DE2921892C2 - - Google Patents
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- Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gat
tung des Hauptanspruchs.
Aus der DE-OS 23 42 297 ist be
reits ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungs
trägers mit digitalen Zeichen bekannt, bei dem diese in
mindestens zwei getrennten und gleichzeitig lesbaren Auf
zeichnungen auf dem Aufzeichnungsträger aufgebracht sind
und in mindestens einer der Aufzeichnungen Paritätsbits
aufgezeichnet werden, die aus Bits der anderen Aufzeichnung
oder mindestens einer der beiden Aufzeichnungen abgeleitet
sind.
In der Technik der magnetischen Speicherung von Fernsehsi
gnalen haben sich allgemein Verfahren durchgesetzt, bei
denen ein Magnetband um ein am Umfang mit einem oder mehre
ren Magnetköpfen bestückten Kopfrad oder -trommel herumge
führt und mit einer Folge paralleler Spuren im Winkel zur
Bewegungsrichtung des Magnetbandes beschrieben oder abge
tastet wird, um das Videosignal zu speichern bzw. abzuneh
men, während das zugehörige Tonsignal durch einen fest an
geordneten Magnetkopf in einer Längsspur parallel zur Band
kante aufgezeichnet wird.
Wegen des großen Frequenzumfanges des aufzuzeichnenden Farb
videosignals wird verbreitet ein Träger mit diesem Signal
frequenzmoduliert, bevor die Aufzeichnung vorgenommen wird.
Es werden also Amplitudenwerte in Frequenzschwankungen um
gesetzt und diese aufgezeichnet. Während nun frequenzmodu
lierte Signale bei der Abnahme von einem Magnetband relativ
unempfindlich gegen Abstandsschwankungen zwischen dem oder
den Magnetköpfen und dem Magnetband sind, mit anderen Wor
ten unempfindlich gegenüber Pegeländerungen des modulierten
Trägers, so sind sie auf der anderen Seite außerordentlich
empfindlich gegenüber ungewollten Frequenz- und Phasen
schwankungen der Trägerschwingung.
Es hat in der Vergangenheit zahlreiche Verbesserungen an
Magnetbandgeräten für die analoge Speicherung von Farbfern
sehsignalen gegeben, die bewirkten, daß heute eine vom Ma
gentband abgenommene und ausgestrahlte Farbfernsehsendung
vom unbewaffneten Auge des Zuschauers kaum als solche er
kannt und gegenüber einer "Direkt"-Sendung abgewertet
wird.
Die Technik des elektronischen Redigierens von auf Magnet
band aufgezeichneten Farbfernsehsendungen bringt es mit sich,
daß Kopien von Teilen des Magnetbandes und von diesen wie
derholt Kopien in mehreren "Generationen" angefertigt wer
den müssen. Dieses Kopieren erfolgt im allgemeinen durch
Überspielen, in manchen Fällen mit erhöhter Geschwindigkeit
jeweils des Mutter- und des Tochterbandes. Es ist erklär
lich, daß hierdurch wiederholt Übertragungsfehler, in der
Hauptsache Geschwindigkeitsfehler, entstehen, die nach der
Demodulation schließlich doch im wiedergegebenen Bild sicht
bar sind und sich auch nicht mehr aus diesem entfernen las
sen. Diese Fehler nehmen um so rascher zu, je dichter die
Information auf dem Magnetband gespeichert wird, d. h. je
kürzer die aufgezeichneten Wellenlängen sind.
In gleicher Weise ist das auf wenigstens einer Längsspur
des Magnetbandes aufgezeichnete Tonsignal von der Fehler
zunahme, die sich in Störabstandsverschlechterungen und
Tonhöhenschwankungen, Zunahme der nichtlinearen Verzerrungen
und der Frequenzgangwelligkeit bemerkbar macht, betroffen.
Trotz der kleinen Aufzeichnungswellenlängen in den Längs
spuren infolge geringer Bandgeschwindigkeit ist die Spei
cherdichte wegen der großen Spurbreite und der Notwendig
keit von Sicherheitszonen zum Rand und zu den Spuren, wel
che das Videosignal repräsentieren, unbefriedigend.
Die zunehmende Anwendung sogenannter Dichtspeichertechni
ken mit dem Ziel den Bandverbrauch zu senken, hat zu so
kleinen Wellenlängen sowohl in den quer oder diagonal zur
Bandkante verlaufenden Videospuren als auch in der oder
den Längsspuren für die Tonaufzeichnung geführt, daß ein
dringender Bedarf an einem Aufzeichnungssystem zur Ablö
sung der bestehenden erwachsen ist.
Die Tendenz zum rechnergesteuerten Programmablauf, die
relative Unempfindlichkeit gegen Phasen- und Frequenzab
weichungen und nicht zuletzt die Entwicklung von Bildspei
chern auf digitaler Basis läßt die magnetische Speicherung
digitaler Zeichen, die aus analogen Farbfernsehsignal
anteilen gewonnen werden, als geeignete Lösung der bei
der analogen Aufzeichnung sich ergebenden Problemen
erscheinen.
Es sind daher in der Vergangenheit zahlreiche Überlegungen
zur Entwicklung digitaler Techniken zur magnetischen
Speicherung von Fernsehsignalen angestellt worden:
BBC Research Report No. 1969/42, "Possible Techniques
for the Recording of Digital Television Signals",
Okt. 1969; IERE Conference on Video and Data Recording,
Juli 1973, S. 66-70;
BBC Research Report No. 1973/29, "Digital Television Recording . . .", November 1973;
International Broadcasting Convention Proceedings 1974, Seite 114-118, "An Experimental Approach to Digital Television Recording";
IEEE Transaction on Magnetic, Vol. MAG-11, No. 5, September 1975, S. 1230 bis 1233, "Digital Sound and Television Recording. The Requirement of the Signals". Bei diesen bekannten Veröffentlichungen wird der Speicherung des zum Fernsehsignal gehörenden Tonsignals nur geringe Aufmerksamkeit gewidmet.
BBC Research Report No. 1973/29, "Digital Television Recording . . .", November 1973;
International Broadcasting Convention Proceedings 1974, Seite 114-118, "An Experimental Approach to Digital Television Recording";
IEEE Transaction on Magnetic, Vol. MAG-11, No. 5, September 1975, S. 1230 bis 1233, "Digital Sound and Television Recording. The Requirement of the Signals". Bei diesen bekannten Veröffentlichungen wird der Speicherung des zum Fernsehsignal gehörenden Tonsignals nur geringe Aufmerksamkeit gewidmet.
Weiterhin ist aus der DE-OS 21 41 815 ein Verfahren
zur Aufzeichnung eines Fernsehsignals einschließlich
des Tonsignals auf einer Spur eines Aufzeichnungs
trägers bekannt, bei welchem das Tonsignal oder mehrere
verschiedene Tonsignale in frequenzmodulierter Form
als Schwingungspaket während der Zeilenaustastzeit
aufgezeichnet werden. Die Übertragung und die
Verarbeitung des Videosignals und des Tonsignals
erfolgt parallel mit Mitteln der Analogtechnik.
Ferner ist aus der DE-OS 29 29 446 ein magnetisches
Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem bekannt, bei dem
das Tonsignal zeitkomprimiert und nachfolgend in
einem ersten Frequenzmodulator frequenzmoduliert wird.
Das so aufbereitete Tonsignal wird zusammen mit dem
in einem zweiten Frequenzmodulator frequenzmodulierte
Videosignal in diskreten Spuren aufgezeichnet. Bei der
Wiedergabe werden die gelesenen Signale getrennt und
in zwei verschiedenen Frequenz-Demodulatoren demoduliert.
Das demodulierte Tonsignal wird anschließend zeitgedehnt.
Auch bei diesem bekannten Verfahren werden analoge
Video- und Tonsignale aufgezeichnet und wiedergegeben.
Da auch hier das Videosignal und das Tonsignal parallel
in getrennten Kanälen verarbeitet wird, ist der
Schaltungsaufwand erheblich.
Schließlich ist aus der Zeitschrift "IEEE Transaction
on Communications, Vol. COM-23, No. 12, December 1975,
Seiten 1461 bis 1466 bekannt, das Leuchtdichtesignal Y und das
Farbartsignal R-Y/B-Y eines NTSC-Farbfernsehsignals
zur Ableitung von zwei 8bit-PCM-Signalen getrennt zu
codieren. Das erzeugte PCM-Farbartsignal wird zeit
komprimiert und dem PCM-Leuchtdichtesignal zeitmulti
plex innerhalb der horizontalen Austastintervalle
zugesetzt. Ein derart erzeugtes digitales TDM
(Time-Division-Multiplex)-Signal wird zu einem
Interframe-Coder weitergeleitet, in welchem die
Datenrate auf 6,2 Mbit/s gesenkt wird. Bei diesem
bekannten Verfahren werden weder Tonsignale verarbeitet
noch Videosignale gespeichert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Verfahren zur Speicherung von Fernsehsignalen auf
Magnetband nach der eingangs genannten Art anzugeben,
welches weniger aufwendig ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Speichern digitaler
Farbfernsehsignale mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das
zum Farbfernsehsignal gehörende Tonsignal in prinzipiell
der gleichen Weise aufgezeichnet und vom Magnetband
abgenommen wird wie das Videosignal. Es können daher
im wesentlichen die gleichen Verarbeitungskanäle
für Bild- und Tonsignale herangezogen werden. Ebenso
unterliegen die Signale ähnlichen Fehlereinflüssen,
so daß Fehlererken
nung, -unterdrückung und/oder -beseitigung nahezu einheit
lich sein können.
Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß bei der Speicherung
des Tonsignals ähnliche Speicherdichten wie beim Videosignal
erzielbar sind.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Haupt
anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist, daß die aufgezeichnete Toninforma
tion mit Mitteln des elektronischen Schneidens redigiert und
bearbeitet werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er
läutert. Es zeigt
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung ein
Speichergerät gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Spurschema der Anordnung der
Informationsspuren auf dem Magnetband;
Fig. 3 ein Zeitablaufschema;
Fig. 4 das Blockschaltbild einer Schal
tungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der
Erfindung.
In Fig. 1 ist der Bandweg des Magnetbandes 1 um einen fest
stehenden oder rotierenden Führungszylinder 2 dargestellt.
In einer Querfuge des Führungszylinders 2 rotiert ein am Um
fang mit zwei Magnetköpfen 3, 4 bestücktes Kopfrad, wobei
die beiden Magnetköpfe diametral gegenüberliegen. Der Um
schlingungswinkel ist so gewählt, daß die Magnetköpfe
über einen Teil der Spurlänge gemeinsam am Magnetband 1 an
liegen und Information übertragen können. Führungsrollen 5,
6 führen das Magnetband so, daß während der gleichmäßigen
Bandbewegung von den Magnetköpfen 3, 4 die Information in
einer Reihe paralleler, schräg zur Bandkante sich erstreck
ender Spurabschnitte auf dem Magnetband aufgezeichnet wird.
Im Spurschema nach der Fig. 2 sind auf dem Magnetband 1
parallele Spurabschnitte 11, 11′, 11′′ usw. aufgezeichnet.
Ein Teil der Spurabschnitte enthält auf einem Teil ihrer
Länge in digitaler Form aufgezeichnet Videoinformation 12,
12′, 12′′ und deren anschließend, durch jeweils ein informa
tionsfreies Stück 13, 13′, 13′′ usw., getrennt, Audioinforma
tion 14, 14′, 14′′ usw., ebenfalls in digitaler Form aufge
zeichnet. Zweckmäßigerweise wird sowohl für die Video- als
auch für die Audioinformation die gleiche Codierung gewählt.
Dies ist vor allem deshalb vorteilhaft, weil dann für die
Codierung und Decodierung die gleichen Schaltungselemente
Verwendung finden können.
Die digital gespeicherte Audioinformation am Ende einer
Spur wird zeitlich nach der Videoinformation aufgezeich
net oder ausgelesen, sie gehört jedoch inhaltlich zur Vi
deoinformation und muß bei der Wiedergabe wieder parallel
zu dieser verfügbar sein.
Im Zeitablaufschema (Fig. 3) ist dargestellt, wie bei der
gewählten Abtastkonfiguration jeweils am Ende einer Spur
Audioinformation in digitaler Form aufgezeichnet wird, wäh
rend gleichzeitig auf der darauffolgenden Spur mit der Auf
zeichnung von Videoinformation in digital codierter Form
begonnen wird. Die Speicherung der aus dem Inhalt mehrerer
Fernsehzeilen bestehenden Videoinformation und der zugehöri
gen Toninformation anschließend daran beansprucht dabei die
gleiche Zeitdauer während der ein am Umfang des Kopfrades
befindlicher Magnetkopf in Kontakt mit dem Magnetband steht.
Die Audioinformation wir dazu zeitkomprimiert und verzö
gert und zwar so, daß sie sich unter Einhaltung eines vor
gegebenen Abstandes an die digital aufgezeichnete Videoin
formation anschließt. Da die Audioinformation in zeitkompri
mierter Form nur einen Bruchteil der Speicherfläche der ent
sprechenden Videoinformation einnimmt, ist es möglich, am
Ende einer ersten Spur Audioinformation eines ersten Kanals,
am Ende der zweiten Spur die eines zweiten Kanals, am Ende
der dritten Spur die Audioinformation eines dritten Über
tragungskanals aufzuzeichnen.
Den Raum für die Unterbringung des Tones im Anschluß an die
Videospur gewinnt man, indem man entweder den Umschlingungs
winkel des Magnetbandes um die Abtasteinrichtung so weit ver
größert, daß die Toninformation in zeitkomprimierter und zeit
versetzter Form in der Verlängerung der Videospur aufgezeich
net werden kann, oder indem auch die Videoinformation einer
Zeitkompression unterzogen wird und der hierdurch freiwerdende
Raum in der Videospur zur Aufzeichnung der ebenfalls zeit
komprimierten Toninformation nutzbar ist.
Fernsehsignale in analoger Form weisen neben der Information
eine Reihe von Synchronisiersignalen zur Sicherstellung des
Gleichlaufs zwischen einzelnen Signalquellen oder zwischen
diesen und den Empfängern auf. Diese Synchronisiersignale
(Horizontal- und Vertikalsynchronisiersignale) beanspruchen
bei analoger Aufzeichnung Speicherfläche auf dem Magnetband
entsprechend ihrer Zeitdauer.
Für die Wiedergabe digital aufgezeichneter Fernsehsignale
ist die Übertragung der Synchronisiersignale nicht notwen
dig, da sich die Lage der einzelnen Bildpunkte aufgrund
ihrer Adressierung und nicht aus ihrer zeitlichen Lage er
gibt.
Es daher möglich, Toninformation in den zwischen den
Videoinformationen vorhandenen Spurlücken in zeitkompri
mierter Form unterzubringen. Während jedoch die Speicherung in
der H-Lücke wegen der kurzen Zeitdauer insbesondere bei
der redaktionellen Bearbeitung des Tones große Schwierig
keiten bereitet, läßt die V-Lücke wegen ihrer sehr viel
größeren Zeitdauer die Möglichkeit, eine ganze Spur zwi
schen jeweils einer oder mehreren Spuren, welche den Inhalt
eines Halb- oder Vollbildes repräsentieren, von Videoinfor
mation freizuhalten. Diese Speicherfläche kann vorteilhaft
zur Tonspeicherung herangezogen werden. Dabei können in
dieser Spur weitere Toninformationen (Begleitton) unter
gebracht werden.
In Fig. 4 sind vier nebeneinander unabhängige Tonkanäle
den Eingängen 21, 22, 23, 24 zugeführt. Nach Durchgang
durch jeweils ein Tiefpaßfilter 25, 25, 27, 28 , in denen
die hochfrequenten Störanteile ausgefiltert werden, gelangt
die Information zu den Analog-Digital-Wandlern 29, 30, 31,
32. Hier wird sie von der analogen Form in ein 16 bit-Da
tenformat quantisiert. Vom Ausgang der A/D-Wandler werden
die 16 bit-quantisierten Informationen den Digitalspeichern
33, 34, 35, 36 zugeleitet. Die Digitalspeicher weisen Takt
eingänge 37, 38, 39, 40, für das Einlesen und Takteingänge
41, 42, 43, 44 für das Auslesen auf. Durch entsprechende
Taktung wird die Information beim Auslesen einer Zeitkompres
sion unterworfen und zweckmäßigerweise aus dem 16 bit-Format
in ein 8 + 8 bit-Format in Angleichung an den Videokanal, der
ein 8 bit-Format beinhaltet, gewandelt.
Claims (5)
1. Verfahren zur Speicherung von Fernsehsignalen auf
Magnetband, wobei die Audioinformation zeitkomprimiert
und die Videoinformation in der wahren Zeit oder
gegebenenfalls ebenfalls zeitkomprimiert alternierend
in der gleichen Spur aufgezeichnet wird und wobei
mehrere verschiedene Audioinformationen zeitlich
nacheinander zusammen mit der Videoinformation aufge
zeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fernsehsignale in digitaler Form vorliegen, daß die
digitalisierten Audiosignale vor der Aufzeichnung in
dasselbe Datenformat wie die Videosignale gebracht
werden, derart, daß die Audiodaten in Blöcke gleicher
Bitzahl k eingeteilt werden, so daß n Audiodatenblöcke
in der Bitzahl m Videodatenblöcken entsprechen und
daß die Aufzeichnung und/oder Wiedergabe der Audio-
und Videodatenblöcke durch eine gemeinsame
Übertragungseinheit erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in aufeinanderfolgenden Spuren wechselnde
Toninformationen aufgezeichnet werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Audioinformation
während des informationsfreien Intervalls des
Videosignals in der Vertikalaustastlücke aufgezeichnet
wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Audioinformation
unter Erhaltung der Synchronzeichen in der Vertikal
austastlücke blockweise zwischen den durch das
Videosignal vorgegebenen Synchronzeichen aufgezeichnet
wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufzeichnung
der Bild- und Tonsignale zwei Bitströme herangezogen werden,
die durch zwei Paare von Videomagnetköpfen auf dem
Kopfrad räumlich getrennt auf dem Magnetband aufgezeichnet
werden.
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