DE69225211T2

DE69225211T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufzeichnen von Videosignalen auf einem Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE69225211T2
Application number: DE69225211T
Authority: DE
Inventors: Keiji Kanota; Yukio Kubota; Naofumi Yanagihara
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-11-05
Filing date: 1992-11-02
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2012-11-03
Also published as: JPH05207415A; DE69225211D1; JP3125451B2; EP0553405A2; EP0553405A3; AU2742992A; AU662362B2; US5606422A; US5557420A; EP0553405B1; CA2082106A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Verarbeiten von Videosignalen zum Aufzeichnen, einschließlich Verfahren und Vorrichtungen zum Codieren von digitalen Videosignalen mittels diskreter Cosinustransformation (DCT) zum Aufzeichnen durch eine digitale Videobandaufzeichnungsvorrichtung.
Digitale Videoaufzeichnungsvorrichtungen dienen zum Digitalisieren eines Videosignales und zum Aufzeichnen des digitalisierten Signais auf einem Magnetband. Die Bandbreite eines digitalen Videosignales, so wie es abgetastet wird, überschreitet die praktische Aufzeichnungskapazität des Magnetbandes. Demgemäß ist es unpraktisch, das digitale Videosignal so aufzuzeichnen, wie es abgetastet wird, so daß das Signal vor dem Aufzeichnen zuerst durch ein hocheffizientes Codierverfahren codiert wird.
Es ist vorgeschlagen worden, eine diskrete Cosinustransformation beim Ausführen eines derartigen hocheffizienten Godierverfahrens für durch eine digitale Videobandaufzeichnungsvorrichtung aufzuzeichnende digitale Videosignale zu verwenden. Bei dem Verfahren der diskreten Cosinustransformation werden die digitalen Videodaten zuerst in vorbestimmten Blöcken angeordnet. Beispielsweise können derartige Blöcke aus 8x8 Bildelementen oder Bildpunkten im Zeitbereich bestehen. Die vorbestimmten digitalen Videoblöcke werden mittels des Verfahrens der diskreten Cosinustransformation in den Frequenzbereich transformiert.
Die Videosignale weisen eine Korrelation auf, so daß bei der Transformation in den Frequenzbereich die resultierenden DC-Komponenten vorherrschen. Darüber hinaus weisen die durch die diskrete Cosinustransformation erzeugten Frequenzkomponenten typischerweise ihre größten Energiepegel bei den niedrigsten Frequenzen auf, und wenn die Frequenzen der Komponenten ansteigen, sinken die Energiepegel der Komponenten im allgemeinen.
Wenn das Verfahren der diskreten Cosinustransformation einmal ausgeführt worden ist, werden die Frequenzbereichsdaten dann in ein Variabellängencodeformat, wie z.B. durch Huffman-Codes oder dergleichen codiert. Das dient zum Senken der Anzahl von Bits, die zum Darstellen der transformierten Daten erforderlich sind. Wenn die Daten auf einem Magnetband aufgezeichnet werden sollen, wird typischerweise weiterhin ein Fehlerkorrektur-Codierverfahren unter Verwendung von Reed-Solomon-Codes durchgeführt.
Da die Frequenzbereichsdaten in ein Variabellängenformat codiert werden, variiert die Menge an Daten, die jedes Videobild darstellen, von Bild zu Bild. Wenn die Daten in derartigen variablen Mengen aufgezeichnet werden, werden die jedes Bild darstellenden Daten nicht mit den Aufzeichnungsspuren übereinstimmen, so daß das Editieren der aufgezeichneten Signale schwierig wird. Um die Daten jedes Bildes mit jeweiligen Aufzeichnungsspuren in Übereinstimmung zu bringen, werden die beim Quantisieren der variabellängencodierten Daten verwendeten Quantisierungsintervalle so eingestellt, daß die jedes Bild darstellende Datenmenge im wesentlichen konstant gehalten wird.
Bestimmte Datenmuster (wie z.B. ein Himmelhintergrund) ändern sich sehr wenig, so daß die Werte der Frequenzkoeffizientendaten, die bei einer diskreten Cosinustransformation derartiger Muster erzeugt werden, ziemlich gering sind. Demgemäß wird, wenn derartige Daten variabellängeneodiert werden, eine relativ geringe Anzahl von Bits erzeugt und ein relativ kleines Quantisierungsintervall wird somit zum Quantisieren derartiger Daten ausgewählt. Jedoch sind in einem Fall von Datenmustern, die relativ große Variationen aufweisen, die Werte der durch die diskrete Cosinustransformation erzeugten Frequenzkomponentendaten relativ groß. Folglich wird ein grobes Quantisierungsintervall zum Quantisieren derartiger Daten ausgewählt.
Um wesentliche Variationen in den Quantisierungsintervallen zwischen den verschiedenen Arten von Daten zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, ein Mischverfahren durchzuführen, so daß die Zeitfolge der Koeffizientendaten für ein bestimmtes Bild nicht mit ihren Raumpositionen korreliert. Dieses herkömmliche Mischverfahren verwendet eine zufällige Auswahl der jedes Bild darstellenden Daten.
Jedoch wurde die Nützlichkeit einer Dateninterpolation zum Entgegenwirken von Fehlern, die durch Blockieren des Kopfes oder durch Bandkratzer hervorgerufen werden, nicht vorhergesehen, als das herkömmliche Mischverfahren konzipiert wurde. Sollte ein Kopf einer digitalen Bandaufzeichnungsvorrichtung blockiert werden, können die Signale innerhalb eines entsprechenden Kanals, die ansonsten durch diesen wiedergegeben würden, nicht erhalten werden. Die Anwesenheit von Schmutz oder von Kratzern auf einer Bandführung kann daraus resultierende Fehler hervorrufen, die in der Longitudinalrichtung eines Bandes auftreten, das über die Führung läuft. Da die Daten bei den herkömmlichen Verfahren zufällig gemischt werden, macht es das Auftreten derartiger Fehler schwierig, eine Interpolation durchzuführen, um die Daten wiederherzustellen, die infolge des Fehlers verloren wurden. Ein weiterer Nachteil des zufälligen Mischens ist die resultierende Schwierigkeit beim Betrachten wiedergegebener Bilder beim Bildsuchlauf oder bei einer Wiederholung.
In IEEE transactions on Consumer Electronics 377 (1991), Seiten 261-265, wird die Wiedergabequalität während einer Hochgeschwindigkeitswiedergabe bei verschiedenen Videocodierverfahren durch eine Computersimulation studiert. Es wurde herausgefunden, daß es für die Bildqualität bei einer Hochgeschwindigkeitswiedergabe sehr wünschenswert ist, daß benachbarte diskrete Cosinustransformations(DCT)-Blöcke eines Videosignales so genau wie möglich gleichzeitig wiedergegeben werden, da eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, daß die an einer Nachbarposition auf dem Band aufgezeichneten Synchronisationsblöcke zum selben Zeitpunkt wiedergegeben werden. Das beste Codierverfahren für eine Hochgeschwindigkeitswiedergabe für Videobandaufzeichnungsgeräte für den Eigengebrauch ist somit, einen Komprimierungsblock zu bilden, bei dem sich DCT-Blöcke neben dem Bild befinden.

Aufgaben und Zusammenfassung der Erfindung

Demgemaß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen zum Verarbeiten von Videosignalen zum Aufzeichnen bereitzustellen, die die mit dem Stand der Technik verknüpften oben erwähnten Nachteile und Probleme lösen oder überwinden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, Verfahren und Vorrichtungen zum Verarbeiten eines Videosignales zum Aufzeichnen bereitzustellen, bei denen ein Mischen der aufgezeichneten Videosignale dergestalt eingeschlossen ist, daß eine Interpolation der Videosignale bei der Wiedergabe erleichtert ist, um das Wiederherstellen von Daten zu erlauben, die als Folge einer Kopfblockierung oder von Kratzern in dem Aufzeichnungsmedium verloren wurden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, Verfahren und Vorrichtungen zum Verarbeiten eines Videosignales zum Aufzeichnen bereitzustellen, die das Betrachten des wiedergegebenen Signales beim Bildsuchlauf oder bei einer Wiederholung erleichtert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von digitalen Videosignalen, die ein Videobild repräsentieren, in mehreren Spuren auf einem Aufzeichnungsmedium, die folgenden Schritte bzw. Einrichtungen zum: Teilen der digitalen Videosignale in mehrere Blöcke, die entsprechende Bildpunktanordnungen auf dem Videobild repräsentieren, Sammeln der mehreren Blöcke der unterteilten digitalen Videosignale in jeweilige Makroblöcke einschließlich digitaler Videosignale mehrerer benachbarter Blöcke, Zusammenstellen der Makroblöcke in Unterbereichsgruppen, die jeweilige Unterbereiche des Videobildes repräsentieren, wobei die Unterbereiche als unterteilte Abschnitte des Videobildes definiert sind, die durch Teilen des Videobildes in einer horizontalen Richtung durch eine erste gerade Zahl und durch Teilen des Videobildes in einer vertikalen Richtung durch eine zweite gerade Zahl erhalten werden, um mehrere vertikale Unterteilungen zu erhalten, wobei die zweite gerade Zahl gleich der Anzahl der mehreren Spuren ist, Mischen der Unterbereichsgruppen durch Bilden einer Reihe von Spureinheiten, von denen jede mehrere der Unterbereichsgruppen einschließlich einer Unterbereichsgruppe von jeder der horizontalen Unterteilungen des Videobildes umfaßt, die aus jeweils unterschiedlichen vertikalen Unterteilungen ausgewahlt werden, und Aufzeichnen der Reihe von Spureinheiten auf dem Aufzeichnungsmedium. Durch ein derartiges Mischen der Unterbereichsgruppen, bei den die Positionen der dabei repräsentierten Unterbereiche innerhalb des Bildes verteilt werden, ist es relativ gesehen viel leichter für einen Benutzer, den Inhalt des wiedergegebenen Signals zu bestimmten, während ein Bildsuchlauf oder eine Wiederholung durchgeführt wird. In bestimmten vorteilhaften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird der vertikale Abstand in dem Videobild zwischen durch die Unterbereichsgruppen repräsentierten Unterbereichen maxuniert, um eine optimale Verteilung der durch die verschiedenen Gruppen der präsentierten Unterbereiche innerhalb jeder Spureinheit zu erreichen.
Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der genauen Beschreibung bestimmter vorteilhafter Ausführungsbeispiele ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist, die einen Teil von ihr bilden, und in denen entsprechende Teile und Elemente in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm des Aufzeichnungssystems einer digitalen Videobandaufzeichnungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ist ein Diagramm, das das Entfernen redundanter Komponenten von eingegebenen Farbdifferenzsignalen darstellt, das durch eine Schaltung zum Entnehmen gültiger Informationen des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 durchgeführt wird,
Fig. 3 verdeutlicht das Entfernen von horizontalen und vertikalen Synchronisier- und Austastintervallsignalen durch die Schaltung zum Entfernen gültiger Daten von Fig. 1 zur Datenverringerung,
Fig. 4 verdeutlicht einen 8x8-Block von Bildpunkten, an dem eine diskrete Cosinustransformation durch das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durchgeführt wird,
Fig. 5 verdeutlicht die Zusammenstellung eines Makroblockes einschließlich durch eine Makroblock-Zusammenstellschaltung von Fig. 1 gebildeter Luminanz- und Farbdifferenzsignale,
Fig. 6 verdeutlicht ein Makroblock-Mischverfahren, das durch eine Mischschaltung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 durchgeführt wird,
Fig. 7 verdeutlicht schematisch das Unterteilen eines Videobildes in mehrere Unterbereiche, von denen jeder mehrere Super-Makroblöcke in Übereinstimmung mit dem Makroblock-Mischverfahren von Fig. 6 einfließt,
Fig. 8 verdeutlicht ein Aufzeichnungsmuster zum Aufzeichnen von ungeraden und geraden Halbbildern von digitalen Videosignalen, die gemäß den in den Fig. 6 und 7 gezeigten Verfahren gemischt sind,
Fig. 9 verdeutlicht einen 8x8-Block von Videodaten im Zeitbereich, die gemäß einer diskreten Cosinustransformation verarbeitet werden,
Fig. 10 verdeutlicht Frequenzkomponenten, die aus der diskreten Cosinustransformation des 8x8-Blockes der Zeitbereichsdaten von Fig. 9 resultieren.
Fig. 11 ist eine Tabelle, die mehrere Sätze von Quantisierungsintervallen darstellt, die durch eine Quantisierungseinrichtung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 selektiv verwendet werden,
Fig. 12 verdeutlicht eine Art und Weise, wie ein Satz von Quantisierungsintervallen, die aus der Tabelle von Fig. 1 ausgewählt werden, durch die Quantisierungseinrichtung von Fig. 1 verwendet werden, um einen durch eine diskrete Cosinustransformation transformierten Datenblock zu quantisieren,
Fig. 13 verdeutlicht einen durch die Quantisierungseinrichtung von Fig. 1 zu quantisierenden Block von durch eine diskrete Cosinustransformation transformierten Daten,
Fig. 14 verdeutlicht einen ausgewählten Satz von Quantisierungsintervallen zur Verwendung bei der Quantisierung des Blockes von Fig. 13,
Fig. 15 verdeutlicht einen Datenblock, der aus der Quantisierung der durch eine diskrete Cosinustransformation transformierten Daten von Fig. 13 unter Verwendung des in Fig. 14 dargestellten Satzes von Quantisierungsintervallen resultierenden Datenblock,
Fig. 16 ist eine beispielhafte Huffman-Tabelle, die beim Schätzen einer Datenmenge verwendet wird, die aus einer Variabellängencodierung resultieren, um festzustellen, ob eine vorbestimmte Datenübertragungsrate der digitalen Videobandaufzeichnungsvorrichtung von Fig. 1 überschritten wird,
Fig. 17 verdeutlicht Bitanzahlen, die entsprechenden quantisierten Daten von Fig. 15 als Ergebnis der Variabellängencodierung unter Verwendung der Huffman-Codes von Fig. 16 zugeordnet werden,
Fig. 18 verdeutlicht den Rahmenaufbau eines Synchronisierungsblockes, der codierte Videodaten einschließt und durch eine Rahmensegmentierungs- und Fehlerkorrektur- Codierschaltung von Fig. 1 erzeugt wird,
Fig. 19 verdeutlicht ein Fehlerkorrektur-Codierverfahren, das durch die Rahmensegmentierungs- und Fehlerkorrektur-Codierschaltung von Fig. 1 durchgeführt wird,
Fig. 20 verdeutlicht die Zuordnung verschiedener Typen von Daten in einem Synchronisierungsblock, der durch die Rahmensegmentierungs und Fehlerkorrektur- Codierschaltung von Fig. 1 erzeugt wird,
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm eines Wiedergabesystemes der digitalen Videobandaufzeichnungsvorrichtung von Fig. 1,
Fig. 22 verdeutlicht eine Art der Unterteilung eines Videobildes in mehrere Unterbereiche, von denen jeder mehrere Makroblöcke einschließt, in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 23 verdeutlicht eine Reihe geneigter Aufzeichnungsspuren auf einem Videoband, die ein Muster zum Aufzeichnen ungerader und gerader Halbbilder eines Videosignales verdeutlichen, das in Übereinstimmung mit dem in Fig. 22 dargestellten Verfahren gemischt wurde,
Fig. 24 verdeutlicht die Art und Weise, auf die jeder eines Paares von Aufzeichnungs- /Wiedergabeköpfen einer digitalen Videoaufzeichnungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung alternierend eine Reihe von geneigten Aufzeichnungsspuren auf einem Videoband abtastet,
Fig. 25 verdeutlicht ein Muster, das bei der Wiedergabe von wie in Fig. 23 dargestellt aufgezeichneten digitalen Videodaten erzeugt wird, wenn einer des Paares von Wiedergabeköpfen blockiert wurde,
Fig. 26 verdeutlicht die Teile von aufeinanderfolgenden geneigten Aufzeichnungsspuren auf einem Videoband, die als Folge eines Längskratzers in dem Band unter einem Datenverlust leiden, und
Fig. 27 verdeutlicht eine Weise, auf die wie in Fig. 23 dargestellt aufgezeichnete Daten bei der Wiedergabe betroffen sind, wenn Daten infolge eines Längskratzers in dem Magnetaufzeichnungsband verloren wurden.

Genaue Beschreibung bestimmter vorteilhafter Ausführungsbeispiele

Unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail und im folgenden auf deren Fig. 1 ist das Aufzeichnungssystem einer digitalen Videobandaufzeichnungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einem ersten vorteilhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Aufzeichnungssystem von Fig. 1 ist mit Eingangsanschlüssen 1A, 1B und 1C ausgestattet, um jeweils ein digitales Luminanzsignal Y und digitale Farbdifferenzsignale U und V zu empfangen, die beispielsweise dem NTSC-System entsprechen. Das digitale Luminanzsignal Y und die digitalen Farbdifferenzsignale U und V sind (4:2:2)-Komponentensignale, so daß das digitale Luminanzsignal Y eine Abtastfrequenz von 13,5 MHz hat, die Farbdifferenzsignale U und V jeweils eine Abtastfrequenz von 6,75 MHz aufweisen und die Daten mit 8 Bit pro Abtastpunkt quantisiert sind.
Das digitale Luminanzsignal Y und die Farbdifferenzsignale U und V, die an den Eingangsanschlüssen 1A-1C empfangen werden, werden von diesen einer Schaltung 2 zum Entnehmen gültiger Informationen zugeführt, die dazu dient, so viele redundante Daten innerhalb der eingegebenen Videosignale wie möglich zu entfernen, um nur diejenigen Teile der eingegebenen Videosignale zuzuführen, die notwendig sind, um die von ihnen beförderte Information zu bewahren. Die Menge der in den Farbdifferenzsignalen U und V enthaltenen Information ist kleiner als die in dem Luminanzsignal Y enthaltenen Information, so daß die Menge von Daten in den Farbdifferenzsignalen stärker verringert werden kann. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 eliminiert die Schaltung 2 zum Entnehmen gültiger Informationen eine Hälfte der in den Farbdifferenzsignalen U und V enthaltenen Abtastpunkte, so daß, wie in Fig. 2 dargestellt ist, die Anzahl von in den Farbdifferenzsignalen U und V enthaltenen Abtastpunkten (wobei jeder verbleibende Abtastpunkt durch einen ausgefüllten Punkt dargestellt ist) nur ein Viertel der Anzahl der in dem Luminanzsignal Y enthaltenen Abtastpunkte beträgt.
Eine weitere Verringerung wird durch die Schaltung 2 zum Entnehmen gültiger Informationen durch das Entfernen der horizontalen und vertikalen Synchronisierungs- und Austastintervallsignale erreicht. Folglich kann die Größe jedes Bildes eines NTSC- Videosignales von 525 Zeilen x 858 Abtastpunkten auf 480 x 720 Abtastpunkte, die Größe eines entnommenen gültigen Bildes A1, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, verringert werden.
Es ist somit zu erkennen, daß die Schaltung 2 zum Entnehmen gültiger Informationen dazu dient, die Übertragungsrate des eingegebenen Videosignales wesentlich zu verringern. Beispielsweise kann, wenn die Übertragungsrate des eingegebenen Videosignales 216 MBPS beträgt, die Schaltung 2 die Übertragungsrate auf ungefahr 124 MBPS verringern.
Weiter werden wiederum unter Bezug auf Fig. 1 das Luminanzsignal Y und die Farbdifferenzsignale U und V, die von der Schaltung 2 zum Entnehmen gültiger Informationen ausgegeben werden, Blocksegmentierungschaltungen 3A, 3B bzw. 3C zugeführt. Die Blocksegmentierungschaltungen 3A, 3B und 3C bilden ihre jeweiligen Signale Y, U und V in DCT-Blöcke um, so daß jeder danach durch eine diskrete Cosinustransformation in Frequenzbereichsinformationen transformiert werden kann, was im folgenden näher erläutert wird. Jeder dergestalt gebildete DCT-Block umfaßt (8x8)- Bildpunkte, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Wie oben erwähnt wurde, umfaßt jeder Bildpunkt 8 Bits.
Die Blocksegmentierungsschaltungen 3A-3C führen ihre jeweiligen Ausgänge einer Makroblock-Sammelschaltung 4 zu. Die Schaltung 4 ordnet das Luminanzsignal Y und die Farbdifferenzsignale U und V im Blockformat in jeweilige Makroblöcke, von denen jeder Signale enthält, die einen entsprechenden Bereich eines bestimrnten Videobildes repräsentieren. Das Makroblockformat erleichtert das Mischen durch das Aufzeichnungssystem und die Interpolation der Signale bei der Wiedergabe, was beides im folgenden näher erläutert wird.
Da das digitale Luminanzsignal Y und die Farbdifferenzsignale U und V dem Aufzeichnungssystem in einem (4:4:2)-Format an den Eingängen 1A-1C zugeführt werden und die Schaltung 2 die Anzahl von Abtastpunkten der Farbdifferenzsignäle um die Hälfte verringert, wenn sie der Makroblock-Sammelschaltung 4 zugeführt werden, gibt es 4mal so viele Luminanzbildpunkte als Farbdifferenzbildpunkt U oder V für einen bestimmten Bereich des Videobildes. Die Makroblock-Sammelschaltung 4 umfaßt somit vier Bltcke von Bildpunktdaten für das Luminanzsignal und einen Block jeweils von Bildpunktdaten für die Farbdifferenzsignale U und V in jedem Makroblock, der einen entsprechenden Bereich des Videobildes repräsentiert, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
Wiederum unter Bezug auf Fig. 1 führt die Makroblock-Sammelschaltung 4 die Luminanzund Farbdifferenzdaten im Makroblockformat einer Mischschaltung 5 zu. Wie oben erwähnt wurde, repräsentiert jeder der Makroblöcke Luminanz- und Farbdifferenzsignale eines bestimmten Bereiches in einem gegebenen Video. Die Mischschaltung 5 stellt die empfangenen Makroblöcke in Gruppen zusammen, von denen jede drei benachbarte Makroblöcke aufweist, und die im folgenden als Super-Makroblöcke bezeichnet werden. Es wird erkannt werden, daß durch Zusammenstellen der gemischten Videosignale in Super- Makroblockeinheiten die gemischten Einheiten relativ groß werden, wodurch das Betrachten des wiedergegebenen Signales beim Bildsuchlauf oder bei Wiederholungen erleichtert wird. Zusätzlich erleichtert die Art, auf die der Mischprozeß in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 durchgeführt wird, die Interpolation der Videosignale bei der Wiedergabe, so daß das Wiedergewinnen von Daten errnöglicht wird, die als Folge einer Kopfblockierung oder von Längskratzern in dem Videoband verloren wurden, auf dem die Signale aufgezeichnet sind. Weiterhin mischt, auch unter Bezug auf Fig. 6, die Mischschaltung 5 die Super-Makroblöcke jedes Videohalbbildes, das einem Videobild bzw. Videobildschirm 50 entspricht, indem sie sie in Gruppen von 5 Super-Makroblöcken sammelt, wobei jeder der 5 Super-Makroblöcke innerhalb jeder Gruppe aus einem jeweils unterschiedlichen Bereich des Videobildes bzw. Videobildschirmes ausgewählt wird. In Fig. 6 ist das Videobild mit 45 Makroblöcken in der Horizontalrichtung des Bildschirmes 50 und mit (n+ 1)-Makroblöcken in dessen vertikaler Richtung angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist n=29 für ein NTSC-Signal mit 525 Zeilen pro Vollbild und n=35 für ein PAL-Signal mit 625 Zeilen pro Vollbild. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, wird das Mischverfahren durch Auswählen eines Super-Makroblockes SMB&sub0;, SMB&sub1;, ... SMB&sub4; aus jedem der fünf entsprechenden horizontal getrennten Bereiche des Videohalbbildes ausgewählt, um aus innen jede Gruppe zusammenzustellen. Die Auswahl der Super- Makroblöcke auf diese Weise wird so ausgeführt, daß ihre horizontalen Positionen sich nicht überlagern. Nachdem sie dergestalt entsprechend dem Mischverfahren gesammelt wurden, werden die Gruppen aus 15 Makroblöcken (d.h. die Gruppen von fünf Super Makroblöcken) als einzelne Speichereinheiten behandelt.
Das in Fig. 6 dargestellte Mischverfahren wird im folgenden unter Bezug auch auf Fig. 7 näher erläutert. In Fig. 7 ist das Videobild bzw. der Videobildschirm 50 von Fig. 6 für jedes ungerade und gerade Videohalbbild in größerem Detail dargestellt, wobei die fünf horizontal getrennten Bereiche des Bildschirmes jeweils in (m + 1) vertikal angeordnete Unterbereiche entsprechend einer Anzahl von Aufzeichnungsspuren unterteilt sind, in denen die gemischten Signale des Videohalbbildes entsprechend dem Bildschirm 50 auf einem Videoband aufgezeichnet werden. Dem NTSC-System entsprechende Videosignale werden als Einheitsbild in jeweils den Spuren aufgezeichnet, so daß m=9 ist. Im Falle von PAL-Komponenten-Videosignalen wird jedes Halbbild in 12 entsprechenden Spuren auf dem Band aufgezeichnet, so daß in diesem Beispiel m =11 ist. Jeder der Unterbereiche innerhalb der fünf Bereiche des Bildschirmes so ist eine Nummer 0, 1, ... m zugeordnet, so daß die Positionen der Unterbereiche mit entsprechenden Zahlen auf dem Bildschirm 50 verteilt sind.
Die Anordnung der Super-Makroblöcke in jedem Unterbereich ist durch den Unterbereich 52 in Fig. 7 schematisch dargestellt. Es ist zu erkennen, daß jeder Unterbereich 52 eine Anordnung von 3x3 Super-Makroblöcken aufweist, die von 0 bis 8 gekennzeichnet sind.
Die Anordnung der Makroblöcke in jedem der Unterbereiche 52 ist als die modifizierte Darstellung 52a des Unterbereiches 52 in Fig. 7 gezeigt. In der modifizierten Darstellung 52a sind die Makroblöcke mit 0 bis 26 bezeichnet, so daß zu erkennen ist, daß jeder Super-Makroblock des Bereiches 52 drei horizontal benachbarte Makroblöcke aufweist, wie in der modifizierten Darstellung 52a gezeigt ist.
Die Weise, auf die die Speichereinheiten, die jeweils 15 Makroblöcke aufweisen, wie oben beschrieben wurde, in Übereinstimmung mit dem Mischverfahren zum Aufzeichnen auf den Videoband zusannnengestellt werden, wird im folgenden näher erläutert. Jeder der Super-Makroblöcke wird durch die Parameter (p, q) gekennzeichnet, wobei p = 0, 1, ..., m den Unterbereich kennzeichnet, aus dem der Super-Makroblock erhalten wurde, und q = 0, 1, ..., 8 die Position des Super-Makroblockes innerhalb dem Unterbereich b kennzeichnet. In Übereinstimmung mit dem Mischverfahren für ein ungeradzahliges Halbbild des Videosignales wird jeder der fünf Super-Makroblöcke mit den Parametern (0, 0), d.h. die Makroblöcke an der Position 0 von jedem der fünf Unterbereiche 0, gesammelt, um eine Speichereinheit zu bilden. Danach werden die Super-Makroblöcke (0, 1) aus jedem der fünf Unterbereiche 0 zusammengestellt, um eine weitere Speichereinheit zu bilden. In der entsprechenden Reihenfolge werden danach Speichereinheiten gebildet, die jeweils die Super-Makroblöcke (0, 2), (0, 3), ..., (0, 8) aufweisen. Im folgenden wird weiterhin unter Bezug auf Fig. 8 die Weise verdeutlicht, auf die die verschiedenen Speichereinheiten in entsprechenden geneigten Aufzeichnungsspuren durch ein Paar Aufzeichnungs-/Wiedergabeköpfe A und B mittels entsprechender Kanäle A und B abwechseln aufgezeichnet werden. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, umfaßt eine geneigte Aufzeichnungsspur 0 eines ungeradzahligen Videohalbbildes die Speichereinheiten, die jeweils aus den Super-Makroblöcken (0, 0) bis (0, 8) in Reihenfolge aufgebaut sind, da die Spur 0 durch einen entsprechenden Kopf abgetastet wird. Die Kennzeichnungen BU0, BU1, ..., BU8 in Fig. 8 kennzeichnen aufeinanderfolgende Speichereinheitpositionen in jeder der Aufzeichnungsspuren auf dem Videoband, so daß die Positionen der Speichereinheiten, die Super-Makroblöcke (0, 0), (0, 1), ..., (0, 8) umfassen, an Positionen BU0, BU1, BU8 in der Spur 0 derjenigen Spuren angeordnet sind, in denen das ungeradzahlige Videohalbbild aufgezeichnet wird.
Wenn die Daten der fünf Unterbereiche 0 des ungeradzahligen Videohalbbildes in einer entsprechenden geneigten Aufzeichnungsspur aufgezeichnet worden sind, wie in Fig. 8 dargestellt ist, wird eine Reihe von Speichereinheiten, die jeweils die mit 0 bis 8 gekennzeichneten Super-Makroblöcke aufweisen, der fünf Unterbereiche 1 des ungeradzahligen Videohalbbildes zum Aufzeichnen in der folgenden geneigten Spur gesammelt. D.h. zuerst werden die Super-Makroblöcke (1, 0) als eine Speichereinheit zusammengestellt, die aus den Super-Makroblöcken 0 aus jedem der fünf Unterbereiche 1 besteht, zum Aufzeichnen in der geneigten Spur 1 des ungeradzahligen Halbbildes an dessen Spurposition BU0, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Danach wird eine Speichereinheit, die die Super-Makroblöcke (1, 1) der fünf Unterbereiche 1 aufweist, zum Aufzeichnen an der Position BU1 der Spur 1 in Fig. 8 zusammengestellt. Danach werden in der entsprechenden Reihenfolge die Super-Makroblöcke (1, 2), (1, 3), ..., (1, 8) zum Aufzeichnen nacheinander in der Spur 1 zusammengestellt. Auf die gleiche Weise und in numerischer Reihenfolge werden acht Speichereinheiten für jeden der Unterbereiche 2, 3, ..., m zum Aufzeichnen in den Spuren 2, 3, ..., m des ungeradzahligen Videohalbbildes zusammengestellt, wie in Fig. 8 dargestellt ist.
Wenn das nachfolgende geradzahlige Videohalbbild aufgezeichnet wird, wird die Reihenfolge, in der die Super-Makroblöcke innerhalb jedes Unterbereiches in Speichereinheiten zusammengestellt werden, geändert, so daß die Super-Makroblöcke 8, 7, ..., 0 in jedem der Unterbereiche 1, 2, ..., m, 0 aufeinanderfolgend in entsprechend geneigten Spuren an Positionen BU0, BU1, ..., BU8 für das geradzahlige Videohalbbild aufgezeichnet werden, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Es ist zu erkennen, daß die Reihenfolge, in der die Daten aus den verschiedenen Unterbereichen des geradzahligen Videohalbbildes in den geneigten Spuren aufgezeichnet werden, im Vergleich zu der des geradzahligen Haibbildes geändert wird, so daß die Daten innerhalb der Unterbereiche des geradzahligen Videohalbbildes in aufeinanderfolgenden geneigten Spuren in der Reihenfolge der Unterbereiche 8, 7, ..., 0 aufgezeichnet werden. Demgemäß werden beim Mischen der Daten des geradzahligen Videohalbbildes für die Aufzeichnung anfangs die Daten der fünf Super-Makroblöcke (1, 8) in einer Speichereinheit zum Aufzeichnen in der Position BU8 der ersten geneigten Spur zusammengestellt, in der die geradzahligen Videohalbbilddaten aufgezeichnet werden. Danach werden die Super-Makroblöcke (1, 7), (1, 6), ..., (1, 0) in Speichereinheiten zur Aufzeichnung an den Positionen BU 1, 8U2, BUB der ersten geneigten Aufzeichnungsspur für die geradzahligen Videohalbbilddaten zusammengestellt.
Danach werden die Super-Makroblöcke (2, 8) aus jedem der fünf Unterbereiche 2 des geradzahligen Videohalbbildes in einer Speichereinheit zum Aufzeichnen an der Position BUB der nächsten darauffolgenden geneigten Spur zusammengestellt. Danach werden in entsprechender Reihenfolge die Super-Makroblöcke (2, 7), (2, 6), ..., (2, 0) in entsprechenden Speichereinheiten zusammengestellt und aufeinanderfolgend an den Positionen BUL, 8U2, ..., BU8 der zweiten geneigten Spur zusammengestellt, in der die geradzahligen Videohalbbilddaten aufgezeichnet werden. Auf die gleiche Weise werden die Super-Makroblöcke aus jedem der Unterbereiche 3, 4, ..., m, 0 des geradzahligen Videohalbbildes aufeinanderfolgend in entsprechenden geneigten Aufzeichnungsspuren aufgezeichnet.
Es ist somit unter Bezug auf Fig. 8 zu erkennen, daß entsprechende Unterbereiche der ungeradzahligen und der geradzahligen Halbbilder durch jeweils verschiedene Aufzeichnungsköpfe des Paars aufgezeichnet werden. Somit wird, sollte einer der Köpfe A und B blockiert werden, so daß er die aufgezeichneten Daten eines bestimmten Unterbereiches eines ersten der ungeradzahligen und geradzahligen Halbbilder nicht wiedergeben können, der andere Kopf, wenn er betriebsbereit ist, trotzdem in der Lage sein, den entsprechenden Unterbereich des anderen der ungradzahligen und geradzahligen Haibbilder wiederzugeben, so daß die Daten, die nicht wiedergegeben werden können, trotzdem durch eine Interpolation in effektiver Weise wiederhergestellt werden können. Es ist weiterhin anzumerken, daß ein Längskratzer auf dem Videoband in den meisten Fällen an verschiedenen Stellen angeordnete Super-Makroblöcke der ungeradzahligen und geradzahligen Videohalbbilder betrifft, so daß die Super-Makroblöcke, die nicht wiedergegeben werden können, in derartigen Fällen trotzdem durch eine Interpolation wiederhergestellt werden können, bei der die entsprechenden Super-Makroblöcke des anderen Haibbildes verwendet werden.
Bei näherer Erläuterung wird deutlich, daß in dem Fall der ungeradzahligen Halbbilder Super-Makroblöcke von geradzahligen Unterbereichen in Speichereinheiten zum Aufzeichnen durch einen Aufzeichnungskopf über einen entsprechenden Kanal zusammengestellt werden. In dem Fall des vorliegenden Ausführungsbeispieles zeichnet der Kopf A zuerst die Super-Makroblöcke von den Unterbereichen 0 der ungeradzahligen Halbbilder in einer entsprechenden geneigten Spur auf und zeichnet danach Super- Makroblöcke in entsprechenden geneigten Spuren aus jedem der ein ungeradzahliges Halbbild aufweisenden Unterbereiche auf, die mit 2, 4, 6 und 8 gekennzeichnet sind. In dem Fall der geradzahligen Halbbilder zeichnet der Kopf A jedoch die Super-Makroblöcke von den ungeradzahligen Unterbereichen auf, so daß in diesem Beispiel die Super- Makroblöcke von den mit 1, 3, 5 und 7 gekennzeichneten Unterbereichen durch den Kopf A in dieser Reihenfolge in entsprechenden geneigten Spuren aufgezeichnet werden. Andererseits werden die Super-Makroblöcke des ungeradzahligen Videohalbbildes von den ungeradzahligen Unterbereichen durch den Kopf B aufgezeichnet, während die Super- Makroblöcke des geradzahligen Videohaibbildes von den geradzahligen Unterbereichen davon durch den Kopf B aufgezeichnet werden.
Wenn beispielsweise der Kopf A (der Daten über den Kanal A empfängt) blockiert wird, so daß er keine Daten wiedergeben kann, dann werden die Super-Makroblöcke von geradzahligen Unterbereichen der ungeradzahligen Videohaibbilder nicht wiedergegeben. Jedoch werden die Super-Makroblöcke der geradzahligen Unterbereiche innerhalb der geradzahligen Halbbilder trotzdem solange wiedergegeben, wie der Kopf B arbeitet. Somit können die nicht wiedergebbaren Daten durch eine Interpolation wiederhergestellt werden. Wenn andererseits nur der Kopf B außer Betrieb ist, obwohl die Super-Makroblöcke von den ungeradzahligen Unterbereichen innerhalb der ungeradzahligen Halbbilder nicht wiedergegeben werden können, können die Super-Makroblöcke von den ungeradzahligen Unterbereichen innerhalb der geradzahligen Halbbilder trotzdem durch den Kopf A wiedergegeben werden, solange er in Betrieb ist. Demgemäß können auch in diesem Fall die nicht wiedergebbaren Daten durch eine Interpolation wiedergewonnen werden. Darüber hinaus ist anzumerken, daß in dem ersten offenbarten Ausführungsbeispiel die Super-Makroblöcke in jeder Spur entsprechend einer ersten Reihenfolge, nämlich in der Reihenfolge (x, 0), (x, 1), usw., für den Fall der ungeradzahligen Videohalbbilder angeordnet sind. Jedoch sind die Super-Makroblöcke für die geradzahligen Videohalbbilder in einer entsprechend unterschiedlichen Reihenfolge aufgezeichnet, namlich in der Reihenfolge (x, 8), (x, 7) usw. Demgemäß können in dem Fall, daß ein Fehler in der Längsrichtung des Bandes beispielsweise infolge eines Kratzers auftritt, da die Reihenfolge, in der die Daten aufgezeichnet werden, für die ungeradzahligen und die geradzahligen Halbbilder unterschiedlich ist, die nicht wiedergebbaren Daten durch eine Interpolation in den meisten Fällen wiedergewonnen werden.
Wenn beispielsweise infolge eines longitudinalen Fehlers alle Daten innerhalb der ersten Speichereinheit BU0 unwiedergebbar wird, werden alle Daten für die Super-Makroblöcke (0, 0), (1, 0), (2, 0) usw. innerhalb der ungeradzahligen Videohalbbilder, die der Speichereinheit BU0 entsprechen, somit unwiedergebbar. Jedoch werden im Falle der geradzahligen Halbbilder an verschiedenen Stellen angeordnete Super-Makroblöcke durch den gleichen longitudinalen Fehler getroffen, in diesem Fall die Super-Makroblöcke (1, 8), (2, 8), (3, 8) usw. Somit werden die Daten innerhalb der Speichereinheiten, die die mit 0 gekennzeichneten Super-Makroblöcke aufweisen, innerhalb der geradzahligen Haibbilder durch diesen bestimmten longitudinalen Fehler nicht betroffen, so daß sie trotzdem wiedergegeben werden können. Folglich können die mit 0 gekennzeichneten Super-Makroblöcke in den ungeradzahligen Halbbildern durch eine Interpolation unter Verwendung der entsprechenden Daten der geradzahligen Haibbilder wiederhergestellt werden. Andererseits können die Super-Makroblöcke 8 des geradzahligen Videos unter Verwendung der Super-Makroblöcke der entsprechenden Bereiche der ungeradzahligen Halbbilder wiederhergestellt werden, die von dem bestimmten longitudinalen Fehler nicht betroffen sind.
In dem offenbarten Ausführungsbeispiel werden die Daten aufeinanderfolgend in geradzahligen und ungeradzahligen Halbbildern aufgezeichnet. Es ist anzumerken, daß in einer Alternative die Daten als eine Reihe von Vollbildern angeordnet werden können, die beispielsweise auf die oben beschriebene Art in mehrere Bereiche oder Unterbereiche unterteilt werden können. Dann wird eine entsprechende Mischreihenfolge für ungeradzahlige und geradzahlige Vollbilder aufgestellt, um die Reihenfolge und die Positionen zu variieren, in denen die Daten der verschiedenen Bereiche oder Unterbereiche in den entsprechenden Spuren aufgezeichnet werden.
Nachdem die Daten auf diese Weise von der Mischschaltung 5 gemischt wurden, werden sie einer Schaltung 6 für eine diskrete Cosinustransformation (DCT) in Fig. 1 ausgegeben. Die DCT-Schaltung 6 dient zum Ausführen einer diskreten Cosinustransformation für jeden der DCT-Blöcke, der in jeder Gruppe von 15 Makroblöcken enthalten ist, die von der Mischschaltung 5 empfangen werden. Eine beispielhafte diskrete Cosinustransformation eines 8x8 DCT-Blockes wird im folgenden unter Bezug auf die Figuren 9 und 10 erläutert. Fig. 9 zeigt einen beispielhaften 8x8-Bildpunkte DCT-Block vor seiner Transformation durch die Schaltung 6. In Übereinstimmung mit der durch die Schaltung 6 durchgeführten diskreten Cosinustransformation wird eine orthogonale Transformation der Zeitbereichsdaten in dem DCT-Block ausgeführt, um einen entsprechenden Datenblock in dem Frequenzbereich zu erhalten. Fig. 10 zeigt DCT- Frequenzkomponenten, die durch die diskrete Cosinustransformation der Werte in dem DCT-Block von Fig. 9 erzeugt wurden. In Fig. 10 sind Frequenzkomponenten des DCT- Blockes entlang der Horizontalrichtung der transformierten Daten entlang der X-Achse dergestalt angeordnet, daß ihre Frequenz mit ansteigenden Werten der X-Koordinate ansteigt. Auf die gleiche Weise stellt Y-Achse in Fig. 10 Frequenzkomponenten in der Vertikalrichtung des 8x8 DCT-Blockes von Fig. 9 dar. Im Fall der Y-Achse sind die Y- Koordinatenwerten negativ, so daß sinkende Y-Koordinatenwerte eine ansteigende Frequenz der entsprechenden Komponenten des transformierten Blockes anzeigen.
Da die Videobilder Korrelation aufweisen, ist bei der diskreten Cosinustransformation der Videosignale die entsprechende DC-Komponente eines bestimmten transformierten Blockes im Vergleich mit seinen AC-Komponenten typischerweise sehr groß. Demgemäß hat in dem Beispiel von Fig. 10 die DC-Komponente, die in der oberen linken Ecke des dargestellten transformierten Blockes angeordnet ist, einen Wert von 314,91, der ungefähr zwei Größenordnungen größer als dessen größte AC-Komponente ist. Zusätzlich weisen Komponenten mit kleiner Frequenz eines bestimmten transformierten Blockes im allgemeinen größere Werte als dessen Komponenten mit höherer Frequenz auf. Im allgemeinen werden die Pegel der Komponenten mit hoher Frequenz in Bezug auf die DC- Komponenten und die Komponenten niedrigerer Frequenz sehr klein. Es ist anzumerken, daß eine Variabellängencodierung der AC-Komponentenwerte durch Zuordnen entsprechender Anzahlen von Bits entsprechend ihrer sichtbaren Eigenschaften ein wesentliches Absinken der Datenmenge zur Folge hat, die zum Übertragen einer entsprechenden Informationsmenge notwendig ist. Beispielsweise ist oben angemerkt worden, daß durch Entfernen von redundanten Teilen der Daten von dem eingegebenen Videosignal mittels der Schaltung 2 zum Entnehmen gültiger Informationen die Übertragungsrate des eingegebenen Videosignales von 216 MBPS auf ungefahr 124 MBPS gesenkt werden kann. Weiterhin kann durch das oben beschriebene hocheffiziente Codierverfahren die Datenmenge weiterhin ungefähr um einen Faktor 5 gesenkt werden. Folglich kann die eingegebene Übertragungsrate von 216 MBPS in diesem Beispiel auf ungefähr 25 MBPS reduziert werden.
Wie oben erläutert wurde, weist die DC-Komponente in jedem transformierten Videosignalblock typischerweise einen sehr großen Wert im Vergleich zu dessen AC- Komponenten auf. Die DC-Komponenten sind somit der wichtigste Teil der transformierten Daten. Demgemaß werden die DC-Komponenten, ungleich den AC- Komponenten direkt ohne eine Modifizierung zur Verringerung ihrer Datenmenge übertragen. Die AC-Komponenten werden jedoch bei der Quantisierung und einer Variabellängencodierung für das Aufzeichnen unterzogen, wie im folgenden näher erläutert wird.
Im Allgemeinen werden die AC-Komponenten von 15 in Gruppen angeordneten Makroblöcken (d.h. die durch die Makroblock-Sammelschaltung 4 in Gruppen zusammengestellten Super-Makroblöcke), so wie sie von der DCT-Schaltung 6 ausgegeben werden, zeitweise in einem Zwischenspeicher 7 gespeichert. Danach werden sie einem Quantisierer 8 zum Quantisieren ausgegeben und danach werden sie variabellängencodiert durch einen Variabellängencodierer 9, der zum Komprimieren der Datenmenge dient. Der Quantisierer 8 verwendet einen ausgewählten Satz von Quantisierungsintervallen, um die Datenmenge, die jedes Vollbild darstellt, im wesentlichen gleich einer vorbestimmten Menge aufrechtzuerhalten. Daten, die den ausgewählten Satz von Quantisierungsintervallen anzeigen, werden zusammen mit den DC-Komponenten und den variabellängencodierten AC-Komponenten gemeinsam mit weiteren Informationen übertragen, wie unten erläutert wird.
Um genauer zu sein, werden die von der DCT-Schaltung 6 zugeführten DC-Komponenten durch einen Code mit einer festen Länge dargestellt und werden direkt einer Vollbildsegmentierungs- und Fehlerkorrekturschaltung 15 zugeführt, um mit den restlichen Daten zum Übertragen und Aufzeichnen zusammengestellt zu werden. Gleichzeitig zur Speicherung der AC-Komponenten für eine bestimmte aus 15 Makroblöcken bestehende Gruppe in dem Zwischenspeicher 7 werden die AC-Komponenten in ähnlicher Weise einem Quantisierer 10 zugeführt, der zum Quantisieren der Komponenten durch die Gewichtung jeder von ihnen in Übereinstimmung mit ihren sichtbaren Eigenschaften dient. D.h., da Komponenten mit höherer Frequenz keine hohe Sichtbarkeit besitzen, werden sie in dem Quantisierungsverfahren durch ein relativ großes Quantisierungsintervall geteilt. Infolge der relativ höheren Sichtbarkeit der Komponenten mit niedrigeren Frequenzen werden diese jedoch in diesem Verfahren durch ein relativ kleines Quantisierungsintervall geteilt.
Weiterhin sind unter Bezug auf Fig. 11 in dem offenbarten Ausführungsbeispiel 32 vorbestimmte Sätze von Quantisierungsintervallen, die durch Quantisierungs(Q)-Zahlen bis 31 gekennzeichnet sind, vorgesehen, um selektiv von dem Quantisierer 10 verwendet zu werden. Fig. 12 stellt schematisch die Anordnung eines 8x8 DCT-Blockes dar, in dem Gruppen von vier benachbarten Bildpunkten als entsprechend gekennzeichnete Bereiche bis 15 gekennzeichnet sind. Die horizontale Achse der in Fig. 11 gezeigten Tabelle ist in Übereinstimmung mit den in Fig. 12 gezeigten mit Nummern versehenen Bereichen unterteilt. Es ist zu erkennen, daß jeder derartige Bereich einem entsprechenden Quantisierungsintervall in Übereinstimmung mit der Tabelle von Fig. 11 zugeordnet ist, wenn die Q-Zahl eines entsprechenden Satzes von Quantisierungsintervallen bestimmt ist. Die relativen Größen der Quantisierungsintervalle erhöhen sich mit ansteigender Bereichsnummer ebenso wie mit ansteigenden Q-Zahlen. Wenn die AC- Komponentenwerte dergestalt geteilt wurden, würden sie auf den nächsten jeweiligen ganzzahligen Wert auf eine Art und Weise gerundet, die entsprechend ihren entsprechenden Bereichszahlen bestimmt wird, die zugeordnet werden, wie in Fig. 12 gezeigt ist. D.h. geteilte Komponentenwerte mit Dezimalresten werden aufgerundet, wenn sie in einem der Bereiche 0, 1, 2, 4, 6, 7, 9, 10 und 11 fallen, werden aber abgerundet, wenn sie in einen der Bereiche 3, 5, 8, 12, 13, 14 und 15 fallen.
Beispielsweise wird angenommen, daß DCT-transformierte Werte, wie sie in Fig. 13 gezeigt sind, durch die DCT-Schaltung 6 für einen bestimmten DCT-Block erzeugt werden. Diese Werte werden dem Quantisierer 10 zugeführt, der fortfährt, alle AC- Komponenten (d.h. alle in Fig. 13 eingeschlossenen Komponenten mit Ausnahme des DC- Komponentenwerte in der oberen linken Ecke) unter Verwendung eines ausgewählten Satzes von Quantisierungsintervallen aus der Tabelle von Fig. 11 zu teilen. Wenn angenommen wird, daß der Satz von Quantisierungsintervallen, der durch die Q-Zahl 9 gekennzeichnet ist, zur Verwendung durch den Quantisierer 10 ausgewählt wird (wie im folgenden näher erläutert wird), dann werden die Quantisierungsintervalle, wie sie in Fig. 14 dargestellt sind, zur Unterteilung der AC-Komponentenwerte aus den entsprechenden Bereichen 0 bis 15 von Fig. 13 verwendet, wie durch die in Fig. 12 dargestellte Weise definiert ist. Da die resultierenden Werte, die Dezimalreste aufweisen, wie oben erläutert wurde, auf einen der nächstliegenden ganzzahligen Werte gerundet werden, werden die quantisierten Daten, wie sie in Fig. 15 dargestellt sind, in diesem Beispiel durch den Quantisierer 10 bereitgestellt.
Die durch den Quantisierer 10 erzeugten quantisierten Daten werden einer Übertragungsbereich-Bestimmungsschaltung 11 zugeführ)t, die zum Bestimmen der horizontalen und vertikalen Grenzen innerhalb jedes quantisierten Datenblockes dient, nachdem die quantisierten Daten alle gleich 0 sind. In dem Beispiel von Fig. 15 sind diese Grenzen X = 4 und Y = 5. Derartige horizontale und vertikale Grenzen definieren einen Übertragungsbereich (II, V) oder (4, 5) in dem Beispiel von Fig. 15, der durch die Übertragungsbereich-Bestimmungsschaltung 11 als sechs Bits von Daten (100101) in dem Beispiel von Fig. 15 ausgegeben werden. Die Übertragungsbereich-Bestimmungsschaltung 11 führt die Übertragungsbereichsdaten der Vollbildsegmentierungs- und Fehlerkorrektur- Codierschaltung 15 zu, wie im folgenden näher erläutert wird.
Die Übertragungsbereich-Bestimmungsschaltung 11 führt die von dem Quantisierer 10 erhaltenen quantisierten Daten weiterhin einer Codierrnengen-Bestimmungsschaltung 12 zu. Die Schaltung 12 erzeugt unter Bezug auf eine Huffinan-Tabelle 13 eine Abschätzung der Menge von variabellängencodierten Daten, die durch den Quantisierer 8 erzeugt wurden, unter der Verwendung des ausgewählten Satzes von Quantisierungsintervallen, die von dem Quantisierer 10 verwendet werden. Eine beispielhafte Huffman-Tabelle ist in Fig. 16 gezeigt, die die Länge des Codes zeigt, der verschiedenen Werten von quantisierten AC-Komponenten oder -Koeffizienten zugeordnet wird, wenn sie in der Form von Huffman-Codes mit variabler Länge codiert werden. In dem Beispiel von quantisierten AC-Komponenten, wie es in Fig. 15 dargestellt ist, wird jede der Komponenten innerhalb des Übertragungsbereiches einem Huffman-Code zugeordnet, der in jedem Fall die Anzahl von Bits aufweist, wie sie in Fig. 17 dargestellt sind.
Die durch die Schaltung 12 bestimmte Codiermenge wird einer Quantisierer- Auswahlschaltung 14 zugeführt, die zum Bestimmen dient, ob die Menge der quantisierten und variabellängencodierten Daten innerhalb der in dem Zwischenspeicher 17 gespeicherten 15 Makroblöcke kleiner als eine vorbestimmte Menge ist, die einer Übertragungsrate der digitalen Videobandaufzeichnungsvorrichtung des offenbarten Ausführungsbeispieles ist oder nicht. Wenn herausgefunden wird, daß die Datenmenge nicht kleiner als die vorbestimmte Menge ist, wird ein neuer Satz von Quantisierungsintervallen zur Verwendung durch den Quantisierer 10 ausgewählt und dann wird die Menge der variabellängencodierten Daten noch einmal durch die Schaltung 14 bestimmt. Es ist anzumerken, daß durch die geeignete Auswahl des Satzes von Quantisierungsintervallen zur Verwendung durch den Quantisierer 10 die Menge der codierten Daten kleiner als die vorbestimmte Menge gemacht werden kann.
Wenn die Auswahl des Satzes der Quantisierungsintervalle einmal eine Menge codierter Daten, die kleiner als eine derartige vorbestimmte Menge ist, erreicht hat, werden die in dem Zwischenspeicher 7 gespeicherten Daten für die 15 Makroblöcke dem Quantisierer 8 ausgegeben, der den dann ausgewählten Satz von Quantisierungsintervallen zur Quantisierung der empfangenen Daten verwendet. Die quantisierten Daten werden darauffim von dem Quantisierer 8 einem Variabellängeneodierer 9 zugeführt, der zum Codieren der empfangenen Daten in Variabellängendaten, beispielsweise entsprechend dem Huffman-Code dient. Die variabellängeneodierten Daten werden danach durch den Codierer 9 der Vollbildsegmentierungs- und Fehlerkorrektur-Codierschaltung 15 zugeführt.
Wie oben erwähnt wurde, empfängt die Vollbildsegmentierungs- und Fehlerkorrektur- Codierschaltung 15 ebenso die DC-Koeffizientendaten für die 15 Makroblöcke von der DCT-Schaltung 6 ebenso wie die Übertragungsbereichsdaten (H, V) von der Übertragungsbereichs-Bestimmungsschaltung 11. Die Schaltung 15 empfängt weiterhin Daten, die den ausgewählten Satz von Quantisierungsintervallen anzeigen, von der Quantisierer-Auswahlschaltung 14. Die empfangenen Daten werden dann von der Vollbildsegmentierungs- und Fehlerkorrektur-Codierschaltung 15 in Datenvollbilder transformiert, wie weiter unten näher erläutert wird, und die Schaltung 15 addiert dann einen Fehlerkorrekturcode zu den resultierenden Daten.
Wie in Fig. 18 schematisch dargestellt ist, ist jedes Datenvollbild in einem Synchronisierungsblockformat angeordnet, das 90 Bytes einschließt. Zwei Synchronisierungsbytes 51 sind an dem Anfang des Synchronisierungsblockes angeordnet, gefolgt von einer Identifizierung 52, die vier Datenbytes einschließt. Hinter der Identifizierung 2 sind als die Daten 53 gekennzeichnete 76 Bytes angeordnet, die DC- Komponentendaten und verschiedene variabellängencodierte AC-Komponentendaten umfassen. Nach den Daten 53 sind acht Bytes Paritätsdaten 54 vorgesehen.
Fig. 19 stellt das Fehlerkorrektur-Codierverfahren dar, das von der Vollbildsegmentierungs- und Fehlerkorrektur-Codierschaltung 15 durchgeführt wird. Wie in Fig. 19 dargestellt ist, sind die Daten in einer zweidimensionalen Anordnung von 76 Bytes x 45 Bytes angeordnet und Erzeugungscodes werden erzeugt, um acht Bytes eines Reed-Solomon-Codes in der horizontalen Richtung zu bilden, wie durch die Parität C 1 gekennzeichnet ist, während ein 3-Byte-Reed-Solomon-Code in der Vertikalen der Richtung hinzugefiigt wird, wodurch die Parität C2 in Fig. 19 gekennzeichnet ist.
Da, wie in Fig. 18 gezeigt wird, jedes Datenvollbild als eine Reihe von Bytes angeordnet ist, d.h. als eine Reihe von Daten mit einer festen Länge, fallen die variabellängencodierten Daten manchmal in mehr als ein Byte und manchmal werden sie durch weniger als ein Datenbyte dargestellt. Demgemäß entsprechen die Grenzen der variabellängencodierten Daten oft nicht dem Beginn eines bestimmten Datenbytes innerhalb des Datenvollbildes und, falls ein unkorrigierbarer Fehler in irgendeinem Byte auftritt, können die Grenzen der Variabellängendaten, die dem unkorrigiebaren Byte folgen, nicht identifiziert werden. Folglich wird, sogar wenn kein Fehler in den verbleibenden Daten auftritt, diese Möglichkeit, die folgenden Variabellängendaten voneinander zu unterscheiden, alle unverwendbar machen und ein fortschreitender Fehler wird die Folge sein.
Das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 löst dieses Problem im wesentlichen durch ein vorteilhaftes Zuordnen der Daten innerhalb einer vorbestimmten Datenreihe. Ein Beispiel einer derartigen Zuordnung ordnet Daten in einem Datenvollbild auf die in Fig. 20 dargestellte Weise an. Wie in Fig. 20 dargestellt ist, wird nach der Identifizierung 52 eine Blockadresse BA eingefügt. Nach der Blockadresse BA werden die DC-Komponenten mit einer festen Länge und variabellängencodierten AC-Komponenten des ersten Makroblockes MB 1 (einschließlich vier Luminanzsignalblöcken und entsprechend verschiedenen Farbdifferenzsignalblöcken, wie oben erläutert wurde) eingefügt. In dem ersten Makroblock sind mit einer festen Länge codierte DC-Komponentendaten der sechs Blöcke, die von DC-0 bis DC-5 gekennzeichnet sind, in eine Gruppe von sechs aufeinanderfolgenden Bytes enthalten. Nach den DC-komponentendaten sind die variabellängencodierten AC-Komponenten der sechs Blöcke angeordnet, die in Gruppen von AC-Komponenten angeordnet sind, die entsprechende Frequenzbereiche für jeden der sechs Blöcke darstellen. Die Gruppen von AC-Komponenten sind mit ACN, n=0, 1, 2 ... gekennzeichnet, wobei n einen entsprechenden Frequenzbereich der AC-Komponenten darstellt, die so angeordnet sind, daß sie mit dem untersten Frequenzbereich beginnen (n=0) und von den nachfolgend höheren Frequenzbereichen n= 1, 2, ... gefolgt sind. Demgemäß sind die AC-Komponenten in der Reihenfolge ansteigender Frequenzbereiche in dem Makroblock MB1 angeordnet.
Ein zweiter Makroblock MB2, der das gleiche Format wie der Makroblock MB1 hat, ist nach dem Makroblock MB1 angeordnet. Jedoch entspricht der Beginn des Makroblockes MB2 und jedes folgenden Makroblockes dem Beginn eines Symbols oder eines Bytes innerhalb der Datenreihe. Demgemäß wird, wenn die Daten des Makroblockes MB1 (oder irgendeines folgenden Makroblockes) an einer Position enden, die verschieden von dem Ende eines Symbols oder eines Bytes ist, ein Zwischenraum zwischen den Makroblöcken geschaffen. In diesem Fallen werden Leerdaten in dem Zwischenraum angeordnet. Ein Zwischenraum zwischen den Makroblöcken MB1 und MB2 ist in Fig. 20 durch den Bereich Sa dargestellt. Die Blockadresse BA, die dem Makroblock MB1 vorhergeht, wie oben erläutert wurde, kennzeichnet den Ort des Beginns des folgenden Makroblockes MB2 in der Datenreihe.
Wiederum unter Bezug auf Fig. 1 wird die von der Vollbildsegmentierungs- und Fehlerkorrektur-Codierschaltung 15 erzeugte Datenreihe dabei einem Kanalcodierer 16 zugeführt, der den Datenstrom zur Aufzeichnung auf einem Magnetband in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Modulationstechnik moduliert. Die dergestalt modulierten Daten werden von dem Kanalcodierer 16 Köpfen 18A und 18B durch Aufzeichnungsverstärker 17A bzw. 17B ausgegeben, um diesen somit zur Aufzeichnung auf einem Magnetband übertragen zu werden.
Unter Bezug auf Fig. 21 ist ein Wiedergabesystem der digitalen Videobandaufzeichnungsvorrichtung des offenbarten Ausführungsbeispieles in einem Blockformat dargestellt. Das Wiedergabesystem umfaßt Wiedergabeköpfe 21A und 21B, die von einem Magnetband wiedergegebene Signale durch entsprechende Wiedergabeverstärker 22A und 22B einem Kanaldecodierer 23 zuführen. Der Kanaldecodierer 23 dient zum Demodulieren der wiedergegebenen Daten in Übereinstimmung mit einem Verfahren, das zu dem des Modulationsverfahren komplementär ist, das durch den Kanalcodierer 16 des Aufzeichnungssystems durchgeführt ist. Die demodulierten Wiedergabesignale werden von dem Kanaldecodierer 23 einer Zeitbasiskompensations(TBC)-Schaltung 24 zugeführt, die zum Entfernen von zeitlichen Fluktuationen in den wiedergegebenen Signalen dient.
Die zeitkompensierten wiedergegebenen Signale werden von der TBC-Schaltung 24 einer Vollbildverteilungs- und Fehlerkorrekturverarbeitungsschaltung 25 ausgegeben, die Fehler in den wiedergegebenen Daten korrigiert. Die Schaltung 25 dient auch zum Trennen der variabellängencodierten AC-Komponentendaten, der DC-Komponentendaten und der zusätzlichen Informationen einschließlich der Übertragungsbereichsinformationen (H, V) und der Daten, die den ausgewählten Satz von Quantisierungsintervallen für die wiedergegebenen Daten anzeigen. Die variabellängencodierten AC-Komponentendaten werden einem Variabellängendecodierer 27 zugeführt, der die gemäß dem Hoffman-Code codierten AC-Komponentendaten decodiert. Die decodierten AC-Komponentendaten werden von dem Decodierer 27 einer Invers-Quantisierungsschaltung 28 zugeführt, deren Betriebseigenschaften in Übereinstimmung mit den Daten bestimmt werden, die in dem wiedergegebenen Signal enthalten sind und den Satz von Quantisierungsintervallen anzeigen, der zum Quantisieren der entsprechenden Daten verwendet wurde. Die durch die Schaltung 28 dergestalt einer inversen Quantisierung unterzogenen Daten werden danach einer Invers-DCT-Schaltung 29 zugeführt, die die Frequenzbereichsdaten zurück in Zeitbereichsdaten transformiert und die dergestalt transformierten Daten einer Entmischungsschaltung 30 zuführt. Die Entmischungsschaltung 30 führt danach ein Entmischen durch, das invers zu dem Mischen ist, das durch die Schaltung 5 des in Fig. 1 dargestellten Aufzeichnungssystems durchgeführt wird.
Wenn die Daten einmal von der Schaltung 30 entmischt worden ist, werden sie danach einer Makroblock-Verteilungsschaltung 31 zugeführt, die zum Trennen der Makroblockdaten in DCT-Blöcke dient, die die Komponentensignale Y, U und V umfassen. Die Makroblock-Verteilungsschaltung 31 führt dann die getrennten Makroblockdaten Blockverteilungsschaltungen 32A, 32B und 32C zu, die jeweils zum Trennen der Y-, U- und V-Komponenten der empfangenen DCT-Blöcke in Daten dienen, die einem gültigen Bild entsprechen.
Die Komponentensignale Y, U und V werden dann von den Schaltungen 32A, 32B und 32C einer Zusatzinformationen-Interpolationsschaltung 33 zugeführt, die zum Interpolieren der Komponenten U und V dient, um die Farbdifferenzsignale U und V wiederherzustellen. Die Schaltung 33 addiert weiterhin horizontale und vertikale Abtastintervallsignale zu den Komponentensignalen Y, U und V, die sie dann Ausgangsanschlüssen 34A, 34B und 34C des Wiedergabesystemes von Fig. 21 zuführt.
Ein zweites Ausführungsbeispiel einer digitalen Videobandaufzeichnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist auf die gleiche Weise aufgebaut, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Jedoch ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Betriebsweise der Mischschaltung, die der Mischschaltung 5 von Fig. 1 entspricht, auf die im folgenden erläuterte Weise modifiziert. Die modifizierte Mischschaltung stellt die Makroblöcke in Speichereinheiten von fünf Makroblöcken zusammen, jeweils einen von entsprechend numerierten Unterbereichen des Videobildes bzw. Videobildschirmes. Unter Bezug auf Fig. 22 unterteilt die modifizierte Mischschaltung einen Videobildschirm bzw. ein Videobild 100, das ungeradzahlige und geradzahlige Halbbilder eines Videosignales darstellt, auf die gleiche Weise wie die Mischschaltung 5 des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 in Unterbereiche. Jedoch wird in dem in Fig. 22 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel jeder der schematisch als Unterbereich 102 dargestellten Unterbereiche nicht in Super-Makroblöcke unterteilt. Stattdessen wird jeder der Unterbereiche 102 in 72 Makroblöcke unterteilt, die entsprechend ihrer Position in dem jeweiligen Unterbereich 102 mit 0, 1, ... 26 gekennzeichnet werden. Demgemäß wird jeder der Makroblöcke innerhalb des Videobildes bzw. Videobildschirmes 100 durch Parameter (p, q) gekennzeichnet, wobei der Parameter p die Nummer des Unterbereiches des Makroblockes und der Parameter q die Position des Makroblockes innerhalb seines entsprechenden Unterbereiches anzeigt, wie in Fig. 22 dargestellt ist. Es ist aus Fig. 22 zu erkennen, daß die Unterbereiche jedes Halbbildes dergestalt angeordnet sind, daß die Entfernung der Unterbereiche, die durch die gleiche Unterbereichszahl in benachbarten der fünf horizontal beabstandeten Bereiche gekennzeichnet ist, maximiert ist. In dem Beispiel von Fig. 22 entspricht die Entfernung zwischen mit einer gleichen Zahl versehenen Unterbereichen innerhalb der benachbarten Bereiche sechs Unterbereichen.
Die in den fünf Unterbereichen, die durch jede der Unterbereichszahlen 0, 1, ... k jedes Halbbildes gekennzeichnet sind, enthaltenen Daten, werden alle in einer jeweiligen Spur eines Videobandes aufgezeichnet. Um Speichereinheiten zu bilden, werden fünf mit gleichen Zahlen versehene Makroblöcke aus jedem der fünf mit gleichen Zahlen versehenen Unterbereiche esammelt, um eine Speichereinheit zu bilden. Beispielsweise werden Makroblöcke (0, 0) als eine Speichereinheit zusammengestellt, die die Makroblöcke, die mit 0 gekennzeichnet sind, von jedem der mit 0 gekennzeichneten Unterbereiche enthalten.
Wie in dem Fall des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 werden die gemischten Videodaten dann durch eine diskrete Cosinustransformation transformiert, gespeichert und variabellängencodiert Danach werden die resultierenden Daten auf einem Magnetband aufgezeichnet. Weiterhin werden in Bezug auf Fig. 23 die aufgezeichneten Daten in zwei aufeinanderfolgenden Halbbildern in aufeinanderfolgenden Spuren in dem hier dargestellten Forrnat ausgezeichnet. Es ist zu erkennen, daß die Reihenfolge zum Aufzeichnen der Daten der ungeradzahligen Videohalbbilder sich von der unterscheidet, die für die Daten der geradzahligen Videohalbbilder verwendet wird. Durch das dergestalt implementierte Mischverfahren wird der Einfluß von Fehlern, die von einer Kopfolockierung oder von longitudinalen Kratzern in dem Band herrühren, durch Erleichterung der Fehlerkorrektur verringert.
Genauer gesagt wird jedes der Haibbilder in (k+1)-Spuren ausgezeichnet, die aufeinanderfolgend auf dem Band vorgesehen sind. Im Falle der ungeradzahligen Videohaibbilder werden die Daten in den verschiedenen Unterbereichen in jeweiligen aufeinanderfolgend angeordneten geneigten Aufzeichnungsspuren beginnend mit den Daten von den mit 0 gekennzeichneten Unterbereichen und in der Reihenfolge weitergehend bis zu und einschließlich des mit k gekennzeichneten Unterbereiches aufgezeichnet. Darüber hinaus werden in jeder der Spuren die Makroblöcke der jeweiligen Unterbereiche in Reihenfolge beginnend mit den mit 0 gekennzeichneten Makroblöcken aufeinanderfolgend bis zu den mit 26 gekennzeichneten Makroblöcken entlang der Abtastrichtung der entsprechenden Aufzeichnungsspur aufgezeichnet. Demgemaß werden, wie in Fig. 23 dargestellt ist, im Fall der ungeradzahligen Videohalbbilder die Daten von den mit geraden Zahlen gekennzeichneten Unterbereichen durch den Kopf A aufgezeichnet, während die Daten von den Unterbereichen mit ungeraden Zahlen durch den Kopf B aufgezeichnet werden.
Andererseits zeichnet im Falle der geradzahligen Videohaibbilder der Kopf A die Daten aus den ungeradzahligen Unterbereichen auf, während der Kopf B die Daten aus den geradzahligen Unterbereichen aufzeichnet. Zusätzlich werden in dem Fall des geradzahligen Halbbildes die Makroblöcke von den jeweiligen Unterbereichen in den entsprechenden geneigten Spuren in einer Reihenfolge aufgezeichnet, die sich von der unterscheidet, in der die Makroblöcke in jeder der geneigten Spuren der ungeradzahligen Videohalbbilder aufzeichnet werden. D.h. in jeder der geneigten Spuren, in der die geradzahligen Videohalbbilddaten aufgezeichnet sind, werden die Makroblöcke beginnend mit dem Makroblöcken 13 bis 26 aufgezeichnet, gefolgt von den Makroblöcken 0 bis 12.
Unter Bezug weiterhin auf Fig. 24 ist zu erkennen, daß, falls einer der Videoköpfe B blockiert werden sollte, die Daten aus jeder zweiten geneigten Aufzeichnungsspur nicht wiedergegeben werden könnten. Jedoch werden, solange der Kopf A in Betrieb bleibt, die Daten innerhalb der Bereiche der ungeradzahligen und geradzahligen Halbbilder, die durch die unschraffierten Unterbereiche in Fig. 25 dargestellt sind, trotzdem von dem Kopf A wiedergegeben werden. Es ist aus Fig. 25 zu erkennen, daß die wiedergegebenen Daten von jedem der ungeradzahligen und geradzahligen Halbbilder die Möglichkeit bereitstellt, die Daten des anderen Haibbildes, die verloren wurden, durch Interpolation wiederherzustellen.
Fig. 26 stellt die Auswirkungen eines longitudinalen Kratzers in dem Magnetband dar. In dem Beispiel von Fig. 26 wird angenommen, daß der durch den Pfeil 110 gekennzeichnete longitudinaler Kratzer den Verlust von Daten aus den Speichereinheitspositionen BU0, BU1 und BU2 zur Folge hat. Fig. 27 verdeutlicht die folgenden Auswirkungen in jedem ungeradzahligen und geradzahligen Halbbild. D.h. in jedem Fall werden die Daten innerhalb der rechteckigen Bereiche 112 in jedem der Unterbereiche jedes Halbbildes als Folge des longitudinalen Defektes des Magnetbandes verloren. Die verschiedenen jeweiligen Auswirkungen, die in den Unterbereichen der ungeradzahligen und geradzahligen Halbbilder festgestellt werden, folgen aus der verschiedenen jeweiligen Reihenfolge, in der die Makroblöcke innerhalb jeder geneigten Aufzeichnungsspur aufgezeichnet sind, in der die ungeradzahligen und geradzahligen Videohalbbilddaten aufgezeichnet sind. In diesem Beispiel wären in dem Fall der ungeradzahligen Videohaibbilder die mit 0, 1 und 2 gekennzeichneten Markroblöcke verloren, wohingegen in dem Fall der geradzahligen Videohalbbilder die Daten der mit 13, 14 und 15 gekennzeichneten Makroblöcke verloren wären. Es ist somit zu erkennen, daß in jedem Fall, in dem Daten verloren werden, Daten aus den entsprechenden Bereichen des anderen Halbbildes verwendet werden können, um die verlorenen Daten durch Interpolation wiederherzustellen.
Demgemäß liefert die vorliegende Erfindung durch Aufzeichnen der Daten aus entsprechenden Bereichen in verschiedenen jeweiligen Videosignalintervallen an unterschiedlichen Stellen innerhalb entsprechenden Gruppen von Aufzeichnungsspuren die Möglichkeit, Daten auf einfache Weise wiederherzustellen, die als Folge einer Kopfblockierung oder eines Bandkratzers verloren wurden. Darüber hinaus wird, da in bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Daten als Super- Makroblöcke einschließlich mehreren benachbarten Makroblöcken zusammengefaßt werden, die Sichtbarkeit des wiederhergestellten Bildes hierdurch verbessert, wenn ein Bildsuchlauf oder eine Wiederholung durchgeführt wird.
Es ist anzumerken, daß die Verfahren und die Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise vollständig oder teilweise unter Verwendung von Drähten aufweisenden Schaltungen oder unter Verwendung eines Mikroprozessors, Mikrocomputers oder dergleichen implementiert werden können.

Claims

1. Verfahren zum Aufzeichnen von digitalen Videosignalen, die einen Videobildschirm (50) repräsentieren, in mehreren Spuren auf einem Aufzeichnungsmedium, mit den Schritten:

Teilen (3) der digitalen Videosignale in mehrere Blöcke, die entsprechende Bildpunktanordnungen auf dem Videobildschirm (50) repräsentieren, Sammeln (4) der mehreren Blöcke der unterteilten digitalen Videosignale in jeweilige Makroblöcke einschließlich digitaler Videosignale mehrerer benachbarter Blöcke, Zusammenstellen der Makroblöcke in Unterbereichsgruppen, die jeweilige Unterbereiche des Videobildschirmes repräsentieren, wobei die Unterbereiche als unterteilte Abschnitte des Videobildschirmes (50) definiert sind, die durch Teilen des Videobildschirmes in einer horizontalen Richtung durch eine erste gerade Zahl und durch Teilen des Videobildschirmes in einer vertikalen Richtung durch eine zweite gerade Zahl erhalten werden, um mehrere vertikale Unterteilungen zu erhalten, wobei die zweite gerade Zahl gleich der Anzahl der mehreren Spuren ist,

Mischen (5) der Unterbereichsgruppen durch Bilden einer Reihe von Spureinheiten, von denen jede mehrere der Unterbereichsgruppen einschließlich einer Unterbereichsgruppe von jeder der horizontalen Unterteilungen des Videobildschirmes umfaßt, die aus jeweils unterschiedlichen vertikalen Unterteilungen ausgewahlt werden, und Aufzeichnen (17, 18) der Reihe von Spureinheiten auf dem Aufzeichnungsmedium.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Mischens (5) der Unterbereichsgruppen das Ausbilden von jeder der Reihe von Spureinheiten als eine Reihe von Speichereinheiten umfaßt, von denen jede mehrere Makroblöcke einschließt, die jeweils von einer entsprechenden Position einer jeweiligen der mehreren der Bereichsgruppen einer entsprechenden Reihe von Spureinheiten ausgewahlt werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Schritt des Zusammenstellens der Makroblöcke in jeweilige Unterbereiche des Videobildschirmes repräsentierende Unterbereichsgruppen das Auswählen der Unterbereichsgruppen dergestalt umfaßt, daß jede der Unterbereichsgruppen einer entsprechenden Reihe von Spureinheiten aus einer jeweils unterschiedlichen horizontalen Unterteilung des Videobildschirmes (50) ausgewählt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei jede der Unterbereichsgruppen einer entsprechenden Reihe von Spureinheiten aus einer jeweils unterschiedlichen vertikalen Position des Videobildschirmes (50) ausgewählt wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die jeweils unterschiedlichen vertikalen Positionen von jeder der Unterbereichsgruppen einer entsprechenden Reihe von Spureinheiten so ausgewählt werden, daß der vertikale Abstand zwischen ihnen maximiert ist.

6. Vorrichtung zum Aufzeichnen von digitalen Videosignalen, die einen Videobildschirm repräsentieren, in mehreren Spuren auf einem Aufzeichnungsmedium, mit einer Einrichtung (3) zum Unterteilen der digitalen Videosignale in mehrere Blöcke, die entsprechende Bildpunktanordnungen des Videobildschirmes repräsentieren, einer Einrichtung (4) zum Sammeln der mehreren Blöcke der unterteilten digitalen Videosignale in jeweilige Makroblöcke einschließlich digitaler Videosignale von mehreren benachbarten Blöcken,

einer Zusammenstelleinrichtung zum Zusammenstellen der Makroblöcke in Unterbereichsgruppen, die jeweilige Unterbereiche des Videobildschirmes repräsentieren, wobei die Unterbereiche als unterteilte Abschnitte des Videobildschirmes definiert sind, die durch Teilen des Videobildschirmes in einer horizontalen Richtung durch eine erste ganze Zahl, um eine ganzzahlige Anzahl horizontaler Unterteilungen zu bilden, und durch Teilen des Videobildschirmes in einer vertikalen Richtung durch eine zweite ganze Zahl erhalten werden, um mehrere vertikale Unterteilungen zu bilden, wobei die zweite ganze Zahl gleich der Anzahl der mehreren Spuren ist,

einer Mischeinrichtung (5) zum Mischen der Unterbereichsgruppen durch Bilden einer Reihe von Spureinheiten, von denen jede mehrere der Unterbereichsgruppen einschließlich einer Unterbereichsgruppe von jeder horizontalen Unterteilung des Videobildschirmes umfaßt, die aus jeweils unterschiedlichen vertikalen Unterteilungen ausgewählt wird, und einer Einrichtung (17, 18) zum Aufzeichnen der Reihe von Spureinheiten auf dem Aufzeichnungsmedium.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Mischeinrichtung (5) die Unterbereichsgruppen durch Ausbilden von jeder der Reihe von Spureinheiten als eine Reihe von Speichereinheiten mischt, von denen jede mehrere Makroblöcke aufweist, die jeweils von einer entsprechenden Position einer jeweiligen der mehreren Unterbereichsgruppen der entsprechenden Reihe von Spureinheiten ausgewählt wird.

8. Vorrichtung gemaß Anspruch 7, wobei die Zusammenstelleinrichtung (4) die Makroblöcke in Unterbereichsgruppen zusammenstellt, die jeweilige Unterbereiche des Videobildschirmes repräsentieren, die derart ausgewahlt sind, daß jede der Unterbereichsgruppen einer entsprechenden Reihe von Spureinheiten aus einer jeweils unterschiedlichen horizontalen Unterteilung des Videc)bildschirmes (50) ausgewählt ist.

9. Vorrichtung gemaß Anspruch 8, wobei jeder der Unterbereichsgruppen einer entsprechenden Reihe von Spureinheiten von einer jeweils verschiedenen vertikalen Position des Videobildschirmes (50) ausgewählt ist.

10. Vorrichtung gemaß Anspruch 9, wobei die jeweils verschiedenen vertikalen Positionen von jeder der Unterbereichsgruppen einer entsprechenden Reihe von Spureinheiten so ausgewählt sind, daß der vertikale Abstand zwischen ihnen maximiert ist.