DE3207111C2

DE3207111C2 - Farbvideosignal-Aufzeichnungs- und/oder -Wiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE3207111C2
Application number: DE3207111A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Sagamihara Shibamoto; Nobuake Yamato Takahashi
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1982-02-27
Publication date: 1984-08-09
Also published as: NL8200762A; NL187221B; GB2097628A; NL187221C; NL187211C; FR2500978B1; DE3207111A1; FR2500978A1; US4499506A; GB2097628B

Abstract

Es wird eine Videosignal-Aufzeichnungs- und/oder -Wiedergabevorrichtung angegeben, bei der in dem analogen zusammengesetzten Videosignal (Videosignalgemisch) lediglich eine Videosignalperiode, nicht jedoch das Synchronisiersignal, mit einer Abtastfrequenz abgetastet wird, um das digitale Videosignal zu bilden, und bei der dieses digitale Videosignal auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet und von diesem wiedergegeben wird, so daß eine in der Aufzeichnungsvorrichtung und der Wiedergabevorrichtung verwendete Speicherschaltung eine geringe Speicherkapazität aufweisen kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.

Bei einer herkömmlichen Vorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines analogen zusammengesetzten Videosignals (Videosignalgemisches), insbesondere eines analogen zusammengesetzten Stehbild-Videosignals, wird die Zeitbasis des analogen zusammengesetzten Videosignals geändert und in ein niedrigeres Frequenzband umgesetzt, bevor das analoge zusammengesetzte Videosignal auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird Dabei wird das wiedergegebene Signal in einer Speicherschaltung gespeichert und dadurch in den ursprünglichen Frequenzbereich zurücktransformiert, daß die Geschwindigkeit mit der das Signal aus der Speicherschaltung ausgelesen wird, entsprechend gesteuert wird. Das auf diese Weise wiedergewonnene analoge zusammengesetzte Videosignal wird durch einen Fernsehempfänger wiedergegeben.

Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung wird das zusammengesetzte Videosignal jedoch in analoger Form aufgezeichnet und wiedergegeben. Hierbei wird die Qualität des wiedergegebenen analogen zusammengesetzten Videosignals entsprechend den Eigenschaften (Kennlinien) der Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung sowie der Speicherschaltung geringfügig verschlechtert So wird besonders dann, wenn das Videosignal ein Stehbild darstellt, eine Störung in dem wiedergegebenen Bild deutlicher als bei einem Videosignal festgestellt, das ein laufendes Bild darstellt Daher tritt eine Verschlechterung der Qualität des wiedergegebenen Videosignals in dem wiedergegebenen Bild besonders dann deutlich in Erscheinung, wenn das analoge zusammengesetzte Videosignal, das aufgezeichnet und wiedergegeben werden soll, ein Stehbild darstellt.

Bei einer bekannten Aufzeichnungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art (SMPTE Journal, September 1980, Vol. 89, S. 658—662) wird das analoge Videosignal in ein digitales Videosignal umgesetzt und das digitale Videosignal abwechselnd auf zwei Kanäle verteilt, um das digitale '"'ideosignal in zwei parallele Daten aufzuteilen. Ferner werden die analogen Audiosignale mehrerer Kanäle in digitale Audiosignale umgesetzt. Das Aufzeichnen des digitalen Videosignals und der digitalen Audiosignale erfolgt durch verschiedene Köpfe, d. h. zwei Video-Köpfe und einen Audio-Kopf. Dabei werden die beiden parallelen Daten des digitalen Videosignals in zwei parallelen Spuren und die digitalen Audiosignale in einer weiteren parallelen Spur auf dem Band aufgezeichnet. Die Aufzeichnung erfolgt nicht während der Vertikalaustastperiodirn und der Horizontalaustastperioden des Videosignals. Die Geschwindigkeit, mit der die Daten des digitalen Videosignals und die der digitalen Audiosignale aufgezeichnet werden, sind jedoch verschieden. Außerdem werden das digitale Videosignal und die digitalen Audiosignale nach verschiedenen Verfahren codiert Daher müssen für das Videosignal und die Audiosignale voneinander unabhängige (eigene) Signalverarbeitungsschaltungen vorgesehen sein. Die Vorrichtung ist daher sehr aufwendig.

Bei einer ähnlichen bekannten Vorrichtung (Television, The Journal of the Royal Television Society, Bd. 17, 1979, H. 12, S. 7-10), wie der zuletzt geschilderten Vorrichtung, Werden die Synchronisiersignale und das Farbsynchronsignal dem wiedergegebenen Videosignal zugesetzt, bevor es in das normale Videosignal umgesetzt wird, wenn die Synchronisiersignale und das Farbsynchronsignal bei der Aufzeichnung weggelassen werden. Wenn das Farbsynchronsignal bei der Aufzeichnung vollständig unterdrückt wird, muß es dem wiedergegebenen Videosignal bei der Wiedergabe jedoch in der richtigen Phasenlage zugesetzt werden. Wenn das Zusetzen des Farbsynchronsignals nicht richtig ausgeführt wird, tritt in dem wiedergegebenen Bild eine Farbphasenverzerrung auf. Eine Generatorschaltung, die stabil arbeitet und das Farbsynchronsignal stets mit der richtigen Phasenlage erzeugt hat einen komplizierten Aufbau und ist daher aufwendig.

Sodann, ist eine Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung bekannt (DE-OS 29 31 605), bei der das analoge Videosignal in ein digitales Videosignal umgesetzt, das digitale Videosignal nach einem vorbestimmten Verfahren codiert (in ein vorbestimmtes Format gebracht) und das codierte Videosignal auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird. Bei der Wiedergabe wird dann das abgespielte codierte Videosignal dem gegenüber der Aufzeichnung umgekehrten Umsetzverfahren unterzogen. Ferner ist bei dieser bekannten Vorrichtung (siehe Fig. 7) eine Schaltung zum Umsetzen des analogen Audiosignals in eil digitales Audiosignal vorgesehen. Das digitale Audiosigial wird nach dem gleichen Verfahren wie das Videosignal codiert, so daß das codierte Audiosignal auch durch die für das codierte Videosignal in der Aufzeichnungs- und Wiedergabesch.Jtung vorgesehene Übertragungsschaltung durchgelassen werden kann. Das heißt, bei dieser bekannten Vorrichtung wird das Videosignal oder das Audiosignal selektiv aufgezeichnet und wiedergegeben.

Dagegen werden bei dieser bekannten Vorrichtung (siehe Fig. 7) nicht das digitale Videosignal und digitale Audiosignal mehrerer Kanäle gemischt (überlagert) und nicht gleichzeitig aufgezeichnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Vorrichtungen der gattungsgemäßen Arten anzugeben, die bei hoher Bild- und Tonqualität einen einfacheren Aufbau aufweisen.

Lösungen dieser Aufgabe sind in der, Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet.

Diese Lösungen beziehen sich auf die Aufzeichnung und/oder Wiedergabe digitaler Audiosignale mehrerer Kanäle und eines digitalisierten Videosignals für ein Stehbild (oder Standbild).

Da die höchste Frequenz der analogen Videosignale wesentlich größer als die höchste Frequenz des analogen Audiosignals ist, ist die Abtastfrequenz, mit der die analogen Signale bei der Umsetzung in digitale Signale abgetastet werden, bei dem Videosignal wesentlich größer als bei den Audiosignalen. Bei der erfindungsgemä-Ben Lösung wird das sich durch die Digitalisierung des analogen Videosigneis ergebende digitale Videosignal in dem Speicher gespeichert und das gespeicherte Si gnal aus dem Speicher als digitales Videosignal mit einer Fiequenz ausgehen, die gleich der Frequenz ist, mit der die analogen Audiosignale bei der Analog/Digital-Umsetzung abgetastet werden. Dies entspricht tiner Zeitbasisexpansion und nicht einer Zeitbasiskompression, wie sie bei der gattungsgemäßen Vorrichtung angewandt wird.

b0 Ferner wird bei der erfindungsgemäßen Lösung ein über den Rand des Bildschirms im Fernsehempfänger hinausgehender Videosignalteil unterdrückt, ebenso wie Synchronisiersignalzeitabschnitte beim Auslesen des digitalen Videosignals aus dem Speicher weggelassen

b5 werden. Bezüglich de- Farbsynchronsignal ist dafür gesorgt, daß aus dem Speicher nur dasjenige digitale Farbsynchronsignal ausgelesen wird, das dem an zwei Stellen eines Vollbildes des analogen Farbvideosignals liegen-

den Farbsynchronsignal entspricht und an diesen beiden Stellen gegensinnige Phasenlagen hat. Denn die Phasenlage des Farbsynchronsignals kehrt sich nach jeder Horizontalablenkperiode um, und aus diesem Grunde kann, wenn das an diesen beiden Stellen liegende Farbsynchronsignal aufgezeichnet wird, ein Farbsynchronsignal mit der richtigen Phasenlage in jede der Horizontalablenkperioden des wiedergegebenen Videosignals entsprechend dem aufgezeichneten Farbsynchronsignal eingefügt werden. Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann die Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger über einen einzigen Modulator nach der Umsetzung der parallelen Daten des digitalen Videosignals und der digitalen Audiosignale mehrerer Kanäle in serielle Daten ausgeführt werden, so daß sich ein sehr einfacher Schaltungsaufbau ergibt. Da ferner die Informationsmenge des Videosignals durch die erwähnte Signalverarbeitung verringert wird, kann ein Speicher mit geringer Speicherkapazität verwendet werden. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es daher möglich, ein Stehbild mit hoher Bildqualität und ein Audiosignal mit hoher Tonqualität aufzuzeichnen und wiederzugeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend an Hand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Aufzeichnungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Videosignalaufzeichnungs- und/oder -wiedergabevorrichtung,

Fig.2 ein Diagramm zur Erläuterung des Aufbaus eines Blocks eines digitalen Signals, das durch die Aufzeichnungsvorrichtung nach F i g. 1 aufgezeichnet werden soil.

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Aufzeichnungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Videosignalaufzeichnungs- und/oder -wiedergabevorrichtung,

F i g. 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines wesentlichen Teils der Wiedergabevorrichtung nach F i g. 3.

F i g. 5(A) bis 5(E) den Verlauf von Signalen, die in den Teilen des Blockschaltbildes nach F i g. 4 auftreten,

F i g. 6 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines wesentlichen Teils der Wiedergabevorrichtung nach F i g. 3 und

F i g. 7(A) bis 7(C) den Verlauf von Signalen zur Erläuterung der Wrikungsweise des Blockschaltbildes nach Fig. 6.

Anhand von Fig. I wird zunächst ein Ausführungsbeispiel einer Wiedergabevorrichtung der erfindungsgemäßen Videosign?!aufzeichnungs- und/oder -wiedergabevorrichtung beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Videogehalt des analogen zusammengesetzten Videosignals (Videosignalgemisches) ein Farbstehbild und der Aufzeichnungsträger ein rotierender Aufzeichnungsträger (nachstehend einfach Platte genannt), um die Erläuterung zu vereinfachen. Ferner wird ein Beispiel beschrieben, bei dem Signale von vier Kanälen in einer Spur der Platte aufgezeichnet und das Videosignal und das Audiosignal gleichzeitig auf der Platte aufgezeichnet werden. Der Videogehalt des analogen zusammengesetzten Videosignals, der Aufzeichnungsträger (oder die Übertragungsstrecke) und dergleichen sind nicht auf die des beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt

Nach F i g. 1 wird ein analoges zusammengesetztes Videosignal mit einem Farbstehlbild als Videogehalt einem Analog/Digital-Umsetzer 15 (nachstehend A/D-Umsetzer genannt) über einen Eingangsanschluß 11 zugeführt. Das Videosignal wird mit einer ersten Abtastfrequenz (von beispielsweise 10,7 MHz) im A/D-Umsetzcr 15 abgetastet und quantisiert. Dabei wird das Videos signal in ein digitales Videosignal (PCM-Vidcosignal) mil acht Bits als Quantisicrungszahl umgesetzt. Das Ausgangssignal des A/D-Umsetzcrs 15 wird einer Schallung 16 zugeführt, die einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine Steuerschaltung enthält. In dem

ίο Direktzugriffsspeicher wird ein Vollbild des zusammengesetzten Videosignals gespeichert.

Über Eingangsanschlüsse 12, 13 und 14 werden jeweils Audiosignale eines ersten, zweiten und dritten Kanals einem Analog/Digital-Umsetzer 17 zugeführt. Diese Audiosignale werden mit einer zweiten Abtastfrequenz (von beispielsweise 47,25 kHz) im A/D-Umsetzer 17 abgetastet und quantisiert. Dabei werden die Audiosignale in ein digitales Audiosignal (PCM-Audiosignal) mit sechzehn Bits als Quantisierungszahl umgesetzt.

Das vom A/D-Umsetzer 17 erzeugte digitale Audiosignal mit einer Abtastfrequenz von 47,25 kHz und einer Quantisierungszahl von sechzehn Bits wird einer Signalverarbeitungsschaltung 18 als ein Signal für drei Kanäle zugeführt.

Das digitale Videosignal mit einer Abtastfrequenz von 10.7 MHz und einer Quantisierungszahl von acht Bits wird in seiner Zeitbasis gedehnt und aus der Schaltung 16 als digitales Videosignal mit einer Abtastfrequenz von 94,5 kHz und einer Quantisierungszahl von

ίο acht Bits (was einer Abtastfrequenz von 47,25 kHz und einer Quantisierungszahl von sechzehn Bits entspricht) ausgelesen. Dieses digitale Videosignal wird der Signalverarbeitungsschaltung 18 als Signal für einen Kanal zugeführt.

Wie nachstehend noch beschrieben wird, ist der Synchronisiersignalteil des analogen zusammengesetzten Videosignals aus diesem digitalen Videosignal entfernt, so daß das digitale Vidcosign^i nur in der Videosigna!- periode ein digitales Signal ist, das den Videoinformationsgehalt darstellt. Um dieses digitale Signal nur in der Videosignalperiode zu erhalten, speichert der Direktzugriffsspeicher in der Schaltung 16 das digitale Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 15 so wie es ist, um dieses digitale Ausgangssignal dann als digitales Videosignal auszulesen, das lediglich einem Videosignal in der Videosignalperiode entspricht Der Direktzugriffsspeicher in der Schaltung 16 speichert ferner ein Signal, das nur einem in der Videosignalperiode des digitalen Ausgangssignals des A/D-Umsetzers 15 liegenden Videosiso gnal entspricht, und dieses Signal wird als das digitale Videosignal aus dem Speicher ausgelesen.

Die Signalverarbeitungsschaltung 18 bewirkt eine derartige Signalverarbeitung, daß ihre digitalen Eingangssignale für insgesamt vier Kanäle einer Parallel-Serien-Umsetzung unterzogen werden, die digitalen Signale für jeden Kanal jeweils in vorbestimmte Abschnitte aufgeteilt und diese aufgeteilten Signale nach dem Zeitmultiplexverfahren verschachtelt werden. Ferner addiert die Signalverarbeitungsschaltung 18 ein Fehlerkorrektursigna], ein Fehlersignalfeststellsignal, ein Synchronisiersignal, das den Anfang eines Blocks darstellt, und ein Steuersignal (Adressensignal) zur Durchführung der Lageregelung einer Signalabtastvorrichtung und zur Durchführung einer Warteschlangeneinreihungsoperation bei der Wiedergabe der Platte zu den obenerwähnten Signalen, um ein digitales Signal zur Aufzeichnung zu bilden.

Ein Block des durch die Signalverarbeitungsschaltung

sz υ/ in

18 zur Aufzeichnung erzeugten digitalen Signals ist in F i g. 2 dargestellt. Dieser Block besteht aus einem Synchronisiersignal 31 aus zehn Bits, die den Anfang des Blocks darstellen, digitalen Audiosignalen 32,33 und 34, die jweils sechzehn Bits aufweisen, für den ersten, zweiten und dritten Kanal (Kanal 1 bis Kanal 3), einem digitalen Videosignal 35 mit sechzehn Bits für den vierten Kanal 'Äanal 4), Fehlersignalkorrektursignalen 36 und 37 mit jiweils sechzehn Bits, einem Fehlersignalfeststellsignal (CRC) 38 mit 23 Bits und einem Steuersignal 39 mit einem Bit.

Bezeichnet man die Fehlersignalkorrektursignalc 36 und 37 mit Pund Q. dann lassen sich diese Signale durch die folgenden Gleichungen (1) und (2) darstellen. In den Gleichungen (1) und (2) stellen WX, W 2, W3 und W 4 jeweils digitale Signale von Kanal 1 bis Kanal 4 dar (wobei diese Signale normalerweise digitale Signale in jeweils verschiedenen Blöcken sind), bezeichnet T eine

tet ® eine Zweierkomplementaddition.

Das Fehlersignalfeststellsignal (CRC) 38 ist ein Rest aus 23 Bits, die sich ergeben, wenn jedes Wort, d. h. die Signale 32 bis 35 von Kanal 1 bis Kanal 4, die im gleichen Block liegen, und die P- und Q-Signale 36 und 37 beispielsweise durch ein Erzeugungspolynom χ²³ +χ +x* + x+\ dividiert werden. Dieses Signal 38 dient zur Feststellung, ob ein Fehler in einem Wort des Blocks, der wiedergegeben wird, vorliegt. In einem Block wird jeweils ein Bit des Steuersignals 39 übertragen, so daß alle Bits des Steuersignals beispielsweise durch 126 Blöcke übertragen werden (d. h„ das Steuersignal 39 enthält 126 Bits).

Die Signalverarbeitungsschaltung 18 erzeugt nacheinander Blöcke eines digitaien Signals mit 130 Bits pro Block, wie es in F i g. 2 dargestellt ist. Dieses digitale Signal wird einer Modulationsschaltung 19 als nächster Stufe zugeführt. Darin wird das digitale Signal einer modifizierten Frequenzmodulation (MFM) unterzogen und beispielsweise durch Frequenzmodulation eines Trägers in ein frequenzmoduliertes Signal umgesetzt. Das frequenzmodulierte Signal wird durch ein Aufzeichnungsgerät 20, das einen Laserstrahl und dergleichen benutzt, auf einer Platte 21 aufgezeichnet.

So wird beispielsweise eine Reihe intermittierender Vertiefungen als spiralförmige Hauptspur auf der Platte 21 aufgezeichnet. Diese Hauptspur wird in der Weise gebildet daß die erwähnten digitalen Audiosignale der drei Kanäle und das digitale Videosignal des einen Kanals zeitlich nacheinander in Blockeinheiten mit dem in Fig. 2 dargestellten Signalformat zusammengesetzt werden. Ferner werden in einem Bereich zwischen den Mittellinien benachbarter Hauptspuren Reihen aus intermittierenden Vertiefungen als Hilfsspur aufgezeichnet Die Spur wird abwechselnd mit einem ersten und einem zweiten Bezugssignal fp 1 und fp 2 — in Form von Impulsfolgen — zur Spurnachlaufregelung für eine Umdrehungsperiode der Platte aufgezeichnet. Ferner wird auf der Haupt- oder Hilfsspur, an der Stelle, wo die beiden Bezugssignale fp 1 und fp 2 umgeschaltet werden, ein drittes Bezugssignal fp3 aufgezeichnet Im Wiedergabegerät werden die aufgezeichneten Signale dadurch abgetastet und wiedergegeben, daß eine Änderung der elektrostatischen Kapazität zwischen der Platte und einer Klekirodc eines Abtaststift (Nadel), die über die Platte gleitet und geführt wird, festgestellt wird. Die Platte 21 enthält jedoch keine Führungsrillen für den Wiedergabestift. Das Nachführen des Abtaststiftes längs einer Spur wird in der Weise bewirkt, daß die abgetasteten Größen der drei Be/ugssignalc fp 1 bis fp 3 diskriminiert werden.

Wenn die Abtastfrequenz 10,7 MHz (genauer gesagt das Dreifache der Chrominanzhilfsträgerfrequenz von

to 3,579545 MHz) und die Quantisierungszahl acht Bits beträgt, beträgt die bei einem Vollbild eines NTSC-Farbvideosignals zu übertragende Informationsmenge 2 866 502.5 (= 3 · 3 579 545 · 8 : 29,97). da die Vollbildfrequenz 29,97 Hz beträgt. Um ein Signal mit dieser

is Informationsmenge aufzuzeichnen und wiederzugeben, ist daher ein Direktzugriffsspeicher mit einer Speicherkapazität von 2,87 · IO*¹ Bits sowohl in der Aufzeichtiungsals auch in der Wiedergabevorrichtung erforder-

jo des Direktzugriffsspeichers jedoch möglichst klein sein. Krfindiingsgcniäß sind daher Vorkehrungen getroffen, um diese Forderungen zu erfüllen.

Dieses Ausführungsbeispiel ist eine konkrete Ausführungsform des nachstehend geschilderten Prinzips.

Im allgemeinen enthält das zusammengesetzte Videosignal einen Bildinformationsteil in einer Videoperiode. Horizontal- und Vertikalsynchronisiersignale in einer Synchronisierperiode, Horizontal- und Vertikalaustastsignale und dergleichen. Wenn jedoch das in der Synchronisierperiode liegende Signal in der Wiedergabevorrichtung zugesetzt wird, braucht das Signal nicht in der Synchronisierperiode übertragen zu werden.

Ferner wird, wenn das zusammengesetzte Videosignal ein zusammengesetztes Farbvideosignal ist, das Farbsynchronsignal im allgemeinen in einem mit der hinteren Schwarzschulter des Horizontalsynchronisiersignals nach dem Zeitmultiplexverfahren gemischten Zustand übertragen. Wenn daher die Qualität des das zusammengesetzte Videosignal erzeugenden Geräts in einem vorbestimmten Bereich liegt, ist die Phasenänderung innerhalb eines Vollbildintervalls gering. Wenn außerdem das Verhältnis der ersten Abtastfrequenz zur Chrominanzhilfsträgerfrequenz ganzzahlig gewählt und das Verhältnis der Farbsynchronsignalfrequenz zur ersten Abtastfrequenz in der Wiedergabevorrichtung konstant gehalten wird, werden die Positionen des Farbhilfsträgers des ersten und letzten Trägerchrominanzsignals der Bildinformation bei einem Vollbild in vorbestimmten Positionen beibehalten, sofern keine Zitterkomponente (Frequenzänderungskomponente) zwischen beiden Frequenzen in der Aufzeichnungsvorrichtung und der Wiedergabevorrichtung eingeführt wird. In diesem Falle braucht das Farbsynchronsignal nicht in jeder Horizontalablenkperiode übertragen zu werden.

Vielmehr genügt es, pro Vollbild nur ein Farbsynchronsignal zu übertragen (aufgeteilt in acht Zyklen). Dennoch kann das erforderliche Farbsynchronsignal in der Wiedergabevorrichtung in jeder Horizontalablenkperiode in Abhängigkeit von dem bei jedem Vollbild übertragenen Farbsynchronsignal zugesetzt werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird daher nur das in derjenigen Videoperiode, die die Videoinformation darstellt, liegende Videosignal des zusammengesetzten Videosignals aufgezeichnet Wenn es sich um ein NTSC-Farbvidcosignal handelt, gibt es 487 effektive Abtastbzw. Ablenkzellen von 525 Zeilen. Außerdem beträgt die Zeit, in der kein Videosignal vorhanden ist, 16,5% in einer Horizontalablenkperiode. Die für ein Vollbild er-

forderliche Informationsmenge beträgt daher
2866502,5 x -^- x (1 -0,165) = 2220283,6 (Bits).

Das Farbsynchronsignal wird jedoch getrennt übertragen.

Die Speicherkapazität der im Handel erhältlichen Direktzugriffsspeicher (RAM) ist 2" Bits (wobei η eine ganze Zahl ist). Wenn ein Direktzugriffsspeicher mil einer Speicherkapazität von 2²¹ ( = 2 097 152) Bits verwendet wird, ist seine Speicherkapazität gegenüber der oben angegebenen Informationsmenge für ein Vollbild mit 2,22 · 10* Bits um 5.87% zu klein.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Vorkehrungen getroffen, um die bei der Aufzeichnung und Wiedergabe erforderliche Informationsmenge noch weiter zu verringern. So wird bei handelsüblichen Fernsehempfängern eine Überablenkung durchgeführt, bei der die Ablenkung so weit über den Bildschirm erfolgt, daß die in den vier Ecken liegenden Bildteile eines Vollbildes nicht sichtbar sind. Wenn dann die in den vier Ecken eines Bildes liegenden Bildteile teilweise entfallen, entstehen in der keine Schwierigkeiten, da diese Bildteile nicht notwendigerweise übertragen werden müssen. Wenn diese Teile dann sieben Abtastzeilen (1,3.3%) und vierundzwanzig Abtastwerten (35%) in Horizontalrichtung entsprechen, ist die bei einem Vollbild aufzuzeichnende und wiederzugebende Informationsmenge gleich

2866502,5 X

487-7
525

x (1-0,165-0,035)

2096641,8 (Bits).

Diese Informationsmenge von etwa 2,1 · 10⁶ Bits ist kleiner als die Speicherkapazität eines Direktzugriffsspeichers mit einer Speicherkapazität vor. 2^2! Bits. Wenn daher in der beschriebenen Weise vorgegangen wird, ist es möglich, ein digitales Videosignal für ein Vollbild in einem Direktzugriffsspeicher mit einer Speicherkapazität von 2²¹ zu speichern. Die Steuerschaltung dient lediglich zur Speicherung des sich auf das im Direktzugriffsspeicher gespeicherte Bild beziehenden Videosignals.

Wenn dabei die Anzahl der Abtastwerte in einer Horizontalablenkperiode (Zeile) 546 beträgt, ist die Anzahl der Abtastzeilen bei einem Bild gleich 480, während die Quantisierungszahl acht Bits beträgt, wobei 2 096 640 (= 546 · 480 ■ 8) Bits erforderlich sind, und die Differenz zu 2²¹ Bits gleich 512 Bits ist. Zur Übertragung eines Farbsynchronsignals sind 192 Bits ( = 8 Zyklen · 3 Abtastwerte · 8 Bits) ausreichend. Die Aufzeichnung und Übertragung des Farbsynchronsignals kann daher innerhalb dieser 512 Bits sicher bewirkt werden.

Bekanntlich kehrt sich die Phasenlage des Farbsynchronsignals bei einem NTSC-Farbvideosignal in jeder Horizontalablenkperiode um. Wenn daher das Farbsynchronsignal (aufgeteilt auf acht Zyklen) einmal pro Vollbild in der beschriebenen Weise aufgezeichnet und wiedergegeben (übertragen) wird, muß die Phasenlage eines Farbsynchronsignals in jeder Horizontalablenkperiode digital oder in der Wiedergabevorrichtung analog umgekehrt werden. Um diese Maßnahmen zu vermeiden, können zwei Arten von Farbsynchronsigrialcrr mit entgegengesetzten Phasenlagen aufgezeichnet vnd wiedergegeben (übertragen) werden.

Nachstehend wird die Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels einer Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe (zum Abspielen) einer mittels der obigen Aufzeichnungsvorrichtung bespielten Platte anhand von

ϊ Fig.3 beschrieben. In Fig.3 ist die Darstellung einer Spurnachlaufregeleinrichtung weggelassen. In Fig.3 wird die Platte 21 mit einer Drehzahl von beispielsweise 900 U/min gedreht. Die aufgezeichneten Signale werden durch eine Signalabiastvorrichtung 41 von der Plat-

K) te 21 abgetastet und wiedergegeben. Diese Signalabtastvorrichtung 41, auch Abnehmer genannt, enthält eine Schaltung, die auf kleine Änderungen der elektrostatischen Kapazität zwischen der Platte 21 und einer Elektrode eines Abtaststiftes infolge des Vorhandenseins und NichtVorhandenseins der Vertiefungen anspricht. Die Resonanzfrequenz eines in der Signalabtastvorrichtung 41 enthaltenen Schwingkreises ändert sich in Abhängigkeit von dieser elektrostatischen Kapazität. Die Signalabtastvorrichtung 41 erzeugt an ihrem Ausgang cas aufgezeichnete Signal, indem diesem Schwingkreis ein Signal mit konstanter Frequenz zugeführt wird.

Das aus der Hauptspur abgetastete (zuvor aufgezeichnete) und durch die Signalabtastvorrichtung (41) wiedergegebene Signal wird in einer Demodulationsschaltung 42 FM-demoduliert und dann einer MFM-Decodierung unterzogen. Dabei wird das wiedergegebene Signal in ein in einer zeitlichen Reihenfolge gemischtes Signal mit dem in F i g. 2 dargestellten Format umgeformt. Das Ausgangssignal der Demodulationsschaltung 42 wird einer Fehlerkorrektureinrichtung 44 zugeführt. Das Ausgangssignal der Demodulationsschaltung 42 wird entschachtelt und anhand des Fehlersignalfeststellsignals CRC daraufhin überprüft, ob ein Fehler aufgetreten ist. Die Korrektur und Wiederherstellung des Fehlersignals (fehlerhaften Signals) wird dadurch bewirkt, daß die Fehlersignaikorrektursignale P und Q nur dann verwendet werden, wenn ein Fehler festgestellt wird.

Die Fehlerkorrektureinrichtung 44 erzeugt daher ein digitales Vierkanal-16-Bit-Signal und ein Abtaststeuersignal ohne Fehler. Diese Ausgangssignale werden einem Serien-Parallel-Umsetzer 45 zugeführt, ir> dem die Signale einer Serien-Parallel-Umsetzung unterzogen und in ein paralleles Signal umgesetzt werden. Das digitale Dreikanal-16-Bit-Audiosignal aus dem Serien-Parallel-Umsetzer 45 wird in einem D/A-Umsetzer 46 einer Digital/Analog-Umsetzung unterzogen und über Ausgangsanschlüsse 47,48 und 49 ausgegeben. Das Abtaststeuersignal wird einer vorbestimmten (nicht dargestellten) Schaltung zur Hochgeschwindigkeitsaufsuche und dergleichen zugeführt.

Andererseits wird das digitale Videosignal des vierten Kanals einer Wiedergabeschaltung 50 zugeführt. In der Wiedergabeschaltung 50 wird das digitale Videosignal in ein analoges zusammengesetztes Videosignal (in diesem Beispiel ein Farbstehbildsignal) in einer vorbestimmten Fernsehnorm umgesetzt, nachdem die Abtastfrequenz umgesetzt wurde, und dem digitalen Videosignal das Synchronisierungssignal sowie das Farbsynchronsignal zugesetzt Das analoge zusammengesetzte Videosignal wird über einen Ausgangsanschluß 51 abgegeben.

Nachstehend wird anhand von Fig.4 ein Ausführungsbeispiel der in Fig.3 dargestellten Wiedergabe-

b5 schaltung 50 beschrieben. Das die zweite Abtastfrequenz von 47,25 kHz und die Quantisierungszahl von 16 Bits aufweisende digitale Videosignal und das Farbsynchronsignal, die jeweils durch den Serien-Parallel-

Umsetzer 45 erzeugt werden, werden einer Speicher schaltung 62 über einen Iiingang.sanschluß61 zugeführt. In der Speicherschaltung 62 werden die Signale für eil» '.'■ollbild gespeichert. Ferner wird das Signal eines nicht dargestellten Oszillators mit einer Frequenz, die gleich der ersten Abtastfrequenz von 10,7 MHz ist, einem Videopcriodensignalgenerator 64, einem Farbsynchronperiodensignalgenerator 65 und einem Signalgenerator 66 über einen Eingangsanschluß 63 zugeführt. Der Signalgenerator 66 erzeugt daher ein Horizontalsynchronisiersignal a, dessen Verlauf in Fig.5(A) dargestellt und mit der Frequenz von 10,7 MHz synchronisiert ist, und ein nicht dargestelltes Vertikalsynchronisiersignal. Diese Synchronisiersignale werden vom Videoperiodensignalgenerator 64, dem Farbsynchronperiodensignalgenerator 65 und einer Mischschaltung 69 zugeführt, die nachstehend noch beschrieben werden.

Dc Farbsynchronperiodensignalgcnerator 65 erzeugt ein Signa! k, das in Fig.5{B) dargestellt ist und der Speicherschaltung 62 zugeführt wird. Das in der Speicherschaltung 62 gespeicherte Farbsynchronsignal wird während einer Periode ausgelsen, die der Periode entspricht, in der das Farbsynchronsignal ursprünglich vorhanden sein sollte, wenn der Speicherschaltung 62 das Signal b zugeführt wird. Andererseits erzeugt der Videoperiodengenerator 64 ein Signal c, das in F i g. 5(C) dargestellt ist und der Speicherschaltung 62 zugeführt wird. Das in der Videoperiode vorhandene digitale Videosignal, das in der Speicherschaltung 62 gespeichert ist, wird während einer Periode ausgelesen, die der Videoperiode entspricht, wenn der Speicherschaltung 62 das Signal c zugeführt wird. Das in der Videoperiode liegende digitale Videosignal wird in der Videoperiode ausgelesen, während das digitale Signal des Farbsynchronsignals in der Farbsynchronperiode aus der Speicherschaltung 62 ausgelesen wird, so daß die Abtastfrequenz gleich 10.7 MHz wird. Die auf diese Weise aus der Speicherschaltung 62 ausgclesenen Signale werden in einem D/A-Umsetzer 67 jeweils einer Digital/Analog-Umsetzung unterzogen. In einem Tiefpaßfilter 68 werden aus dem analogen Ausgangssignal des D/A-Umsetzers 67 Frequenzkomponenten entfernt, die höher als die halbe Frequenz von 10, 7 MHz liegen. Auf diese Weise ergibt sich das in F i g. 5(D) dargestellte Signal d. Das analoge Videosignal tritt in den Farbsynchronsignal- und Videosignalperioden des obigen in zeitlicher Reihenfolge gemischten analogen Signals d auf. Das Signal rf wird der Mischschaltung 63 zugeführt. Die Mischschaltung 69 mischt das analoge Signal d mit dem Horizontalsynchronisiersignal a und dem Vertikalsynchronisiersignal aus dem Signalgenerator 66 und bildet daraus ein Signal e, das in Fig.5(E) dargestellt ist. Dieses Signal e ist ein analoges zusammengesetztes Farbvideosignal in der NTSC-Norm und wird einem Ausgangsanschluß 70 zugeführt

Um ein digitales Farbsynchronsignal zu erhalten, das in einer Horizontalablenkperiode bei der Wiedergabe einer Platte, auf der das Farbsynchronsignal in einer Länge von acht Zyklen pro Vollbild aufgezeichnet ist, umgekehrt wird, braucht das Codebit des digitalen Signals des Farbsynchronsignals, das aus der Speicherschaltung 62 ausgelesen wird, nur in jeder Horizontalablenkperiode einmal umgekehrt zu werden.

Nachstehend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der in F i g. 3 dargestellten Wiedergabeschaltung 50 anhand des in F i g. 6 dargestellten Blockschaltbildes beschrieben. In Fig.6 sind diejenigen Teile, die den in F i g. 4 dargestellten Teilen entsprechen, mit den gleichen Ik'/iiKS/.iililcn versehen.

Die ask· AbUiMfreqiicn/. betrügt wieder 10.7 MHz₁ d. h. das Dreifache der Frequenz ties Trägerchrominanzsignals in dem analogen zusammengesetzten Vidcosignd. Jeder dritte Abtastwert des digitalen Videosignals einer gleichbleibenden Bildinformation ist daher der gleiche. Wenn daher ein Fehler auftritt, z. B. infolge eines Ausfalls und dergleichen, der nicht durch die Fehlerkorrektureinrichtung 44 korrigiert werden kann, ίο dann ändert sich die Charakteristik des Trägerchrominanzsignals, insbesondere wenn Vorhaltoperationen und dergleichen in bezug auf das digitale Videosignal ohne einen Demodulator ausgeführt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird daher eine Verschlechterung der Qualität des wiedergegebenen Bildes aufgrund nicht korrigierbarer Fehler dadurch verhindert, daß ein drei Abtastungen früher liegender Wert verwendet wird, wie noch beschrieben wird.

N:irh I⁷1 ν h werden this digitale Videosignal mit der zweiten Abtastfrequenz von 47,25 kHz und der Quantisicrungszahl «on Ib Bits und das Farbsynchronsignal, die jeweils durch den Serien-Parallel-Umsetzer 45 erzeugt werden, einer Verzögerungsschaltung 82 mit einer Verzögerungszeil von drei Abtastungen über einen Eingangsanschluß 81 zugeführt. Diese Signale werden daher um eine Zeit verzögert, die drei Abtastungen entspricht, und einem Anschluß q eines Signalumschaltkreises 83 zugeführt. Außerdem werden die Signale vom Eingangsanschluß 81 direkt einem Anschluß ρ des Signalumschaltkreises 83 zugeführt. Wenn daher das über den Eingangsanschluß 81 zugeführte digitale Videosignal nach der Digital/Analog-Umsetzung den in Fig.7(A) dargestellten Verlauf aufweist, dann hat das durch die Verzögerungsschaltung 82 verzögerte Signal nach der Digital/Analog-Umsetzung den in Fig. 7(C) dargestellten Verlauf, in den F i g. 7(A) und 7(C) bezeichnen »O« und » χ « jeweils Positionen von Abtastpunkten und Positionen von Abtastpunkten, die nicht korrigiert werden konnten.

Während der Zeit, in der ein Fehlcrkorrektur-Unfähigkeitssignal, das erzeugt wird, wenn die Fehlerkorrektureinrichtung 44 keine Fehlerkorrektur durchführen kann, einem Eingangsanschluß 44 zugeführt wird, liegt ein Umschallkontakt des Signalschaltkreises 83 ar.i An-Schluß q. Zu anderen Zeiten liegt der Umschaltkontakt dagegen am Anschluß p. Das digitale Videosignal und das Farbsynchronsignal, die über den Eingangsanschluß 81 zugeführt werden, werden daher normalerweise der Speicherschaltung 62 über den Anschluß ρ des Umso Schaltkreises 83 zugeführt. Dabei wird das einem Vollbild entsprechende Signal in der Speicherschaltung 62 gespeichert.

Wenn sich der Fehler nicht korrigieren läßt, wird dem Signalumschaltkreis 83 über den Eingangsanschluß 84 ein Impuls /"zugeführt, der in Fig.7(B) dargestellt ist, und daraufhin wird der Umschaltkontakt mit dem Anschluß q verbunden. Daraufhin wird das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 82 der Speicherschaltung 62 über den Signalumschaltkreis 83 zugeführt Wenn es daher nicht möglich ist, den Fehler zu korrigieren, werden anstelle des augenblicklichen digitalen Videosignals und Farbsynchronsignals die drei Abtastungen früher liegenden der Speicherschaltung 62 zugeführt Selbst wenn es daher unmöglich ist, den Fehler zu korrigieren, b5 wird am Ausgangsanschluß 70 ein zusammengesetztes Videosignal erzeugt, das keine merklichen Störungen und Ausfälle im wiedergegebenen Bild aufgrund der Unfähigkeit, den Fehler zu korrigieren, bewirkt.

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Für den Fall, daß es nach weiteren drei Abtastungen zum zweitenmal nicht möglich ist, den Fehler zu korrigieren (dieser Fall tritt in der Praxis kaum auf), können dahingehende Vorkehrungen getroffen sein, daß, wenn der Fehler zum zweitenmal nicht korrigiert werden 5 kann, die augenblicklichen Daten durch sechs Abtastungen früher liegende Daten ersetzt werden.

Die geschilderte Aufzeichnung und Wiedergabe ist nicht auf die Aufzeichnung und Wiedergabe über einen Aufzeichnungsträger beschränkt, sondern kann auch ei- io ne Signalübertragung, d. h. das Senden und Empfangen eines Signals, über einen Ubertragungskanal umfassen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

!.Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Farbvideosignals und von Audiosignalen mit einer ersten Umsetzeinrichtung zum Abtasten eines analogen zusammengesetzten Farbvideosignals mit einer ersten Abtastfrequenz, die gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Chrominanzhilfsträgerfrequenz des analogen zusammengesetzten Farbvideosignals ist, um das analoge zusammengesetzte Farbvideosignal in ein digitales Farbvideosignal umzusetzen, wobei das analoge zusammengesetzte Farbvidcosignai ein Luminanzsignal und ein Trägerchrominanzsignal, die in einer Videosignalperiode liegen. Synchronisiersignale, die in Synchronisiersignalperioden liegen, und ein Farbsynchronsignal, das in einer Farbsynchronsignalperiode liegt aufweist; mit einer Dateneinsparungseinrichtung zur Bildung eines digitalen Farbvideosignals, aus dem die den horizontalen und vertikalen Austastintervallen entsprechenden Signale eliminiert sind, »us dem Ausgangssignal der ersten Umsetzeinrichtung; mit einer zweiten Umsetzeinrichtung zum Abtasten analoger Audiosignale mehrerer Kanäle mit einer zweiten Abtastfrequenz, die niedriger als die erste Abtastfrequenz ist, um die analogen Audiosignale in digitale Äudiosignale umzusetzen; und mit einer Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen der digitalen Audiosignale und des Ausgangssignals der Dateneinsparungseinrichtung auf einem Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß das analoge zusammengesetzte Farbvideosignal ein Stehbild-Farbvideosignal ist; daß die Dateneinsparungseirrichtung eine erste Speichereinrichtung (16) zum Speichern des digitalen Ausgangsfarbvideosignali der Tsten Umsetzeinrichtung (15) und zum Auslesen des digitalen Ausgangsfarbvideosignals als ein mit der zweiten Abtastfrequenz abgetastetes digitales Farbvideosignal aufweist, so daß das digitale Farbvideosignal, das aus der ersten Speichereinrichtung (16) ausgelesen wird, lediglich dem Luminanzsignal und dem Trägerchrominanzsignal in einem Farbvideosignalteil, der ein effektives Bild ohne einen Randüberschreitungsteil im in einem Fernsehempfänger empfangenen Bild darstellt, und dem Farbsynchronsignal entspricht, das lediglich an zwei Stellen für ein Vollbild des analogen zusammengesetzten Videosignals auftritt und dessen Phasenlage an den beiden Stellen gegenphasig ist; und daß eine Signaiverarbeitungseinrichtung (18) zum Umsetzen paralleler Daten der digitalen Audiosignale und des aus der ersten Speichereinrichtung (16) ausgegebenen digitalen Farbvideosignals in ein gemeinsames serielles Datensigna! und zur Zuführung des seriellen Datensignals zu der Aufzeichnungseinrichtung (20) vorgesehen ist.

1. Vorrichtung zum Wiedergeben des Farbvideosignals und der Audiosignale, die mittels der Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1 aufgezeichnet wurden, mit einer Wiedergabeeinrichtung zum Wiedergeben des aufgezeichneten digitalen Farbvideosignals und der aufgezeichneten digitalen Audiosignale von dem Aufzeichnungsträger; mit einer Rekonstruktionseinrichtung, die in Abhängigkeit von dem wiedergegebenen digitalen Farbvideosignal das analoge zusammengesetzte Farbvideosignal einschließlich der Synchronisiersignale erzeugt; und mit einer dritten Umsetzeinrichtung zum Umsetzen der wiedergegebenen digitalen Audiosignale in die analogen Audiosignale, dadurch gekennzeichnet, daß eine Serien-Parallel-Umsetzeinrichtung (45) zum Umsetzen der seriellen Daten des wiedergegebenen digitalen Farbvideosignals und der wiedergegebenen digitalen Audiosignale in parallele Daten vorgesehen ist; daß die Rekonstruktionseinrichtung aufweist: eine Synchronisiersignalerzeugungseinrichtung (66) zum Erzeugen von Synchronisiersignalen synchron mit einem Signal, das eine Frequenz aufweist, die gleich der ersten Abtastfrequenz ist; eine erste Signalerzeugungseinrichtung (64), der die Ausgangssynchronisiersignale der Synchronisiersignalerzeugungseinrichtung (66) und das Signal, dessen Frequenz gleich der ersten Abtastfrequenz ist, zum Erzeugen eines ersten Signals, das die Videosignalperiode darstellt, zugeführt werden; eine zweite Signalerzeugungseinrichtung (65), der die Ausgangssynchronisiersignale der Synchronisiersignalerzeugungseinrichtung (66) und das Signal, dessen Frequenz gleich der ersten Abtastfrequenz ist, zum Erzeugen eines zweiten Signals, das die Farbsynchronsignaiperiode darsteiit, zugeführt werden; eine zweite Speichereinrichtung (62) zum Speichern des in die parallelen Daten umgesetzten digitalen Farbvideosignals und zum Auslesen des digitalen Farbvideosignals als ein mit der ersten Abtastfrequenz abgetastetes digitales Farbvideosignal in Abhängigkeit von den Ausgangssignaren der ersten und zweiten Signalerzeugungseinrichtung (64,65), so daß das ausgelesene digitale Farbvideosignal dem Luminanzsignal und dem Trägerchrominanzsignal in der Videosignalperiode und dem Farbsynchronsignal in der Farbsynchronsignalperiode entspricht; eine vierte Umsetzeinrichtung (67) zum Umsetzen des aus der zweiten Speichereinrichtung (62) ausgelesenen digitalen Farbvideosignals in ein analoges Videosignal; und eine Überlagerungseinrichtung (69) zum Überlagern der durch die Synchronisiersignalerzeugungseinrichtung (66) erzeugten Synchronisiersignale mit dem analogen Ausgan_Bs!arbvideosignal der vierten Umsetzeinrichtung (67), so daß sich ein reproduziertes analoges zusammengesetztes Farbvideosignal ergibt; und daß die dritte Umsetzeinrichtung (46) die in die parallelen Daten umgesetzten digitalen Audiosignale in analoge Audiosignale umsetzt, so daß sich reproduzierte analoge Audiosignale ergeben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einer Fehlerkorrektureinrichtung zur Durchführung einer Fehlerkorrektur bei dem wiedergegebenen digitalen Farvideosignal, gekennzeichnet durch: eine Verzögerungseinrichtung (82) zum Verzögern des in die parallelen Daten umgesetzten digitalen Farbvideosignals um eine Zeitspanne, deren Verhältnis zu einer der zweiten Abtastfrequenz entsprechenden Periode gleich einem ganzzahligen Vielfachen des Verhältnisses der ersten Abtastfrequenz zur Chrominanzhilfsträgerfrequenz ist; und eine Schalteinrichtung (83), die normalerweise das in die parallelen Daten umgesetzte digitale Farbvideosignal zur zweiten Speichereinrichtung (62) durchläßt und das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung (82) in Abhängigkeit von einem Signal, das durch die Fehlerkorrektureinrichtung (44) erzeugt wird, wenn die Fehlerkorrektureinrichtung (44) den Fehler nicht korrigieren kann, zur zweiten Speichereinrichtung (62) durchläßt.