DE3719496A1 - Speicheranordnung fuer ein digitales videobandgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Speicheranordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei einem bekannten Verfahren zur magnetischen Speicherung von digital codierten Fernsehsignalen werden nach Abtastung der Analogwerte, Quantisierung und Codierung unter Zusatz von Identifikations- und Datensicherungswerten die Daten seriell blockweise übertragen. Wegen der insgesamt notwendigen großen Übertragungskapazität ist bei bekannten Magnetbandgeräten zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe digital codierter Fernsehsignale eine Aufzeichnung in vier parallelen Kanälen mit entsprechend geringerer Übertragungsbandbreite vorgesehen. Zur Aufzeichnung bzw. Wiedergabe sind am Umfang eines Kopfrades in gleichmäßigen Abständen vier Magnetköpfe angeordnet. Der Umschlingungswinkel des Magnetbandes um das Kopfrad beträgt 258°. Die vier Magnetköpfe treten nacheinander mit dem Magnetband in Berührung und beschreiben das Magnetband mit zugehörigen, schräg zur Längsachse des Magnetbandes verlaufenden Spuren. Diese enthalten jeweils zwei Spurabschnitte, Sektoren genannt, mit Videodaten, die im Bereich der Mittelachse des Magnetbandes durch mehrere kurze Spurabschnitte, die unterschiedliche Toninformation enthalten, getrennt sind. Jeder Spurabschnitt (Sektor) enthält von den anderen Sektoren verschiedene Videodaten.

Bei der Wiedergabe sind Vorkehrungen zu treffen, daß jeder der vier Magnetköpfe die Daten ausliest, die durch ihn oder einen gleichen Magnetkopf eines anderen Gerätes nach dem gleichen Baumuster auch aufgezeichnet wurden. Die besondere Anordnung der Spurabschnitte mit den Videodaten auf dem Magnetband macht die Umschaltung der Magnetköpfe vor und nach den für Videodaten vorgesehenen Sektoren von einem Videodatenkanal auf einen anderen bestimmten Videodatenkanal erforderlich. Dies erfolgt bei der Aufzeichnung nach einem festgelegten Schema, das sich nach jeweils einer Umdrehung des Kopfrades wiederholt. Einzelheiten hierzu sind in der Druckschrift "Standard for Recording Digital Television Signals on Magnetic Tape in Cassettes" der European Broadcasting Union, Tech 3252-E und in Fernseh- und Kinotechnik 1987, Heft 1/2, Seiten 15 bis 22 angegeben.

Bei der Wiedergabe sind Maßnahmen zu treffen, daß die auf vier Kanäle verteilten Videodaten richtig zusammengesetzt werden. Dazu wird nach der Anmeldung FE 2218/87 der Anmelderin eine Kreuzschiene verwendet, an deren Ausgängen die jeweils zu einem Sektor gehörenden Daten anstehen und in Speicher eingeschrieben werden.

Diese Speicher haben verschiedene Aufgaben. Zum einen tragen sie durch entsprechende Steuerung beim Einschreiben und Auslesen zu einer Entwürfelung (Deshuffling) der vom Band gelesenen Signale bei. Vor dem Aufzeichnen werden nämlich die digitalen Videosignale verwürfelt, um mögliche Störungen, die sich ansonsten auf einen Bereich des Bildes konzentrieren, über einen größeren Teil des Bildes zu verteilen und damit weniger störend erscheinen zu lassen bzw. besser verdecken zu können. Eine weitere Aufgabe der Speicher besteht im Ausgleich von Zeitfehlern. Hierzu werden die Signale von der Kreuzschiene noch mit den von mechanischen Ungenauigkeiten des Magnetbandgerätes herrührenden Zeitfehlern in die Speicher eingeschrieben und aus den Speichern synchron zu einem zugeführten Studiotakt ausgelesen.

Eine dritte Aufgabe wird von den Speichern bei Standbild-, Zeitlupen- und Zeitrafferwiedergabe wahrgenommen. Bei Standbildwiedergabe wird das letzte in die Speicher eingeschriebene Bild laufend wiederholt. Bei Zeitlupen- und Zeitrafferwiedergabe folgen die Magnetköpfe nicht den mit Normalgeschwindigkeit aufgezeichneten Spuren, sondern überstreichen die Spuren in einem spitzen Winkel, so daß auf einen Zeitabschnitt mit lesbaren Signalen ein Zeitabschnitt mit gestörten Signalen folgt, der durch das Abtasten des Zwischenraums zwischen den Spuren bzw. zweier benachbarter Spuren gleichzeitig entsteht. In an sich bekannter Weise können die brauchbaren Signale in einem Speicher "gesammelt" werden und danach synchron zum zugeführten Studiotakt ausgelesen werden.

Die erfindungsgemäße Speicheranordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die obengenannten Betriebsarten möglich sind, daß insbesondere eine Wiedergabe mit einer Geschwindigkeit möglich ist, welche lediglich wenig unter der Aufzeichnungsgeschwindigkeit liegt. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß ein großer Zeitbereich zum Ausgleich von Zeitfehlern zur Verfügung steht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.

Insbesondere ist die gemäß einer Weiterbildung vorgesehene Verwendung von Fehler- und Schreibmerkern, welche zusammen mit den Videodaten gespeichert werden, vorteilhaft. Dadurch wird verhindert, daß beim Betrieb mit langsamen Wiedergabegeschwindigkeiten fehlerhafte Signale fehlerfreie, bereits im Speicher abgelegte Signale überschreiben. Außerdem wird verhindert, daß fehlerfreie Daten aus vorangegangenen Halbbildern im Speicher verbleiben, wenn die Daten des neuen Halbbildes fehlerhaft sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die Zeichnung stellt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Speicheranordnung dar. Die Luminanzinformation Y und die Chrominanzinformation C werden jeweils als 8-Bit-Worte den Eingängen 1 und 2 zugeführt. Dem Eingang 3 wird parallel dazu ein Fehlermerker (Error Flag, EF) zugeleitet, welcher in einer vorangehenden Fehlerkorrekturschaltung dann erzeugt wird, wenn ein nichtkorrigierbarer Fehler in den Videodaten vorliegt. Eine geeignete Fehlerkorrekturschaltung ist beispielsweise in der Patentanmeldung FE 2220/87 der Anmelderin beschrieben. Es sind vier Halbbildspeicher F 1 bis F 4 vorgesehen, die jeweils aus vier Sektorspeichern bestehen. Da dieses zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung nicht von Bedeutung ist, wurde lediglich jeweils ein Speicher dargestellt.

Von den Eingängen 1 und 2 werden die Videodaten den Eingängen der Halbbildspeicher F 1, F 2, F 3 und F 4 zugeführt. Jeder der Halbbildspeicher F 1 bis F 4 verfügt über einen Ausgang für die Luminanz- und Chrominanzdaten. Die Ausgänge der Halbbildspeicher sind jeweils zusammengefaßt und bilden einen Ausgang 4 für die Luminanzinformation und einen Ausgang 5 für die Chrominanzinformation.

Unter der Adresse eines jeden Luminanz- bzw. Chrominanz-Abtastwertes ist ein Fehlermerker (EF) und ein Schreibmerker (WF = Wright Flag) speicherbar. Wann diese Merker gesetzt bzw. gelöscht werden, wird später erläutert.

Jeder der Halbbildspeicher F 1 bis F 4 verfügt über Adressen- und Steuereingänge A. Entsprechend den den Steuereingängen zugeführten Signalen werden die Halbbildspeicher F 1 bis F 4 entweder im Schreib- oder im Lesemodus betrieben. Mit Hilfe von Umschaltern 6, 7, 8, 9 können die Adressen- und Steuereingänge entweder an eine Schreib-Steuerschaltung 10 oder an eine Lese-Steuerschaltung 11 angeschlossen werden. Die Umschalter 6 bis 9 werden von einer Zugriffssteuerung 12 gesteuert, welcher über einen Eingang 13 ein Synchronsignal S als Referenz zugeführt wird, das vertikalfrequente Bezugsimpulse enthält. Weiteren Eingängen der Zugriffssteuerung werden Signale zugeführt, welche die verschiedenen Betriebsarten, nämlich Wiedergabe mit Normalgeschwindigkeit, unterhalb Normalgeschwindigkeit und oberhalb Normalgeschwindigkeit darstellen. Parallel zu den Umschaltern 6 bis 9 werden jeweils zwei weitere Umschalter 15, 16; 17, 18; 19, 20; 21, 22 angesteuert.

Bei der gezeigten Stellung der Umschalter befinden sich die Halbbildspeicher F 1 bis F 3 im Schreibmodus. Die Schreib-Steuerschaltung 10 erzeugt entsprechende Adressen. Der Halbbildspeicher F 4 befindet sich im Lesemodus und wird von der Lese-Steuerschaltung 11 gesteuert.

Bei Wiedergabe mit Normalgeschwindigkeit, wenn also die Frequenz der vertikalfrequenten Bezugsimpulse gleich der Halbbildfrequenz der vom Band gelesenen Signale ist, wird mit jedem beginnenden Halbbild nach dem vertikalfrequenten Bezugsimpuls ein neuer Halbbildspeicher in den Lesemodus geschaltet. Ist der folgende Halbbildspeicher mit dem zu einem Halbbild gehörenden vom Band gelesenen Signalen beschrieben, so wird der nächste zum Beschreiben vorgesehene Speicher von der Schreib-Steuerschaltung 10 angesteuert. Der vollständig beschriebene wird beim nächsten vertikalfrequenten Bezugsimpuls in den Lesemodus geschaltet. Der Bandtransport sowie die Drehung des Kopfrades sind derart mit dem Synchronsignal S verkoppelt, daß unter Berücksichtigung möglicher statistischer Schwankungen (Zeitfehler) der jeweils folgende Halbbildspeicher vollständig beschrieben ist, wenn der jweils im Lesemodus befindliche ausgelesen ist. Die Umschaltung vom Schreib- in den Lesemodus erfolgt also während der vertikalfrequenten Austastlücke des Synchronsignals S.

Die zusammen mit fehlerhaften Videodaten zugeführten Fehlermerker EF werden ebenfalls zusammen mit den Videodaten beim Schreiben gespeichert. Außerdem werden die Adressen, welche mit Videodaten beschrieben sind, mit einem Schreibmerker WF gekennzeichnet. Im Lesemodus wird der Fehlermerker EF ebenfalls ausgelesen und über den Ausgang 23 weiteren in der Zeichnung nicht dargestellten Schaltungen zur Fehlerkorrektur und Fehlerverdeckung zugeführt. Außerdem wird während des Lesemodus der Fehlermerker EF am Ausgang 23 gesetzt, wenn der Schreibmerker gelöscht war.

Bei Wiedergabegeschwindigkeiten, welche kleiner sind als die Aufnahmegeschwindigkeit, wird ein im Schreibmodus befindlicher Halbbildspeicher mit den Videodaten langsamer beschrieben, während ein studio-synchrones Lesen des im Lesemodus befindlichen Halbbildspeichers erforderlich ist. Es ist daher vorgesehen, den jeweils im Lesemodus befindlichen Halbbildspeicher während mehrerer Halbbilder auszulesen, wobei bei jedem zweiten Auslesen durch eine an sich bekannte Interpolationseinrichtung das andere aus dem gespeicherten Halbbild gewonnen wird. Entsprechend lange steht ein Halbbildspeicher, beispielsweise F 1, zum Schreiben zur Verfügung.

Bei Wiedegabegeschwindigkeiten, welche kleiner als die Aufnahmegeschwindigkeiten sind, stellt sich zwischen den abgetasteten Spuren und der Bandlängsrichtung ein größerer Winkel als derjenige zwischen den aufgezeichneten Spuren und der Bandlängskante ein. Beim Übergang von einem der aufgezeichneten Halbbilder zum folgenden kann daher der Fall eintreten, daß die Magnetköpfe während eines Teils der Bandberührung den Anfang eines neuen Halbbildes und während des anderen Teils ihrer Bandberührung das Ende des vorangegangenen Halbbildes abtasten. Für diesen Fall wird mit Hilfe der Schreib-Steuerschaltung 10 eine richtige Aufteilung der Signale auf den soeben beschriebenen und den folgenden Halbbildspeicher vorgenommen. Für Wiedergabegeschwindigkeiten knapp unter Normalgeschwindigkeit ist es erforderlich, daß gemäß der Erfindung vier Halbbildspeicher vorgesehen sind.

Vor dem Einschreiben der Videodaten wird geprüft, ob der zugehörige Schreibmerker im Speicher gesetzt ist. Ist der Schreibmerker WF gelöscht, so bedeutet dieses, daß der betreffende Speicherplatz nach dem Lesen erstmalig beschrieben wird. Bei gesetztem Schreibmerker veranlaßt die Schreib-Steuerschaltung 10, daß die neu zugeführten Daten nur eingeschrieben werden, wenn die die Daten begleitenden Fehlermerker gelöscht sind.

Die beschriebene Kennzeichnung der Speicherplätze mit Merkern hat außerdem den Vorteil, daß ein Verbleiben des Inhalts vorheriger Bilder in den Speichern bei Zuführung neuer Bilder verhindert wird. Sind beispielsweise vor dem Beginn einer Aufzeichnung nicht brauchbare Signale in den Speicher eingeschrieben worden, so werden die ersten Signale der Aufzeichnung auf jeden Fall eingeschrieben, auch wenn sie mit Fehlermerkern versehen sind, da beim letztmaligen Lesen des Speichers sämtliche Schreibmerker gelöscht werden. Dadurch wird bei Wiedergabegeschwindigkeiten, bei denen ein mehrmaliges Lesen stattfindet, der Schreibmerker für die wiederholten Lesevorgänge erhalten. Bei einem verwirklichten Ausführungsbeispiel ist das Löschen der Schreibmerker nur in der Folge der Leseadressen möglich. Sollten Speicher verfügbar sein, die ein gleichzeitiges Löschen aller Speicherplätze ermöglichen, so können die Schreibmerker nach dem letztmaligen Lesen gelöscht werden.

Bei Wiedergabegeschwindigkeiten, welche höher als die Aufnahmegeschwindigkeit sind, werden die Videodaten ebenfalls mit Unterbrechungen vom Magnetband gelesen. Bei dieser Betriebsart verbleibt jeweils einer der Halbbildspeicher während zweier Halbbilder im Lesemodus, während ein anderer solange geschrieben wird. Bei hohen Wiedergabegeschwindigkeiten und bei Bewegungen in den aufgenommenen Bildern befinden sich in demjenigen Halbbildspeicher, der vom Schreib- in den Lesemodus umgeschaltet wird, Bildbestandteile verschiedener Bewegungsphasen, die bei hohen Wiedergabegeschwindigkeiten stark voneinander abweichen können. Um dieses zu reduzieren, kann auch jeweils nach einem Halbbild eine Umschaltung der Speicher erfolgen. Zur Reduzierung des Aufwandes zur Steuerung der Speicher bei Wiedergabegeschwindigkeiten, die höher als die Aufnahmegeschwindigkeit sind, werden hierbei nur zwei Halbleiterspeicher abwechselnd beschrieben und gelesen.

Claims (12)

1. Speicheranordnung für ein digitales Videobandgerät, bei welchem Videodaten auf einem Magnetband auf mehreren Sektoren verteilt aufgezeichnet werden/sind und wobei mehrere Halbbildspeicher zyklisch vertauscht mit Videodaten beschrieben und ausgelesen werden, dadurch gekennzeichnet, daß vier Halbbildspeicher (F 1 bis F 4) vorgesehen sind, von denen jeweils einer ausgelesen wird und die anderen zum Beschreiben mit Videodaten bereitstehen.

2. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Synchronisieren des Auslesens ein Bezugs-Synchronsignal zuführbar ist, das mindestens vertikalfrequente Bezugsimpulse enthält.

3. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils unter einer Adresse im Speicher ein Luminanz-Abtastwert, ein Chrominanz-Abtastwert und ein Fehlermerker (Error Flag, EF) ablegbar sind.

4. Speicheranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Adresse ein weiterer Merker (WF) ablegbar ist, der nach dem Schreiben der zugehörigen Abtastwerte gesetzt und nach dem Lesen gelöscht wird.

5. Speicheranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Videodaten je Takt nur geschrieben oder gelesen werden und daß die Merker gelesen und verändert geschrieben werden können.

6. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Fehlermerker gekennzeichnete ankommende Videodaten nur eingeschrieben werden, wenn unter der vorgesehenen Adresse ein gelöschter Schreibmerker gespeichert ist, und Daten ohne Fehlermerker einen Speicherplatz unabhängig von gespeicherten Merkern beschreiben können.

7. Speicheranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Daten am Speicherausgang mit einem Fehlermerker versehen werden, wenn der zugehörige Schreibmerker im Speicher gelöscht ist.

8. Speicheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wiedergabe mit Normalgeschwindigkeit bei jedem vertikalfrequenten Bezugsimpuls jeweils ein Halbbildspeicher von einem Schreibmodus in einen Lesemodus umgeschaltet wird.

9. Speicheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Wiedergabegeschwindigkeit, die kleiner als die Aufnahmegeschwindigkeit ist, jeweils ein Halbbildspeicher bei demjenigen vertikalfrequenten Bezugsimpuls in einen Lesemodus umgeschaltet wird, der auf den Zeitpunkt folgt, bei welchem die Daten eines auf dem Magnetband aufgezeichneten Halbbildes in den Halbbildspeicher geschrieben sind.

10. Speicheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Wiedergabegeschwindigkeit, die größer als die Aufnahmegeschwindigkeit ist, jeweils ein Halbbildspeicher bei jedem zweiten vertikalfrequenten Bezugsimpuls in einen Lesemodus umgeschaltet wird und ein anderer Halbbildspeicher hierbei in einen Schreibmodus umgeschaltet wird.

11. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wiedergabegeschwindigkeiten, die größer als die Aufnahmegeschwindigkeit sind, nur zwei Halbbildspeicher abwechselnd beschrieben und gelesen werden.

12. Speicheranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehlermerker beim letztmaligen Lesen des Speichers gesetzt wird.