DE2921892C2

DE2921892C2 -

Info

Publication number: DE2921892C2
Application number: DE2921892A
Authority: DE
Inventors: Richard 6102 Pfungstadt De Heinz; Reinhard Dipl.-Ing. 6100 Darmstadt De Kutzner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1979-05-30
Filing date: 1979-05-30
Publication date: 1988-02-25
Also published as: DE2921892A1; FR2458193B1; FR2458193A1; GB2050677B; BE883543A; US4353098A; GB2050677A; JPH0620286B2; JPS55162676A

Description

Stand der Technik

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.

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.

Vorteile der Erfindung

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.

Zeichnung

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.

Beschreibung 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

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.