge von Daten fester Länge (M1, M2, ...), die benachbart zueinander auf einem Band aufgezeichnet sind, eine Abweichung auftritt, so dass das Videosignal mit der gewünschten Bildqualität übertragen werden kann, d. h. dass die Wirkungsgrade der Codierung unter Bitratenverringerung verbessert werden kann.
Genauer gesagt, ist es erforderlich, die der Informationsmenge eines Bilds entsprechende Codemenge zuzuordnen, um die Videodaten zu codieren, während die gewünschte Bildqualität beibehalten bleibt. Andererseits ist es auch erforderlich, die Codemenge nach dem Codieren in jedem großen Block konstant zu machen. Im Ergebnis werden, wenn die Abweichung hinsichtlich der Informationsmenge für jeden großen Block groß ist, die Daten eines großen Blocks mit einer derartigen großen Informationsmenge verworfen, und es wird schwierig, eine ausreichende Bildqualität beizubehalten. Wenn die Codelänge des Blocks fester Länge groß gemacht wird, damit sie derjenigen des Blocks mit der größten Informationsmenge entspricht, um ausreichende Bildqualität beizubehalten, wird andererseits auch die Codelänge eines großen Blocks mit kleinerer Informationsmenge in unnötiger Weise erhöht, und es wird schwierig, eine Codierung unter Bitratenverringerung mit verbessertem Wirkungsgrad auszuführen. Demgemäß wurde bei einem herkömmlichen digitalen VTR die Abweichung der Informationsmenge jedes Blocks fester Länge auf die oben beschriebene Weise klein gemacht, um eine Codierung unter Bitratenverringerung mit verbessertem Wirkungsgrad auszuführen.
Außerdem werden dann, wenn Videodaten auf Grundlage kleine Blöcke, die aus einer Anzahl von Pixeln bestehen, aufgezeichnet werden und derartig aufgezeichnete Daten mit hoher Geschwindigkeit abgespielt werden, kleine Blöcke, die zu verschiedenen Halbbildern (Vollbildern) gehören, im Allgemeinen benachbart zueinander auf demselben Schirm abgespielt, und in einem derartigen Fall kann eine Grenze zwischen derartigen kleinen Blöcken visuell erkannt werden. Wenn eine große Anzahl kleiner Blöcke, die zu verschiedenen Halbbildern (Vollbildern) gehören, in fein gemischter Weise abgespielt werden, werden derartige Grenzen ebenfalls fein erzeugt, was im wiedergegebenen Bild so erscheint, als wäre eine Mosaikmuster-Verarbeitung ausgeführt worden.
Daher kann durch Aufrechterhalten der Kontinuität von Daten auf einem Schirm zwischen Blöcken fester Länge (z. B. M1 und M2), die unmittelbar benachbart zueinander auf einem Band aufgezeichnet sind, Datenkontinuität auf einem Schirm selbst dann gewährleistet werden, wenn mit hoher Geschwindigkeit abgespielt wird, wie in einem Hochgeschwindigkeits-Suchmodus, um das Auftreten eines Mosaikmusters auf einem Schirm zu verhindern, wodurch gute visuelle Qualität des wiedergebenen Bilds gewährleistet werden kann.
Die Art der Blockunterteilung auf einem Schirm beim oben beschriebenen herkömmlichen VTR zeigt ein Problem, wie es im Folgenden dargelegt ist. Ausgehend vom Standpunkt einer weiteren Verbesserung des Wirkungsgrads beim Codieren unter Bitratenverringerung ist es bevorzugt, den gesamten Schirm in so viele Bereiche wie möglich zu unterteilen, um die Anzahl kleiner Blöcke zu erhöhen, wie sie in jedem großen Block (Block fester Länge) enthalten sind, um eine Abweichung der Informationsmenge der Daten in jedem Block fester Länge zu unterdrücken. Jedoch ist es ausgehend vom Standpunkt, für gute visuelle Qualität des wiedergebenen Bilds beim Abspielen mit hoher Geschwindigkeit zu sorgen, bevorzugt, die Anzahl kleiner Blöcke zu verringern, wie sie in jedem großen Block (Block fester Länge) enthalten sind, um für Kontinuität der Daten auf einem Schirm zu sorgen, um eine Mosaikverformung auf dem Schirm zu verhindern.
Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, werden kleine Blöcke z. B. einzeln aus den jeweiligen sechs Bereichen A-F hergeleitet, um einen großen Block (M1- A1, B1, C1, D1, E1, F1) zu bilden, und es wird eine Steuerung der Codemenge ausgeführt, um dafür zu sorgen, dass die Codemenge für jeden großen Block konstant ist, um einen Block fester Länge zu bilden. Dann wird das Aufzeichnen auf einem Band auf Grundlage dieses Blocks fester Länge (M1, M2, M3, M4, ...) ausgeführt. Wenn die Ausbildung dergestalt ist, dass benachbarte kleine Blöcke auf einem Schirm (z. B. A1 und A2) zwei kleine Blöcke sind, die einander in zwei benachbarten Blöcken fester Länge (z. B. M1 und M2) auf dem Band entsprechen, folgen in jedem der Bereiche A-F nur 1/6 (z. B. fünf kleine Blöcke) der kleinen Blöcke (z. B. 30 kleine Blöcke), wie sie kontinuierlich bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe von einem Band abgespielt werden können, aufeinander. Wie es vorstehend beschrieben ist, wird eine Mosaikverformung im Allgemeinen durch die Erzeugung einer großen Anzahl von Grenzen zwischen zu verschiedenen Halbbildern gehörenden Blöcken hervorgerufen. Damit sich eine derartige Mosaikverformung ergibt, ist es jedoch erforderlich, dass es so viele kleine Blöcke wie möglich, die zum selben Halbbild gehören, auf dem Schirm wiedergegeben werden. Wenn nur fünf kleine Blöcke, die 1/6 der 30 kleinen Blöcke entsprechen, die kontinuierlich auf dem Schirm wiedergebbar sind, kontinuierlich in jedem der Bereiche A-F wiedergegeben werden können, wie oben beschrieben, wird jedoch eine große Anzahl von Grenzen zwischen zu verschiedenen Halbbildern gehörigen Blöcken auf dem Schirm erzeugt und bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe kann Mosaikverformung nicht ausreichend verhindert werden.
Umgekehrt kann, wenn der Schirm in eine kleinere Anzahl, z. B. zwei Teile, unterteilt ist, 1/2 der kleinen Blöcke, die von einem Band bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe kontinuierlich abgespielt werden können, in jedem der Bereiche aufeinanderfolgen, wodurch die visuelle Qualität des Bilds bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe in gewissen Ausmaß verbessert werden kann. Jedoch besteht in diesem Fall die Möglichkeit, dass die Abweichung der Informationsmenge in jedem Block fester Länge den Wirkungsgrad der Codierung unter Bitratenverringerung beeinträchtigt.
Daher kann der Designparameter eines digitalen VTR, insbesondere die Anzahl der in jedem Block fester Länge enthaltenen kleinen Blöcke nur durch einen Kompromiss zwischen dem Wirkungsgrad bei der Codierung unter Bitratenverringerung und der visuellen Qualität eines beim Abspielen mit hoher Geschwindigkeit wiedergebenen Bilds bestimmt werden, was zum Problem führt, dass es beim Entwerfen eines digitalen VTR deutlich an Flexibilität fehlt.
IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 37, No. 3, August 1991, Seiten 261-265 betrifft einen digitalen VCR, bei dem aus mehreren DCT, die auf dem Schirm getrennt sind, hergeleitete Synchronisiersignalblöcke auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung und/oder Wiedergabe eines Videosignals zu schaffen, die über einen verbesserten Wirkungsgrad bei der Bitraten-Verringerungscodierung eines Videosignals verfügt.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung und/oder Wiedergabe eines Videosignals zu schaffen, die über verbesserte Bildqualität eines Wiedergabebilds bei Hochgeschwindigkeits- Wiedergabe verfügt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung und/oder Wiedergabe eines Videosignals zu schaffen, die individuell eine Optimierung der Bitraten-Verringerungscodierurig und eine Optimierung der Bildqualität bei Hochgeschwindigkeits-Wiedergabe fördert.
Diese Aufgaben sind durch die Vorrichtungen gemäß den beigefügten Ansprüchen 1, 2, 4, 5 und 6 gelöst.
Ein Hauptvorteil der Erfindung ist es, die Möglichkeit einer Abweichung hinsichtlich der Informationsmenge in jedem großen Block zu verringern, um den Wirkungsgrad bei der Codierung unter Bitratenverringerung dadurch zu verbessern, dass die Codemenge eines großen Blocks gesteuert wird, der aus mehreren kleinen Blöcken besteht, die entfernt voneinander auf einem Schirm liegen, um einen Block fester Länge zu erzeugen, der Block fester Länge so unterteilt wird, dass die Hauptkomponenten jeweiliger kleiner Blöcke gesondert in Aufzeichnungsblöcken enthalten sind, und Fehlerkorrekturblöcke so umgeordnet werden, dass Aufzeichnungsblöcke, die die Hauptkomponenten kleiner, auf dem Schirm benachbarter Blöcke enthalten, auch auf dem Aufzeichnungsträger benachbart sind.
Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Mosaikverformung in einem Bild bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe verhindert ist, um bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe ein Bild hoher visueller Qualität zu erhalten, da die Anzahl kleiner Blöcke, wie sie kontinuierlich auf einer Spur beim Abspielen mit hoher Geschwindigkeit erfasst werden, unmittelbar der Anzahl kleiner Blöcke entspricht, die auf einem Schirm aufeinanderfolgen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, eine wahlfreie Einstellung von Designparametern zu ermöglichen, um den gewünschten Wirkungsgrad bei der Codierung unter Bitratenverringerung unabhängig von der Bildqualität eines Bilds bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe zu erzielen.
Das Vorstehende sowie Merkmale, Erscheinungsformen und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch den Aufbau eines herkömmlichen digitalen VTR zeigt.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Art einer Blockunterteilung auf einem Schirm entsprechend einem Codierungsverfahren unter Bitratenverringerung.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Datenanordnung in einer Spur, wie sie durch einen herkömmlichen digitalen VTR auf einem Band ausgebildet wurde.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das schematisch den Aufbau eines digitalen VTR gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das schematisch eine Art der Blockunterteilung eines Schirms gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 6 zeigt schematisch den Aufbau eines Blocks fester Länge gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 7 und 8 zeigen schematisch Unterteilungsverfahren eines Blocks fester Länge gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 9A-9C zeigen schematisch eine Datenanordnung, wenn vier Fehlerkorrekturblöcke entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erzeugt werden.
Fig. 10 zeigt schematisch die Beziehung zwischen Aufzeichnungsspuren, wie sie durch einen digitalen VTR gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf einem Band erzeugt werden, und einer Kopfbahn bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe.
Fig. 11 zeigt schematisch ein Beispiel einer Anordnung von Köpfen, wie bei einem Mehrkanal-Mehrsegment-Aufzeichnungsverfahren verwendet.
Fig. 12A-12C zeigen schematisch Spuren, wie sie durch einen digitalen VTR gemäß einem Mehrkanal-Mehrsegment-Aufzeichnungsverfahren erzeugt werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das schematisch den Aufbau eines digitalen VTR gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Gemäß Fig. 4 wird beim Aufzeichnen ein von einer nicht dargestellten Videosignalquelle geliefertes digitales Videosignal einer Schaltung 1 zum Bilden kleiner Blöcke innerhalb eines digitalen VTR zugeführt. Ähnlich wie im Fall des unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 beschriebenen Stands der Technik kombiniert die Schaltung 1 zum Bilden kleiner Blöcke eine Anzahl von Pixeln in horizontaler Richtung und vertikaler Richtung eines digitalen Videosignals, um mehrere Rechteckeinheiten (kleine Datenblöcke) A1, A2, ..., B1, B2, ..., C1, C2, ..., D1, D2, ... zu erzeugen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Das auf solche Weise umgeordnete digitale Videosignal wird einer Schaltung 2 zum Bilden großer Blöcke zugeführt.
Die Schaltung 2 zum Bilden großer Blöcke ordnet das digitale Videosignal auf Grundlage kleiner Blöcke dadurch um, dass sie kleine Blöcke sequentiell einzeln aus den Bereichen A, B, C und D, die durch vierfaches Unterteilen des gesamten Schirms, wie in Fig. 5 dargestellt, erhalten wurden, in absteigender Reihenfolge herleiten, wodurch sich mehrere große Blöcke (A1, B1, C1, D1), (A2, B2, C2, D2), ... ergeben. Das auf solche Weise umgeordnete digitale Videosignal wird an eine Schaltung 3 für orthogonale Transformation geliefert.
Die Schaltung 3 für orthogonale Transformation führt am eingegebenen digitalen Videosignal für jeden kleinen Block einen Prozess orthogonaler Transformation unter Verwendung eines wohlbekannten Verfahrens wie diskreter Cosinuswandlung um, und sie liefert das Signal an eine Schaltung 4 für Codierung mit variabler Länge. Die Schaltung 4 für Codierung mit variabler Länge führt für jeden kleinen Block entsprechend der Informationsmenge in jedem eingegebenen kleinen Block einen Prozess für Codierung mit variabler Länge aus. Obwohl die Codemenge der Information jedes kleinen Blocks beim Prozess für Codierung mit variabler Länge für jeden kleinen Block variabel ist, führt die Schaltung 4 für Codierung mit variabler Länge eine Steuerung so aus, dass die Gesamtheit der Codelängen der jeden großen Block bildenden mehreren kleinen Blöcke ein fester Wert ist, wodurch ein jedem großen Block entsprechender Datenblock fester Länge erhalten wird.
Wenn das vorliegende Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 6 genauer beschrieben wird, gilt, dass vier kleine Blöcke A1, B2, C1 und D1 einen großen Block (einen Block fester Länge) bilden, und vier kleine Blöcke A2, B2, C2 und D2 einen anderen großen Block (einen Block fester Länge) bilden. Dasselbe kann für die restlichen Blöcke ausgesagt werden. Die Schaltung 4 für Codierung mit variabler Länge steuert die Codemenge in solcher Weise, dass die gesamte Informationscodemenge in jedem großen Block gleich ist.
Ähnlich wie im Fall des oben beschriebenen Stands der Technik führt eine Umordnung eines digitalen Videosignals bei der Erfindung zu kleinen Blöcken (z. B. A1 und 51) im selben Block fester Länge, wobei diese auf einem Schirm voneinander getrennt liegen, und zu entsprechenden, auf einem Schirm zueinander benachbart liegenden Blöcken (z. B. A1 und A2) in benachbart zueinander aufgezeichneten Blöcken fester Länge. Daher ist die Möglichkeit einer Abweichung hinsichtlich der Informationslänge jedes Blocks fester Länge verringert. Ähnlich wie im Fall des oben beschriebenen Stands der Technik ist der Effekt einer Verbesserung des Wirkungsgrads der Codierung mit variabler Länge bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gewährleistet. Zusätzlich zu einem Effekt, der dem im Stand der Technik entspricht, zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung das folgende neuartige Merkmal.
Ein digitales Videosignal, das dem oben beschriebenen Prozess einer Codierung mit variabler Länge unterzogen wurde, wird an eine Aufzeichnungsblock- Erzeugungsschaltung 5 geliefert, durch die eine Datenunterteilung ausgeführt wird, um Aufzeichnungsblöcke zu erzeugen, die später beschrieben werden. Genauer gesagt, enthält der Code jedes einen Block fester Länge bildenden Blocks, wie in Fig. 6 dargestellt, Zusatzinformation, die die Codelänge nach dem Codieren repräsentiert, gefolgt von echter Information mit Videoinformation von einer niederfrequenten bis zu einer hochfrequenten Komponente nach orthogonaler Transformation, die fortlaufend ab der niederfrequenten Komponente angeordnet ist. Die oben genannte Zusatzinformation und die echte Information einer niederfrequenten Komponente werden als Hauptkomponenten der Information innerhalb der in einem Block fester Länge enthaltenen Information bezeichnet.
Die Aufzeichnungsblock-Erzeugungsschaltung 5 führt eine Datenunterteilung des Blocks fester Länge in solcher Weise aus, dass die oben genannten Hauptkomponenten der mehreren kleinen Blöcke, die den Block fester Länge bilden, in gesonderten Aufzeichnungsblöcken enthalten sind. Als derartige Unterteilungsverfahren existieren zwei Verfahren, nämlich ein erstes Verfahren, das schematisch in Fig. 7 dargestellt ist, sowie ein zweites Verfahren, das schematisch in Fig. 8 dargestellt ist.
Nun wird das in Fig. 7 dargestellte erste Verfahren beschrieben. Fig. 7 zeigt den Fall, dass ein Block fester Länge in Aufzeichnungsblöcke 1-5 unterteilt ist. Aus der Information kleiner Blöcke A-D, die einen Block fester Länge bilden, wird die Hauptkomponenteninformation jeweiliger kleiner Blöcke gesondert in Aufzeichnungsblöcken 1-4 angeordnet, und Komponenten, die nicht so wichtig sind und nicht in den Hauptkomponenten enthalten sind, wie hochfrequente Information, werden aus den jeweiligen vier kleinen Blöcken gesammelt, um in einem zusätzlichen Aufzeichnungsblock 5 angeordnet zu werden. Die Unterteilung eines Blocks fester Länge in Aufzeichnungsblöcke 1-5 wird auf derartige Weise ausgeführt.
Nachfolgend wird das in Fig. 8 dargestellte zweite Verfahren beschrieben. Fig. 8 zeigt den Fall, dass ein Block fester Länge in Aufzeichnungsblöcke 1 -4 unterteilt wird. Genauer gesagt, wird die mittlere Codelänge kleiner Blöcke A-D, die einen Block fester Länge bilden, als Codelänge für jeden Aufzeichnungsblock bestimmt, und Information jeweiliger kleiner Blöcke A - D wird gesondert in den Aufzeichnungsblöcken 1-4 angeordnet. Die Information eines kleinen Blocks mit einer Codelänge über dem Mittelwert, die nicht im entsprechenden Aufzeichnungsblock untergebracht werden konnte, wird in einem freien Bereich eines anderen Aufzeichnungsblocks untergebracht, in dem Daten eines kleinen Blocks mit einer Codelänge unter dem Mittelwert untergebracht sind. Die Unterteilung eines Blocks fester Länge in Aufzeichnungsblöcke 1-4 wird auf derartige Weise ausgeführt.
Durch Unterteilen von Daten fester Länge in solcher Weise, dass die Hauptinformationskomponenten mehrerer kleiner Blöcke in gesonderten Aufzeichnungsblöcken gemäß den oben beschriebenen Verfahren 1 und 2 angeordnet werden, wodurch ein beliebiger der Aufzeichnungsblöcke 1-4 durch ein Abspielsystem eines digitalen VTR erfasst werden kann, wie dies nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird, kann das darin enthaltene Videosignal eines kleinen Blocks ohne große Beeinträchtigung der Bildqualität wiederhergestellt werden.
Das erste Verfahren gemäß Fig. 7 zeichnet sich dadurch aus, dass die Hauptkomponenten jeweiliger kleiner Blöcke leicht in gesonderte Aufzeichnungsblöcke unterteilt werden können und dass nur die für Hochgeschwindigkeitswiedergabe erforderliche Information zuverlässig erfasst werden kann, da die Hauptkomponenten eines Videosignals in einer Gruppe aufgezeichnet sind. Das zweite Verfahren gemäß Fig. 8 zeichnet sich dadurch aus, dass die Hauptkomponenten der jeweiligen kleinen Blöcke leicht in gesonderte Aufzeichnungsblöcke unterteilt werden können und dass jeder Aufzeichnungsblock notwendigerweise die Hauptkomponenten des entsprechenden kleinen Blocks enthält, so dass ein kleiner Block sicher abgespielt werden kann, wenn ein Aufzeichnungsblock bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe abgespielt werden kann.
Obwohl die Aufgaben der Erfindung durch eines der oben beschriebenen Verfahren 1 oder 2 erzielt werden können, wird beim folgenden Beispiel zum Vereinfachen der Beschreibung das zweite Verfahren gemäß Fig. 8 verwendet.
Das von der Aufzeichnungsblock-Erzeugungsschaltung 5 erzeugte Videosignal wird an eine Fehlerkorrektur-Codierungsschaltung 6 geliefert, in der ein Fehlerkorrekturcode (Parität) hinzugefügt wird, um einen Fehler zu korrigieren, wie er in einem Wiedergabesystem erzeugt wird. Genauer gesagt, wird der Fehlerkorrektur-Codierungsprozess unter Verwendung der wohlbekannten Read-Solomon-Produktcodes mit äußeren und inneren Codes ausgeführt, was zu mehreren Fehlerkorrekturblöcken führt. In jedem Fehlerkorrekturblock sind die oben beschriebenen Aufzeichnungsblöcke in einer eineindeutiger Entsprechung zu inneren Codes untergebracht.
Die Fig. 9A-9C zeigen schematisch die Datenanordnung im Fall des Erzeugens von vier Fehlerkorrekturblöcken gemäß der Erfindung. Genauer gesagt, entspricht Fig. 9A dem unterteilten Schirm von Fig. 5, wobei die kleinen Blöcke A1, A2, A3, A4, ..., B1, B2, B3, B4, ..., C1, C2, C3, C4, ..., D1, D2, D3, D4, ... auf einem Schirm entsprechenden Aufzeichnungsblöcke sequentiell in Fehlerkorrekturblöcken der entsprechenden Nummerierung untergebracht sind, wie es in Fig. 9B dargestellt ist. Z. B. sind die Aufzeichnungsblöcke A1, B1, C1, D1, ... im ersten Fehlerkorrekturblock als äußerer Code untergebracht, wobei die äußere Parität hinzugefügt ist, und A2, B2, C2, D2, ... sind im zweiten Fehlerkorrekturblock als äußerer Code untergebracht, wobei die äußere Parität hinzugefügt ist. Die restlichen Aufzeichnungsblöcke sind auf ähnliche Weise aufeinanderfolgend in den entsprechenden Fehlerkorrekturblöcken untergebracht.
Aufzeichnungsblöcke, die einem Fehlerkorrektur-Codierungsprozess unterzogen wurden, und so angeordnet sind, wie es in Fig. 9B dargestellt ist, werden an eine Umordnungsschaltung 7 geliefert. Die Umordnungsschaltung 7 ordnet die Aufzeichnungsblöcke, die so angeordnet sind, wie es in Fig. 9B dargestellt ist, so um, wie es in Fig. 9C dargestellt ist, wobei auf einem Schirm benachbarte kleine Blöcke (z. B. A1, A2, A3, A4, ...) ebenfalls benachbart auf einer Spur liegen, wenn sie auf einem Band aufgezeichnet sind.
Auf solche Weise umgeordnete Aufzeichnungsblöcke werden durch eine nicht dargestellte Modulationsschaltung moduliert, um über einen Magnetkopf 8 auf einem Magnetband 9 aufgezeichnet zu werden.
So sind innere Codes, die jeweils benachbarten kleinen Blöcken auf einem Schirm entsprechen (z. B. A1 und A2 in Fig. 9A), auf verteilte Weise in gesonderten Fehlerkorrekturblöcken enthalten (z. B. im ersten und zweiten Fehlerkorrekturblock von Fig. 9B). Ferner sind die Daten kleiner, auf einem Schirm benachbarter Blöcke (A1 und A2) so umgeordnet, dass sie selbst in der in Fig. 9C dargestellten Aufzeichnungsspur benachbart liegen. Daher werden beim Abspielen innere Codes aufeinanderfolgend einzeln aus den vier Fehlerkorrekturblöcken hergeleitet. Im Ergebnis ist, wenn im Abspielsystem ein Fehlerbündel entlang der Längsrichtung der Spur von Fig. 9C vorliegt, ein derartiges Fehlerbündel über die vier Fehlerkorrekturblöcke verteilt. Im Vergleich mit der in Fig. 3 dargestellten herkömmlichen Datenanordnung sorgt die erfindungsgemäße, oben beschriebene Datenanordnung für die Wirkung, dass die Länge eines Fehlerbündels, das ohne äußere Codes korrigiert werden kann, vervierfacht ist. Es existiert auch der Vorteil einer Verbesserung der visuellen Qualität des Bilds bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe.
Bei der Wiedergabe werden die kleinen Blöcke A1, A2, A3, A4, ... von auf dem Band 9 aufgezeichneten Daten, wie in Fig. 9C dargestellt, über einen Magnetkopf 10 abgespielt und durch eine nicht dargestellte Demodulationsschaltung demoduliert. Das demodulierte Videosignal wird an eine Schaltung 11 für Umkehrung der Umordnung geliefert, in der die kleinen Blöcke in den mehreren Fehlerkorrekturblöcken wieder in die in Fig. 9B dargestellte ursprüngliche Anordnung umgeordnet werden.
Das umgeordnete Videosignal aus der Schaltung 11 für Umkehrung der Umordnung wird an eine Fehlerkorrektur-Decodierungsschaltung 12 geliefert. Diese Fehlerkorrektur-Decodierungsschaltung 12 führt am zugeführten Videosignal eine Fehlerkorrektur aus, um einen beim Abspielen erzeugten Fehler zu korrigieren, wodurch die ursprünglichen Aufzeichnungsblöcke wiederhergestellt und an eine Aufzeichnungsblock-Zerlegeschaltung 13 geliefert werden. Die Fehlerkorrektur-Decodierungsschaltung 12 hängt an einen Aufzeichnungsblock (kleiner Block), der nicht korrigiert werden konnte, ein Fehlerflag an und liefert denselben an die Aufzeichnungsblock-Zerlegeschaltung 13.
Diese Aufzeichnungsblock-Zerlegeschaltung 13 zerlegt den gemäß Fig. 9B erzeugten Aufzeichnungsblock, um die Daten so umzuordnen, das die codierten Daten für jeden einen Block fester Länge bildenden kleinen Block, wie in Fig. 6 dargestellt, wiederhergestellt werden. Die sich ergebenden Daten werden an eine erste Verdeckungsschaltung 14 geliefert.
Wenn in demjenigen Teil eines Aufzeichnungsblocks, in dem die Hauptkomponenten des entsprechenden kleinen Blocks enthalten sind (weißes Gebiet in den Fig. 7 und 8) kein Fehler existiert, und wenn in demjenigen Teil eines Aufzeichnungsblock, in dem unwichtige Komponenten des entsprechenden kleinen Blocks enthalten sind (schraffiertes Gebiet in den Fig. 7 und 8) ein Fehler enthalten ist, ersetzt die erste Verdeckungsschaltung 14 derartige unwichtige Komponenten z. B. durch "0" und löscht das Fehlerflag, das durch die Fehlerkorrektur-Decodierungsschaltung 12 hinzugefügt würde. Wenn in demjenigen Teil eines Aufzeichnungsblocks, in dem die Hauptkomponenten des entsprechenden kleinen Blocks enthalten sind, ein Fehler existiert, erzeugt die erste Verdeckungsschaltung 14 ein Fehlerflag, das an eine zweite Verdeckungsschaltung 17 in der Folgestufe geliefert wird.
Ein Videosignal, das durch die erste Verdeckungsschaltung 14 dem oben beschriebenen Korrekturprozess unterzogen wurde, wird an eine Schaltung 15 für Codierung mit variabler Länge geliefert. Diese Schaltung 15 für Decodierung mit variabler Länge führt für jeden kleinen Block einen Decodierungsprozess codierter Daten mit variabler Länge aus, um die Daten an eine Schaltung 16 für inverse orthogonale Transformation zu liefern. Diese Schaltung 16 für inverse orthogonale Transformation führt einen Prozess orthogonaler Transformation umgekehrt zu dem beim Aufzeichnen der Daten für jeden kleinen Block aus, um Pixel für jeden kleinen Block zu erhalten.
Obwohl das Videosignal eines kleinen Blocks mit unwichtigen Komponenten, die aufgrund eines Fehlers durch die erste Verdeckungsschaltung 14 durch "0" ersetzt sind, in geringfügiger Weise seine hochfrequenten Komponenten verloren hat, ist es möglich, ein Wiedergabebild mit einer Bildqualität auf bestimmten Niveau zu erzielen. Wenn in demjenigen Teil eines Aufzeichnungsblocks, in dem die Hauptkomponenten des entsprechenden kleinen Blocks enthalten sind, ein Fehler existiert und wenn durch die erste Verdeckungsschaltung 14 ein Fehlerflag an die zweite Verdeckungsschaltung 17 geliefert wurde, werden die Pixel dieses kleinen Blocks durch die zweite Verdeckungsschaltung 17 durch Pixel eines kleinen Blocks an derselben Position im vorangegangenen Schirm ersetzt.
Die für jeden kleinen Block erhaltenen Pixel werden an eine Zerlegeschaltung 18 für große Blöcke geliefert. Diese Zerlegeschaltung 18 für große Blöcke ordnet die kleinen Blöcke, wie in Fig. 9A dargestellt, zur Wiedergabe an ihren jeweiligen Positionen auf dem Schirm um. Die Zerlegeschaltung 19 für kleine Blöcke zerlegt die Pixel jedes kleinen Blocks, um die Anordnung des digitalen Videosignals auf diejenige Weise wiederzugeben, die derjenigen des digitalen Videosignals entspricht, das beim Aufzeichnen an die Schaltung 1 zum Erzeugen kleiner Blöcke geliefert wurde. Das wiedergegebene digitale Videosignal wird an einen nicht dargestellten Monitor geliefert. So ist eine Darstellung eines Wiedergabebilds möglich.
Fig. 10 zeigt schematisch die Beziehung zwischen auf einem Band durch einen digitalen VTR gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel aufgezeichneten Spuren und einer Kopfbahn bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe. Bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe überquert ein Abspielkopf mehrere auf dem Band erzeugte Aufzeichnungsspuren, um einen Abtastvorgang auszuführen. Unter Verwendung eines Azimut-Aufzeichnungs-Verfahrens kann ein Videosignal unter Verwendung eines Kopfs von jeder zweiten Spur erfasst werden, wie es durch die schraffierte Linie in Fig. 10 dargestellt ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Daten kleiner Blöcke, die auf einem Schirm benachbart sind (z. B. A1, A2, A3, A4, ...) auf Grundlage eines inneren Codes aufeinanderfolgend aufgezeichnet, wie es in Zusammenhang mit Fig. 9C beschrieben wurde, so dass ein Signal mit bestimmter Kontinuität, wie in Fig. 10 dargestellt, selbst bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe erfasst werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in auf einer Aufzeichnungsspur benachbarten inneren Codes die Hauptkomponenten derjenigen kleinen Blöcke untergebracht, die auf einem Schirm benachbart zueinander liegen, wie es in Zusammenhang mit den Fig. 9A-9C beschrieben wurde, so dass die Anzahl innerer Codes, die aufeinanderfolgend auf der aufgezeichneten Spur (dem schraffierten Bereich in Fig. 10) bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe erfasst werden können, unmittelbar der Anzahl kleiner Blöcke entspricht, die auf dem Schirm aufeinanderfolgen. Im Ergebnis kann eine Mosaikverformung auf einem Schirm bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe verhindert werden, um bei solcher Hochgeschwindigkeitswiedergabe ein Bild mit hoher visueller Bildqualität zu erzielen.
Obwohl vorstehend der Grundaufbau und der Grundbetrieb der Erfindung erläutert wurden, wird bei einem herkömmlichen digitalen VTR das sogenannte Mehrkanal-Mehrsegment-Aufzeichnungsverfahren verwendet, bei dem die Daten eines Schirms auf mehrere Spuren verteilt werden, um unter Verwendung mehrerer Köpfe aufgezeichnet zu werden, und zwar angesichts der großen aufzuzeichnenden Informationsmenge digitaler Videosignale. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Erfindung bei einem digitalen VTR mit einem Mehrkanal-Mehrsegment-Aufzeichnungsverfahren angewandt ist.
Fig. 11 zeigt schematisch ein Beispiel der Anordnung von Köpfen, wie bei einem Mehrkanal-Mehrsegment-Aufzeichnungsverfahren verwendet. In der folgenden Beschreibung ist zur Vereinfachung angenommen, dass die in Fig. 11 dargestellten vier Köpfe dazu verwendet werden, die Daten des digitalen Videosignals für einen Schirm auf vier aufzuzeichnende Spuren zu verteilen.
Gemäß Fig. 11 sind die Köpfe A1 und A2 Köpfe mit dem Azimut +, während die Köpfe b1 und b2 Köpfe mit dem Azimut - sind. Mit dem Paar von Köpfen a1 und b1 sowie dem Paar von Köpfen a2 und b2 werden Videodaten für einen Schirm auf einem Band unter Verwendung der zwei Paare, d. h. von insgesamt vier Köpfen, pro Umdrehung der rotierenden Trommel von Fig. 11 aufgezeichnet.
Fig. 12A zeigt den Fall, dass die Daten eines Schirms unter Verwendung der vier Köpfe in vier Spuren aufgezeichnet werden. Gemäß Fig. 12A zeigt das durch eine dicke durchgezogene Linie gekennzeichnete Gebiet den Bereich, in dem die Daten eines Schirms aufgezeichnet sind, und die durch zwei Teilen eines derartigen Bereichs durch eine dünne durchgezogene Linie gebildeten zwei Bereiche sind solche Bereiche, wie sie durch die Kopfpaare a1 und a2 bzw. a2 und b2 erzeugt werden. Jeder durch eine gestrichelte Linie gebildete Bereich entspricht einer durch jeden Kopf erzeugten Spur.
Nachfolgend werden die Funktionen der Fehlerkorrektur-Codierungsschaltung 6 und der Umordnungsschaltung 7 des in Fig. 4 dargestellten Aufzeichnungssystems für das vorliegende Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie es bereits in Zusammenhang mit Fig. 9B beschrieben wurde, erzeugt die Fehlerkorrektur- Codierungsschaltung 6 mehrere Fehlerkorrekturblöcke (m Blöcke), um Aufzeichnungsblöcke für jeden Fehlerkorrekturblöcke zu speichern. Um Spuren und Fehlerkorrekturblöcke mit gutem Gleichgewicht zu verschachteln, ist es wünschenswert, den Wert von M so einzustellen, dass die Anzahl innerer Codes für jeden Korrekturblock sowie die Anzahl innerer Codes der Aufzeichnungsblöcke, die die Hauptkomponenten der kleinen Blöcke enthalten, ein mehrfaches von 4 sind.
Genauer gesagt, sei angenommen, dass die Anzahl der inneren Codes X ist und die Anzahl der inneren Codes, wie sie den Aufzeichnungsblöcken entsprechen, die die Hauptkomponenten kleiner Blöcke enthalten, für jeden Korrekturblock Y ist, wobei als Beispiel der Fall vorliegen soll, dass die Anzahl 4 von Spuren vorliegt, wie im Fall des Ausführungsbeispiels. Um ein Verschachteln mit gutem Gleichgewicht auszuführen, d. h. um in jedem Korrekturblock enthaltene X innere Codes gleichmäßig auf 4 Spuren zu verteilen, sollte die Zahl X ein mehrfaches von 4 sein, und insbesondere angesichts des Erfordernisses, dass die tatsächlichen Daten wie auch die Paritätsdaten gleichmäßig verteilt sein sollten, sollte auch die Anzahl Y ein mehrfaches von 4 sein.
Hier wird die Beschreibung unter der Annahme angegeben, dass die obigen Bedingungen erfüllt sind, wenn die Anzahl M der Fehlerkorrekturblöcke 4 ist. In diesem Fall sind, wie es in Fig. 9B dargestellt ist, die Daten in jeweiligen Fehlerkorrekturblöcken so angeordnet, dass innere Codes, die die Hauptkomponenten kleiner, auf einem Schirm benachbarter Blöcke enthalten, auf gesonderte Fehlerkorrekturblöcke verteilt sind.
Obwohl die Umordnungsschaltung 7 so arbeitet, dass sie Daten so anordnet, dass innere Codes, die die Hauptkomponenten von auf einem Schirm benachbarten kleinen Blöcken enthalten, ebenfalls auf Spuren einander benachbart sind, werden zwei durch die Kopfpaare a1 und b1 oder a2 und b2 erzeugte Spuren (Bereiche, die durch eine dünne durchgezogene und eine dicke durchgezogene Linie gebildet sind, als eine Spur genommen, in der Daten wie bei der in Fig. 12B des vorliegenden Ausführungsbeispiels dargestellten Anordnung umgeordnet sind.
Genauer gesagt, führt die Umordnungsschaltung 7 eine Umordnung von Daten in solcher Weise aus, dass innere Codes, die auf einem Schirm benachbarte kleine Blöcke enthalten, im Paar von Spuren abwechselnd aufeinanderfolgend aufgezeichnet werden, wie Block A1 in Spur a1. Block A2 in Spur b1, Block A3 in Spur a1. Block A4 in Spur b1, Block A5 in Spur b1, Block A6 in Spur a1. Block A7 in Spur b1, Block A8 in Spur a1.
Der Grund, weswegen Daten nicht einfach in der Reihenfolge der Blöcke A1, A3, A5, A7, ... auf der Spur a1 verteilt werden, sondern sie in einer Austauschabfolge zwischen den Blöcken A1-A4 und den Blöcken A5-A8 verteilt werden, wird nachfolgend beschrieben. Wenn Daten einfach in der Reihenfolge A1, A3, A5, A7, ... in der Spur a1 angeordnet werden, kann ein Fehlerbündel dann, wenn es in der Richtung entlang der Spur erzeugt wird, auf nur zwei Fehlerkorrekturblöcke verteilt werden, nämlich den ersten und den dritten Fehlerkorrekturblock von Fig. 9B. Wenn die Daten in der Reihenfolge der Blöcke A1, A3, A6, A8, ... in der Spur a1 angeordnet werden, kann das Fehlerbündel auf alle vier Fehlerkorrekturblöcke 1-4 verteilt werden.
Die Erfindung kann so realisiert werden, dass die Anordnungsreihenfolge zwischen den Blöcken A1-A4 und den Blöcken A5-A8 ausgetauscht wird, wenn Fehlerkorrekturblöcke durch die Fehlerkorrektur-Codierungsschaltung 6 zu erzeugen sind, und sie dann als solche dem Paar von Spuren zugeordnet werden, wenn die Daten in einer Spur durch die Umordnungsschaltung 7 umgeordnet werden.
Fig. 12C zeigt schematisch die Beziehung zwischen auf einem Band aufgezeichneten Aufzeichnungsspuren, wie in Fig. 12B dargestellt, und der Bahn eines Kopfpaars (z. B. Köpfe a1 und b1) bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe. Gemäß Fig. 12C liegen die Bereiche der Spuren a1 und a2 und a1 (schraffiertes Gebiet), die vom Kopf a1 abgetastet werden, um aufgezeichnete Daten zu erfassen, und die Bereiche von Spuren b1 und b2 und b1 (schraffiertes Gebiet) mit anderem Azimut, die durch den Kopf b1 abgetastet werden, um aufgezeichnete Daten zu erfassen, an im Wesentlichen entsprechenden Positionen. Wie es in Verbindung mit Fig. 12B beschrieben wurde, kann durch Anordnen von auf einem Schirm benachbarten kleinen Blöcken in ein Paar bildenden Spuren auf abwechselnde Weise sowie durch Ausführen einer gleichzeitigen Erfassung durch das oben angegebene Paar von Köpfen die doppelte Anzahl kleiner Blöcke aufeinanderfolgend abgespielt werden, was zur verdoppelten Anzahl von auf einem Schirm aufeinanderfolgenden kleinen Blöcken führt, und zwar im Vergleich mit dem Fall, in dem Aufzeichnungsblöcke (innere Codes), die die Hauptkomponenten von auf einem Schirm benachbarten kleinen Blöcken enthalten, einfach benachbart auf einer einzelnen Spur angeordnet sind, die von einem Kopf aufeinanderfolgend zu erfassen sind, wie es in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist. Durch Anwenden der vorliegenden Erfindung auf einen digitalen VTR gemäß einem Mehrkanal-Mehrsegment-Aufzeichnungsverfahren, wie in den Fig. 11 und 12 dargestellt, kann eine Mosaikverformung auf einem Schirm bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe wirkungsvoller vermieden werden, um ein Wiedergabebild mit höherem Niveau der visuellen Bildqualität zu erzielen.
Die Erfindung ist bei einem Aufzeichnungs/Wiedergabe-Verfahren für Bänder verschiedener Formate anwendbar, wobei ähnliche Wirkung dadurch erzielt werden kann, dass Daten entsprechend diesem Aufzeichnungs/Wiedergabe-Verfahren umgeordnet werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist angenommen, dass Aufzeichnungsblöcke und innere Codes in eineindeutiger Entsprechung stehen. Wenn die Codelänge jedes Aufzeichnungsblocks zu lang ist, kann ein Aufzeichnungsblock so unterteilt werden, dass er mehreren inneren Codes entspricht, wobei die Fähigkeit der Fehlerkorrektur durch innere Codes berücksichtigt wird. Umgekehrt können dann, wenn die Codelänge jedes Aufzeichnungsblocks zu kurz ist und ausgehend vom Standpunkt der Redundanz nachteilig ist, mehrere Aufzeichnungsblöcke, die die Hauptkomponenten mehrerer auf einem Schirm benachbarter kleiner Blöcke enthalten, so kombiniert werden, dass sie einem inneren Code entsprechen.
Obwohl bei den obigen Ausführungsbeispielen der Erfindung als Beispiel zum Erzielen eines gewünschten Wirkungsgrads bei Codierung unter Bitratenverringerung und eines Wiedergabebilds hoher Qualität bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe 4 geteilt ist, ist die Erfindung nicht auf diese Teilung durch 4 beschränkt, sondern sie ist für den Fall anwendbar, dass der Schirm auf andere Weise unterteilt ist.
Wie es ebenfalls bereits im Abschnitt der Beschreibung der hintergrundbildenden Technik beschrieben wurde, war es herkömmlicherweise vom Standpunkt einer Verbesserung des Wirkungsgrads bei der Codierung unter Bitratenverringerung wünschenswert, den gesamten Schirm in so viele Bereiche wie möglich zu unterteilen, während es vom Standpunkt guter visueller Bildqualität eines Wiedergabebilds bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe wünschenswert war, den gesamten Schirm in eine so geringe Anzahl von Bereichen wie möglich zu unterteilen. Herkömmlicherweise wurden die Erzielung einer Codierung unter Bitratenverringerung und die Erzielung guter visueller Bildqualität eines Bilds bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe gemeinsam bewertet, um Designparameter eines digitalen VTR auf Grundlage eines Kompromisses der beiden Punkte zu bestimmen. Dem gegenüber können bei der Erfindung die Optimierung bei der Codierung unter Bitratenverringerung und die Optimierung eines Bilds bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe individuell bewertet werden.
Wenn z. B. der Fall betrachtet wird, in dem nur der Wirkungsgrad bei der Codierung unter Bitratenverringerung zu verbessern ist, während die Qualität eines Bilds bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe bei einer Vierfachunterteilung des Schirms beizubehalten ist, ist es erforderlich, die Abweichung der Informationsmenge weiter zu verringern, um den Wirkungsgrad beim Codieren zu verbessern. Dies kann dadurch erfüllt werden, dass die Unterteilungszahl des Schirms erhöht wird, um die Anzahl von Blöcken zu erhöhen, die in einem Block fester Länge enthalten sind. Da bei der Erfindung Daten so angeordnet sind, dass auf einem Schirm benachbarte kleine Blöcke auch selbst auf einer Spur benachbart sind, kann die Bildqualität eines Bilds bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe sogar in diesem Fall beibehalten werden. D. h., dass gemäß der Erfindung ein Schirm in eine beliebige Anzahl von Teilen unterteilt werden kann, um bei der Codierung unter Bitratenverringerung einen gewünschten Wirkungsgrad unabhängig von der Bildqualität eines Bilds bei Hochgeschwindigkeitswiedergabe zu erzielen.
Obwohl die Erfindung im Einzelnen beschrieben und veranschaulicht wurde, ist es deutlich zu beachten, dass dies nur zur Veranschaulichung und als Beispiel erfolgte und nicht zur Beschränkung zu verwenden ist.

Claims

1. Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung eines Videosignals, mit:

- einer Erzeugungseinrichtung für kleine Blöcke zum Sammeln einer Anzahl abgetasteter Werte zum Erzeugen eines kleinen Blocks;

- einer Erzeugungseinrichtung für große Blöcke zum Sammeln einer Anzahl durch die Erzeugungseinrichtung für kleine Blöcke erhaltenen kleinen Blöcke zum Erzeugen eines großen Blocks;

- einer Einrichtung zum Steuern der Codemenge in solcher Weise, dass die Gesamtcodemenge der im großen Block enthaltenen kleinen Blöcke konstant ist, um einen Block fester Länge zu erzeugen; und

- einer Einrichtung zum Unterteilen des Blocks fester Länge in eine Anzahl von Aufzeichnungsblöcken mit jeweils derselben Länge; und einer Aufzeichnungsblock-Verarbeitungseinrichtung zum Ausführen einer Fehlerkorrekturcodierung der Aufzeichnungsblöcke und auch zum Ausführen einer Umordnung der Aufzeichnungsblöcke, die auf einem Aufzeichnungsträger aufzuzeichnen sind;

- wobei die Erzeugungseinrichtung für große Blöcke den großen Block aus einer Anzahl kleiner Blöcke erzeugt, die auf einem Schirm voneinander beabstandet liegen;

- wobei die Einrichtung zum Unterteilen des Blocks fester Länge die Unterteilung so ausführt, dass Hauptkomponenten der kleinen Blöcke gesondert in den Aufzeichnungsblöcken gespeichert werden;

- wobei die Aufzeichnungsblock-Verarbeitungseinrichtung die Umordnung der Aufzeichnungsblöcke in solcher Weise ausführt, dass diejenigen Aufzeichnungsblöcke, die Hauptkomponenten der auf dem Schirm benachbarten kleinen Blöcke speichern, auch auf dem Aufzeichnungsträger benachbart sind.

2. Vorrichtung zur digitalen Wiedergabe eines Videosignals zum Wiedergeben eines ursprünglichen Videosignals aus einem Signal auf einem Aufzeichnungsträger, auf dem Aufzeichnungsblöcke, die Hauptkomponenten von auf einem Schirm benachbarten kleinen Blöcken speichern, durch eine Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung eines Videosignals gemäß Anspruch 1 so aufgezeichnet wurden, dass sie auch auf dem Aufzeichnungsträger benachbart sind, mit:

- einer Einrichtung zum Rekonstruierten eines ursprünglichen Block fester Länge aus einem vom Aufzeichnungsträger erfassten Signal durch Ausführen einer Fehlerkorrektur auf Grundlage von im erfassten Signal enthaltenen Fehlerkorrekturcodes gemeinsam mit einer Umordnung entgegengesetzt zur Anordnung beim Aufzeichnen, wie im Anspruch 1 definiert, so dass Aufzeichnungsblöcke gesammelt werden, die kleinen, beim Aufzeichnen gesammelten Blöcken entsprechen;

- einer Einrichtung zum Decodieren des rekonstruierten Blocks fester Länge zum Rekonstruieren eines ursprünglichen großen Blocks; und

- einer Einrichtung zum Wiederherstellen abgetasteter Werte in den ursprünglichen kleinen Blöcken aus dem decodierten ursprünglichen großen Block für entsprechende Positionen auf einem Schirm, um das Wiedergabebild zu erhalten.

3. Vorrichtung zur digitalen Wiedergabe eines Videosignals nach Anspruch 2, ferner mit:

- einer Flageinrichtung zum Hinzufügen eines Flagsignals zum erfassten Signal, das anzeigt, dass ein Fehler nicht korrigiert werden konnte, wenn durch den Fehlerkorrekturvorgang ein Signalfehler nicht korrigiert werden konnte; und

- einer Verdeckungseinrichtung zum Verdecken eines erfassten Signals mit einem nicht korrigierten Fehler gemäß dem Flagsignal.

4. Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung eines Videosignals, mit:

- einer Einrichtung zum Unterteilen des Blocks fester Länge in eine Anzahl von Aufzeichnungsblöcken mit jeweils derselben Länge; wobei die Anzahl der Aufzeichnungsblöcke der Anzahl der den Block fester Länge bildenden kleinen Blöcke entspricht; und

- einer Aufzeichnungsblock-Verarbeitungseinrichtung zum Umordnen der auf einem Aufzeichnungsträger aufzuzeichnenden Aufzeichnungsblöcke;

- wobei die Einrichtung zum Unterteilen des Blocks fester Länge die Unterteilung so ausführt, dass Hauptkomponenten der kleinen Blöcke gesondert in den Aufzeichnungsblöcken gespeichert werden, und sie Information, die nicht in einem Aufzeichnungsblock gespeichert werden konnte, in einem freien Bereich eines anderen Aufzeichnungsblocks speichert;

5. Vorrichtung zur digitalen Wiedergabe eines Videosignals zum Wiedergeben eines ursprünglichen Videosignals aus einem Signal auf einem Aufzeichnungsträger, das durch eine im Anspruch 4 definierte Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung eines Videosignals aufgezeichnet wurde, mit:

- einer Einrichtung zum Rekonstruieren ursprünglicher Aufzeichnungsblöcke aus einem vom Aufzeichnungsträger erfassten Signal, um einen ursprünglichen Block fester Länge zu rekonstruieren;

- einer Einrichtung zum Wiederherstellen abgetasteter Werte in den ursprünglichen kleinen Blöcken aus dem decodierten ursprünglichen großen Block für entsprechende Positionen auf einem Schirm, um das Wiedergabebild zu erhalten;

- wobei die Einrichtung zum Wiederherstellen des ursprünglichen Blocks fester Länge eine Umordnung entgegengesetzter Anordnung beim Aufzeichnen, wie im Anspruch 4 definiert, in solcher Weise ausführt, dass Aufzeichnungsblöcke gesammelt werden, die beim Aufzeichnen entsprechend kleinen Blöcken gesammelt wurden, um einen Block fester Länge zu bilden, und sie einen in einem freien Bereich in einem anderen Block beim Aufzeichnen gespeicherten Code in den ursprünglichen Aufzeichnungsblock zurückliefert, um den Block fester Länge zu rekonstruieren.

6. Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals, mit:

- wobei die Aufzeichnungsblock-Verarbeitungseinrichtung die Umordnung der Aufzeichnungsblöcke in solcher Weise ausführt, dass diejenigen Aufzeichnungsblöcke, die Hauptkomponenten der auf dem Schirm benachbarten kleinen Blöcke speichern, auch auf dem Aufzeichnungsträger benachbart sind;

- wobei diese Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals ferner Folgendes aufweist:

- eine Einrichtung zum Rekonstruieren ursprünglicher Aufzeichnungsblöcke aus einem auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Signal, um beim Wiedergeben des aufgezeichneten digitalen Signals einen Block fester Länge zu rekonstruieren;

- eine Einrichtung zum Decodieren des rekonstruierten Blocks fester Länge zum Rekonstruieren eines ursprünglichen großen Blocks; und

- eine Einrichtung zum Wiederherstellen abgetasteter Werte in ursprünglichen kleinen Blöcken aus dem rekonstruierten großen Block für entsprechende Positionen auf einem Schirm, um ein Wiedergabebild zu erhalten;

- wobei die Einrichtung zum Rekonstruieren des Blocks fester Länge eine Umordnung entgegengesetzt zur Anordnung bei der Aufzeichnung in solcher Weise ausführt, dass Aufzeichnungsblöcke gesammelt werden, die kleinen Blöcken entsprechen, die beim Aufzeichnen zum Erzeugen eines Blocks fester Länge gesammelt wurden, und sie in einem anderen Aufzeichnungsblock gespeicherte Information an den ursprünglichen Aufzeichnungsblock zurückliefert;

- wobei dann, wenn wegen eines Fehlers beim Zurückliefern der im anderen Aufzeichnungsblock gespeicherten Information an den ursprünglichen Aufzeichnungsblock der andere Aufzeichnungsblock nicht korrekt wiederhergestellt werden konnte, ein entsprechender kleiner Block wiederhergestellt wird, wobei die Hauptkomponente im Aufzeichnungsblock enthalten ist, an den die Information rückzuliefern ist.

7. Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals nach Anspruch 6, bei der dann, wenn ein Aufzeichnungsblock, in dem Information eines anderen Aufzeichnungsblocks gespeichert ist, wegen eines Fehlers bei der Wiedergabe nicht korrekt rekonstruiert wird, der ursprüngliche Aufzeichnungsblock wiederhergestellt wird, während der Wert des anderen Aufzeichnungsblocks innerhalb der Information des Aufzeichnungsblocks mit einem Fehler auf Null gesetzt wird.

8. Vorrichtung zur digitalen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals nach Anspruch 6, bei der dann, wenn ein Aufzeichnungsblock, in dem Information eines anderen Aufzeichnungsblocks gespeichert ist, wegen eines Fehlers bei der Wiedergabe nicht korrekt rekonstruiert wird, der Aufzeichnungsblock dadurch wiederhergestellt wird, dass die Information des Aufzeichnungsblocks innerhalb der Information des Aufzeichnungsblocks mit einem Fehler durch Information eines entsprechenden vorigen Aufzeichnungsblocks auf dem Schirm ersetzt wird.