DE4213914C2 - Verfahren und Gerät für eine verbesserte Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät für eine verbesserte Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals, wobei die Kompatibilität des aufgezeichneten Videosignals zu herkömmlichen Wiedergabeverfahren einstellbar ist.

Es ist bekannt, daß das Frequenzspektrum eines Videosignals (d. h. die Verteilung des Energieinhaltes über der Videofrequenz) sich in Abhängigkeit von der Bildvorlage nicht kontinuierlich über die gesamte Frequenzbandbreite erstreckt, sondern sich aufgrund der periodischen Abtastung um diskrete Linien gruppiert, die im Abstand der Zeilenfrequenz zueinander angeordnet sind. Zusätzliche Nebenlinien treten im Abstand der Vertikalfrequenz auf. Im Videosignal gibt es zwischen den Häufungsstellen also Frequenzgebiete mit relativ geringem Energiegehalt. Diese Eigenschaft wird zur Frequenzverkämmung der Farbinformation ausgenutzt. Beim NTS/C-System werden dazu die zwei Komponenten des Chrominanz-Signals, das In- Phasensignal (I) und das quadratische Signal (Q) um 90° zueinander phasenversetzt auf einem Unterträger aufmoduliert. Dessen Frequenz (3,579545 Mhz) wurde so ausgewählt, daß die resultierenden Chrominanz-Seitenbänder in die Zwischenräume des Spektrums zwischen die Luminanz-Spektralkomponenten fallen. Das zusammengesetzte Videosignal weist demzufolge verschachtelte Luminanz- und Chrominanz-Signale auf. Die Farbhilfsträger­ frequenz wird so gewählt, daß Übersprechstörungen zwischen Luminanz- und Chrominanz-Signalen so gering wie möglich sind. Je hochfrequenter der Farbhilfsträger gewählt wird, desto feiner und weniger störend werden die Übersprechstörungen wahrgenommen. Die Farbhilfsträgerfrequenz wird deshalb in dem zur Verfügung stehenden Kanal so hoch wie möglich plaziert.

In herkömmlichen Videoaufzeichnungssystemen, wie beispielsweise Videocassettenrecordern (VCR), die als Heimgeräte zum Aufzeichnen von Fernsehsignalen verwendet werden, wird bei einer Aufzeichnung eines Fernsehsignals auf einem Magnetband üblicherweise das Chrominanzsignal, das sich in dem oberen Bereich des Frequenzspektrums eines zusammengesetzten Fernsehsignals befindet, in einen Spektralbereich unterhalb des Luminanzsignales verschoben (transponiert). Ein solches Verfahren wird in der Aufzeichnungstechnik als "Farb- Herabsetzung" ("color-under") bezeichnet. In einem solchen "color-under"-System werden die In-Phase (I) und Quadraturphase (Q) Komponenten des Chrominanzsignales mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen verarbeitet, um das Farbsignal (C) eines Bildes zu bilden.

Das bekannte VHS-System, das in vielen Videorecordern verwendet wird, kann im Vergleich mit ordnungsgemäß empfangenen und verarbeiteten Fernsehsignalen nur eine verminderte Bildqualität reproduzieren, da es nicht die erforderliche Auflösung aufzuzeichnen vermag. Es ist seit langem ein Ziel auf dem Gebiet der Fernsehtechnik, Wege zu finden, mit denen mehr Information über einen Kanal vorgegebener Bandbreite übertragen werden kann. Die Bildgröße und die Zeilenraten sind normalerweise aufgrund von Normen festgelegt und deshalb ist eine Begrenzung der Bandbreite gewöhnlich mit einer Verringerung der horizontalen Auflösung verbunden. Die in einem VHS-System festgelegte Bandbreite beträgt beispielsweise 2,0 bis 2,5 MHz, weshalb nur ein Bild mit einer unzureichenden horizontalen Auflösung erhalten werden kann.

Aus US 4,831,463 von Faroudia ist ein Verfahren zur Aufzeichnung eines Signals mit einer vollständigen Bandbreite auf einem Magnetband mit einer beschränkten Bandbreite bekannt, wobei jedoch Veränderungen des Aufzeichnungsformats notwendig sind, so daß ein Band, das mit diesem System bespielt wurde, eine unzureichende Bildauflösung oder Defekte im Bild aufweist, wenn es mit einem herkömmlichen VHS-Standardgerät abgespielt wird.

In EP-A2-471 517 ist ein Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabesystem beschrieben, mit dem Videosignale in einem verbesserten Standard (I-VHS)-Format kompatibel aufgezeichnet werden, d. h., die derart aufgezeichneten Signale können auch auf einem Standard-VHS-Abspielgerät wiedergegeben werden. Bei der Einstellung der Systemparameter muß ein Kompromiß zwischen der Wiedergabekompatibiliät mit herkömmlichen Abspielgeräten und der durch das verbesserte Verfahren möglichen besseren Bildqualität gewählt werden. Die Qualität eines I-VHS-Bildes ist demzufolge im allgemeinen aus Gründen der Kompatibilität mit herkömmlichen Verfahren geringer als das mögliche Optimum. Je nach Situation ist es jedoch möglich, daß nur eines dieser beiden Ziele wirklich wichtig ist, d. h., daß entweder die Kompatibilität mit herkömmlichen Wiedergabeverfahren wichtiger ist als eine verbesserte Bildqualität oder daß eine verbesserte Wiedergabequalität sehr viel wichtiger ist als eine Kompatibilität mit herkömmlichen Wiedergabeverfahren. So ist z. B. denkbar, daß der Anwender eines Camcorders sich zwar Wiedergabekompatibilität für sein VHS-Standardgerät wünscht, ihm aber die hohe Bildqualität, die mit einem I-VHS-Gerät erzielbar ist, sehr viel wichtiger ist. Umgekehrt ist es genauso möglich, daß einem Anwender ein hoher Grad an Kompatibilität mit herkömmlichen Wiedergabegeräten wichtig ist, so daß die Wiedergabequalität, die mit einem I-VHS-Gerät möglich wäre, nicht verwendet wird. Dennoch ist der Anwender in beiden beschriebenen Anwendungsbeispielen gezwungen, den von der Technik voreingestellten Kompromiß zwischen guter Bildqualität und Wiedergabekompatibilität zu akzeptieren, ohne daß die Möglichkeit besteht, einen der jeweiligen Situation angemessenen Kompromiß wählen zu können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät für eine verbesserte Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals anzugeben, bei dem der Grad der Verbesserung, der gleichzeitig eine Inkompatibilität mit herkömmlichen Wiedergabeverfahren darstellt, von außen frei eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, für das Aufzeichnungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 5 und für das Wiedergabegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 schematisch ein Blockdiagramm einer Aufzeichnungsan­ ordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 schematisch ein Blockdiagramm einer Wiedergabevor­ richtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Bereiches eines Aufzeichnungsabschnittes eines Recorders für Video- Signale gemäß der Erfindung. Ein Eingang 10 ist mit einer Signalquelle, die nicht dargestellt ist, für ein zusammenge­ setztes Video-Signal verbunden. Der Eingang 10 ist mit einem Eingang eines Analog/Digital-Wandlers (A/D) 12 verbunden. Ein Ausgang des A/D-Wandlers 12 ist mit einem Eingang für die Anpassungs-Luminanz-Signal-Trennstufe 14, dem Eingang einer Bewegungs-Signal-Trennstufe 16, und dem Eingang einer Chrominanz-Signal-Trennstufe 18 verbunden. Ein Ausgang der Anpassungs-Luminanz-Signal-Trennstufe 14 ist mit einem Ein­ gang des Anpassungs-Faltungs-Schaltkreises, der mit dem Be­ zugszeichen 22 bezeichnet ist und der nachfolgend noch im einzelnen beschrieben wird, verbunden. Ein Ausgang der Be­ wegungs-Signal-Trennstufe 16 ist mit einem Steuereingang der Anpassungs-Luminanz-Signal-Trennstufe 14 und mit einem Bewe­ gungs-Signal-Eingang eines Chrominanz-Bewegungs-Signal-Verbindungs- Schaltkreises 24 verbunden. Ein Ausgang der Chrominanz-Sig­ nal-Trennstufe 18 ist mit einem Chrominanz-Signal-Eingang des Chrominanz-/Bewegungs-Signal-Verbindungs-Schaltkreis 24 verbunden. Ein Ausgang des Chrominanz-/Bewegungs-Signal-Ver­ bindungs-Schaltkreis 24 ist mit einem Daten-Eingang eines Codierers 26 verbunden. Ein Ausgang des Codierers 26 ist mit einem Digital/Analog-Wandler (D/A) 28 verbunden. Ein Ausgang des D/A-Wandlers 28 ist mit dem Eingang eines Chrominanz- Aufzeichnungs-Schaltkreises 30 verbunden. Ein Ausgang des Chrominanz-Aufzeichnungs-Schaltkreises 30 ist mit einem Auf­ zeichnungskopf 32 verbunden. Der Aufzeichnungskopf 32 zeich­ net ein ihm zugeführtes Signal auf einem magnetischen Auf­ zeichnungsband in einer Video-Kassette auf.

Der Ausgang der Anpassungs-Luminanz-Signal-Trennstufe 14 ist mit einem Eingang eines horizontalen Hochpassfilters (HPF) 34, einem Eingang eines horizontalen Tiefpassfilters (LPF) 36, einem ersten Dateneingang eines steuerbaren (pro­ grammierbaren) Schalters 38 und mit einem Dateneingang eines programmierbaren Dämpfungsgliedes 40 verbunden. Ein Ausgang des horizontalen HPF 34 ist mit einem Eingang eines Niveau­ detektors 42 (Schwellwert- oder Level-Detektor) verbunden. Ein Ausgang des Schwellwertdetektors 42 ist mit einem Steu­ ereingang des steuerbaren Schalters 38 verbunden. Ein Aus­ gang des horizontalen LPF 36 ist mit einem zweiten Datenein­ gang des steuerbaren Schalters 38 verbunden. Der Ausgang des programmierbaren Dämpfungsgliedes 40 ist mit einem ersten Anschluß eines gewichteten Addiergliedes 44 (Summierglied) verbunden, dessen Eingangs-Signal an seinem ersten Datenan­ schluß mit dem Wert 1/2 gewichtet wird. Ein Ausgang des pro­ grammierbaren Schalters 38 ist mit einem Dateneingang eines Modulators 46 verbunden. Ein Takt-Signaleingang des Modula­ tors 46 ist mit einer Signalquelle S_S eines gefalteten Trä­ gersignals, das eine Frequenz f_f aufweist, verbunden. Ein Ausgang des Modulators 46 ist mit einem Dateneingang eines programmierbaren Dämpfungsgliedes 48 verbunden. Der Ausgang des Dämpfungsgliedes 48 ist mit einem zweiten Dateneingang des gewichteten Summiergliedes 44 verbunden, dessen Ein­ gangssignal an seinem zweiten Dateneingang mit 1/2 gewichtet wird. Ein Ausgang des gewichteten Summiergliedes 44 ist mit einem Eingang eines Tiefpassfilters (LPF) 50 verbunden. Ein Ausgang des LPF 50 ist mit dem Eingang eines D/A-Wandlers 52 verbunden. Der Ausgang des D/A-Wandlers 52 ist mit einem Lu­ minanz-Aufzeichnungs-Schaltkreis 54 verbunden, der ähnlich dem Schaltkreis aufgebaut ist, wie er in den derzeit üb­ lichen VCR's eingesetzt wird.

Ein Ausgang der Bewegungs-Signal-Trennstufe 16 ist mit einem Steuereingang einer Anpassungs-Luminanz-Signal-Trennstufe 14 und einem Eingang eines Chrominanz-Bewegungs-Signal-Verbin­ dungs-Schaltkreises 24 verbunden. Ein Ausgang des Chromi­ nanz-Bewegungs-Signal-Verbindungs-Schaltkreises 24 ist mit einem Eingang eines Codierers 26 verbunden. Ein Ausgang des Chrominanz-Aufzeichnungs-Schaltkreises 30 ist mit einem Auf­ zeichnungskopf 32 verbunden.

Ein für einen Anwender einstellbarer Code-Generator 56 be­ sitzt einen Ausgang, der mit einem Codier-Eingang eines Codierers 26 und mit den entsprechenden Steuereingängen ei­ nes Dämpfungsgliedes 48 und eines Dämpfungsgliedes 40 ver­ bunden ist.

Die Arbeitsweise des Schaltkreises, wie er in dem Blockdia­ gramm der Fig. 1 dargestellt ist, wird nachfolgend beschrie­ ben.

Das zusammengesetzte Video-Eingangssignal wird durch den A/D 12 zu einem abgetasteten aus Mehrfachbits zusammenge­ setzten digitalen Video-Signal V konvertiert. Die Abtastfre­ quenz wird in einer Art und Weise ausgewählt, wie dies noch nachfolgend beschrieben wird. Für ein NTSC-Signal kann die Abtastfrequenz beispielsweise mit ungefähr 10 MHz festgelegt werden. Das Signal V wird der Anpassungs-Luminanz-Trenn­ stufe 14 zugeführt, die den Luminanzanteil L zu der Bewe­ gungs-Signal-Trennstufe 16 hin herausfiltert, die ein für die Bewegung kennzeichnendes Signal M herausfiltert und zu einer Chrominanz-Signal-Trennstufe 18, die die Chrominanz- Signal-Komponente herausfiltert, weiterleitet.

Das herausgefilterte Luminanz-Signal L wird weiter durch den Anpassungs-Faltungs-Schaltkreis 22 verarbeitet. Der Schalt­ kreis faltet gedämpfte hohe Frequenzanteile des Luminanz- Signals L zurück zu niedrigen Frequenz-Komponenten und fil­ tert das hieraus resultierende Signal derart, daß sämtliche Informationen in dem Luminanz-Signal L der vollständigen Bandbreite in einem gefalteten Luminanz-Signal L_f wieder enthalten sind, das eine Bandbreite von etwa 2,5 MHz auf­ weist. Der Anpassungs-Faltungs-Schaltkreis 22 wird weiter unten in weiteren Einzelheiten beschrieben. Das gefaltete Luminanz-Signal L_f wird zu einem analogen Signal L_r in dem D/A 52 konvertiert. Demzufolge liegt dieses Signal in einer Form vor, in der es auf einer Video-Kassette durch den Lumi­ nanz-Aufzeichnungs-Schaltkreis 54 aufgezeichnet werden kann.

Das herausgefilterte Bewegungs-Signal M und das herausgefil­ terte Chrominanz-Signal C werden in einem einzigen zusammen­ gesetzten Signal C + M in dem Chrominanz/Bewegungs-Signal- Verbindungs-Schaltkreis 24 zusammengefaßt. Das C + M-Signal wird in ein analoges Signal durch den D/A 28 konvertiert. Demzufolge liegt dieses Signal in einer Form vor, in der es auf einer Video-Kassette durch den Chrominanz-Aufzeich­ nungs-Schaltkreis 30 aufgezeichnet werden kann.

Unter Betrieb des Anpassungs-Faltungs-Schaltkreises 22, wie er in dem Blockschaltbild der Fig. 1 gezeigt ist, wird unter Zusammenwirkung des horizontalen HPF 34, des Niveau-Detek­ tors 42, des horizontalen LPF 36 und des programmierbaren Schalters 38 ein anpaßbares (Amplituden-) Dämpfungsglied ge­ bildet, das die Amplitude der hohen Frequenzen für die Lumi­ nanz auf ein Niveau derart herabsetzt, daß es auf einem VCR wiedergegeben werden kann, das keine Einrichtung zu deren Eliminierung aufweist, wodurch die Muster zu keinem unakzep­ tablen, wiedergegebenen Bild führen.

Der horizontale HPF 34 filtert das Luminanz-Signal für die hohe Frequenz heraus. Das Niveau der hohen Frequenzen für die Luminanz wird durch den Niveau-Detektor 42 ermittelt. Der Niveau-Detektor 42 arbeitet in allgemein bekannter Art und Weise als ein Hüllkurven Detektor, um ein Signal zu er­ zeugen, das den Wert der maximalen Amplitude des Hochfre­ quenz-Luminanz-Signals aufweist.

Der horizontale LPF 36 bildet ein Signal, in dem die hohen Frequenzen für die Luminanz relativ zu den niedrigen Fre­ quenzen für die Luminanz gedämpft (umgesetzt, transferiert) werden. Falls das Niveau der hohen Frequenzen für die Lumi­ nanz, wie sie durch den Niveau-Detektor 42 ermittelt werden, Null oder annähernd Null beträgt, ist es nicht erforderlich, die hohen Frequenzen zu dämpfen, und das Ausgangs-Signal des steuerbaren Schalters 38 gibt vollständig das ungefilterte Luminanz-Signal L ab.

Falls das Niveau der hohen Frequenzen für die Luminanz ansteigt, müssen die hohen Frequenzen für die Lumi­ nanz gedämpft oder herabgesetzt werden. In diesem Fall nimmt das Verhältnis des ungefilterten Luminanz-Signals L in dem Ausgangs-Signal LD von dem programmierbaren Schalter 38 ab und das Verhältnis des tiefpassgefilterten Luminanz-Signals wird vergrößert. Falls das Niveau der hohen Frequenzen für die Luminanz zu einem Maximum oder annähernd zu einem Maxi­ mum ansteigt, müssen die hohen Frequenzen mit einem maxima­ len Betrag gedämpft werden und das Ausgangs-Signal LD von dem einstellbaren Schalter 38 ist vollständig von dem hori­ zontalen LPF 36 abgekoppelt.

Das herabgesetzte Luminanz-Signal LD wird dann auf einer ge­ falteten Trägerwelle, die eine Frequenz f_f in dem Modula­ tor 46 aufweist, moduliert. Die gefaltete Frequenz wird so ausgewählt, um die Trennung zwischen dem gefalteten Träger und dem Luminanz-Signal des Basisbandes in seiner zeit­ lichen, vertikalen und horizontalen Richtung mit einem maxi­ malen Wert vorzunehmen.

Der Ausgang des Modulators 46 besitzt ein unteres Seiten­ band, das ein spektrales Bild mit einer Bandbreite von 4,2 MHz eines beschnittenen Signals aufweist, das in seiner Frequenz invertiert ist. Dies bedeutet, daß das herabge­ setzte Luminanz-Signal auf der Faltungsfrequenz f_f gefaltet wird. Tief herabgesetzte Frequenzen des Basisbandes in der Nähe von 5 MHz und hoch herabgesetzte Luminanz-Frequenzen des Basisbandes von 4,2 MHz werden in dem Bereich von 800 KHz gefaltet.

Der Ausgang des Modulators 46, beispielsweise das gefaltete herabgesetzte Luminanz-Signal, wird dann durch ein program­ mierbares Dämpfungsglied 48 geführt und danach einem Eingang eines gewichteten Summiergliedes 44 zugeführt. Das Lumi­ nanz-Signal des Basisbandes wird über ein programmierbares Dämpfungsglied 40 hindurch einem anderen Eingang des gewich­ teten Summiergliedes 44 zugeführt, so daß es mit dem gefal­ teten herabgesetzten Luminanz-Signal kombiniert wird, um ein zusammengesetztes Signal zu erhalten, das über ein Tiefpass­ filter 50 tiefpassgefiltert wird.

Programmierbare Dämpfungsglieder 48 und 40 besitzen Steuer­ eingänge, die mit einem durch den Anwender einstellbaren Code-Generator 56 verbunden sind. Das Ausgangs-Signal des Code-Generators 56 hängt von der Eingabe durch den Benutzer ab und bestimmt die Dämpfung, die durch die Dämpfungsglie­ der 48 und 40 vorgenommen werden. Die Dämpfungsglieder kön­ nen positive und negative Dämpfungen vornehmen, d. h. daß sie sowohl verstärken (heraufsetzen) als auch dämpfen (herab­ setzen) können. Programmierbare Dämpfungsglieder 48 und 40 werden in komplementärer Weise gesteuert, d. h. falls das Dämpfungsglied 48 eine hohe Dämpfung vornimmt, nimmt das Dämpfungsglied 40 eine niedrige Dämpfung, und umgekehrt, vor. Die momentanen Werte der Dämpfung sind so vorgegeben, daß in einem Extremfall das zusammengesetzte Signal von dem Summierglied 44 ein I-VHS-Signal zur Aufzeichnung bildet, das in hohem Maß rückwärtskompatibel für die Wiedergabe auf einem Standard-VHS-Gerät ist, und im anderen Extremfall liefert ein I-VHS-Signal, das die Fähigkeit des I-VHS zur Ausnutzung der Bandbreite aufweist, ein qualitativ hochwer­ tiges Bild zur Wiedergabe auf einem I-VHS-Gerät, das aber nur in geringem Maß für die Wiedergabe auf einem Standard- VHS-Gerät kompatibel ist.

In einer einfachen Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung sind nur diese zwei Optionen verfügbar. Demzufolge ist, falls das Dämpfungsglied 48 eine relativ hohe Dämpfung und das Dämpfungsglied 40 eine relativ niedrige Dämpfung er­ zeugt, das aufgezeichnete Signal von geringerer Qualität, es ist allerdings besser rückwärtskompatibel als der umgekehrte Fall, wo die Dämpfungsgrade der Dämpfungsglieder 48 und 40 umgekehrt sind.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, in der eine Vielzahl von Optionen verfügbar sind, stellt ein Bereich von Kompromißwerten zwischen den Extremen dar, wie sie für ver­ schiedene Anwendungen erwünscht sind.

Das Ausgangssignal des über den Benutzer einstellbaren Code-Generator 56 wird ebenfalls dem Codierer 26 zugeführt, der eine entsprechende Codierung vornimmt, und zwar in einer Art und Weise, wie sie für sich gesehen bekannt ist, d. h. das Chrominanz/Bewegungs-Signal C + M aus dem Signal-Verbin­ dungs-Schaltkreis 24 wird vor seiner Weiterverarbeitung ei­ nem D/A-Wandler 28 zugeführt. Demzufolge wird die auf dem Einstellglied ausgewählte Information bei der Programmierung der Dämpfungsglieder 48 und 40 zusammen mit dem C + M-Signal für das Abgreifen während der Wiedergabe aufgezeichnet.

Das gefaltete herabgesetzte Luminanz-Signal wird dann mit dem Luminanz-Signal des Basisbandes in dem gewichteten Sum­ mierglied 44 verknüpft. Dieses zusammengesetzte Signal wird dann durch den LPF 50 tiefpassgefiltert, der einen Durchlaßbereich aufweist, der genügend schmal ist, um solche Signale heraus­ zufiltern, die nicht durch den schmalen Bandkanal hindurch­ passen.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Be­ reiches eines Wiedergabeabschnittes eines Video-Signal-Auf­ zeichnungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Wie­ dergabekopf 60 ist in einem herkömmlichen Bandtransportgerät (das nicht dargestellt ist) eines VCR eingebaut. Der Wieder­ gabekopf 60 ist mit den jeweiligen Eingängen eines Lumi­ nanz-Signal-Wiedergabe-Schaltkreises 64 und eines Chrominanz- Wiedergabe-Schaltkreises 62 verbunden. Ein Ausgang des Lumi­ nanz-Signal-Wiedergabe-Schaltkreises 64 ist mit einem ersten Eingang eines Decodierers, der mit dem Bezugszeichen 66 bezeichnet ist, und ein Ausgang eines Chrominanz-Signal-Wiedergabe-Schaltkreises 62 ist mit einem zweiten Eingang 68 des Codierers 66 verbunden.

Im Betrieb gibt der Wiedergabekopf 60 sein Signal sowohl an den Luminanz-Wiedergabe-Schaltkreis 64 als auch an den Chro­ minanz-Wiedergabe-Schaltkreis 62 in bekannter Weise ab. Das früher aufgezeichnete gefaltete Luminanz-Signal belegt ein Frequenzband im Bereich von 1,4 bis 5,9 MHz und das früher aufgezeichnete Chrominanz + Bewegungs-Signal belegt ein 1 MHz-Band mit Frequenzen um 629 kHz herum. Der Luminanz- Wiedergabe-Schaltkreis verarbeitet das gefaltete Luminanz- Signal in der herkömmlichen Art und Weise, um das gefaltete Wiedergabe-Luminanz-Signal L_pb zu bilden. Der Chrominanz- Wiedergabe-Schaltkreis verarbeitet das Wiedergabesignal, um ein Wiedergabe-Chrominanz + Bewe­ gungs-Signal C + M_pb zu bilden. Diese Signale werden dann durch den Decodierer 66 verarbeitet, der das Bewegungs-Sig­ nal aus dem Chrominanz-Signal herausfiltert und es zur Un­ terstützung in dem Entfaltungsvorgang für die gefaltete Hochfrequenz-Luminanz-Komponente und zur Rekonstruktion des Luminanz-Signals für die volle Bandbreite zu Hilfe nimmt. Die rekonstruierten Luminanz-Signale in voller Bandbreite und die Chrominanz-Signale werden dann miteinander verbun­ den, um ein kombiniertes Video-Signal am Anschluß 15 be­ reitzustellen.

Wie der Schaltkreis des Decodierers 66, der in dem Block­ schaltbild der Fig. 2 schematisch dargestellt ist, zeigt, ist der Ausgang des Luminanz-Signal-Wiedergabe-Schaltkreises 64 mit dem Eingang des Clamping-Schaltkrei­ ses 70 verbunden. Ein Ausgang des Clamping-Schaltkreises 70 ist mit einem Eingang eines Analog/Digital-Konverters (A/D) 72 verbunden. Ein Ausgang des A/D 72 ist mit einem Eingang eines Zeit-Basis-Korrekturgliedes (TBC) 74 verbun­ den. Ein Ausgang des TBC 74 ist mit einem Daten-Eingang 76 eines Anpassungs-Entfaltungs-Schaltkreises 78 verbunden. Der Eingang 76 ist mit einem Eingang eines Hochpassfilters (HPF) 80 und mit einem Eingang eines programmierbaren Däm­ pfungsgliedes 82 verbunden. Ein Ausgang des programmierbaren Dämpfungsgliedes 82 ist mit einem ersten Eingang eines Ad­ diergliedes 84 verbunden. Ein Ausgang des Addiergliedes 84 ist mit einem Ausgang 86 verbunden. Ein Ausgang des HPF 80 ist mit einem Eingang eines Modulators 88 verbunden. Ein Ausgang des Modulators 88 ist mit einem Eingang eines verti­ kalen Tiefpassfilters (LPF) 90 verbunden. Ein Ausgang des vertikalen LPF 90 ist mit einem Eingang eines zweiten pro­ grammierbaren Dämpfungsgliedes 92 verbunden. Ein Ausgang des programmierbaren Dämpfungsgliedes 92 ist mit einem zweiten Ein­ gang des Addiergliedes 84 verbunden. Ein zweiter Eingang des Modulators 88 ist mit einer Signalquelle 94 eines unge­ falteten Träger-Signals f_uf verbunden.

Der Anschluß 86 ist mit den jeweiligen Anschlüssen eines zeitlichen Tiefpassfilters LPF 96 und eines Anpassungs- Raum-LPF 100 verbunden. Ein Ausgang des zeitlichen LPF 96 ist mit einem ersten Dateneingang eines steuerbaren Schal­ ters 98 (soft-switch) verbunden. Ein Ausgang des Anpas­ sungs-Raum-LPF 100 ist mit einem zweiten Dateneingang eines steuerbaren Schalters 98 verbunden. Ein Ausgang des steuer­ baren Schalters 98 ist mit einem Eingang eines steuerbaren Spitzenwert-Schaltkreises 102 verbunden. Ein Ausgang des an­ passbaren Spitzenwert-Schaltkreises 102 ist mit einem Lumi­ nanz-Signal-Eingang eines zusammengesetzten Video-Signal-Ge­ nerators 104 verbunden.

Ein Ausgang des Chrominanz-Signal-Wiedergabe-Schaltkrei­ ses 62 ist mit einem Eingang eines Clamping-Schaltkrei­ ses 106 verbunden. Ein Ausgang des Clamping-Schaltkrei­ ses 106 ist mit einem Eingang eines Analog/Digital-Wandlers (A/D) 108 verbunden. Ein Ausgang des A/D 108 ist mit einem Eingang eines Zeit-Basis-Korrekturgliedes (TBC) 110 verbun­ den. Ein Ausgang des TBC 110 ist mit einem Eingang einer Chrominanz/Bewegungs-Signal-Trennstufe 112 verbunden. Ein erster Ausgang der Chrominanz/Bewegungs-Signal-Trenn­ stufe 112 ist mit einem zweiten Eingang des Zusammengesetz­ ten-Video-Signal-Generators 104 verbunden. Ein zweiter Aus­ gang der Chrominanz/Bewegungs-Signal-Trennstufe 112 ist mit einem Steueranschluß des programmierbaren Schalters 98 ver­ bunden. Ein dritter Ausgang der Chrominanz/Bewegungs-Sig­ nal-Trennstufe 112 ist mit einem Eingang eines Deco­ dierers 114 verbunden. Ein Ausgang des Decodierers 114 ist mit entsprechenden Steuereingängen eines programmierbaren Dämpfungsgliedes 82 und eines programmierbaren Dämpfungs­ gliedes 92 verbunden. Ein Ausgang einer manuellen übergeord­ neten Steuereinheit H für eine Aussteuerung ist mit einem Steuereingang des Decodierers 114 verbunden.

Im Betrieb des Systems, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist das auf dem Cassettenband bereits aufgenommene Chrominanz + Bewegungs-Signal ein bidirektionales Signal, wobei die Nullspannung dieses Signals in einem digitalen Signal von einer Anzahl von 128 aus 255 Möglichkeiten in dem Clamping- Schaltkreis 106 festgelegt wird. Der A/D 108 erzeugt ein ab­ getastetes Multibit-Digital-Signal, das das Chrominanz + Bewegungs-Signal bildet, und der TBC 110 wirkt dahin­ gehend, irgendwelche Ungenauigkeiten in der Zeit in diesem Signal zu korrigieren und erzeugt ein zurückgewonnenes Chro­ minanz + Bewegungs-Signal C + M*.

Die Chrominanz/Bewegungs-Trennstufe 112 bearbeitet das zu­ rückgewonnene Chrominanz + Bewegungs-Signal C + M*, um ein zurückgewonnenes Bewegungs-Signal M*, das dem Steuerein­ gang des Anpassungs-Entfaltungs-Schaltkreises 78 zugeführt wird, und ein Chrominanz-Signal C*, das dem Chrominanz-Ein­ gang des zusammengesetzten Video-Signal-Generators 104 zuge­ führt wird, zu bilden.

Der Anpassungs-Entfaltungs-Schaltkreis 78 entfaltet die hohen Frequenzen der Luminanz, die zuvor zu niedrigen Lumi­ nanz-Frequenzen gefaltet wurden, und gewinnt das Luminanz- Signal L* der vollständigen Bandbreite zurück. Dieses Lumi­ nanz-Signal L* der vollständigen Bandbreite wird dem Lumi­ nanz-Signal-Eingang des zusammengesetzten Video-Signal-Gene­ rators 104 zugeführt. Der zusammengesetzte Video-Signal-Ge­ nerator 104 arbeitet in einer bekannten Art und Weise, um das Luminanz-Signal L* und das Chrominanz-Signal C* mitein­ ander zu verbinden, um dadurch ein standardisiertes zusam­ mengesetztes Video-Signal zu bilden. Dieses Signal kann durch eine Einrichtung verwendet werden, die ein solches Signal einsetzt, beispielsweise durch ein Fernseh-Empfangs­ gerät.

Das Signal L_f* am Anschluß 76 ist das Luminanz-Signal der begrenzten Bandbreite. Der horizontale HPF 80 filtert die Frequenzen unterhalb des gefalteten Luminanz-Signals, das in der Information über die Chrominanz enthalten ist, aus.

Das demodulierte Signal von dem Modulator 88 wird durch den vertikalen Tiefpassfilter 90 gefiltert und über ein program­ mierbares Dämpfungsglied 92 in einem Eingang eines Sum­ mierers (Addierers) 84 eingekoppelt. Das vom TBC 74 em­ pfangene gefaltete Luminanz-Signal wird über ein program­ mierbares Dämpfungsglied 82 in einen weiteren Eingang des Summiergliedes 84 eingekoppelt. Das resultierende ungefal­ tete Signal L_uf hängt von den Einstellparametern des Däm­ pfungsgliedes ab. Unter den Bedingungen eines normalen auf­ genommenen I-VHS-Signals besteht das Signal L_uf aus einem ungefalteten Luminanz-Signal einer vollständigen Bandbreite, das um eine zeitweilige vertikale und horizontale Gleich­ spannung zentriert ist, und ein Bild des Luminanz-Signals der vollständigen Bandbreite ist auf einer ungefalteten Trä­ gerwelle zentriert, die mit ihrer einen Hälfte die maximale zeitweilige Frequenz, und in ihrer anderen Hälfte die maxi­ male vertikale Frequenz darstellt und bei einer horizontalen Frequenz von etwa 5 MHz liegt.

Die Information, die die Parameter des Dämpfungsgliedes be­ treffen, die wahlweise für den Betrieb während des Aufzeich­ nungsverfahrens ausgewählt wurden, wird aus dem kodierten Signal zusammen mit dem C + M-Signal abgeleitet und während des Abspielvorganges in Form eines Steuersignals CNTRL vom Decoder 114, der mit dem Farb-(Chroma-) Bewegungs-Separa­ tor 112 verbunden ist, erhalten. Dieses Steuersignal CNTRL wird Steuereingängen der Dämpfungsglieder 92 und 82 zuge­ führt, um deren jeweilige Dämpfungsniveaus festzusetzen. Diese Dämpfungsniveaus sind so gewählt, um die Dämpfungsein­ stellungen, die während des Aufzeichnungsprozesses verwendet wurden, zu kompensieren. Programmierbare Dämpfungsglieder 92 und 82 besitzen eine positive und negative Dämpfungseigen­ schaft, was bedeutet, daß sie sowohl zur Verstärkung als auch zur Amplitudendämpfung verwendet werden können. Dämp­ fungsglieder 92 und 82 reagieren in komplementärer Weise auf das CNTRL-Signal, so daß sich das gesamte Niveau in ei­ ner sinnvollen Weise flach über den gesamten Spektralbereich erstreckt.

Eine manuelle Steuereinheit 116 für die Übersteuerung ermög­ licht dem Benutzer, einen Betriebsmodus auszuwählen, wobei der Decodierer 114 die Dämpfung der Dämpfungsglieder 92 und 82 einstellt, um Werte zuzulassen, die einen Betrieb im wesentlichen in Übereinstimmung mit einem Originalsystem, wie es in EP-A2-471 517 beschrieben ist, zu ermöglichen. In diesem Be­ triebsmodus spricht das System nicht auf Informationen in Bezug auf die Dämpfungseinstellung an, die wahlweise zum Be­ trieb während des Aufzeichnungsverfahrens ausgewählt wurden und die aus dem Signal, das zusammen mit dem C + M-Signal codiert, wurde während des Abspielens in Form eines aus dem Decoder 114 wiedergewonnenen Steuersignals CNTRL abgeleitet wird.

Ein Anpassungs-Raum-LPF 100 arbeitet anpaßbar, um räumlich das ungefaltete Luminanz-Signal L_uf zu trennen. Der steuer­ bare Schalter 98 steuert das Verhältnis des Luminanz-Signals mit einer zeitlich getrennten und mit einer angepaßten, räumlich voneinander getrennten, ungefalteten vollständigen Bandbreite, die in dem ungefalteten Luminanz-Signal in Ab­ hängigkeit des wiederaufbereiteten Bewegungs-Steuersig­ nals M* enthalten ist. Falls das Niveau der Bewegung Null oder annähernd Null ist, wird der Ausgang des steuerbaren Schalters 98 von dem zeitlichen LPF 96 getrennt. Da die Größe der Bewegung graduell (allmählich) zunimmt, sinkt das Verhältnis des Eingangs des temporären LPF 96 und das Ver­ hältnis des Eingangs des Anpassungs-Raum-LPF 100 steigt an. Falls ein relativ hohes Niveau der Bewegung vorliegt, wird der Ausgang des steuerbaren Schalters 98 von dem Anpas­ sungs-Raum-LPF 100 abgetrennt.

Der Ausgang des steuerbaren Schalters 98 ist ein in seinen Spitzen beschnittenes Luminanz-Signal. Ein anpaßbarer Spitzenwert-Schaltkreis 102 (Differenzierschaltung) wird zur Verstärkung der hohen Frequenzen der gedämpften hohen Fre­ quenzen für die Luminanz verwendet, um sie auf das ursprüng­ liche Niveau vor der Dämpfung zurückzuführen. Der Ausgang des anpaßbaren Spitzenwert-Schaltkreises 102 wird dann zu einem der Eingänge des zusammengesetzten Generators 104 zu­ geführt, der ein Video-Ausgangssignal, auf das bereits vor­ stehend eingegangen wurde, liefert.

Weiterhin kann dort, wo das Farb-Unterträgersignal in Bezug auf das Phasenverhältnis kodiert wird, das unterschiedlich zu dem VHS-System ist, das ein wesentlicher Bestandteil der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen darstellt, im Ge­ gensatz dazu die vorliegende Erfindung mit einer entspre­ chenden Phasen-Einstellung in den PAL- und BETA-Formaten auf den Unterträgerphasen verwendet werden. Weiterhin kann das System, obwohl dieses System unter Bedingungen beschrieben wurde, die auf das NTSC-System ihre Gültigkeit haben, auch in Verbindung mit anderen Systemen, die von der Norm abwei­ chen, eingesetzt werden. Während eine digitale Signalverar­ beitung gezeigt und beschrieben wurde, können verschiedene Funktionen auch entsprechend in einer analogen Technologie ausgeführt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Videosignals mit voller Bandbreite auf/von einem Aufzeichnungsmedium mit einer eingeschränkten Bandbreite, wobei hochfrequente Anteile eines Luminanzsignals des Videosignals, die bei der Aufzeichnung in den Bereich von Anteilen des Videosignals mit niedriger Frequenz gefaltet sind, abgeschwächt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
der Grad der Abschwächung der hochfrequenten Anteile des Luminanzsignals frei wählbar ist, um mit der Auswahl des Grades der Abschwächung eine Wiedergabekompatibilität des aufgezeichneten Videosignals mit herkömmlichen Wiedergabeverfahren und/oder verbesserten Wiedergabeverfahren einzustellen, wobei ein weniger abgeschwächter Hochfrequenzanteil die Bildqualität bei Verwendung herkömmlicher Wiedergabeverfahren verschlechtert und die Bildqualität bei Verwendung verbesserter Wiedergabeverfahren verbessert;
zusätzlich ein Signal auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird, das den ausgewählten Grad der Abschwächung angibt; und
bei der Wiedergabe des aufgezeichneten Videosignals mit verbesserten Wiedergabeverfahren das zusätzlich aufgezeichnete Signal, das den ausgewählten Grad der Abschwächung angibt, zur Kompensation des abgeschwächten Hochfrequenzanteils verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl des Grades der Abschwächung vom Benutzer eingestellt werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung des Signals, das den ausgewählten Grad der Abschwächung angibt, durch Codierung des Signals in einen Datenstrom, der auf dem Medium aufgezeichnet wird, durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensation durch Einstellung einer variablen Abschwächungseinrichtung durchgeführt wird.

5. Videosignalaufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung eines Videosignals mit einer vollen Bandbreite auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer eingeschränkten Bandbreite durch Faltung eines abgeschwächten Hochfrequenzanteils eines Luminanzsignals des Videosignals in einen Bereich des Videosignals mit niedriger Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät umfaßt:
eine Vorrichtung (56, 48, 40) zur freien Auswahl des Grades der Abschwächung, um mit Hilfe des ausgewählten Grades der Abschwächung eine Wiederkompatibilität des aufgezeichneten Videosignals bei Verwendung eines herkömmlichen Wiedergabegeräts und/oder bei Verwendung eines verbesserten Wiedergabegerätes einzustellen, wobei ein weniger abgeschwächter Hochfrequenzanteil die Bildqualität bei Verwendung eines herkömmlichen Wiedergabegerätes verschlechtert und die Bildqualität bei Verwendung eines verbesserten Wiedergabegerätes verbessert; und
eine Vorrichtung (26, 28, 40) zur Aufzeichnung eines Signales, das den ausgewählten Grad der Abschwächung angibt.

6. Videosignalaufzeichnungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät außerdem enthält:
eine Codiervorrichtung (10-28, 52) zum Empfang eines zusammengesetzten Videosignals zur Codierung eines Luminanzsignals mit einem abgeschwächten Hochfrequenzanteil und einem Signal, das eine Chrominanz und eine Bewegungskomponente enthält;
eine Vorrichtung (54) zur Aufzeichnung des Luminanzsignals, die mit der Codiervorrichtung verbunden ist;
eine Vorrichtung (30) zur Aufzeichnung des Chrominanz- und Bewegungssignals, die mit der Codiervorrichtung verbunden ist; und daß
die Vorrichtung (56) zur Auswahl des Grades der Abschwächung von einem Benutzer betätigbar ist.

7. Videosignalwiedergabegerät zur Wiedergabe eines Videosignals mit voller Bandbreite, das auf einem Aufzeichnungsmedium mit eingeschränkter Bandbreite zusammen mit einem Steuersignal aufgezeichnet ist, das einen Grad der Abschwächung eines Hochfrequenzanteils eines Luminanzsignals des Videosignals darstellt, der in einen Bereich niedriger Frequenzen des Videosignals gefaltet ist, wobei das Gerät umfaßt:
einen Videosignalwiedergabeschaltkreis (64, 70-74) zur Wiederherstellung eines aufgezeichneten Videosignals von dem Aufzeichnungsmedium;
eine Vorrichtung (62, 106-114) zur Wiederherstellung des Steuersignals, das zusätzlich auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist;
einen Rückfaltungsschaltkreis (78) zum Extrahieren des gefalteten Hochfrequenzanteils des Luminanzsignals;
eine programmierbare Abschwächungseinrichtung (92) zur Kompensation der Abschwächung des rückgefalteten Hochfrequenzanteils des Luminanzsignals in Abhängigkeit von dem Steuersignal, die mit dem Rückfaltungsschaltkreis verbunden ist; und
eine Vorrichtung (104) zur Kombination des wiederhergestellten Videosignals und des kompensierten Hochfrequenzanteils des Luminanzsignals, um ein Videosignal mit voller Bandbreite zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gerät zur Aufzeichnung eines Videosignals mit einer vollen Bandbreite auf dem Aufzeichnungsmedium mit einer eingeschränkten Bandbreite durch Faltung des abgeschwächten Hochfrequenzanteils des Luminanzsignals des Videosignals in einen Bereich des Videosignals mit niedriger Frequenz zusätzlich umfaßt:
eine Vorrichtung (56, 48, 40) zur freien Auswahl des Grades der Abschwächung, um mit Hilfe des ausgewählten Grades der Abschwächung eine Wiederkompatibilität des aufgezeichneten Videosignals bei Verwendung eines herkömmlichen Wiedergabegerätes und/oder bei Verwendung eines verbesserten Wiedergabegerätes einzustellen, wobei ein weniger abgeschwächter Hochfrequenzanteil die Bildqualität bei Verwendung eines herkömmlichen Wiedergabegerätes verschlechtert und die Bildqualität bei Verwendung eines verbesserten Wiedergabegerätes verbessert; und
eine Vorrichtung (26, 28, 30) zur Aufzeichnung eines Signales, das den ausgewählten Grad der Abschwächung angibt.