DE4019508C3 - Digitale Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung - Google Patents
Digitale Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-VorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung
zum Aufzeichnen von Bilddaten für jedes darzustellende
Bildelement und zum Wiedergeben der Daten entweder
in normalem Wiedergabebetrieb oder in Suchbetrieb.
Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus
einem Artikel von Y. Hirano et al. bekannt, erschienen in
SMPTE Journal, 1983, 636-641 unter dem Titel "A Study on
Variable-Speed Reproduction of the Digital VTR". Dort ist angegeben,
daß Bilddaten entweder geordnet nach Bits, geordnet
nach Bildelementen oder geordnet nach Halbbildern aufgezeichnet
werden. Die unterschiedlichen Anordnungen haben unterschiedliche
Auswirkungen auf die Bildqualität beim Abspielen
des Bandes mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Es ist
dort nicht angegeben, daß die Unterteilung der Daten dazu
verwendet wird, auf Daten in bestimmter Ordnung gezielt zuzugreifen,
z. B. auf die Daten für jedes vierte Bildelement.
Aus DE-PS 31 46 964 ist eine Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung
bekannt, die Suchinformation in einer besonderen Spur aufzeichnet.
Diese Suchinformation enthält nur einen Teil der Gesamtbilddaten.
Dadurch wird zwar im Suchbetrieb die Auflösung
und Gradation verschlechtert, jedoch die Wiedergabegeschwindigkeit
beträchtlich erhöht. Nachteilig ist, daß mindestens eine der Spuren
als Suchinformationsspur verwendet wird und daß unterschiedliche
Signalverarbeitungswege mit jeweils einem Speicher
für die Suchinformation bzw. die normale Videoinformation
vorhanden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute
Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung anzugeben,
die schnellen Suchbetrieb ermöglicht.
Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand
abhängiger Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgebildet, daß sie
im Suchbetrieb gezielt nur auf Daten vorgegebener Bildelemente
zugreift, die einen Teil aller einmalig aufgezeichneten Bildelemente darstellen.
Die als Suchinformation verwendeten Daten werden also nicht
in eine gesonderte Spur aufgezeichnet und in einem besonderen
Vorrichtungsteil verarbeitet, sondern es wird dafür gesorgt,
daß das Aufzeichnen der üblichen Videoinformation so erfolgt,
daß auf einen Teil der Daten gezielt zugegriffen werden kann
und dieses gezielte Zugreifen wird beim Suchbetrieb ausgeführt.
Von Vorteil ist es, wenn die Bilddaten für jedes einzelne
Bildelement noch weiter in Datengruppen, z. B. zwei Datengruppen
unterteilt werden, auf die ebenfalls gezielt zugegriffen
werden kann. Es ist dann möglich, aus der insgesamt
aufgezeichneten Videoinformation nur solche zu einzelnen
Bildelementen herauszugreifen und dabei wiederum nicht die
Gesamtinformation zu einem Bildelement, sondern nur einen
Teil derselben. Das Darstellen von Information zu vorgegebenen
Bildelementen verschlechtert die Auflösung, während das
Darstellen nur eines Teils der Information zu einem Bildelement
die Gradation verschlechtert. In bezug auf die Bildqualität
treten im Suchbetrieb somit dieselben Nachteile auf
wie bei der Vorrichtung gemäß DE-PS 31 46 964, jedoch ohne
den Nachteil der zusätzlichen Suchinformationsspur und des
zusätzlichen Verarbeitungsteils.
Die Verarbeitung gestaltet sich deswegen besonders einfach, weil
ein Speicher mit mehreren Speicherbereichen verwendet wird,
die im normalen Wiedergabebetrieb alle genutzt werden, während
im Suchbetrieb nur ein Teil der Speicherbereiche genutzt
wird. Diese letzteren Speicherbereiche haben also Doppelfunktion.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines durch Figuren
veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm für eine digitale Aufzeichnungs/
Wiedergabe-Vorrichtung mit schnellem Suchbetrieb;
Fig. 2 eine Darstellung von Bildelementen;
Fig. 3 ein Diagramm über den Aufbau von Daten;
Fig. 4 ein Flußdiagramm zum Erläutern, wie Daten aufge
zeichnet werden;
Fig. 5 ein Diagramm, das zeigt, in welcher Reihenfolge
Daten auf einem Band aufgezeichnet werden; und
Fig. 6 ein Flußdiagramm zum Erläutern, wie Daten im Such
betrieb und im normalen Wiedergabebetrieb dargestellt werden.
Eine digitale Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung 11 gemäß
dem schematischen Blockdiagramm von Fig. 1 weist einen A/D-
Wandler 1, einen D/A-Wandler 2, eine Steuerung 3, ein Auf
zeichnungs/Wiedergabe-System 4, zwei Umschalter 5 und 6, meh
rere Speicher 7, eine Speichersteuerung 8, einen Bildsignal
generator 9 und eine Anzeigevorrichtung 10 auf.
Beim Aufzeichnen werden analoge Bildsignale vom Bildsignal
generator 9 durch den A/D-Wandler 1 digitalisiert und den
Speichern 7 über den Umschalter 5 zugeleitet. Hierzu ist der
feste Kontakt Ta des Umschalters 5 mit seinem ersten bewegli
chen Kontakt Tb verbunden. Die Steuerung 3 schaltet den Um
schalter 5, wie auch den Umschalter 6, um. Die Speichersteue
rung 8 legt fest, in welchem der mehreren Speicher 7 die Ein
gangsdaten abgespeichert werden sollen. Wenn Daten für eine
Bildebene in den Speichern 7 gespeichert sind, gibt die Spei
chersteuerung 8 die Daten über den Umschalter 6 an das Auf
zeichnungs/Wiedergabe-System 4 aus. Hierzu ist der feste Kon
takt Sa des Umschalters 6 mit seinem ersten beweglichen Kon
takt Sb verbunden.
Das Aufzeichnungs/Wiedergabe-System 4 ist ähnlich aufgebaut
wie z. B. das bei einem digitalen Audiorecorder. Es weist
eine Signalverarbeitungsschaltung 14, einen Magnetkopf 12 und
ein Magnetband 13 auf. Die Signalverarbeitungsschaltung 14
fügt Fehlerkorrekturkodedaten oder Paritätsprüfdaten zu den
digitalisierten Daten und moduliert die gesamten Daten, um
diese dann mit Hilfe des Magnetkopfs 12 auf dem Magnetband 13
aufzuzeichnen.
Beim Wiedergeben werden die vom Magnetband 13 durch den Mag
netkopf 12 gelesenen Daten fehlerkorrigiert und in der Sig
nalverarbeitungsschaltung 14 demoduliert. Über den Umschalter
5 werden sie dann in die Speicher 7 geleitet, wozu der fest
stehende Kontakt Ta des Umschalters mit seinem zweiten be
weglichen Kontakt Tc verbunden ist. Die Speichersteuerung 8
liest in einer unten beschriebenen Weise Daten aus den Spei
chern 7 aus und sendet diese über den Umschalter 6 zum D/A
Wandler 2, wozu der feststehende Kontakt Sa des Umschalters 4
mit seinem zweiten beweglichen Kontakt Sc verbunden ist. Die
digitalen Daten werden durch den D/A-Wandler 2 in analoge
Daten umgewandelt und auf der Anzeigevorrichtung 10, z. B.
einer Kathodenstrahlröhre, angezeigt.
Das Diagramm von Fig. 2 zeigt eine Anordnung von Abtastpunk
ten, entsprechend Bildelementen, eines Bildes,
das auf dem
Schirm 16 der Anzeigevorrichtung 10 dargestellt wird. Die
Symbole "○", "Δ", "" bezeichnen aufeinanderfolgende Bildele
mente. Diese werden wie folgt benannt "○": ai (i = 1 - k);
"Δ": bi (i = 1 - k) und "": ci (c = 1 - 2k). Die Bildelemen
te werden in horizontaler Richtung mit folgender Reihenfolge
abgetastet: a1, c1, b1, c2, a2, c3, b2, c4, ..., c2k-4, bk-1,
c2k-3, ak-1, c2k-2, bk, c2k-1, ak, c2k. Die Bilddaten für je
des abgetastete Bildelement werden in digitale Daten gewan
delt, die die Gradation mit m + n Bits anzeigen, z. B. 4 + 4
Bits = 8 Bits. Die Gradation kann eine solche der Helligkeit
oder der Farbe sein. Bilddaten für die Bildelemente ai beste
hen aus m oberen Bits daim und n unteren Bits dain. Bilddaten
dbi für die Bildelemente bi bestehen aus unteren Bits dbim
und oberen Bits dbin, und Bilddaten dci für Bildelemente ci
bestehen aus oberen Bits dcim und unteren Bits dcin in ent
sprechender Weise.
Das Diagramm von Fig. 3 zeigt die Anordnung digitaler Daten
für eine Bildebene. Die Zahl der Bildelemente A ist k und
die Bilddaten DA bestehen aus Daten DAm und DAn. Auch die An
zahl der Bildelemente B ist k, wobei die Bilddaten DB aus Da
ten DBm und DBn bestehen. Die Anzahl von Bildelementen C ist
2k und die Bilddaten DC bestehen aus Daten DCm und Daten DCn.
Das Flußdiagramm gemäß Fig. 4 veranschaulicht ein Verfahren
zum Aufzeichnen von Daten. In einem Schritt m1 werden Bild
signale (beim Ausführungsbeispiel die Bildsignale für ein
Halbbild), wie sie vom Bildsignalgenerator 9 ausgegeben wer
den, in digitale Daten von m + n Bits durch den A/D-Wandler 1
in der in Fig. 2 veranschaulichten Reihenfolge von Bildele
menten gewandelt (d. h. a1, c1, b1, c2, a2, c3, b2, ...). Der
A/D-Wandler 1 teilt die digitalen Daten in solche von m Bits
und solche von n Bits auf und gibt diese aufeinanderfolgend
an die Speicher 7 aus. Bilddaten da1 für das Bildelement a1
werden als Datenwert da1m und als Datenwert da1n an die Spei
cher 7 ausgegeben. Entsprechendes gilt für Bilddaten db1 und
dc1. In den Speichern 7 sind die Daten daher in der Folge
da1m, da1n, dc1m, dc1n, db1m, db1n, dc2m, dc2n, da2m, ... ge
speichert.
In einem Schritt m2 ermittelt die Speichersteuerung 8, in
welchem der mehreren Speicher 7 die in der genannten Reihen
folge für ein jeweiliges Bild gewonnenen Daten gespeichert
sind. Die Daten da1m und da1n sind in den Speichern MA1 bzw.
MA2 gespeichert, die Daten dc1m und dc1n in den Speichern MC1
bzw. MC3 und die Daten db1m und db1n in den Speichern MB1
bzw. MB2. Daten DAm sind im Speicher MA1, Daten DAn im Spei
cher MA2, Daten DBm im Speicher MB1, Daten DBn im Speicher
MB2, Daten DCm in den Speichern MC1 oder MC2 und Daten DCn
in den Speichern MC3 oder MC4 abgelegt.
Wenn alle Bilddaten für eine Bildebene in der genannten Weise
in den Speichern 7 abgelegt sind, folgt ein Programmschritt
m3, in dem die Speichersteuerung 8 Daten mit einer Geschwin
digkeit ausgibt, die der Aufzeichnungsgeschwindigkeit des
Aufzeichnungs/Wiedergabe-Systems 4 entsprechen. Hierbei wer
den Daten in der Reihenfolge MA1, MA2, MB1, MB2, MC1, MC2,
MC3 und MC4 aus den Speichern 7 ausgelesen und in der Reihen
folge DAm, DAn, DBm, DBn, DCm und DCn an das Aufzeichnungs/
Wiedergabe-System 4 ausgegeben. In einem Schritt m4 werden
die Daten in der genannten Reihenfolge auf das Magnetband 13
aufgezeichnet, wie dies auch in Fig. 5 dargestellt ist. In
Fig. 5 veranschaulicht ein Pfeil 15 die Bewegungsrichtung des
Magnetkopfes 12 beim Aufzeichnen und Wiedergeben.
Anhand des Flußdiagramms von Fig. 6 wird nun erläutert, wie
Daten wiedergegeben werden. In einem Schritt n1 wird ermit
telt, ob das Wiedergeben im Suchbetrieb erfolgen soll. Ist
dies der Fall, folgt ein Schritt n2, andernfalls ein Schritt
n4. In Schritt n2 werden beim Ausführungsbeispiel Daten DAm
vom Aufzeichnungs/Wiedergabe-System 4 ausgelesen und im Spei
cher ma1 der mehreren Speicher 7 abgelegt. In einem Schritt
n3 werden die Daten DAm in den D/A-Wandler 2 mit der Darstel
lungsgeschwindigkeit von Bildern übertragen, und sie werden
in analoge Bildsignale umgewandelt, die auf der Anzeigevor
richtung 10 darstellbar sind. Darstellung von Bilddaten er
folgt nur für die Bildelemente ai (diejenigen Bildelemente,
die in Fig. 2 durch das Symbol "○" veranschaulicht sind) und
nur für die oberen m Bits. Das dargestellte Bild hat daher
geringe Auflösung, grobe Gradation und schlechte Bildquali
tät, reicht jedoch aus, um zu überprüfen, was aufgezeichnet
ist.
Bei normaler Bilddarstellung werden dagegen in Schritt n4
alle Bilddaten, d. h. die Daten DAm, DAn, DBm, DBn, DCm und
DCn aufeinanderfolgend vom Magnetband 13 gelesen und in die
Speicher 7 überführt. Die Speichersteuerung 8 legt die Daten
in den Speichern MA1, MA2, MB1, MB2, MC1, MC2, MC3 und MC4
in derselben Weise wie beim Aufzeichnen ab. In einem Schritt
n3 werden die Bilddaten in derselben Reihenfolge wie beim
Aufzeichnen an den D/A-Wandler 2 gegeben, d. h. in der Folge
der Bildelemente, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Die
Bilddaten werden durch den D/A-Wandler 2 in analoge Bildsig
nale umgewandelt und auf der Anzeigevorrichtung 10 darge
stellt.
Beim Ausführungsbeispiel werden im Suchbetrieb also nur Daten
gelesen und dargestellt, die zum Erkennen eines Bildes erforderlich
sind, d. h. hier die Daten DAm. Die Zeit zum Darstellen
einer Bildebene ist dadurch geringer als dann, wenn alle
Bilddaten darzustellen sind. Beim Ausführungsbeispiel ist das
Zeitverhältnis m/4(m+,)=1/8. Es ist also eine schnelle
Suche ermöglicht.
Als Daten können auch die Daten DBm oder DCm auch DA, DB
oder DC ausgelesen werden. Das Aufzeichnungsmedium muß nicht
notwendigerweise ein Magnetband 13 sein, sondern kann auch
eine Magnetplatte, eine optische Platte oder ein beliebiges
anderes Aufzeichnungsmedium sein.
Bildsignale können für zwei Halbbilder aufgezeichnet sein.
Die für die Suche ausgelesenen Daten können solche für die
obere Hälfte oder für ein Viertel einer Bildebene sein.
Wenn beim Aufzeichnen für eine Bildebene nur Daten verwendet
werden, die zum Erzielen einer bestimmten Bildqualität erfor
derlich sind, gibt dies eine Einsparung der Aufzeichnungsträ
germenge und der Aufzeichnungszeit.
Claims (2)
1. Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung zum
Aufzeichnen von Bilddaten für jedes darzustellende
Bildelement und zum Wiedergeben der Daten entweder in
normalem Wiedergabebetrieb oder in Suchbetrieb, welche
Vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie
- - im Aufnahmebetrieb die Bilddaten für jedes einzelne Bildelement einmalig und getrennt aufzeichnet und
- - im normalen Wiedergabebetrieb alle Bilddaten liest und
darstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin so ausgebildet ist, daß sie - - im Suchbetrieb nur Daten zu vorgegebenen Bildelementen, die einen Teil aller einmalig aufgezeichneten Bildelemente eines Halb- oder Vollbildes, die zum Erkennen eines Bildes erforderlich sind, darstellen und diejenigen Daten von Bildpunkten, die nicht zum Erkennen des Bildes erforderlich sind, auf einem Aufzeichnungsmedium überspringt, und daß sie
- - einen Speicher (7) mit mehreren Speicherbereichen aufweist, in dem im im Suchbetrieb nur die im Suchbetrieb gelesenen Daten eines Halb- oder Vollbildes in einem ausgewählten Teil des Speichers gespeichert werden, die demjenigen Teil von Daten zugeordnet sind, der zur Darstellung im Suchbetrieb ausgelesen wird, und in dem im normalen Wiedergabebetrieb alle Daten von Bildpunkten eines Halb- oder Vollbildes in allen Speicherbereichen des Speichers gespeichert werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sie so ausgebildet ist, daß sie
- - im Aufnahmebetrieb die Bilddaten für jedes einzelne Bildelement unterteilt in einzelne Datengruppen aufzeichnet und
- - im Suchbetrieb nur jeweils eine vorgegebene der Datengruppen zu vorgegebenen einmalig aufgezeichneten Bildelementen liest und darstellt.
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