DE69423795T2 - Vorrichtung zur Aufzeichnung von digitalen Videosignalen - Google Patents

Vorrichtung zur Aufzeichnung von digitalen Videosignalen

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft digitale Videoaufzeichnungsgeräte und insbesondere solche digitale Videorecorder wie Videobandrecorder ("VTRs"), welche zum Aufzeichnen und/oder Wiedergeben von aufgezeichneten Videobildern geeignet sind, welche in der Form von komprimierten digitalen Daten gespeichert sind zum Verwenden während des schnellen Vorlaufs, der Suche und Umkehrmodi von Videorecorder-Wiedergabebetrieben.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Ein VTR kann Bilder (und Töne) empfangen und speichern, die als Signale von verschiedenen Quellen, z. B. einem Fernseh-Tuner, einer Antenne oder einem Kabel, empfangen werden. Der VTR speichert die empfangenen Signalinformationen, d. h. die Daten, durch Aufzeichnen der Daten auf ein magnetisches Band wie z. B. ein Videokassettenband. Der VTR kann ebenso Bilder (und Töne) wiedergeben, die auf einem Band als Daten gespeichert sind, durch Lesen der Daten auf dem Band und Generieren eines Signals aus den Daten, welches dann einer Anzeigeeinrichtung, wie z. B. einem Fernsehmonitor, zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Zum Erleichtern des schnellen Vorlaufes, der Suche und der Rücklauffähigkeiten stellen VTRs normalerweise eine begrenzte Anzahl von Wiedergabegeschwindigkeiten in sowohl Vorwärts- als auch Rückwärtsrichtung zusätzlich zu der VTR- Standard-Wiedergabegeschwindigkeit bereit, welche während des normalen Wiedergabebetriebs verwendet wird.
  • VTR-Systeme zum Aufzeichnen und Wiedergeben von analogen Videosignalen sind im Stand der Technik gut bekannt. Solche Systeme verwenden gewöhnlich rotierende Köpfe, schrägspurige Scan-Aufzeichnungsmethoden zum Aufzeichnen von Daten auf einem Band. In solchen Systemen werden Aufzeichnungs- /Wiedergabe-Köpfe auf einem rotierenden Zylinderkopf montiert. Der rotierende Zylinderkopf ist relativ zu dem Längsabschnitt eines magnetischen Bandes, welches den rotierenden Zylinderkopf umgibt, um etwa 180º geneigt.
  • Während des normalen Betriebs von solchen Videoaufzeichnungseinrichtungen bewegt sich das Band in eine Längsrichtung, während die Aufzeichnungs- /Wiedergabe-Köpfe zusammen mit dem geneigten rotierenden Zylinderkopf in eine zirkulare Richtung rotieren. Wenn die Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Köpfe mit dem Zylinderkopf rotieren, kontaktieren sie das sich bewegende Band in einer Weise, welche das Aufzeichnen oder Lesen von Daten von dem Band entlang gleichmäßig beabstandeter Spuren erlaubt, welche diagonal relativ zu der Länge des Bandes angeordnet sind. Ein Servomechanismus wird verwendet, um die Kopfpositionierung relativ zu der Bandposition zu steuern, um sicherzustellen, daß die Köpfe das Band entlang der Diagonalen kontaktieren, welche jeweils eine Spur von Daten bilden.
  • Fig. 1(a) ist eine Draufsicht eines konventionellen Zweikopf- Videoaufzeichnungssystems. Wie in Fig. 1(a) dargestellt, sind erste und zweite Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Köpfe HA 2 und HB 3 einander gegenüberliegend auf einem rotierenden Zylinderkopf 4 montiert. Um ein Nebensprechen (crosstalk) zwischen benachbarten Spuren, welche durch die Köpfe HA 2 und HB 3 beschrieben sind, zu verhindern, sind die Köpfe in wechselseitig verschiedenen Azimutwinkeln.
  • Ein Band 1 umgibt den rotierenden Zylinderkopf 4 über etwa 180º. Das Band bewegt sich relativ zu dem rotierenden Zylinderkopf, wie durch VT angegeben. Ähnlich rotieren die Rotationstrommel und damit die Aufzeichnungs- /Wiedergabe-Köpfe HA 2 und HB 3, wie durch VH angegeben. Wenn der rotierende Zylinderkopf 4 rotiert, bewegt sich das Band in einer Längsrichtung, wie in Fig. 1(a) dargestellt. Die rotierenden Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Köpfe HA 2, HB 3 kontaktieren das Band in einer Art, welche das Lesen oder Schreiben, d. h. das Scannen, von Daten entlang diagonaler Spuren erlaubt, wie in Fig. 1 (b) dargestellt.
  • In dem Zwei-Kopf-System von Fig. 1 (a) kontaktiert ein einzelner Kopf, entweder HA 2 oder HB 3, das Band 1 während jeder 180º-Periode der Zylinderkopfrotation. Während dieser Periode des Bandkontaktes während des Standardbetriebs liest oder schreibt jeder Kopf eine normale Spielspur von Daten. Jede Spur umfaßt eine Mehrzahl von Bandsegmenten. Jedes Bandsegment kann einen oder mehrere Blöcke von Daten enthalten. Die Daten auf dem Band bilden eine Serie von parallelen Spuren, wie in Fig. 1 (b) dargestellt. Die Lücken zwischen den Spuren sind nur zum Zweck der Klarheit gezeigt. Entsprechend gibt es normalerweise keine echten Lücken zwischen den Spuren, welche auf einem Band aufgezeichnet sind. Die Neigung der Spuren hängt von der Geschwindigkeit des Bandes ab, wenn die Spuren aufgezeichnet werden. Referenzen zu Datenspuren oder normale Spieldatenspuren werden hier und im folgenden zu Datenspuren, welche mit einer Neigung geschrieben werden, die der Neigung von Datenspuren entspricht, welche während des Standard-Aufzeichnungsmodus beschrieben werden, d. h. Datenspuren, welche geschrieben werden, wenn das Band sich bei einer Standardgeschwindigkeit für normale Wiedergabebetriebe bewegt.
  • Um in der Differenzierung zwischen den Spuren behilflich zu sein, werden Daten in jeder individuellen Spur bei wechselseitig verschiedenem Azimut der vorhergehenden Spur geschrieben. Dies resultiert in einer Serie von Datenspuren, welche Daten enthalten, die bei alternierenden Azimuten geschrieben sind, welche den wechselseitig unterschiedlichen Azimuten der ersten und zweiten Köpfe HA 2, HB 3 entsprechen. Die schrägen Linien innerhalb jeder Datenspur von Fig. 1(b) werden verwendet, um den Azimut anzugeben, bei welchem die Daten in jeder Spur geschrieben wurden.
  • Die Köpfe HA 2 und HB 3 können nur Daten lesen, welche bei einem Azimut geschrieben sind, der dem dem Kopf eigenen besonderen Azimut entspricht. Deswegen sind HA 2 und HB 3 beschränkt auf das Lesen von Daten von Spuren, die Daten enthalten, welche bei dem gleichen Azimut wie dem besonderen Kopf HA 2 oder HB 3 geschrieben sind, wobei keiner der Köpfe fähig ist, die Daten zu lesen, welche in den Spuren des anderen Kopfes geschrieben sind, da die Daten bei einem Azimut angeordnet sind, welcher dem Azimut des anderen Kopfs entspricht.
  • Datenspuren werden normalerweise auf dem Band entlang von Diagonalen geschrieben, welche den Diagonalen entsprechen, die durch die Köpfe über die Breite des Bandes während normaler, d. h. dem Standard-Aufzeichnungs- /Wiedergabemodus verfolgt werden. Während Betriebsmodi, wie der Wiedergabe während Rücklauf oder schnellem Vorlauf, auch bezeichnet als Trick- Wiedergabebetriebe, ist die Geschwindigkeit des Bandes verschieden zu der Bandgeschwindigkeit während des Standard-Aufzeichnungs-/Wiedergabemodus. In den Trick-Wiedergabemodi ist die Bandgeschwindigkeit eine Funktion der ausgewählten schnellen Vorlauf oder Rücklaufgeschwindigkeit.
  • Weil das Band sich relativ zu den Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Köpfen bei einer anderen Geschwindigkeit als der Standard-Bandgeschwindigkeit während des Trickspielmodus bewegt, werden die Köpfe über dem Band entlang einem anderen diagonalen Pfad folgen als dem Pfad, welcher während des Standard- Aufzeichnungs-/Wiedergabemodus verfolgt wird. Im Schnell-Vorwärtsmodus werden die Köpfe über die Spuren folgen, welche während des Standard- Aufzeichnungs-/Wiedergabemodus bei einem flacheren Winkel als dem Winkel der Datenspuren kreiert werden. Im Rücklaufmodus werden die Köpfe über die Spuren folgen, welche während des Standardmodus bei einem Winkel entgegengesetzt dem Winkel der Spuren, welcher während des Standard-Aufzeichnungs- /Wiedergabemodus aufgezeichnet wird. Entsprechend können während des VTR- Betriebs im Trickspielmodus die VTR-Köpfe über einige verschiedene Spuren von Daten kreuzen, während jedem Vorbeigehen über die Breite des Bandes, z. B. während jeder 180º-Periode der Zylinderkopfrotation mit dem Winkel, bei welchem die Spuren gekreuzt werden, wobei er eine Funktion der Bandgeschwindigkeit ist.
  • Fig. 1 (c) stellt die Pfade dar, welche durch die Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Köpfe HA 2, HB 3 nachgezeichnet werden über das magnetische Band 1 während des Trickspielmodus-Betriebs bei dem Dreifachen (3X) der Standardwiedergabe- Bandgeschwindigkeit (im folgenden als 3X-Wiedergabebetrieb bezeichnet). In Fig. 1c sind Bezugszeichen 1-A bis 12-B verwendet, um Spuren auf dem magnetischen Band 1 zu bezeichnen. Ungerade numerierte Spuren 1-A bis 11-A beinhalten Daten, welche bei einem Azimut geschrieben sind, welcher dem Azimut des Kopfes HA 2 entspricht, während gerade numerierte Spuren 2B bis 12B Daten enthalten, welche bei einem Azimut geschrieben sind, der dem Azimut des Kopfes HB 3 entspricht.
  • Während des 3X-Wiedergabebetriebs folgen die Köpfe HA 2, HB 3 über die Spuren des Bandes 1 bei einem flacheren Winkel als während des Standard- Wiedergabebetriebs. Wie in Fig. 1 (c) dargestellt, folgt der Kopf HA 2 über die Pfade 13 und 15, während der Kopf HB 3 über die Pfade 14 und 16 folgt. Wie oben beschrieben, kann jeder Kopf nur Daten lesen, welche bei einem Azimut geschrieben sind, der mit dem dem Kopf eigenen Azimut übereinstimmt. Deswegen kann während des 3X-Wiedergabebetriebs der Kopf HA 2 nur die Datenabschnitte lesen, über welche der Kopf in den ungerade numerierten Spuren läuft, d. h. die Bereiche von den ungerade numerierten Spuren, welche durch die Buchstaben a, b, e und f bezeichnet sind. Ähnlich kann während des 3X- Wiedergabebetriebs der Kopf HB 3 nur die Abschnitte von Daten lesen, über welche er in den gerade numerierten Spuren läuft, d. h. die Bereiche der gerade numerierten Spuren, welche durch die Buchstaben c, d, g und h bezeichnet sind.
  • Wie in Fig. 1(c) gezeigt, wird es während der Schnellvorlauf-Wiedergabe und anderen Trickspielmodi des Betriebes, wo das Band bei einer schnelleren Geschwindigkeit als der Standard-Bandgeschwindigkeit sich bewegt, für einen Zwei- Kopf-Videobandrecorder nicht möglich sein, alle Daten, welche in jeder Spur enthalten sind, zu lesen, weil es Bereiche von Spuren geben wird, über die die Köpfe überhaupt nicht laufen. Die Anzahl von Spuren, welche durch die Köpfe abgedeckt sind, wenn die Bandgeschwindigkeit die Standard- Bandgeschwindigkeit überschreitet, ist nur ein Teil von dem Gesamtbandbereich mit dem abgedeckten Spurbereich, welcher direkt proportional zu dem Verhältnis der Standard-Bandgeschwindigkeit zu der aktuellen Bandgeschwindigkeit ist. Zum Beispiel werden die Köpfe in einem Zwei-Kopf-VTR-System während des 3X-Wiedergabebetriebs über etwa 1/3 des Bandbereiches laufen, welcher die aufgezeichneten Spuren enthält, welche während des Standard-Wiedergabebetriebs verwendet werden. Bei der 9X-Wiedergabe werden die Köpfe über etwa 1/9 des Bandbereiches laufen, welche die aufgezeichneten Spuren enthalten.
  • Weiterhin laufen, wie oben besprochen, während des Trickspielmodus in einem Zwei-Kopf-VTR die Köpfe über Spurbereiche, wo sie keine aufgezeichneten Daten lesen können, weil sie durch einen Kopf aufgezeichnet wurden, welcher einen verschiedenen Azimut zu dem Azimut des Kopfes aufweist, welcher über die Spur während des Trickspielmodus läuft. Wie in Fig. 1c dargestellt, können Einzelköpfe nur annähernd 50% der Daten lesen, über welche sie während des Trickspielmodus laufen, wobei dadurch die Menge von Daten, welche während der Trickspielmodi gelesen werden können, stark reduziert wird.
  • Um die Menge von Daten, welche während der Trickspielmodi gelesen werden können, zu erhöhen, können zusätzliche Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Köpfe verwendet werden. Es gibt zwei Ansätze zum Verwenden von zusätzlichen Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Köpfen zum Erhöhen der Menge von Daten, welche während des Trickspielmodus gelesen werden. Der erste Ansatz ist, zusammen angeordnete Köpfe zu verwenden. Der zweite Ansatz ist, zusätzliche Paare von nicht zusammen angeordneten Köpfen beim Rotationszylinder zu verwenden, wobei jeder Kopf in einem Paar von nicht zusammen angeordneten Köpfen bei 180º von dem anderen Kopf des Paares befestigt ist. Diese zwei Ansätze können unabhängig verwendet werden, um die Menge von Daten, welche während des Trickspielmodus gelesen werden können, zu erhöhen. Alternativ können sie kombiniert werden, um eine maximale Datenrückgewinnung bereitzustellen.
  • Der erste Ansatz, welcher verwendet werden kann, um praktisch das Lesen aller Daten der Spuren, welche an einem Kopf während des Trickspielmodus vorbeilaufen, zu erlauben, erfordert, daß einzelne Köpfe durch zusammen angeordnete Köpfe ausgetauscht werden, d. h. Köpfe, welche bei wechselseitig verschiedenen Azimuten angeordnet sind, in solch einer Weise, daß jeder Spurbereich, über welchen die Köpfe laufen, mindestens von einem Kopf von jedem möglichen Azimut überlaufen wird. Wegen der physikalischen Nähe von jedem Kopf von einem Paar von zusammen angeordneten Köpfen laufen beide Köpfe über die gleichen Daten des Bandes. Dadurch ist es, durch Verwenden von Paaren von zusammen angeordneten Köpfen möglich, alle an den zusammen angeordneten Köpfen vorbeilaufenden Daten mit jedem Kopf von dem Daten lesenden Paar von jeder alternierenden Spur, welche geschriebene Daten bei dem gleichen Azimut wie des Kopfes, welcher den Lesebetrieb durchführt, zu lesen.
  • Da dieser Ansatz das Verwenden von Paaren von Köpfen gegenüber von Einzel- Lese/Schreib-Köpfen erfordert, verdoppelt dies die Anzahl von Köpfen, welche zum Implementieren eines VTR, welcher zusammen angeordnete Köpfe verwendet, erforderlich sind gegenüber von individuellen Köpfen. Zum Beispiel würde ein ähnlicher VTR mit zusammen angeordneten Köpfen anstatt ein Zwei-Kopf- VTR-System aufzuweisen mit zwei voneinander um 180º beabstandeten Köpfen, zwei als Paare von zusammen angeordneten Köpfen, welche 180º voneinander beabstandet sind, umfassen, was in einem Vier-Kopf-VTR-System resultiert.
  • Fig. 2(a) stellt ein Vier-Kopf-VTR-System dar, welches zwei Paare von zusammen angeordneten Köpfen umfaßt. Wie dargestellt, sind ein erstes und zweites Paar von zusammen angeordneten Köpfen HA-HB 20, 30 um 180º voneinander auf einem Rotationszylinderkopf 25 befestigt. Das magnetische Band 1 windet sich um den Rotationszylinderkopf 25 um annähernd 180º, wobei es bei jeder gegebenen Zeit ein Paar von zusammen angeordneten Köpfen HA-HB 20, 30 kontaktiert.
  • Fig. 2(b) stellt die Pfade dar, welche von den Paaren von nebeneinander angeordneten Köpfen HA-HB 20, 30 verfolgt werden, über das Band 1 während dem 3X- Wiedergabebetrieb. In Fig. 2(b) wie auch in Fig. 1 (c) werden die Bezugszeichen 1-A bis 12-B zum Bezeichnen von Spuren auf dem Band 1 verwendet. Ungerade numerierte Spuren 1-A bis 11-A enthalten Daten, welche bei einem Azimut geschrieben sind, der dem Azimut von dem Kopf HA entspricht, während gerade numerierte Spuren 2-B bis 12-B Daten enthalten, welche bei einem Azimut geschrieben sind, der dem Azimut vom Kopf HB entspricht.
  • Während des 3X-Wiedergabebetriebs folgt das erste Paar von zusammen angeordneten Köpfen HA-HB 20 über die Pfade 33 und 35, während das zweite Paar von zusammen angeordneten Köpfen HA-HB über die Pfade 34 und 36 folgt. Weil zusammen angeordnete Köpfe anstelle von individuellen Köpfen verwendet werden, können die Daten, welche über jedes Paar von zusammen angeordneten Köpfen laufen, bei einem der Köpfe in dem Paar unabhängig von dem Azimut gelesen werden, bei welchem die Daten geschrieben sind. Zum Beispiel liest der Kopf HA von dem ersten Paar von zusammen angeordneten Köpfen HA-HB 20 die Daten in den Spurabschnitten a, b, e und f aus Fig. 2, während der Kopf HB von dem ersten Paar von zusammen angeordneten Köpfen HA-HB 20 die Daten in den Spurabschnitten i und k liest. Ähnlich liest der Kopf HA von dem zweiten Paar von zusammen angeordneten Köpfen HA-HB 30 Daten in den Spurabschnitten j und 1, während der Kopf HB von dem zweiten Paar von zusammen angeordneten Köpfen HA-HB die Daten in den Spurabschnitten c, d, g und h liest.
  • Somit können, durch Verwenden von Paaren von zusammen angeordneten Köpfen praktisch alle Daten in den Pfaden 33, 34, 35 und 36 gelesen werden, welche durch die Köpfe während des Trickspielmodus-Betriebs verfolgt werden, gelesen werden.
  • Der zweite Ansatz zum Erhöhen der Menge von Daten, welche während des Trickspielmodus gelesen werden, erfordert auch das Verwenden von zusätzlichen Köpfen neben den zwei Köpfen, welche in einem Basis-VTR-System verwendet werden. In Übereinstimmung mit diesem zweiten Ansatz können N-Köpfe, wobei N > 1, so angeordnet werden, daß die N-Köpfe gleichmäßig über den Bereich von dem Rotationszylinderkopf, welcher zum Lesen/Schreiben von einer Spur von Daten, d. h. einem 180º-Abschnitt des Rotationszylinderkopfes, benutzt werden, verteilt werden. Entsprechend ist die Gesamtzahl von Köpfen in solch einem System 2N, da es N-Köpfe auf jedem 180º-Abschnitt von dem Rotationszylinderkopf gibt.
  • In solch einem System sind bei jeder gegeben Zeit N-Köpfe in Kontakt mit dem Band. Während des Standard-Wiedergabebetriebs stellen N-1-Köpfe redundante Informationen dar, welche zum Fehlerüberprüfen oder zu anderen Zwecken verwendet werden können. Dennoch wird während der Trickspielmodi, wo sich das Band bei einer schnelleren Geschwindigkeit als der Standardgeschwindigkeit bewegt, jeder der N-Köpfe über einen verschiedenen Abschnitt von den Spuren gehen und einige Daten lesen, welche nicht von den anderen Köpfen gelesen wurden. Wenn das Band sich bei dem N-Fachen der Standardgeschwindigkeit bewegt, z. B. während NX-Wiedergabebetrieb, wird jeder einzelne von den N-Köpfen über einen unterschiedlichen 1/Nten von einer Spur auf das magnetische Band geschrieben, so daß mindestens einer von den N-Köpfen über jeden Abschnitt von der Spur gehen wird. Somit können durch Verwenden von zusätzlichen Köpfen in dieser Weise zusätzliche Daten während des Trickspielmodus gelesen werden.
  • Nun bezugnehmend auf Fig. 3(a) ist dort ein 8-Kopf-VTR-System dargestellt, welches vier Köpfe aufweist, die gleichmäßig über jeden 180º-Abschnitt von einem Rotationszylinderkopf 40 verteilt sind. Also in dem illustrierten System N = 4. Wie in Fig. 3a dargestellt, gibt es in einem System mit N = 4 vier Köpfe in Kontakt mit dem Band 1 bei jeder gegebenen Zeit.
  • Wenn das System von Fig. 3(a) in einem 4X-Wiedergabebetrieb betrieben wird, bewegt sich das Band 1 bei dem Vierfachen der Standardgeschwindigkeit. In solch einem Fall, wird während jedem Vorbeigehen zumindest einer der vier Köpfe über jeden ¹/&sub4;-Abschnitt von einem Band folgen. Somit werden, wie in Fig. 3(b) dargestellt, die Köpfe von dem 8-Kopf-VTR aus Fig. 3(a) über alle Abschnitte der Spuren des Bandes folgen, während die Köpfe über eine Spur nach der anderen während dem 4X-Wiedergabebetrieb folgen.
  • Somit könnten, wenn jeder Kopf in dem VTR-System aus Fig. 3(a) alle Daten, über welche er läuft, lesen könnte, alle die Daten auf dem Band während dem 4X- Wiedergabebetrieb gelesen werden. Dennoch sind, wie oben in bezug auf die 2- Kopf-VTR-Systeme beschrieben, Daten in alternierenden Spuren in einem VTR- System, welches schrägspurige Scan-Methoden verwendet, auf dem Band durch die Köpfe mit verschiedenen Azimuten geschrieben. Entsprechend wird jeder einzelne der N-Köpfe in einem System, welches N-Köpfe auf jedem 180º-Abschnitt von einem Rotationszylinderkopf aufweist, wie das System aus Fig. 3(a), nur fähig sein, Daten zu lesen in Spuren, welche geschrieben sind unter Verwenden eines Kopfes, welcher den gleichen Azimut aufweist wie der Kopf, welcher die Daten zu lesen versucht. Somit werden, während alle Abschnitte von den Spuren verfolgt werden, von einem der N-Köpfe während des Betreibens in NX- Trickspielmodus nicht alle Daten, d. h. nur etwa ¹/&sub4; der Daten, gelesen werden, weil jeder Kopf nur fähig sein wird, die Daten von jeder anderen Spur, welche bei einer Standardgeschwindigkeit geschrieben sind, aufgrund der Tatsache, daß die Daten in alternierenden Spuren von Köpfen geschrieben wurden, welche unterschiedliche Azimute aufweisen, zu lesen.
  • Um alle Daten, welche an den individuellen Köpfen vorbeilaufen, zu lesen, kann ein Paar von zusammen angeordneten Köpfen für jeden der individuellen N- Köpfe auf jedem 180º-Abschnitt eines Rotationszylinderkopfes ersetzt werden. Das Verwenden von N-Paaren von zusammen angeordneten Köpfen, die gleichmäßig voneinander beabstandet auf jedem 180º-Abschnitt von einem Rotationszylinderkopf sind, stellt ein VTR-System bereit, das fähig ist zum Lesen von fast allen Daten während des NX-Wiedergabebetriebs. Solch ein System erfordert gewöhnlich 4 N-Köpfe einzusetzen. Somit erfordert es z. B., um praktisch alle Daten der Spuren während der 4X-Wiedergabegeschwindigkeit zu lesen, einen Sechzehn-Kopf-VCR.
  • Während bekannte VTRs primär auf das Aufzeichnen von analogen Signalen gerichtet sind, ermöglichen derzeitige Fortschritte in der Technologie Bilder in digitaler Form zu kodieren und zu dekodieren und als digitalen Datenstrom zu übertragen. Entsprechend müssen VTRs fähig sein, Bilder zu speichern und wieder abzurufen, welche in digitaler Form dargestellt werden können.
  • Die digitale Darstellung von Bildern, insbesondere von sich bewegenden Bildern mit begleitendem Ton, erfordert eine hohe digitale Datenrate. Deswegen benötigen digitale Fernsehsignale eine hohe Datenrate. High Definition Television ("HDTV"), welche Systeme beinhalten, die fähig sind zum Anzeigen hochaufgelöster mit größerer Klarheit als es mit dem heutigen National Television Systems Committee (NTSC)-Standard möglich ist, werden eine noch höhere digitale Datenrate benötigen, um Videobilder darzustellen, als sie benötigt wird, um digitale Bilder von einer ähnlichen Qualität darzustellen wie jene, welche in Übereinstimmung mit dem heutigen NTSC-Standard übertragen werden.
  • Um die hohe Datenrate zum Unterstützen von HDTV-Aufzeichnung- und Wiedergabe bereitzustellen, können VTRs verwendet werden, die zum Aufzeichnen von zwei Datenkanälen pro Spur fähig sind. Bezugnehmend nun auf Fig. 4(a) ist dort ein 2-Kanal-, 4-Kopf-VTR-System dargestellt. Wie dargestellt, verwendet ein 2-Kanal-VTR ein Paar von Köpfen zum Schreiben auf oder zum Lesen von jeder Spur von Daten. Jedes Paar von Köpfen HA1-HB1, HA2-HB2 in einem 2-Kanal- VTR umfaßt zwei Köpfe HA, HB mit wechselseitig verschiedenen Azimuten, welche auf einem Rotationszylinderkopf 4 in einer solchen Weise befestigt sind, daß die Köpfe in jedem Paar von Köpfen simultan fähig sind, die zwei Kanäle von einer Spur auf dem Band 1 zu schreiben oder zu lesen. So kann in solch einem System die Datenrate, welche der VTR unterstützen kann, annähernd das Doppelte der Datenrate sein, die ein Einzelkanal-VTR unterstützen kann. Wie in Fig. 4(b) dargestellt, umfassen die Spuren T1 bis T6, welche durch einen 2-Kanal- VTR geschrieben sind, jeweils einen ersten und zweiten Datenkanal, Kanal A und Kanal B.
  • Komprimierungs- und Dekomprimierungstechniken können verwendet werden, um die Menge von digitalen Daten, welche zum Darstellen von Bildern und Ton benötigt werden, zu reduzieren. Entsprechend sind solche Techniken wichtig, um die Menge von digitalen Daten, die für Fernsehsignale übertragen werden müssen, und die Menge von Daten, die durch die VTRs aufgezeichnet werden müssen, zu reduzieren. Dennoch wird auch mit solch einer Datenkompression das HDTV immer noch eine große Menge von digitalen Daten erfordern, um bei hohen Datenraten übertragen werden zu können, um HDTV-Bild- und Tonqualität zu erreichen. Zum Beispiel benötigt ein vorgeschlagenes HDTV-System 24 Millionen Bits pro Sekunde von digitalen Daten, um übertragen zu werden, um HDTV-Bild- und Tonqualität zu erreichen.
  • Die International Standards Organization hat einen Standard für die Komprimierung gesetzt, welcher das Verwenden von Bewegungskompensationsprinzipien beinhaltet. Der Standard wird bezeichnet als der ISO-MPEG-(International Standards Organization - Moving Picture Experts Group)-Standard. Die MPEG- Komprimierung verwendet ein adaptives bewegungskompensierendes Discrete Cosine Transform (DCT), das wahrnehmbar kodierte Bilder optimiert auf einer Block-zu-Block-Basis. Die MPEG-Bewegungskomprimiertechnik weist sowohl unidirektionale wie bidirektionale Vorhersagefähigkeiten (sowohl vorwärts als auch rückwärts in der Zeit) auf, um Rahmen genau vorherzusagen. Dies erlaubt es, daß mehr Bytes für Detailbilder verwendet werden.
  • In Übereinstimmung mit dem MPEG-Standard werden analoge Videosignale zum Herstellen eines internen Formates, welches für den Komprimierungsprozeß verwendet wird, digitalisiert, in Matrizen gebracht und gefiltert. Der Komprimierungsprozeß führt die Komprimierung aus unter Verwenden des MPEG- Komprimierungsalgorithmus.
  • Zusammengefaßt umfassen die MPEG-Komprimierbetriebsweisen, welche in dem Komprimierprozeß implementiert sind, Bewegungskompensations-Vorhersage- Kodieren und adaptive Discrete Cosine Transform (DCT)-Quantisierung. MPEG verwendet Datenstrukturen, die als Rahmen bekannt sind. Ein Rahmen enthält Bildinformationen und definiert ein komplettes Videobild. Zum Beispiel kann ein Rahmen von Video aus einer Anordnung von Leuchtpixeln (Y) und zwei Anordnungen von Farbtonpixeln (Cr, Cb) bestehen.
  • Nach dem MPEG-Komprimieralgorithmus werden Rahmen in einen der drei Typen klassifiziert: intrakodierte Rahmen (I-Rahmen), vorhersagbar kodierte Rahmen (P-Rahmen) und bidirektional kodierte Rahmen (B-Rahmen). I-Rahmen verwenden rein räumliche Komprimierung und werden unabhängig von anderen Rahmen verarbeitet. So werden die I-Rahmen ganz durch Intra-Rahmen- Operationen verarbeitet. Ein komplettes Bild kann durch einen I-Rahmen alleine generiert werden. P-Rahmen werden kodiert durch Verwenden der vorherigen I- oder P-Rahmen. Die Komprimierung von P-Rahmen verläßt sich auf zeitweise Vorhersage von vorhergehenden I- oder P-Rahmen. Nur die Vorwärts- Bewegungs-Schätzung/Kompensation wird in der zeitlichen Vorhersage verwendet. Während P-Rahmen einige intrakodierte Daten enthalten können, kann ein komplettes Bild in der gleichen Qualität wie ein Bild, welches durch einen I- Rahmen generiert werden kann, nicht durch einen P-Rahmen allein wegen des Verwendens der Vorwärts-Bewegungsschätzung/Kompensation in einem P- Rahmen generiert werden.
  • B-Rahmen werden durch eine bidirektionale Bewegungskompensations- Vorhersage-Kodiereinrichtung kodiert, welche zwei aneinandergrenzende I- oder P-Rahmen verwendet. B-Rahmen werden zeitlich vorhergesagt aus zwei aneinandergrenzenden Ankerrahmen. I-Rahmen und P-Rahmen dienen beide als Anker (oder Referenzrahmen) Ihr die Bewegungskompensation von anderen Rahmen. Die B-Rahmen-Zeitvorhersage verwendet Bewegungskompensation in Vorwärts- und/oder Rückwärtsrichtungen. B-Rahmen werden nie verwendet, um andere Rahmen vorherzusagen. Wegen der Abhängigkeit von B-Rahmen von den zwei angrenzenden Ankerrahmen enthalten B-Rahmen alleine nicht ausreichende Daten, um aus ihnen ein erkennbares Bild zu generieren.
  • Die obigen drei Typen von Rahmen unterscheiden sich in ihrem Verwenden der Bewegungsschätzung. Die bezieht sich auf das Verfahren des Berechnens der räumlichen Verschiebung von Blöcken von Pixeln aufgrund der Bewegung. Die resultierenden Bewegungsvektoren werden verwendet in dem bewegungskompensierenden vorhersagenden Kodieren. MPEG verwendet beide Vorwärts- Bewegungsschätzung (in welcher die Schätzung von der Zukunft in bezug auf die Vergangenheit ist) und Rückwärts-Bewegungsschätzung (in welcher die Schätzung von der Vergangenheit in bezug auf die Zukunft ist). Vorwärts- und Rückwärts-Bewegungsschätzungen werden auch kombiniert, um bidirektionale Bewegungsschätzung herzustellen.
  • In Übereinstimmung mit dem MPEG-Vorschlag werden Rahmen in geordneten Gruppen angeordnet. Eine typische Gruppe ist eine Serie von Rahmen, wobei sie z. B. in der Reihe ihres Angezeigtwerdens einen I-Rahmen, zwei B-Rahmen, einen P-Rahmen, zwei B-Rahmen, einen P-Rahmen und dann zwei B-Rahmen enthalten. Fig. 5 stellt eine typische Gruppe von Bildern in der Reihenfolge, in der sie angezeigt werden, und die zeitliche Vorhersagebeziehung zwischen den verschiedenen Rahmen, welche die Gruppe enthält, dar.
  • Eine Gruppe von Bildern ist vorgesehen, um den Direktzugriff in die Sequenz zu unterstützen. In dem gespeicherten Bitstrom ist der erste kodierte Rahmen in der Gruppe normalerweise ein I-Rahmen.
  • In Übereinstimmung mit dem MPEG-Vorschlag werden, nachdem die analogen Videosignale digitalisiert sind, die digitalen Daten in Makroblöcken organisiert. Ein Makroblock ist die Einheit von der Bewegungskompensation und adaptiven Quantisierung. Eine Anzahl von Makroblöcken enthält einen Rahmen. Jeder Makroblock definiert einen vorgegebenen räumlichen Bereich in einem Bild und enthält Luminanz- und Farbwertinformation.
  • Der MPEG-Vorschlag sorgt für die Anordnung von Makroblöcken in Scheiben. Eine Scheibe ist eine ganze Zahl von aufeinanderfolgenden Makroblöcken von einem Raster von Makroblöcken. Eine Scheibe repräsentiert die Grenzlinie, innerhalb welcher differentielles Kodieren von Makroblockparametern, z. B. DC- Koeffizienten von einem DCT, und Bewegungsvektoren, ausgeführt werden. Jede Scheibe weist ihre eigene Vorspanninformation auf und kann unabhängig sein von anderen Scheiben. Jede Scheibe enthält zumindest einen Makroblock. Die Scheiben überlappen nicht und es gibt keine Lücken zwischen den Scheiben. Die Position von Scheiben kann sich von Bild zu Bild ändern. Die erste Scheibe beginnt mit dem ersten Makroblock in dem Bild, und die letzte Scheibe endet mit dem letzten Makroblock in dem Bild. Der erste Makroblock in einer Scheibe weist seine Makroblockparameter, z. B. DC-Koeffizienten von einem DCT (wenn intrakodiert), und differentiell von einem konstanten Wert kodierte Bewegungsvektoren auf. Jeder anschließende Makroblock einer Scheibe weist seine Makroblockparameter auf, welche als ein Ableger von dem vorhergehenden Makroblock in der Scheibe gemessen werden. Entsprechend ist die Größe der Scheibe die minimale Größe, für welche ein Stück von Daten wiederhergestellt und korrekt deko diert werden kann. Wenn ein Teil von einer Scheibe verloren ist, wäre es nicht möglich, die Unterschiede in den Bewegungsvektoren und DC-Koeffizienten, die in dem verbleibenden Teil der Scheibe enthalten sind, zu dekodieren.
  • Fig. 6 stellt einen Makroblock in Übereinstimmung mit dem MPEG-Vorschlag dar, welcher z. B. für HDTV-Signale benutzt werden kann. Wie in Fig. 7 dargestellt, umfaßt ein Makroblock vier 8 · 8-Luminanzblöcke (Y0, Y1, Y2, Y3) und zwei 8 · 8-Farbunterschiedsblöcke (Cr und Cb). Die vier Luminanzblöcke (Y0, Y1, Y2, Y3) und zwei Farbunterschiedsblöcke (Cr, Cb), welche einen einzelnen Makroblock bilden, werden zum Kodieren einer 16 · 16-Bildelementmatrix verwendet, welche den gleichen räumlichen Bereich in einem Bild abdeckt. Wie oben beschrieben, dient ein Makroblock als die Einheit der Bewegungskompensation und adaptiven Quantisierung.
  • In Übereinstimmung mit dem MPEG-Vorschlag wird das bewegungskompensierte, prädiktive Kodieren durch Berechnungs-Bewegungsvektoren für jeden Makroblock in einem P-Rahmen oder B-Rahmen ausgeführt. MPEG- Kompression kodiert Bewegungsvektoren auf einer Makroblockbasis, aber spezifiziert nicht die Technik für deren Berechnen. Somit kann eine Vielzahl von verschiedenen Bewegungsschätzungstechniken implementiert werden, die mit dem MPEG-Standard konsistent sind. Eine Technik z. B. besteht darin, die Bewegungsvektoren von der Rahmen-zu-Rahmen-Korrelation von Blöcken von Pixeln in dem Luminanzsignal zu berechnen, resultierend in einen Bewegungsvektor für die Luminanzkomponente des Makroblocks.
  • Der beste Modus zum Kodieren jedes Makroblocks wird ausgewählt. Innerhalb eines gegebenen Bildes wird jeder Makroblock in einer von mehreren unterschiedlichen Modi kodiert. Der Intra-Rahmen-Kodier-Modus bezieht sich auf Makroblock-Kodieren, in welchem lediglich räumliche Information verwendet wird. Umgekehrt beziehen sich die Intra-Rahmen-Kodier-Modi (Vorwärtsbewegung, Rückwärtsbewegung und bidirektionale Bewegung) auf ein Makroblock- Kodieren, bei welchem Informationen von anderen Rahmen als die aktuellen Rahmen in dem Kodieren verwendet werden, typisch für zeitbezogene Vorhersage im bewegungskompensierten Vorhersage-Kodieren. Für I-Rahmen-Makroblöcke steht nur der Intra-Rahmen-Kodier-Modus zur Verfügung.
  • P-Rahmen-Makroblöcke werden zuerst überprüft, um zu bestimmen, ob Inter- Rahmen-Kodieren ohne Bewegungskompensation geeignet ist. Diese Entscheidung wird durch eine Berechnung der Luminanzenergie von einer residualen Vorwärtsvorhersage für den Makroblock gemacht, der aus einer Inter-Rahmen- Kodierung ohne Bewegungskompensation resultiert, und durch Vergleichen mit seinem Schwellenwert. Wenn die Restenergie unterhalb des Schwellenwertes ist, wird der Makroblock unter Verwenden der Inter-Rahmen-Kodierung ohne Bewegungskompensation kodiert werden. Ansonsten wird der residuale Makroblock von dem Inter-Rahmen-Kodieren mit einer Vorwärts-Bewegungskompensation abgeleitet werden und in dem finalen Schritt von der Kodiermodusauswahl benutzt.
  • B-Rahmen-Makroblöcke werden ähnlich verarbeitet zum Bestimmen, ob ein Inter-Rahmen-Kodieren geeignet ist. Da B-Rahmen bidirektional kodiert werden können, kann das Inter-Rahmen-Kodieren entweder vorwärts oder rückwärts sein, basierend auf dem vorhergehenden und nachfolgenden Anker- (d. h. I- oder P-)- Rahmen. Es kann auch auf dem Mittelwert von diesen Makroblöcken von den vorhergehenden und den nachfolgenden Ankerrahmen basieren. Im Inter- Rahmen-Kodieren, welches Bewegungskompensation benutzt, gibt es drei mögliche Modi: vorwärts, rückwärts und bidirektional. Die Wahl des Kodiermodus für B-Rahmen-Makroblöcke wird auch auf der Basis von Luminanz-Vorhersage- Restenergie determiniert.
  • Der finale Schritt in der Kodier-Modus-Auswahl für sowohl P- als auch B- Rahmen-Makroblöcke ist das Wählen zwischen dem Inter-Rahmen-Kodieren und Intra-Rahmen-Kodieren. Generell werden P-Rahmen und B-Rahmen kodiert unter Verwenden des Inter-Rahmen-Kodierens. Diese Auswahl wird gemacht durch Vergleichen der Luminanzenergie des originalen Makroblocks mit der Energie des Luminanz-Inter-Rahmen-(mit oder ohne Bewegungskompensation)- Vorhersage-Restmakroblocks. Wenn der originale Makroblock weniger Energie aufweist als der Vorhersage-Restmakroblock, wird der Intra-Rahmen-Kodier- Modus ausgewählt.
  • Nachdem die Bewegungsvektoren berechnet worden sind, wird jeder Makroblock transformationskodiert. Zusammenfassend werden die Makroblöcke transformiert vom Pixelbereich zu dem DCT-Koeffizientenbereich. Die Bildinformation in jedem Rahmen (d. h. Pixelwerte für I-Rahmen und Restfehler nach der Vorhersage für B- und P-Rahmen) wird transformiert unter Verwenden der DCT und dann angepaßt quantisiert. Zum Zweck des Ausführens der DCT wird ein Rahmenbild unterteilt z. B. in Blöcke von Werten (d. h. Datenfelder von DCT-Koeffizienten). Jeder quantisierte DCT-Koeffizient wird zusammen mit anderen MPEG- spezifischen Daten variabel längenkodiert durch das Video- Kodierungseinrichtungs-Modul, um MPEG-Codewörter zu bilden.
  • Der DCT-Prozeß generiert Blöcke von DCT-Koeffizienten in einem zickzackgescannten Format, d. h., die Niedrigfrequenzkoeffizienten werden durch die höher frequenten Koeffizienten gefolgt. Diese Zickzack-Scan-Anordnung erleichtert den nachfolgenden Lauflängen-Kodierprozeß. Der DCT-Koeffizient, für den die Frequenz in beiden Dimensionen null ist, wird der DC-Koeffizient genannt.
  • Als nächstes wird an jedem Block von DCT-Koeffizienten eine adaptive Quantisierung ausgeführt. Nachdem die adaptive Quantisierung auf die DCT- Koeffizienten angewendet worden ist, unterlaufen die Koeffizienten eine weitere Kompression, wobei solche bekannten Techniken involviert sind, wie Differentialkodieren, Lauflängenkodieren und variables Längenkodieren. Als ein Ergebnis stellt das Video-Kompressions-Kodiereinrichtungs-Modul kodierte Daten in Form von Codewörtern variabler Länge und Information betreffend die Anzahl von Vorspannen und kodierte Datenbits je Makroblock her. Der Vorspann stellt inter alia einen Mechanismus für dynamisches Spezifizieren der Bildgröße bereit im Sinne von Pixeln pro Linie und einem Pixelaspektverhältnis. Das Videokomprimier-Kodiermodul gibt auch Information aus, welche angibt, welcher Rahmen die kodierten Daten darstellt und welchen Makroblock und Scheibe die dekodierten Daten darstellen.
  • Die Codewörter werden dann weiter kodiert durch z. B. eine Transport- Kodiereinrichtung, um eine zuverlässige Lieferung des längenvariabel kodierten komprimierten Videos bereitzustellen.
  • Der MPEG-Komprimierstandard stellt auch D-Bilder, auch bezeichnet als D- Rahmen, her. Ein D-Bild wird kodiert, wobei nur Intra-Rahmen-Kodieren benutzt wird. Von den DCT-Koeffizienten in der kodierten Darstellung eines D-Bildes liegen lediglich die DC-Koeffizienten vor. Somit umfassen D-Bilder den DC- Koeffizienten von jedem DCT-Block in dem Rahmen. D-Bilder werden nicht verwendet in Sequenzen, welche Rahmentypen, wie z. B. I-, P- oder B-Rahmen enthalten.
  • D-Bilder werden somit separat von dem normalen MPEG-Bitstrom gespeichert und müssen in einer separaten Bildsequenz erscheinen, die nicht irgendeine andere Art von Bild enthalten kann. Weiterhin müssen D-Bilder separat kodiert und übertragen werden. Sie müssen auch unter Verwenden eines separaten Algorithmus von dem Algorithmus, welcher zum Dekodieren der anderen Rahmen, d. h. der I-, P- und B-Rahmen, verwendet wird, kodiert werden. Somit können D- Bilder nicht in Verbindung mit anderen MPEG-Daten, wie z. B. I-Rahmen, dekodiert werden.
  • Ein vorgeschlagener Standard für HDTV-verwendende Bewegungskompensations-Komprimiertechniken ist das Advanced Digital Television- ("AD HDTV")- System, das durch das Advanced Television Research Consortium entwickelt wurde. Das vorgeschlagene AD HDTV-System wird beschrieben in Advanced Television Research Consortium's "Advanced Digital Television System Description" vom 20. Januar 1992 und in dem Advanced Television Research Consortium's "Advanced Digital Television, Prototype Hardware Description" vom 12. Februar 1992. Das vorgeschlagene AD HDTV-System verwendet eine modifizierte Datenkomprimiertechnik, basierend auf dem ISO-MPEG-Standard, MPEG++ genannt.
  • MPEG++-Komprimierung verwendet ein Zweiwege-Kodiersystem, das die Funktion von adaptivem Trennen von Videodaten aufweist, die durch den Komprimierprozessor in einen subjektiv wichtigen Hochprioritäts-("HP")-Bitstrom und in einen weniger wichtigen Standard-Prioritäts-("SP")-Bitstrom hergestellt werden. Der Hochprioritäts-Bitstrom stellt Daten bereit, die ausreichend sind zum Herstellen eines sichtbaren Bildes und der zusätzliche Standard-Prioritäts-Bitstrom stellt die zusätzlichen Daten bereit, um ein volles HDTV-Qualitäts-Video herzustellen.
  • Die Trennung in Hoch- und Standard-Prioritäts-Datenströme wird ausgeführt unter Verwendung eines adaptiven Priorisierungsalgorithmus, welcher inter alia den MPEG-Rahmentyp (d. h. I, B oder P) und die relativen Besetzungen von HP- und SP-Raten-Puffern bei der Ausgabe von dem MPEG++-kodierenden System berücksichtigt. Höchste Priorität ist gegeben zu den MPEG-Vorspannen, welche den Beginn von Videodatenblöcken (z. B. Scheiben und Makroblöcke) angeben, welche benötigt werden zum Initiieren des Dekodierens von empfangenen Videodaten. I-Rahmen-Daten und P-Rahmen-Bewegungsvektoren wird auch eine relativ hohe Priorität gegeben, wohingegen die meisten B-Rahmen-Daten mit einer Standard-Priorität übertragen werden. Der adaptive Priorisierungsalgorithmus gibt den Datenstrom von Codewörtern und ein Signal aus, welches das Prioritätslevel für jeden Codewortstrom darstellt.
  • Das AD HDTV-System verwendet ein priorisiertes Daten-Transport-(PDT)- Format, um eine zuverlässige Lieferung von längenvariabel kodierten, komprimierten Videodaten bereitzustellen. Das PDT-Format unterstützt flexibles Multiplexing von Video-, Audio- und Datendiensten ohne eine Vorauswahl von Betriebsbitraten zu erfordern. Das AD HDTV-System formatiert entsprechend alle Daten in eine Sequenz von Paketen fester Länge jedes mit entsprechenden Vorspannen zur Identifizierung und Fehlerbehebung. Diese Pakete werden Transportzellen genannt.
  • Der Datenstrom von Codewörtern und der Prioritätslevel für jedes Codewort, d. h. HP oder SP, wird empfangen und die Transportzellen werden mit den Daten, wie es zu ihrer Priorität passend ist, gefüllt. Jede Transportzelle ist etikettiert mit einem Adaptionsvorspann, welcher Informationen enthält, die nötig sind zum Wiederstarten der Videodekodierungen, wenn Synchronisierung vor der aktuellen Transportzelle verloren ist. Diese Information kann umfassen Makroblocknummer, Blockposition innerhalb des Makroblocks, Rahmennummer, Feld- oder Rahmen-Kodieren, Quantisierungslevel, Priorität der Daten und einen Zeiger auf eine Datengrenzlinie innerhalb der Zelle. Zellen bei verschiedenen Prioritätslevels, d. h. HP oder SP, können verschiedene Vorspanninformationen ausweisen, wie es passend ist zum Dekodieren von Daten von dem gegebenen Prioritätslevel.
  • Wie oben beschrieben, trennt die vorgeschlagenen Prioritätskodiereinrichtung des AD HDTV-Systems einen einzelnen dekodierten Video-Codewort-Strom von dem Komprimierprozessor in zwei Datenströme, die mit den zwei Prioritätslevel übereinstimmen: die hohen Prioritäts-(HP)- und die Standardprioritäts-(SP)- Datenströme. Das Ziel der Prioritätskodiereinrichtung ist es, einen HP- Codewortstrom herzustellen, der ein sichtbares Bild darstellt. Dieser HP- Codewortstrom kann bei einer höheren Leistung übertragen werden und in einem separaten Frequenzbereich zum Erhöhen des Empfangsbereiches für mindestens das Basisvideobild.
  • Das vorgeschlagene AD HDTV-System erlaubt verschiedenen Ansätzen und Kriterien in die Konstruktion der HP- und SP-Codewortströme eingesetzt zu werden. Ein Anordnungsprozeß findet einmal beim Beginn von jedem Rahmen zum Determinieren der Fraktion von Daten für diesen Rahmen, der übertragen werden sollte, in den hohen Prioritätskanal statt. Diese Entscheidung basiert auf dem Typ von Rahmen, der übertragen wird (I-, P- oder B-Rahmen), die Anzahl von Bits, die für diesen Rahmen generiert sind (verfügbar von dem Komprimierprozessor) und dem Status von HP- und SP-Puffern. Allgemein tendiert die I-Rahmen- Information, die wichtigste zu sein und wird generell auf dem hohen Prioritätskanal übertragen. Es gibt zwei Gründe hierfür. Erstens dauert der Einfluß von Übertragungsfehlern auf I-Rahmendaten länger als der von einem P- oder einem B- Rahmen, weil er die Basis für die Vorhersage für beide P- und B-Rahmen ist. Zweitens können, da es keine zeitliche Vorhersage für I-Rahmen gibt, Fehler auf DCT-Koeffizienten in einem totalen Verlust von Bildinformation für einen Makroblock resultieren.
  • Auf der andere Seite können P- und B-Rahmen sich auf partielle Bewegungsinformation stützen zum Herstellen von vernünftigen Bildern sogar in dem Fall eines kompletten Verlustes der DCT-Koeffizienten aufgrund von Übertragungsfehlern. Daher ist das allgemeine Ziel, einen so groß wie möglichen Bruchteil von den I-Rahmendaten auf dem Hochprioritätskanal zu überragen. Für P-Rahmen werden die meisten, wenn nicht alle Bewegungsvektordaten und möglicherweise einige DCT-Koeffizienten auf dem HP-Kanal übertragen. Mehr DCT- Koeffizienten werden auf dem HP-Kanal übertragen, wenn zusätzliche Kapazitäten verfügbar sind. Es ist wichtig, mindestens Bewegungsinformation für diese Rahmen auf dem HP-Kanal übertragen, da die Wirkung von Verlusten dazu tendiert, sich bis zu dem nächsten I-Rahmen fortzupflanzen. Letztlich werden B- Rahmen als die am wenigsten wichtigen angesehen, weil sie nicht für Vorhersagezwecke benutzt werden. Deswegen werden B-Rahmenfehler auf einen einzelnen Rahmen beschränkt und pflanzen sich nicht in andere Rahmen fort. Allge mein ist die Menge von B-Rahmendaten, die auf dem Hochprioritätskanal übertragen werden, die geringste unter den drei Typen von Rahmen.
  • Während der AD HDTV-Prioritätszuweisungsprozeß nicht exakt spezifiziert, was in dem HP-Datenstrom erscheinen muß, stellt der AD HDTV-Vorschlag allgemeine Richtlinien von Prioritätszuweisungen bereit, welche für jeden Rahmentyp verwendet werden können. Der AD HDTV-Vorschlag gibt an, daß für alle Rahmentypen, die drei wichtigsten Typen von Informationen Rahmenvorspanne sind, Scheibenvorspanne und Makroblockinformation (Adressen, Typen und Quantisierungen). Für I-Rahmen sind die nächsten in der Priorität sind (in Reihenfolge) DC DCT-Koeffizienten, Niedrigfrequenz-DCT-Koeffizienten und zuletzt Hochfrequenz-DCT-Koeffizienten. Für B- und P-Rahmen als nächste in der Priorität sind (in Reihenfolge) Bewegungsvektoren, DC DCT-Koeffizienten, Niedrigfrequenz- DCT-Koeffizienten und zuletzt Hochfrequenz-DCT-Koeffizienten. Wie oben angegeben, sind die Codewörter priorisiert in DCT-Koeffizienten von zunehmend höherer räumlicher Frequenz.
  • In dem vorgeschlagenen AD HDTV-System ist die HP-Datenrate ein Viertel von der SP-Datenrate. Entsprechend ist das Verhältnis von HP- zu SP-Daten 1 : 4.
  • Fig. 7 veranschaulicht die Struktur einer Transportzelle in Übereinstimmung mit dem AD HDTV-System-Vorschlag. Jede Zelle enthält eine Fehlerkorrekturschicht und eine priorisierte, Datentransport-(PDT)-Formatschicht. Wie in Fig. 7 dargestellt, gibt es drei Unterschichten innerhalb der PDT-Formatschicht. Sie sind eine Datenverbindungsschicht, eine MPEG++-Adaptationsschicht und die Servicedatenschicht. Die Datenverbindungsschicht umfaßt ein Byte des Servicetyps, welches den Prioritätslevelindikator (HP oder SP) trägt und eine Rahmenüberprüfsequenz für die Fehlerdetektion. Entsprechend erlaubt das Byte des Servicetyps eine sofortige Identifizierung einer Transportzelle, entweder hohe oder Standardpriorität zu sein. Das Byte des Servicetyps identifiziert auch den Datentyp für Video-, Audio- und Hilfsdaten und enthält eine 4-Bit-Kontinuitätszähler-(CC)- Komponente. Dieser Zähler steigt um eins für jede übertragene Zelle. Der Kontinuitätszähler erlaubt den Empfangspuffern, Zellendiskontinuität zu detektieren (aufgrund von unkorrigierbaren Zellfehlern) für besonderen Transportservice.
  • Die MPEG++-Adaptionsschicht erlaubt einem Dekoder, das Synchronisieren auf Codes variabler Länge innerhalb des MPEG-komprimierten Viedoservices. Der erste verwendbare Eintrittspunkt in jeder Zelle wird identifiziert und gespeichert in einem Adaptationsvorspann (AH) von der MPEG++-Adaptionsschicht. Für Hochprioritätsdaten enthält der AH Scheibeneintrittspunkt-Information (d. h. einen Zeiger auf das erste Bit von dem Eintrittspunkt der Scheibe in die Transportdaten), Rahmentypinformation, die Rahmennummer und die Scheibennummern innerhalb des Rahmens. Für Niedrigprioritätsdaten enthält der AH einen Zeiger auf den Beginn von einem Makroblock, Rahmentypinformation, die Rahmennummer und die Makroblocknummer innerhalb des Rahmens.
  • Die Videoserviceschicht jeder Transportzelle enthält Transportdaten, welche Video-, Audio- und/oder Steuerdaten enthalten können. Die Transportdaten enthalten videospezifische Parameter, die für eine Rücksynchronisation nach einem langen Ausbruch von Fehlern verwendet werden können. Ein Aufzeichnungsvorspann (RH) erscheint am Beginn von jeder Scheibe und wird nur in die Hochprioritäts-Transportzellen gesendet. Jede Anzahl von aufgezeichneten Vorspannen kann in einer Zelle auftreten, aber nur die erste wird als ein Eintrittspunkt in den AH benutzt. Das Eintrittspunktmerkmal in dem AH für eine HP-Zelle enthält, wie oben dargelegt, Information bezüglich des Ortes von dem Beginn von dem Datenblock (welcher immer ein RH ist), wie auch andere Information, wie z. B. den Rahmentyp und Scheibennummer. Der RH kann einen Prioritätswechselpunkt enthalten (welcher den Wechsel zwischen HP und SP-Information spezifiziert), eine vertikale Position, einen Quantisierungsskalenfaktor und eine Aufzeichnungsvorspannerweiterung.
  • Zusammenfassend enthält jede HP-Zelle in Übereinstimmung mit dem AD HDTV-System-Vorschlag Daten, welche in Scheiben angeordnet sind. Jede SP- Zelle enthält Daten, die in Makroblöcken angeordnet sind. Eintrittspunkte erlauben diesen Datenblöcken, über die Zellengrenzlinien segmentiert zu werden. Dennoch enthält die AH-Information nur einen Zeiger auf den Beginn des Makroblocks oder der Scheibe. Es kann jedoch mehr als einen Makroblock oder Scheibe beim Starten in jeder Zelle geben. Deswegen wird zumindest einer von diesen Blöcken nicht einen Eintrittspunkt aufweisen, der in dem AH aufgezeichnet ist. Alternativ können ein Makroblock oder eine Scheibe viele Zellen aufnehmen, und so gibt es einen Eintrittspunkt für den Block in nachfolgenden Zellen. In dem Fall eines Zellverlustes kann die Eintrittspunktinformation für die schnellere Resynchronisation der Transportdaten verwendet werden. Im Fall eines Fehlers, der zum Verlust einer Zelle ohne einen Eintrittspunkt führt, wird der Empfänger beim nächsten Block mit einem Eintrittspunkt das Dekodieren wieder starten.
  • Ein anderer vorgeschlagener Standard für HDTV ist das DigiCipher-System (auch bezeichnet als das ATVA-Interlaced System), das von General Instrument Corporation entwickelt wurde. Dieses vorgeschlagene System ist beschrieben in General Instument Corporations's "DigiCipher HDTV System Description" vom 22. August 1991, welches hiermit explizit durch Bezugnahme hereingenommen ist. Das DigiCipher-System verwendet Transformationskodieren als die Technik der Datenkomprimierung.
  • Das DigiCipher-System hat keine vollständigen, zeitlich zusammentreffenden Rahmen von intra-kodierten Daten. Vielmehr aktualisieren Intra-Rahmen-Daten ein Bild auf einer regulären Basis in vertikalen Spalten auf dem Schirm.
  • Bei dem DigiCipher-System ist ein Pixel ein 8-Bitaktive Video-Sample (Luminanz oder Farbwert), während ein Block ein Bildbereich von 8 · 8 Pixeln ist. Ein Superblock ist ein Bildbereich, welcher 4 horizontale Liminanzblöcke auf 2 vertikale Luminanzblöcke enthält einen dazugehörigen Farbwertblock jeweils für U- und V-Werte, die von diesem Bildbereich abgeleitet sind. Ein Makroblock ist ein Bildbereich von elf horizontal angeordneten Superblöcken.
  • Das DigiCipher-System transformiert einen Block von Pixeln in einen neuen Block von Transformationskoeffizienten unter Verwenden des DCT. Die Transformation wird auf jeden Block angewendet, bis das gesamte Bild transformiert worden ist.
  • Als nächstes wird die Anzahl von Bits, die zum Darstellen der DCT-Koeffizienten erforderlich sind, reduziert. Entsprechend vergibt ein Koeffizientenquantisierungsprozeß Gewichtungen zu jedem der DCT-Koeffizienten. Jeder Koeffizient wird durch seinen Gewichtungsfaktor geteilt. Danach wird ein Quantisierungsfaktor bestimmt, basierend auf Scenenkomplexität und wahrnehmbaren Charakteristiken, und ein zusätzliches Skalieren findet statt durch Teilen der gewichteten Koeffizienten durch den Quantisierungsfaktor.
  • Die Quantisierungsmethode der DigiCipher-Methode wird dennoch nicht auf den DC-Koeffizienten angewendet. Die signifikantesten Bits des DC-Koeffizienten werden immer unabhängig von dem Quantisierungslevel ausgewählt.
  • Als nächstes wird eine statistische Kodiertechnik, wie z. B. ein Huffman- Kodieren, benutzt, die das Bild nicht degradiert. Die DCT-Koeffizienten werden seriell in eine Sequenz gebracht und Amplituden/Lauflängen-kodiert. Ein Codewort wird zugewiesen, welches die Amplitude des Koeffizienten und die Anzahl von Nullen, welche ihm vorhergehen, anzeigt (Lauflänge).
  • Zusätzlich wird der DC-Koeffizient Huffmann-kodiert, nachdem er differenziell innerhalb eines Superblocks kodiert wird. Die Effizienz dieses Kodierprozesses ist sehr stark abhängig von der Reihenfolge, in welcher die Koeffizienten gescannt werden. Durch Scannen von hoher Amplitude zu niedriger Amplitude ist es möglich, die Anzahl von Durchläufen von null Koeffizienten, die typisch für einen einzelnen langen Lauf an dem Ende des Blockes ist, zu reduzieren. Die Koeffizienten werden zickzack-gescannt, von dem DC-Koeffizienten zuerst heruntergehend.
  • Es gibt eine Grenze für den Betrag von Komprimierung, die durch räumliches Verarbeiten alleine möglich ist. Ein Inter-Rahmen-Kodierer kann dennoch von zeitlicher Korrelation profitieren, genauso wie von räumlicher Korrelation. Ein hoher Grad von zeitlicher Korrelation existiert immer, wenn es eine kleine Bewegung von einem Rahmen zum nächsten gibt.
  • Bei dem DigiCipher-System wird das Signal zunächst durch Vorhersagen komprimiert, wie der nächste Rahmen erscheinen wird, und dann Senden des Unterschieds zwischen dem vorhergesagten und dem aktuellen Bild. Ein vernünftiger Vorhersager ist der vorherige Rahmen. Diese Sorte von zeitlichem Differentialkodieren wird sehr gut ausgeführt, wenn geringe Bewegungen auftreten oder wenn es kleine räumliche Details gibt. In anderen Fällen wird es weniger effektiv sein und gelegentlich schlechter, als wenn der nächste Rahmen einfach ohne Vorhersage kodiert worden ist.
  • Anstatt eines direkten Transformationskodierens eines Bildes, wird zuerst ein Schätzen des Bildes generiert unter Verwenden von Bewegungskompensation. Der Unterschied zwischen diesem Schätzen und dem aktuellen Bild wird dann transformationskodiert, und die Transformationskoeffizienten werden dann normalisiert und statistisch kodiert wie zuvor. Der zweite der zwei Rahmen, von welchem die Bewegungsschätzungen abgeleitet werden, ist immer der vorhergehende Rahmen, wie er nach Rekonstruktion durch den Kodierer erscheint.
  • Differenzielle Verarbeitung im allgemeinen verursacht ein Basisproblem für die Kodiereinrichtung. Wenn eine Dekodiereinrichtung auf einen neuen Kanal verstellt wird, weist sie keine "vorhergehenden Rahmen"-Information auf. Die Akquisition würde verzögert werden, bis zumindest eine Impuls-Code-Modulation- ("PCM")-Version von jedem Block empfangen wird, was in einer unbegrenzten Akquisitionszeitdauer resultiert.
  • Somit werden in dem DigiCipher-System während jedem 0,37-Sekundenintervall alle Blöcke verarbeitet, sobald sie in PCM-Form auf einer verteilten Basis sind. Diese Technik resultiert in einer 0,37-Sekunden-Differenzial-Impuls-Code- Modulation ("DPCM"), basierend auf Akquisitionszeitkomponente, aber verteilt die resultierende Zunahme in Kanalbits einheitlich über die Zeit.
  • Der 0,37-Sekunden-Parameter würde einen gezwungenen PCM-Block implizieren, einmal alle 11 Rahmen, und es gibt eine nötige, aber nicht-triviale Reduzierung in der Gesamtkomprimiereffizienz. Der 0,37-Sekunden-Parameter kann zum Austausch von Akquisitionszeit gegen Effizienz variiert werden.
  • Somit weist das DigiCipher-System sehr geringe Toleranzen für Fehler auf oder fehlende Information in dem Datenstrom. Das DigiCipher-System wird einen Makroblock von dem vorhergehenden Rahmen wiederholen, wenn ein Fehler detektiert wird. Fehler werden durch Überprüfen detektiert, ob alle die komprimierten Daten benutzt werden, wenn eine Makroblock-Verarbeitung beendet ist. Wegen dem längenvariablen Kodieren von Daten muß eine Resynchronisierung stattfinden, nachdem ein Fehler auftritt. Jedoch gibt es keinen Platz für eine Resynchronisierung, außer beim Beginn des nächsten Rahmens, welcher einen nächsten Rahmenzeiger benutzt.
  • Die oben beschriebenen Systeme spezifizieren nicht die Datenformate und Komprimierungstechniken, um die Systeme passend für VTR-Anwendungen zu machen. Spezielle Erfordernisse von VTRs beinhalten die Notwendigkeit einer Fähigkeit zum Aufzeichnen bei normaler Wiedergabegeschwindigkeit genauso wie schnelle Vorwärtswiedergabe bei einer Vielfalt von Geschwindigkeiten, Rückwärtswiedergabe bei "normaler" Geschwindigkeit und anderen Geschwindigkeiten, Slow-Motion-Wiedergabe und Standbildansicht. Ein VTR muß fähig sein, Daten zu empfangen und sie so anzuordnen, daß sie gespeichert werden können auf einem Band in einem angemessenen Format, um Wiedergabe bei verschiedenen Geschwindigkeiten und in verschiedenen Modi zu erlauben.
  • Die Wiedergabe von aufgezeichneten komprimierten digitalen Videodaten ist schwierig bei verschiedenen schnelleren als der normalen Vorwärtsgeschwindigkeit und in Rückwärtsrichtung. Der Grund ist, daß digitale Komprimiersysteme, wie z. B. diese oben beschriebenen Systeme (d. h. das AD HDTV-System und das DigiCipher-System) sehr kompakte, nicht redundante Beschreibungen von Bildern produzieren. Konsequenterweise resultiert das Liefern von nur einem Abschnitt von den komprimierten Daten (wie es bei höheren als normalen Geschwindigkeiten auftritt) in einem Wiedergabe-Datenstrom, der weitestgehend unverständlich ist für eine Videodekodiereinrichtung.
  • Das Benutzen des MPEG-Standards zum Unterstützen von schnellen Vorwärtsmodi in einem VTR ist vorgeschlagen worden in einem Bericht mit dem Titel "Coding of Moving Pictures and Associated Audio for Digital Storage Media at up to about 1.5 Mbit/s", ISO 2-11172 rev 1, 10. Juni 1992, im folgenden "der MPEG-Bericht" genannt. Der MPEG-Bericht beschreibt Techniken zum Kodieren und Dekodieren von Videodaten, welche bewegungskompensierte Kodiertechniken benutzen. In dem MPEG-Bericht auf S. D-52 bis D-54 ist vorgeschlagen worden, daß MPEG D-Rahmen und I-Rahmen, welche beide nur intrakodiertes Material enthalten, benutzt werden können zum Unterstützen von schnellem Vorlaufspiel. Insbesondere in bezug auf I-Rahmen gibt er an, daß schnelles Abspielen ermöglicht werden kann durch Dekodieren und Wiedergeben von nur I-Rahmen, annehmend, daß I-Rahmen passend in Videosequenzen beabstandet sind.
  • Wie oben beschrieben, enthalten MPEG D-Rahmen, welche eine Erweiterung des normalen MPEG-Datenstromes sind, nur die DC-Koeffizienten von einer DCT- Transformation. Deswegen enthalten D-Rahmen nur Information, welche nur kodiert ist bei Verwenden von Intra-Rahmen-Verarbeiten. Bei MPEG sind D- Rahmen komplett unabhängig von dem normalen Bitstrom von I-, B- und P- Rahmen und müssen somit separat von dem normalen Datenstrom kodiert, übertragen und gespeichert werden. Des weiteren müssen D-Rahmen durch einen unterschiedlichen Algorithmus kodiert werden, welcher das Benutzen einer separaten Dekodierschaltung von der Dekodierschaltung, die zum Dekodieren von I-, B- und P-Rahmen benutzt wird, erfordert.
  • Solche Erfordernisse von separatem Kodieren, Dekodieren und Speichern von D- Rahmen erhöhen die Kosten und Komplexität von einem VTR, welcher D- Rahmen für Schnellspielmodi als Betriebsweise benutzt. Zusätzlich ist die Bildqualität, welche reproduziert werden kann bei Verwenden intrakodierter D- Rahmen allein, relativ schlecht verglichen mit Bildern, welche von I-Rahmen z. B. reproduziert werden.
  • Weiter schlägt der MPEG-Bericht vor, daß der MPEG-Standard benutzt werden kann zum Unterstützen der Schnellwiedergabe, wenn die I-Rahmen in einer Sequenz entsprechend beabstandet werden. Als ein Beispiel nennt der MPEG- Bericht, daß, wenn I-Rahmen gleichmäßig pro jedem zehnten Rahmen beabstandet werden, eine Dekodiereinrichtung fähig sein könnte, die Sequenz bei dem Zehnfachen der normalen Geschwindigkeit wiederzugeben durch das Dekodieren und Anzeigen von nur I-Rahmen.
  • Während das obige Benutzen von I-Rahmen zum Schnellwiedergeben vorgeschlagen wird, erkennt der MPEG-Bericht, daß dieses Konzept beachtliche Belastungen auf das Medium und die Dekodiereinrichtung bringt. Um I-Rahmen wie vorgeschlagen zu benutzen, muß das Medium zum Beschleunigen und Liefern der zehnfachen Datenrate fähig sein, und die Dekodiereinrichtung muß fähig sein, diese hohe Datenräte zu akzeptieren und die I-Rahmen zu dekodieren. Während der MPEG-Bericht diese Probleme erkennt, versäumt er zu erklären, wie diese Belastungen auf das Medium und die Kodiereinrichtung überwunden werden können, so daß ein VTR tatsächlich implementiert werden kann bei Verwenden des vorgeschlagenen Ansatzes.
  • Der MPEG-Bericht schlägt weiter vor, daß das Medium selbst verwendet werden könnte, um irgendwie die I-Rahmen herauszusortieren und sie zu übermitteln, um einen gültigen MPEG-Video-Bitstrom während der Schnellwiedergabe herzustellen. Dennoch schlägt der MPEG-Bericht nicht vor, wie dieses Medium tatsächlich solch ein System implementieren könnte.
  • Zusätzlich zu den während der Schnellwiedergabe auftretenden Problemen gibt es verschiedene Probleme im Zusammenhang mit dem Rücklaufspiel durch einen VTR, welcher Information speichert in Übereinstimmung mit dem MPEG- Standard oder anderen hochkomprimierten Datenformaten. Für einen VTR muß, um einen Intra-Rahmen-kodierten Bitstrom zu dekodieren und in Rücklauf abzuspielen, die Dekodiereinrichtung des VTR jede Gruppe von Bildern in Vorlaufrichtung dekodieren, die dekodierten Bilder speichern und sie dann in Rücklaufreihenfolge anzeigen. Dies stellt strenge Speichererfordernisse an die Dekodiereinrichtung und kompliziert weiter das Problem, sich Zugang zu dem kodierten Bitstrom in der korrekten Reihenfolge zu verschaffen. Des weiteren entstehen ähnliche Probleme zu denen, die oben diskutiert wurden, in bezug auf die Schnellwiedergabe, wenn die Rücklaufwiedergabe bei verschiedenen Geschwindigkeiten auszuführen ist.
  • Folglich gibt es verschiedene Probleme, mit denen umgegangen werden muß, wenn der MPEG oder ähnliche Standards zum Aufzeichnen von Videoinformation auf ein Band durch einen VTR benutzt werden.
  • Ein bekannter VTR, welcher Hochgeschwindigkeitswiedergabe unterstützt, empfängt ein analoges Videosignal, digitalisiert das Signal und konvertiert jeden Bildrahmen in dem Signal in Hauptinformation (für eine grobe Bildung von dem gesamten Bild während der Hochgeschwindigkeitswiedergabe) und Unterinformati on (zum Bilden von Details des Bildes). Die Hauptinformation und die Unterinformation, welche jedem Bildrahmen entsprechen, werden auf einer einzigen Spur aufgezeichnet, wobei jede Spur auf einem Band Daten speichert, die einem unterschiedlichen Bildrahmen entsprechen. Jeder Block von Hauptinformation, welcher einem speziellen Rahmen entspricht, wird in der Mitte von der Aufzeichnungsspur aufgezeichnet, welche alle Daten enthält, die einem speziellen Rahmen entsprechen. Die Unterinformation, welche dem speziellen Rahmen entspricht, wird auf Bereiche auf beiden Seiten von der Mitte von der Spur aufgezeichnet, welche die Hauptinformation enthält, die zu dem speziellen Rahmen gehört. Während der Trickwiedergabe wird die Hauptinformation benutzt, um Bilder zu generieren, die angezeigt werden.
  • Der bekannte VTR empfängt nicht Daten in einem komprimierten Format und erfordert, um die Konvertierung zu Haupt- und Unterinformation auszuführen, daß die empfangenen analogen Videosignale digitalisiert und kodiert werden, bevor die Daten auf dem Band aufgezeichnet werden können. Des weiteren unterstützen das Kodieren und der Ein-Rahmen-Pro-Spur-Aufzeichnungsprozeß nur das Intra-Rahmen-Kodieren von Bildern. Solch ein System weist ernste Rückschläge auf, wenn die Bildinformation für einen intrakodierten Rahmen von Video, wie z. B. in dem Fall von HDTV, nicht fähig ist, in einer einzelnen Bandspur, wegen der großen Menge von involvierten Daten gespeichert werden zu können. Weiterhin verfehlt solch ein System den Vorteil zu nutzen oder das Benutzen von Inter-Rahmen-Kodiertechniken anzuwenden, um den Betrag von Daten zu reduzieren, welche für eine Serie von Rahmen gespeichert werden müssen.
  • In der EP-A-0 505 985 wird eine hocheffiziente Kodier-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung offenbart, die einen hocheffizienten Kodieradapter an digitale Videobandrecorder und digitale Audiobandrecorder anpaßt.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt eine Videoaufzeichnungsgerät-Aufzeichnungsschaltung und ein Verfahren zum Aufzeichnen digitaler Daten in einem Trickspielsegment auf einem Band bereit, wie in den Ansprüchen 1 und 13 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein digitales Videoband-Aufzeichnungsgerät bereit, welches zum Aufzeichnen von Daten fähig ist, die für ein Benutzen während VTR-Trickspielbetrieben in spezifischen Bandsegmenten vorgesehen sind, auch bezeichnet als Trickspielsegmente. Die in den Trickspielsegementen aufgezeichneten Daten können dann während des Trickwiedergabebetriebs gelesen werden.
  • In einem repräsentativen Ausführungsbeispiel umfaßt der VTR eine Videoaufzeichnungsschaltung zum Aufzeichnen von Daten in Bandspuren, die eine Mehrzahl von Bandsegmenten umfassen. Jede Spur umfaßt normale Spielbandsegemente und/oder Trickspielbandsegmente. Die Daten, welche in normalen Spielbandsegmenten aufgezeichnet sind, werden während des normalen Wiedergabebetriebes benutzt. Die Daten, welche in Trickspielbandsegmenten aufgezeichnet sind, werden in einer oder mehreren Trickwiedergabemodi von dem VTR-Betrieb benutzt und können auch während des normalen Wiedergabebetriebs benutzt werden.
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet die VTR-Aufzeichnungsschaltung Trickspieldatenblöcke auf, welche Daten enthalten zum Benutzen während des Trickspielbetriebs in Trickspielsegmenten in solch einer Weise, daß die geometrische Anordnung, welche durch die Trickspielsegmente auf dem Band gebildet wird, sicherstellt, daß zumindest die Daten in einigen der Trickspielsegmente während des VTR-Trickspielbetriebs gelesen werden. Solch eine Anordnung stellt sicher, daß eine ausreichende Menge von Trickspieldaten gelesen wird, um zumindest eine akzeptable Anzahl von Bildabschnitten in einer akzeptierbaren Qualität während des Trickwiedergabebe triebs über einen breiten Bereich von Wiedergabegeschwindigkeiten unabhängig von der Richtung der Bandbewegung herzustellen.
  • Ein Weg für den VTR, eine solche geometrische Anordnung von Trickspielsegmenten zu erhalten, ist eine Serie von kontinuierlichen oder annähernd kontinuierlichen Trickspielsegmenten parallel zu der Länge des Bandes aufzuzeichnen. Normale Spielsegmente können in das Gebiet gelegt werden, welches nicht von den Trickspielsegmenten benutzt wird. Durch Aufzeichnen von Trickspieldaten in Trickspielsegmenten, welche in solch einer Weise angeordnet sind, d. h. parallel zu der Länge des Bandes, wird eine Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur geschaffen längs des Bandes.
  • Wenn Trickspielblöcke aufgezeichnet werden zum Bilden einer Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespur, gehen die Wiedergabeköpfe von einem VTR über einige der Trickspielblöcke während des Trickspielbetriebs, jedes Mal, wenn die Köpfe des VTRs über die Breite des Bandes herübergehen. Folglich wird während des Trickspielbetriebs garantiert, daß die Köpfe über einige Trickspieldatensegmente laufen, welche genügend Trickspieldaten zum Generieren eines erkennbaren Bildes oder Abschnittes eines Bildes unabhängig von der Geschwindigkeit oder Richtung des Trickspielbetriebs enthalten. Des weiteren ist in einer solchen Ausführung kein Spurfolge-Servo während des Trickspielbetriebs erforderlich, wenn Daten von einer Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur gelesen werden, weil einige Trickspieldaten wieder erhalten werden während jedes Durchlaufs über die Breite des Bandes unabhängig von dem Winkel, bei welchem die Köpfe des VTR über das Band laufen. Von den Daten in den Trickspielsegmenten, welche gelesen werden, wird der VTR fähig sein, mindestens einige erkennbare Bilder oder Abschnitte von Bildern herzustellen, unabhängig von der Trickspielgeschwindigkeit oder Richtung des Wiedergabebetriebs.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet die VTR-Aufzeichnungsschaltung Trickspieldaten in Trickspielsegmenten auf, wel che für ein optimales Wiederherstellen von Trickspieldaten während spezifischer Trickspielgeschwindigkeiten- und betriebsrichtungen angeordnet sind. Wenn der Kopf von einem VTR über die Breite eines Bandes bei einer gegebenen Trickspielgeschwindigkeit und Richtung eines Betriebes läuft, kann er über verschiedene normale Spielspuren auf dem Band laufen. Dennoch werden bei irgendeiner gegebenen Trickspielgeschwindigkeit und -richtung die Köpfe über das Band bei einem vorhersagbaren Winkel laufen. Die VTR-Aufzeichnungsschaltung der vorliegenden Erfindung macht sich diese Tatsache zum Vorteil durch Setzen von Trickspielsegmenten für eine bestimmte Trickspielgeschwindigkeit und -richtung, z. B. 9x-Schnell-Vorwärts, entlang einer Diagonalen, welche bei dem spezifischen Winkel von den Köpfen des VTRs liegt, wird über die Spuren des Bandes während des Trickspielbetriebs bei einer bestimmten Trickspielgeschwindigkeit und - richtung kreuzen. Die Trickspielsegmente, welche an den Köpfen des VTR während jedes Durchlaufs über die Breite des Bandes während des Betriebs bei einer bestimmten Trickspielgeschwindigkeit und -richtung vorüberlaufen, enthalten eine Schnell-Scan-Spur für diese bestimmte Geschwindigkeit und Richtung.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Benutzen von einer oder mehreren Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespuren kombiniert mit dem Benutzen von Schnell-Scan-Spuren für vorselektierte Trickspielgeschwindigkeiten und -richtungen des Betriebs. Wenn der VTR bei einer anderen Trickspielgeschwindigkeit und -richtung als derjenigen, welche von den Schnell- Scan-Spuren für die vorselektierten Trickspielgeschwindigkeiten und -richtungen des Betriebs unterstützt werden, betrieben wird, werden die Daten von der Multi- Geschwindigkeitsspur benutzt, um Bilder während des Trickspielbetriebs zu generieren. Andererseits können die Daten, wenn bei einer Trickspielgeschwindigkeit und -richtung, welche unterstützt wird von einer Schnell-Scan-Spur betrieben, in der Schnell-Scan-Spur gelesen werden zum Herstellen von mehr Bildern oder von Bildern einer höheren Qualität als es möglich sein würde bei Verwenden der Daten, die von der Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur gelesen werden können.
  • In einer Ausführungsform umfaßt die Videoaufzeichnungsschaltung eine Trickspieldaten-Verarbeitungsschaltung, welche einen Datenfilter umfaßt. Der Trickspiel-Datenfilter empfängt Videodatenpakete von z. B. einem Tunermodul oder einem digitalen VTR-Port und selektiert Daten zum Aufzeichnen in Trickspiel- Bandsegmenten. Die selektierten Daten umfassen Daten, die nützlich zum Generieren von erkennbaren Abschnitten von einem Bild während des Trickspielbetriebs sind. Weil die Menge von Daten pro normaler Spielspur, die während des Trickspielbetriebs zurückgelesen werden kann, wie z. B. Schnellvorlauf oder Rücklaufwiedergabebetrieb, im allgemeinen geringer ist als der Betrag von Daten, welcher während des normalen Wiedergabebetriebs gelesen werden kann, selektiert der Trickspiel-Datenverarbeitungsfilter Daten, die determiniert werden, eine hohe Priorität zum Aufzeichnen von Trickspiel-Bandsegmenten zu haben. In einer Ausführungsform selektiert der Datenverarbeitungsfilter die Daten mit der höchsten Priorität und dann die Daten mit der nächsthohen Priorität, bis ausreichende Videodaten selektiert worden sind, zum Füllen der Trickspielsegmente von einer bestimmten Schnell-Scan- oder Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur.
  • Die Daten, welche von dem Trickspiel-Datenverarbeitungsfilter zum Aufzeichnen in den Trickspiel-Bandsegmenten selektiert werden, können spezielle Trickspieldaten beinhalten, wenn sie verfügbar sind, wie z. B. Trickspiel- Bewegungsvektoren, welche nicht zum Benutzen während des normalen Wiedergabetriebs gedacht sind. Zusätzlich zu speziellen Trickspieldaten oder als Alternative zu solchen Daten können die Daten, welche zum Aufzeichnen in Trickspiel-Bandsegmenten ausgewählt sind, ein Unterset von Daten enthalten, die zum Benutzen während des normalen VTR-Wiedergabebetriebs beabsichtigt sind. In letzterem Fall kann das ausgewählte Unterset von normalen Spieldaten entweder zum Aufzeichnen in den Trickspiel-Bandsegmenten dupliziert werden oder es kann in den Trickspiel-Bandsegmenten aufgezeichnet werden, ohne dupliziert zu werden. Wenn das Unterset von Daten in den Trickspiel-Bandsegmenten ohne dupliziert zu werden aufgezeichnet wird, können diese Daten sowohl während normalem Spielbetrieb als auch während Trickspiel-VTR-Betrieb benutzt werden.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung behandelt jedes Trickspielsegment als mehrfache Regionen enthaltend, in welche Daten aufzuzeichnen sind. Jedes Trickspielsegment wird behandelt, als hätte es eine zentrale Region, von der erwartet werden kann, gegebene Spurfolgetoleranzen von einem bestimmten VTR zu haben, um gelesen zu werden während des Trickspielbetriebs, wann immer ein Spurfolgeservo benutzt wird zum Steuern des VTR-Kopfpositionierens. Jedes Trickspielsegment wird auch behandelt, als habe es zusätzliche Regionen, welche über der zentralen Region und unter der zentralen Region liegen. Diese zusätzlichen Regionen jedes Trickspielsegments können oder können nicht von den Köpfen während des Trickspielbetriebs überfahren werden, was abhängt von dem Grad des Spurfolgefehlers. Um die Menge der Daten zu erhöhen, die routinemäßig während des Trickspielbetriebs wiederhergestellt werden können, werden die gleichen Daten in den Regionen oberhalb und unterhalb der zentralen Region des Trickspielsegments aufgezeichnet. Danach können, egal ob der Kopf über Trickspielsegmente bei einer Position oberhalb oder unterhalb der gewünschten oder Nominalposition aufgrund von Spurfolgefehlern vorübergeht, die gleichen Daten wiederhergestellt werden wegen der Duplizierung der Daten in den Regionen oberhalb oder unterhalb der Zentralregion, trotz den Spurfolgefehlern.
  • In einer anderen Ausführungsform werden die Daten, welche in jedem Trickspielsegment aufzuzeichnen sind, priorisiert, wobei die Daten der höchsten Priorität nahe bei dem Zentrum von jedem Trickspielsegment geschrieben werden, wo es am wahrscheinlichsten ist, gelesen zu werden. Bei solch einer Ausführungsform können Daten niedrigerer Priorität in abnehmender Reihenfolge von Prioritäten, ausgehend von der Zentralregion, von dem Trickspielsegment geschrieben werden.
  • In einer repräsentativen Ausführungsform werden ausreichend Daten in jedem Trickspiel-Bandsegment aufgezeichnet zum Generieren eines erkennbaren Bildes oder Abschnittes von einem Bild, während in einer anderen Ausführungsform jedes Trickspiel-Bandsegment nur einen Teil der Daten enthält, die zum Generieren eines erkennbaren Bildes oder Abschnittes von einem Bild erforderlich sind. Im letzteren Fall können die Daten, welche von Mehrfach-Trickspiel- Bandsegmenten, z. B. Segmenten, welche eine Schnell-Scan-Spur umfassen, benutzt werden zum Generieren eines einzelnen erkennbaren Bildes oder Abschnittes eines Bildes, welcher von einer höheren Qualität ist als das Bild, welches von den Daten, die in einem Einzel-Trickspiel-Bandsegment aufgezeichnet sind, generiert werden könnte.
  • Die Videodatenpakete, welche vom Trickspiel-Datenfilter empfangen werden, können Codewörter und Vorspanne enthalten. Den Vorspannen werden die Codewörter zugeordnet, welche in den Datenpaketen enthalten sind. Jeder Vorspann, welcher einem Codewort zugeordnet ist, kann Informationen enthalten über die Nützlichkeit des Codewortes für VTR-Aufzeichnungs- und Wiedergabebetriebe. Solche Vorspanninformation kann einen Prioritätslevel enthalten, der die Nützlichkeit der Daten zum Generieren eines erkennbaren Bildes während des Trickspielbetriebs angibt. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt der Trickspiel-Datenverarbeitungsfilter die Prioritätslevelinformation, welche in dem Vorspann der Datenpakte enthalten ist, wenn er Daten sortiert und selektiert zum Aufzeichnen in Trickspiel-Bandsegmenten.
  • In einer anderen Ausführungsform enthält der Trickspiel-Datenfilter einen Priorisierer zum Priorisieren der empfangenen Datenpakete entsprechend zu der Nützlichkeit der Daten, welche in jedem Paket enthalten sind, für den VTR- Aufzeichnungs- und Wiedergabebetrieb, wie z. B. den Trickwiedergabebetrieb. Nach dem Priorisieren der Daten, die in den empfangenen Datenpaketen enthalten sind, durch z. B. dem Zuweisen der Daten in verschiedene Prioritätslevel, selektiert der Trickspiel-Datenfilter Daten, die aufzuzeichnen sind in den Trickspiel- Bandsegmenten als eine Funktion des zugewiesenen Prioritätslevels der Daten.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform enthält der Trickspiel-Datenfilter eine Dekodiereinrichtung zum Ausführen des längenvariablen Dekodierens der empfangenen Datenpakte vor dem Priorisieren der Daten, welche in den empfangenen Datenpaketen umfaßt sind. In solch einer Ausführungsform kann der Datenfilter auch eine Kodiereinrichtung für längenvariables Kodieren der Daten enthalten, welche variierend in der Länge dekodiert wurden. Der Datenfilter kann auch einen Paketisierer enthalten zum Rück-Paketisieren der kodierten Daten variabler Länge. In dieser Ausführungsform wie in den anderen Ausführungsformen werden Videodaten zum Aufzeichnen in den Trickspielsegmenten ausgewählt als eine Funktion ihrer Priorität und somit Nützlichkeit für z. B. das Generieren eines erkennbaren Abschnittes eines Bildes während des Trickspiel-Wiedergabebetriebs.
  • Die Trickspiel-Datenverarbeitungsschaltung der vorliegenden Erfindung kann weiter eine Rahmen- oder Fehlerverbesserungscode-("ECC")-Schaltung enthalten. Die Rahmen- und ECC-Schaltung ist an einem Trickspiel-Datenfilter angeschlossen und empfängt Trickspiel-Datenpakete von dem Trickspiel-Datenfilter. Die Rahmen- und ECC-Schaltung ordnet die empfangenen Trickspiel-Datenpakete in Trickspiel-Datenblöcke an zum Aufzeichnen in den Trickspielsegmenten des Bandes. Sie fügt auch Vorspanne zu den Trickspiel-Datenblöcken hinzu, welche die Trickspielgeschwindigkeit- und richtung der Datenpakete in dem Datenblock, welche benutzt werden sollen zum Angeben, ob die Datenpakete auch vorgesehen sind zum Benutzen während des normalen VTR-Wiedergabebetriebs.
  • Zusätzlich zu der Trickspiel-Datenverarbeitungsschaltung umfaßt in einer repräsentativen Ausführungsform die Aufzeichnungsschaltung der vorliegenden Erfindung weiter eine Normalspiel-Datenverarbeitungsschaltung, einen Datenauswahlschalter, eine Trickspiel-Datenauswahlsteuerschaltung und einen Satz von Köpfen.
  • Die Normalspiel-Datenverarbeitungsschaltung empfängt Datenpakete von z. B. entweder einem Tuner oder einem digitalen VTR-Port. Die Normalspiel- Datenverarbeitungsschaltung ordnet die Daten in normale Spieldatenblöcke zum Aufnehmen in normale Spielbandsegmente an.
  • Der Datenauswahlschalter empfängt Trickspiel-Datenblöcke von der Trickspiel- Datenverarbeitungsschaltung und normale Spieldatenblöcke von der Normalspiel- Datenverarbeitungsschaltung. Der Datenauswahlschalter wird von der Datenauswahl-Steuerschaltung gesteuert, um entweder die Normalspiel- oder Trickspiel- Datenblöcke zu den Köpfen zum Aufzeichnen auf dem Band zu liefern.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Videobandaufzeichnungs-/Wiedergabeschaltung gerichtet, die fähig ist, Daten von einem Band während des Trickspielbetriebs zu lesen. In einer repräsentativen Ausführungsform enthält die VTR-Wiedergabeschaltung einen Paketfilter zum Filtern der Daten, die von dem Band gelesen werden. Der Wiedergabe-Paketfilter prüft Paketvorspanne auf Informationen, die für den VTR-Modus von dem Betrieb indikativ sind, während welchem die Daten in dem Paket zu benutzen beabsichtigt sind. Der Wiedergabe-Paketfilter gibt die Datenpakete von dem Band aus, welche beabsichtigt sind zum Benutzen während des bestimmten Modus des VTR- Wiedergabebetriebs, wobei der VTR in ihm bei jeder bestimmten Zeit betrieben wird. Entsprechend werden, während der VTR Daten lesen kann, die zum Benutzen während verschiedener Modi von Betrieben beabsichtigt sind, nur Daten, die für den VTR während eines bestimmten Betriebsmodus nützlich sind, von dem Wiedergabe-Paketfilter ausgegeben.
  • In einer anderen Ausführungsform der Wiedergabeschaltung der vorliegenden Erfindung enthält die Wiedergabeschaltung ein Spurfolgemodul zum Steuern des Bandspurverlaufes sowohl bei normalem als auch bei Trickspielbetrieb. Wenn die Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur während des Trickspielmodus zum Liefern der Trickspieldaten benutzt wird, muß das Bandspurfolge-Modul nicht benutzt werden, da präzises Spurfolgen nicht erforderlich ist, um die Trickspieldaten der Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur wiederherzustellen. Dennoch ist während des Trickspiel-Wiedergabebetriebs bei einer ausgewählten Geschwindigkeit und Richtung des Betriebs, wo die Daten in Trickspiel-Datenspuren zu lesen sind, das Spurfolgemodul verantwortlich zum Spurfolgen der Schnell-Scan- Spur für die ausgewählte Trickspiel-Wiedergabegeschwindigkeit und -richtung des Betriebs. Vor dem Benutzen von Trickspiel-Datenspuren, während des VTR- Wiedergabebetriebs, werden die Trickspiel-Datenspuren lokalisiert durch Lesen von Datenblöcken auf dem Band, bis ein Trickspiel-Datenblock, der Daten zum Benutzen während einer selektierten Trickspielgeschwindigkeit und -richtung des Betriebs enthält, lokalisiert ist. Eine Schnell-Scan-Spurfolge-Servosteuerschaltung für die bestimmte ausgewählte Trickspielgeschwindigkeit und -richtung des Betriebs wird dann benutzt zum Aufrechterhalten des Spurfolgens von den Schnell- Scan-Spuren für die selektierte Trickspielgeschwindigkeit und -richtung des Betriebs. Das heißt, eine Schnell-Scan-Spurfolge-Servosteuerschaltung wird benutzt, um sicherzustellen, daß die Köpfe des VTR über das Band bei einem Winkel und einer Position von den Schnell-Scan-Spuren der ausgewählten Geschwindigkeit und Richtung laufen.
  • In der oben beschriebenen Weise zeichnet, anders als von VTR- Aufzeichnungsschaltungen bekannt, die VTR-Aufzeichnungsschaltung der vorliegenden Erfindung selektierte Daten zum Benutzen während der VTR Trickspielbetriebe in Schnell-Scan-Spuren auf, welche eine Mehrzahl von Trickspielbandsegmenten umfassen, die auf einer Diagonalen relativ zu der Länge des Bandes angeordnet sind und in einer oder mehreren Multi-Geschwindigkeits- Wiedergabespuren, welche eine Mehrzahl von Trickspiel-Bandsegmenten enthalten, die parallel zu der Länge des Bandes angeordnet sind. Die Trickspiel- Bandsegmente, die jeweils eine Schnell-Scan-Spur oder eine Multi- Geschwindigkeitsspur umfassen, können ein Teil von einer Serie von normalen Spielspuren sein, z. B. darin lokalisiert. Die Daten, welche in solchen Trickspielsegmenten aufgezeichnet sind, können dann z. B. von einer VTR- Wiedergabeschaltung der vorliegenden Erfindung während des Trickspielbetriebs gelesen werden. Die Daten, welche während des Trickspielbetriebs gelesen wer den, können benutzt werden, um ein erkennbares Bild oder einen Abschnitt eines Bildes zu erzeugen. Weil die Daten, welche während des Trickspielbetriebs gelesen werden können, vor dem Aufzeichnen selektiert werden können, können Daten, welche am nützlichsten während des VTR-Trickspielbetriebs sind, aufgezeichnet werden und zu einer späteren Zeit zurückgelesen werden in einer vorhersagbaren Weise während des Trickspielbetriebs. Somit werden die Probleme, welche durch die Unfähigkeit von bekannten digitalen VTRs betreffend des vorhersagbaren Lesens nützlicher Daten während des Trickspielbetriebs verursacht werden, gelöst.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 (a) ist eine Darstellung eines konventionellen 2-Kopf- Videoaufzeichnungssystems.
  • Fig. 1(b) stellt einen Abschnitt von einem Band dar, welcher eine Serie von parallelen Spuren beinhaltet, die auf einem Band durch ein Videoaufzeichnungssystem aus Fig. 1 (a) geschrieben sind, wobei Spurunterteilungen nur zum Zweck der Klarheit gezeigt sind.
  • Fig. 1 (c) stellt die Pfade dar, welche von den Aufzeichnungs/Wiedergabe- Köpfen des Videoaufzeichnungssystems aus Fig. 1(a) gefolgt werden über einen Abschnitt des Bandes während des Wiedergabebetriebs beim Dreifachen der Standardwiedergabegeschwindigkeit.
  • Fig. 2(a) ist eine Darstellung eines 4-Kopf-VTR-Systems, welches zwei Paare von zusammen angeordneten Köpfen umfaßt.
  • Fig. 2(b) stellt die Pfade dar, welche über dem Band gefolgt werden durch das Paar von zusammen angeordneten Köpfen des VTR-Systems aus Fig. 2(a) während des Wiedergabebetriebs beim Dreifachen der Standardwiedergabegeschwindigkeit.
  • Fig. 3(a) ist eine Darstellung eines 8-Kopf-VTR-Systems, welches vier Köpfe aufweist, die gleichmäßig über jeden 180º-Abschnitt eines Rotationszylinderkopfes verteilt sind.
  • Fig. 3(b) stellt die Pfade dar, welche über dem Band gefolgt werden durch die Köpfe des VTR aus Fig. 3(a) während des 4x- Wiedergabegeschwindigkeitsbetriebs.
  • Fig. 4(a) ist eine Darstellung eines Zwei-Kanal-, Vier-Kopf-VTR-Systems.
  • Fig. 4(b) ist eine Darstellung eines Abschnitts eines Bandes, das eine Serie von 2-Kanalspuren beinhaltet, welche auf dem Band durch das VTR-System aus Fig. 4(a) aufgezeichnet sind.
  • Fig. 5 ist eine Darstellung einer typischen Gruppe von Bildern in der Reihenfolge, wie sie angezeigt werden.
  • Fig. 6 stellt einen Makroblock in Übereinstimmung mit dem MPEG- Vorschlag dar, welcher benutzt werden kann z. B. für HDTV- Signale.
  • Fig. 7 stellt die Struktur einer Transportzelle in Übereinstimmung mit dem AD HDTV-System-Vorschlag dar.
  • Fig. 8(a) ist ein Blockdiagramm einer Video- und Audio- Übertragungsschaltung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 8(b) stellt einen repräsentativen Videopaketvorspann dar, welcher angefügt werden kann durch den Transport-Paketisierer, der in Fig. 8(a) dargestellt ist, zu den Datenpaketen, welche in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung generiert werden.
  • Fig. 9 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung für einen digitalen VTR- kompatiblen Receiver in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 10(a) ist ein Blockdiagramm einer VTR-Aufzeichnungsschaltung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 10(b) stellt einen Datenblock dar, welcher repräsentativ ist für ein mögliches Format für einen Datenblock, welcher durch die VTR- Rahmen- und ECC-Schaltungen der Aufzeichnungsschaltung aus Fig. 10(a) generiert werden kann.
  • Fig. 11 ist ein Blockdiagramm einer VTR-Wiedergabeschaltung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 12(a) stellt einen Abschnitt eines Bandes dar, welches eine Mehrzahl von Trickspiel-Bandsegmenten enthält, die angeordnet sind zum Bilden einer Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 12(b) stellt einen Abschnitt eines Bandes dar, welcher eine Mehrzahl von Trickspiel-Bandsegmenten enthält, die angeordnet sind zum Bilden einer Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 12(c) stellt einen Abschnitt eines Bandes dar, welcher eine Mehrzahl von Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespuren enthält in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 12(d) stellt einen Abschnitt eines Bandes dar, welcher eine Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespuranordnung enthält, welche für ein VTR-System implementiert ist, das zwei Datenkanäle pro Spur benutzt.
  • Fig. 13(a) stellt die Abschnitte von Trickspielsegmenten dar von einer Schnell-Scan-Spur, von welcher Daten nicht wiederhergestellt werden können während des Trickspielsbetriebs wegen Spurumschaltverlust.
  • Fig. 13(b) stellt einen Abschnitt eines Bandes dar sowohl mit 7x-Rückwärts- Schnell-Scan-Spuren als auch 9x-Schnell-Vorwärts-Schnell-Scan- Spuren, die auf dem Band in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgezeichnet sind.
  • Fig. 13(c) stellt die Trickspiel-Bandsegmente von 3x-Schnell-Scan-Spuren dar, welche ein Vier-Kopf-, Zwei-Kanal-VTR während des Trickspielbetriebs lesen kann.
  • Fig. 13(d) stellt die Trickspiel-Bandsegmente von 3x-Schnell-Scan-Spuren dar, welche ein Acht-Kopf-, Zwei-Kanal-VTR mit zusammen angeordneten Köpfen während des Trickspielbetriebs lesen kann.
  • Fig. 14(a) stellt den Umfang von Bereichen dar, von einer Zwei-Kanal-Spur, über welche die Köpfe von einem Zwei-Kanal-VTR während des Trickspielbetriebs bei gegebenen erwarteten Spurfolgefehlern hinüberlaufen können.
  • Fig. 14(b) ist eine Darstellung von einem Bandsegment und den verschiedenen möglichen Regionen des Bandsegments, die durch einen Kopf eines VTR während des Trickspielbetriebs überfahren werden können im Hinblick auf erwartete Spurfolgefehler.
  • Fig. 15 ist eine Darstellung von einem Bandsegment, welches sowohl eine 9x-Schnell-Vorwärts-Schnell-Scan-Spur und eine Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabe-Spur enthält.
    • Detaillierte Beschreibung
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf Transmitterschaltungen, welche Video-(und Audio)-Signale liefern zu digitalen Video- Aufzeichnungseinrichtungen, z. B. VTRs zum Aufzeichnen und später Wiedergeben während sowohl Normal- und Trickspielbetrieb. Verschiedene andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind gerichtet auf Schaltungen, z. B. VTR-Aufzeichnungs- und Wiedergabeschaltungen zum Aufzeichnen digitaler Video-(und Audio)-Signale zum Wiedergeben während des Trickspielbetriebs.
  • Zusätzlich sind noch andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf Receiver- und Anzeigeschaltungen gerichtet, welche fähig sind zum Empfangen und Anzeigen übertragener Audio- und Videosignale, welche empfangen werden von z. B. einem Übertragungsservice oder einem VTR. Verschiedene Schaltungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erleichtern den VTR- Trickspielbetrieb durch z. B. Erleichtern des Auswählens von Daten zum Aufzeichnen auf Bandsegmenten, auch bezeichnet als Trickspiel-Bandsegmente, welche dann während des VTR-Trickspielbetriebs gelesen werden.
  • In Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schreibt ein VTR Daten, welche besonders nützlich zum Generieren erkennbarer Bilder während des Trickspielbetriebs in Trickspiel-Bandsegmenten sind, wie es unten beschrieben werden wird. Weil Trickspielsegmente in ihrer Größe begrenzt sind, wird die Auswahl von Daten, welche in solche Segmente geschrieben werden, wichtig, wenn erkennbare Bilder von akzeptabler Qualität zu generieren sind von den begrenzten Daten, welche von den Trickspielsegmenten während des Trickspielbetriebs gelesen werden. Die Daten, welche in jedem Trickspielsegment enthalten sind, umfassen das, was als Trickspiel-Datenblöcke bezeichnet ist. Entsprechend sind verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie unten beschrieben, auf Schaltungen gerichtet, welche Vi deodaten priorisieren und sortieren zum Aufzeichnen in Trickspielsegmenten. Des weiteren unterstützen einige Merkmale der vorliegenden Erfindung die Priorisierung und das Sortieren von Videodaten durch einen VTR, ohne daß es erforderlich ist, daß der VTR die Datenpakete vollständig dekodiert, welche den Videodatenstrom umfassen.
  • Die vorliegende Erfindung ist auch auf Schaltungen gerichtet, welche den Betrag von Daten optimieren, welcher von Trickspielsegmenten während des Trickspielmodus gelesen werden kann, durch Lokalisieren der Trickspielsegmente in bestimmten Orten auf dem Band, welche konstruiert sind zum Optimieren des Wiederherstellens von Trickspieldaten während des VTR-Trickspielbetriebs. Wie unten beschrieben werden wird, können, in Übereinstimmung mit einem Merkmal der vorliegenden Erfindung, Trickspielsegmente in einer geometrischen Anordnung auf einem Band so angelegt werden, daß ausreichende Trickspieldaten bei einigen verschiedenen Trickspielgeschwindigkeiten und -richtungen des Betriebs wiederhergestellt werden können zum Generieren einer akzeptablen Anzahl von erkennbaren Bildern oder Abschnitten von Bildern während des Trickspielbetriebs. Wie unten beschrieben werden wird, bilden die Trickspielsegmente in solch einer Ausführungsform das, was als eine "Multi-Geschwindigkeits"- Wiedergabespur, welche z. B. parallel zu der Länge des Bandes laufen kann, bezeichnet wird. In einer anderen Ausführungsform können die Trickspielsegmente in solch einer Anordnung angelegt werden, daß die Köpfe von einem VTR über eine optimale Anzahl von Trickspielsegmenten während des Betriebs bei einer bestimmten Trickspielgeschwindigkeit laufen. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform umfassen die Trickspielsegmente, welche während jedem Durchgehen eines Kopfes des VTR über die Breite des Bandes während des Trickspielbetriebs bei einer bestimmten Wiedergabegeschwindigkeit und -richtung des Betriebs überfahren werden, eine Schnell-Scan-Spur für die bestimmte Trickspielgeschwindigkeit und Bandrichtung.
  • Eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Video- (und Audio)-Übertragungsschaltung, welche Video-(und Audio)-Signale digitalisiert, kodiert, priorisiert und in Pakete faßt zum nachfolgenden Übertragen in einer Weise, welche das Format der resultierenden digitalen Daten für ein Benutzen in einer Videoaufzeichungseinrichtung, z. B. einem VTR, optimiert. Das System der vorliegenden Erfindung kann im Zusammenhang mit z. B. verschiedenen digitalen HDTV-Systemen benutzt werden.
  • Wie oben beschrieben, gibt es verschiedene Vorschläge für digitale HDTV- Systeme. Dennoch enthält keines der vorgeschlagenen Systeme Datenformate, welche für die VTR-Kompatibilität vollständig optimiert sind. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Schaltung gerichtet, die digitale Video-(und Audio)-Datenströme für das Benutzen mit VTRs und anderen digitalen Videoaufzeichnungseinrichtungen beim Erhalten der Kompatibilität mit den Komprimierungstechniken, welche normalerweise zum Schaffen solcher Datenströme benutzt werden, optimiert, z. B. die Komprimierungstechniken, welche durch die verschiedenen vorgeschlagenen HDTV-Systeme benutzt werden. Allgemein sieht die Schaltung der vorliegenden Erfindung zur Implementierung (1) ein VTR-optimiertes Datenpriorisierungsschema, (2) Paketisierung der Daten in einer Weise, welche das implementierte VTR-optimierte Priorisierungsschema wiederspiegelt und (3) Vorspanne, welche die Inhalte von Datenpaketen beschreiben und erlauben, daß die Inhalte identifiziert werden, ohne ein vollständiges Dekodieren der Datenpakete, vor.
  • Bezugnehmend nun auf die Zeichnungen und zunächst auf Fig. 8(a) ist dort ein Blockdiagramm einer Video- und Audio-Übertragungsschaltung dargestellt nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, allgemein bezeichnet durch das Bezugszeichen 100. Die Schaltung 100 umfaßt eine Videokodiereinrichtung 102, eine Audiokodiereinrichtung 103, einen Priorisierer 104, eine Transportkodiereinrichtung 109, einen Kanalmodulator 110 und einen Transmitter/Antenne 112.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Videokodiereinrichtung 102 einen Videoeingang zum Empfangen von unkomprimierten analogen Videosignalen einer Videoquelle, wie z. B. einer Videokamera, auf. Die Videokodiereinrichtung 102 digitalisiert, kodiert und komprimiert die empfangenen Videosignale zum Herstellen eines Stroms von kodierten Videodaten, z. B. einen Video-Codewort-Datenstrom. Zum Herstellen des Videocodewort-Datenstromes kann die Videokodiereinrichtung 102 eine oder mehrere bekannte Kodier- und Datenkomprimiertechniken verwenden, wie z. B. Bewegungsschätzungs- und/oder andere MPEG-Kodiertechniken. Folglich kann die Kodiereinrichtung, abhängend von der benutzten Kodiertechnik, Daten in der Form von Codewörtern ausgeben; welche verschiedenen Typen von Videodaten entsprechen, welche enthalten Videorahmen, Superblocks, Scheiben, Makroblocks und verschiedene andere Untersets von Videoinformation, welche die Daten in dem Codewort-Datenstrom darstellen können in Übereinstimmung mit verschiedenen möglichen Datenstrukturen und Kodiertechniken. Die Videokodiereinrichtung 102 kann Bildvorspanne zusätzlich zu Codewörtern generieren mit einem individuellen Bildvorspann, welcher einem speziellen Codewort zugeordnet ist, wobei jeder einen individuellen Videorahmen umfaßt.
  • Die Codewort-Datenstromausgabe der Kodiereinrichtung 102 umfaßt z. B. einen Strom von Codewörtern, wobei jedes Codewort durch eine variable Anzahl von Bits dargestellt wird die Codewörter sind normalerweise durch ihre Position relativ zueinander erkennbar und werden deshalb im Kontext ihrer Reihenfolge in dem Codewort-Datenstrom verstanden. Die Codewörter in dem Datenstrom können z. B. Bilder, Scheiben und Makroblockvorspanne darstellen.
  • Die Audiokodiereinrichtung 103 empfängt ein Audiosignal von z. B. einem Mikrofon, welches an einer Videokamera angebracht sein kann, welche als die Quelle des Videosignals dient, das zu der Videokodiereinrichtung 102 geliefert wird. Das Audiosignal wird digitalisiert, kodiert und in Pakete gebracht durch die Audiokodiereinrichtung 103. Die Audiokodiereinrichtung 103 gibt Pakete von kodierten Audiodaten über eine Audiodaten-Paketausgabe aus, welche an einen entsprechenden Eingang von dem Transport-Kodiereintrichtungs-Multiplexer 108 angeschlossen ist.
  • In Videoübertragungssystemen, wie z. B. dem vorgeschlagenen AD HDTV- System, welches Abschnitte der Videodaten über multiple Datenkanäle überträgt, ist es notwendig, ein Verfahren bereitzustellen zum Trennen des Videodatenstroms für die Übertragung über getrennte Datenkanäle, basierend auf z. B. dem Priorisieren der Videodaten. Die Videodaten können dann getrennt werden in Übereinstimmung mit ihrer relativen Priorität für die Übertragung über die verschiedenen Datenkanäle, basierend auf dem den Daten zugeordnetem Prioritätslevel relativ zu den anderen Daten in dem Datenstrom. Zum Beispiel erfordert der AD HDTV-System-Vorschlag, daß die Codewortausgabe der Videocodiereinrichtung in zwei Datenströme unterteilt wird, d. h. einen Hochpriorität-(HP)- Datenstrom, welcher vor allem Daten enthält zum Schaffen sichtbarer Bilder, und einen Standardprioritäts-(SP)-Datenstrom, welcher die restlichen Daten enthält, die erforderlich sind zum Herstellen von Bildern in einer hochauflösenden Qualität. Bei dem AD HDTV-Vorschlag werden die HP- und SP-Datenströme über zwei getrennte Datenkanäle übertragen bei einem HP-zu-SP-Datenverhältnis von 1 : 4.
  • Während die vorgeschlagenen HDTV-Systeme die Datenpriorisierung und -übertragung über separate Datenkanäle ermöglichen, scheitern die vorgeschlagenen Priorisierungsschemata daran, die Daten hinsichtlich der Datennützlichkeit in VTR-Anwendungen zu optimieren.
  • Der Priorisierer 104 der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 8(a) dargestellt, implementiert ein Priorisierungsschema, das auf der Videodatennützlichkeit für VTR-Anwendungen, wie z. B. einem Trickspielbetrieb, basiert. Somit wird die Videodatennützlichkeit als eine Funktion davon bestimmt, wie nützlich die Daten für das Generieren eines erkennbaren und skalierbaren Bildes sind, welches während des Trickspielbetriebs verwendbar ist.
  • Wie in Fig. 8(a) dargestellt, ist ein Video-Codewort-Datenstrom-Ausgang von der Video-Kodiereinrichtung 102 mit einem entsprechenden Eingang von dem Priorisierer 104 verbunden. Der Priorisierer 104 empfängt den Video-Codewort- Datenstrom von der Video-Kodiereinrichtung 102 und priorisiert die Codewörter in dem Datenstrom in verschiedene Prioritätslevel.
  • Als ein Teil von dem Priorisierungs-Vorgang erkennt der Priorisierer 104 Untersets von verschiedenen Typen von digitalen Videodaten, d. h. Typen von Daten, die in den Video-Codewörtern enthalten sind, die besonders nützlich für VTRs sind. Die Video-Codewörter in dem Video-Codewort-Datenstrom werden priorisiert, d. h. unterschiedlichen Prioritätsleveln zugeordnet, basierend auf der relativen Nützlichkeit von den Daten in jedem Codewort für VTR-Anwendungen und insbesondere nach der Daten-Nützlichkeit zum Generieren eines Bildes während dem Trickspielbetrieb.
  • Der Priorisierer 104 weist zwei Ausgänge auf, die mit Eingängen von der Transport-Kodiereinrichtung 109 verbunden sind. Die Transport-Kodier-Einrichtung 109 umfaßt einen Video-Transport-Paketisierer 106 und einen Multiplexer 108. Der Video-Transport-Paketisierer 106 ist verantwortlich für das Paketisieren von den kodierten Videodaten, d. h. den Video-Codewörtern, welche von dem Priorisierer 104 geliefert werden.
  • Der Priorisierer 104 von der vorliegenden Erfindung gibt den Video-Codewort- Datenstrom über einen Video-Codewort-Datenstrom-Ausgang aus, welcher mit einem entsprechenden Eingang von dem Video-Transport-Paketisierer 106 der Transport-Kodiereinrichtung verbunden ist. Zusätzlich ist ein Prioritätslevel- Singal-Ausgang von dem Priorisierer 104 mit einem entsprechenden Eingang von dem Video-Transport-Paketisierer 106 der Transport-Kodiereinrichtung verbunden. Über diese Verbindung liefert der Priorisierer 104 dem Paketisierer 106 ein Signal, welches den zugeordneten Prioritätslevel von den Daten in dem Video- Codewort-Datenstrom angibt.
  • Der Video-Transport-Paketisierer 106 von der Transport-Kodiereinrichtung 109 wird auch beliefert mit verschiedenen Signalen von der Video-Kodiereinrichtung 102. Die Video-Kodiereinrichtung 102 liefert Informationen zu dem Paketisierer 106, die eine Übereinstimmung zwischen den Video-Codewörtern in dem Codewort-Datenstrom anzeigen, und welche bestimmten Rahmen, Superblock, Scheibe, Makroblock oder andere Teile von Video-Informationen der Daten sie repräsentieren. Entsprechend zeigt Fig. 8(a) einen Rahmen-Informations-Ausgang, einen Makroblock-Informations-Ausgang und einen Scheiben-Informations- Ausgang jeweils mit einem entsprechenden Eingang von dem Video-Transport- Paketisierer 106 verbunden. Es versteht sich von selbst, daß die Anzahl von Video-Informations-Verbindungen zwischen der Video-Kodiereinrichtung 102 und dem Paketisierer 106 variieren kann mit den eigentlichen Informationen, welche über diese Verbindungen gesendet werden, abhängig von den speziellen implementierten Kodier- und Paketisieralgorythmen. Dennoch wird die Video- Kodiereinrichtung 102 im allgemeinen den Paketisierer 106 mit Informationen beliefern zum Einschließen in Paket-Vorspanne, welche der Paketisierer 106 zu jedem Video-Paket, das er schafft, hinzufügt.
  • Der Video-Transport-Paketisierer 106 plaziert die Video-Codewörter von dem Priorisierer 104 in Videopakete und fügt Vorspanne zu jedem Videopaket hinzu. Die Paket-Vorspanne enthalten Informationen, die erforderlich sind zum wieder starten des Video-Dekodierens, wenn eine Datensynchronisierung verloren ist. Die Information welche in dem Vorspann, welcher durch den Transport- Paketisierer 106 hinzugefügt wird, enthalten ist, kann enthalten z. B. eine Makroblocknummer, eine Superblockposition innerhalb des Makroblocks, eine Rahmennummer, eine Feld- oder Rahmenkodierung, einen Quantisierungslevel, den Prioritätslevel von den Daten, die in dem Paket enthalten sind und einen Zeiger auf eine Datengrenzlinie innerhalb des Video-Datenpakets. Verschiedene Prioritätspakete können mit verschiedenen Vorspannen bereitgestellt werden, welche Informationen enthalten, die nützlich sind für das Dekodieren der Daten von einem gegebenen Level. Durch geeignetes Paketisieren und Identifizieren des Datentyps und/oder des VTR-Prioritätslevels von den paketisierten Videodaten unter Verwenden z. B. von Paket-Vorspannen, wird es einem VTR, welcher die übertragenen paketisierten Daten empfängt, erlaubt, die digitalen Informationen mit einem minimalen Dekodierbetrag zu sortieren, aufzuzeichnen und wiederherzustellen.
  • Jetzt Bezug nehmend auf die Fig. 8(b) ist dort ein passender Video-Paket- Vorspann 150 dargestellt, welcher durch den Transport-Paketisierer 106 zu den Datenpaketen hinzugefügt werden kann, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung generiert werden. Wie in Fig. 8(b) dargestellt, umfaßt der Paket-Vorspann 150 einen Paket-ID-Datenblock 151, einen Prioritäts-ID- Datenblock 152, einen Eintrittspunkt-Datenblock 154, einen Eintritts-ID- Datenblock 156 und einen Block mit Prozessvariablen 158. Der Paket-ID- Datenblock 151 umfaßt Informationen, welche die Quelle des Pakets, der Paket- Sequenznummer etc. identifiziert. Der Prioritäts-ID-Datenblock umfaßt Informationen, welche die Priorität von Daten angeben, welche innerhalb des bestimmten Video-Datenpakets umfaßt sind. Der Eintrittspunkt-Datenblock 154 enthält einen Zeiger auf das nächste Objekt in dem Datenpaket, z. B. einen Makroblock oder Superblock-Vorspann. Der Eintritts-ID-Datenblock 156 enthält die ID von dem angezeigten Objekt durch den Eintrittspunkt-ID-Datenblock 154. Zusätzlich enthält der Vorspann 150 auch einen Block von Prozeßvariablen 158, welche nötig sind zum Dekodieren und welche während der Resynchronisierung verloren werden können. Solche Prozeßvariablen können Variablen enthalten in dem Video- Codewort-Datenstrom, die global sind für einen ganzen Rahmen oder eine Bildsequenz.
  • Die Videodaten-Priorisierung und -Paketisierung in der obigen Weise erleichtert eine Daten-Identifizierung eines VTRs, welche wichtig ist für den Trickspielbetrieb. Wie unten beschrieben werden wird, kann ein VTR in Übereinstimmung mit einem Merkmal von der vorliegenden Erfindung selektiv paketisierte Daten aufzeichnen, insbesondere Trickspiel-Segmente, d. h. geographische Bereiche auf einem Band von welchen Daten während dem Trickspielbetrieb gelesen werden können. Trickspiel-Segemente sind von einer begrenzten Größe. Somit muß ein VTR, welcher diese Segmente zum Speichern von Daten für einen Trickspielbetrieb verwendet, selektiv sein in den Daten, welche er in den Trickspiel- Segmenten aufzeichnet, wenn er fähig sein soll, erkennbare Bilder von dem begrenzten Betrag von Daten zu generieren, die darin aufgezeichnet sind. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung selektiert der VTR die Videodaten zum Aufzeichnen in diese Trickspiel-Segmente von dem Video-Datenstrom basierend darauf, wie nützlich die Daten sind für das Generieren eines erkennbaren Bildes während einem Trickspielbetrieb. Die Daten werden dann in dem Trickspiel-Segment aufgezeichnet auf der Basis ob und wo Platz vorhanden ist, wobei Daten der höchsten Priorität vor niedrigen Prioritätsdaten gespeichert werden. Eine Priorisierung und Identifizierung von Daten, welche besonders nützlich für den Trickspielmodus sind, vor der Übertragung reduziert die Belastungen auf einen VTR, die Videodaten zu dekodieren und zu sortieren, während er das Erfordernis für den VTR eliminiert, die Daten für den Trickspielbetrieb zu priorisieren. Folglich erlaubt das Priorisieren der Videodaten vor dem Übertragen einfachere, billigere VTRs mit Trickspiel-Fähigkeiten.
  • Der Video-Codewort-Datenstrom, welcher von dem Priorisierer 104 ausgegeben wird, kann paketisiert und in zwei oder mehrere Datenströme unterteilt werden zum Übertragen via Mehrfach-Übertragungskanäle, z. B. einen Hochprioritäts- und einen Standards-Prioritäts-Übertragungskanal. In solch einer Ausführungsform unterteilt der Video-Transport-Paketisierer 106 die Video-Pakete in verschiedene Datenströme, basierend auf dem Prioritätslevel, welches den Daten, die in jedem bestimmten Videopaket enthalten sind, durch den Priorisierer 104 zugewiesen wird. Alternativ kann ein Übertragungs-Prioritätsschema, welches unabhängig von dem VTR-Nützlichkeits-Priorisierungsschema der vorliegenden Erfindung ist, durch einen Transportdaten-Kanal-Priorisierer 105 implementiert werden, der innerhalb des Video-Transport-Paketisierers 106 enthalten ist. Dennoch wird unabhängig von dem implementierten Übertragungs-Prioritätsschema, jedes von den Video/Audio-Transport-Datenpaketen, ausgegeben durch die Transport-Kodiereinrichtung 109 von der vorliegenden Erfindung, identifiziert durch das benutzen von Vorspannen, welche es einem VTR erlauben, den Typ und den Prioritätslevel von den Daten, welche in jedem von dem Video/Audio- Transport-Datenpaketen enthalten sind, um die Selektierung von den Daten für den Trickspielbetrieb zu erleichtern.
  • Durch Zuteilen der Daten, welche am nutzvollsten für einen Trickspielbetrieb sind zu einem bestimmten Datenkanal, z. B. einem Hochprioritäts-Kanal, wenn multiple Daten-Übertragungskanäle benutzt werden, erleichtert eine Selektierung von Daten, welche in Trickspiel-Segmenten aufzuzeichnen sind durch einen VTR, weil die Höchst-Prioritätsdaten für den Trickspielbetrieb so zu einem gewissen Umfang von den Niedrig-Prioritätsdaten abgetrennt werden. In solch einem Fall kann ein VTR am Anfang auf den HP-Datenstrom für ein Aufzeichnen der Daten in den Trickspiel-Segementen schauen. Danach, erst wenn es nicht genügend Daten in dem Hochprioritäts-Datenstrom gibt zum Füllen der Trickspiel-Segmente, hat der VTR die Daten in den Standard-Prioritätskanal auszusortieren.
  • In solch einer Ausführungsform wo multiple Kanäle benutzt werden zum Übertragen der Video/Audio-Transport-Datenpakete führt der Transport-Paketisierer 106 der Transport-Kodiereinrichtung den Vorgang des Separierens von Video- Paketen in multiple Datenströme für die Übertragung über separate Kanäle aus unter Verwenden des Transport-Datenkanal-Priorisierers 105.
  • Der AD HDTV-System-Vorschlag erfordert daß die HDTV-Daten-Transport- Zellen unterteilt werden in zwei Datenströme, d. h. einen Hoch-Prioritäts-(HP)- und einen Standard-Prioritäts-(SP)-Datenstrom für die Übertragung über zwei separate Datenkanäle. Des weiteren benutzt das AD HDTV-System I-, P- und B- Rahmen, die charakteristisch sind für das MPEG-Videokodieren. Während die veröffentlichten Systembeschreibungen nur die allgemeinen Richtlinien zum Determinieren des Inhalt von dem HP-Datenstrom fortsetzen, implementiert der Video-Paketisierer 106 ein Schema zum Determinieren des Videodaten-Inhalts von dem HP-Datenstrom, basierend auf der relativen Nützlichkeit von den Videodaten für VTR-Anwendungen wie z. B. einen Trickspielbetrieb.
  • Der in Fig. 8(a) dargestellte Video-Transport-Paketisierer 106 ist besonders gut angepaßt für das Benutzen mit dem vorgeschlagenen AD HDTV-System weil er einen Abschnitt von Daten zu einem HP-Datenkanal und einen Abschnitt zu einem SP-Datenkanal paketisiert und zuteilt. Das relative Verhältnis von HP-Daten zu SP-Daten in dem AD HDTV-System-Vorschlag ist 1 : 4. Entsprechend teilt über eine vorausgewählte festgelegte Zeitdauer, die durch den Betrag von Zeit, der zum Auffüllen von Raten-Puffern erforderlich ist, die innerhalb des Video-Transport- Paketisierers 106 enthalten sind, welche für das Sortieren der Daten in HP-Daten und SP-Daten benutzt werden, der Video-Transport-Paketisierer 106 die Codewörter höchster Priorität, die von dem Priorisierer 104 empfangen werden, zu dem HP-Datenstrom zu. Der Video-Transport-Paketisierer 106 teilt die verbleibenden Daten, die während der gleichen Zeitdauer empfangen werden, zu dem SP- Datenstrom zu. Die Daten werden so durch den Paketisierer 106 in einem soweit wie möglichem Verhältnis unterteilt, zu dem spezifizierten Verhältnis von einem Paket von Hochprioritäts-Daten zu vier Paketen von Standardprioritäts-Daten.
  • Zum Verringern von Receiver- und VTR-Daten-Puffer-Erfordernissen organisieren der Video-Transport-Paketisierer 106 und der Multiplexer 108 die Video- und Audiodatenpakete so, daß die Daten, welche in jeder Gruppe von Bildern enthalten sind durch die Kodiereinrichtung 102 ausgegeben werden, übertragen werden in einer einzigen Zeitperiode. Die Zeitperiode, welche jeder bestimmten Gruppe von Bildern zugeordnet ist, ist von der gleichen oder kürzeren Länge als die Zeitperiode, die von einem Receiver zum Anzeigen aller Rahmen der bestimmten Gruppe von Bildern benötigt wird. Während solche Datensynchronisierung bei dem MPEG-Standard nicht benötigt wird, weist solche Synchronisierung den Vorteil auf, des Reduzierens der Receiver- und VTR-Daten-Puffer-Erfordernisse in bestimmten Fällen. Z. B. wenn die Gruppe von Bildern zu einem ausgelegten Maximumbetrag von Übertragungszeit wird, und somit einen entsprechend festgelegten Maximumbetrag von Daten umfaßt, kann der VTR mit einer anderen Quelle zur Synchronisation zusammen mit Videosequenzen bei der Grenzfläche von jeder Gruppe von Bildern synchronisiert werden. Dies ermöglicht das Editieren von komprimierten Video-Datenstömen, während die Möglichkeit von Pufferüberlauf in einer Video-Kodiereinrichtung vermieden wird, die zum Editieren der Daten, welche eine Gruppe von Bildern enthalten, benutzt werden. Somit können durch Übertragen der Daten, die in jeder Gruppe von Bildern enthalten sind in einer einzigen Zeitperiode von gleicher oder kürzerer Länge als die Anzeige-Zeitperiode, Datenpuffer von einer vorhersagbaren maximalen Größe in den Receivern und VTRs benutzt werden. Somit sind, durch Festlegen der Größe von den Puffern, die zum Vermeiden von Datenüberflüssen erforderlich sind, große Puffer mit Überschuß-Datenkapazitäten nicht erforderlich benutzt zu werden um die Möglichkeit von einem Datenüberlauf zu vermeiden. Wie in Fig. 8(a) dargestellt, weist die Video-Transport-Kodiereinrichtung 106 einen HP-Video-Paket- Ausgang und einen SP-Video-Paket-Ausgang auf, die mit entsprechenden Eingängen von dem Multiplexer 108 verbunden sind. Auf diese Weise wird der Multiplexer 108 mit den Datenpakten, welche von dem Video-Transport-Paketisierer 106 ausgegeben werden, beliefert. Der Multiplexer 108 empfängt auch als Eingaben die Audio-Datenpakete, die von der Audio-Kodiereinrichtung 103 ausgege ben werden und die Zusatz-Datenpakete. Der Multiplexer 108 lädt die Video-, Audio-, und Zusatz-Datenpakete in Video/Audio-Transport-Datenpakete. Er fügt auch Vorspanne zu jedem Transport-Datenpaket hinzu, welche den Typ oder die Typen von Datenpaketen, die innerhalb jedes bestimmten Transport-Datenpaketes enthalten sind, angeben. Die Größe von den Transport-Datenpaketen wird abhängend von dem bestimmten Übertragungssystem, das implementiert ist, variieren. Z. B. in dem Fall von einem AD HDTV-kompatiblen-Übertragungssystem weist jedes Transport-Datenpaket, bezeichnet als eine Datenzelle in dem AD HDTV- System-Vorschlag, eine festgelegte Länge von 148 Bytes auf.
  • Allgemein sollte, zum Unterstützen von der Identifizierung von den verschiedenen Datentypen, der Vorspann, welcher den Datentyp von jedem Video- Datenpaket identifiziert durch den Video-Transport-Paketisierer 106 direkt zu jedem Video-Datenpaket angefügt sein in einer vorbestimmten Weise oder Format. Ebenso sollten Vorspanne, die zu einem Multiplexer 108 hinzugefügt sind, direkt zu jedem Video/Audio-Transport-Datenpaket hinzugefügt sein. Alternativ könnten die Inhalte sowohl von den Video-Paketen als auch den Transport- Datenpaketen lediglich durch ihre Position relativ zu einem Referenz-Signal innerhalb einer Sequenz von Video- oder Transport-Datenpaketen identifiziert sein. In solch einer Ausführungsform muß der Vorspann nicht direkt angehängt werden durch den Video-Transport-Paketisierer 106 oder Multiplexer 108 zu dem zugeordneten Datenpaket, solange wie vorbestimmte Zeiten von den Datenströmen es einem VTR erlauben, individuelle Video-Datenpakete aus den Video/Audio- Transport-Datenpaketen anzulegen und den Typ und die Priorität von den Daten innerhalb jedes Datenpakets zu identifizieren ohne die Notwendigkeit den empfangenen Datenstrom vollständig zu dekodieren.
  • Die Transport-Kodiereinrichtung 109 weist einen HP- und einen SP-Video/Audio- Transport-Datenpaket-Ausgang auf, der mit den entsprechenden Eingängen von dem Kanalmodulator 110 verbunden ist. Der Kanalmodulator 110 moduliert die Transport-Datenpakete unter Verwenden eines Modulationsverfahrens, wie z. B. die Quadratische-Amplituden-Modulation, welche ein moduliertes Signal bereitstellt, das kompatibel mit dem ausgewählten Übertragungsservice, z. B. einem Kabelservice oder einem Antennensystem ist. Entsprechend wird, wie in Fig. 8(a) dargestellt, der Ausgang von dem Kanalmodlulator 110 mit dem Übertragungsservice, welcher durch den Transmitter/Antenne 112 dargestellt ist, verbunden.
  • Der Priorisierer 104 der vorliegenden Erfindung, welcher oben in Bezug auf die Übertragungs-Schaltung 100 beschrieben wurde, ist besonders gut passend für ein Verwenden in Systemen, welche MPEG-Datenkompressions-Techniken verwenden, wie das vorgeschlagene AD HDTV-System. Dennoch kann der Priorisierer 104 auch benutzt werden mit anderen digitalen Videosystemen, wie das DigiCipher-System, welche nicht das MPEG-Datenkodieren oder vollständig intrakodierte Video-Rahmen verwenden.
  • Der Priorisierer 104 implementiert ein Priorisierungsschema, welches optimiert ist, um Daten einer Serie von Prioritätsleveln zuzuordnen, basierend auf der Datennützlichkeit zum Generieren eines erkennbaren Bildes oder Abschnittes von einem Bild während dem Trickspielbetrieb. In einer Ausführungsform, die besonders gut geeignet ist zum Benutzen mit dem vorgeschlagenen AD HDTV-System, ermöglicht das Priorisierungsschema, das in dem Priorisierer 104 implementiert ist, die Erkennung und Zuteilung zu verschiedenen Prioritätsleveln von den folgenden kodierten Videodaten, welche in ihrer Reihenfolge von der Nützlichkeit für den Videorecorder-Trickspielbetrieb bereit, wie unten dargestellt:
    • Prioriäts-Level Unterset von kodierten Videodaten, die dem angegebenen Prioritätslevel zugeteilt sind.
  • 1. Videocodewort-Vorspanne, die Sequenz- und Bildinformation für I-Rahmen und P-Rahmen enthalten, Scheibenvorspanne für I- und P-Rahmen, welche die Position auf dem Bildschirm von Scheibendaten enthalten und Startpunkte für das DPCM-Kodieren.
  • 2. Makroblock-Vorspanne von I- und P-Rahmen, welche Information enthalten über entweder: eine Position eines Datenblocks innerhalb einer Scheibe, Quantisierungen, das Kodierverfahren der Blöcke. 3. Die DC-Koeffizienten von dem DCT für I-Rahmen.
  • 4. Bewegungsvektoren für P-Rahmen, welche genug Informationen bereitstellen zum Vorhersagen eines Rahmens von dem letzten I- Rahmen oder P-Rahmen.
  • 5. Die DC-Koeffizienten von dem DCT für P-Rahmen, welche den vorhergesagten Rahmen korrigieren und die Bildqualität verbessern.
  • 6. Einen Prozentsatz von den DCT-Koeffizienten höherer Ordnung für I-Rahmen, welcher benutzt werden kann zum Verbessern der Qualität von sowohl dem I-Rahmen als auch dem vorhergesagten Rahmen.
  • 7. Einen Prozentsatz von den DCT-Koeffizienten von höherer Ordnung für P-Rahmen, welcher benutzt werden kann zum weiteren Verbessern der Qualität des vorgesagten Rahmens.
  • 8. Alle anderen Daten in dem Videocodewort-Datenstrom.
  • Es sein angemerkt, daß das obige Priorisierungsschema das gleiche ist wie das Priorisierungsschema, durch einen VTR implementiert ist in Übereinstimmung mit einem Merkmal von der vorliegenden Erfindung, wenn bestimmt wird, welche Videodaten in Trickspielsegmente aufzuzeichnen sind für das spätere Lesen und Benutzen während des Trickspielbetriebs.
  • Wenn die Priorisierung von den kodierten Videodaten für VTR-Anwendungen vor der Paketisierung und Übertragung gemacht wird und/oder die bestimmten Untersets von Daten, welche von dem Priorisierer 104 erkannt werden, identifiziert werden durch Paket-Vorspanne, dann ist die Menge von Arbeit, die der VTR zu erledigen hat, um die geeigneten Daten zum Füllen der Trickspiel-Speicherorte zu identifizieren, signifikant reduziert. Auf der anderen Seite kann es, ohne solche Priorisierung und Paketisierung von dem VTR gefordert werden, zum Kodieren der variablen Längenkodierung von dem Videodatenstrom zu dekodieren und die Daten in die Prioriätslevel bei Verwenden des eigenen Priorisierers zu organisieren. Entsprechend muß in solch einer Ausführungsform der VTR sowohl eine Kodiereinrichtung als auch einen Priorisierer umfassen, wobei der Priorisierer des VTR der gleiche ist oder ähnlich zu dem ist, wie der Priorisierer 104, welcher oben beschrieben wurde in Bezug auf den Transmitter.
  • Während einige von den verfügbaren Daten, z. B. P-Rahmendaten, nicht für den Trickspielbetrieb benutzt werden können wegen dem für die Trickspieldaten zur Verfügung stehenden begrenzten Speicherplatz, z. B. in VTRs mit wenigen Köpfen und in dem Fall von hohen Wiedergabegeschwindigkeiten, wie z. B. 9X- Geschwindigkeit, ist es dennoch wünschenswert alle Daten von dem Videodatenstrom zu einem bestimmten Prioritätslevel, während der Priorisierung zuzuordnen, so daß das Priorisierungsschema unabhängig von den Fähigkeiten von dem VTR bleibt. In Übereinstimmung mit dem obigen Priorisierungsschema, welches vor der Datenübertragung implementiert wird, ist der Priorisierungsprozess unabhängig von den Fähigkeiten eines empfangenden VTR.
  • Die Priorisierung von allen Videodaten in der obigen Weise vor der Übertragung gestattet es jedem empfangenden VTR Daten in die Trickspiel-Speicherorte zu legen, abhängend von jeder Trickspiel-Fähigkeit eines bestimmten VTR ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Datenpriorisierung. Z. B. benötigt der empfangende VTR lediglich das Aufzeichnen von so vielen Höchst-Prioritätsdaten, wie er in dem Trickspielplatz, der auf einem bestimmten Band verfügbar ist, zu speichern. Entsprechend schreibt, wenn die Daten geschrieben werden, welche während dem Trickspielbetrieb zu lesen sind, der VTR alle Daten des höchsten Prioritätslevel und dann jedes nachfolgenden Prioritätslevels bis der Platz auf dem Band der Trickspieldaten ausgeht.
  • Während die obige Liste die Untersets von Daten beschreibt, welche erkannt und priorisiert werden durch den Priorisierer 104, bei Verwenden von Begriffen, welche allgemein sich auf den AD HDTV-System-Vorschlag beziehen, versteht es sich, daß beim Anwenden des obigen Priorisierungsschemas auf andere Systeme der Begriff I-Rahmen allgemein interpretiert werden kann als sich beziehend auf Intra-Rahmen-kodierte Datensegemente von einem Videobild, P-Rahmen interpretiert werden können als sich beziehend auf Inter-Rahmen-kodierte Datensegmente von einem Videobild und DC-Koeffizienten interpretiert werden können als sich beziehend auf die mittleren Werte über einen Luminanz- oder Chrominanz-Block von Videodaten. Noch allgemeiner gesprochen, können die DC- Koeffizienten von einem DCT interpretiert werden als übereinstimmend mit den dezimierten Niedrigfrequenzwerten für jeden Block von Videobilddaten. Z. B. beim Anwenden des obigen Priorisierungsschemas auf den Datenstrom, welcher von einer Videokodier-Einrichtung hergestellt wird, welche in Übereinstimmung mit dem Digital Spectrum Compatible ("DSC")- HDTV-System betrieben wird, welches von den Unternehmen Zenith und AT&T vorgeschlagen wurde, könnte jeder Rahmen von DSC-Daten so behandelt werden als ob er intra-kodierte Daten umfaßt.
  • Die Basis für die Priorisierungsreihenfolge von den obigen Daten wird noch detaillierter unten beschrieben werden in Bezug auf die Diskussion von der Datennützlichkeit für den VTR-Trickspielbetrieb.
  • Wie oben beschrieben ist es für VTR-Anwendungen nützlich für die Videodaten vor der Datenübertragung priorisiert zu werden, um die Dekodier- und Priorisierungsbelastungen zu reduzieren, welche an einen VTR gestellt werden, welcher Daten auswählt, die in spezifische Trickspielbandorte aufzuzeichnen sind. Das Priorisierungsschema, welches in dem Priorisierer 104 implementiert ist und ein VTR in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wenn die Daten nicht vor dem Übertragen priorisiert werden, ist konstruiert zum Trennen der kodierten Videodaten, d. h. der Videocodeworte, in eine Serie von Prioriätslevel.
  • Ein Unterset von Videodaten wird zu jedem Prioritätslevel zugeteilt, basierend auf der Nützlichkeit der Daten beim Generieren eines erkennbaren Bildes von einem Minimalbetrag von Daten während dem Trickspielbetrieb. Das Verwenden von zusätzlichen Daten von den unteren Prioritätsleveln steigert zunehmend die Bildqualität während des Trickspielmodus. Zum Beispiel würde ein Bild, das von den Daten, welche dem Prioritätslevel 1, 2 und 3 zugeteilt sind, gebildet wird, von einer niedrigeren Qualität sein als ein Bild, das von den Daten gebildet wird welche den Prioritätsleveln 1, 2, 3 und 4 zugeteilt sind. Die Videodatenprioritätslevel sind so angeordnet, daß die Daten von jedem folgenden, d. h. unteren Prioritätsdatenlevel, eine Verbesserung in der Bildqualität bereitstellen, wenn die Daten von dem nachfolgenden Prioritätslevel benutzt werden mit den Daten von dem vorhergehenden höheren Prioritätsleveln. Somit sucht das Priorisierungsschema die Bildqualität zu optimieren, während die Menge von Daten, die zum Generieren des Bildes benutzt wird, minimiert wird.
  • Das Unterset von Videovorspanndaten, welche aufgelistet sind als dem Prioritätslevel 1 zugeordnet zu sein in der obigen Priorisierungsliste verbunden mit dem Priorisierer 104, ist wesentlich für das Dekodieren von einem Bild. Entsprechend sind diese Daten dem höchstmöglichen Prioritätslevel durch den Priorisierer 104 zugeteilt. Das Unterset von Video-Vorspanndaten, welches als zu dem Prioritätslevel 2 zugeteilt aufgelistet ist, ist nötig für das Dekodieren von großen Sektionen von einem Bild und ist deshalb dem zweit-höchsten Prioritätslevel zugeteilt. Den noch würden, wenn das während dem Trickspielbetrieb zu reproduzierende Bild gestutzt ist, z. B. wegen Datenbeschränkungen, einige Daten, die dem Prioritätslevel 2 zugeteilt sind unnötig sein, da sie mit den gestutzten Bereichen übereinstimmen und sollten zu einem sehr niedrigen Prioritätslevel zugeteilt sein.
  • Die dem Prioritätslevel 3 zugeteilten Daten, die DC-Koeffizienten für I-Rahmen, umfassen ein Set von Daten, von welchem ein erkennbares Bild generiert werden kann. Entsprechend sind diese Daten sehr wichtig für den Trickspielbetrieb und sie sind zu einem relativ hohen Prioritätslevel zugeteilt, welcher höher ist als alle anderen Daten außer den Untersets von Vorspanndaten, welche den Prioritätsleveln 1 und 2 zugeteilt sind. Wenn Sektionen von einem Bild gestutzt sind, werden die Daten, die mit den gestutzten Sektionen übereinstimmen, nicht benötigt. Dennoch werden Daten, welche mit den Sektionen übereinstimmen, welche anzuzeigen sind, benötigt während dem Trickspielbetrieb. Entsprechend sollten nur die Daten, die mit den gestutzten Sektionen übereinstimmen zu einem niedrigen Prioritätslevel zugeteilt werden.
  • Die Untersets von Daten, welche den Prioritätsleveln 1, 2 und 3 von der obigen Priorisierungsliste zugeteilt sind, stellen ein kleines Set von Daten bereit, von dem ein erkennbares Bild während dem Trickspielbetrieb generiert werden kann. Dennoch kann das Hinzufügen von Daten in die Datenuntersets, welche zu den Prioriätsleveln 4-7 zugeteilt sind, die Bildqualität während dem Trickspielmodus stark verbessern. Zum Beispiel schafft das Hinzufügen von Daten, welche dem Prioritätslevel 4 zugeteilt sind, d. h. Bewegungsvektoren für P-Rahmen, einen sichtbaren P-Rahmen während dem Trickspielbetrieb. Das Verwenden von lediglich interkodierten Daten verbessert die Bildqualität wenn inter-kodierte Bilder oder Abschnitte von Bildern generiert werden. Wie in dieser Anmeldung benutzt, ist der Begriff inter-kodiert beabsichtigt sich auf Inter-Rahmen und/oder Inter-Feldkodierte Bilder zu beziehen. Somit werden, wenn nur I-Rahmen während dem Trickspielbetrieb angezeigt werden, z. B. beim 9X-Schnellvorlaufbetrieb, die interkodierten Daten die Bildqualität nicht verbessern. Dennoch werden, wenn inter kodierte Bilder wie z. B. P-Rahmen angezeigt werden, z. B. während dem 3X- Schnellvorlaufbetrieb, zusätzliche inter-kodierte Daten über die benötigten hinaus angezeigt werden zum Generieren eines Niedrigqualitäts-inter-kodierten Bildes, die Bildqualität verbessern.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt Inter-Rahmenkodierte Daten zusätzlich zu einer begrenzten Menge von Intra-Rahmen-kodierten Daten zum Herstellen von Bildern während dem Trickspielbetrieb. Das Verwenden von inter-kodierten Daten mit einigen Intra-Rahmen-kodierten Daten schafft ein Bild einer höheren Qualität gegenüber einem System, welches den gleichen Betrag von rein Intra-Rahmen-kodierten Daten verwendet, wie z. B. die dc- Koeffizienten von einem DCT, um ein Bild während des Trickspielbetriebs herzustellen.
  • Das Verwenden von P-Rahmen-Bewegungsvektoren und anderen P-Rahmendaten ist von geringem Nutzen beim Generieren eines erkennbaren Bildes, es sei denn der vorhergehende Ankerrahmen, welcher entweder ein I- oder ein P-Rahmen sein könnte, ist verfügbar als eine Referenz für die Vorhersageinformation. Entsprechend werden P-Rahmen-Bewegungsvektoren einem Prioritätslevel zugeteilt, unter den DC-Koeffizienten von den DCT-Blöcken für I-Rahmen, d. h. zu dem Prioritätslevel 4.
  • Die vorliegende Erfindung verwendet die DC-Koeffizienten von dem DCT von einem I-Rahmen und wenn verfügbar, einige von den Niedrigfrequenz- Koeffizienten von dem DCT von einem I-Rahmen, um eine grobe Approximierung von einem Referenz-I-Rahmen zu bilden. Der VTR von der vorliegenden Erfindung verwendet dann die generierten Referenz-Rahmen und die Bewegungsvektoren von den P-Rahmen zum Bilden eines P-Rahmens von einer guten Qualität, welcher dann als Referenz-Rahmen dienen kann zum Generieren des nächsten P-Rahmens. Dieser Vorgang kann mit neuen Referenz-Rahmen fortgesetzt werden, welche von intra-kodierten Daten, wenn immer möglich, generiert werden und mit P-Rahmen, welche zu anderen Zeiten generiert werden.
  • Entsprechend ist es möglich, wenn es nicht genug verfügbaren Trickspielplatz gibt, genug Daten zu speichern zum Herstellen eines niedrig aufgelösten I- Rahmens und eines niedrig aufgelösten P-Rahmens während dem Trickspielbetrieb, entsprechend zu jedem I- und P-Rahmen in einer Gruppe von Bildern, welche angezeigt werden würden während des normalen Wiedergabebetriebs. Wenn Trickspielplatz extrem begrenzt ist, wie z. B. bei schnellen Vorwärtsgeschwindigkeiten z. B. 9X-Schnellvorwärtswiedergabe, dann würden weniger Rahmen für jede Gruppe von Bildern in dem Trickspielplatz gespeichert werden. Zum Beispiel könnten nur genug Daten für niedrigaufgelöste I-Rahmen, die mit jedem I- Rahmen von einer Gruppe von Bildern übereinstimmen, bei dem neuen 9X- Schnell-Vorlauftrickspielbetrieb gespeichert werden. Eine andere Alternative würde sein, eine Sektion von jedem I-Rahmen zu speichern, wie z. B. die obere Hälfte von einem Rahmen und die untere Hälfte von dem nächsten I-Rahmen und dann den Abschnitt von dem Bildschirm upzudaten, welcher mit der gespeicherten Sektion übereinstimmt. Eine andere Option ist das Speichern jedes Nten I- Rahmens und das Wiederholen der gespeicherten I-Rahmen für einige Rahmen- Anzeige-Zeiten, zum Kreieren eines erkennbaren Bildes mit ruckartiger Bewegung. Einige von diesen Verfahren zum Selektieren von Trickspieldaten zum Speichern und späteren Wiedergeben können kombiniert werden zum Schaffen von genügend Daten zum Herstellen einer Serie von erkennbaren Bildern während dem Trickspielbetrieb trotz der Datenbegrenzungen, welche durch den Trickspielbetrieb auferlegt sind.
  • Beim Verwenden von Bewegungsvektoren mit einem begrenzten Betrag von Daten zum Generieren erkennbarer Videorahmen, wie es der Fall ist beim Trickspielbetrieb, ist es besser ein Niedrig-Auflösungsschätzen von dem gesamten Ankerrahmen über seine gesamten Raum zu verwenden, als den gleichen Betrag von Daten dann zu verwenden zum Produzieren von voll auflösenden Raumabschnit ten von dem Ankerrahmen. Entsprechend verwenden in einer Ausführungsform die VTRs, welche in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung betrieben werden, den begrenzten Betrag von Daten in den Schnell-Scan-Spuren zum Ausführen eines niedrig aufgelösten Updates von einem gesamten Videorahmen für jede Rahmen-Anzeigeperiode. Dies schafft einen zeitlich kohärenten Rahmen, obwohl von niedrigerer Qualität als während dem normalen Spielen. Dennoch ist es durch Priorisieren und Benutzen der Intra- Rahmen-kodierten- und Inter-Rahmen-kodierten Daten in der obigen Weise möglich, mehr zeitlich zusammenhängende Bilder von einer begrenzten Menge von Daten zu schaffen als es möglich sein würde, bei Verwenden von nur der gleichen begrenzten Menge von ausschließlich Intra-Rahmen-kodierten Daten. Des weiteren ist die Qualität von den Bildern besser, als wenn voll aufgelöste Raumsektionen von Ankerrahmen benutzt werden. Die erhöhte Anzahl von zeitlich zusammenhängenden Rahmen, die durch den obigen Ansatz möglich gemacht wird, verbessert die Bildqualität während dem Trickspielbetrieb.
  • Da P-Rahmen-DC-DCT-Koeffizienten keinen Wert haben, es sei denn P- Bewegungsvektoren werden benutzt, werden sie dem Prioritätslevel 5 zugeteilt, welcher gerade nachfolgend zu dem Prioritätslevel 4 ist, welcher die P-Rahmen- Bewegungsvektoren enthält. Die dc-Koeffizienten von dem DCT für die P- Rahmen, welche dem Prioritätslevel 5 zugeteilt sind, sind nützlich für ein Korrigieren und damit Verbessern der Bildqualität von den vorhergesagten Rahmen, die generiert werden bei Verwenden der P-Rahmen-Bewegungsvektoren, welche dem Prioritätslevel 4 zugeteilt sind. Die höherrangigen DCT-Koeffizienten von den I-Rahmen und P-Rahmen, welche den Prioritätsleveln 6 und 7 zugeteilt sind, sind jeweils nützlich zum Bereitstellen von verbesserten Bildern, wenn sie mit den Daten von den vorherigen Prioritätsleveln zusammen benutzt werden.
  • Letztendlich werden alle die verbleibenden kodierten Videodaten, z. B. B- Rahmendaten zu dem niedrigsten Prioritätslevel, Level 9, zugeteilt, weil sie im wesentlichen weniger nützlich sind im Trickspielbetrieb und ihr Abspalten in weitere Prioritätslevel keinen wesentlichen Vorteil bringt.
  • In einer anderen Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung implementiert der Priorisierer 104 ein Priorisierungsschema, das besonders gut angepaßt ist zum Verwenden mit dem vorgeschlagenen DigiCipher-System. Der Priorisierer 104 implementiert ein Priorisierungsschema, welches für die Erkennung und Zuteilung von folgenden kodierten Videodaten, die in Ihrer Rangfolge der Nützlichkeit für den VTR-Trickspielbetrieb aufgelistet sind, zu verschiedenen Prioritätslevel, wie unten angegeben, bereitstellt:
    • Prioriäts-Level Unterset von kodierten Videodaten, die dem angegebenen Prioritätslevel zugeteilt sind.
  • 1. Videocodewort-Vorspanne, die Sequenz- und Bildinformation enthalten, welche die Bild- und Makroblock-Vorspanne für Videorahmen enthalten.
  • 2. Superblock-Vorspanne, welche die Superblockpositionen für intrarefreshed Superblöcke umfassen.
  • 3. Die DC-Koeffizienten von den intra-kodierten Sektionen von einem Bild, das die intrarefreshed Blöcke von einem Bild enthält.
  • 4. Niedrigfrequnez-Koeffizienten für intra-kodierte Abschnitte von einem Bild.
  • 5. Wenn verfügbar, zusätzliche zeitzusammenhängende intra-kodierte DC-Koeffizienten für Sektionen von einem Bild, die als inter kodierte Sektionen von einem Bild für normales Spiel gesendet werden.
  • 6. Bewegungsvektoren für inter-kodierte Bildsektionen.
  • 7. DC-Koeffizienten für inter-kodierte Bildsektionen.
  • 8. Alle anderen Daten in dem Video-Codewortdatenstrom.
  • Das obige Priorisierungsschema, welches besonders gut passend ist zum Benutzen mit dem vorgeschlagenen DigiCipher-System, ist ähnlich zu dem Priorisierungsschema, welches optimiert ist zum Verwenden mit dem AD HDTV-System, in dem Vorspanne und DC-Koeffizienten von DCTs von intra-kodierten Sektionen den höchsten Prioritätsleveln zugeteilt werden.
  • Dennoch unterscheidet sich das Priorisierungsschema in den Daten, welche den höherrangigen Prioritätsleveln zugeteilt werden, welche bezeichnend sind für die abnehmende Nützlichkeit von den Daten für den Trickspielbetrieb aufgrund der unterschiedlichen Typen von Daten, die in einem AD HDTV-Datenstrom gesendet werden, gegenüber einem DigiCipher-Datenstrom. Zum Beispiel enthält ein ADTV-Codewortdatenstrom inter-kodierte Daten, welche Distanz-3 - Bewegungsvektoren enthalten, welche Bewegungsvektoren sind, die über den Bereich von 3 Rahmen berechnet werden, nützlich für z. B. das Generieren von Bildern während dem 3x-Schnellvorwärts-Trickspielbetrieb. Bei dem vorgeschlagenen Priorisierungsschema, das für das Benutzen mit einem AD HDTV gedacht ist, würden solche Daten zu dem vierten Prioritätslevel zugeteilt werden ein DigiCipher-Datenstrom enthält nur Distanz-1-Bewegungsvektoren, welche schwierig zum Generieren von Bildern während dem Schnellvorlauf-Trickspielbetrieb zu verwenden sind und welche nur Bilder von fraglicher Qualität bereitstellen können. Entsprechend werden in dem obigen Priorisierungsschema, welches für das Benutzen mit DigiCipher-Codewort-Datenströmen gedacht ist, alle intra-kodierten Daten zu einem vierten Prioritätslevel zugeteilt und als von größerer Wichtigkeit betrachtet, als irgendwelche inter-kodierten Daten. Solche inter-kodierten Daten werden in dem Fall von einem DigiCipher-Datenstrom deshalb zu einem Prioritätslevel niedrigerer Nummer zugeteilt als irgendwelche inter-kodierten Daten bei dem Codewort-Datenstrom.
  • Die Daten, welche im fünften Prioritätslevel in Übereinstimmung mit dem obigen Priorisierungsschema zugeteilt werden, d. h. zeitlich zusammenhängende intrakodierte-DC-Koeffizienten für Sektionen von einem Bild, welche als interkodierte Daten für normales Spiel gesendet werden, sind spezielle Trickspieldaten, welche zusätzlich zu den normalen Spieldaten übertragen werden können. Die Übertragung von solchen zeitlich zusammenhängenden Bild-Sektionsdaten erfordert weniger Bits als erforderlich wären zum Senden von Trickspiel- Bewegungsvektoren. Des weiteren können solche intra-kodierten zeitlich zusammenhängenden Bildabschnitte verwendet werden zum Generieren von Bildern einer besseren Qualität als sie möglich sind zum Verwenden von nur Wiedergabedaten, die in einem DigiCipher-Datenstrom gefunden werden. Entsprechend werden, wenn in einem DigiCipher-Codewort-Datenstrom vorhanden, solche Daten zu einem Prioritätslevel zugeteilt, der höher ist, d. h. welcher einen Datenlevel einer niedrigeren Zahl hat, als die inter-kodierten Daten, die im DigiCipher- Datenstrom gefunden werden.
  • Das Priorisieren der Daten in der obigen Weise, welche normalerweise in einem digitalen Video-Datenstrom gefunden werden, und dann die Hochprioritätsdaten zum Aufzeichnen in Trickspielsegmente durch einen VTR selektieren zu lassen, ist ein Ansatz für das Problem des Erhaltens von nützlichen Daten für den VTR- Trickspielbetrieb. Ein anderer Ansatz ist Trickspieldaten zusätzlich zu normalen Wiedergabedaten zu übertragen. Solch ein Ansatz könnte die Übertragung von den Trickspieldaten auf dem gleichen Datenkanal wie den normalen Spieldaten umfassen oder das Einsetzen eines separaten Niedrigdaten-Raten-Kanals zum Übertragen der Trickspieldaten für den VTR-Trickspielbetrieb.
  • Verschiedene Ausführungsformen von dieser Idee könnten annähernd ein Mbits/sec an Daten erfordern, wenn z. B. dc-Koeffizienten für die intra-kodierten Daten von einem HDTV-Signal überflüssigerweise gesendet wurden. Ein anderes nützliches Beispiel von zusätzlicher Information, welche übertragen werden könnte, würden Trickspiel-Bewegungsvektoren sein, die durch eine Videokodiereinrichtung 102 berechnet sind, welche eine N-Anzahl von Videorahmen umspannen für die VTR-Verwendung während dem Trickspiel beim N-fachen der normalen Geschwindigkeit. Solche Trickspiel-Bewegungsvektoren, die durch die Videokodiereinrichtung 102 berechnet sind, sind viel genauer für einen Trickspielbetrieb, als es Bewegungsvektoren sind, die ein VTR schaffen körnte, durch Interpolation von den "normalen" Bewegungsvektoren, die in dem normalen Spieldatenstrom gefunden werden.
  • Die Übertragung von Trickspieldaten zusammen mit normalen Wiedergabedaten schafft die höchste Verbesserung in der Trickspiel-Bildqualität in Systemen, wie z. B. dem DigiCipher-System, welche keine vollständig Intra-Rahmen-kodierte Rahmen als Teil von dem normalen Datenstrom vorsehen. Durch Bereitstellen von zusätzlichen Trickspieldaten wird in solchen Fällen das Problem des Erhaltens von Trickspieldaten von dem normalen Datenstrom reduziert oder vollständig eliminiert.
  • In einer Ausführungsform von dem Transmitter 100 der vorliegenden Erfindung berechnet die Videokodiereinrichtung 102 Trickspiel-Bewegungsvektoren zusätzlich zu normalen Bewegungsvektoren zum Unterstützen einer verbesserten VTR- Leistung bei z. B. einem 3x-Schnellvorlauf-Trickspielbetrieb. Die Kodiereinrichtung 102 ist auch fähig des Berechnens von Trickspiel-Bewegungsvektoren für Umkehr- und andere Trickspielgeschwindigkeiten. Zusätzlich zu Trickspiel- Bewegungsvektoren oder anstatt des Generierens von Trickspiel- Bewegungsvektoren kann die Kodiereinrichtung 102 ein intrakodiertes Bild generieren für jeden N-Rahmen von normalen Wiedergabe-inter-kodierten Bildern.
  • Solche Trickspiel-intra-kodierten Bilder, welche besonders nützlich zum Generieren von Bildern während des Nx-Trickwiedergabebetriebs sind, können dargestellt werden durch Daten, welche die Niedrigauslösungs-Koeffizienten für jedes Nte Videobild in der Serie von den normalen Wiedergabebildern. Die Trickspiel- Bewegungsvektoren und Trickspiel-intra-kodierten Bilder, die durch die Kodiereinrichtung 102 generiert werden, werden durch die Kodiereinrichtung 102 ausgegeben, paketisiert und identifiziert mit Vorspannen zusammen mit dem Rest von den Videodaten, die durch den Transmitter 100 übertragen werden.
  • Es wird geschätzt, daß annähernd 0,4 MBits/sec von Daten übertragen werden müssen, zusätzlich zu den normalen Wiedergabe-HDTV-Daten, zum Unterstützen einer HDTV VTR-Trickspiel-Geschwindigkeit mit Trickspiel- Bewegungsvektoren oder dem Übertragen von kompletten niedrig aufgelösten, zeitzusammenhängenden Intra-Rahmen-Bildern. Dennoch kann diese Datenrate durch verschiedene Datenkompressionstechniken reduziert werden, wie z. B. zusätzliches Längenvariables kodieren.
  • Während die Übertragungs-Datenraten-Beschränkungen den Betrag von Trickspiel-Bewegungsvektoren und anderen Trickspieldaten einschränken, die einem VTR geliefert werden können, zusätzlich zu den normalen Spieldaten, vermeidet das Vor-Aufzeichnen von Bändern solche Beschränkungen beim Verwenden von nur Normal-Spiel-kodierten Daten. Durch voraufgezeichnete Bänder können Daten von einer Videokodiereinrichtung aufgezeichnet werden ohne das Verwenden von einem Daten-Übertragungsdienst und die Probleme, welche mit dem Erhalten von Trickspieldaten von den normalen Spieldaten, die übertragen werden über solch einen Dienst. Entsprechend können in solch einem Fall alle die Bewegungsvektoren, die während dem Schnellscannen verwendet werden und all die anderen Trickspieldaten generiert werden durch eine Kodiereinrichtung, speziell für die Trickspielmodi, für welche das so aufgezeichnete Band gedacht ist, zu unterstützen. Solch eine Ausführungsform erlaubt es, daß Trickspieldaten einer höheren Qualität hergestellt werden und in den Trickspielbandsegmenten voraufgezeichnet werden als sie erhaltbar sind von dem kodierten Normalspieldatenstrom. Dies ist so, weil die Trickspieldaten speziell für den Trickspielbetrieb kodiert werden, anders als in dem Fall, wo Trickspieldaten von einem Datenstrom abgeleitet werden, welcher ursprünglich nur für normalen Wiedergabebetrieb kodiert wurde und für die Übertragung über einen Datenkanal, welcher eine beschränkte Datenrate aufweist. Ein VTR, der die Trickspieldaten von dem voraufgezeichneten Band wiedergibt, könnte in der gleichen Weise wie während dem normalen Trickspielbetrieb arbeiten, wobei er solche voraufgezeichneten Bänder vollständig kompatibel mit anderen VTR-Bändern, die Schnell-Scan-Spuren enthalten, macht. Dennoch würde eine verbesserte Bildqualität von den Trickwiedergabedaten höherer Qualität resultieren, die voraufgezeichnet wurden in den Trickspielsegementen von dem voraufgezeichneten Band.
  • Nun Bezug nehmend auf die Fig. 9 ist dort eine Schaltung für einen digitalen VTRkompatiblen Ferneh-Receiver 200 dargestellt, der zum Unterstützen von VTR-Trickspielbetrieben fähig ist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
  • Um den Receiver 200 zu unterstützen, d. h. fähig zu sein zum Anzeigen von Bildern von den Daten, welche von einem VTR während dem Trickspielbetrieb generiert werden, muß der Receiver 200 verschiedene "Handschüttell"-Signale (Handshaking) mit dem VTR austauschen. Diese Handschüttel-Signale können dem Receiver 200 über eine separate Befehlsleitung zwischen dem VTR und dem Receiver bereitgestellt werden. Alternativ kann der VTR solche Handschüttel- Signale direkt in dem Strom von Video/Audio-Daten integrieren, die dem Receiver 200 bereitgestellt werden. Bei solch einer Ausführungsform würde der Receiver 200 die VTR-Handschüttel-Signale erhalten durch Überwachen der Inhalte von dem Datenstrom und detektieren der Signale.
  • Eine wichtige Funktion von den VTR-Handschüttel-Signalen ist das Hinweisen des Receivers 200 darauf, daß der VTR in einem Trickspielmodus betrieben wird.
  • Die Handschüttel-Signale werden auch benutzt, um den Receiver zu veranlassen, spezielle Funktionen auszuführen, z. B. spezifische Fehlerkorrektur- und Fehler- Verbergungsbetriebe auszuführen, während dem Trickspielbetrieb. Z. B. können die Handschüttel-Signale benutzt werden zum Abschalten der normale Fehler- Verbergungsbetriebe in dem Receiver 200 während dem Trickspielbetrieb, so daß der Receiver 200 nicht versucht, die fehlenden Videodaten während dem Trickspielbetrieb zu generieren unter Verwenden seiner Standardfehler- Verbergungstechniken. Die Handschüttel-Signale können auch benutzt werden zum Einschalten spezieller Fehler-Verbergungsfunktionen in dem Receiver 200 für den Trickspielbetrieb. Solche speziellen Fehler-Verbergungsfunktionen könnten ähnlich zu normaler Fehler-Verbergung sein, würden aber über zeitliche und räumliche Bereiche angewendet werden, die für den Trickspielbetrieb geeignet sind.
  • Der Receiver 200 umfaßt eine Antenne 202, die mit einem Tuner/Demodulator/Trellis-Decoder/De-Interleaver/R-S-Decodier-Einrichtungs-Schaltung, bezeichnet als ein Tunermodul 204, verbunden ist. Das Tunermodul 204 empfängt ein Radiofrequenz-Fernsehsignal von der Antenne 202 oder anderen Quellen, wie z. B. einem Kabelübertragungsdienst, und führt ein Filtern, Demodulieren, ein Trellis-Dekodieren, ein D-Interleaving und ein Reed-Solomon-Dekodieren mit dem empfangenen Signal durch, zum Generieren eines Video/Audio-Transport- Datenpaketstroms. Dennoch ist das Einschließen von der R-S- Dekodiereinrichtung in dem Tunermodul 204 nicht nötig und deswegen in einer Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung weggelassen.
  • In der Ausführungsform, in welcher die R-S-Dekodiereinrichtung nicht umfaßt ist in dem Tunermodul 204, empfängt der VTR den Datenstrom vor dem Reed- Solomon-Dekodieren. Die Daten werden dann aufgezeichnet ohne das Reed- Solomon-Dekodieren, welches annähernd 20% mehr Bandkapazität erfordert als das Aufzeichen der Daten nach dem das Reed-Solomon-Dekodieren ausgeführt worden ist. In solch einer Ausführungsform wird eine leichte Verbesserung in der Detektierung und der Korrektur von Datenfehlern, welche während dem Aufzeichnen auftreten, erreicht und noch signifikanter wird die Notwendigkeit, einen Reed-Solomon-Dekodierchip in dem Tunermodul einzuschließen, welches mit dem VTR verbunden oder in dem VTR enthalten ist, vermieden.
  • Vorwärts-Fehlerkorrektur wird ausgeführt durch das Tunermodul 204 zum Korrigieren so vieler Übertragungsfehler wie möglich. Das Tunermodul generiert auch ein Fehlersignal, welches angibt, daß ein unkorrigierbarer Fehler detektiert wurde, während die Transport-Datenpakete generiert wurden. Das Tunermodul 204 weist einen Video/Audio-Datenpaketausgang auf und einen Fehler-detektierten- Signalausgang, welche mit entsprechenden Eingängen von einem Transport- und Prioritäts-Dekodier-Modul 208 verbunden sind und einem digitalen VTR-Port 206. Auf diese Weise werden der Transport-Daten-Paketstrom und der Fehlerdetektierte Signalausgang von dem Tunermodul 204 an den VTR-Port 206 und die Transport-Prioritäts-Kodiereinrichtung 208 geliefert.
  • Alternativ kann ein Paket-Fehler durch ein passendes Fehlersignal, das in den Transport-Datenstrom eingefügt ist, angegeben werden, wobei das Tunermodul 204 einen einzigen Transport-Datenpaketstrom ausgibt, welcher Fehler-detektierte Signale enthält.
  • Der VTR-Port 206 dient als ein bidirektionales Interface zwischen einem digitalen VTR und dem Receiver 200. Über den Port 206 werden der Video/Audio- Transport-Datenpaket-Strom und die Fehler-detektierte Signalausgabe durch das Tunermodul 204 an den VTR geliefert. Somit kann der VTR die Video- und Audiosignale aufzeichnen, welche durch den Receiver 200 empfangen werden.
  • Der Port 206 weist ein Video/Audio-Datenpaket-Ausgabeterminal auf welches verbunden ist mit einem VTR-Transport-Datenpaket-Eingabeterminal von dem Transport- und Prioritäts-Dekodiermodul 208. Ein VCR-Befehlsterminal von dem VTR-Port ist auch verbunden mit einem entsprechenden Terminal von dem De kodiermodul 208 und einer Fehler-Verdeckungs-Schaltung 220. Somit liefert während dem Wiedergabebetrieb der VTR-Transport-Datenpakete und -befehle, z. B. Handschütteln-Signale zu dem Receiver 200 über den Port 206. Der VTR kann Empfangsbestätigung und andere Signale von der Transport- und Prioritäts- Dekodiereinrichtung 208 von dem Receiver über die gleiche Befehlsleitung empfangen, welche die VTR-Befehle zu der Transport- und Prioritäts- Dekodiereinrichtung 208 liefert. Die VTR-Befehlsignale können Fehlersignale oder Befehle an den Receiver 200 enthalten, um den normalen Fehler-Korrektur- Betrieb arbeitsunfähig zu machen, weil der VTR in einem Trickspielmodus betrieben wird.
  • Die Transport- und Prioritätsdekodiereinrichtung 208 von dem Receiver umfaßt einen Demultiplexer 210, einen Video-Transport-Entpaketisierer 212 und ein Prioritäts-Dekodiermodul 214. Der Video-Transport-Entpaketisierer 212 und die Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 weisen jeweils einen VTR-Befehls- Signaleingang auf, der mit dem VTR-Befehl-Signal-Eingangsterminal von der Transport- und Prioritäts-Dekodiereinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise empfangen der Video-Transport-Paketisierer 212 und die Prioritäts- Dekodiereinrichtung 214 sowohl Fehler- als auch Befehlssignale von dem VTR. Eine Funktion von der Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 ist das Wiederspeichern von der korrekten Reihenfolge von den Codewörtern nachdem sie von den Transport-Datenpaketen entfernt wurden, so daß sie von dem Video-Dekodier-Modul 216 dekodiert werden können. Dieses Wiederanordnen ist möglich unter Verwenden gespeicherter Information, die in der Prioritäts-Dekodier-Einrichtung 214 enthalten ist in der zulässigen Reihenfolge für verschiedene Prioritäts- Codewörter.
  • Der Tunermodul-Transport-Datenpaket-Eingang von der Transport- und Priorisierungs-Dekodiereinrichtung 208 ist mit einem entsprechenden Tunermodul- Transport-Datenpaket-Eingang von dem Demultiplexer 210 verbunden. Der Fehlerdetektier-Eingang von der Dekodiereinrichtung 208 ist mit einem entsprechen den Eingang von dem Demultiplexer 210, dem Video-Transport-Entpaketisierer 212 und der Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 so verbunden, daß sie jeweils die Fehler-Detektiersignale von dem Tunermodul 204 empfangen. Der Demultiplexer 210 weist auch einen VTR-Transport-Datenpaket-Eingang auf, der mit dem VTR- Transport-Datenpaket-Eingang von der Transport- und Prioritäts-Dekodier-Modul verbunden ist.
  • Über seinen Tunermodul-Transport-Datenpaket-Eingang und seinen VTR- Datenpaket-Eingang empfängt der Demultiplexer 210 einen Video/Audio- Transport-Datenpaketstrom von sowohl dem Tunermodul 204 des Receivers als auch dem VTR. Ein Sender/VTR-Eingang von dem Demultiplexer ist mit einem Auswähl-Schalter verbunden. Durch Bedienen des Auswähl-Schalters ist es möglich zwischen dem Datenstrom und dem Tunermodul 204, der für einen normalen Empfangsbetrieb benutzt wird, und dem Datenstrom von dem VTR, der während dem VTR-Wiedergabebetrieb verwendet wird, auszuwählen.
  • Der Demultiplexer 210 empfängt den selektierten Tuner- oder VTR-gelieferten Video/Audio-Transportdaten-Paketstrom, zieht die Vorspanninformationen, welche von dem Multiplexer 108 des Transmitters hinzugefügt wurden, weg und benutzt die Vorspanninformationen zum Demultiplexen des Transport- Datenpaketstroms in einen Video-Datenpaketstrom, einen Audio- Datenpaketstrom und einen Zusatz-Datenpaketstrom.
  • Der Demultiplexer 210 weist einen Audio-Paketausgang auf, welcher mit einem entsprechenden Eingang von einer Audio-Dekodiereinrichtung 218 verbunden ist. Die Audio-Dekodiereinrichtung 218 dekodiert die Audio-Datenpakete, welche von dem Demultiplexer 210 empfangen werden und gibt ein Audiosignal aus, welches zu einer Audio-Ausgangs-Schaltung geliefert wird. Ähnlich weist der Demultiplexer 210 eine Zusatzdatenausgabe auf, welche zu einer Zusatzdaten- Schaltung von dem Receiver 200 geliefert wird. Ein Videopaket-Ausgang von dem Demultiplexer ist mit einem Eingang von dem Video-Transport- Entpaketisierer 212 verbunden. Der Transport-Entpaketisierer 212 empfängt die Video-Pakete, welche von dem Demultiplexer 210 ausgegeben werden, die Fehler-Detektier-Signalausgabe von dem Tunermodul 204 und die VTR-Befehls- Signalausgabe von dem VTR. Aus dem VTR-Befehls-Signal bestimmt der Video- Transport-Entpaketisierer 212 ob ein Datenpaketstrom, der von dem VTR empfangen wird, ein normaler Spiel-Datenpaketstrom ist, welcher in der gleichen Weise, wie ein dem Tuner gelieferter Datenpaketstrom entpaketisiert werden könnte oder ob der VTR einen Trickspiel-Datenpaketstrom liefert, welcher eine spezielle Entpaketisier- und/ oder Fehlerbehandlung erfordert.
  • Der Video-Transport-Entpaketisierer 208 entfernt die Nutzlast- Daten von den Videopaketen und dekodiert die Paketvorspanne, welche durch den Video- Transport-Paketisierer 106 und von dem Transmitter hinzugefügt werden. Der Video-Transport-Entpaketisierer 208 generiert einen Video-Codewort- Datenstrom, d. h. einen Strom von Transport-Paket-Nutzlast-Daten aus dem Video-Paketstrom. Der Video-Transport-Entpaketisierer 212 generiert auch ein Prioritätslevelsignal, welches den zugeteilten Prioritätslevel von den Daten in dem Vidoe-Codewort-Datenstrom angibt, ein Vorspann-Informations-Signal, welches Informationen enthält, die nötig sind für die Synchronisierung, wie z. B. den Eintrittspunkt, und die Eintritts-ID-Daten. Ein Paket-Fehlersignal wird verwendet zum Beflaggen irgendwelcher Fehler, die während dem Entpaketisierungs- Vorgang detektiert werden. Die von dem Video-Transport-Entpaketisierer 208 ausgegebenen Video-Codewörter können Überprüfungsbits für zusätzliche Fehlerdetektierungszwecke enthalten. Ein Video-Codewort-Datenstrom-Ausgang, ein Prioritätslevel-Signalausgang, ein Vorspann-Informations-Signalausgang und ein Paketfehler-Signalausgang von dem Video-Transport-Entpaketisierer 212 sind mit entsprechenden Eingängen von der Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 verbunden.
  • Die Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 empfängt die VTR-Befehls-Signalausgabe von dem VTR und ist sich deshalb bewußt, wenn sie irgendeine spezielle Dekodierung und Fehlerbehandlung ausführen sollte, die nötig sein könnte als ein Er gebnis von Trickspieldaten, welche von dem VTR geliefert werden. Die Prioritäts-Dekodiereinrichtung empfängt auch die Fehler-detektierte-Signalausgabe durch das Tunermodul 204 und die Paket-Fehler-Signalausgabe durch den Video- Transport-Entpaketisierer 212. Wenn irgendeines von den durch die Prioritäts- Dekodiereinrichtung 214 empfangenen Signalen angibt, daß ein Fehler detektiert wurde oder die Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 einen Fehler detektiert, wird die Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 eine Fehler-Behandlungprozedur ausführen und ein Fehlersignal behaupten, um ein Video-Dekodiereinrichtungsmodul 216 von irgendwelchen nicht korrigierbaren Fehlern zu informieren.
  • Die Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 benutzt das Prioritätslevel-Signal, das Vorspann-Informationssignal und die anderen empfangenen Signale zum Ausführen einer längenvariablen Dekodierung von den Daten, welche von dem Video- Transport-Depaketisierer 208 empfangen werden. Die Prioritäs- Dekodiereinrichtung 214 kombiniert die Daten aus verschiedenen Prioritätsleveln in einen Datenstrom von Codewörtern, welchen das Video- Dekodiereinrichtungsmodul 216 verarbeiten kann. Beim Kombinieren der Daten, um den Codewort-Datenstrom zu bilden, erhält die Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 die Datensynchronisation zwischen den verschiedenen Prioritätsleveln. Die Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 behandelt das Problem von fehlenden oder fehlerhaften Daten durch ein Anweisen des Video-Dekodiermoduls 216 eine Fehlerverdeckung auszuführen. Die VTR-Befehle können auch die Prioritäts- Dekodiereinrichtung 214 anweisen, wie die verschiedenen Prioritätsdaten für den Trickspielbetrieb zu kombinieren sind. Entsprechend generiert die Prioritäts- Dekodiereinrichtung 214 einen Video-Codewort-Datenstrom, welcher von dem Video-Dekodiermodul 216 verstanden werden kann.
  • Ein Video-Codewort-Datenstrom-Ausgang und ein Fehlersignal-Ausgang von der Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 sind mit entsprechenden Eingängen von dem Video-Dekodiereinrichtungsmodul 216 verbunden. Das Video- Dekodiereinrichtungsmodul 216 empfängt auch die von dem VTR ausgegebenen VTR-Befehlssignale. Somit kann der VTR das Video-Dekodiereinrichtungsmodul 216 anweisen, spezielle Verarbeitungen, z. B. während dem Trickspielbetrieb, zu machen. Das Video-Dekodiereinrichtungsmodul 216 umfaßt eine Video- Dekodiereinrichtungs-Schaltung 217 und eine Fehler-Verbergungsschaltung 220, welche beide mit den Eingängen von dem Video-Dekodiereinrichtungsmodul 216 verbunden sind. Videodaten- und Fehlersignale werden ausgetauscht zwischen der Video-Dekodiereinrichtungs-Schaltung 217 und der Fehler-Verbergungsschaltung 220, welche miteinander verbunden sind über ein Paar von Datenleitungen. Die Fehler-Verbergungsschaltung 200 und die Dekodiereinrichtungsschaltung 217 empfangen die VTR-Befehlssignal-Ausgabe von dem VTR.
  • Die Fehler-Verbergungsschaltung 220 führt Fehlerverbergungsoperationen der Videodaten aus während sowohl normalem Spiel als auch Trickspielbetrieb. Zum Beispiel in dem Fall des normalen Spiels, wenn die Video-Dekodiereinrichtungs- Schaltung 217 detektiert, daß ganze Rahmen verloren waren, würde die Fehler- Verbergungsschaltung 220 versuchen, dies zu verbergen z. B. durch wiederholen des letzten guten Rahmens, bis ein I-Rahmen empfangen wurde. Entsprechend würde in dem Fall des normalen Spiels, der Receiver 200 einige Bilder bei jeder Rahmen-Anzeigezeit anzeigen.
  • Beim Trickspiel auf der anderen Seite werden fehlende Rahmen erwartet. Zum Beispiel während des 3x-Trickspielbetriebs können alle I- und P-Rahmen empfangen werden, während B-Rahmen gar nicht empfangen werden. Während des Trickspielbetriebs ist es nicht wünschenswert, daß die Fehler-Verbergungsschaltung 220 etwas einfügt zum Ersetzen der B-Rahmen, welche nicht empfangen wurde. Es ist auch unwünschenswert für das Dekodiereinrichtungsmodul 217 bis zu dem nächsten I-Rahmen zu warten, um sich zu erholen, da während des Trickspielbetriebs verwendbare P-Rahmen vor dem nächsten I-Rahmen empfangen werden können, die nützlich sind.
  • Entsprechend wenn ein VTR-Befehl empfangen wird, der angibt, daß der VTR in dem Trickspielmodus betrieben wird, empfangen wird oder wenn die Fehler- Verdeckungsschaltung 220 oder die Dekodiereinrichtungs-Schaltung 217 detektiert, daß der VTR in einem Trickspielmodus betrieben wird durch z. B. Überwachen der empfangenen Videodaten auf fehlende Rahmen, was indikativ für den VTR-Trickspielbetrieb ist, normaler Spiel-Fehler-Verdeckungsbetrieb von der Fehler-Verdeckungsschaltung 220 wird verhindert und der Trickspiel-Fehler- Verdeckungsbetrieb wird ermöglicht.
  • Der Trickspiel-Fehler-Verdeckungsbetrieb kann ermöglicht werden, z. B. während 9x-Trickwiedergabe-VTR-Betrieb wenn nur Information für jeden Nten I-Rahmen empfangen wird. Zum Beispiel während des 9x-Trickspielbetriebs kann nur der eine oder andere I-Rahmen empfangen werden. In solch einem Fall ist es wünschenswert, einen Rahmen für jeden fehlenden I-Rahmen so anzuzeigen, daß der fehlende I-Rahmen verdeckt werden kann durch eine Schätzung, die gebildet wird durch zeitweises Filtern der existierenden I-Rahmen unter Verwenden der Rahmen, welche empfangen werden zusätzlich zu den I-Rahmen zum Herstellen eines I-Rahmens, welcher anstatt von dem fehlenden I-Rahmen angezeigt werden wird. Zum Beispiel kann dies bei 9x-Trickspielgeschwindigkeit erforderlich machen, einen I-Rahmen zu generieren zum Ersetzen eines fehlenden 9-ten Rahmens in einer 18-Rahmen-Serie von Bildern, die zwei AD HDTV-Gruppen von Bildern umfaßt, welche normalerweise zwei I-Rahmen beinhalten würde.
  • Sowohl der normale Spiel- als auch der Trickspiel-Fehler-Verdeckungsbetrieb können das Benutzen von zeitlichen und/oder räumlichen Filtern zum Verdecken fehlender Abschnitte von einem Rahmen oder vollständig fehlender Rahmen beinhalten.
  • Die Fehler-Verdeckungsschaltung 220 umfaßt einen räumlichen Filter, z. B. einen zweidimensionalen räumlichen Filter 222, einen zeitlichen Filter 224 und eine Verarbeitungslogik.
  • Während die Fehler-Verdeckungsschaltung 220 dargestellt wird als ein Teil von dem Video-Dekodiereinrichtungsmodul 216 ist es nicht erforderlich, müssen die Fehler-Verdeckungsschaltung 220 und die Video-Dekodiereinrichtungs-Schaltung 217 nicht als ein Einzelmodul implementiert werden.
  • Während dem Trickspielbetrieb kann die Fehler-Verdeckungs-Schaltung 220 den räumlichen Filter 222 benutzen zum räumlichen Filtern der Videodaten, welche ihr durch die Video-Dekodiereinrichtungs-Schaltung 217 geliefert werden. Solches Filtern reduziert die "Blockartigkeit" von dem Videobild, welche aus dem primären Benutzen von dc-Koeffizienten zum Generieren eines Bildes resultiert. Der zeitliche Filter 224 kann in Verbindung mit oder unabhängig von dem räumlichen Filter 220 zum Filtern der Videodaten von der Dekodiereinrichtungs- Schaltung 217 in einer Weise benutzt werden, die eine Verbesserung in der Bildqualität während dem Trickspielbetrieb schafft.
  • Die Verarbeitungslogik der Fehler-Verdeckungsschaltung stellt weitere Fehler- Verdeckungen bereit, während dem Trickspielbetrieb durch Ausführen von Interpolation oder Extrapolation von Bewegungsvektoren, wie es für die bestimmte Trickwiedergabe-Geschwindigkeit, die implementiert ist, passend ist. Zum Beispiel könnte während dem Trickspielbetrieb die Fehler-Verdeckungs-Schaltung 220 die Bewegungsvektoren aufsummieren, welche durch den VTR über die Video-Dekodiereinrichtungs-Schaltung 217 geliefert werden, über die Anzahl von Rahmen, welche zu dem Trickspiel-Beschleunigungsverhältnis passend sind. Alternativ kann die Fehler-Verdeckungsschaltung 220 den Bereich von dem Bewegungsvektor für einen Rahmen multiplizieren, um den Erstreckungsbereich zu dem nächsten anzuzeigenden Bildrahmen oder Segment von einem Rahmen, bei dem ausgewählten Trickspiel-Beschleunigungs-Verhältnis abzudecken. Es sei angemerkt, daß eine solche Bewegungsvektor-Verarbeitung zum Generieren von Trickspiel-Bewegungsvektoren unnötig ist, wo der Transmitter 100 oder der VTR schon Trickspiel-Bewegungsvektoren generiert haben und der VTR diese Trickspiel-Bewegungsvektoren zu dem Receiver 200 liefert.
  • Die Fehler-Verdeckungsschaltung 220 akzeptiert Befehle von dem VTR, welche die Fehler-Verdeckungsschaltung 220 darüber anweisen, wie die Fehlerverdeckung während dem Trickspielbetrieb auszuführen ist. Zum Beispiel kann der VTR ein Rahmen-Überspringen anweisen, während dem Schnell-Vorlauf oder dem Wiederholen von Blöcken von Daten von vorhergehenden Rahmen zum Verdecken fehlender Daten. Die Fehler-Verdeckungsschaltung 220 liefert die gefilterten und verarbeiteten Videodaten, welche Trickspiel-Bewegungsvektoren enthalten, zu der Video-Dekodiereinrichtungs-Schaltung 217 zum Verwenden beim Generieren des Video-Ausgabesignals von der Video-Kodiereinrichtung. Die Video- Dekodiereinrichtungs-Schaltung 217 dekodiert den Codewort-Datenstrom, welcher von der Prioritäts-Dekodiereinrichtung 214 empfangen wird und benutzt die Fehler-Verdeckungssignale, die von der Fehler-Verdeckungsschaltung 220 empfangen werden, zum Korrigieren von Fehlern oder Verzerrungen in jedem Video- Rahmen.
  • Die Video-Dekodiereinrichtungs-Schaltung 217 gibt ein Videosignal aus, durch einen Video-Dekodiereinrichtung-Modul-Ausgang, welcher zum Verbinden mit einer Video-Anzeigeschaltung angepaßt ist. Die Anzeigeschaltung konvertiert das Videosignal in ein Videobild, welches betrachtet werden kann, z. B. auf einer Kathodenstrahlröhre oder einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung.
  • Bezugnehmend nun auf die Fig. 10 ist dort dargestellt, eine VTR-Aufzeichnungs- Schaltung 300 nach einer Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung. Die VTR-Aufzeichnungs-Schaltung 300 umfaßt eine Trickspieldaten-Auswähl- Steuerschaltung 346 und ein Set von Aufzeichnungsköpfen 340. Die Trickspieldaten-Auswähl-Steuerschaltung 346 überwacht die Position von den Köpfen relativ zu individuellen Segmenten von der Bandspur und bestimmt, bei Verwenden einer Karte oder anderen gespeicherten Daten, die den Typ und die Plazierung von Schnell-Scan-Spuren und/oder Multigeschwindigkeits-Wiedergabe-Spuren, die durch einen bestimmten VTR unterstützt werden, angeben, wenn die Köpfe von dem VTR über einem Trickspiel-Bandsegment sind, in welches Trickspieldaten plaziert werden sollen. Wenn die Köpfe über solch einem Trickspielsegment positioniert sind, behauptet das Trickspieldaten-Auswählsignal ein Auswählsignal, welches verursacht, daß die Trickspieldaten in das Trickspielband-Segment geschrieben werden, wie unten beschrieben wird.
  • Die VTR-Aufzeichnungs-Schaltung 300 unterstützt das Aufzeichnen von Trickspieldaten in spezifische Trickspiel-Bandsegmente. Die Trickspieldaten, können ein Unterset von normalen Spieldaten umfassen, eine Kopie von einem Unterset von den normalen Spieldaten oder sie können Daten umfassen, welche nicht Teil vom normalen Spiel-Datenstrom sind, z. B. Trickspiel-Bewegungsvektoren. Wenn ein Unterset von den normalen Spieldaten benutzt wird als Trickspieldaten, können die Trickspieldaten wiedergelesen werden und benutzt werden während sowohl dem normalen Spiel- als auch dem Trickspiel-VTR-Betrieb, in solch einem Fall kann gesagt werden, daß das Unterset von den normalen Spieldaten Dual- Zweckdaten darstellt, indem die Daten benutzt werden in sowohl Trickspiel- als auch Normalspiel-Betrieb. Entsprechend dienen in solch einem Fall die Datensegmente in welche die Dual-Zweckdaten geschrieben werden als sowohl Trickspiel-Segmente als auch Normal-Spielsegmente. Durch Aufzeichnen von Untersets von den normalen Spieldaten, so daß sie gelesen und benutzt werden können, während sowohl Normal- als auch Trickspielbetrieb, wird die Bandspeicherfähigkeit maximiert.
  • Wie oben beschrieben, folgen die Köpfe des VTRs während dem Trickspiel einem unterschiedlichen Pfad über das Band, als während dem normalen Wiedergabe- Betrieb. Während dem normalen Wiedergabebetrieb folgen die Köpfe des VTRs über eine normale Spielspur, mit jedem Vorbeigehen von einem Kopf über die Breite von dem Band. Dennoch können während dem Trickspielbetrieb die Köpfe über Segmente von mehreren normalen Spielspuren gehen, während jedem Vor übergehen von einem Kopf über die Breite von dem Band, wegen dem Unterschied in der Bandgeschwindigkeit und/oder Richtung von der Bandbewegung. Entsprechend ist es während dem Trickspielbetrieb oft der Fall, daß die Köpfe nicht über den vollständigen Bereich von den normalen Spielbandspuren gehen. Wie oben beschrieben, wird es, wenn Daten kodiert werden, unter Verwenden von dem Inter-Rahmenkodieren, und dann aufgezeichnet werden, nicht notwendigerweise in die gleiche Sequenz, in welcher die Daten anzuzeigen sein werden, schwierig erkennbare Bilder zu generieren von den unvollständigen Stücken der Videodaten, welche von einem VTR während dem Trickspielbetrieb gelesen werden. Diese Situation ergibt sich aus dem Fehlen von verfügbaren Referenz- Informationen, d. h. Intra-kodierten Rahmen-Informationen, die resultieren kann aus dem Verfehlen des Lesens von allen der aufgezeichneten Intra-Rahmenkodierten Daten.
  • Die Menge von Trickspieldaten von einer gegebenen Bandlänge während dem Trickspielbetrieb gelesen werden können ist nur ein Bruchteil von der Menge von Daten, die von der gleichen Länge von dem Band während dem normalen Abspielen gelesen werden können. Wie oben beschrieben ist die reduzierte Datenwiederherstellungsrate bei dem Trickspielbetrieb eine direkte Funktion von der Abnahme des Gesamtprozentsatzes von dem Bandbereich, welcher durch die Köpfe während dem Trickspielbetrieb abgedeckt ist. Wenn die Bandgeschwindigkeit zunimmt, nimmt der Prozentsatz von Bereichen des Bandes, die die Köpfe abdecken, proportional ab. Entsprechend ist während der 9x-Schnellvorwärts- Wiedergabe die Menge von Daten, welche für eine gegebene Spurlänge gelesen werden können, in etwa 1 /9 der Menge von Daten, die während dem normalen Wiedergabebetrieb gelesen werden können und etwa 1/3 der Menge von Daten, die von der gleichen Spurlänge, welche die gleiche Anzahl von Köpfen benutzt bei z. B. 3X-Trickspielbetrieb gelesen werden können.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet die VTR- Aufzeichnungsschaltung 300 genügend ausgewählte Trickspieldaten in jedem Trickspielsegment so auf, daß ein erkennbares Bild oder ein Abschnitt von einem Bild hergestellt werden kann von den Daten, die in jedem bestimmten Trickspielsegment aufgezeichnet sind. Zusätzlich werden diese Trickspielsegmente auf dem Band so angeordnet, daß genügend Daten von den Trickspielsegmenten bei verschiedenen Bandgeschwindigkeiten gelesen werden können zum Generieren einer akzeptablen Anzahl von erkennbaren Bildern oder Abschnitten von Bildern während dem Trickspielbetrieb bei variierenden Wiedergabegeschwindigkeiten. Die Trickspielsegmente, welche in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform angeordnet sind, bilden das was hier bezeichnet wird als eine Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespur.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet die VTR- Aufzeichnungs-Schaltung 300 Trickspiel-Daten in Trickspiel-Segmenten auf, welche für eine optimale Wiederherstellung von Trickspieldaten während spezifischer Trickspiel-Geschwindigkeiten und Richtungen des Betriebes angeordnet sind, z. B. bei 9x-Schnellvorwärts-Trickspielbetrieb. Die Trickspielsegmente, die in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet sind, bilden Schnell-Scan-Spuren.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kombiniert die VTR-Aufzeichnungs-Schaltung 300 die obigen ersten beiden Ansätze zum Aufzeichnen von selektierten Trickspieldaten in Trickspielsegmenten, die auf einem Band so angeordnet sind, daß eine ausreichende Menge von Trickspieldaten zum Herstellen von erkennbaren Bildern gelesen wird bei verschiedenen Geschwindigkeiten des Trickspielbetriebs und daß eine optimale Menge von Trickspieldaten gelesen werden kann bei vorselektierten Trickspiel-Geschwindigkeiten und Richtungen. In dieser Ausführungsform sind Trickspielsegmente auf dem Band angeordnet zum Bilden von Schnell-Scan-Spuren auf einer oder mehreren Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabe-Spuren.
  • Im allgemeinen werden, wenn Daten von dem Band während dem Trickspielbetrieb zurückgewonnen werden, kleine Teile von einem gesamten Rahmen dekodiert. Es sind diese dekodierbaren Abschnitte von einem Rahmen, d. h. Abschnitte von einem Bild oder Abbild, die in den Trickspielsegmenten aufgezeichnet werden. In dem Fall des AD HDTV ist der kleinste Block von Daten, der vollständig dekodiert werden kann eine Scheibe. Wenn der Beginn von einer Scheibe, d. h. der Scheiben-Vorspann zurückgewonnen wird, können die Daten für diese Scheibe dekodiert werden. Eine partielle Scheibe kann kontinuierlich dekodiert werden für Daten von dem Beginn der Scheibe an. Wenn genügend Daten zum Dekodieren einer gesamten Scheibe zurückgewonnen sind, dann wird der Abschnitt von dem Bild, welcher in dem Fall des AD HDTV einen langen horizontalen Bereich von 16 Pixel-Höhe auf 176 Pixel-Breite umfaßt, generiert werden und in einen Rahmenpuffer plaziert werden zum Anzeigen an der Stelle auf dem Schirm, welche der Adresse von der Scheibe entspricht.
  • Die Scheiben, welche in den Trickspielsegmenten gespeichert werden können, müssen nicht aneinandergrenzenden Bereichen auf dem Bildschirm entsprechen und Daten für alle Regionen von jedem individuellen Rahmen müssen nicht in den Trickspielsegmenten gespeichert werden. Wie unten beschrieben werden wird, kann die Fehlerverdeckung benutzt werden zum Verdecken von fehlenden Sektionen oder Bereichen von einem Rahmen. Zum Beispiel zum Verdecken einer fehlenden Sektion können die Daten für die fehlende Sektion von dem vorhergehenden Rahmen wiederholt werden. Somit kann bei dem Beginn von jedem Rahmen-Anzeigetakt der Rahmenpuffer neu dekodierte Daten enthalten, die gerade von dem Band gelesen wurden und möglicherweise wiederholte Daten von dem vorhergehenden Rahmen, welcher gerade angezeigt wurde.
  • In dem Fall von einer Mulit-Geschwindigkeits-Wiedergabespur können die Daten, die in den Trickspielsegmenten gespeichert sind gestreute Scheiben von Video- Daten umfassen, entsprechend zu allgemein gestreuten Bereichen des Bildschirmes. Jedes Trickspielsegment kann nicht genügend Daten enthalten zum Generie ren eines gesamten Rahmens. Somit kann das resultierende Bild aus Daten, welche von einer Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur gelesen wurden, viele Bereiche von dem Bild enthalten, die von vorhergehenden Rahmen sind oder einige, welche von dem am kürzesten zuvor gelesenen und dekodierten Trickspiel- Datenblöcken sind. Über eine Serie von Rahmen können die alten Daten viele zurückliegende Rahmen überspannen. Entsprechend kann die resultierende Bildsequenz nicht einen zeitlich kohärenten Rahmen aufweisen, d. h. der angezeigte Rahmen kann nicht aus Daten aufgebaut sein, welche nur zu diesem Rahmen gehören. Somit kann ein Bild, das von einer Multi-Geschwindigkeits- Wiedergabespur generiert wird, unzusammenhängende Teile von Rahmen von verschiedenen Zeitpunkten enthalten, die miteinander zusammenhängend sind, zum Bilden eines kompletten Bildes. In einigen Fällen können die Scheiben von solch einem Trickspielbild von vollständiger Auflösung oder annähernd vollständiger Auflösung sein. Trotz dem Fehlen von zeitlicher Kohärenz und niedriger Bildqualität ist das generierte Bild während dem Trickspielbetrieb gewöhnlicherweise erkennbar.
  • In dem Fall von einer Schnell-Scanspur in einer Ausführungsform wird ein Set von Daten, das ausreichend zum Generieren eines kompletten Rahmens ist, in der Mehrzahl von Trickspielsegmenten aufgezeichnet, welche jeweils eine Schnell- Scanspur umfassen. Während dem Trickspiel-Wiedergabebetrieb können die Daten in jeder Schnell-Scanspur gelesen und dekodiert werden zum Generieren eines kompletten Bildes. Um innerhalb der Datenbeschränkungen zu bleiben, die durch die Datenspeicher-Fähigkeiten von einer Schnell-Scanspur auferlegt sind, kann die Auslösung von einem Bild zum Speichern in einer Schnell-Scanspur reduziert werden müssen. Gesteuertes Aufteilen von einem Rahmen kann benutzt werden, wenn eine Schnell-Scanspur nicht ausreichende Datenfähigkeiten aufweist, zum Unterstützen des Speicherns von gesamten Bildern in der Schnell-Scanspur. Z. B. können große Abschnitte von einem Rahmen, z. B. die obere oder die untere Hälfte, in Schnell-Scanspuren gespeichert werden in einer zeitlich kohärenten Weise, mit der Größe von den zeitlich kohärenten aufeinanderfolgenden Ab schnitten von einem Rahmen, wobei sie ein wichtiger Faktor zum Bestimmen der Bildqualität sind. Bei anderen Ausführungsformen können die Daten, die nötig sind zum Generieren eines kompletten Rahmens, aufgezeichnet werden in die Trickspielsegmente von verschiedenen Schnell-Scanspuren oder die Daten, welche nötig sind zum Generieren eines erkennbaren Abschnittes von einem Bild, können in einem oder mehreren Trickspielsegmenten von einer Schnell-Scanspur aufgezeichnet werden.
  • Bezugnehmend nun auf Fig. 12(a) ist dort dargestellt, ein Abschnitt von einem magnetischen Band 501. Die Spuren T1 500, T2 502, T3 504 und T4 506 sind dargestellt, so daß sie senkrecht zu der Länge von dem Band 501 sind, dennoch versteht es sich von selbst, daß diese Spuren in Wirklichkeit auf einer Diagonalen sind wie zuvor beschrieben in Bezug auf die normalen Spielband-Spuren. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung zeichnet die VTR-Aufzeichnungsschaltung 300 genügend Daten auf zum Generieren eines erkennbaren Bildes in jedem Trickspiel-Bandsegment. Dann zeichnet sie die Trickspielsegmente in solch einer Weise auf, daß die geometrische Anordnung, die durch die Trickspielsegmente des Bandes gebildet wird, sicherstellt, daß zumindest einige von den Daten in den Trickspielsegmenten während dem VTR- Trickspielbetrieb gelesen werden. Solch eine Anordnung stellt sicher, daß eine genügende Menge von Trickspieldaten gelesen werden wird, zum Herstellen von zumindest einer minimalen Serie von Trickspielbildern und Abschnitten von Bildern über einen breiten Bereich von Wiedergabe-Geschwindigkeiten unabhängig von der Richtung der Bandbewegung. Ein Weg für den VTR zum Erreichen solch einer geometrischen Anordnung der Trickspielsegmente auf einem Band, ist eine Serie von aufeinanderfolgenden oder beinahe aufeinanderfolgenden Trickspielsegmenten parallel zu der Länge von dem Band zu positionieren. Solch eine Anordnung von Trickspielsegmenten ist in Fig. 12(a) dargestellt, wobei Trickspielsegmente (TP) 508, 510, 512, 514 so dargestellt sind, daß sie zueinander aufeinanderfolgend sind, wobei sie eine Serie von Trickspielsegmenten 508, 510, 512, 514 bilden, die parallel zu der Länge von dem Band verläuft. Normale Spielseg mente, in Fig. 12(a) durch den Buchstaben NP angegeben, können in dem Bereich angeordnet werden, welcher nicht durch die Trickspielsegmente 508, 510, 512, 514 benutzt wird. Durch Aufzeichnen der Trickspieldaten in Trickspielsegmenten, die in solch einer Weise angeordnet sind, d. h. parallel zu der Länge von dem Band, wird eine Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur 509 kreiert, entlang der Länge des Bandes 501. Der schattierte Bereich in Fig. 12(a), der Trickspielsegmente 508, 510, 512, 514 umfaßt, bildet solch eine Mulit- Geschwindigkeits-Wiedergabespur 509. Während die Mulit-Geschwindigkeits- Wiedergabespur aufgezeichnet werden kann bei irgendeiner Position relativ zu der Breite von dem Band, ist eine geeignete Position in der Mitte von dem Band, wo der Bandkontakt mit den Köpfen des VTRs am gleichmäßigsten ist und somit ein optimales Daten-Aufzeichnen und -Lesen möglich ist.
  • Wenn Trickspielblöcke in solch einer Weise zum Bilden einer Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespur angeordnet sind, laufen die Wiedergabeköpfe von einem VTR immer über einige von den Trickspielblöcken, die in den Trickspielsegmenten 508, 510, 512, 514 aufgezeichnet sind, während dem Trickspielbetrieb jedesmal wenn die Köpfe die Breite von dem Band 501 queren. Entsprechend wird garantiert, daß, während die Köpfe während dem Trickspielbetrieb rotieren, sie über einige von den Trickspiel-Segmenten gehen, welche genügend Trickspiel-Daten enthalten zum Generieren eines erkennbaren Bildes oder Abschnittes von einem Bild, unabhängig von der Geschwindigkeit oder Richtung des Trickspielbetriebs. Von den Daten in den Trickspielsegmenten, welche gelesen werden, wird es dem VTR möglich sein zumindest einige erkennbare Bilder oder Abschnitte von Bildern unabhängig von der Trickspiel-Geschwindigkeit oder Richtung von dem Trickspielbetrieb herzustellen.
  • Verschiedene zusätzliche Ausführungsformen von solch einer Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespur-Anordnung sind in Fig. 12(b) bis 12(d) dargestellt.
  • Wie in Fig. 12(b) dargestellt, kann die Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur 522 einige Nicht-Trickspielsegmente enthalten, z. B. normale Spielsegmente 524. Wie dargestellt, müssen die Trickspielsegmente auf dem Band 503 nicht notwendigerweise komplett aufeinanderfolgend sein zum Bilden einer akzeptablen Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespur 522. Dennoch sollte die Anzahl von Diskontinuitäten in der Schnell-Scanspur 522 niedrig genug gehalten werden, daß die Anzahl von Trickspielsegmenten 516, 518, 520, die während dem Trickspielbetrieb gelesen werden wird, ausreichend ist zum Erhalten einer akzeptablen Anzeigerate von Trickspielbildern über den Bereich der Trickspiel-Geschwindigkeiten, die durch einen VTR implementiert sind. Entsprechend ist wegen der Anzahl von Trickspielsegmenten für eine gegebene Bandkapazität, die während relativ niedrigen Schnellvorlauf und Rücklaufgeschwindigkeiten des Trickspielbetriebes gelesen werden, größer als bei höheren Geschwindigkeiten des Trickspielbetriebes, der Betrag von Diskontinuitäten in dem Ort von Trickspielsegmenten, welche eine Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur bilden, die zum Unterstützen von lediglich niedrigen Schnell-Vorlauf und Rücklaufgeschwindigkeiten gedacht sind, kann größer sein als der Betrag der Diskontinuitäten einer Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespur, die gedacht ist zum Unterstützen von sowohl Hoch- als auch Niedrig-Geschwindigkeit-Schnell-Vorwärts und -Rückwärts- Wiedergabebetrieben.
  • Wie in Fig. 12(c) dargestellt, kann eine Mehrzahl von Multi-Geschwindigkeits- Wiedergabespuren 540, 542 auf einem einzigen Band 541 aufgezeichnet sein. Wie in Fig. 12(c) dargestellt, werden die Trickspielsegmente, die jede von den Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespuren 542, 540 umfassen, parallel zu der Länge von dem Band aufgezeichnet, wie in dem Fall von einem Band mit einer einzigen Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur.
  • In solch einer Ausführungsform resultiert das Verwenden von Mehrfach-Mulit- Geschwindigkeits-Wiedergabespuren 540, 542 in einer Zunahme der Anzahl von Trickspielsegmenten, welche während dem Trickspielbetrieb gelesen werden. Dennoch, da die Anzahl von Multi-Geschwindigkeits-Spuren und somit die Trickspiel-Segmente für einen gegebenen Bandbereich zunimmt, nimmt der Betrag von Platz, der für normale Spieldaten verfügbar ist ab, was in zunehmenden Bandbereichserfordernissen resultiert. Durch Verwenden von Dual-Zweck- Datenblöcken, d. h. von Datenblöcken, welche während normalem Spiel- und Trickspiel-Betrieb benutzt werden, können die zusätzlichen Bandbelastungen, welche durch die zunehmende Anzahl von Trickspiel-Datenblöcken auferlegt sind, minimiert werden.
  • Wie oben beschrieben, sind Zwei-Kanal-VTR-Systeme in der Lage, höhere Datenraten als Einzel-Kanalsysteme zu verarbeiten, weil zwei Köpfe Daten gleichzeitig von dem Band lesen. Entsprechend sind VTR-Systeme, welche zwei Datenkanäle unterstützen besonders gut geeignet zum Verarbeiten der höheren Datenraten, die durch verschiedene vorgeschlagene HDTV-Systeme gefordert werden.
  • Fig. 12(d) stellt eine Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur-Anordnung dar, welche für ein VTR-System implementiert ist, das zwei Datenkanäle pro Spur aufweist. Wie in Fig. 12(d) dargestellt, umfaßt ein Band 550 eine Serie von normalen Spielspuren T1 bis T12. Wie dargestellt, umfaßt jede Spur T1 bis T12 einen ersten und einen zweiten Kanal, Kanal A bzw. Kanal B. eine Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespur 552, dargestellt durch den schattierten Bereich, ist nahe der Mitte von dem Band angeordnet und verläuft parallel zu der Länge von dem Band 550. Normale Spielband-Segmente sind oberhalb und unterhalb von den Trickspiel-Bandsegmenten angeordnet, welche die Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespur 552 umfassen. In solch einem Zweikanal- System umfaßt jeder Datenkanal von einer Bandspur eine Serie von Bandsegmenten. Wie bei Segmenten von einer normalen Spur können diese Segmente entweder Schnell-Scan- oder normale Spielsegmente sein. Entsprechend umfaßt, wie dargestellt, die Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur 552 eine Serie von aufeinanderfolgenden oder annähernd aufeinanderfolgenden Trickspielsegmenten, z. B. Trickspielsegmente 553, 554, 555, 556, die zu jedem Datenkanal von jeder Spur gehören, wobei die aufeinanderfolgenden Trickspiel-Segmente parallel zu der Länge von dem Band 550 angeordnet sind.
  • Bei solch einer Ausführungsform können die Trickspieldaten, die in die Trickspielsegmente von jedem Kanal von einer bestimmten Spur geschrieben werden, ausgewählt werden, die Daten in den anderen Trickspielsegmenten von dem anderen Kanal zu vervollständigen. Zum Beispiel während es möglich sein kann, ausreichend Trickspieldaten in jedem Trickspielsegment 553, 554 auf die Spur 1 aufzuzeichnen, zum Herstellen z. B. eines Bildes einer sehr niedrigen Qualität, kann es wünschenswert sein, Daten auszuwählen und aufzuzeichnen in jedem der Segmente 553, 554, so daß ein Niedrig-Qualitätsbild reproduziert werden kann entweder von jedem Segment alleine oder ein Bild einer höheren Qualität produziert werden kann, wenn die Daten in beiden Segmenten von einer bestimmten Spur während dem Trickspielbetrieb gelesen werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet die VTR-Aufzeichnungs-Schaltung 300 multiple Kopien von den gleichen Schnell-Scan-Spurdaten in verschiedene Trickspiel- Datensegmente auf, welche eine Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur umfassen. Auf diese Weise kann der VTR genügend Trickspiel-Daten erhalten zum Auffüllen aller Trickspielsegmente in einer Multi-Geschwindigkeits- Wiedergabespur ohne einzigartige Daten für alle Trickspielsegmente generieren zu müssen. In einem Fall, wo es nur eine begrenzte Menge von sehr nützlichen erhältlichen Trickspieldaten gibt, erhöht das Kopieren der Daten in mehr als ein Trickspielsegment von einer Multi-GeschwindigkeitsWiedergabespur die Wahrscheinlichkeit, daß Daten während dem Trickspielbetrieb gelesen werden. Entsprechend kann es in einem solchen Fall besser sein, die gleichen Trickspieldaten in verschiedenen Trickspielsegmenten zu wiederholen, als die Niedrigqualitäts-Trickspiel-Daten in einige von den Trickspielsegmenten zu geben, welche die Multi-Geschwindigkeits-Schnell-Scanspur umfassen.
  • Wie oben in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, legt der VTR Trickspiel-Datensegmente auf dem Band in einer geometrischen Anordnung an, welche geschaffen ist zum Maximieren der Menge von Daten, welche wiedergewonnen werden während des Trickspielbetriebs bei einer bestimmten Trickspielgeschwindigkeit und -richtung. Wie oben beschrieben, können während des Trickspielbetriebs die Köpfe eines VTR über einige Spuren während jedem Vorbeilaufen über die Breite des Bandes gehen. Der Winkel, bei welchem die Köpfe über die Spuren gehen werden, ist vorhersagbar für jede gegebene Bandgeschwindigkeit und -richtung. Der VTR der vorliegenden Erfindung nutzt diese Tatsache aus durch Anlegen von Trickspielsegmenten für eine bestimmte Trickspielgeschwindigkeit und richtung, z. B. 9x-Schnell- Vorlauf, entlang der Diagonalen, welche bei dem spezifischen Winkel, bei dem die Köpfe des VTR über die Spuren des Bandes kreuzen werden während des Trickspielbetriebs bei einer bestimmten Geschwindigkeit und Richtung. Wie oben beschrieben, bilden die Trickspielsegmente, welche von den Bandköpfen des VTR während jedes Vorübergehens über die Breite des Bandes während der Trickspielbetriebe eine Schnell-Scan-Spur, entsprechend einer bestimmten Geschwindigkeit und Richtung des Betriebes.
  • Um sicherzustellen, daß die Köpfe des VTR über die Schnell-Scan-Spuren gehen, welche von einer Mehrzahl von Trickspielsegmenten umfaßt sind, muß der VTR eine separate Spurfolge-Servosteuerschaltung 422 einsetzen für jede Geschwindigkeit und Richtung des Schnell-Scan-Spurbetriebs, der unterstützt wird. Alternativ kann eine Einzel-Servo-Steuerschaltung, die des Steuerns des Spurfolgens bei multiplen Geschwindigkeiten und Richtungen fähig ist, eingesetzt werden. Solch eine Schnell-Scan-Spurfolge-Servosteuerschaltung 422 ist erforderlich zusätzlich zu der Spurfolge-Servosteuerschaltung 420, die während des normalen Trickspielbetriebs benutzt wird. Zum Beispiel würde der VTR, welcher eine Schnell-Scan-Spur für 3x-Schnellvorlauf und 9x-Schnellvorlauf- Trickspielbetrieb implementiert, eine normale Spielspurfolge- Servosteuerschaltung, eine 3x-Schnellvorlauf-Spurfolge-Servosteuerschaltung und eine 9x-Schnellvorlauf-Spurfolge-Servosteuerschaltung erfordern.
  • Entsprechend ist zum Lesen von Daten einer Schnell-Scan-Spur ein Servomechanismus, wie z. B. das Servo-Steuermodul 414 erforderlich, welches ein akkurates Spurfolgen während des Trickspielbetriebs erhalten kann. Das Servo-Steuermodul 414 enthält die Trickspiel-Servosteuerschaltung 422, welche Schaltkreise enthält, ähnlich zu den normalen Spielservo-Steuerschaltungen 420, aber auch zusätzliche Schaltkreise enthält zum Erleichtern des Schnell-Scan-Spurfolgens durch das Benutzen von Datensignalen, die als Datenhilfen bezeichnet sind. Die Schnell-Scan- Spurfolge-Servosteuerschaltung 422 ist mit dem Wiedergabepaketfilter 406 verbunden und empfängt Datensignale, die zum Steuern des Schnell-Scan- Spurfolgens benutzt werden, wie beschrieben werden wird.
  • Die Standardtechniken zum Spurfolgen in digitalen Bandrecordern benutzen eine lineare Steuerspur, die entlang der Kante des Bandes aufgezeichnet ist. Diese Steuerspur enthält einen Pulscode, welcher den Beginn einer Spur angibt. Durch Wiedergewinnen kann dieser Pulscode benutzt werden zum genauen Steuern der Bandgeschwindigkeit für das Erhalten der Ausrichtung zwischen den Köpfen und den Spuren während des normalen Abspielens. Beim Trickspiel kann die Steuerspur immer noch gelesen werden, aber es wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der Feedback-Loop, welcher die Bandgeschwindigkeit steuert, gewechselt werden zum Erlauben einer geschlossenen Loop-Steuerung der Geschwindigkeit während des Trickspielbetriebs.
  • Zusätzlich zu der Steuerspur gibt es Daten, die mit jedem Paket auf das Band geschrieben sind, welches identifiziert, z. B. die Spur, den Kanal, den Block und den Wiedergabe-Datenstrom des bestimmten Pakets. Der Wiedergabe-Paketfilter 406 liest diese Daten von dem zurückgewonnenen Datenstrom ab und generiert ein Signal zu der Trickspiel-Servosteuerschaltung 422, das der Trickspiel- Steuerschaltung 422 angibt, wo die Köpfe sich über dem Band befinden relativ zu den normalen Spiel- und Schnell-Scan-Spuren. Diese Information wird dann benutzt zum Feinjustieren der Bandgeschwindigkeit zum Optimieren des Schnell- Scan-Spurverfolgens. Wenn zum Beispiel die identifizierenden Daten angeben, daß der Kopf Spuren zu früh umgeschaltet hat, und Pakete von dem normalen Spielsegment, welches einem Trickspielsegment zuvorgeht, liest, könnte dann die Bandgeschwindigkeit, die gesteuert wird durch die Trickspiel- Servosteuerschaltung 422 während des Trickspielbetriebs eingestellt werden durch kurzes Verlangsamen der Bandgeschwindigkeit, um den Kopf 440 über der ausgewählten Schnell-Scan-Spur korrekt zu positionieren.
  • Solch ein datenunterstütztes Suchschema wird benutzt zum Anlegen einer bestimmten Schnell-Scan-Spur für eine ausgewählte Geschwindigkeit und Richtung des VTR-Betriebs, nachdem die Übergänge des Umschaltens in den Trickspielbetrieb sich gelegt haben. Die Daten, welche von dem Band wieder einmal im Trickspielbetrieb wiedergewonnen werden, werden benutzt zum Einstellen der Position der Köpfe über dem Band. Durch Verwenden einer gespeicherten Karte von Trickspiel- und Normalspielsegmenten kann eine Bahn für das Bewegen der Köpfe zu der Schnell-Scan-Spur geplottet werden. Diese Bahn wird benutzt zum Befehlen der Bandgeschwindigkeit. Wenn einmal die Köpfe die Schnell-Scan- Spur erreicht haben, erhält die Trickspiel-Servosteuerschaltung 422 die Steuerung der Bandgeschwindigkeit, um sicherzustellen, daß die Köpfe so positioniert werden, daß sie über die Schnell-Scan-Spuren für eine ausgewählte Geschwindigkeit und Richtung gehen.
  • Das Benutzen eines datenunterstützten Servomechanismus macht es möglich, die Spurfolgeleistung zu verbessern beim Vorliegen von Spur-Nicht-Linearitäten. Weil die Köpfe über einige Spuren in dem Trickspielbetrieb kreuzen, drücken sich Spur-Nicht-Linearitäten als Unterschiede in der Position über Bandsegmenten aus und die Datenblöcke, die in solchen Segmenten aufgezeichnet werden, wenn die Spuren überquert werden. Diese Information könnte benutzt werden zum Plotten wie die Spurform wechselt relativ zu einer idealen linearen Spur. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Steuerschaltung 422 als ein adaptiver Servomechanismus betrieben, welcher sich diesen Nicht-Linearitäten anpaßt und kontinuierlich die Bandgeschwindigkeit oder Bewegung der Köpfe auf einem Gleitkopfmechanismus anpaßt während jedem Vorübergehen eines Kopfes 440 über die Breite des Bandes, um die Kopf-Spurfolgefehler zu minimieren.
  • Nun bezugnehmend auf Fig. 13(a) ist dort eine Schnell-Scan-Spur-Anordnung für eine 9x-Schnellvorlaufgeschwindigkeit dargestellt. Wie dargestellt, umfaßt ein Band 600 eine Serie von normalen Spielspuren T1 bis T18. Jede normale Spielspur T1 bis T18 umfaßt sowohl normale Spielsegmente, angegeben durch die weißen Bereiche, als auch Trickspielsegmente, angegeben durch die schattierten Bereiche.
  • Während des 9x-Schnell-Vorlauf-Trickspielbetriebs gehen die Köpfe des VTR über Segmente von 9 normalen Spielspuren. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind Trickspieldaten in diese Bandsegmente gelegt zum Bilden von 9x-Schnell-Scan-Spuren 602, 604. Somit ist es unter Verwenden dieses Ansatzes möglich, annähernd 1/9 der Daten zu lesen, die auf einem Band während der 9x-Trickspielgeschwindigkeit aufgezeichnet sind, wenn zusammen angeordnete Köpfe benutzt werden zum Erlauben des Lesens von allen Daten, welche die Köpfe überlaufen. Alternativ wird es möglich sein, ohne das Benutzen von zusammen angeordneten Köpfen nur etwa die Hälfte der Daten zu lesen, über welche die Köpfe des VTRs während des Trickspielmodus laufen, wegen der alternierenden Azimute, bei welchen die Daten auf den Spuren geschrieben sind. Entsprechend können ohne das Benutzen von zusammen angeordneten Köpfen nur etwa die Hälfte der Daten in jeder Schnell-Scan-Spur wiedergewonnen werden. Somit würde es ohne das Verwenden von zusammen angeordneten Köpfen möglich sein, in etwa 1/18 der Daten zu lesen, welche auf einem Band während des 9x-Schnell-Vorlauf-Trickspielbetriebs aufgezeichnet sind.
  • Ein kleiner Betrag von Daten in jedem Trickspielsegement wird unlesbar sein wegen den Spurschalt- und/oder Spurfolgefehlern. Der Bereich, von welchem Daten nicht wiedergewonnen werden können aufgrund des Spur- Umschaltverlustes, ist in Fig. 13(a) dargestellt durch die schwarzen Abschnitte welche an den Rändern von jedem Trickspielsegment der Schnell-Scan-Spuren 602, 604 positioniert sind.
  • Nun bezugnehmend auf Fig. 13(b) ist dort ein Band dargestellt mit sowohl 7x- Rücklauf-Schnell-Scan-Spuren als auch 9x-Schnell-Vorlauf-Schnell-Scan-Spuren, die auf dem Band in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgezeichnet sind. Wie dargestellt, ist die 7x-Rücklauf-Schnell-Scan-Spur in entgegengesetzter Richtung geneigt von der 9x-Schnell-Vorlauf-Schnell-Scan-Spur. Des weiteren ist sie bei einem steileren Winkel positioniert entsprechend zu dem Winkel, bei dem die Köpfe des VTR über die Spur gehen werden während des 7x- Rücklauf-Trickspielbetriebs. Es sei angemerkt, daß während der Nx-Schnell- Vorlaufgeschwindigkeit die Köpfe über N normale Spielspuren gehen, jedes Mal, wenn die Köpfe über die Breite des Bandes gehen, und somit eine Schnell-Scan- Spur für Nx-Schnell-Vorlaufgeschwindigkeit normalerweise N Trickspielsegmente pro Spur umfaßt. Dennoch gehen während des Nx- Rücklaufgeschwindigkeits-Trickspielbetriebs die Köpfe über N+2 normale Spielspursegmente. Entsprechend umfaßt eine Rücklauf-Schnell-Scan-Spur normalerweise N+2 Trickspielsegmente. Somit umfaßt, wie in Fig. 13(b) dargestellt, jede 7x-Rücklauf-Schnell-Scan-Spur 9 Trickspielsegmente.
  • Bezugnehmend nun auf Fig. 13(c) ist dort das Schnell-Scan-Spurmuster für 3x- Schnell-Scan-Spuren dargestellt, welches ein 4-Kopf-, Zwei-Kanal-VTR lesen kann. Wie oben beschrieben, umfaßt ein Zwei-Kanal-VTR ein Minimum von vier Köpfen, H1A, H1B, H2A, H2b aus Fig. 13 (c), mit mindestens einem Paar von Köpfen, welche wechselseitig verschiedene Azimute aufweisen und auf dem Rotationszylinderkopf des VTR 180º voneinander getrennt befestigt sind.
  • Wie dargestellt, folgt jedes von dem Paar von Köpfen (H1A, H1B) und (H2A, H2B) über einen verschiedenen 1/3-Abschnitt von jeder normalen Spielspur. Dennoch können, weil die Köpfe nur Daten lesen können, die in Kanälen enthal ten sind, welche von einem Kopf desselben Azimuts geschrieben sind, nur eine Hälfte der Daten, die an den Köpfen vorübergehen, gelesen werden. Der Bereich des Bandes, welcher während der 3x-Schnell-Vorlaufgeschwindigkeit gelesen werden kann und welcher deshalb die 3x-Schnell-Vorlauf-Schnell-Scan-Spur enthält, ist durch die schattierten Bereiche angegeben. Es sei angemerkt, daß die leicht schattierten Bereiche solche Bereiche angeben, wo die Datenwiedergewinnung unsicher ist aufgrund von möglichen Spurschaltungs- und/oder Spurfolgefehlern, während die dunkel schattierten Bereiche solche Bereiche angeben, wo die Datenwiedergewinnung immer möglich ist während des Trickspielbetriebs.
  • Fig. 13(d) ist ähnlich zu der Fig. 13(c), indem beide Fig. 3x-Schnell-Scan- Spurmuster für 2-Kanal-VTRs darstellen. Dennoch stellt Fig. 13(d) die Daten dar, welche durch einen 8-Kopf-VTR wiedergewonnen werden können, welcher zusammen angeordnete Köpfe enthält, welche das Lesen von allen Bandbereichen, welche über die Köpfe des VTR gehen, erlauben. Entsprechend kann ein 8-Kopf-, 2-Kanal-VTR alle die Daten lesen, die in eine 3x-Schnell-Vorlauf-Schnell-Scan- Spur geschrieben werden können, während ein 4-Kopf-, 2-Kanal-VTR nur eine Hälfte der Trickspieldaten lesen kann. Durch Hinzufügen von zusätzlichen Köpfen kann die Datenwiedergewinnung während des Trickspielbetriebs erhöht werden. Zum Beispiel könnte ein 16-Kopf-, 2-Kanal-VTR mit Dual-Azimutzusammengeordneten Köpfen zweimal so viele Daten wiedergewinnen wie ein 8- Kopf-VTR beim Betreiben in einem 3x-Schnell-Vorlauf-Trickspielbetrieb.
  • Durch Definieren der Bandformate so, daß Schnell-Scan-Spuren so definiert sind, daß sie alle Bereiche enthalten, die von den Köpfen eines VTR während einer bestimmten Geschwindigkeit und Richtung des Trickspielbetriebs überfahren werden, ist es möglich, die Kompatibilität zwischen VTRs mit zusammen angeordneten Köpfen und denen ohne aufrechtzuerhalten. Dennoch werden VTRs ohne zusammen angeordnete Köpfe beschränkt sein auf das Lesen von nur einer Hälfte der Daten eines VTRs mit zusammen angeordneten Köpfen, die fähig sind des Lesens einer Schnell-Scan-Spur. Entsprechend werden VTRs mit zusammen angeordneten Köpfen fähig sein, mehr Bilder und/oder Bilder einer höheren Qualität herzustellen als ein VTR ohne zusammen angeordnete Köpfe fähig sein wird herzustellen während des Trickspielbetriebs.
  • Um nützlich zu sein, müssen Schnell-Scan-Spuren fähig sein, genügend Daten zu speichern, die während des Trickspielmodus gelesen werden können, zum Unterstützen einer akzeptablen Bildrate während des Trickspielbetriebs. Entsprechend ist das Aufzeichnen von Daten zum Optimieren der Schnell-Scan-Spur- Datenkapazität wichtig, so daß eine ausreichende Anzahl von Bildern und/oder Abschnitten von Bildern von einer ausreichenden Bildqualität während des Trickspielbetriebs hergestellt werden wird. Ein Weg zum Optimieren der Trickspiel- Datenkapazität ist das Schreiben der wichtigsten Trickspieldaten von jedem Trickspielsegment in das Zentrum des Trickspielsegments, wo es am wahrscheinlichsten ist, gelesen zu werden.
  • Ein zusätzlicher Ansatz zum Optimieren der Datenrückgewinnung während des Trickspielbetriebs bei Verwenden von Schnell-Scan-Spuren ist das Schreiben einer Duplikatskopie von Trickspieldaten oberhalb und unterhalb des zentralen Abschnittes von jedem Trickspiel-Bandsegment von einer Schnell-Scan-Spur, so daß eine Kopie der duplizierten Daten gelesen werden wird während des Trickspielbetriebs unabhängig von Spurfolgefehlern. Dieser Ansatz wird nun mehr im Detail beschrieben werden.
  • Der Betrag von Daten, die ein VTR von einer Schnell-Scan-Spur lesen kann, ist eine Funktion der Spurfolgegenauigkeit, welche steuert, wie genau die Köpfe des VTRs über eine Schnell-Scan-Spur gehen werden, wenn sie aufzeichnen auf oder lesen von der Spur.
  • Alle Linearitäts-Kopftoleranzen eines VTRs bestimmen, wie genau die Spuren durch eine gegebene Maschine geschrieben werden. Die Spuren müssen einen minimalen Betrag von Linearität für Bänder aufweisen, um auswechselbar zu sein zwischen den VTRs. Das heißt, die Form der Spuren muß ähnlich genug sein zu denen von anderen VTRs, so daß jeder VTR die Spur lesen kann.
  • Die Bandlinearität beeinflußt den Betrag von Daten, die während des Trickspielbetriebs von einer Schnell-Scan-Spur wiedergewonnen werden können, weil verschiedene VTRs erforderlich sein können zum Lesen der Schnell-Scan-Spuren, die von einem anderen VTR geschrieben sind. Bezugnehmend nun auf die Fig. 14(a) ist dort ein Bandabschnitt dargestellt mit einer normalen Spielspur 700, welche zwei Kanäle umfaßt, Kanal A 702 und Kanal B 704. Durchgezogene vertikale Linien werden verwendet zum Anzeigen der nominalen Position der Spur auf dem Band. Gepunktete und unterbrochene vertikale Linien werden verwendet zum Anzeigen möglicher Spurverschiebung von der nominalen Position aufgrund von Linearitätsfehlern zum Aufzeichnungszeitpunkt. Durchgezogene diagonale Linien werden verwendet zum Anzeigen des Kopfpfades HA1, welcher ein 4-Kopf-, 2- Kanal-VTR während des 3x-Schnell-Vorlauf-Trickspielbetriebs über die Spur 700 folgen wird. Unterbrochene diagonale Linien werden verwendet zum Anzeigen des Kopfpfades HB1, welcher ein 4-Kopf-, 2-Kanal-VTR über die Spur 700 während des 3x-Schnell-Vorlauf-Trickspielbetriebs folgen wird.
  • Wie in Fig. 14(a) dargestellt, ist die Breite der Spur, welche von jedem der Köpfe HA1, HB1 verfolgt wird, das 1,5-Fache der Breite von den aufgezeichneten Datenkanälen A und B. Des weiteren sei angemerkt, daß ein VTR-Kopf über mindestens etwa 3/4 der Breite eines aufgezeichneten Kanals gehen muß, um fähig zu sein, die aufgezeichneten Daten in dem bestimmten Kanal zu lesen.
  • Eine Spur, die nicht linear ist, wird betrachtet als versetzt zu sein, links oder rechts von der gewünschten Spurposition durch einen Betrag ΔT, wie in Fig. 14(a) dargestellt. Wenn ein Kopf über einige Spuren in dem Trickspielmodus scannt, kreuzt er und geht über die versetzte Spur bei einer Position entweder versetzt in einer Richtung oberhalb oder unterhalb der nominalen Schnittposition, welche resultieren würde, wenn die Spur bei der nominalen Spurposition positioniert wäre. Eine perfekt lineare Spur würde die Daten in einer Region B produzieren, d. h. dem normalen Spur-Überquerungsbereich aus Fig. 14(a), wenn im Trickspiel gelesen. Die versetzte Spur würde die Daten in der Region B*+, d. h. dem späten Spur-Überquerungsbereich, oder in Region B*-, d. h. dem frühen Spur- Überquerungsbereich, zurückgeben, abhängig davon, ob die Spur 700 rechts oder links versetzt war.
  • Wie dargestellt, resultiert eine Spurversetzung ΔT nach rechts darin, daß die Köpfe HA1 und HB1 die Trickspielsegmente bei einer Position leicht versetzt überfahren, in einer nach oben gehenden Richtung, von dem nominalen Spur- Überquerungsbereich B. Dies resultiert in dem Lesen der Daten von den Köpfen HA1 und HA2 in dem späten Spur-Überquerungsbereich B*+. Dennoch resultiert eine Spurversetzung ΔT nach links darin, daß die Köpfe HA1 und HB1 über die Trickspielsegmente laufen bei einer Position leicht versetzt in eine nach unten gehende Richtung von dem nominalen Bereich B. Dies resultiert darin, daß die Köpfe HA1 und HA2 die Daten in dem frühen Spur-Überquerungsbereich B*- lesen.
  • Es ist aus Fig. 14(a) offensichtlich, daß es kleine Bereiche gibt, gerade oberhalb und unterhalb der durchgezogenen und durchbrochenen geneigten Linien, welche die Pfade von den Köpfen HA1 und HB1 angeben, die nicht allen von den drei möglichen Spurfolgefällen gemeinsam sind, während der geneigte Bereich in der Mitte, dargestellt durch den schwarzen rechteckigen Bereich, immer in die Spurfolgetoleranzen fallen wird und während des Trickspielbetriebs gelesen wird.
  • Um sicherzustellen, daß die gleichen Daten wiedergewonnen werden, unabhängig von den verschiedenen möglichen Spurfolgefehlerfällen, welche oben beschrieben sind, können Daten in die Spurregion geschrieben werden, welche allen von den oben beschriebenen Spurfolgefällen gemein ist. Zusätzlich können Daten dupliziert und aufgezeichnet werden, wie unten beschrieben werden wird, in die Regionen gerade oberhalb und unterhalb der mittleren Trickspiel-Segmentregion, welche während allen drei der oben beschriebenen Spurfolgefällen gelesen wird. Solche Duplizierung von Daten maximiert den Betrag von Daten, die konsistent während des Trickspielmodus wiedergewonnen werden können, während die Speichereffizienz reduziert wird wegen der Notwendigkeit des Duplizierens einiger der Trickspieldaten.
  • Die verschiedenen Datenregionen, d. h. die normale, späte und frühe Spur- Überquerungsregionen B, B*+ und B*-, jeweils von einem Trickspielsegment sind detaillierter in Fig. 14(b) dargestellt. Wie dargestellt, kann für ein Trickspielsegment 750 angenommen werden als ob es 5 Datenregionen für Zwecke des Schnell-Scan-Spurfolgens umfaßt, eine zentrale Region 753, eine innere obere Region 752, eine innere untere Region 754, eine äußere obere Region 751 und eine äußere untere Region 755. Die innere obere Region 752 ist benachbart zu, aber gerade oberhalb der zentralen Region 753 angelegt, während die innere untere Region benachbart, aber gerade unterhalb der zentralen Region 753 angelegt ist. Die äußere obere Region 751 ist benachbart zu und oberhalb der inneren oberen Region 752 angelegt, während die äußere untere Region 755 benachbart zu und unterhalb der inneren unteren Region 754 angelegt ist.
  • Wie oben beschrieben, werden die Daten innerhalb der zentralen Region 753 gelesen werden in allen drei Spurfolgefällen, weil sie innerhalb der Spurfolgetoleranzen sind. Entsprechend müssen die Datenpakete i bis j, welche in dieser Region aufgezeichnet sind, nicht dupliziert werden. Die Daten in den Regionen 751, 752, 754, 755 können oder können nicht gelesen werden, abhängig von dem Grad des Spurfolgefehlers. Entsprechend werden die Daten in diesen Regionen dupliziert, um die möglichen Regionen in Betracht zu ziehen, über die ein VTR-Kopf während des Trickspielbetriebs aufgrund von Bandspur-Folgefehlern laufen kann.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die Datenpakete 0 bis i - 1, welche in der inneren unteren Trickspiel-Bandsegmentregion 754 aufgezeichnet sind, dupliziert in die äußere obere Trickspiel-Segmentregion 751 im Fall, daß sie wegen eines Spurfolgefehlers ausgelassen werden, welcher aus dem Überfahren der Köpfe des VTRs über die Trickspielsegmente bei einer Position resultiert, die vertikal über dem nominalen Kopf-Spurfolge-Pfad versetzt ist, wie z. B. in dem Fall eines späten Beginns des Überfahrens der Köpfe über das Trickspielsegment 750. Zusätzlich werden Datenpakete j + 1 bis n, welche in der inneren oberen Region 752 aufgezeichnet werden, in die äußere untere Region 755 dupliziert in dem Fall, daß die Köpfe des VTR es verfehlen, über die obere innere Schnell-Scan-Spursegmentregion 752 zu fahren, weil ein Spurfolgefehler resultiert ist von den Köpfen, welche in einer nach unten gerichteten Richtung versetzt sind, z. B. in dem Fall eines frühen Beginns des Überfahrens durch die Köpfe über das Trickspielsegment 750.
  • Durch Duplizieren der Daten in Schnell-Scan-Spurfolgeregionen 751, 752, 754, 755, welche die zentrale Region 753 von einem Schnell-Scan-Spurfolgesegment umgeben, in der ober beschriebenen Weise, ist es möglich, die Menge von Daten zu maximieren, welche zufällig wiedergewonnen werden kann von einem Trickspielsegment während des Trickspielbetriebs. Zum Beispiel könnte es, während nur die Datenpakete i bis j von dem Trickspielsegement 750, dargestellt in Fig. 14(b), zuverlässig gelesen werden ohne Duplizierung von Trickspieldaten, das Duplizieren von Trickspiel-Datenpaketen 0 bis i und j + 1 bis n, die in dem Trickspielsegment 750 enthalten sind, auf die obige Weise erlauben, daß auch diese Datenpakete zuverlässig gelesen werden.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verwenden von Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespuren und Schnell-Scan-Spuren kombiniert. Bei solch einer Ausführungsform ist der VTR fähig, einige Bilder aus dem Verwenden der Multi-Geschwindigkeits- Wiedergabespur über einen breiten Bereich von Trick- Wiedergabegeschwindigkeiten und -richtungen des Betriebs zu generieren. Zusätzlich stellen Schnell-Scan-Spuren eine bessere Qualität und/oder mehr erkennbare Bilder während spezieller, vorausgewählter Trickspielgeschwindigkeiten und -richtungen des Betriebs bereit.
  • Zum Beispiel kann, wie in Fig. 1 S dargestellt, ein Band 800 sowohl eine 9x- Schnell-Vorwärts-Schnell-Scan-Spur 804 als auch eine Multi-Geschwindigkeits- Wiedergabespur 802 enthalten. Verschiedene andere Kombinationen der zahlreichen Schnell-Scan- und Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespuren sind möglich, z. B. eine Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur, eine 3x-Schnell-Vorwärts- Schnell-Scan-Spur und eine 9x-Schnell-Vorwärts-Schnell-Scan-Spur.
  • Beim Implementieren von Spuren für spezielle Zwecke, wie z. B. von Multi- Geschwindigkeits-Wiedergabespuren, Schnell-Scan-Spuren oder irgendeiner Kombination davon, ist das Minimieren der Menge von zusätzlichem Band, welches als ein Ergebnis des Benutzens von solchen speziellen Zweckspuren erforderlich ist, eine wichtige Überlegung.
  • Ein Weg zum Reduzieren der Menge von Band, welche zum Implementieren solcher Spuren erforderlich ist, ist das Verwenden von so vielen dualen oder Multi- Zweck-Datenblöcken wie möglich. Zum Beispiel kann es möglich sein, einen Datenblock zu plazieren, welcher verwendet werden kann bei einer oder mehreren Wiedergabegeschwindigkeiten, d. h. einen Multi-Zweck-Datenblock, an einer Position, wo zwei oder mehrere spezielle Spielspuren sich kreuzen. Eine andere Alternative ist es, die normalen Spieldaten auf dem Band in einer solchen Weise anzulegen, daß ein Unterset der Daten, welche für den Trickspielbetrieb verwen det werden können, d. h. Dual-Zweck-Daten, in Bandsegmenten angelegt sind, welche Trickspielsegmente sind. Durch solches Vorgehen ist es möglich, eine Schnell-Scan- oder Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespur auf dem Band aufzuzeichnen, ohne irgendwelche Daten zu duplizieren. Die Dual-Zweck-Daten in den Trickspielsegmenten werden dann für sowohl normalen als auch Trickspielbetrieb verwendet.
  • Wie oben beschrieben, enthalten Niedriggeschwindigkeits-Schnell-Vorlauf- Schnell-Scan-Spuren mehr Daten als Hochgeschwindigkeits-Schnell-Scan-Spuren und besetzen deswegen mehr Bandplatz. Entsprechend ist es beim Implementieren von sowohl Hoch- wie auch Niedriggeschwindigkeits-Schnell-Scan-Spuren auf einem einzigen Band vorteilhaft, die Niedriggeschwindigkeits-Schnell-Scan-Spur zu implementieren, z. B. eine 3x-Schnell-Vorlauf-Schnell-Scan-Spur durch Anordnen der normalen Spieldaten, so daß die Dual-Zweck-Daten benutzt werden können für die Niedriggeschwindigkeits-Schnell-Scan-Spur. Auf diese Weise erfordert die Niedriggeschwindigkeits-Schnell-Scan-Spur nicht die Duplizierung von Daten und erfordert nicht das Verwenden von irgendeinem zusätzlichen Band. Die Hochgeschwindigkeits-Schnell-Scan-Spur, welche auf dem gleichen Band implementiert ist, kann dann aufgezeichnet werden unter Verwenden eines Untersets der normalen Spieldaten, welche dupliziert und in den 9x-Schnell-Scan- Spursegmenten aufgezeichnet werden. Da die Trickspieldaten, welche dupliziert werden, für die Hochgeschwindigkeits-Schnell-Scan-Spur bestimmt sind, z. B. eine 9x-Trickspiel-Geschwindigkeit, wird der Betrag von duplizierten Daten entsprechend niedriger sein als der Betrag von Daten, die dupliziert hätten werden müssen für eine langsame Geschwindigkeits-Schnell-Scan-Spur. Somit wird der Bandplatz auf effizientere Weise benutzt als wenn die Niedriggeschwindigkeits- Schnell-Scan-Spur unter Verwendung duplizierter Daten implementiert worden wäre.
  • Verschiedene Daten können ausgewählt werden zum Aufzeichnen in jedes Trickspielsegement von einer Schnell-Scan-Spur. Zum Beispiel kann jedes Trickspiel segment mit genügend Informationen zum Generieren eines Bildes während des Trickspiels gefüllt werden, oder die Daten von verschiedenen Trickspielsegementen können benutzt werden zum Generieren eines Bildes mit höherer Qualität als es möglich ist innerhalb der begrenzten Menge von Daten, die in einem Einzel-Schnell-Scan-Spur-Segment zurückgewonnen werden können. Des weiteren kann ein Einzel-Trickspielsegment, das angelegt ist, z. B. bei einer Kreuzung von Schnell-Scan-Spuren, Datenpakete enthalten, die nützlich sind für jede einzelne der Schnell-Scan-Spuren, welche sich bei einem bestimmten Trickspielsegment kreuzen. Solche Datenpakete werden identifiziert durch ihre Vorspanne zum Benutzen bei einer bestimmten Trickspielgschwindigkeit und -richtung. Entsprechend wird, während ein Einzel-Schnell-Scan-Spur-Segment Datenpakete für multiple Trickspielgeschwindigkeiten des Betriebs enthalten kann, nur eines, das zum Benutzen bei der aktuellen Wiedergabegeschwindigkeit bestimmt ist, benutzt. Zusätzlich können bestimmte individuelle Datenpakete zum Benutzen bei einigen verschiedenen Wiedergabegeschwindigkeiten bestimmt werden, wie es passend ist wegen der bestimmten Inhalte der Datenpakete.
  • Die VTR-Aufzeichnungsschaltung 300 kann weiter eine Antenne 302 umfassen, die mit einem Tunermodul 304 verbunden ist. Das Tunermodul 304 ist das gleiche wie oder ähnlich zu dem Tunermodul 204 aus Fig. 9. Die Antenne 302 und das Tunermodul 304 können direkt in den VTR integriert sein, in welchem Fall kein digitaler VTR-Port erforderlich ist, um sie mit der Aufzeichnungsschaltung 300 zu verbinden, oder alternativ können sie Teil einer digitalen VTR-kompatiblen Receiver-Schaltung, wie die in Fig. 9 dargestellte, sein. Wenn das Tunermodul 304 ein Teil der Receiver-Schaltung 200 ist, ist es mit der VTR- Aufzeichnungsschaltung über einen digitalen VTR-Port, wie in Fig. 9 und 10 dargestellt, verbunden.
  • Die VTR-Aufzeichnungsschaltung 300 der vorliegenden Erfindung umfaßt weiter eine Trickspieldaten-Verarbeitungsschaltung 342, eine normale Spieldaten- Verarbeitungsschaltung 344, eine Trickspieldaten-Auswählsteuerschaltung 346, einen Datenauswähl-Multiplexer (MOX) 314, eine Modulationsschaltung 320 und Aufzeichnungsköpfe 340. Die Trickspieldaten-Verarbeitungsschaltung 342 wählt aus und verarbeitet Daten von dem Video/Audio-Transport-Datenpaketstrom zum Aufzeichnen in Schnell-Scan-Spur-Segmente, während die normale Spieldaten- Verarbeitungsschaltung 344 Daten in dem Video/Audio-Datenpaktestrom zum Aufzeichnen in Spursegmente empfängt und verarbeitet, von welchen während des normalen Wiedergabebetriebs gelesen wird.
  • Die normale Spieldaten-Verarbeitungsschaltung 344 umfaßt eine VTR-Rahmen- und Fehlerkorrekturcode-(ECC)-Schaltung 316 und eine Daten-Mischschaltung 318. Ein Fehlerdetektier-Signalausgang und ein Video/Audio-Transport- Datenpaketausgang des Tunermoduls 304 sind mit den entsprechenden Eingängen der VTR-Rahmen- und ECC-Schaltung 316 verbunden. Die VTR-Rahmen- und ECC-Schaltung 316 empfängt die Video/Audio-Transportdatenpakete von dem Tunermodul 304 und fügt zusätzliche Vorspanninformationen zu jedem Paket hinzu, welche die Information identifizieren, die relevant ist für die Rückgewinnung während des VTR-Wiedergabebetriebs. Die Rahmen- und ECC-Schaltung 316 ist auch verantwortlich für das Anordnen der Datenpakete in Datenblöcke und das Hinzufügen von ECC-Information zu jedem Datenblock. ECC-Information wird aufgezeichnet mit jedem Block von Daten und wird benutzt zum Korrigieren von Datenfehlern beim Lesen der Datenpakete von einem aufgezeichneten Datenblock.
  • Die Rahmen- und ECC-Schaltung 316 weist einen Datenblockausgang auf, welcher mit einem entsprechenden Eingang der Datenmischungsschaltung 318 verbunden ist. Die Datenmischungsschaltung 318 empfängt die Datenblöckeausgabe durch die Rahmen- und ECC-Schaltung 316 und mischt die Datenbytes innerhalb der individuellen Datenblöcke, von denen jeder vor Fehlern geschützt ist durch einen separaten Satz von ECC-Bits, um eine Verteilung von kurzen Burst-Fehlern über die Daten zu erlauben, so daß die maximale Menge von Daten in jeder bestimmten Sequenz, die von einem Burst-Fehler beeinträchtigt ist, niedrig genug ist, daß der Fehler unter Verwenden der ECC-Bits des Datenblocks korrigiert werden kann.
  • Die Datenmischschaltung 318 gibt Blöcke von Daten über einen Datenblockausgang aus, welcher mit einem normalen Spieldatenblockeingang des Daten- Auswähl-MOX 314 verbunden ist.
  • Die Trickspieldaten-Verarbeitungsschaltung 318 umfaßt einen Datenfilter 308, eine VTR-Rahmen- und ECC-Schaltung 310 und eine Datenmischschaltung 312. Der Datenfilter 308 empfängt die Video/Audio-Transportdatenpaketausgabe durch das Tunermodul 304 über einen Video/Audio-Transportdatenpaketeingang, welcher mit dem entsprechenden Ausgang des Tunermoduls 304 verbunden ist.
  • Der Datenfilter 308 untersucht die Vorspanne, die in jedem Transportdatenpaket enthalten sind. Unter Verwenden der Information in den Vorspannen identifiziert der Datenfilter 308 den Prioritätslevel, wie er durch den Priorisierer 104 des Transmitters zugeteilt ist, den Typ von Daten, die in jedem Transportdatenpaket enthalten sind und jede andere Information, die benötigt wird zum Sortieren der Datenpakete basierend auf ihrer Nützlichkeit für das Verwenden beim Generieren von Bildern während des Trickspielbetriebs. In einer Ausführungsform enthält der Datenfilter 308 eine längenvariable Dekodierschaltung zum Ausführen eines längenvariablen Dekodierens mit den Daten, so daß der Datenfilter 308 die Daten und Informationen, die in jedem Transportdatenpaket enthalten sind, prüfen kann.
  • Der Datenfilter 308 ist so konstruiert, daß er die höchsten Prioritätsdaten auswählt, die verfügbar sind von dem Transportdaten-Paketstrom zum Aufzeichnen in Schnell-Scan-Spursegmente auf einer Platz-Verfügbarkeitsbasis, d. h. er wählt den Betrag von Daten aus, welche die bestimmte VTR-Schaltung 300 in den Trickspielsegementen von begrenzter Größe aufzeichnen kann. Der Datenfilter 308 kann eine Karte von Trickspielsegmenten und/oder eine Liste von Schnell- Scan- oder Multi-Geschwindigkeits-Wiedergabespuren enthalten, die von dem bestimmten VTR unterstützt werden. Er kann diese gespeicherten Informationen benutzen beim Bestimmen der Menge und des Typs von Daten zum Auswählen für ein Aufzeichnen in den Schnell-Scan-Spursegmenten. Das Anordnen und die Datenbeschränkungen von solchen Trickspielsegementen werden weiter unten diskutiert werden.
  • In VTRs, welche Transportdatenpakete empfangen, welche Daten enthalten, die nicht priorisiert wurden für einen Trickspielbetrieb vor der Übertragung oder welche nicht passend identifiziert sind durch das Verwenden von geeigneten Vorspannen, wie dem der in Fig. 8(a) dargestellt ist, kann der Datenfilter 308 eine Dekodierschaltung und eine Priorisierschaltung enthalten. Die Dekodierschaltung wird benutzt zum Dekodieren der Transportdatenpakete zu dem für die Priorisierung notwendigen Ausmaß. Der Priorisierer des Datenfilters, welcher der gleiche oder ein ähnlicher zu dem Priorisierer 104 der vorliegenden Erfindung sein kann, wird dann benutzt zum Priorisieren der Daten basierend auf ihrer Nützlichkeit zum Generieren eines Bildes während des Trickspielbetriebs. Basierend auf der Ausgabe des Priorisierers fährt der Datenfilter 308 fort, die Daten wie oben beschrieben zu sortieren in dem Fall eines Transportdatenpaketstroms, welcher Daten enthält, die vor der Übertragung priorisiert wurden. Nach dem Sortieren der dekodierten und entpackten Daten werden die Daten zurückkodiert und zurückpaketisiert unter Verwenden einer Kodiereinrichtung und eines Paketisierers, welche auch in den Datenfilter 308 integriert sein können. Durch Rückkodieren und Rückpaketisieren der sortierten, dekodierten und entpaketisierten Daten generiert der Datenfilter 308 einen Strom von Datenpaketen, welcher von einer Videodekodiereinrichtung erkennbar sein wird.
  • In der obigen Weise wählt der Datenfilter 308 bestimmte Datenpakte von dem Video/Audio-Datenpaketstrom aus zum Aufzeichnen in Schnell-Scan- Spursegmenten. Der Datenfilter 308 weist einen Trickspiel-Datenpaketausgang auf, welcher mit einem entsprechenden Eingang von der VTR-Rahmen- und ECC-Schaltung 310 verbunden ist. Die VTR-Rahmen- und ECC-Schaltung 310 weist auch einen Fehlerdetektiereingang auf, der mit dem Fehlerdetektierausgang des Tunermoduls 304 verbunden ist.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Datenfilter 308 außerhalb von sowohl der Trickspieldaten-Verarbeitungsschaltung 342 als auch der normalen Spieldaten-Verarbeitungsschaltung 344 angeordnet. Der Datenfilter 308 empfängt die Video/Audio-Transportdatenpakete von z. B. dem Tunermodul 304 und sortiert die Daten in Trickspiel-Datenpakete, welche zu der Trickspiel-Datenverarbeitungsschaltung 342 geliefert werden und in normale Spieldatenpakete, welche zu der normalen Spieldaten-Verarbeitungsschaltung 344 geliefert werden. Die Trickspiel-Datenpaketausgabe des Datenfilters 308 kann Duplikate der Datenpakete enthalten, die zu der normalen Spieldaten- Verarbeitungsschaltung 344 geschickt werden.
  • Die VTR-Rahmen- und ECC-Schaltung 310 der Trickspielschaltung empfängt die Video/Audio-Transportdatenpakete von dem Datenfilter 308 und fügt zusätzliche Vorspanninformation zu jedem Paket hinzu, welche die Information identifiziert, welche relevant ist für ein Rückgewinnen während des VTR-Trickspielbetriebs. Solche Vorspanninformation kann einen Identifizierer enthalten bezüglich der bestimmten Trickspielgeschwindigkeit des Betriebs, z. B. 9x-Schnell-Vorlauf, und damit welcher bestimmten Schnell-Scan-Spur ein bestimmtes Datenpaket zugeteilt ist. Die VTR-Rahmen- und ECC-Schaltung 310 ordnet die Datenpakete in Trickspiel-Datenblöcke an, welche von verschiedener Größe sein können, abhängig von der Größe der Trickspielsegmente, in welche die Trickspiel-Datenblöcke geschrieben werden müssen. Zum Beispiel kann die VTR-Rahmen- und ECC- Schaltung 310 beim Generieren von Trickspiel-Datenblöcken zum Aufzeichnen in Trickspiel-Bandsegmente von einer 9x-Schnell-Scan-Spur Trickspiel-Datenblöcke generieren, die grob ein Drittel der Größe der Trickspiel-Datenblöcke, welche zum Aufzeichnen in einem Trickspiel-Bandsegment in einer 3x-Schnell-Scan- Spur generiert werden, sind. Solche Anpassungen der Blockgröße für verschiede ne Schnell-Scan-Spuren passen sich den verschiedenen Trickspiel-Segmentgrößen an, welche kleiner sind für höhere Trickspielgeschwindigkeiten.
  • Die VTR-Rahmen- und ECC-Schaltung 310 generiert auch ECC-Information, welche zu jedem Trickspiel-Datenblock hinzugefügt werden kann, welchen sie von den Trickspiel-Datenpaketen schafft. Alternativ kann die ECC-Information generiert werden für eine Gruppe, z. B. drei Trickspiel-Datenblöcke mit den ECC- Informationen, die zu dem letzten Trickspiel-Datenblock der Gruppe hinzugefügt werden. Die Anzahl von Datenblöcken in einer Gruppe kann ausgewählt werden, so daß die Länge jeder Gruppe von Trickspiel-Datenpaketen sich der Länge eines normalen Spieldatenblocks, der auf dem Band aufgezeichnet ist, annähert. Das Hinzufügen der ECC-Kodierung zu dem letzten Trickspiel-Datenblock in einer Gruppe von Datenblöcken in etwa gleich in der Größe zu einem normalen Spieldatenblock erlaubt einfachere VTR-Wiedergabeschaltungen, weil die normalen Fehlerkorrekturschaltungen eines VTR benutzt werden können zum Verarbeiten der Gruppe von Datenblöcken als eine einzelne Einheit. Entsprechend, durch Gruppieren der Trickspiel-Datenblöcke in eine Gruppe, ist eine separate Wiedergabe-Fehlerkorrekturschaltung nicht erforderlich, wie es der Fall sein kann, wenn das ECC-Kodieren generiert wird und hinzugefügt wird, z. B. zu dem Trickspiel- Datenblock hinzugefügt wird, welcher unterschiedlich in Größe zu den normalen Trickspiel-Datenblöcken sein kann.
  • Nun bezugnehmend auf Fig. 10(b) ist dort ein Datenblock dargestellt, welcher repräsentativ ist für ein mögliches Format für einen Datenblock, welcher durch die VTR-Rahmen- und ECC-Schaltung 310 der vorliegenden Erfindung generiert werden kann. Wie in Fig. 10(b) dargestellt, kann ein Datenblock 309 z. B. 66 Datenpakete umfassen. Jedes Datenpaket kann 156 Bytes von Daten umfassen, welche einen 4-Byte-Vorspann enthalten, 147 Bytes von Paketdaten und 5 Bytes von inneren Band-Fehlerkorrektur-Codebits. In der dargestellten Ausführungsform von Fig. 10(b) ist der Band-Fehlerkorrekturcode ein zweidimensionaler Code, welcher auf die Inhalte des Datenblocks 309 angewendet wird. Die erste Dimen sion ist der innere Band-Fehlercode, der 5 Bytes von Paritätsdaten umfaßt, die auf jedes Paket einzeln berechnet und jedem Paket angehängt werden. Die zweite Dimension, der äußere Band-Fehlerkorrekturcode ist ein 6-Byte-RS-Code, welcher die Spalten des Blocks der Datenpakete herunter berechnet ist, effektiv 6 neue Pakete von Daten schaffend, welche nur Paritätsdaten enthalten. Diese 6 Pakete von Paritätsdaten werden geteilt in zwei Sets von 3 Paketen, welche jeweils ein Set von äußeren Band-Fehlerkorrektur-Codebits bilden. In der dargestellten Ausführungsform aus Fig. 10(b) wird ein Set von äußeren Fehlerkorrektur-Codebits zu dem Beginn des Datenblocks 309 angehängt und das andere Set von äußeren Band-Fehlerkorrektur-Codebits wird an das Ende des Datenblocks 309 angehängt.
  • Im allgemeinen werden die Fehlerkorrektur-Codebits, die durch die Rahmen- und ECC-Schaltung 310 generiert werden und welche zu jedem Paket und/oder Block von Paketen vor dem Aufzeichnen zugefügt werden, ein Read Solomon-Set von Codebits sein. Dennoch kann die Rahmen- und ECC-Schaltung 310 in der vorliegenden Erfindung implementiert werden unter Verwenden einer breiten Vielzahl von Fehlerkorrektur-Kodierschemata und Datenblockformaten.
  • Die VTR-Rahmen- und ECC-Schaltung 310 weist einen Trickspiel- Datenblockausgang auf, welcher mit einem entsprechenden Eingang der Datenmischungsschaltung 312 verbunden ist. Die Datenmischungsschaltung 312 ist die gleiche wie oder ähnlich zu der Datenmischungsschaltung 318 von der normalen Spieldaten-Verarbeitungsschaltung 318. Die Datenmischungsschaltung 312 empfängt die Trickspiel-Datenblockausgabe durch die VTR-Rahmen- und ECC- Schaltung 310 und mischt die Datenbytes innerhalb jedes Trickspiel-Datenblocks oder Gruppe von Trickspiel-Datenblöcken, welche durch ein getrenntes Set von ECC-Bits geschützt wird. Dieser Datenmischungsbetrieb kann den Fall beinhalten, wo keine Datenmischung ausgeführt wird.
  • Die Datenmischungsschaltung 312 gibt Trickspiel-Datenblöcke über einen Trickspiel-Datenblockausgang aus, welcher mit einem Trickspiel-Datenblockeingang von dem Datenauswähler-MUX 214 verbunden ist.
  • Der Ausgang der Trickspiel-Datenauswähl-Steuerschaltung 346 ist mit einem Auswähleingang des MUX 314 verbunden. Die Trickspiel-Datenauswähl- Steuerschaltung 346 überwacht die Kopfposition und nimmt die Trickspielorte auf dem Band wahr. Entsprechend bestimmt die Trickspiel-Datenauswähl- Steuerschaltung 346 das Auswählsignal so, daß die Trickspiel-Datenblöcke ausgewählt und ausgegeben werden von dem MUX 314, wenn die Köpfe 340 über den Trickspiel-Bandsegmenten sind und sie dabei sind, Daten aufzuzeichnen. Das Auswählsignal wird von der Trickspiel-Datenauswähl-Steuerschaltung 346 nicht mehr bestimmt, wenn die Köpfe 340 über normalen Spielbandsegmenten sind und Daten aufzeichnen. Dies verursacht den Datenauswähler-MUX 314, normale Spieldatenblöcke auszugeben, wenn Daten in normalen Spielbandsegmenten aufgezeichnet werden.
  • Ein Datenblockausgang von dem Datenauswähler-MUX 314 ist mit einem entsprechenden Eingang von der Modulationsschaltung 320 verbunden. Die Modulationsschaltung 320 führt eine 8-10 Modulation auf die Inhalte von jedem Datenblock aus. Somit werden 10 Bits von Daten durch die Modulationsschaltung 320 generiert für jede 8 Bits von Daten in jedem Datenblock. Alternativ führt die Modulationsschaltung 320 andere Typen von Modulation aus, wie z. B. die Miller- Quadrat-Modulation. Der Ausgang der Modulationsschaltung 320 ist mit den Köpfen 340 verbunden, wobei sie ihnen das Signal zur Verfügung stellt, welches aktuell auf dem Band aufgezeichnet wird.
  • Bezugnehmend nun auf Fig. 11 ist dort eine VTR-Wiedergabeschaltung 400 dargestellt in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Wiedergabeschaltung 400 umfaßt Wiedergabeköpfe 440, eine Demodulatorschaltung 401, eine Daten-Entmischungsschaltung 402 und eine Fehlerkor rekturschaltung 404. Die Wiedergabeschaltung 400 umfaßt weiter einen Wiedergabe-Paketfilter 406, einen VTR-Befehlsgenerator 408, einen Bitstrom- Umformatierer 410 und einen digitalen VTR-Port 412.
  • Die Köpfe 440, welche auf einem Rotationszylinderkopf befestigt sind, gehen über das Band 11, wenn der Kopfzylinder rotiert während des VTR- Wiedergabebetriebs. Die Köpfe lesen die aufgezeichneten Daten auf dem Band 11, während sie über die verschiedenen Bandsegmente vorüberlaufen, welche die Datenspuren des Bandes umfassen. Ein Datenausgang von den Köpfen 440 ist mit dem Eingang einer Demodulationsschaltung 410 verbunden. Die Demodulationsschaltung 401 empfängt die Daten, welche von den Köpfen 440 gelesen werden und demoduliert das Signal in Übereinstimmung mit dem 8-10- Modulationsschema, welches zuvor zum Aufzeichnen der Daten benutzt wurde. Entsprechend generiert der Demodulator 401 8 Bits von Daten für jede 10 Bits von Daten, die von den Köpfen 440 empfangen werden und gibt diese Daten in der Form eines Stroms von normalen und Trickspiel-Datenblöcken aus. Der Datenblockausgang des Demodulators 401 ist mit der Daten-Entmischungsschaltung 402 verbunden, welche die Daten zurückordnet in die empfangenen Datenblöcke, um die Datenmischung rückgängig zu machen, welche vor dem Aufzeichnen der Daten ausgeführt wurde. Durch Entmischen der Daten in den Datenblöcken werden alle Burstfehler, welche beim Aufzeichnen der Daten auf oder Lesen der Daten von dem Band 1 auftraten, verteilt über die Daten, welche von jedem Set von ECC-Bits geschützt sind.
  • Die Fehlerkorrekturschaltung 404 weist einen Datenblockeingang auf, der mit einem Blockausgang der Daten-Entmischungsschaltung 402 verbunden ist. Die Fehlerkorrekturschaltung 404 dekodiert die Datenblockvorspanne und jedes Set von ECC-Bits, die aufgezeichnet wurden mit jedem Datenblock oder Gruppe von Datenblöcken, welche von dem Band 1 gelesen werden. Die Fehlerkorrekturschaltung führt eine Fehlerkorrektur über die Daten aus, welche in jedem Datenpaket eines Blocks enthalten sind vor dem Ausgeben der resultierenden Vi deo/Audio-Transportdatenpakete. Wenn unkorrigierbare Fehler detektiert werden, bestimmt die Fehlerkorrekturschaltung 404 ein Fehlersignal.
  • Die Fehlerkorrekturschaltung 404 kann spezielle Fehlerkorrekturschaltungen zum Behandeln von Trickspiel-Datenblöcken einer kleineren Größe als normale Spieldatenblöcke enthalten. Alternativ, wenn wie oben beschrieben, die Trickspiel- Datenblöcke verarbeitet wurden zum Bilden einer Gruppe von Trickspiel- Datenblöcken, wobei die Gruppe von etwa der gleichen Größe wie ein normaler Spieldatenblock ist, kann die gleiche Fehlerkorrekturschaltung benutzt werden, die zum Verarbeiten normaler Spieldatenblöcke benutzt wird zum Verarbeiten jeder Gruppe von Trickspiel-Datenblöcken als eine Einheit, wenn das Set von ECC-Bits für jede Gruppe von Datenblöcken angehängt ist zu dem letzten Datenblock oder zu irgendeinem der Datenblöcke in der Gruppe hinzugefügt ist.
  • Ein Video/Audiodaten-Paketausgang der Fehlerkorrekturschaltung 404 ist mit einem Eingang von dem Wiedergabe-Paketfilter 406 verbunden. Der Wiedergabe- Paketfilter 406 prüft die Vorspanne jedes Video/Audio-Transportdatenpakets und determiniert, ob das Datenpaket zum Benutzen während des normalen Wiedergabebetriebs oder des Trickspielbetriebs oder für beide ist. Er bestimmt auch, welche bestimmte Wiedergabegeschwindigkeit mit jedem Trickspiel-Datenpaket zu benutzen sein wird.
  • Ein Benutzer-Befehlseingang von dem Wiedergabe-Paketfilter 406 ist verbunden mit sowohl einem Benutzer-Befehlseingang von dem Servo-Steuermechanismus als auch dem Benutzer-Befehlseingang von dem VTR-Befehlsgenerator 408.
  • Über seinen Benutzer-Befehlseingang empfängt der Wiedergabe-Paketfilter 406 Benutzerbefehlssignale, welche angeben, ob Trickwiedergabe- oder normaler Wiedergabebetrieb ausgewählt worden ist.
  • Der Wiedergabe-Paketfilter 406 gibt nur Datenpakete aus, welche bestimmt sind für das Benutzen bei der bestimmten Wiedergabegeschwindigkeit, bei welcher der VTR betrieben wird. Zum Beispiel wird während des normalen Wiedergabebetriebs der Wiedergabe-Paketfilter 406 nur Datenpakete ausgeben, die identifiziert sind für ein Verwenden während des normalen Wiedergabebetriebs. Ähnlich wird während des 9x-Schnell-Vorlauf-Wiedergabebetriebs der Wiedergabe-Paketfilter 406 nur Datenpakete ausgeben, die identifiziert sind für ein Verwenden während des 9x-Schnell-Vorlauf-Wiedergabebetriebs.
  • Ein Datenpaketausgang des Wiedergabe-Paketfilters 406 ist mit einem entsprechenden Eingang des Bitstrom-Umformatierers 410 verbunden. Der Bitstrom- Umformatierer 410 ordnet die Videopakete in einer Weise an, die für eine Transport- und Prioritätsdekodiereinrichtung akzeptabel ist, wie die Transport- und Prioritätsdekodiereinrichtung 208, welche in Fig. 9 dargestellt ist. Während des normalen Spiels kann der Umformatierer 410 z. B. Pakete verschachteln von verschiedenen Prioritätsleveln oder hinzugefügte Paketvorspanne zum Bilden eines Video/Audio-Transportdaten-Paketstroms, welcher von der Transport- und Prioritätsdekodiereinrichtungsschaltung 208 akzeptabel ist. Während des Trickspielmodus kann der Umformatierer 410 die zusätzliche Funktion des Einfügens von VTR-Befehlen in den Video/Audio-Transportdaten-Paketstrom ausführen, zum Anweisen der Transport- und Prioritätsdekodiereinrichtung 208 darüber, wie die Trickspieldaten korrekt zu verarbeiten sind. Alternativ, wenn ein Receiver mit dem VTR über eine separate VTR-Befehlsleitung verbunden ist, kann der Umformatierer 410 solche Befehle zu dem VTR-Befehlsgenerator weitergeben zum Ausgeben über die VTR-Befehlsleitung.
  • Der VTR-Befehlsgenerator 408 weist einen Dekodiereinrichtungs-Befehlseingang auf, der mit einem Befehlsausgang von dem Bitstrom-Umformatierer 410 verbunden ist, einen Fehlersignaleingang, der mit einem Fehlersignalausgang der Fehlerkorrekturschaltung 404 und dem Benutzerbefehlseingang verbunden ist. Entsprechend empfängt der VTR-Befehlsgenerator als Eingangssignale ein Fehlersignal von der Fehlerkorrekturschaltung 404, Benutzerbefehle von dem Benutzerbefehlseingang, z. B. einem Steuerpult, oder, in dem Fall von interaktiven Video-auf- Anfrage-Diensten (Video-On-Demand-Services), eine Benutzer-Schnittstelle für die Kommunikation über eine Telefon- oder Kabelfernsehverbindung zu einer Fernsteuerquelle und andere Befehle von dem Umformatierer 410.
  • Der VTR-Befehlsgenerator 408 generiert eine Fehlerverdeckung und andere Dekodierungsbefehle, welche geliefert werden zu z. B. der Transport- und Prioritätsdekodiereinrichtungsschaltung eines Receivers. Diese Anweisungen, d. h. VTR- Befehlssignale, können benutzt werden, um einem Receiver anzugeben, daß der VTR in einem Trickspielmodus betrieben wird und daß bestimmte Dekodierungen und/oder Fehlerverdeckungen ausgeführt werden sollten.
  • Ein VTR-Befehlssignalausgang des VTR-Befehlssignalgenerators 408 und ein Video/Audio-Transportdaten-Paketausgang des Bitstrom-Umformatierers 410 sind mit entsprechenden Eingängen des digitalen VTR-Ports verbunden. Auf diese Weise empfängt der digitale VTR-Port 412 den Video/Audio- Transportdatenpaketstrom und ein VTR-Befehlssignal, welche er dann zu z. B. einem Receiver liefern kann, welcher mit dem Part 412 verbunden ist. Alternativ kann der Receiver innerhalb des VTRs enthalten sein, in welchem Fall der Port 412 nicht nötig sein würde und der Receiver könnte seinen Ausgang direkt zu einem Monitor oder dem Basisbandabschnitt des Fernseh-Receivers bereitstellen.
  • In einer anderen Ausführungsform der VTR-Wiedergabeschaltung der vorliegenden Erfindung umfaßt die VTR-Wiedergabeschaltung 400 weiter einen Servo- Steuermechanismus 414, welcher den VTR-Trickspielbetrieb unterstützt. Die Servo-Steuerschaltung 414 der VTR-Wiedergabeschaltung ist für das Positionieren des Bandes verantwortlich, so daß die Köpfe in einer solchen Weise über die Bandspuren gehen, daß die Köpfe Daten lesen oder schreiben können auf oder von den Spuren. Entsprechend ist der Servo-Steuermechanismus 414 für die Bandspurfolgesteuerung verantwortlich.
  • Der Servo-Steuermechanismus 414 der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Spurfolge-Steuerungskopf 424, der verschieden ist von den Leseköpfen 440. Der Spurfolge-Steuerkopf 424 detektiert die Position auf dem Band 1 und generiert ein Spurfolge-Steuersignal. Ein Spurfolge-Steuerkopfsignal-Ausgang ist mit einem Steuersignaleingang einer normalen Spiel-Servosteuerschaltung 420 und mit einem Steuersignaleingang einer Trickspiel-Servo-Steuerschaltung 422 verbunden. Die normale Spiel-Servosteuerschaltung 420 gibt ein Servo-Steuersignal zum Steuern des Spurfolgens aus während des normalen VTR-Spielbetriebs, während die Trickspiel-Servosteuerschaltung 422 ein Servosteuersignal generiert zum Steuern des Spurfolgens während einer bestimmten Geschwindigkeit des Trickspielbetriebs, z. B. bei 9x-Schnell-Vorlauf. Eine separate Trickspiel- Servosteuerschaltung 422 kann bereitgestellt werden für jede bestimmte Geschwindigkeit eines Vorlauf oder Rücklauf-Trickspielbetriebs, den die VTR- Wiedergabeschaltung unterstützt.
  • Ein Schnell-Scan-Spurfolge-Auswählschalter 426 wird benutzt, um entweder den Ausgang der normalen Spielsteuerschaltung 420 oder der Trickspiel- Servosteuerschaltung 422 mit dem Eingang der Motorsteuerschaltung 418 zu verbinden. Der Schnell-Scan-Spurfolge-Auswählschalter kann betrieben werden durch z. B. Benutzerbefehle, die über ein Bediener-Steuer-Pult eingegeben werden. Solche Benutzerbefehle geben an, ob ein Schnell-Scan- oder Spielbetrieb ausgewählt worden ist. Zum Beispiel würde, während des normalen VTR- Wiedergabebetriebs, der Schnell-Scan-Spurfolge-Auswählschalter 426 das normale Spielspurfolge-Steuersignal zu der Motorsteuerschaltung 418 liefern, aber wenn ein Trickspielbetrieb ausgewählt wurde, über z. B. dem Bediener-Steuer- Pult, der Ausgang der Trickspiel-Servo-Steuerschaltung 422 zu der Motorsteuerschaltung 418 geliefert werden. Die Trickspiel-Servo-Steuerschaltung 422 überwacht das von dem Spurfolge-Steuerkopf empfangene Signal und detektiert, wenn der Kopf über einem Trickspielsegment der Schnell-Scan-Spur ist, für die ausgewählte Trickspielgschwindigkeit und -richtung. Wenn ein Block von der ausge wählten Trickspielgeschwindigkeit und -richtung angelegt wird, gibt die Trickspiel-Steuerservoschaltung 422 Schnell-Scan-Spurfolge-Steuersignale aus, welche verwendet werden zum Sicherstellen, daß ein richtiger Winkel und eine Kopfposition relativ zu dem Band auftreten für eine richtiges Spurfolgen der ausgewählten Schnell-Scan-Spur.
  • In Antwort auf das empfangene Spurfolge-Steuersignal generiert die Motorsteuerschaltung ein Motorsteuer-Ausgangssignal. Ein Motorsteuerausgang der Motorsteuerschaltung 418 ist mit einem entsprechenden Eingang eines Bandpositionierungsmotors 416 verbunden, welcher betrieben wird zum Justieren der Position des Bandes in Antwort auf das Motorsteuersignal, um die Spurfolgegenauigkeit zu steuern.
  • Während die Merkmale der vorliegenden Erfindung die Aufzeichnungs- und Wiedergabeschaltungen der vorliegenden Erfindung besonders gut passend zu VTR-Anwendungen machen, kann das Benutzen der Schnell-Scan-Spuren und Aufzeichnungs- und Wiedergabeschaltungen, welche ihr Verwenden unterstützen, angewendet werden zu anderen Mitteln des digitalen Speicherns von Videodaten, wie z. B. die Laser-Disk-Technologie. Die Laser-Disk-Technologie stellt ein Speichermedium bereit für digitale Videos ähnlich zu dem Band, in das das Aufzeichnen und Wiedergewinnen von Daten für ein normales Spiel geschaffen werden kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, durch Aufzeichnen normaler Spieldaten, z. B. normaler Spieldatenblöcke, welche Datenpakete enthalten, in normale Spielspursegmente auf einer Laser-Disk, welche normale Spielspuren umfaßt. Im Zusammenhang mit einer Laser-Disk kann eine Serie von Schnell-Scan-Spursegmenten angeordnet werden zum Bilden einer Schnell-Scan- Spur, welche verschieden ist zu den normalen Spiel-Laser-Disk-Spuren. Die Trickspieldaten in solch einer Laser-Disk-Schnell-Scan-Spur können eine Kopie eines Untersets der normalen Trickspieldaten und /oder spezieller Trickspieldaten, wie z. B. Trickspiel-Bewegungsvektoren, umfassen.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wechselt das Medium während des Trickspielbetriebs nicht die Geschwindigkeit, sondern der Wiedergabekopf wird radial zu einer anderen Spur auf der Disk bewegt. In solch einer Ausführungsform wird erwartet, daß die Spur-Umschaltübergänge einigermaßen stark sein können und der Wiedergabekopf nicht fähig sein wird, Daten wiederherzustellen, bis das Spurfolgen auf der neuen Spur gesperrt ist. Aus diesem Grund ist das Konzept des Setzens von Bereichen von Trickspieldaten, welche über Spuren verteilt sind, und des Scannens über multiple Spuren zur Zeit nicht geeignet im Zusammenhang mit der Laser-Disk. Somit gibt es keinen augenblicklichen Vorteil, normale Spieldaten- und Trickspieldatenblöcke in einer physischen Spur miteinander zu vermischen.
  • Anders als ein Bandsystem kann ein Wiedergabekopf von einem Laser-Disk- System zwischen einer großen Anzahl von Spuren relativ schnell wechseln. Er benötigt nur einen Bruchteil einer Sekunde, eine große Anzahl von Spuren zu bewegen. Entsprechend sind zum Ausnutzen des Vorteils dieser physikalischen Charakteristika eines Video-Disk-Systems die Trickspielsegmente, welche eine Video-Disk-Schnell-Scan-Spur umfassen, in einem physikalischen Ort auf der Disk angelegt, wie z. B. einer bestimmten physikalischen Spur oder Serie von aneinander angrenzenden physikalischen Spuren.
  • Zum Aufzeichnen von Trickspieldaten auf solche Video-Disk-Schnell-Scan- Spuren beim simultanen Aufzeichen normaler Spieldaten, wie sie empfangen werden z. B. von einem Tunermodul, kann eine Video-Aufzeichnugnsschaltung ähnlich der Aufzeichnungsschaltung aus Fig. 10 benutzt werden. Dennoch werden zum Unterstützen des simultanen Aufzeichnens von normalen Spiel- und Trickspieldaten auf zwei verschiedenen Spuren auf eine Video-Disk die Trickspiel- Datenblockausgabe durch die Trickspiel-Datenverarbeitungsschaltung 342 an einen Trickspiel-Aufzeichnungskopf geliefert, welcher über den Schnell-Scan- Spuren auf der Video-Disk positioniert ist, während die normale Spieldaten- Verarbeitungsschaltung normale Spieldatenblöcke zu einem normalen Spielaufzeichnungskopf liefert, welcher über einer normalen Spielspur positioniert ist.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird, wenn Trickspiel eingegeben wird, der Video-Disk-Wiedergabekopf bewegt werden zu dem Laser- Disk-Schnell-Scan-Spurbereich der Disk und sich selbst zum Lesen über den Schnell-Scan-Rahmendaten positionieren, welche dem ersten Schnell-Scan- Rahmen entsprechen nachfolgend zu dem normalen Rahmen, welchen der Kopf gerade zu lesen beendet hat. Die Schnell-Scan-Spuren könnten indexiert sein und verbunden sein mit spezifischen Rahmen in den normalen Datenspuren. Der Kopf würde dann entlang den Laser-Disk-Schnell-Scan-Spuren folgen, wobei er Trickspieldaten zurückgewinnt. Wenn der Trickspielbetrieb beendet wird, z. B. durch einen Benutzerbefehl, und die Einrichtung zum normalen Scannen zurückgeht, wird der letzte Schnell-Scan-Rahmen, der angezeigt wurde, als der Index zum Repositionieren des Kopfes zurück in den normalen Scanbereich der Disk dienen. Während die Kopfbewegung zum Eintreten in und Austreten aus dem Trickspiel- Datenbereich auf der Disk nicht unsignifikant ist, ist es nur ein Bruchteil einer Sekunde, in welcher der Video-Dienst unterbrochen wird.
  • Die Daten, welche in dem Trickspielbereich gespeichert sind, würden von einem ähnlichen Inhalt wie die Trickspieldaten sein, die in den Trickspielsegmenten des Videobandes aufgezeichnet sind. Entsprechend kann eine Video- Wiedergabeschaltung ähnlich zu der VTR-Wiedergabeschaltung 400 verwendet werden zum Wiedergeben von Daten einer Video-Disk. Dennoch würden im Zusammenhang mit der Video-Disk die Köpfe 440 und das Servo-Steuermodul 414 optimiert sein für das bestimmte Video-Disk-System, welches implementiert ist, und würden sich deshalb von dem Bandspurfolge-Servosteuermodul, das in Fig. 11 dargestellt ist, unterscheiden.

Claims (13)

1. Videoaufzeichnungsgerät(VTR)-Aufzeichnungsschaltung (300) zum Aufzeichnen kodierter, digitaler Videodaten auf ein Band (503), dadurch gekennzeichnet, daß
das Band (503) normale Spielsegmente und spezifische Trickspielsegemente (508) zum Aufzeichnen von während einem Trickspielbetrieb verwendeten Trickspieldaten enthält, und
der Schaltkreis einen Trickspieldaten-Verarbeitungsschaltung (342) aufweist, welcher einen Datenfilter (308) enthält zum Empfangen von kodierten Daten, die Datenpakete enthalten, zum Auswählen eines Untersets von Datenpaketen zum Verwenden als Trickspieldaten als eine Funktion eines Anfangsblocks oder Dateninformationen, welche in den empfangenen Paketen enthalten sind und einer Prioritätsstufe und zum Ausgeben des ausgewählten Untersets von den empfangenen Datenpaketen zum Aufzeichnen in den Trickspielsegementen (508, 510, 512, 514, 516, S 18, 520) auf dem Band (503).
2. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 1, weiter aufweisend ein Set von Köpfen (340), welches verbunden ist mit dem Datenfilter (308) zum Empfangen der Datenausgabe von dem Datenfilter (308) und zum Aufzeichnen des ausgewählten Untersets von den empfangenen Datenpaketen in Trickspielsegmente (508, 510, 512, 514, 516, 518, 520) auf dem Band (600).
3. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 2, weiter aufweisend eine Verarbeitungsschaltung (344) für normale Spieldaten, welche eine Ausgabe für normale Spieldaten enthält, die verbunden ist mit dem Set von Köpfen, wobei die Verarbeitungsschaltung für normale Spieldaten die Transport- Datenpakete empfängt und in Blöcke von normalen Spieldaten anordnet zum Aufzeichnen in normale Spielsegmente auf dem Band.
4. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 3, wobei die Trickspieldaten- Verarbeitungsschaltung (342) weiter eine Trickspiel-Rahmen-Schaltung (310) aufweist, die mit dem Datenfilter und dem Set von Köpfen verbunden ist, wobei die Trickspiel-Rahmen-Schaltung (310) die Datenausgabe des Datenfilter in Trickspieldatenblöcke anordnet zum Aufzeichnen in Trickspieldatensegmente auf dem Band.
5. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 4, weiter aufweisend einen Multiplexer, der mit dem Set von Köpfen, mit der Trickspiel-Rahmen- Schaltung (310) und mit der Verarbeitungsschaltung (344) für normale Spieldaten verbunden ist, wobei der Multiplexer eine Daten-Auswahl- Eingabe enthält und entweder von der Verarbeitungsschaltung für normale Spieldaten empfangene Spieldatenblöcke oder von der Trickspieldaten- Verarbeitungsschaltung empfangene Trickspieldatenblöcke ausgibt in Antwort auf ein Datenauswahlsignal.
6. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 5, weiter aufweisend eine Trickspieldaten-Auswahl-Steuer-Schaltung, die verbunden ist mit dem Datenauswahl-Multiplexer, wobei die Trickspieldaten-Auswahl-Steuer- Schaltung (346) das Datenauswahlsignal generiert als eine Funktion von einer vorausgewählten Trickspiel-Band-Spuranordnung.
7. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 6, wobei der Trickspieldaten- Auswahl-Steuer-Schaltung (346) weiter aufweist:
(i) Mittel zum Überwachen der Position von dem Set von Köpfen auf dem Band; und
(ii) Mittel zum Speichern der vorgewählten Schnell-Abtast- Bandspuranordnung, wobei die Trickspieldaten-Auswahl-Steuer-Schaltung auf die gespeicherte Trickspiel-Band-Spuranordnung zugreift zum Bestimmen ob die VTR-Aufzeichnungsschaltung einen Trickspieldatenblock oder einen normalen Spieldatenblock aufzeichnet.
8. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 7, wobei die Trickspieldaten- Auswahl-Steuer-Schaltung (346) weiter Mittel aufweist zum Generieren des Daten-Auswahl-Steuer-Signals in Antwort auf die überwachte Position von dem Set von Köpfen auf dem Band und der Bestimmung ob entweder ein normaler Spieldatenblock oder ein Trickspieldatenblock aufgezeichnet wird.
9. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 2, wobei das Set von Köpfen zwei Köpfe mit für beide Seiten verschiedenen Azimuten aufweist.
10. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 2, wobei das Set von Köpfen zwei Köpfe aufweist, wobei jeder Kopf von jedem Paar von Köpfen mit für beide Seiten verschiedenem Azimut ist gegenüber dem anderen Kopf des Paar von Köpfen und jedes Paar von Köpfen zum Aufzeichnen von Daten in einen verschiedenen Kanal von einer normalen Spielspur betrieben wird.
11. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 2, wobei das Set von Köpfen eine Mehrzahl von Köpfen aufweist, die fähig sind mehrere Spuren von Daten gleichzeitig aufzuzeichnen.
12. VTR-Aufzeichnungsschaltung nach Anspruch 2, wobei die Trickspieldaten- Verarbeitungsschaltung (342) die digitalen Videodaten in zwei Datenströmen von digitalen Daten empfängt, einschließlich eines ersten Datenstromes, der Trickspiel-Digitaldaten aufweist und eines zweiten Datenstromes, der normale Spiel-Digitaldaten aufweist.
13. Ein Verfahren zum Aufzeichnen digitaler Daten in ein Trickspielsegment (508) auf einem Band (503), welches Verfahren die Schritte aufweist:
(1) Empfangen eines kodierten, digitalen Datenstroms, der Datenpakete enthält;
(2) Prüfen der Anfangsblöcke oder der Daten, welche enthalten sind in dem empfangenen, kodierten, digitalen Datenstrom;
(3) Auswählen eines Unterset von den empfangenen Daten zum Aufzeichnen in ein Trickspiel-Segment (508), wobei das Unterset der empfangenen, kodierten Daten ausgewählte Daten aufweist, die ausgewählt sind nach einer Funktion von der Information, die enthalten ist in den geprüften Anfangsblöcken oder Daten und entsprechend zu einem vorbestimmten Daten-Prioritätsstufen-Auswahl-Schema, um Daten zu enthalten, die nützlich sind zum Generieren eines erkennbaren Abschnitts von einem Bild während eines Trick-Rückspiel-Betriebes; und
(4) Aufzeichnen des ausgewählten Untersets von empfangenen Daten in ein Trickspiel-Segment auf dem Band.
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