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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsverfahren für ein digitales
Videoband und einen Rekorder, der für das Verfahren geeignet ist,
und insbesondere ein Verfahren zum Aufnehmen von Videodaten für einen
Trickwiedergabebetrieb und einen Rekorder, der für das Verfahren geeignet ist.
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Das
High-Definition-Femsehen (HDTV) weist eine doppelt so hohe vertikale
und horizontale Auflösung wie
die des Standardfernsehens auf und hat geringere Probleme mit der
Cross-Color-Erscheinung. High-Definition-Femseher besitzen eine
CD-artige Klangqualität
und zeigen Bilder mit einem Seitenverhältnis von 9 : 16, welches größer als
das Standardseitenverhältnis
von 3 : 4 ist.
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Der
digitale Videobandrekorder ist verglichen mit dem analogen Videobandrekorder
aufgrund der großen
Bandbreite und des hohen Signal-zu-Rausch-Verhältnisses für das Aufzeichnen des HDTV-Signals
geeignet. Die Bandbreite des digitalen Videobandrekorders beträgt jedoch
in dem gegenwärtigen
Technologiebereich lediglich 25 MHz, so dass das HDTV mit einer
Bandbreite von 1,2 GHz auf unter 1/50 komprimiert werden sollte.
Es ist bekannt, dass das Komprimierungsverfahren gemäß dem MPEG-2
für diesen
Zweck geeignet ist.
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Die
Verwendung des SD-VCR-Aufzeichnungsverfahrens ist als ein Bandaufzeichnungsverfahren standardisiert
worden. Ein Verfahren, die Daten für einen solchen Trickwiedergabebetrieb,
wie eine Hochgeschwindigkeitswiedergabe, Standbildwiedergabe und
Zeitlupenwiedergabe, ist bisher jedoch noch nicht standardisiert
worden.
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Gemäß einem
herkömmlichen
Trickwiedergabe-Verfahren können
die Trickdaten auf der Spur angeordnet werden, die von einem Kopf
entsprechend jeder der Mehrfachgeschwindigkeiten abgetastet wird.
In diesem Fall ist die Bildschirmqualität, die während des Trickwidergabe-Betriebs
wiedergegeben wird, hervorragend, es ist jedoch eine genaue Servo-Steuerung
(einschließlich
einer Geschwindigkeitsanpassung, Phasenanpassung und Spurwahl) für ein genaues
Abtasten der Spur erforderlich, auf der die Trickdaten angeordnet
sind, woraus eine komplizierte Hardwarekonstruktion resultiert.
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Ein
weiteres herkömmliches
Verfahren besteht darin, die Trickwiedergabedaten wiederholt so
viele Male aufzuzeichnen, wie es die Anzahl des Mehrfachen in der
entsprechenden Anzahl der aneinander angrenzenden Spuren ergibt.
Gemäß diesem
Verfahren ist, da der Kopf lediglich eine unter den mehreren Spuren abtastet,
lediglich eine Geschwindigkeitsanpassungs-Servo-Steuerung erforderlich,
so dass die Kosten der Hardwarekonstruktion verringert werden. Jedoch
wird durch das wiederholte Aufzeichnen der Aufzeichnungsbereich übermäßig verbraucht
und wird die "Einfrierzeit" für einen
Bildschirm für
niedrigere Mehrfachgeschwindigkeiten verlängert, wodurch eine Ermüdung der
Augen verursacht wird.
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Die
EP-A-0627855, die am 7. Dezember 1994 veröffentlicht wurde, gibt ein
Beispiel für
ein solches herkömmliches
Verfahren und für
eine herkömmliche
Vorrichtung für
das Aufzeichnen eines digitalen Videosignals. Es werden Trickwiedergabedaten
variabler Geschwindigkeit, die aus High-Priority(HP)-Daten zusammengesetzt
sind, die einen inframe kodierten Frame (I-Frame) enthalten, redundant
in einem zusätzlichen
Aufzeichnungsgebiet aufgezeichnet, der durch den Unterschied zwischen
der Übertragungsrate
eines Advanced-Technology(ATV)-Signals und der Übertragungsrate des komprimierten
Videosignals ausgebildet wird. In einer Ausführungsform offenbart diese
Schrift aus dem Stand der Technik das Aufzeichnen von einem oder zwei
High-Priority-Datenpaketsätzen
auf 2n (wobei n die Vergrößerung der
Wiedergabe mit variabler Geschwindigkeit ist) Spuren mit einem ersten
Azimutwinkel und das Aufzeichnen eines weiteren High-Priority-Datenpaketsatzes
auf 2n Spuren mit einem zweiten Azimutwinkel.
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Die
EP-A-0606857 (Hitachi) offenbart einen digitalen Videobandrekorder,
der Daten auswählt,
die für das
Erzeugen von Bildern während
des Trickwiedergabebetriebs nützlich
sind, und der die Daten in Trickwiedergabe-Bandsegmenten aufzeichnet,
die so eingerichtet sind, dass sie Schnellabtastspuren und Mehrfachgeschwindigkeits-Wiedergabespuren
ausbilden. Das Trickwiedergabe-Bandsegment befindet sich in einer konsistenten
Position quer über
eine Mehrzahl von Spur-Paaren, jedoch variieren die Trickwiedergabe-Daten von
Spur zu Spur.
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Die
EP-A-0690616 (Samsung Electronics) wird unter Artikel 54(3) EPC
zitiert und offenbart ein digitales Videobandaufzeichnungs-/wiedergabeverfahren
zur Trickwiedergabe, in dem Trickwiedergabedaten in einem nicht
verwendeten Gebiet aufgezeichnet werden. Das heißt, ein Audiosektor wird für das Aufzeichnen
eines Advanced-Technology(ATV)-Signals
auf ein digitales Videoband, das für Standard-Definition-VCR (SD-VCR)
forma tiert ist, nicht verwendet. Es werden Trickwiedergabedaten
für eine
niedrige Geschwindigkeit in dem nicht verwendeten Audiosektor aufgezeichnet.
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Die
EP-A-0712255 (Samsung Electronics) offenbart ein digitales Videobandaufzeichnungsverfahren zur
Trickwiedergabe ähnlich
der oben diskutierten EP-A-690616.
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Es
ist mit Hinblick auf die Lösung
oder Verringerung der obigen Probleme ein Ziel der bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, ein digitales Videobandaufzeichnungsverfahren
für einen Trickwiedergabebetrieb
zur Verfügung
zu stellen, in dem die Bildschirmqualität nicht bei niedrigen Mehrfachgeschwindigkeiten
verschlechtert wird und komplizierte Hardwareerfordernisse unnötig sind.
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Es
ist ein weiteres Ziel bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, einen Rekorder zur Verfügung zu stellen, der für das obige
Aufzeichnungsverfahren geeignet ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Videobandaufzeichnungsverfahren zur Verfügung gestellt,
wie es in Anspruch 1 der hier angehängten Ansprüche dargelegt wird. Bevorzugte
Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus den abhängigen Ansprüchen und
der folgenden Beschreibung ersichtlich.
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Gemäß dem Aufzeichnungsverfahren
der vorliegenden Erfindung werden N Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
in einem Paar von aneinander angrenzenden Spuren aufgezeichnet,
und es werden dieselben Trickwiedergabedaten wiederholt in N aneinander
angrenzenden Spur-Paaren aufgezeichnet, so dass eine Phasenanpassung
und ein Spurauswahl nicht erforderlich sind, wodurch die Hardwarekosten
verringert werden.
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Ebenso
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein digitaler Videobandrekorder zur Verfügung gestellt,
wie es in Anspruch 8, der hier angehängt ist, dargelegt wird. Bevorzugte
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt
oder sind aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
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Zu
einem besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung, und um zu zeigen, wie Ausführungsformen
derselben ausgeführt
werden können,
wird nun beispielhaft auf die begleitenden diagrammartigen Zeichnungen
Bezug genommen, in denen:
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1 ein
Diagramm ist, das die Spurstruktur eines herkömmlichen SD-VCRs zeigt;
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2 ein
Diagramm ist, das die Anordnung von Videodaten-Sync-Blöcken zeigt,
die gemäß dem Aufzeichnungsverfahren
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgezeichnet sind;
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3A und 3B Diagramme
sind, die ein Azimut-Verhältnis
zwischen der Spur und dem Kopfvorwärtsabtasten bei einer 5x – Geschwindigkeit
in einem digitalen Videobandrekorder, der einen Kopf der gegenüberliegenden
Art, bzw. in einem, der einen paarartigen Kopf aufweist, zeigen;
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4A und 4B Diagramme
sind, die ein Azimut-Verhältnis
zwischen der Spur und dem Kopfvorwärtsabtasten bei einer 4x – Geschwindigkeit
in einem digitalen Videobandrekorder, der einen Kopf der gegenüberliegenden
Art, bzw. in einem, der einen paarartigen Kopf aufweist, zeigen;
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5 ein
Blockdiagramm ist, das einen digitalen Videobandrekorder gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ein
Diagramm ist, das die Schichtstruktur des MPEG-2-Videostroms zeigt;
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7 ein
Diagramm ist, das ein Beispiel für
die MPEG-2-Bildgruppe zeigt;
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8 ein
Diagramm ist, das die Frequenzkoeffizienten zeigt, die als Ergebnis
einer diskreten Kosinus-Transforrnations-(DCT)-Funktion in einem
Matrixtyp erzeugt werden; und
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9 ein
Blockdiagramm ist, das eine digitale Videobandwiedergabeeinrichtung
gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In 1 ist
die Spur der Reihe nach ausgehend von dem Abtaststartpunkt des Kopfes
in einen Einsetz-und-Spur-Informations-(ITI)-Sektor 200,
einen Audiosektor 202, einen Videosektor 204 und
einen Subcode-Sektor 206 eingeteilt. Auch sind zwischen
jedem Sektor Lücken
G1, G2 und G3 vorhanden. Der ITI-Sektor 200 enthält einen
ITI-Präambel-Bereich 208,
einen Start-Sync-Blockbereich 210, einen Spurinformationsbereich 212 und einen
ITI-Postambel-Bereich 214. Der Audiosektor 202 enthält einen
Audiopräambelbereich 216,
ein Audiodaten-Sync-Block 218 und einen Audiopostambelbereich 220.
Der Videosektor 204 enthält einen Videopräambelbereich 222,
einen Videodaten-Sync-Block 224 und einen Videopostambelbereich 226. Der
Subcode-Sektor 206 enthält
einen Subcodepräambelbereichbereich 228,
einen Subcodebereich 230, einen Subcode-Postambelbereich 232 und
einen Überschreibrand 234.
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Es
gibt drei Arten von digitalen Videobandrekordem für die Verwendung
in dem europäischen
System, die entsprechend der Bitrate, das heißt dem 25 Mbps-Modus, dem 12,5
Mbps-Modus und dem 6,25 Mbps-Modus eingeteilt werden. Der SD-VCR
kann für
alle drei Modi benutzt werden, da er eine maximale Bitrate von 25
Mbps aufweist. Die anderen Modi können durch eine geeignete Steuerung
(d.h., wie benötigt,
eine Verringerung um die Hälfte
oder auf ein Viertel) der Geschwindigkeit der SD-VCR-Trommel erreicht
werden.
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Jedoch
sind, wie in Tabelle 1 gezeigt wird, die Bitmengen, die in jedem
Modus verwendet werden, und die realen Bitmengen, die von dem SD-VCR
verwendet werden, unterschiedlich, und die Trickwiedergabedaten
können
in dem Videosektor unter Nutzung des Unterschieds aufgezeichnet
werden.
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Wie
in Tabelle 1 gezeigt gibt es, da die Bitrate des 25 Mbps – Modus
für den
SD-VCR 25 Mbps und die für
das digitale Videoband 19,3 Mbps beträgt, 30 verbleibende Sync-Blöcke, welche
für die
Trickwiedergabedaten verwendet werden können. Ebenso gibt es 31 verbleibende
Sync-Blöcke,
die für
die Trickwiedergabedaten des 12,5 Mbps- und des 6,25 Mbps-Modus
benutzt werden können.
Da jedoch ein Teil der Sync-Blöcke,
die durch die Videodaten der normalen Wiedergabe besetzt sind, für die Trickwiedergabeda ten
benutzt werden kann, kann die tatsächliche Zahl der Sync-Blöcke, die
für den
Trickwiedergabebetrieb zugewiesen werden, erhöht werden.
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2 ist
ein Diagramm, welches die Anordnung für die Videodaten-Sync-Blöcke zeigt,
die entsprechend dem Aufzeichnungsverfahren von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung aufgezeichnet werden. In 2,
läuft das
Band in der horizontalen Richtung, und der Kopf tastet das Band
in der Längsrichtung ab.
Hierbei wird eine Sync-Blockzahl
(SB #) den Sync-Blöcken
entlang der Kopf-Abtastrichtung zugewiesen, so dass die Kopf-Abtastung
von dem unteren Teil von 2, an dem Sync-Block 1 begonnen
wird, wobei die SB-Nummern sich aufwärts entlang der Kopf-Abtastrichtung
erhöhen.
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Die
Spur, die einen negativen Azimutwinkel aufweist, besitzt eine Frequenzcharakteristik
f0, und die Spur, die einen positiven Azimutwinkel
aufweist, besitzt eine Frequenzcharakteristik f1 oder
f2. Die Frequenzcharakteristiken f1 oder f2 werden
abwechselnd in einer Spur aufgezeichnet, die den positiven Azimutwinkel hat.
Hierbei sind f0, f1 und
f2 Frequenzen, die für das Durchführen des
Tracking gewählt
werden.
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Entsprechend
dem Aufzeichnungsverfahren von Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, werden die Trickwiedergabedaten in einem ersten Spur-Paar 30 aufgezeichnet,
das eine erste Spur 20 und eine zweite Spur 22 angrenzend
an der ersten Spur 20 in der Bandlaufrichtung enthält. Auch
werden die Trickwiedergabedaten, die in dem erstem Spur-Paar 30 aufgezeichnet
sind, wiederholt in den Spur-Paaren angrenzend an dem ersten Spur-Paar 30 aufgezeichnet.
Hierbei entspricht die Zahl der Spur-Paare, in denen die Daten aufgezeichnet
werden, dem Vielfachen der Wiedergabegeschwindigkeit für die Trickwiedergabedaten.
Somit muss die Zahl des Vielfachen eine ganze Zahl sein, da die
Zahl der Spur-Paare eine ganze Zahl ist.
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Zusätzlich sollte,
da die Trickwiedergabedaten in einem Spur-Paar aufgezeichnet werden,
das aus zwei aufeinanderfolgenden Spuren besteht, das Mehrfache
der Geschwindigkeit eine ungerade ganze Zahl sein, um die Kopf-Abtastungsphase
während
des Wiedergabebetriebes zu steuern.
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Die
ersten Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten werden in einem
ersten Abschnitt 40 aufgezeichnet, der in der Mitte des
ersten Spur-Paar 30 gelegen ist. Der erste Abschnitt 40 wird
experimentell als ein Abschnitt gewählt, der gemeinsam durch die
zwei Köpfe
der gegenüberliegenden
Art, die einander gegenüberliegend
angeordnet sind, und durch die zwei paarartigen Köpfe abgetastet
wird, wenn die Köpfe
mit der Mehrfachgeschwindigkeit abtasten, die den Trickwiedergabedaten
entspricht. Hierbei sollte in dem gewählten Abschnitt die Bandbreite,
die durch den Kopf abgetastet wird, mehr als 75% der Bandbreite
jeder Spur sein.
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Jede
Spur weist einen zweiten Abschnitt 42 auf, auf dem die
zweiten Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten aufgezeichnet
werden. Hierbei ist die zweite Mehrfachgeschwindigkeit größer als
die erste Mehrfachgeschwindigkeit.
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In
dem ersten Abschnitt 40, werden die Trickwiedergabedaten
der 5x – Geschwindigkeit
in 30 Sync-Blöcken
aufgezeichnet, die den 71-ten bis 100-ten Sync-Blöcken entsprechen.
In dem zweiten Abschnitt 42, werden die Trickwiedergabedaten
der 15x – Geschwindigkeit
in fünfzehn
Sync-Blöcken
aufgezeichnet, die den 21-ten bis 25-ten, den 46-ten bis 50-ten
und 121-ten bis 125-ten Sync-Blöcken
entsprechen. Die Positionen von dem ersten und dem zweiten Abschnitt 40 und 42 sind
in der ersten und der zweiten Spur 20 und 22 dieselben.
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Entsprechend
dem Aufzeichnungsverfahren von Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, werden N-fach-Geschwindigkeits-Trickwiedergabedaten in
dem Spur-Paar aufgezeichnet, das aus zwei aneinander angrenzenden
Spuren besteht, und es werden dieselben Trickwiedergabedaten, wie
die, die in dem ersten Spur-Paar aufgezeichnet werden, wiederholt
in den N angrenzenden Spur-Paaren aufgezeichnet, so dass weder eine
Phasenanpassung noch eine Spurwahl erforderlich ist, um dadurch
Hardwarekosten zu verringern.
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3A ist
ein Diagramm, das eine Azimutrelation zwischen der Spur und dem
Kopf und den Wiedergabebereich in einem digitalen Videobandrekorder,
der den Kopf von der gegenüberliegenden
Art aufweist, zeigt, wenn der Kopf mit 5x – Geschwindigkeit in einer
Vorwärtsrichtung
abtastet, wenn die Azimutwinkel der Spur und des Kopfes in Übereinstimmung
mit einander sind. Wie in 3A gezeigt,
werden, in dem Fall, in dem die Azimutwinkel der Spur und des Kopfes
in Übereinstimmung
mit einander, d.h. phasengesperrt, sind, ein vorderes Ende, eine
Mitte und ein hinteres Ende der Spur während der Kopf-Abtastung ausgelesen.
Hier wird gezeigt, dass die Bereiche, die von den Köpfen ausgelesen
werden, die jeder positive und negative Azimutwinkel aufweisen,
in Übereinstimmung
mit einander sind.
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3B ist
ein Diagramm, das eine Azimutrelation zwischen der Spur und dem
Kopf und den Wiedergabebereich in einem digitalen Videobandrekorder,
der den paarartigen Kopf aufweist, zeigt, wenn der Kopf mit 5x – Geschwindigkeit
in einer Vorwärtsrichtung
abtastet, wenn die Azimutwinkel der Spur und des Kopfes in Übereinstimmung
mit einander sind. Wie in 3B gezeigt,
werden, in dem Fall, in dem die Azimutwinkel der Spur und des Kopfes
in Übereinstimmung
mit einander, d.h. in einem phasengesperrten Zustand, sind, ein vorderes
Ende, eine Mitte und ein hinteres Ende der Spur während der
Kopf-Abtastung ausgelesen. Hier wird gezeigt, dass die Bereiche,
die von den Köpfen
ausgelesen werden, die jeder positive und negative Azimutwinkel
aufweisen, in Übereinstimmung
mit einander sind.
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4A ist
ein Diagramm, das eine Azimutrelation zwischen der Spur und dem
Kopf und den Wiedergabebereich in dem digitalen Videobandrekorder,
der den Kopf von der gegenüberliegenden
Art aufweist, zeigt, wenn der Kopf mit 4x – Geschwindigkeit in einer
Vorwärtsrichtung
abtastet, wenn die Azimutwinkel der Spur und des Kopfes in Übereinstimmung
mit einander sind. Wie in 4A gezeigt,
sind, in dem Fall, in dem die Azimutwinkel der Spur und des Kopfes
in Übereinstimmung
mit einander, d.h. in einem phasengesperrten Zustand, sind, die
Bereiche, die von den Köpfen,
die jeder einen positiven oder negativen Azimutwinkel aufweisen,
während
der Kopf-Abtastung ausgelesen werden, nicht immer in Übereinstimmung
mit einander.
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4B ist
ein Diagramm, das eine Azimutrelation zwischen der Spur und dem
Kopf und den Wiedergabebereich in dem digitalen Videobandrekorder,
der den paarartigen Kopf aufweist, zeigt, wenn der Kopf mit 4x – Geschwindigkeit
in einer Vorwärtsrichtung
abtastet, wenn die Azimutwinkel der Spur und des Kopfes in Übereinstimmung
mit einander sind. Wie in 4B gezeigt,
sind, in dem Fall, in dem die Azimutwinkel der Spur und des Kopfes
in Übereinstimmung
mit einander, d.h. in einem phasengesperrten Zustand, sind, die
Bereiche, die von den Köpfen,
die jeder einen positiven oder negativen Azimutwinkel aufweisen,
während
der Kopf-Abtastung ausgelesen werden, in Übereinstimmung mit einander.
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Wie
in den 3A und 4A gezeigt,
sind in einem digitalen Videobandrekorder, der Köpfe von der gegenüberliegenden
Art aufweist, die Bereiche, die durch die Köpfe wiedergegeben werden, von
denen jeder einen positiven oder negative Azimutwinkel besitzt,
für ungeradzahlige
Mehrfachgeschwindigkeiten in Übereinstimmung
mit einander, jedoch sind sie für
geradzahlige Mehrfachgeschwindigkeiten nicht in Übereinstimmung mit einander.
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Entsprechend
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden die ungeradzahligen Vielfachen
der Geschwindigkeit für
den Trickwiedergabebetrieb gewählt,
um die Kompatibilität
zwischen den digitalen Videobandrekordem, die die paarartigen Köpfe und
die Köpfe
von der gegenüberliegenden
Art besitzen, zur Verfügung
zu stellen.
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Die
Trickwiedergabedaten bestehen aus AC-Bestandteilen und einem DC-Bestandteil
von DCT-Koeffizienten, die als Resultat aus der DCT-Funktion erzeugt
werden. Wenn sich das Mehrfache der Trickwiedergabegeschwindigkeit
erhöht,
verringert sich entsprechend die Zahl der AC-Bestandteile. Da die
Zahl der AC-Bestandteile in Bezug auf jede Mehrfachgeschwindigkeit
entsprechend der Konstruktion und/oder der Zahl der verwendbaren
Sync-Blöcke
gewählt
wird, wird die ausführliche
Beschreibung davon ausgelassen.
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Wenn
die Geschwindigkeit von der Trommel und dem Band jeweils soviel
wie um eine Hälfte
in dem 25 Mbps-Modus verringert wird, kann der SD-VCR den 12,5 Mbps
entsprechen, und wenn sie soviel wie auf ein Viertel verringert
wird, kann der SD-VCR 6,25 Mbps entsprechen.
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Im
Gegenteil dazu kann, wenn die Geschwindigkeit der Trommel und des
Bands jeweils um das Zweifache in dem 6,25 Mbps-Modus erhöht wird,
der SD-VCR dem 12,5 Mbps-Modus
entsprechen, was der Wiedergabe mit 2x – Geschwindigkeit in dem 6,25
Mbps-Modus entspricht.
Wenn die Geschwindigkeit der Trommel und des Bands jeweils auf 4x
in dem 6,25 Mbps-Modus erhöht
wird, kann der SD-VCR dem 25 Mbps-Modus entsprechen, was der Wiedergabe
mit 4x – Geschwindigkeit
in dem 6,25 Mbps-Modus entspricht.
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Auch
wird die Geschwindigkeit der Trommel und des Bands jeweils um das
Zweifache in dem 12,5 Mbps-Modus erhöht, und der SD-VCR kann dem
25 Mbps-Modus entsprechen, was der Wiedergabe mit 2x – Geschwindigkeit
in dem 12,5 Mbps-Modus entspricht.
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Wenn
die Bandlaufgeschwindigkeit sich 2N-fach erhöht, verdoppelt sich die Kopf-Abtastgeschwindigkeit
und das Signal, das durch den Kopf wiedergegeben wird, wird entsprechend
einem Trickwiedergabemodus von N/2-facher Geschwindigkeit eines
Modus mit einer N-fachen Bitrate demoduliert, und es kann der Effekt
des Trickwiedergabebetriebes der Geschwindigkeit mit 2N-facher Geschwindigkeit
tatsächlich
erreicht werden. Das heißt,
wenn Trickwiedergabedaten mit 5x – Geschwindigkeit auf dem Band
aufgezeichnet werden, auf dem Daten mit einer Bitrate von 6,25 Mbps
aufgezeichnet sind, kann der Effekt eines Trickdatenwiedergabebetriebes
mit 10x – Geschwindigkeit
erhalten werden, indem das Band mit 12,5 Mbps wiedergegeben wird.
Hierbei kann, wenn Trickwiedergabedaten mit 15x – Geschwindigkeit aufgezeichnet
werden, der Effekt eines Trickdatenwiedergabebetriebes mit 30x – Geschwindigkeit
erhalten werden.
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Auch
wird, wenn Trickwiedergabedaten mit 5x – Geschwindigkeit auf dem Band
aufgezeichnet werden, auf dem Daten mit einer Bitrate von 6,25 Mbps
aufgezeichnet sind, der Effekt eines Trickdatenwiedergabebetriebes
mit 20x – Geschwindigkeit
erzielt, indem das Band mit 25 Mbps wiedergegeben wird. Hierbei
kann, wenn Trickwiedergabedaten mit 15x – Geschwindigkeit aufgezeichnet
werden, der Effekt eines Trickdatenwiedergabebetriebes mit 60x – Geschwindigkeit
erhalten werden.
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Wenn
Trickwiedergabedaten mit 5x – Geschwindigkeit
auf dem Band aufgezeichnet werden, auf dem Daten mit einer Bitrate
von 12,5 Mbps aufgezeichnet sind, wird der Effekt eines Trickdatenwiedergabebetriebes
mit 10x – Geschwindigkeit
erzielt, indem das Band mit 25 Mbps wiedergegeben wird. Hierbei
kann, wenn Trickwiedergabedaten mit 15x – Geschwindigkeit aufgezeichnet
werden, der Effekt eines Trickdatenwiedergabebetriebes mit 30x – Geschwindigkeit
erhalten werden.
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Tabelle
2 zeigt Beispiele des Trickwiedergabebetriebs nach Maßgabe des
Bitratemodus und dem Vielfachen der Trickwiedergabegeschwindigkeit.
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Entsprechend
einem bevorzugten Wiedergabeverfahren kann der Trickwiedergabebetrieb,
der eine gute Bildqualität
bereitstellt, einfach durch Wiedergeben von Informationen, die in
dem niedrigeren Bitratemodus aufgezeichnet sind, unter Verwendung
des höheren
Bitratemodus durchgeführt
werden.
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5 ist
ein Blockdiagramm, das einen digitalen Videobandrekorder entsprechend
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der digitale Videobandrekorder,
der in 5 gezeigt ist, umfasst eine Einrichtung 51 zum
Extrahieren des Headers einer Transportschicht, eine Einrichtung 52 zum
Extrahieren des Headers der MPEG-2-Videoschicht, eine Nebeninformations-Speichereinrichtung 53,
eine Einrichtung 54 zum Erzeugen von Trickwiedergabedaten,
eine Header-Verarbeitungseinrichtung 55, einen Puffer 56,
eine Einrichtung 57 zum Formatieren des Sync-Blocks und
eine Aufzeichnungs-Verarbeitungseinrichtung 58.
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Die
Einrichtung 51 zum Extrahieren des Headers der Transportschicht
empfängt
die DVB-Daten eines MPEG-2-Transportstroms, unterteilt die DVB-Daten
in einen Header der Transportschicht und einen MPEG-2-Videostrom
und gibt das Resultat aus.
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Die
Einrichtung 52 zum Extrahieren des Headers der MPEG-2-Videoschicht
empfängt
den MPEG-2-Videostrom von der Einrichtung 51 zum Extrahieren
des Headers der Transportschicht, unterteilt den Eingang in den
erforderlichen Header der MPEG-2-Videoschicht
und die MPEG-2-Videosequenz und gibt das Resultat aus.
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Die
Nebeninformations-Speichereinrichtung 53 puffert den Header
der Transportschicht, der von Einrichtung 51 zum Extrahieren
des Headers der Transportschicht ausgegeben wird, und den Header
der MPEG-2-Videoschicht, der von der Einrichtung 52 zum
Extrahieren des Headers der MPEG-2-Videoschicht ausgegeben wird,
und gibt das Resultat aus.
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Die
Einrichtung 54 zum Erzeugen von Trickwiedergabedaten empfängt die
MPEG-2-Videosequenz, die
von der Einrichtung 52 zum Extrahieren des Headers der
MPEG-2-Videoschicht
ausgegeben wird, und erzeugt die Trickwiedergabedaten.
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Die
Header-Verarbeitungseinrichtung 55 fügt Header-Informationen der
Transportschicht und des Headers der MPEG-2-Videoschicht an die
Trickwiedergabedaten, die von der Einrichtung 54 zum Erzeugen von
Trickwiedergabedaten erzeugt worden sind, mit Bezug auf den Header
der Transportschicht und den Header der MPEG-2-Videoschicht, die
in der Nebeninformations-Speichereinrichtung 53 gespeichert
sind, an.
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Der
Puffer 56 puffert die DVB-Daten des MPEG-2-Transportstroms
und gibt das Resultat aus.
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Die
Einrichtung 57 zum Formatieren des Sync-Blocks formatiert
die Trickwiedergabedaten, an denen die Header-Informationen, die
von der Header-Verarbeitungseinrichtung 55 ausgegeben werden,
angefügt werden,
und den MPEG-2-Videostrom, der von dem Puffer 56 ausgegeben
wird, in Sync-Blöcke
um, die für den
SD-VCR geeignet sind.
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Die
Aufzeichnungs-Verarbeitungseinrichtung 58 führt eine
Kanal-Kodierung mit Bezug auf die Daten mit der Sync-Block-Anordnung,
die von der Einrichtung 57 zum Formatieren des Sync-Blocks
ausgegeben werden, durch und zeichnet das Resultat auf dem Band
auf.
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Der
digitale Videobandrekorder empfängt
die Bilddaten des MPEG-2-Transportstroms. 6 ist ein Diagramm,
welches die Schichtstruktur des MPEG-2-Videostroms zeigt. Wie in 6 gezeigt,
wird ein Programm als die Ansammlung von ineinander verschachtelten
Videosequenzen und Audiosequenzen definiert. Die Videosequenz besteht
aus einer oder mehren Bildgruppen, und eine Bildgruppe besteht aus
einem oder mehren Bildern. Hierbei besteht jedes Bild aus einem
oder mehren Makroblock-Slices, von denen jeder aus einem oder mehr
Makroblöcken
besteht. Der Makroblock umfasst einen Helligkeitssignalblock und
zwei Farbenunterschied-Signalblöcke
in Übereinstimmung
mit dem Aufbau eines Farbsignals. Hierbei ist jeder Block ein DCT-Block
mit einer Größe von 8 × 8.
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7 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel der Bildgruppe zeigt. Ein Bezugs-Frame
wird in die MPEG-2-Bildgruppe eingefügt, um das Bild innerhalb einer
willkürlichen
Position zurück
zu speichern. Dieser Bezugs-Frame wird eine Ontra-Bild genannt,
das durch eine Intra-Kodierung kodiert wird, die dem Verfahren der
Joint Picture Engineering Group (JPEG) ähnlich ist. Es wird eine Mehrzahl
von vorwärts-predicted
Bildern und bidirektional-predicted Bildern zwischen aneinander
angrenzenden Intra-Bildern eingefügt. Hierbei wird das vorwärts-predicted
aus dem Intra-Bild unter Verwendung von Informationen wie einem
Bewegungsvektor erzeugt. Im Unterschied zu dem vorwärts-predicted
Bild, wird das bidirektional-predicted aus dem vorhergehenden vorwärts-predicted
Bild, aus dem nachfolgenden vorwärts-predicted
Bild oder von beiden unter Verwendung von Interpolation erzeugt.
Hierbei wird die Interpolation nicht direkt durchgeführt, sondern
sie wird, nachdem der Bewegungsvektor gesucht und kompensiert wurde,
durchgeführt.
Auch wird die Interpolation nicht immer durchgeführt, sondern es wird ein Verfahren
mit dem kleinsten Fehler für
die Interpolation nach Interpolation pro Block, Vorwärts- und
Rückwärts-Prediction
und die bidirektionale Prediction verwendet.
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Die
Einrichtung 54 zum Erzeugen von Trickwiedergabedaten erzeugt
Trickwiedergabedaten unter Verwendung der Daten des Intra-Bilds.
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8 ist
ein Diagramm, das die Frequenzkoeffizienten zeigt, die als das Resultat
der DCT-Funktion in einer Matrixart erzeugt werden. In 8,
befindet sich ein DC-Koeffizient
oben links, und die restlichen Koeffizienten sind AC-Koeffizienten.
Als Resultat der DCT-Funktion, ist das Bildssignal des Zeitbereichs
in das Bildssignal des Frequenzbereichs umgewandelt. Die DCT weist
die Eigenschaft auf, dass die Energie durch die Transformation in
dem Bereich niedrigerer Frequenz konzentriert wird. Die Trickwiedergabedaten
bestehen aus AC- und DC-Bestandteilen. Wenn die Zahl der AC-Koeffizienten sich
erhöht,
wird die Qualität
des wiedergegebenen Bilds verbessert. Im Allgemeinen wird die Zahl
AC-Koeffizienten durch die Zahl des Vielfachen der Geschwindigkeit
der Trickwiedergabedaten bestimmt.
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9 ist
ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte digitale Videobandwiedergabeeinrichtung
entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die digitale Videobandwiedergabeeinrichtung, die
in 9 gezeigt wird, umfasst eine Wiedergabe-Verarbeitungseinrichtung 93,
eine erste Einrichtung zum Extrahieren von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
und Puffer 94, eine zweite Einrichtung zum Extrahieren
von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten und Puffer 96,
eine Einrichtung zum Extrahieren von Normalwiedergabedaten und Puffer 98,
eine Einrichtung 99 zum Extrahieren des Headers einer Transportschicht,
eine Einrichtung 100 zum Extrahieren des Headers der MPEG-2-Videoschicht,
eine Nebeninformations-Speichereinrichtung 101,
eine Bildwahleinrichtung 102, eine Header-Verarbeitungseinrichtung 103 und
eine Wahleinrichtung 104.
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Die
Wiedergabe-Verarbeitungseinrichtung 93 gibt die Normalwiedergabedaten
und die Trickwiedergabedaten von den DVB-Daten des MPEG-2-Transportstroms,
der auf dem Band gespeichert ist, entsprechend dem Wiedergabemodus
wieder. Hierbei kann ein Equalizer für jeden Modus enthalten sein.
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Die
erste Einrichtung zum Extrahieren von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
und Puffer 94 extrahiert die ersten Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
aus dem Datenstrom, der von der Wiedergabe-Verarbeitungseinrichtung 93 ausgegeben
wird, puffert die extrahierten Daten und gibt das Resultat aus.
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Die
zweite Einrichtung zum Extrahieren von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
und Puffer 96 extrahiert die zweiten Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
aus dem Datenstrom, der von der Wiedergabe-Verarbeitungseinrichtung 93 ausgegeben
wird, puffert die extrahierten Daten und gibt das Resultat aus.
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Die
Einrichtung zum Extrahieren von Normalwiedergabedaten und Puffer 98 extrahiert
die Normalwiedergabedaten aus dem Datenstrom, der von der Wiedergabe-Verarbeitungseinrichtung 93 ausgegeben
wird, puffert die extrahierten Daten und gibt das Resultat aus.
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Die
Einrichtung 99 zum Extrahieren des Headers der Transportschicht
empfängt
die DVB-Daten des MPEG-2-Transportstroms, die von der Einrichtung
zum Extrahieren von Normalwiedergabedaten und Puffer 98 ausgegeben
werden, unterteilt die empfangenen DVB-Daten in einen Header der
Transportschicht und einen MPEG-2-Videostrom und gibt das Resultat
aus.
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Die
Einrichtung 100 zum Extrahieren des Headers der MPEG-2-Videoschicht
empfängt
den MPEG-2-Videostrom, der von der Einrichtung 99 zum Extrahieren
des Headers der Transportschicht ausgegeben wird, unterteilt den
empfangenen MPEG-2-Videostrom in einen erforderlichen Header der
MPEG-2-Videoschicht und eine MPEG-2-Videosequenz und gibt das Resultat
aus.
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Die
Nebeninformations-Speichereinrichtung 101 puffert den Header
der Transportschicht, der von Einrichtung 99 zum Extrahieren
des Headers der Transportschicht ausgegeben wird, und den Header
der MPEG-2-Videoschicht, der von der Einrichtung 100 zum
Extrahieren des Headers der MPEG-2-Videoschicht ausgegeben wird,
und gibt das Resultat aus.
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Die
Bildwahleinrichtung 102 empfängt die MPEG-2-Videosequenz,
die von der Einrichtung 100 zum Extrahieren des Headers
der MPEG-2-Videoschicht ausgegeben wird, und extrahiert die Intra-Bilddaten
und gibt sie aus. Wie es benötigt
wird, kann das vorwärtspredicted
Bild oder das bidirektional-predicted Bild gewählt werden.
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Die
Header-Verarbeitungseinrichtung 103 fügt die Header-Informationen
der Transportschicht und die erforderlichen Header-Informationen
der MPEG-2-Videoschicht den Intra-Bilddaten, die von der Bildwahleinrichtung 102 ausgegeben
werden, mit Bezug auf den Header der Transportschicht und den Header
der MPEG-2-Videoschicht, die in der Nebeninformations-Speichereinrichtung 101 gespeichert
sind, hinzu und gibt das Resultat aus.
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Die
Wahleinrichtung 104 gibt selektiv die Daten aus, die von
der ersten Einrichtung zum Extrahieren von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
und Puffer 94, von der zweiten Einrichtung zum Extrahieren
von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
und Puffer 96 und von der Einrichtung zum Extrahieren von
Normalwiedergabedaten und Puffer 98 ausgegeben werden.
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Der
Betrieb der digitalen Videobandwiedergabevorrichtung, die in 9 gezeigt
ist, wird im Detail beschrieben. Ein Rollenantriebsmotor und ein
Trommelmotor (nicht gezeigt) drehen mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
entsprechend dem Wiedergabemodus. Hierbei kann die Drehgeschwindigkeit
der Trommel bei 9000 U/min festgelegt sein. Der Kopf 107 gibt
das Signal, das auf dem Band aufgezeichnet ist, wieder und stellt dann
das wiedergegebene Signal der Wiedergabe-Verarbeitungseinrichtung 93 zur
Verfügung.
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Das
wiedergegebene Signal, das von der Wiedergabe-Verarbeitungseinrichtung 93 ausgegeben
wird, wird der ersten Einrichtung zum Extrahieren von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
und Puffer 94, der zweiten Einrichtung zum Extrahieren
von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten und Puffer 96 und
der Einrichtung zum Extrahieren von Normalwiedergabedaten und Puffer 98 zur
Verfügung
gestellt.
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Die
erste Einrichtung zum Extrahieren von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
und Puffer 94 arbeitet in dem Trickwiedergabemodus mit
5x – Geschwindigkeit
und extrahiert die Trickwiedergabedaten der 5x – Geschwindigkeit aus den Trickwiedergabedaten,
die von dem Rekorder von 5 aufgezeichnet worden sind,
und puffert das Resultat und gibt es aus. Die Trickwiedergabedaten
der 5x – Geschwindigkeit, die
von der ersten Einrichtung zum Extrahieren von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
und Puffer 94 ausgegeben werden, werden einem ersten Eingang
der Wahlvorrichtung 104 zugeführt.
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Die
zweite Einrichtung zum Extrahieren von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
und Puffer 96 arbeitet in dem Trickwiedergabemodus mit
15x – Geschwindigkeit
und extrahiert die Trickwiedergabedaten der 15x – Geschwindigkeit aus den Trickwiedergabedaten,
die von dem Recorder von 5 aufgezeichnet worden sind,
und puffert das Resultat und gibt es aus. Die Trickwiedergabedaten
der 15x – Geschwindigkeit,
die von der zweiten Einrichtung zum Extrahieren von Mehrfachgeschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
und Puffer 96 ausgegeben werden, werden einem zweiten Eingang
der Wahlvorrichtung 104 zugeführt.
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Die
Einrichtung zum Extrahieren von Normalwiedergabedaten und Puffer 98 arbeitet
in dem Normalwiedergabemodus, extrahiert die Normalwiedergabedaten,
die von dem Rekorder von 5 aufgezeichnet worden sind,
und puffert das Resultat und gibt es aus. Die Normalwiedergabedaten,
die von der Einrichtung zum Extrahieren von Normalwiedergabedaten
und Puffer 98 ausgegeben werden, werden der Einrichtung 99 zum
Extrahieren des Headers einer Transportschicht und einem vierten
Eingang der Wahleinrichtung 104 zugeführt.
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Die
Einrichtung 99 zum Extrahieren des Headers einer Transportschicht,
die Einrichtung 100 zum Extrahieren des Headers der MPEG-2-Videoschicht,
die Nebeninformations-Speichereinrichtung 101,
die Bildwahleinrichtung 102 und die Header-Verarbeitungseinrichtung 103 werden
für das
Extrahieren der erforderlichen Bildinformationen aus dem MPEG-2-Videostrom,
wenn die Trickwiedergabedaten, die in dem niedrigeren Bitratemodus
aufgezeichnet worden sind, in dem höheren Bitratemodus wiedergegeben
werden, zur Verfügung
gestellt.
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Die
MPEG-2-Videosequenz wird, wie in den 6 und 7 gezeigt,
durch die Einrichtung 99 zum Extrahieren des Headers einer
Transportschicht und die Einrichtung 100 zum Extrahieren
des Headers der MPEG-2-Videoschicht aus dem MPEG-2-Videostrom, der
durch den Kopf 107 wiedergegeben wird, extrahiert.
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Die
Bildwahleinrichtung 102 extrahiert die Intra-Bilddaten
aus der MPEG-2-Videosequenz,
die von der Einrichtung 100 zum Extrahieren des Headers
der MPEG-2-Videoschicht
extrahiert wurde, und führt
das Resultat der Header-Verarbeitungseinrichtung 103 zu.
Da in jeder Bildgruppe ein oder mehrere Intra-Bilder als unabhängige dekodierbare
Bilder enthalten sind, kann aus dem MPEG-2-Videostrom nur das Intra-Bild
extrahiert werden, um das wiedergegebene Bild zu konstruieren (eine
partitionierte Betriebsart).
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Die
Header-Verarbeitungseinrichtung 103 empfängt die
Daten des extrahierten Intra-Bilds,
fügt Header-Informationen
den Eingangsdaten mit Bezug auf die Header-Informationen der Transportschicht und
die Header-Informationen der MPEG-2-Videoschicht, die in der Nebeninformations-Speichereinrichtung 101 gespeichert
sind, hinzu und führt
das Resultat einem dritten Eingang der Wahleinrichtung 104 zu.
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Die
Wahleinrichtung 104 gibt nach Maßgabe des Wiedergabemodus selektiv
einen der Datenteile aus, die über
die ersten bis vierten Eingänge
eingegeben werden.
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Wie
oben beschrieben werden entsprechend dem Aufzeichnungsverfahren
N-fach-Geschwindigkeits-Trickwiedergabedaten
in einem Spur-Paar aufgezeichnet, das aus zwei aneinander angrenzenden
Spuren besteht, und es werden dieselben Trickwiedergabedaten wiederholt
in den N angrenzenden Spur-Paaren aufgezeichnet, so dass eine Phasenanpassung
und eine Spurwahl nicht erforderlich ist, um dadurch Hardwarekosten
zu verringern.
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Entsprechend
dem Wiedergabeverfahren werden die Informationen, die in dem niedrigeren
Bitratemodus aufgezeichnet worden sind, in dem höheren Bitratemodus wiedergegeben,
so dass der Trickwiedergabebetrieb, der eine gute Bildqualität aufweist,
leicht durchgeführt
werden kann.
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Auch
wenn einige Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben worden sind, werden die in dem Stand der
Technik Ausgebildeten erkennen, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen ausgeführt
werden können,
ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.