DE69415946T2

DE69415946T2 - Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät

Info

Publication number: DE69415946T2
Application number: DE69415946T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Hamamoto; Kenji Morimoto; Akihiro Takeuchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1994-11-24
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2014-11-25
Also published as: DE69415946D1; KR100233497B1; US5864647A; KR950015334A; EP0655864B1; EP0655864A2; EP0655864A3; JPH07154742A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung mit schraubenförmiger Abtastung zum Aufzeichnen und/oder Wiedergeben großer Datenmengen wie digitaler Videosignale und betrifft insbesondere einen Videokassettenrecorder oder eine andere Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung, welche in der Lage ist, während der Datenwiedergabe Daten mit einer Wiedergabegeschwindigkeit wiederzugeben, die sich von der während der normalen Wiedergabe verwendeten unterscheidet.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Die EP-A-0 505 985 stellt den nächstkommenden Stand der Technik dar, von welchem die Erfindung ausgeht und offenbart eine sehr wirksame Kodierungs- Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung mit einer Kodierungs-Steuerungsschaltung, einer Sub-Kode-Erzeugungsschaltung, einer Wiedergabegeschwindigkeits-Bezeichnungsschaltung und einer Ausgabeart-Veränderungsschaltung. Die Kodierungs-Steuerungsschaltung Zeit-multiplext die Intra-Bild-kodierten, vorwärts vorhergesagt kodierten oder bidirektional vorhergesagt kodierten Daten. Bei den Intra-Bild-kodierten Daten von diesen wird ein die Intra-Bild-kodierten Daten anzeigendes Prozeß-Flag von der Sub-Kode-Erzeugungsschaltung beschrieben. Zum Zeitpunkt der Wiedergabe, wenn das Prozeß-Flag erfaßt ist, stellt die Wiedergabegeschwindigkeits-Bezeichnungsschaltung die Wiedergabegeschwindigkeit ein und wenigstens die Intra-Bild-kodierten Daten werden positiv wiedergegeben. Die Intra- Bild-kodierten Daten können nur von den Daten eines Vollbildes dekodiert werden. Zum Zeitpunkt der besonderen Wiedergabe können ebenfalls die wiedergegebenen Daten dekodiert werden. Weiterhin gibt die Ausgabeart-Veränderungsschaltung die wiedergegebenen, dekodierten Daten mit einer festen Periode entsprechend der angegebenen Geschwindigkeitsvervielfachungszahl aus und ein natürliches, spezialwiedergegebenes Bild wird erhalten.
Die EP-A-0 596 527, welche gemäß Art. 54 (3) und (4) EPÜ hinsichtlich der gleichen Länder, wie für die vorliegende Anmeldung angemeldet, Stand der Technik ist, offenbart eine Datenaufzeichnungsvorrichtung, bei welcher Digitaldaten, welche ein komprimiertes Bild darstellen, in Prioritätsdaten und normale Daten getrennt werden und so formatiert werden, daß die Prioritätsdaten wiederholt auf einem Magnetband aufgezeichnet werden. Die Übertragungsgeschwindigkeit der digitalen Daten wird mit der Aufzeichnungsgeschwindigkeit auf dem Magnetband verglichen, um die Anzahl der Wiederholungen der Prioritätsdaten zu steuern.
Das in der JP-A 2-094071 beschriebene Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren ist ein bekanntes Verfahren, das für besondere Wiedergabe-Modi bei konventionellen digitalen Videokassettenrecordern verwendet wird. Bei diesem Verfahren werden aus dem Videosignal zur Verwendung während der Hochgeschwindigkeitswiedergabe extrahierte Standbilddaten in einem besonderen Spurfolgemuster über mehrere Spuren aufgezeichnet. Das Spurfolgemuster dieses Verfahrens ist kompatibel mit nur einem Nicht-Standard-Spezial-Wiedergabemodus.
Als Ergebnis kann diese Art VCR nur eine Spezial-Wiedergabemodus-Geschwindigkeit bieten, bei welcher ein stabiles Standbild- oder Zeitlupen-Videobild wiedergegeben werden kann, und die Verfügbarkeit nur einer Spezial-Wiedergabemodus- Geschwindigkeit wird als Unterstandard (nicht ausreichend) im heutigen VCR-Markt angesehen. Daher ist das Problem bei dem oben beschriebenen Verfahren, daß Daten doppelt in mehreren Spurmustern aufgezeichnet werden müssen, um mehrere besondere Wiedergabemodus-Geschwindigkeiten bereitzustellen. Dies macht Aufzeichnen und Wiedergeben zunehmend komplex und verschwendet Aufzeichnungsplatz.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, ist eine Aufzeichnungsvorrichtung vorgesehen zum Aufzeichnen eines Videosignals auf einem Band entlang sich diagonal erstreckender Spuren durch einen schraubenförmigen Abtastkopf, wobei das Videosignal Basisdaten aufweist, welche während eines Wiedergabevorganges zu verarbeiten sind, ohne zusätzliche Daten, um ein Bild wiederzugeben, wobei die Vorrichtung einen Kopf umfaßt, zum Schreiben und/oder Lesen von Videodaten auf dem Band, eine Basisdaten-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Basisdaten, und eine Speichereinrichtung zum Speichern der Basis daten als Reaktion auf die Erfassung der Basisdaten durch die Basisdaten-Erfassungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Einfügeeinrichtung zum Einfügen einer ausgewählten Spur nach einer vorbestimmten Anzahl von Spuren, wobei die ausgewählte Spur wiederholt mit einem Teil der Basisdaten geschrieben wird, wobei jeder Abschnitt eine Länge von weniger als der Länge der während des Wiedergabevorgangs durch den Kopf wiederzugebenden Daten aufweist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
Dazu teilt die vorliegende Erfindung die Basiskomponenten des Videosignals in mehrere Teile und zeichnet diese Teile wiederholt in bestimmten, intermittierenden, ausgewählten Spuren des normalen Bandmusters auf. Andere Daten als diese Basis-Videosignal-Komponentendaten oder sämtliche Daten werden in dem verbleibenden Bandbereich aufgezeichnet, der nicht Teil der besonderen, intermittierend ausgewählten Spuren ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen eines Videosignals auf einem Band entlang sich diagonal erstreckender Spuren mit einem schraubenförmigen Abtastkopf, bei welcher das Videosignal Basisdaten aufweist, die während eines Wiedergabevorgangs ohne zusätzliche Daten zum Wiedergeben eines Bildes verarbeitet werden können: eine Basisdaten-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Basisdaten; eine Speichereinrichtung zum Speichern der Basisdaten als Reaktion auf die Erfassung der Basisdaten durch die Basisdaten-Erfassungseinrichtung; eine Puffereinrichtung zum Speichern von wenigstens den Videodaten, die sich von den Basisdaten unterscheiden; einen Kopf zum Schreiben und/oder Lesen von Videodaten auf einem Band; eine Umschalteinrichtung, welche zum Senden von Daten aus der Puffereinrichtung zu der Kopfeinrichtung in eine erste Position geschaltet wird und die zum Senden von Daten aus der Speichereinrichtung zu der Kopfeinrichtung in eine zweite Position geschaltet wird; eine Schalter-Steuerungseinrichtung zum Steuern der Schalteinrichtung, um sie alternierend in die erste und zweite Position zu stellen, wobei die erste geschaltete Position zum Schreiben einer vorbestimmten Anzahl von Spuren und die zweite Position zum Schreiben einer ausgewählten Spur unterstützt wird; und eine Speicher-Steuerungseinrichtung zum Steuern der Speichereinrichtung zum wiederholten Erzeugen eines Abschnittes der Basisdaten, während die Speichereinrichtung in die zweite Schaltposition geschaltet ist.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Videosignals auf und von einem Band entlang sich diagonal erstreckender Spuren mit einem schraubenförmigen Abtastkopf, bei welcher das Videosignal Basisdaten aufweist, die während eines Wiedergabevorganges ohne zusätzliche Daten verarbeitet werden können, um ein Bild wiederzugeben:
(I) eine Aufzeichnungsanordnung, mit: einer Basisdaten-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Basisdaten; einer Speichereinrichtung zum Speichern der Basisdaten als Reaktion auf die Erfassung der Basisdaten durch die Basisdaten-Erfassungseinrichtung; eine Puffereinrichtung zum Speichern von wenigstens den Videodaten, die sich von den Basisdaten unterscheiden, einem Kopf zum Schreiben und/oder Lesen von Videodaten auf einem Band; einer Schalteinrichtung, welche zum Senden von Daten von der Puffereinrichtung zu der Kopfeinrichtung in eine erste Position geschaltet wird und zum Senden von Daten von der Speichereinrichtung zu der Kopfeinrichtung in eine zweite Position geschaltet wird; eine Schalter- Steuerungseinrichtung zum Steuern des Schalters, um alternierend in die erste und zweite geschaltete Position umgeschaltet zu werden, wobei die erste geschaltete Position zum Schreiben einer vorbestimmten Anzahl von Spuren beibehalten wird, und die zweite geschaltete Position zum Schreiben einer ausgewählten Spur beibehalten wird; und eine Speichersteuerungseinrichtung zum Steuern des Speichers zum wiederholten Wiedergeben eines Abschnitts der Basisdaten, während die Schalteinrichtung in die zweite geschaltete Position geschaltet ist; und (II) eine Wiedergabeanordnung zum Wiedergeben von Daten von dem Band mit einer hohen Wiedergabegeschwindigkeit, mit: einer Leseeinrichtung zum Lesen der Basisdaten aus den ausgewählten Spuren und einer Speichereinrichtung zum Speichern der Basisdaten.
Während des Wiedergabebetriebs wird das Band mit einer von der normalen Bandgeschwindigkeit abweichenden Bandgeschwindigkeit angetrieben und die Abschnitte der Basisdaten, wie sie in den ausgewählten Spuren gespeichert sind, werden von dem rotierenden Kopf erhalten, während in den verbleibenden Spuren gespeicherte, andere Videosignale mißachtet werden. Die Daten in den ausgewählten Spuren werden einwandfrei erhalten durch Erfassen der ID-Daten, welche zu jedem Abschnitt der Basisdaten hinzugefügt sind.
Durch Anordnen der Daten, wie oben beschrieben, können die zum Wiedergeben des Videos benötigten Daten bei von der Normalgeschwindigkeit abweichenden Wiedergabegeschwindigkeiten wirksam erhalten werden und eine gute Bildqualität kann während besonderer Wiedergabemodi erhalten werden.
Erfindungsgemäß kann eine gute Bildqualität während besonderer Wiedergabemodi erhalten werden, da die Basiskomponenten des Videosignals in mehrere Teile aufgeteilt sind und diese Teile in bestimmten, intermittierenden, ausgewählten Spuren des normalen Spurmusters aufgezeichnet sind. Hochgeschwindigkeits- Wiedergabemodi sind außerordentlich wichtige Funktionen zum Indizieren und zur Programmsuche bei Massen- und kommerziellen VCRs, aber eine Indizierung und Inhalts-Suche werden schwieriger, wenn die Bildqualität schlecht ist. Es ist daher möglich, einen VCR durch Verbessern der Bildqualität der besonderen Wiedergabemodi mit einem hohen praktischen Wert zu versehen.
Zusätzlich können, wenn Zeitkodedaten oder vergleichbare Vollbild-Indexdaten in eine ausgewählte Spur der Erfindung eingefügt werden, die Video-Vollbilddaten zuverlässig während der Suche erhalten werden. Als Ergebnis stellt die Erfindung ebenfalls ein außerordentlich wirksames Verfahren zum zuverlässigen Indizieren des Bandes für eine bestimmte Vollbildanzahl anderer Indexinformationen bereit.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird aus der unten gegebenen, detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen besser verständlich. Dabei zeigen:
Fig. 1 A ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 1 B ein eine Modifikation eines Schalters zeigendes Schaltbild;
Fig. 2 eine Darstellung eines Beispiels des Bandmusters der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine zum Beschreiben des Spurmusters des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Kopfes der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendete Darstellung;
Fig. 4 eine zum Beschreiben der Beziehung zwischen dem Eingangssignal und der Bandspur verwendete Darstellung;
Fig. 5, 6 und 7 zum Beschreiben der Sub-Daten der Basisdaten des Videosignals verwendete Darstellungen;
Fig. 8 eine die Kopfanordnungen für eine alternative Ausführungsform der Erfindung zeigende Darstellung;
Fig. 9 eine Darstellung, welche ein Beispiel des Bandmusters der alternativen Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
Fig. 10A, 10B, 10C und 10D Diagramme, welche den Pfad des Kopfes zeigen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Vorrichtung ist nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, von welchen Fig. 1 A ein Blockschaltbild ist.
In Fig. 1 A wird das von dem Eingangsanschluß 1 eingegebene Videosignal von dem Analog/Digital-(A/D)-Wandler 2 digitalisiert und dann durch eine Bandbreiten- Kompressionsschaltung 3 komprimiert.
Es ist anzumerken, daß, während diese Bandbreitenkompressionsschaltung 3 einen diskreten Cosinus-Transformations-(DCT)-Vorgang anwendet, die Art der angewendeten Kompression für die vorliegende Erfindung nicht wichtig ist und daher nicht auf dieses oder ein anderes bestimmtes Kompressionsverfahren beschränkt werden soll. Es ist ebenfalls möglich, eine Bandbreitenkompression und somit die Bandbreitenkompressionsschaltung 3 zu beseitigen.
Die Basisdaten der durch die Bandbreitenkompressionsschaltung 3 Bandbreitenkomprimierten Videodaten werden dann durch einen Basisdaten-Detektor 4 erfaßt. Es ist anzumerken, daß die Basisdaten Daten eines Vollbildes oder Daten eines Teilbildes sind, die während des Wiedergabevorgangs ohne zusätzliche Daten verarbeitet werden können, um ein Vollbild oder ein Teilbild wiederzugeben. Daher werden die Basisdaten ebenfalls als unabhängig betrachtbare Daten bezeichnet. Die Basisdaten können z.B. ein Teilbildluminanzsignal in dem Fall sein, in welchem die Bandbreitenkompressionsschaltung 3 nicht vorgesehen ist. Wenn ein Teilbild- Luminanzsignal extrahiert und wiedergegeben wird, kann ein Bild auf einem Bildschirm wiedergegeben werden. Ein weiteres Beispiel der Basisdaten können I- Vollbild-Daten der DCT-komprimierten Daten sein. Sämtliche der I-Vollbild-Daten können als Basisdaten verwendet werden, oder ein Teil der I-Vollbild-Daten kann als Basisdaten verwendet werden. Der Teil der I-Vollbild-Daten kann ein niedrigfrequenter Anteil der DCT-Daten sein, wie ein in Fig. 7 gezeigter Abschnitt 46.
Wenn eine Huffman-Kodierung zur Datenkompression in der Bandbreitenkompressionsschaltung 3 verwendet wird, können die Daten wirksam zugeordnet werden. Wenn das Videosignal ein Farbdifferenzsignal zusätzlich zu dem Luminanzsignal in einem Komponentensignalformat enthält, ändert sich das Grundprinzip nicht und es ist ausreichend, um die Basisdaten zu extrahieren, die zum Wiedergeben des Bildes aus dem Luminanzsignal und dem Farbdifferenzsignal Informationen benötigt werden. Es ist ebenfalls möglich, einen Zeit-Kode, eine Vollbild-Nummer oder vergleichbare Informationen als Basisdaten anstelle der Videoinformation selbst zu verwenden. Diese letzteren Fälle machen es möglich, nach einem bestimmten Zeit-Kode oder einer Vollbild-Nummer mit hoher Geschwindigkeit zu suchen und die Köpfe automatisch zu indizieren.
In dem Fall, in dem die Bandbreitenkompressionsschaltung 3 nicht vorgesehen ist, werden die Basisdaten direkt von den Videodaten des eingegebenen Videosignals durch den Basisdatendetektor 4 erfaßt.
Das Ausgangssignal des Basisdatendetektors 4 steuert einen Schalter SW1. Normalerweise ist der Schalter SW1 in die durch eine durchgezogene Linie gezeigte Position geschaltet, so daß die Bandbreitenkompressionsschaltung 3 an einen Datenpuffer 6 angeschlossen ist. Wenn der Basisdatendetektor 4 die Basisdaten erfaßt, wie I-Vollbild-Daten, wird der Schalter SW1 in die durch eine gestrichelte Linie gezeigte Position umgeschaltet, so daß die Bandbreitenkompressionsschaltung 3 an einen Speicher 5 angeschlossen ist. Die durch die gestrichelte Linie gezeigte, geschaltete Position wird bis zum Ende der Basisdaten beibehalten, wie das Ende der I-Vollbild-Daten. Danach wird der Schalter SW1 in die durch die durchgezogene Linie gezeigte Position zurückgeschaltet. Somit werden die Basisdaten in dem Speicher 5 gespeichert und Nicht-Basisdaten werden in dem Datenpuffer 6 gespeichert. Das Lesen und Schreiben des Speichers 5 wird durch eine Speichersteuerung 7 gesteuert, welche eine Adreß-Steuerung beinhaltet. Die Ausgänge des Speichers 5 und des Datenpuffers 6 sind an den Schalter SW2 und weiterhin an einen ID-Addierer 8 angeschlossen.
Es ist anzumerken, daß der Schalter SW1 angeordnet werden kann, wie in Fig. 1B gezeigt, in welcher die Leitung zwischen der Bandbreitenkompressionsschaltung 3 und dem Datenpuffer 6 stets angeschlossen ist, so daß der Datenpuffer 6 jedes Videosignal speichert, das heißt, nicht nur die Nicht-Basisdaten, sondern auch die Basisdaten. Es ist ebenfalls anzumerken, daß anstelle der Verwendung des Schalters SW1 ein Filter verwendbar ist, um die Basisdaten in dem Fall zu erhalten, in welchem die Frequenz der Basisdaten sich von derjenigen der Nicht-Basisdaten unterscheidet.
Der Schalter SW2 wird durch eine Spursteuerung 101 gesteuert, wie später erläutert.
Der Speicher 5 speichert Daten eines Vollbildes, welche in mehrere Sub-Daten aufgeteilt werden, zum Beispiel vierzig Sub-Daten, welche entsprechend vierzig Scheiben eines Bildes darstellen, wie in Fig. 5 gezeigt, in welcher das Bild in vierzig vertikale Scheiben aufgeteilt ist, oder in Fig. 6, in welcher das Bild in vierzig horizontale Scheiben aufgeteilt ist. Andere Verfahren zum Aufteilen des Bildes können ebenfalls ohne Nebenwirkung auf das Grundkonzept der Erfindung verwendet werden.
Weiterhin zeigt in dem Fall, in welchem die Videodaten durch einen konventionellen 8·8 DCT-Vorgang konvertiert werden, wie in Fig. 7 gezeigt, die obere linke Ecke 45 den Koeffizienten der Gleichstromkomponente, die Koeffizienten für die horizontalen Hochfrequenzkomponenten sind nacheinander nach links gezeigt und die Koeffizienten für die vertikalen Hochfrequenzkomponenten sind nacheinander nach unten gezeigt. Bei einer DCT verwendenden Bildkompression sind die Koeffizienten normalerweise gewichtet und das gesendete Bild ist mit mehr Information nahe der oberen linken Ecke gewichtet, wie bei dem eingeschlossenen Kreis 46. Es ist bekannt, daß, je mehr die DCT-Koeffizienten nahe der oberen linken Ecke gewichtet sind, die DCT-Koeffizienten für die Bildwiedergabe um so wichtiger sind. Als Ergebnis ist es ebenfalls möglich, den Bereich 46 in der oberen linken Ecke als Basisdaten zu extrahieren. Es ist ebenfalls möglich, nur die hohen Bits dieses Bereiches 46 als die Basisdaten aufzuzeichnen.
Die Spursteuerung 101 hält normalerweise den Schalter SW2 in der durch die durchgezogene Linie gezeigten Position, so daß die Videodaten sequentiell von dem Datenpuffer 6 zu dem ID-Addierer 8 übertragen werden. Nach dem Senden der Videodaten für eine vorbestimmte Anzahl von Spuren, wie zum Beispiel 8 Spuren, schaltet die Spursteuerung 101 den Schalter SW2 in die durch eine gestrichelte Linie gezeigte Position um, und hält ihn für eine Spurperiode in der umgeschalteten Position, dann schaltet die Spursteuerung 101 den Schalter SW2 zurück in die durch die durchgezogene Linie gezeigte, normale Position. Dieser Vorgang wird wiederholt, so daß eine Spur 26 (bezeichnet als ausgewählte Spur), welche Daten aus dem Speicher 5 trägt, alle acht Spuren, welche normale Videodaten tragen, eingefügt wird, wie in Fig. 2 gezeigt.
Während der Schalter SW2 in die Position der gestrichelten Linie geschaltet ist, steuert die Speichersteuerung 7 den Speicher 5, um wiederholt einen Sub-Datensatz zu lesen und zu senden. Somit werden in der ausgewählten Spur die gleichen Sub-Daten mehrfach abhängig von der Länge der Sub-Daten aufgezeichnet. Wenn die nächste ausgewählte Spur eintrifft, werden die Sub-Daten, welche die nächsten Sub-Daten der vorherigen Sub-Daten sind, zum wiederholten Aufzeichnen in der nächsten ausgewählten Spur gelesen und gesendet.
Gemäß dem obigen Beispiel werden vierzig ausgewählte Spuren verwendet, um einen in dem Speicher 5 gespeicherten Vollbild-Datensatz vollständig aufzuzeichnen, da vierzig Sub-Datensätze vorhanden sind.
Der ID-Addierer 8 addiert verschiedene Identifikations-Informationen, wie eine ID für die ausgewählte Spur, Positions-Informationen der Sub-Daten, etc. Eine Sende-Kodiervorrichtung 9 addiert einen Fehlerkorrekturkode und verarbeitet das Videosignal und wird dann moduliert. Dieses Modulationsverfahren kann mit NRZI, 8-14, oder einem anderen bekannten digitalen Modulationsverfahren übereinstimmen.
Die durch die Sende-Kodiervorrichtung 9 modulierten Daten werden dann durch einen Aufzeichnungs-Verstärker 10 zum Aufzeichnen auf einem Band 13 durch einen Kopf 11 (mit einem Azimutwinkel R) und einen Kopf 12 (mit einem Azimutwinkel L) verstärkt. Es ist anzumerken, daß das Band 13 in der Richtung des Pfeiles 16 durch eine Kapstan-Welle 14 und eine Andruckrolle 15 bewegt wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, zeichnet der Kopf 11 oder 12 Sub-Daten D1 wiederholt in der selektierten Spur 29 auf. Die Sub-Daten D1 weisen zehn Sub-Blöcke auf.
In Fig. 1A weist die erfindungsgemäße Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung weiterhin eine Wiedergabesektion mit einem Vorverstärker 17, einem Wiedergabe-Entzerrer 18, einem Sende-Dekodierer 19, einem ID-Detektor 21, einem Vollbild-Puffer 22, einem Dekodierer 20 und einem Digital/Analog-(D/A)-Wandler 23 auf. Das wiedergegebene Signal wird durch einen Vorverstärker 17 verstärkt und durch einen Wiedergabe-Entzerrer 18 verarbeitet. Dann wird das verarbeitete Signal durch den Sende-Dekodierer 19 demoduliert und fehlerkorrigiert.
Die dekodierten Daten von dem Sende-Dekodierer 19 werden in dem Vollbild-Puffer 22 bei der durch den ID-Detektor 21 erfaßten Adresse gespeichert. Die Daten werden aus dem Vollbild-Puffer 22 sequentiell mit einer konstanten Geschwindigkeit gelesen. Die wiedergegebenen Daten werden dann in den Dekodierer 20 eingegeben zum Dekodieren entgegengesetzt der während der Aufzeichnung angewendeten Kompression. Dann wird eine Digital/Analog-Umwandlung durch den Digital/Analog-(D/A)-Wandler 23 ausgeführt.
Während besonderer Wiedergabe-Modi, wie einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus, transportieren die Kapstan-Welle 14 und die Andruckrolle 15 das Band 13 mit einer von der Bandgeschwindigkeit während der normalen Wiedergabe abweichenden Geschwindigkeit.
Während der Hochgeschwindigkeits-Wiedergabe, wie in Fig. 2 gezeigt, tasten die Köpfe das Band dem durch die Pfeile 27 angezeigten Pfad folgend ab, wobei sich die ausgewählten Spuren in den Punkten 28 schneiden. Es ist anzumerken, daß die Sub-Daten durch den schneidenden Kopf erfaßt werden können, da gleiche Sub- Daten in der ausgewählten Spur wiederholt aufgezeichnet sind, gleichgültig wo in der ausgewählten Spur der Kopf schneidet. Die Überschneidung in der ausgewählten Spur 26 ist detailliert in Fig. 3 gezeigt.
In Fig. 3 werden, wie oben beschrieben, die gleichen Sub-Daten D1 wiederholt in der ausgewählten Spur 29 aufgezeichnet. Die Sub-Daten D1 weisen mehrere, zum Beispiel zehn, Sub-Blöcke auf, welche von 0 bis 9 numeriert sind. Während der Hochgeschwindigkeitswiedergabe tastet der Kopf den durch den Pfeil 33 angezeigten Pfad ab. Somit entspricht der in Fig. 2 gezeigte Schnittpunkt 28 der durch den Pfeil 34 in Fig. 3 gezeigten Periode.
Wenn der Kopf den Sub-Block mehr als Hälfte seines Gesamtbereiches abtastet, wird angenommen, daß der Kopf die Daten in dem Sub-Block einwandfrei lesen kann. Somit kann in diesem in Fig. 3 gezeigten Beispiel der Kopf Daten von dem Sub-Block Nr. 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, 1, 2, 3 lesen, wie diagrammartig bei 36 gezeigt. Wenn der Schnittpunkt 28 verschoben wird, kann der Kopf Daten von anderen Sub-Blöcken lesen, wie Nr. 5, 6, 7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4, wie diagrammartig bei 37 gezeigt. In diesem Fall kann der Kopf den Datenteil Nr. 4 von der zweiten Periode 31 nicht wiedergeben, aber kann den Teil Nr. 4 in der neuen dritten Periode 32 lesen und gibt daher immer noch sämtliche Sub-Daten D1 wieder. Auf diese Weise können die in der ausgewählten Spur aufgezeichneten Sub-Daten D1 einwandfrei gelesen werden, da die gleichen Sub-Daten D1 wiederholt in der ausgewählten Spur aufgezeichnet sind, unabhängig davon, wo in der ausgewählten Spur der Kopf schneidet.
Mit anderen Worten, durch wiederholtes Positionieren von Sub-Daten D1 mit einer Länge, welche geringer als die Länge der Daten ist (Pfeil 34), die durch den Kopf während der Hochgeschwindigkeitswiedergabe wiedergegeben werden können, ist es möglich, sämtliche Sub-Daten D1 wiederzugeben, ungeachtet dessen, welcher Teil der Datenperiode durch den Kopf abgetastet wird. Weiterhin ist es möglich, sämtliche Sub-Daten D1 wiederzugeben, wenn die gleichen Daten über die Länge der Spur aufgezeichnet sind, ungeachtet dessen, über welchen Pfad der Kopf über der Spur abtastet.
Die wiedergegebenen Sub-Daten D1 werden durch den ID-Detektor 21 erfaßt und in dem Vollbild-Puffer 22 an einer Position gespeichert, welche durch die in den Sub-Daten D 1 enthaltene Adressdaten festgelegt ist. Auf diese Weise wird der Vollbild-Speicher 22 mit Daten eines Vollbildes aufgefüllt, welche zum Anzeigen eines Vollbildes auf dem Bildschirm verwendet werden, wenn der Kopf vierzig ausgewählte Spuren schneidet.
Daher können während einer Hochgeschwindigkeitswiedergabe ausgewählte Bilder wiedergegeben werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es einige Beschränkungen hinsichtlich der Kopfabtaststeuerung und eine stabile, zuverlässige Suche wird ermöglicht. Weiterhin kann die Länge der Sub-Daten D1 verkürzt werden, um zuverlässiger die Daten um den Punkt herum wiederzugeben, wo die Kopf-Ausgabe die Hälfte des gesamten Inhalts jedes Datenteiles wird, da sämtliche Daten zuverlässig gelesen werden können. Es ist ebenfalls anzumerken, daß, während die Kopfbreite als gleich der Spurbreite in Fig. 3 gezeigt ist, die Länge der Sub-Daten D1 erhöht werden kann, wenn der Kopf breiter als die Spurbreite ist, wie dies bei Massen-VCR's der Fall ist.
Zusätzlich ist anzumerken, daß die Größe der Sub-Daten D1 nicht sehr groß sein kann, da sie in einer Spur mehrfach aufgezeichnet werden. Wenn es daher nicht möglich ist, sämtliche Basisdaten des Videosignals in die Sub-Daten D1 einzufügen, kann das Video-Signal Daten-komprimiert werden, um die wirksame Datengröße zu verringern, und/oder die Basis-Videosignal-Daten können in mehrere Teile D1 - Dn aufgeteilt werden, welche in mehreren ausgewählten Spuren aufgezeichnet werden.
Ein Bildkompressionsverfahren, das verwendbar ist, ist das MPEG-Kompressionsverfahren, beschrieben in "Interface Magazine", August 1992, Seite 124. Bei diesem Beispiel wird eine Intra-Vollbild-Kodierung einmal für mehrere Vollbilder angewendet.
Das Verfahren der Aufzeichnung eines MPEG- oder vergleichbaren Videosignals ist nachfolgend anhand von Fig. 4 beschrieben. Es wird angenommen, daß das Videosignal 38 in Fig. 4 komprimiert ist, und durch Bilden einer Bildergruppe (1 GOP, Group-of-Pictures) mit dem Intra-Vollbild-komprimierten "Intra-Vollbild" 39 (ebenfalls als ein I-Vollbild bezeichnet) und zusätzlich komprimierten Vollbildern 40, die als B- oder P-Vollbilder bekannt sind, übertragen wird. Das Videosignal wird sequentiell auf dem Band 41 aufgezeichnet, während die Spuren ausgebildet werden. Es wird nachfolgend weiter angenommen, daß das Videosignal neun Vollbilder in 1 GOP umfaßt, und der VCR belegt 90 Spuren für jedes 1 GOP.
Wenn die Basis-Daten des Videosignals das I-Vollbild sind, wird das I-Vollbild einmal für alle vier GOP (36 Vollbilder) extrahiert, da soviel Daten in dem I-Vollbild vorhanden sind. Das I-Vollbild wird dann in vierzig Teile aufgeteilt zum Aufzeichnen als Sub-Daten D1 - D40. Die vierzig Sub-Daten werden jeweils in vierzig selektierten Spuren 42 gespeichert, die intermittierend in einem Neun-Spur-Intervall selektiert sind. Als Ergebnis ist es möglich, eine große Einheit von Basisdaten aufzuzeichnen. Während einer 9-·-Wiedergabe (die Wiedergabegeschwindigkeit ist das neunfache der normalen Wiedergabegeschwindigkeit) tastet der Kopf den Pfad 43 ab und schneidet die ausgewählten Spuren ebenso wie andere Spuren. Der Kopf ließt die Daten nur dann einwandfrei, wenn der Kopf die ausgewählte Spur schneidet. Wenn der Kopf vierzig ausgewählte Spuren schneidet, werden sämtliche der Daten D1 - D40 für ein Vollbild erhalten und führen zu dem Wiedergabebild 44. In diesem Fall kann eine vollständige Bildschirmanzeige alle vier GOPs erhalten werden, wobei eine GOP neun Vollbilder umfaßt, d.h., einmal alle 36 Vollbilder, und eine 9·-Wiedergabe ist möglich, während das gleiche Vollbild aufeinanderfolgend viermal angezeigt wird.
Die rotierenden Köpfe sind zusammen mit gegenüberliegenden R- und L-Azimutwinkeln vorgesehen, wie in Fig. 1 A gezeigt und tasten daher die Spuren alternierend ab. Da die Spuren mit einer ungeradzahligen Zählung intermittierend ausgewählt werden, wechseln sich zusätzlich die Azimutwinkel der ausgewählten Spuren ebenfalls mit R und L ab. Es ist daher erforderlich, daß der Kopf-Azimut mit dem Spur-Azimut übereinstimmt und ein einfacher Phasensteuerungsmechanismus ist daher in dem Kapstan-Antriebssystem erforderlich. Es können jedoch sämtliche Daten wiedergegeben werden, ungeachtet dessen, welcher Teil der Spur durch die Köpfe abgetastet wird, soweit die Azimutwinkel übereinstimmen.
Während die Basisdaten in dem obigen Beispiel die Daten für das I-Vollbild sind, ist es ebenfalls möglich, die Daten des I-Vollbildes unter Verwendung von DPCM, DCT oder einem anderen Verfahren komprimiert zu verwenden.
Zusätzlich ist es ebenfalls möglich, nur die hohen Bits aufzuzeichnen, d.h. eine vorbestimmte Anzahl von Bits von einem signifikantesten Bit eines digitalisierten Videosignals, oder nur die DC-Komponente der DCT-konvertierten Frequenzkomponente als die Basisdaten in den ausgewählten Spuren aufzuzeichnen. In diesem Fall wird die Bildqualität während der Hochgeschwindigkeitswiedergabe nur durch die DC-Komponente bestimmt, d.h., 1 /8 der normalen Bandbreite, wenn eine DCT- Umwandlung auf 8 · 8 Bildpunkte angewendet wird.
Dies führt zu keinem Problem, da der Zweck der Hochgeschwindigkeitssuche lediglich ist, den Teil des Videoinhalts zu finden, der mit normaler Geschwindigkeit betrachtet werden soll.
In der Fig. 1 A gezeigten Ausführungsform weisen die an gegenüberliegenden Seiten der Kopftrommel positionierten Köpfe, wie in Fig. 2 gezeigt, unterschiedliche Azimut-Winkel R und L auf. Es ist anzumerken, daß das gleiche Ergebnis auch verwirklichbar ist unter Verwendung von Köpfen mit gleichem Azimut mit einem zwischen den Spuren vorgesehenen Schutz-Band.
Eine alternative Ausführungsform, in welcher zwei Kanäle unter Verwendung der in Fig. 8 gezeigten Kopfanordnung aufgezeichnet werden, ist nachfolgend beschrieben. Wie in Fig. 8 gezeigt, umfaßt die Kopftrommel 47 Köpfe 48 und 50 mit Azimut-Winkeln R und Köpfe 49 und 51 mit Azimut-Winkeln L. Bei dieser Anordnung sind Köpfe mit entgegengesetztem Attribut in der Nachbarschaft der Kopftrommel 47 mit der Höhendifferenz dazwischen, welche dem Spur-Abstand gleich, vorgesehen.
Fig. 9 zeigt das auf dem Band 52 ausgebildete Spurmuster, wenn die Erfindung unter Verwendung einer Kopftrommel angewendet wird, wie in Fig. 8 gezeigt. Wie in Fig. 9 gezeigt, sind die Basisdaten einem ausgewählten Spurpaar 53 zugeordnet, welches alle acht Spurpaare auf dem Band 52 angeordnet ist. Die gleichen Sub-Daten, wie in Fig. 3 gezeigt, werden wiederholt in diesen Spuren aufgezeichnet. Es ist anzumerken, daß der zwischen jedem Spurpaar gezeigte Abstand zum besseren Verständnis gezeigt ist, es aber nicht erforderlich ist, diesen Platz praktisch bereitzustellen.
Der Kopf-Pfad über die Spurpaare während der 8·-Wiedergabe ist durch die durchgezogenen Linien 54, 55 und 56 gezeigt. Zur Vereinfachung ist der Pfad jedes Kopfpaares mit R- und L-Azimut-Köpfen durch eine einzelne durchgezogene Linie angegeben. Der Teil des selektierten Spurpaares 53, der von den Köpfen gekreuzt wird, ist durch die Kreise 57, 58 und 59 angezeigt.
Da sich die Köpfe mit R- und L-Azimutwinkeln bei dieser Anordnung stets paarweise bewegen, können die Daten zuverlässig jedesmal dann wiedergegeben werden, wenn die Köpfe die ausgewählten Spuren kreuzen. Da es keine Rolle spielt, wo die Köpfe passieren, ist die in dem Kapstan-Antriebssystem in der ersten Ausführungsform oben erforderliche Phasensteuerung nicht erforderlich und die Erfindung kann daher mit einer vereinfachten Anordnung verwirklicht werden.
Weiterhin kann die Erfindung verwendet werden, um die Wirkung bei solch hohen Geschwindigkeiten zu vergrößern, da die Phasensteuerung bei einer sehr schnellen Wiedergabe, z.B. 50·-Wiedergabe, insbesondere schwierig ist. Um eine 50·- Wiedergabe zu verwirklichen, sind die alle acht Spurpaare in Fig. 9 vorgesehenen, ausgewählten Spuren einfach alle fünfzig Spurpaare vorgesehen.
Es ist anzumerken, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen die ausgewählten Spuren alle N Spurpaare für die Wiedergabe mit dem N-fachen der normalen Wiedergabegeschwindigkeit plazieren. Ein Verfahren zum Wiedergeben des Bandes mit einer anderen als der N-fachen Geschwindigkeit der normalen Wiedergabegeschwindigkeit, wenn die ausgewählten Spuren alle N-Spurpaare plaziert sind, ist unten anhand der Fig. 10A, 10B, 10C und 10D beschrieben.
Fig. 10A zeigt den Kopf-Pfad, wenn das Band mit der N-fachen der normalen Wiedergabegeschwindigkeit (N·) angetrieben wird. Die ausgewählten Spuren 61 sind alle N Spurpaare auf dem Band 60 vorgesehen und die Köpfe tasten das Band entlang des Pfades 62 ab und schneiden die ausgewählten Spuren in den durch die Kreise 63, 64, 65 und 66 gezeigten Bereichen. In dem in Fig. 10A gezeigten Fall schneiden die Köpfe sämtliche ausgewählten Spuren und geben daher sämtliche Basisdaten wieder.
In Fig. 10B überschreitet die Bandgeschwindigkeit jedoch N·; in Fig. 10C ist die Bandgeschwindigkeit geringer als N·; und in Fig. 10D wird das Band rückwärts angetrieben. In jedem dieser Fälle schneiden die Köpfe immer noch sämtliche ausgewählten Spuren und reproduzieren daher sämtliche Basisdaten.
Es ist anzumerken, daß die Länge der Datenwiederholungsperiode in jeder Spur kürzer sein muß, als die Datenlänge (Pfeil 35 in Fig. 3), die bei der höchsten Wiedergabegeschwindigkeit verwendbar ist, wie oben anhand von Fig. 3 beschrieben. Als Ergebnis ist es durch die vorliegende Erfindung möglich, sämtliche Daten bei jeder Bandgeschwindigkeit in jeder Phase zu lesen, und ermöglichen dadurch eine gute Bildqualität bei allen Suchgeschwindigkeiten zu erhalten und eine gute Bildqualität beizubehalten, auch wenn sich die Bandgeschwindigkeit während der Suchmodi ändert.
Es ist ebenfalls anzumerken, daß es auch wenn das Spurmuster durch intermittierende Aufzeichnung geschaffen wird, z.B. durch Antreiben des Bandes mit der halben in Fig. 9 gezeigten Geschwindigkeit während der Aufzeichnung und Verwenden der Köpfe auf der in Fig. 8 gezeigten Trommel einmal alle zwei Umdrehungen, möglich ist, daß das in Fig. 9 gezeigte Muster auf dem Band aufgezeichnet wird. Als Ergebnis ist es möglich, eine gute Bildqualität während der Suche bei jeder Bandgeschwindigkeit zu erhalten, wie bei den Fig. 10A-10D oben beschrieben.

Claims

1. Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen eines Videosignals auf einem Band (13) entlang sich diagonal erstreckender Spuren durch einen wendelförmigen Abtastkopf, wobei das Videosignal Basisdaten aufweist, welche während eines Wiedergabevorganges ohne zusätzliche Daten zu verarbeiten sind, um ein Bild wiederzugeben, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Kopfeinrichtung (11, 12; 48-51) zum Schreiben und/oder Lesen von Videodaten auf dem Band (13);

eine Basisdaten-Erfassungseinrichtung (4) zum Erfassen der Basisdaten; und eine Speichereinrichtung (5) zum Speichern der Basisdaten als Reaktion auf die Erfassung der Basisdaten durch die Basisdaten-Erfassungseinrichtung (4);

gekennzeichnet durch

eine Einfügeeinrichtung (7, SW2, 101) zum Einfügen einer ausgewählten Spur (26; 53; 61) nach einer vorbestimmten Anzahl von Spuren, wobei die ausgewählte Spur (26; 53; 61) wiederholt mit einem Teil der Basisdaten beschrieben wird, wobei jeder Teil eine Länge aufweist, die geringer als die Länge der durch die Kopfeinrichtung (11, 12; 48-51) während des Wiedergabevorganges wiederzugebenden Daten ist.

2. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Kopfeinrichtung ein erstes Kopfpaar mit unterschiedlichen Azimutwinkeln umfaßt, die nebeneinander angeordnet sind, und ein zweites Kopfpaar mit der gleichen Anordnung wie das erste Kopfpaar, aber 180º versetzt von dem ersten Kopfpaar angeordnet, zum Ausführen einer Zweikanal-Aufzeichnung.

3. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Basisdaten Videodaten eines Vollbildes sind.

4. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Basisdaten Videodaten eines Vollbildes sind, welche intra-Vollbildkompressionsverarbeitet sind.

5. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Basisdaten Diskret-Cosinus-Transformations-(DCT)-komprimierte Daten sind.

6. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Basisdaten ein niedrigfrequenter Teil der Diskret-Cosinus-Transformations-(DCT)-komprimierten Daten sind.

7. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Basisdaten eine vorbestimmte Anzahl von Bits ab einem signifikantesten Bit eines digitalisierten Videosignals sind.

8. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Identifikationsdatenaddierer (8) zum Addieren von Identifikationsdaten zu dem Teil der Basisdaten.

9. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit:

einer Puffereinrichtung (6) zum Speichern von wenigstens anderen Videodaten als den Basisdaten;

einer Schalteinrichtung (SW2), welche in eine erste geschaltete Position zum Senden von Daten aus der Puffereinrichtung (6) zu der Kopfeinrichtung (11, 12; 48-51) geschaltet wird, und um in eine zweite geschaltete Position zum Senden von Daten aus der Speichereinrichtung (5) zu der Kopfeinrichtung (11, 12; 48-51) umgeschaltet zu werden;

einer Schaltersteuerungseinrichtung (101) zum Steuern der Schalteinrichtung (SW2) zum alternierenden Umschalten in die erste und zweite geschaltete Position, wobei die erste geschaltete Position zum Schreiben einer vorbestimmten Anzahl von Spuren beibehalten wird und die zweite geschaltete Position zum Schreiben einer ausgewählten Spur (26; 53; 61) beibehalten wird; und

einer Speichersteuerungseinrichtung (7) zum Steuern der Speichereinrichtung (5), um wiederholt einen Teil der Basisdaten zu erzeugen, während die Schalteinrichtung (SW2) in die zweite geschaltete Position geschaltet ist.

10. Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Videosignals auf und von einem Band (13) entlang sich diagonal erstreckender Spuren durch einen wendelförmigen Abtastkopf, wobei das Videosignal Basisdaten aufweist, die während eines Wiedergabevorgangs, ohne zusätzliche Daten, zum Wiedergeben eines Bildes zu verarbeiten sind, wobei die Vorrichtung umfaßt:

(I) eine Aufzeichnungsanordnung nach Anspruch 9; und

(II) eine Wiedergabeanordnung zum Wiedergeben der Daten von dem Band (13) mit einer hohen Wiedergabegeschwindigkeit, mit:

einer Leseeinrichtung (11, 12, 17, 18, 19, 21) zum Lesen der Basisdaten von den ausgewählten Spuren; und

einer Speichereinrichtung (22) zum Speichern der Basisdaten.

11. Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Aufzeichnungsanordnung weiterhin einen Identifikationsdaten- Addierer (8) umfaßt, zum Addieren von Identifikationsdaten zu dem Abschnitt der Basisdaten, und wobei die Wiedergabe-Anordnung weiterhin einen Identifikationsdaten-Detektor (21) umfaßt.