DE2830925C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen
und Wiedergeben von seriell anliegenden, digitalen
Fernseh- und Videosignalen, deren benachbarte Daten
wörter eng miteinander korreliert sind, auf Magnetband,
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver
fahrens.
Aus der US-PS 37 61 903 ist ein Aufzeichnungs- und
Wiedergabeverfahren bekannt, bei dem zur Vermeidung von
Informationsausfällen die einzelnen Informationen ein
mal normal und zum anderen in einer anderen Spur an
entfernter Stelle aufgezeichnet werden. Ist die erste
Aufzeichnung mit Störungen behaftet, so wird die zweite
Aufzeichnung zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet
und an Stelle der ersten wiedergegeben. Dieses Verfahren
erfordert also eine doppelte Aufzeichnung und damit den
doppelten Speicherraum.
Aus der DE-OS 27 21 638 sowie der Habilitationsschrift
"Codier- und Decodiermethoden zur Fehlerkorrektur digi
taler Signale" von K. Tröndle, eingereicht am 7. Juni
1974, Seiten 145 bis 147, sind Verfahren bekannt, bei
denen die einzelnen Worte Bit-mäßig ineinander ge
schachtelt, gespeichert und gelesen bzw. übertragen
werden. Das Verschachteln der Bits in dieser Weise
bedeutet, daß bei Störungen wahrscheinlich nicht mehr
als ein einzelnes Bit in jedem Wort beeinträchtigt
wird. Durch Verwendung entsprechender Fehlerkorrektur
kodes können dann die fehlerbehafteten Bits jedes
Wortes korrigiert werden. Ist jedoch mehr als ein Bit
in jedem Wort gestört, so wird eine Fehlerkorrektur
schwierig, so daß es notwendig wird, die einzelnen Bits
jedes Wortes gut voneinander zu trennen, damit Fehler
nicht mehr als ein Bit eines solchen Wortes beein
flussen können. Dies hat jedoch zur Folge, daß bei Auf
treten eines Fehlers, der z. B. auf Grund längerer drop-
outs eine Vielzahl von 20 Bits stört, eine Bit-Korrek
tur der gleichen Anzahl von Wörtern durchgeführt werden
muß. Dies ist jedoch kompliziert und zeitraubend, so
daß für die Magnetbandaufzeichnung ein solches Ver
fahren nicht anwendbar ist oder zu großen Zeitver
zögerungen führt.
Aus der DE-OS 25 23 922 ist es bereits bekannt, bei
einem Aufnahme- und Wiedergabegerät mit Pulskode
modulation ankommende Datenworte in einer Serie von
Rahmen mit je einer vorbestimmten Anzahl von Wörtern
aufzuteilen und nebeneinanderliegende Rahmen in neben
einanderliegenden Spuren eines Magnetbandes aufzu
zeichnen. Sollte ein Rahmen Aufzeichnungs- bzw. Wieder
gabefehler aufweisen, so kann der unmittelbar voran
gehende Rahmen wiederholt werden, um den fehlerhaften
Rahmen zu ersetzen. Ein solches System arbeitet jedoch
verhältnismäßig ungenau, denn das Ersetzen eines fehler
haften Rahmens durch einen vorangegangenen führt zwar
zu einer Unterdrückung des Fehlers des gestörten
Rahmens, jedoch werden durch das bekannte Verfahren zu
gleich neue Fehler eingeführt, insbesondere wenn ein
gestörter Rahmen durch mehrfache Wiederholung von vor
hergehenden Rahmen ersetzt werden muß, was bei einer
Aufzeichnung von Fernsehbildsignalen nicht tolerierbar
wäre.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein wirkungsvolles Verfahren zum Aufzeichnen und Wieder
geben von seriell anliegenden, digitalen Fernseh- und
Videosignalen sowie eine entsprechende Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, die ohne
große Redundanz ein weitgehend störungsfreies Auf
zeichnen und Wiedergeben solche Signale ermöglicht.
Hierbei sollen insbesondere die bei solchen Fernseh-
und Videosignalen vorhandenen Verhältnisse berück
sichtigt werden, daß benachbarte Datenwörter dieser
Signale eng miteinander korreliert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vor
richtung der eingangs genannten Art gelöst, die dem
Kennzeichnen des Anspruches 1 zu entnehmen ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen von Vorrichtungen zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den
Unteransprüchen zu entnehmen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Auf
zeichnungs- und Wiedergabevorrichtung für
digitale Signale;
Fig. 2 den in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendeten
Adressenkode; und
Fig. 3 die Anordnung verschiedener Datenwörter an aus
gewählten Stellen der Vorrichtung aus Fig. 1.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird jetzt
an Hand ihrer Verwendung als Videosignal-Rekorder be
schrieben, der mit einem Magnetband arbeitet.
Wenn digitale Videosignale auf einem Magnetband aufge
zeichnet werden, können Fehler in der Art von Band
ausfällen auftreten. Derartige Bandausfälle entstehen ge
wöhnlich auf Grund von Staubpartikeln oder Fehlern
auf dem Band, wodurch sich der Aufzeichnungs- und Wieder
gabekopf vom Band trennt. Auf Grund der Relativgeschwindig
keiten zwischen Kopf und Band, die in der Größenordnung von
1500 Zoll pro Sekunde liegen, liegt die Häufigkeit
derartiger Bandausfälle, die im Mittel etwa
3 Mikrosekunden dauern, bei etwa 10 bis 100 pro Minute.
Fehler können außerdem auf Grund von Streu- oder Störsignalen
auftreten.
Die digitalen Signale werden in der Form von Datenwörtern auf
gezeichnet, die aus mehreren Bits bestehen können, bei
spielsweise aus acht Bits. Die Datenwörter werden
in der Weise aufgezeichnet, daß die zur Erzeugung eines
Ersatzwortes benutzte Information von den Teilen des
Bandes kommt, die von einem Fehler hinreichend weit
entfernt sind, so daß eine vernachlässigbare Korrelation
zwischen dem Auftreten von Bandausfällen auf den be
trachteten Teilen des Bandes besteht.
In einigen Fällen kann es ausreichen oder sogar
erwünscht sein, benachbarte Wörter als Paare zu behandeln
und jedes Paar als eine Gesamtheit zu behandeln, die nach
stehend als eine Wortgesamtheit bezeichnet wird. Dies
würde ausreichen für ein Abtasten beim doppelten der
Zwischenträgerfrequenz. Für das Abtasten beim n-fachen
der Zwischenträgerfrequenz können Gesamtheiten, die nicht
mehr als n aufeinanderfolgenden Wörter enthalten, als
jeweils eine Gesamtheit behandelt werden, ohne daß die
Wirksamkeit der Fehlerausschaltung wesentlich beeinträchtigt
wird.
Bei dem zu beschreibenden Verfahren wird ein Zwischenspeicher
zum Speichern der ankommenden digitalen Datenwörter verwendet,
der in anderer Weise gelesen wird als
die ankommenden Wörter in den Zwischenspeicher eingeschrieben werden,
so daß die ankommenden Wörter in Gruppen auf dem Band in
solcher Weise aufgezeichnet werden, daß benachbarte ankommende
Wörter oder Wortgesamtheiten in unterschiedlichen Gruppen
angeordnet werden.
Wie man insbesondere aus den Fig. 1-3 erkennt, wird
für die dort gezeigte spezielle Darstellung angenommen, daß
jede Zeile eines Fernsehbildes aus 32 Datenwörtern mit
verschiedenen Steuerwörtern besteht. Es wird angenommen,
daß jede Zeile aus 512 Wörtern
besteht. Die Datenwörter werden zu Beginn in Blöcke
aufgetrennt, die durch Startwörter SW (Fig. 3) auseinandergehalten und zur
geeigneten Zeit unter Verwendung eines nicht dargestellten
Startwort-Generators eingeführt werden. Ein Block kann
eine vollständige Zeile eines Fernsehbildes sein oder
er kann auch nur ein Teil einer Zeile sein. Weiter ist
es zweckmäßig, wenn benachbarte Blöcke die gleiche Größe haben.
In der dargestellten Ausführungsform werden die eine
Zeile eines Fernsehbildes repräsentierenden digitalen
Datenwörter in zwei Blöcke von je 16 Wörtern aufgetrennt, und
jedem Block geht wenigstens ein Startwort vorher. Aus
Fig. 3 sieht man, daß dem ersten Block aus 16 Wörtern
ein Startwort A vorhergeht, während vor dem zweiten
Block ein Startwort B steht. Es ist notwendig, zwischen
den Startwörtern zu unterscheiden. Dies kann durch Ver
wendung unterschiedlicher Startwörter wie in Fig. 3 gezeigt
geschehen, oder es kann auch in anderer Weise ausgeführt
werden, etwa indem die Folge ihres Auftretens reorganisiert
wird. Aus dem Vorstehenden sieht man, daß für jede Zeile
eines Fernsehbildes wenigstens ein Startwort auftritt,
obwohl praktisch vier Startwörter pro Zeile auftreten
können.
Nachdem die ankommenden Wörter in zwei Gruppen von je
16 Wörtern getrennt worden sind, werden sie über ein
Gatternetzwerk, das in der Form einer Schalteinrichtung 12
dargestellt ist, einem der beiden Zwischenspeicher 10, 11 ange
boten. Die Zwischenspeicher sind zweckmäßig Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM). Obgleich Schalteinrichtungen dargestellt
worden sind, ist klar, daß die gleiche Funktion auch
dadurch erreicht werden kann, daß die Eingänge zu den ver
schiedenen Zwischenspeichern zu den geeigneten Zeitpunkten
aktiviert werden. Die eine ganze Zeile darstellenden
Wörter werden einem Zwischenspeicher mittels der Schalteinrichtung
12 zugewiesen, und während eine Zeile in einen Zwischenspeicher
eingeschrieben wird, wird die vorher aufgezeichnete
Zeile aus dem anderen Zwischenspeicher ausgelesen. Bei der
in Fig. 1 dargestellten Schalteinrichtung wird jedem in den
Zwischenspeicher 11 geladenen Wort durch einen Schreibadressen-
Generator eine Adresse zugeordnet, die in normaler binärer
Notation vorliegt und in Spalte A von Fig. 2 dargestellt
ist, wobei der Schreibadressen-Generator 14 zweckmäßiger
weise ein konventioneller binärer Teiler mit einem Teilerverhältnis von 32 ist.
Beim Aufzeichnen der Wörter auf das Band werden
benachbarte ankommende Wörter in solcher
Weise aufgezeichnet, daß sie auf dem Band einen gegenseitigen Abstand auf
weisen. Dies wird dadurch erreicht, daß die digitalen
Wörter aus dem Zwischenspeicher in geeigneter Reihenfolge ausge
lesen werden. Es hat sich ergeben, daß für den Leseadressen-
Generator 17 ein Teiler (Teilerverhältnis 32) mit vertauschten Aus
gängen verwendet werden kann, um ein verschlüsseltes binäres Signal
zu erzeugen, das dem Zwischenspeicher 10 zugeführt wird, um die
Zeile auszulesen, die der in den Zwischenspeicher 11 eingeschriebenen
Zeile unmittelbar vorhergeht. Das Vertauschen der Ausgänge
ist in Fig. 1 dargestellt, und die sich ergebende Reihen
folge des Auslesens und des Aufzeichnens von Wörtern zeigt
Fig. 3 sowie Spalte B von Fig. 2.
Die vorliegende Ausführungsform der Erfindung verwendet
Teiler mit einem Teilerverhältnis von 32 als Lese- und Schreibadressen-Generatoren.
Das tatsächliche Teilerverhältnis wird durch die Anzahl
der digitalen Wörter in einer Zeile eines Fernsehbildes
bestimmt, so daß, wenn eine größere oder kleinere Anzahl
von digitalen Wörtern eine Zeile bilden, dann ein geeignetes
Alternieren bezüglich der Lese- und Schreibadressen-
Generatoren ausgeführt werden muß.
Nach dem Aufzeichnen wird das Band unter Verwendung
des umgekehrten Verfahrens zu dem vorstehend Beschriebenen
wieder ausgelesen. Dies ist sehr deutlich am unteren
Ende der Fig. 3 dargestellt. Der Leseadressen-
Generator ist identisch dem Schreibadressen-
Generator 14 und der Schreibadressen-Generator
ist identisch zum Leseadressen-Generator 17.
Obgleich der Schreibadressen-Generator und
der Leseadressen-Generator
in dieser Ausfertigungsform als Binärzähler aufgebaut sind,
ist es dem Fachmann klar, daß dies nicht in allen
Fällen so sein muß, obgleich diese Ausführung den Betrieb
besonders einfach macht. Die
umgeordneten, binären Daten können für den Schreibadressen-
Generator benutzt werden, wobei die normalen binären Daten
für den Leseadressen-Generator verwendet
werden. Weiter können der Leseadressen-
Generator und der Schreibadressen-Generator speziell
gewählte Wörter verwenden.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform arbeitet
zufriedenstellend, wenn 2n Wörter zu einem Block zusammen
gefaßt werden. In anderen Fällen wird wahrscheinlich das
Verschlüsseln der binären Adressen der Speicher durch Ver
tauschen der Ausgänge der binären Zähler weniger zufrieden
stellend sein, und sein programmierter Lesespeicher wird
für das Schlüsseln benötigt werden.
Das Abtasten des anologen Signals und das
Umformen in digitale Wörter ist nicht beschrieben,
weil das zugehörige Verfahren und eine
geeignete Vorrichtung dem Fachmann geläufig
sein dürften. Weiter wird erwartet, daß in der Zukunft eine
Analog/Digital-Umsetzung vor dem Informations-Empfang
am Bandrekorder ausgeführt wird, beispielsweise direkt
an der Kamera.
In Fig. 1 hat die Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
Zwischenspeicher und Lese/Schreib-Steuerungen für den Aufzeichnungs
teil sowie separate Zwischenspeicher und Lese/Schreib-Steuerungen
für den Wiedergabeteil. Unter gewissen Umständen können
in der praktischen Ausführungsform die gleichen Zwischenspeicher
und Lese/Schreib-Steuerungen beim Aufzeichnen und bei
der Wiedergabe verwendet werden, wobei dann abwechselnde
Verbindungen hergestellt werden. Mit anderen Worten, beim
Aufzeichnen sind die Zwischenspeicher und Lese/Schreib-Steuerungen,
wie in der linken Hälfte der Zeichnungen dargestellt, ver
bunden, während bei der Wiedergabe die Speicher- und Lese-
Schreibsteuerungen wie in der rechten Hälfte der Zeichnungen
dargestellt, verbunden sind.
Claims (6)
1. Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von
seriell anliegenden, digitalen Fernseh- und Video
signalen, deren benachbarte Datenwörter eng miteinander
korreliert sind, auf Magnetband,
dadurch gekennzeichnet, daß die aufzuzeichnenden Daten
wörter in einer nach einem vorgegebenen Schema gegen
über der ursprünglichen Reihenfolge veränderten Reihen
folge aufgezeichnet werden,
bei dem nahe beieinanderliegende Wörter oder Wortgesamt
heiten in dem Signal in ausreichendem Abstand vonein
ander auf dem Magnetband zu liegen kommen und nur noch
eine vernachlässigbare Korrelation zwischen den aufzu
zeichnenden Datenwörtern besteht, die durch Fehler auf
einem jeweiligen Bandabschnitt beeinträchtigt werden
können;
daß die in dieser veränderten Reihenfolge ausgelesenen
Datenwörter nach dem gleichen Schema wieder in die
ursprüngliche Reihenfolge zurückverwandelt und aus
gegeben werden;
und daß die Umwandlung in die veränderte Reihenfolge
sowie die Rückwandlung nach dem vorgegebenen Schema
mittels einer ersten Adressenfolge zum Einspeichern der
Datenwörter in einen Zwischenspeicher und einer
zweiten, von der ersten abweichenden Adressenfolge zum
Ausspeichern der Datenwörter aus dem Zwischenspeicher
erfolgt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1,
gekennzeichnet durch einen ersten Zwischenspeicher
(10, 11) auf der Aufzeichnungsseite, in den die auf
zuzeichnenden Datenwörter in einer durch einen ersten
Schreibadressengenerator (14) bestimmten ersten Rei
henfolge einspeicherbar und aus dem die gespeicherten
Datenwörter zur Aufzeichnung in einer durch einen
ersten Leseadressengenerator (17) bestimmten zweiten,
von der ersten abweichenden Reihenfolge auslesbar
sind, und einen zweiten Zwischenspeicher (20, 21) auf
der Wiedergabeseite, in den die wiedergegebenen Da
tenwörter in einer durch einen zweiten Schreibadres
sengenerator (24) in der zweiten Reihenfolge ein
speicherbar und aus dem die gespeicherten Datenwörter
zur Ausgabe in der durch einen zweiten Leseadressen
generator (27) bestimmten ersten Reihenfolge ausles
bar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibadressengene
ratoren (14, 24) und Leseadressengeneratoren (17, 27)
als Binärzähler ausgebildet sind, deren Zählkapazität
der Anzahl der in einem Informationsblock enthaltenen
Wörter oder Wortgesamtheiten entspricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Adressenausgänge
(a-e) des ersten Schreibadressengenerators (14) und
des zweiten Leseadressengenerators (27) gegenüber den
Adressenausgängen (a-e) des zweiten Schreibadres
sengenerators (24) und des ersten Leseadressengenera
tors (17) eine untereinander vertauschte Reihenfolge
aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schreibadres
sengeneratoren und einer der Leseadressengeneratoren
zur Erzeugung einer anderen Adressenfolge je einen
ROM-Speicher aufweist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An
sprüche 2-5,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Zwischen
speicher aus zwei Teilspeichern (10, 11; 20, 21) be
steht und daß durch eine Schaltvorrichtung
(12 a-12 f) die beiden Teilspeicher alternierend auf
Einspeichern bzw. Auslesen schaltbar sind.
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