DE3107733A1

DE3107733A1 - Verfahren zur digitalen aufzeichnung von videosignalen

Info

Publication number: DE3107733A1
Application number: DE19813107733
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 6104 Seeheim Heitmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1981-02-28
Filing date: 1981-02-28
Publication date: 1982-09-16
Also published as: US4513328A; JPS57205808A; DE3107733C2

Description

Rl.-Nr. 1978/81
25.2.1981 ΙΈ/PLI/Go/Hö

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Verfahren zur digitalen Aufzeichnung von Videosignalen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind bereits Schrägspuraufzeichnungsverfahren bekannt, bei denen das Band einer Abtasteinrichtung mit einem rotierenden Kopfrad mit einem Winkel von 180° umschlingt und das digitale Videosignal auf mehrere Kanäle verteilt mit mehreren Magnetköpfen auf benachbarten Magnetspuren aufgezeichnet werden. Da der

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Aufwand mit der Anzahl der Kanäle wächst, ist eine geringe Kanalzahl, also möglichst, zwei, erstrebenswert. Bei Datenraten des digitalen Videosignals in der Größenordnung von 200 Mbit/s bedeutet dies eine Datenrate von 100 Mbit/s pro Kanal bzw. eine Bandbreite von ca. 50 MHz. Oberhalb von 80 Mbit/s steigt jedoch bei den derzeit verwendeten Schreibgeschwindigkeiten, Kopfmaterialien und Bändern die Fehlerrate übermäßig an. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Aufzeichnung von 100 Mbit/s je Kanal mit vertretbaren Fehlerraten zu ermöglichen, ohne daß innerhalb jeweils eines Kanals mehr als 80 Mbit/s aufgezeichnet werden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß lediglich eine Aufteilung des gesamten Datenstroms auf zwei Demultiplex-Kanäle erforderlich ist und trotzdem bei der Aufzeichnung je Kanal ein geringerer Informationsfluß pro Zeiteinheit aufgezeichnet werden kann. Zudem wird die Kopf-Band-Relativ-Goachwindigkeit verringert, was die Kopflebensdauer erhöht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.

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Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Figur Λ zeigt schematisch die Lage einer Spur auf dem Magnetband,

Figur 2 zeigt ebenfalls schematisch ein Kopf rad,.

Figur 3 zeigt Zeitdiagramme der aufzuzeichnenden Signale bei bekannten und beim erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahren, und

Figur 4- zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Zeittrans formationseinrichtung.

Beschreibung der Erfindung

Bei dem in Figur 1 dargestellten Abschnitt eines Magnetbandes 1 verläuft in einem Winkelfi zur Bandkante eine Spur 2 mit der Länge 1. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren soll nun für die Aufzeichnung der gleichen JJatennieiigo mohr Zeil" zur Vorfüßunc r>Lohen. Hierzu wird - wie später im Zusammenhang mit Figuren 2 und 3 noch näher erläutert - das Kopfrad nur noch mit beispielsweise der halben Drehzahl betrieben. Der sich dadurch ergebende geringfügig veränderte Spurwinkel β soll bei der weiteren Betrachtung außer acht gelassen werden. Die halbierte Kopfraddrehzahl bedeutet, daß die gegenüber dem bekannten Verfahren entlang der Spur 2 mit der Länge 1 anfallende Datenmenge zeitlich schon in der ersten Hälfte der Gesamtspur anfällt.

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In Fig. 2a ist schematisch ein Kopfrad 4- dargestellt, welches von dem Magnetband mit einem Winkel von 180° umschlungen wird. Am Umfang des Kopfrades sind Magnetköpfe 1 und 2 angeordnet. Bei der Anordnung nach Figur 2a wurde davon ausgegangen, daß der digitale Datenstrom nur einkanalig vorliegt. Bei mehreren Datenkanälen vervielfacht sich die Kopfanzahl entsprechend der Randzahl.

Bei einer einkanaligen Aufzeichnung ist das Kopfrad lediglich mit zwei gegenüberliegenden Köpfen ausgerüstet, wie es durch Magnetaufzeichnungsgeräte für analoge Fernsehsignale nach dem sogenannten B-Standard bekannt ist. Die übrigen zu einem Magnetaufzeichnungsgerät erforderlichen Elemente wie Bandführungseinrichtungen und die weiteren Teile der Abtasteinrichtung wie obere und untere Trommel, Kopfradmotor und Drehübertrager, entsprechen im wesentlichen den herkömmlichen Magnetaufzeichnungsgeräten und sind in der Literatur hinreichend beschrieben.

Figur 2b zeigt ein Kopfrad des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ebenfalls eine einkanalige Aufzeichnung zugrunde gelegt wurde. Am Umfang des Kopfrades sind je versetzt vier Magnetköpfe 11,12,21,22 angeordnet. Den Magnetköpfen wird nun die spurweise zeitgedehnte digitale Information derart zugeführt, daß sich die gedehnte Information wieder über die volle Spurlänge 1 verteilt. Die zeitlichen Zusammenhänge sind ir. Figur 3 dargestellt; und zwar ist auf der Zeitachse jeweils die Winkelstellung des Kopfrades bzw. die entsprechende Zeit aufgetragen, wobei IT diejenige Anzahl von Fernsehzeilen bedeutet, welche auf einer Spur aufgezeichnet ist. Die Zeitangabe

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νοη 64 us bezieht sich auf die CGIR-Norm. Bei Verwendung anderer fernsehiiormen gilt hier die entsprechende Zeilendauer.

Die Köpfe 11 und 21 bilden die Spuren 1,3,5·-··» welche jeweils für die Zeit 2Έ χ 64 ^as abwechselnd mit dem Kopf 11 und mit dem Kopf 21 aufgezeichnet werden. Durch die vorerwähnte zeitliche Dehnung erfolgt diese Aufzeichnung jedoch nicht bis zu einer Kopfradwinkelstellung von 90°, sondern bis 180°. Dabei zeichnet Kopf 11 die Zeilen 1 bis N, also N Zeilen, auf. Bei der nächsten Kopfradumdrehung zeichnet der Kopf 11 die Zeile 4 plus 1 bis 5H auf.

Der Kopf 21 beginnt eine halbe Kopfradumdrehung später mit der Aufzeichnung der Zeilen 2N plus 1 bis 3N, bzw. bei der nächsten Kopfradumdrehung mit der Aufzeichnung der Zeile 6Έ plus 1.

Die benachbarten Spuren 2,4,6... werden mit Hilfe d.er Köpfe 12 und 22 aufgezeichnet. Die Signale werden - wie beim Kanal 1 - zeitgedehnt und auf die Köpfe 12 und 22 verteilt aufgezeichnet.

Figur 4 stellt eine Zeittransformationseinrichtung dar. Die aufzuzeichnenden Signale werden bei 5 der Einrichtung nach Figur 4 zugeführt. Insgesamt sind vier Speicher, nämlich die Speicher 6,7,8,9 vorgesehen, welchen über die Eingänge 10 und 13 Taktsignale unterschiedlicher Frequenz zugeführt werden. Während die Frequenz f^ des Taktsignals T^ üblicherweise dem Takt des ankommenden

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digitalen Signals entspricht, weist das Taktsignal T^

■n „*· -,r^ -p -p^ geänderte Drehzahl eine Frequenz auf von f₂ = f₁ x

Die digitalen Eingangssigna.le und die Taktsignale werden nun derart über die Schalter 14-, 15,16,17 den Speichern zugeleitet, daß zu Beginn der ersten in Figur 3 dargestellten viertel Kopfradumdrehung der Speicher 6 mit den Zeilen 1 bis Έ geladen ist, was mit einem Takt T_x, erfolgte. Im Zeitabschnitt O bis 2ΕΓ χ 64· us wird der Speicher 6 im Takt T^ über den Schalter 18 ausgelesen* Die ausgelesenen Signale werden über einen Parallel-Serie-Wandler zum Kopf 11 geführt. Da dieses Auslesen einen längeren Zeitraum als eine viertel Kopfumdrehung benötigt, wird während der ersten viertel KopfUmdrehung (0 bis 90°) die während dieses Zeitraumes anfallende Information 2N + 1 bis 3N in den Speicher 7 eingeschrieben. Ab 90° Kopfraddrehung wird die in den Speicher 8 eingeschriebene Information über einen Schalter 20 und einen Parallel-Serie-Wandler 23 dem Kopf 12 zugeführt. (Zeilen N + 1 bis 2N). Während der zweiten viertel Kopfradumdrehung wird die Information der Zeilen 3N + 1 bis 4-N in den Speicher 9 eingeschrieben, während die Information der Zeilen 1 bis 2N aus den Speichern 6 und 7 ausgelesen werden. Bei einer dritten viertel Kopfradumdrehung wird schließlich der Inhalt der Zeilen 4-N + 1 bis 5N in den Speicher 6 eingeschrieben und der Inhalt der Zeilen N + 1 bis 3N aus den Speichern 7 und 8 ausgelesen. Die Schalter 14, 15, 16, 17, 18, 20 werden gemäß dem in Figur 3 dargestellten zeitlichen Ablauf von einer Steuereinheit betätigt, welcher über den Eingang 25 sin die Stellung des Kopfrades 4 (Figur 2) anzeigender Impuls zugeführt.

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Die Anordnung nach. Figur 4- ist lediglich ein Ausführungsbeispiel, Vielehes zur anschaulichen Darstellung einer Zeittransformation besonders geeignet ist. Besonders geeignet zur Zeitdehnung bzw. Zeitstauchung sind sogenannte FIFO-Speicher (first in first out), aus welchen die eingeschriebenen Signale in gleicher Reihenfolge jedoch mit einem vom Einschreiben unabhängigen Takt ausgelesen werden. Derartige Speicher sind als integrierte Bausteine - beispielsweise von der Firma Texas Instruments - unter der Bezeichnung ?4 SN 225 N erhältlich.

Zur zeitlichen Stauchung der Signale bei der Wiedergabe kann praktisch die gleiche Anordnung wie die in Figur 4 dargestellte verwendet werden, wobei lediglich die Ein- und Ausgänge sowie die Taktfrequenzen miteinander vertauscht werden.

Selbstverständlich muß der Dehnungsfaktor keine ganze Zahl sein. So ist beispielsweise bei Herabsetzung der Scannerdrehzahl um den Faktor 0,66 und Erhöhung der Kopfanzahl auf dem Kopfrad von normal 2 auf 3 am Umfang gleichmäßig verteilte Köpfe ein Dehnungsfaktor von 1,5 zu erreichen.

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Leerseite

Claims

Rl.-Nr. 1978/81 ΙΈ/PLI/Go/Hö 25.2.1981 ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart Λ Ansprüche

1. Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von digitalen Videosignalen auf einzelne einen Winkel mit der Längsrichtung eines "bandförmigen Trägers bildende Spuren, wobei der bandförmige Träger eine Abtasteinrichtung mit einem Kopfrad umschlingt, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zur Aufzeichnung auf eine Spur vorgesehene digitalen.Videosignale vor der Aufzeichnung zeitlich gedehnt und bei der Wiedergabe zeitlich gestaucht werden.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Kopfrades O) vier Magnetköpfe (11,21 bzw. 12,22) im Abstand von 90° vorgesehen sind, daß der bandförmige Träger die Abtasteinrichtung um 180° umschlingt und daß für jeweils ein Magnetkopfpaar eine Zeittransformationseinrichtung vorgesehen ist, in welche die digitalen Videosignale mit unterschiedlicher Taktfrequenz eingeschrieben und ausgelesen werden.

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3· Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die digitalen Videosignale in mehreren Spuren parallel aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Kopfrades (4-) je Spur zwei Köpfe (11,21,12,22) im Abstand von 180° vorgesehen sind, daß der bandförmige Träger die Abtasteinridhtung um 180° umschlingt und daß'für jeweils ein Magnetkopfpaar eine Zeittransformationseinrichtung vorgesehen ist, in welche die digitalen Videosignale mit unterschiedlicher Taktfrequenz eingeschrieben und ausgelesen wanden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Signale abschnittsweise gedehnt werden, wobei die jeweiligen Abschnitte der Dauer einer viertel Kopfradumdrehung entsprechen, und daß die Dehnung um einen Paktor erfolgt, der sich aus dem Verhältnis zwischen dem Kopfabstand in Grad und 180° ergibt.

5· Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeittransformationseinrichtung von einem Speicher gebildet wird, aus welchem die eingeschriebenen Signale in gleicher Eeihenfolge jedoch mit einem vom Einschreiben unabhängigen Takt ausgelesen werden (PIPO).