DE69434747T2

DE69434747T2 - Aufzeichnung von digitalen Videodaten zur Wiedergabe bei variabler Geschwindigkeit

Info

Publication number: DE69434747T2
Application number: DE69434747T
Authority: DE
Inventors: Naofumi Shinagawa-ku Yanagihara; Ching Fang Shinagawa-ku Chang
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1994-10-21
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2014-10-22
Also published as: ES2161742T3; CN1211797C; EP1094666A1; CN1082317C; RU94037960A; DE69427950D1; CA2133945A1; TW323030U; EP0650296A3; EP0650296A2; EP1094666B1; CA2133945C; AU7593894A; US5926604A; RU2137215C1; AU681185B2; EP0650296B1; MY116214A; DE69427950T2; DE69434747D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Aufzeichnen und Wiedergeben von digitalen Videodaten.
Existierende analoge Videorekorder zeichnen analoge Videosignale auf einem Magnetträger im allgemeinen in nichtkomprimierter Form auf, da deren Bandbreiten ziemlich schmal sind. Außerdem können beim Aufzeichnen und Wiedergeben von Videosignalen die vorhandenen analogen Videorekorder die gespeicherten Videosignale in einem Hochgeschwindigkeits-Suchmodus reproduzieren, während der Magnetbandträger mit einer höheren Geschwindigkeit als mit der transportiert wird, mit der das Band während der Normalwiedergabe transportiert wird. Da Positionen auf jeder Aufzeichnungsspur auf dem Magnetbandträger Positionen in einem Videobild entsprechen, erzeugen Teilabtastungen einer Vielzahl von Spuren eine ausreichende Information, um ein erkennbares wenn auch dürftiges Bild zu erzeugen.
Digitale Videorekorder, beispielsweise digitale VTR wurden zum Aufzeichnen eines Videosignals in digitalisierter Form auf einem Magnetträger entwickelt. Da jedoch die Bandbreite eines digitalen Videosignals ziemlich breit ist, ist es schwierig, ein digitales Videosignal unmittelbar auf einem Videoband aufzuzeichnen. Daher wurden Verfahren vorgeschlagen, das digitale Videosignal in einer Weise zu codieren, mit denen dessen Bandbreite reduziert wird. Ein sogenanntes Kompressionscodierverfahren umfaßt die Orthogonal-Transformation und die variable Längencodierung des digitalen Videosignals. Ein hochwirksames Codierverfahren nutzt die Diskrete Kosinus-Transformation oder DCT. Ein Kompressionsverfahren ist außerdem in der US-PS 5 321 440 und 5 346 310 offenbart.
Digitale VTR, die das Kompressionscodierverfahren nutzen, um die Bandbreite von Fernsehsignalen zu reduzieren, beispielsweise von NTSC-Signalen oder von HDTV-Signalen, dekomprimieren oder decodieren vor dem Aufzeichnen Wiedergabesignale, um so die komprimierten Fernsehsignale in ihre ursprüngliche nichtkomprimierte Form zurück zu bringen. Ein wirksames Kompressionsverfahren besteht darin, die oben erwähnte DCT mit Bewegungskompensation zu kombinieren, wobei sowohl das Intrarahmen-codieren als auch das Interrahmen-codieren des Videosignals genutzt wird. Jedoch und im Gegensatz zur Hochge schwindigkeitsreproduktion von Analogsignalen durch einen analogen Videorekorder können digitale VTR nicht einfach die Spur auf einem Magnetband abtasten, während dieses mit einer höheren Geschwindigkeit transportiert wird, um Hochgeschwindigkeitswiedergabebilder zu erzeugen, da die DCT und das Interrahmen-Dekompressionsverfahren einen wesentlichen Teil, wenn nicht alle Daten auf jeder Spur, erfordern, die zu reproduzieren sind, um stabile Videobilder zu erzeugen. Beispielsweise stimmen Positionen von digitalen Videodaten, die gemäß der Diskreten Kosinus-Transformation verarbeitet wurden, nicht mit den Positionen in einem Videobild überein, und somit wird das Abtasten eines unterschiedlichen Teils einer Vielzahl von Spuren nicht Daten erzeugen, die zu entsprechend unterschiedlichen Teilen eines Bilds gehören. Außerdem kann ein Bild oder ein Teil eines Bilds nicht von der Wiedergabe einer Spur (oder einem Teil dieser Spur) erzeugt werden, in welcher interrahmen-codierte Daten gespeichert sind, da diese Daten eine Bedeutung lediglich in Bezug auf vorhergespeicherte intra-Rahmen- oder inter-Rahmen- codierte Daten haben, und da lediglich ein Teil jeder Spur erzeugt wird, lediglich ein Teil eines Bilds bestenfalls erzeugt werden kann.
In der EP 0 553 949 A2 ist eine Vorrichtung zum Decodieren eines komprimierten Bildsignals offenbart. Ein TV-Signal wird durch ein Trennorgan 210 empfangen und Komponentensignale werden durch einen VTR zur Aufzeichnung empfangen. Ein Codierer empfängt die Komponentensignale in der Form von Segmenten und ordnet diese neu zum Aufzeichnen an, um Spezialmoden bzw. schnellen Vorlauf, Rücklauf usw. zu unterstützen. Leere Segmente des Komponentensignals werden mit wichtigen Daten von anderen Segmenten bevölkert, um die Chancen zu steigern, dass diese Daten während des schnellen Vorlaufs, Rücklaufs usw. gelesen werden. Wichtigere Daten werden häufig dupliziert, um die Möglichkeit zu steigern, dass der Lesekopf diese Information antrifft.
In den PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 015, Nr. 419 (E-1126), 24 Oktober 1991, (1991-10-24) & JP 03 174885 A (CASIO COPUTER CO LTD), 30. Juli 1991 (1991-07-30) ist offenbart, dass Suchbilddaten in einem Subcodebereich aufgezeichnet werden können.
BOYCE J ET AL: "FAST SCAN TECHNOLOGY FOR DIGITAL VIDEO TAPE RECORDERS" IEEE TRANSACTIONS ON CONUMER ELECTRONICS, US, IEEE INC. NEW YORK, Band 39, Nr. 3, 1. August 1993 (1993-08-01), Seite 186-191, XP000396278 ISSN: 0098-3063, offenbart, dass eine Trickwiedergabespur vorgesehen sein sollte, welche aus zusammengesetzten verketteten Bereichen benachbarter Spuren zusammengesetzt ist.
Merkmale der Erfindung sind in den beiliegenden Patentansprüchen herausgestellt.
Bevorzugte Ausführungsformen der nachstehend beschriebenen Erfindung stellen eine Vorrichtung (digitaler Videobandrekorder) und ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben digitaler Videodaten mit variabler Geschwindigkeit eines fortschrittlichen Fernsehsignals (ATV) in Bereichen einer Spur bereit, welche in Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemoden reproduziert werden.
Die bevorzugten Ausführungsformen suchen, bereitzustellen:
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben digitaler Videodaten, welche die Nachteile der oben beschriebenen Einrichtungen überwinden oder zumindest lindern;
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufzeichnen und zum Wiedergeben digitaler Videodaten, mit denen hochqualitative Bilder in einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus bereitgestellt werden;
eine Vorrichtung und ein Verfahren, mit denen hochqualitative Bilder in einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduziert werden, wobei der Magnetbandträger mit mehreren unterschiedlichen Geschwindigkeiten transportiert werden kann;
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufzeichnen und zum Wiedergeben eines fortschrittlichen Fernsehsignals (ATV), wobei hochqualitative Bilder mit variablen Bandgeschwindigkeiten reproduziert werden; und
eine Vorrichtung zum Auszeichnen von Digitaldaten auf einem Magnetbandträger, der mit hoher Bandgeschwindigkeit von einer Wiedergabevorrichtung reproduzierbar ist, die unterschiedliche Aufzeichnungs-/Wiedergabekopf-Konfigurationen hat.
Die Erfindung wird nun weiter mittels eines beispielhaften und nichteinschränkenden Ausführungsbeispiels mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen durchwegs gleiche Elemente und Teile bezeichnen, und in denen:
1 eine Blockdarstellung eines fortschrittlichen Fernsehübertragungssystems (ATV) ist;
2 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Intra-/Intercodeformats eines codierten digitalen Videosignals ist;
3A und 3B schematische Darstellungen der Datenstruktur eines Datenpakets eines fortschrittlichen Fernsehsignals sind;
4 eine schematische Darstellung eines Datenaufbaus von Servicedaten im Datenpaket, welches in 3B gezeigt ist, ist;
5A und 5B schematische Darstellungen der Datenstruktur von AH-Datenköpfen im Datenpaket, welches in 3B gezeigt ist, sind;
6 eine Blockdarstellung eines Aufzeichnungs-/Wiedergabesystems ist, für welches die vorliegende Erfindung eine schnelle Anwendung findet;
7 eine Blockdarstellung eines Aufzeichnungsteils des digitalen Videobandrekorders, der in 6 gezeigt ist, ist;
8 eine Blockdarstellung eines Wiedergabeteils des digitalen Videobandrekorders der in 6 gezeigt, ist;
9 eine schematische Darstellung der Datenstruktur einer Spur auf einem Magnetbandträger ist;
10 eine schematische Darstellung des Datenformats des Videobereichs einer Spur, die in 9 gezeigt ist, ist;
11 eine schematische Darstellung eines Synchronisationsblocks eines fortschrittlichen Fernsehsignals ist;
12 eine Blockdarstellung ist, die die Aufzeichnung eines fortschrittlichen Fernsehsignals in einem Hauptbereich und in einem Trickwiedergabebereich einer Spur zeigt;
13 eine schematische Darstellung der Bahn eines Kopfes während des Hochgeschwindigkeits-Wiedergabebetriebs ist;
14A und 14B schematische Darstellungen des Wiedergabesignals in einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus sind;
15A bis 15F schematische Darstellungen von Wiedergabesignalen bei unterschiedlichen variablen Geschwindigkeiten sind;
16 eine schematische Darstellung der Bahn eines Kopfs während einer 17-fachen Hochgeschwindigkeits-Wiedergabeoperation st;
17 eine schematische Darstellung des Signals, welches durch den Kopf reproduziert wird, dessen Bahn in 16 gezeigt ist, ist;
18A und 18B schematische Darstellungen der Bahn von Wiedergabeköpfen über Aufzeichnungsspuren sind, die Trickwiedergabebereiche besitzen;
19 eine schematische Darstellung der Bahn eines Kopfs A ist, der Spuren mit einem Azimut A abtastet;
20A und 20B für das Verständnis hilfreich sind, wie ein Kopf A den äußeren und mittleren Trickwiedergabebereich bei zwei Abtastungen reproduziert;
21 eine schematische Darstellung eines Typus einer Trommelanordnung ist;
22 eine schematische Darstellung eines zweiten Typus einer Trommelanordnung ist;
23 eine schematische Darstellung einer dritten Art einer Trommelanordnung ist;
24 eine schematische Darstellung der Bahn eines Kopfpaars ist, welches Aufzeichnungsspuren, die Trickfilmbereiche besitzen, abtasten;
25 eine schematische Darstellung der Bahn eines anderen Kopfpaars ist, welches einen anderen Aufbau besitzt, wenn Aufzeichnungsspuren abgetastet werden, welche Trickwiedegabebereiche besitzen;
26 ein Diagramm ist, welches mögliche Vorwärts- und Rückwärts-Band-Wiedergabegeschwindigkeiten durch digitale VTRs zeigt, die unterschiedliche Trommelanordnungen besitzen, gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
27A und 27B schematische Darstellungen einer Bahn von einem Kopfpaar sind, die unterschiedliche Aufbauten über zwei Spuren haben, und 27C eine schematische Darstellung des Ortes eines Trickwiedergabebereichs in jeder Spur ist;
28A und 28B graphische Darstellungen sind, die die Orte der Trickwiedergabebereiche auf jeder Spur zeigen;
29 eine andere Darstellung ist, die mögliche Vorwärts- und Umkehrband-Wiedergabegeschwindigkeiten durch digitale VTR zeigt, welche unterschiedliche Trommelanordnungen besitzen, gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
30 eine Blockdarstellung des Wiedergabeteils ist, welches einen Pufferspeicher besitzt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
31 eine schematische Darstellung von Spuren ist, die auf einem Magnetbandträger gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgezeichnet sind, ist, in welchem die Trickwiedergabebereiche in Audiosektoren jeder Spur angeordnet sind.
Wie oben erläutert, werden die NTSC-Fernsehsignale und die HDTV-Signale (hochauflösende Fernsehsignale) komprimiert und auf einem Magnetband durch einen digitalen Videobandrekorder aufgezeichnet. Da die NTSC- und HDTV-Signale allgemein in nichtkomprimierter Form übertragen werden, muß der digitale Videobandrekorder die empfangenen Signale komprimieren, bevor er diese aufzeichnet. Üblicherweise werden die NTSC-Signale auf eine Datenbreite von ungefähr 25 Mbps (Million Bits pro Sekunde) bei einem Standardauflösungsmodus (SD) komprimiert, und die HDTV-Signale werden auf eine Datenbreite von ungefähr 50 Mbps bei einem hochauflösenden Modus (HD) komprimiert.
Ein fortschrittliches Fernsehübertragungssystem (ATV) ist ein vollständiges digitales Kompressionssystem, welches ein komprimiertes Fernsehsignal, welches unmittelbar auf einem Magnetband durch einen digitalen Videobandrekorder aufgezeichnet werden kann, überträgt. Da der digitale VTR das übertragene Signal nicht komprimieren muß, ist eine Kompressionsschaltung und Software nicht notwendig. Das ATV-Übertragungssystem überträgt ein HDTV-Signal in Form von komprimierten Informations-"Datenpaketen", deren Bildkompression auf dem MPEG-Standard (Moving Picture Experts Group) für Bewegtbilder basiert.
1 zeigt eine Blockdarstellung eines fortschrittlichen Fernsehübertragungssystems (ATV), welches aus einem Videokompressionscodierer 101, einem Audiocodierer 102, einem Prioritätscodierer 105, einem Transportcodierer 106 und einem Kanalmodulator 108 besteht. Ein HDTV-Signal wird zu einem Anschluß 103 geliefert und durch den Videokompressionscodierer 101 empfangen, der eine hochwirksame Kompression des HDTV-Signals durch ein Verfahren durchführt, welches MPEG entspricht. Der Videokompressionscodierer 101 nutzt DCT und die Bewegungskompensationskompression bezüglich des HDTV-Signals und erzeugt ein komprimiertes HDTV-Signal, welches intra-codierte Datenrahmen (I-Rahmen), vorhersage-codierte Datenrahmen (P-Rahmen) und bidirektionale-vorhersage-codierte Datenrahmen (B-Rahmen) in einer vorher-festgelegten Reihenfolge umfaßt.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Beispiels des Formats der komprimierten Daten, die durch den Videokompressionscodierer 101 erzeugt werden. Wie gezeigt ist, wird zuerst ein I-Rahmen geliefert, auf den zwei B-Rahmen, ein P-Rahmen, zwei weitere B-Rahmen, ein zweiter P-Rahmen und dann ein drittes Paar von B-Rahmen folgt. Dieses Muster wird dann wiederholt, wobei mit einem weiteren I-Rahmen begonnen wird. Bei der DCT und der Bewegungskompensationskompression wird jeder I-Rahmen durch die Diskrete Kosinus-Transformation eines Rahmens von Videodaten erzeugt, ohne Daten von einem anderen Rahmen zu nutzen. Jeder P-Rahmen wird durch Bewegungskompensation (d.h., Differenzieren) eines laufenden Rahmens von dem vorhergehenden I-Rahmen oder P-Rahmen erzeugt, und das resultierende Differentialsignal ist diskret kosinus-transformiert (auch als interrahmen-codierte Daten bezeichnet). Jeder P-Rahmen wird durch Bewegungskompensation eines laufenden Rahmens von dem vorhergehenden und nachfolgenden I-Rahmen oder P-Rahmen erzeugt, und das resultierende Differentialsignal ist diskret kosinus-transformiert. Bei dem in 2 gezeigten Format ist die Erscheinungsperiode von I-Rahmen oder GOP (Bildgruppe) gleich (M = 3, N = 9).
Der Vidoekompressionscodierer 101 liefert das komprimierte HDTV-Signal zum Prioritätscodierer 105 (1), der eine Priorität unterschiedlichen Datentypen im kompri mierten HDTV-Signal zuordnet. Ein Beispiel von Datenarten, denen eine Priorität in I-Rahmen zugeordnet ist, umfaßt (von der höchsten zur niedrigsten Priorität):

1. Rahmendatenkopf
2. Slice-Datenkopf
3. Makroblock-Adresse, Art und Quantisierungsschritt
4. DC-Wert
5. Niedrigfrequenz-Koeffizient
6. Hochfrequenz-Koeffizient

Ein Beispiel der Datenarten, denen eine Priorität in P-Rahmen und B-Rahmen zugeordnet ist, umfaßt (von der höchsten zur niedrigsten Priorität):

1. Rahmendatenkopf
2. Slice-Datenkopf
3. Makroblock-Adresse, Art und Quantisierungsschritt
4. Bewegungsvektor
5. DC-Wert
6. Niedrigfrequenz-Koeffizient
7. Hochfrequenz-Koeffizient

Wie gezeigt ist, umfaßt jeder I-Rahmen einen Rahmendatenkopf auf den ein Slice-Datenkopf, eine Makroblock-Adresse, einen Typus- und Quantisierungsschritt, ein DC-Wert, ein Niedrigfrequenz-Koeffizient und Hochfrequenz-Koeffizient folgt. Ähnlich umfaßt jeder P-Rahmen und B-Rahmen einen Rahmendatenkopf einen Slice-Datenkopf, eine Makroblock-Adresse, einen Typus- und Quantisierungsschritt, einen Bewegungsvektor, einen DC-Wert, einen Niedrigfrequenz-Koeffizient und einen Hochfrequenz-Koeffizient. Der Prioritätscodierer 105 liefert die "mit einer Priorität versehenen" Videodaten in der oben festgesetzten Reihenfolge zum Transportcodierer 106, der Daten-"Pakete" von den gelieferten Videodaten in der unten beschriebenen Weise bildet.
Zusätzlich zum Empfangen der mit Priorität versehenen Videodaten empfängt der Transportcodierer 106 außerdem codierte Audiodaten vom Audiocodierer 102, der ein Audiosignal, welches zu einem Anschluß 104 geliefert wird, codiert. Der Transportcodierer 106 kann außerdem eine weitere Zusatzinformation empfangen, die zu einem Anschluß 107 geliefert wird. Von den zum Transportcodierer 106 gelieferten Daten werden Datenpakete, die unterschiedliche Prioritäten haben, gebildet, wobei Datenpakete, die eine relativ hohe Priorität haben, als HP-Datenpakete (Hochprioritäts-Datenpakete) klassifiziert werden, und Datenpakete, die ein relativ niedrige Priorität haben, als SP Datenpakete (Standardprioritäts-Datenpa kete) klassifiziert werden. HP-Datenpakete jedes I-Rahmens umfassen Daten, die zum Rahmendatenkopf (1) zum Niedrigfrequenz-Koeffizient (5) gehören, und SP-Datenpakete eines jeden I-Rahmens umfassen lediglich die Hochfrequenz-Koeffizientendaten (6). HP-Datenpakete eines jeden P-Rahmens und eines B-Rahmens umfassen Daten, die zum Rahmendatenkopf (1) zum Bewegungsvektor (4) gehören, und SP-Datenpakete eines jeden P-Rahmens und B-Rahmens umfassen Daten, die zum DC-Wert (5) zum Hochfrequenz-Koeffizienten (7) gehören. Für übliche Videobilder beträgt das Verhältnis der HP-Datenpakete zu den SP-Datenpaketen 1:4. Der Transportcodierer liefert jedes HP-Datenpaket in einem Träger einer hohen Ausgangsleistung und jedes SP-Datenpaket in einem Träger mit einer niedrigen Ausgangsleistung zum Kanalmodulator 108, der jeden Datenpakettypus moduliert, wobei deren entsprechende Träger verwendet werden. Das modulierte Signal wird dann am Anschluß 109 übertragen.
3A und 3B sind schematische Darstellungen der Datenstruktur von HP- und SP-Datenpaketen. Wie in 3A gezeigt ist, umfaßt ein Datenpaket SYNC-Daten, auf denen Übertragungsdaten und ein Fehlerkorrekturcode (ECC) von 20 Bytes bei einer Gesamtzahl von 148 Bytes pro Datenpaket folgen. Der Datenaufbau der Übertragungsdaten ist in 3B gezeigt, und er umfaßt Diensttypusdaten (ST) von einem Byte, Nach-Datenkopfdaten (AH) von vier Bytes, Transportdaten von 120 Bytes und FCS-Daten. 4 zeigt den Datenaufbau des Dienstbytes, welches das Datenpaket als HP- oder SP-Datenpaket identifiziert (Bit P bei der Position b7), und das Datenpaket als Videodatenpaket, Audiodatenpaket oder ein anderes Datenpaket identifiziert (ID bei Positionen b4 bis b6). Außerdem liefern Zählerdaten CC im Dienstbyte eine Zählnummer von 0 bis 15 (bei Positionen b0 bis b3), die das Datenpaket innerhalb der vorgesehenen Datenpaketserien identifiziert.
5A zeigt den Datenaufbau des AH-Datenkopfes in einem HP-Datenpaket, und 5B zeigt den Datenaufbau des AH-Datenkopfs in einem SP-Datenpaket. Wie in 5A gezeigt ist, umfaßt der AH-Datenkopf eines jeden HP-Datenpakets einen Slice-Startpunkt von 10 Bits, der den Startpunkt der Übertragungsdaten zeigt, den Rahmentypus (beispielsweise I-Rahmen, P-Rahmen oder B-Rahmen), die Rahmennummer, die Slice-Nummer im Rahmen und den Quantisierungsfaktor (Q) der Daten. Wie in 5B gezeigt ist, umfaßt der AH-Datenkopf eines jeden SP-Datenpakets einen Makroblock-Startpunkt von 10 Bits, den Rahmentypus, die Rahmennummer, die Makroblocknummer im Rahmen und die RSD.
Das oben erläuterte ATV-System komprimiert HDTV-Signale auf eine Datenbreite von ungefähr 17 bis 19 Mbps, welcher kleiner ist als übliche Bitrate zum Aufzeichnen von NTSC-Signalen durch einen digitalen VTR im SD-Modus, welcher ein NTSC-Signal mit ungefähr 25 Mbps aufzeichnet. Daher und wie oben erwähnt können ATV-übertragene digitale Videosignale unmittelbar auf einem Magnetbandträger durch einen digitalen VTR, der im SD-Modus arbeitet, ohne weitere Kompression oder andere Form einer Decodierung der Signale aufgezeichnet werden. Die Hochgeschwindigkeitswiedergabe der aufgezeichneten, ATV-übertragenen Signale kann jedoch nicht leicht erzielt werden aus Gründen ähnlich denjenigen, die oben in bezug auf die Hochgeschwindigkeitswiedergabe der NTSC- und HDTV-Signale durch einen digitalen VTR beschrieben wurden. Da insbesondere lediglich Teile jeder Spur in Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodi reproduziert werden, können speziell reproduzierte P-Rahmen und B-Rahmen nicht unter Verwendung lediglich teilweise reproduzierter I-Rahmen decodiert werden, und Teile von diskret kosinus-transformierten Daten stimmen nicht mit Positionen in einem Videobild überein, und somit werden durch Abtasten unterschiedlicher Teile jeder Spur nicht genug Daten erzeugt, um laufend jedes Teil des reproduzierten Bildes zu erneuern. Daher ist es notwendig, das übertragene ATV-Signal weiter zu codieren, um relativ hochqualitative stabile Videobilder in Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodi zu reproduzieren.
6 ist eine Blockdarstellung eines Aufzeichnungs-/Wiedergabesystems, bei dem die vorliegende Erfindung schnelle Anwendung findet. Wie gezeigt ist besteht das System aus einem Kanaldemodulator 1, einem digitalen VTR 3, einem Transporter-Prioritäts-Decoder 6, einem Videoexpansionsdecoder 7 und einem Audiodecoder 8. Das oben erläuterte übertragene ATV-Signal wird zu einem Anschluß 2 geliefert und durch den Kanaldemodulator 1 empfangen, der die Datenpakete im ATV-Signal demoduliert. Das demodulierte Signal wird zum digitalen VTR 3 geliefert, welcher das ATV-Signal auf einem Magnetband (wird später erläutert) aufzeichnet, und es wird außerdem zum Transporter-Prioritäts-Decoder 6 geliefert, welcher Fehler korrigiert und die mit der Priorität versehenen Daten in den Paketen decodiert, um das komprimierte HDTV-Signal wiederzugeben. Der Transporter-Prioritäts-Decoder G liefert das komprimierte HDTV-Signal zum Videoexpansionsdecoder 7, welcher die Daten durch Decodieren des codierten Signals in einer umgekehrten Weise (beispielsweise inverse DCT) expandiert, wie die, die durch den Kompressionscodierer 101 durchgeführt wird. Das durch den Videoexpansionsdecoder 7 erzeugte ursprüngliche HDTV-Signal wird zum Videoausgangsanschluß 9 geliefert. Der Transporter-Prioritäts-Decoder 6 liefert außerdem ein codiertes Audiosignal zum Audiodecoder 8, welcher das Signal in einer umge-kehrten Weise wie der, die durch den Audiocodierer 102 durchgeführt wird, decodiert. Das decodierte Audiosignal wird zu einem Audioausgangsanschluß 10 geliefert. Die weitere Zu satzinformation, die im demodulierten Signal vorgesehen ist, wird durch den Transporter-Prioritäts-Decoder 6 zu einem Anschluß 11 geliefert.
Der digitale VTR 3 umfasst gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einen Schnittstellen-/Format-Umsetzer 4 (I/F-Umsetzer) und einen Rekorder/ein Wiedergabegerät 5. Das durch den Kanaldemodulator 1 gelieferte demodulierte Signal wird durch den UF-Umsetzer 4 empfangen, welcher das mit der vorliegenden Erfindung übereinstimmende Signal formatiert und das formatierte Signal zum Rekorder/Wiedergabegerät 5 liefert, wo das formatierte Signal auf einem Magnetband aufgezeichnet wird, so daß relativ hochqualitative Bilder erzeugt werden können, wenn das Magnetband in den Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodi (auch als Modi mit variabler Geschwindigkeit bezeichnet) reproduziert wird. Zusätzlich kann der Rekorder/das Wiedergabegerät 5 NTSC-Standard-Videosignale im SD-Modus und HDTV-Standard-Signale im HD-Modus aufzeichnen. Wenn das formatierte Signal (d.h., das ATV-Signal), welches durch den I-/F-Umsetzer 4 geliefert wird, aufgezeichnet wird, befindet sich der Rekorder/das Wiedergabegerät 5 im SD-Modus.
Das Verfahren zum Aufzeichnen eines NTSC-Signals, eines HDTV-Signals und eines ATV-Signals im digitalen VTR 3 wird mit Hilfe von 7 beschrieben. Das Aufzeichnungsschaltungsteil des digitalen VTR 3 umfaßt einen Analog-Digital-Umsetzer 22 (A/D), eine DCT-Kompressionsschaltung 23, eine Umschaltschaltung 24, eine Rahmenbildungsschaltung 25, einen Kanalcodierer 26, einen Aufzeichnungsverstärker 27 und einen Drehkopf 28. Wenn ein NTSC- oder HDTV-Signal auf einem nicht gezeigten Magnetband aufgezeichnet werden soll, wird das NTSC- oder HDTV-Signal über einen Eingangsanschluß 21 zum A/D-Umsetzer 22 geliefert, der das Fernsehsignal in eine digitale Form umsetzt. Der A/D-Umsetzer 22 liefert das Digitalsignal zur DCT-Kompressionsschaltung 23, die das Digitalsignal zu vorher-festgelegten Puffereinheiten verblockt, mischt und einer Diskreten Kosinus-Transformation unterzieht. Die Puffereinheiten werden dann quantisiert, variabel-längen-codiert und mit Rahmen versehen, bevor sie als digitales Videosignal zur Umschaltschaltung 24 geliefert werden. Das Diskrete-Kosinus-Transformieren, das Quantisieren und das Variable-Längen-Codieren von Digitaldaten ist durch den Stand der Technik bekannt, so daß eine ausführliche Beschreibung dafür hier nicht vorgenommen wird.
Die Umschaltschaltung 24 schaltet zwischen ihren Eingangsanschlüssen 24A und 24B um und liefet die Signale, die zum Eingangsanschluß 24A geliefert werden, zur Rahmenbildungsschaltung 25, wenn ATV-Signale auf dem Magnetband aufgezeichnet werden sollen, und sie liefert Signale, die zum Eingangsanschluß 24 geliefert werden, zur Rahmenbildungsschaltung 25, wenn Signale, die zum Eingangsanschluß 21 geliefert werden, auf dem Magnetband aufgezeichnet werden sollen. Die Umschaltschaltung 24 liefert das Digitalsignal, welches von der DCT-Kompressionsschaltung 23 empfangen wird, zur Rahmenbildungsschaltung 35, welche SYNC-Blöcke (Rahmen) von aufzeichnungsfähigen Videodaten erzeugt, die Fehlerkorrekturdaten haben, und liefert die aufzeichnungsfähigen Videodaten zum Kanalcodierer 26, der die Videodaten moduliert, bevor sie durch den Aufzeichnungsverstärker 27 verstärkt und auf dem Magnetband durch den Kopf 28 aufgezeichnet werden.
Wenn ein ATV-Signal auf dem Magnetband aufgezeichnet werden soll, wird ein ATV-Signal vom Kanaldemodulator 1 (6) zum UF-Umsetzer 4 geliefert, der das ATV-Signal in ein Format umstellt, welches die oben beschriebenen HP-Datenpakete von I-Rahmen im ATV-Signal an Stellen anordnet, die auf jeder Spur aufzuzeichnen sind, die reproduziert werden, wenn die aufgezeichneten Daten in einem digitalen VTR reproduziert werden, der in einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus arbeitet. Insbesondere werden "Trick-Wiedergabe"-Bereiche als diejenigen Bereiche auf jeder Spur identifiziert, welche bei vorherfestgelegten Bandbewegungs-Geschwindigkeiten in Hochgeschwindigkeits-Suchmodi reproduziert werden können, und die I-Rahmen-H-Datenpakete werden in diesen identifizierten "Trick-Wiedergabe"-Bereiche jeder Spur aufgezeichnet. Das Formatieren des ATV-Signals durch den UF-Umsetzer 4 wird anschließend weiter erläutert.
Der I/F-Umsetzer liefert das formatierte ATV-Signal zum Anschluß 24A der Umschaltschaltung 24, welche das Signal zur Rahmenbildungsschaltung 25 liefert. Das formatierte ATV-Signal wird durch die Rahmenbildungsschaltung 25 mit einem Rahmen versehen, durch den Kanalcodierer 26 moduliert, durch den Aufzeichnungsverstärker 27 verstärkt und auf einem Magnetband durch Kopf 28 aufgezeichnet.
Der Prozeß zum Reproduzieren eines NTSC-Signals, eines HDTV-Signals und eines ATV-Signals von einem Magnetband durch einen digitalen VTR 3 wird mit Hilfe von 8 beschrieben. Der Wiedergabeschaltungsteil des digitalen VTR 3 umfaßt den Drehkopf 28, einen Wiedergabeverstärker 51, einen Kanaldecoder 52, ein Zeitbasis-Korrekturglied (TBC) 53, eine Rahmenbeseitigungsschaltung 54, eine Umschaltschaltung 55 und eine DCT-Expansionsschaltung 56. Der Kopf 28 reproduziert ein Videosignal vom Magnetband und liefert das Wiedergabesignal zum Kanalcodierer 52 über den Wiedergabeverstärker 51. Der Kanaldecoder 52 demoduliert das Wiedergabesignal in einem umgekehrten Weise wie der, die durch den Kanalcodierer 26 durchgeführt wurde, und liefert das demodulierte Signal zum Zeitbasis-Korrekturglied 53, welches Zeitbasis-Schwankungskomponenten aus dem Wiedergabesignal beseitigt. Das Zeitbasis-Korrekturglied 53 liefert das zeitbasis-korrigierte Signal zur Rahmenbeseitigungsschaltung 54, welche das Signal in einer umgekehrten Weise wie der, die durch die Rahmenbildungsschaltung 25 durchgeführt wird, vom Rahmen beseitigt.
Die Rahmenbeseitigungsschaltung 54 liefert das reproduzierte Signal zur Umschaltschaltung 55. Die Umschaltschaltung 55 liefert das reproduzierte Signal zu einem Anschluß 55B, wenn das Signal ein Komponentenvideosignal ist (beispielsweise ein NTSC-Fernsehsignal oder ein HDTV-Signal), und sie liefert das Signal zum Anschluß 55A, wenn das Signal ein ATV-Signal ist. Wenn das Wiedergabesignal ein Komponentenvideosignal ist, liefert die Umschaltschaltung 55 das Signal zur DCT-Expansionsschaltung 56, die das komprimierte Wiedergabevideosignal auf dessen ursprüngliche Bandbreite expandiert, wobei eine inverse variable Längencodierung und eine inverse Diskrete Kosinus-Transformation des Videosignals durchgeführt wird. Das expandierte Videosignal wird zu einem Ausgangsanschluß 57 geliefert.
Wenn das Wiedergabesignal ein ATV-Signal ist, liefert die Umschaltschaltung 55 das ATV-Signal zum Anschluß 55A zu einer ATV-Decodierschaltung, welche das Signal gemäß der vorliegenden Erfindung decodiert. Die ATV-Decodierschaltung umfaßt einen Datenkopfdecoder 58, eine Datenpaket-Auswahlschaltung 59, eine Steuerung 61, eine Eingangsschaltung 62 und eine Servoschaltung 63. Der Datenkopfdecoder 58 decodiert den Datenkopf des reproduzierten ATV-Signals, um zu entscheiden, ob das Signal ein I-Rahmen ist (siehe 5A), und liefert den decodierten Datenkopf mit dem ATV-Signal zur Datenpaket-Auswahlschaltung 59, welche als Antwort auf ein Steuersignal, welches von der Steuerung 61 geliefert wird, lediglich die I-Rahmen zur Ausgabe am Anschluß 60 auswählt, wenn der digitale VTR 3 das gespeicherte Digitalsignal in einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduziert, und welche das gesamte wiedergegebene ATV-Signal zur Ausgabe am Anschluß 60 in einem Normal-Wiedergabemodus liefert. In jedem Modus wird das Signal, welches zum Anschluß 60 geliefert wird, über den Transporter-Prioritäts-Decoder 6 (6) zum Videoexpansionsdecoder 7 geliefert, wobei der Decoder 6 das Videosignal wie oben beschrieben decodiert. Im Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus werden alle Daten in den I-Rahmen reproduziert und zur Ausgabe in der Datenpaket-Auswahlschaltung 59 ausgewählt, was relativ hochqualitative Hochgeschwindigkeitswiedergabebilder zur Folge hat.
Die Eingangsschaltung 62, die durch eine Bedienungsperson oder eine nicht gezeigte Systemsteuerung gesteuert werden kann, liefert ein Modusauswahlsignal zur Steuerung 61, die identifiziert, ob das gespeicherte Videosignal in einem Normal-Wiedergabemodus oder einen Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduziert werden soll. Als Antwort auf das Modusauswahlsignal steuert die Steuerung 61 die Datenpakete-Auswahlschaltung 59 mittels eines Steuersignals, um entweder nur I-Rahmen zur Ausgabe oder das gesamte ATV-Wiedergabesignal zur Ausgabe auszuwählen. Zusätzlich steuert die Steuerung 61 die Servoschaltung 63 als Antwort auf das Modusauswahlsignal, welche die Phase des Lauf des Magnetbands steuert, wobei ein ATF-Signal oder eine andere Art von Spurnachführungssignal verwendet wird, um die genaue gegenseitige Position zwischen den Wiedergabeköpfen und Spuren beizubehalten.
9 zeigt den Datenaufbau einer Spur, die auf einem Magnetband durch einen digitalen VTR nach der Erfindung aufgezeichnet ist. Wie gezeigt ist, besteht eine Spur aus einem Audiobereich SECl, einem Videobereich SEC2 und einem Subcodebereich SEC3. 10 zeigt den Datenaufbau des Videobereichs SEC2, welcher 135 Datensynchronblöcke umfaßt, um darin Videodaten zu speichern, drei Hilfsvideo-Synchronblöcke (VAUX), um eine andere Information zu speichern, und elf Außenparitäts-Synchronblöcke, um Paritätsdaten für eine Gesamtzahl von 149 Synchronisationsblöcken in jedem Videobereich SEC2 einer Spur zu speichern. Jeder Datensynchronisationsblock umfaßt ein Synchronisationsbyte und einen ID-Bereich von 5 Bytes, auf den ein Videodatenbereich von 77 Bytes und ein Innenparitätsbereich von 8 Bytes zum Speichern des Fehlerkorrekturcodes folgt.
Der Videobereich SEC2 einer Spur besitzt den oben beschriebenen Datenaufbau, wenn eine Spur im SD-Modus aufgezeichnet wird, wobei die Trommelgeschwindigkeit ungefähr 150 Hz beträgt und ein Videorahmen auf 10 Spuren durch 2 Köpfe aufgezeichnet wird, die unterschiedliche Azimutwinkel haben. 11 zeigt den Datenaufbau eines Videosynchronisationsblocks. Wie gezeigt ist, sind ATV-Daten in 75 Bytes des 77-Byte-Videodatenbereichs jedes Videosynchronisationsblocks gespeichert. Daher beträgt die Rate der Aufzeichnungs-ATV-Daten auf einer Spur durch den digitalen VTR:

Sb = Syncblock.

Da jedoch die Datenrate eines ATV-Signals ungefähr 15 bis 19 Mbps beträgt und die Aufzeichnungsrate eines Videosignals ungefähr 24 Mbps beträgt, wird ein ungenutzter Raum, der als Grenzbereich identifiziert wird, auf jeder Spur erzeugt, wenn das ATV-Signal im SD-Modus aufgezeichnet wird. Daher werden gemäß Ausführungsformen der Erfindung Daten von I-Rahmen des ATV-Signals wieder in Grenzbereichen jeder Spur aufgezeichnet, wo die Grenzbereiche an den Positionen jeder Spur angeordnet sind, die in den Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodi reproduziert werden, was eine Reproduktion von relativ hochqualitativen Bildern zur Folge hat. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Niedrigband-Koeffizientendaten jedes I-Rahmens in den Grenzbereichen gespeichert, da die meisten der wichtigen Daten, die zu einem Rahmen gehören, in den Niedrigband-Koeffizientendaten enthalten sind.
12 ist eine Blockdarstellung, die das Verfahren zum Aufzeichnen eines ATV-Signals auf einer Spur bei einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Wie gezeigt ist, ist jeder Videobereich einer Spur auf einem Magnetband 31 in einen Hauptbereich A1 und einen "Trick-Wiedergabe"-Bereich A2 unterteilt, wobei der Trickwiedergabebereich A2 dem Grenzbereich, der oben beschrieben wurde, entspricht und in Bereichen einer Spur angeordnet ist, die reproduziert werden, wenn der digitale VTR in einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus arbeitet. Wenn ein ATV-Signal aufgezeichnet wird, wird das gesamte ATV-Signal im Hauptbereich A1 jeder Spur gespeichert, und das ATV-Signal wird außerdem zu einer VLD-Decodierschaltung 34 geliefert, welche das ATV-Signal decodiert, um zu entscheiden, ob gerade ein I-Rahmen von Daten geliefert wird. Die VLD-Decodierschaltung 34 liefert das ATV-Signal zu einem Zähler 35, der einen Zählwert dieser Daten, die von der VLD-Decodierschaltung 34 empfangen werden, hält, die im Trick-Wiedergabebereich der Spur aufzuzeichnen sind. Der Zähler 35 liefert das ATV-Signal und den gehaltenen Zählwert zu einer Datentrennschaltung 36, welche die Niedrigband-Koeffizientendaten jedes I-Rahmendatenblocks (der HP-Datenpaketdaten) extrahiert, der in den Trick-Wiedergabebereichen gespeichert werden soll, als Antwort auf die Bestimmung, ob die Daten zu einem I-Rahmen gehören, wie durch die VLD-Decodierschaltung 34 bestimmt wird. Da lediglich der Niedrigbandkoeffizient jedes I-Rahmens aufgezeichnet wird, werden "Blockende"-Daten den extrahierten Daten durch die EOB-Addierschaltung 37 hinzugefügt, bevor die Daten in den Trick-Wiedergabebereichen jeder Spur gespeichert werden. Wenn die Trick-Wiedergabebereiche A2 jeder Spur in einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduziert werden, können in diesem Fall Signale, die in den Trick-Wiedergabebereichen aufgezeichnet wurden, leicht durch den Videoexpansionsdecoder 7 decodiert werden. Daher stellt das Hinzufügen von EOB-Daten zu den extrahierten Daten (d.h., der Niedrigbandkomponente jedes I-Rahmens) vor dem Aufzeichnen in den Trick-Wiedergabebereichen es sicher, daß Daten, die in den Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodi reproduziert werden, das gleiche Format haben wie Daten, die im Normal- oder Standard-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduziert werden.
Der Prozeß zum Bestimmen der Orte der Trick-Wiedergabebereiche in jeder Spur wird nun mit Hilfe von 13-17 beschrieben. 13 ist eine schematische Darstellung der Bahn eines Wiedergabekopfs während des Hochgeschwindigkeits-Wiedergabebetriebs. Wie gezeigt ist, tastet der Kopf A die Spuren ab, während das Magnetband mit einer in etwa schnelleren Geschwindigkeit als der Normal-Geschwindigkeit transportiert wird. Da Spuren im allgemeinen schräg durch zwei Köpfe aufgezeichnet sind, die verschiedene Azimutwinkel haben, reproduziert der Kopf A Abtastbereiche von abwechselnden Spuren. Das heißt, der Kopf A reproduziert die Bereiche, die in 13 teilweise schraffiert gezeigt sind, und, wie gezeigt ist, sind die reproduzierten Bereiche lediglich auf "A"-Spuren angeordnet. 14A zeigt, daß das Signal, welches aus jeder A-Spur reproduziert wird, in Form eines Burst ist, wobei der größte Teil des Signals dort auftritt, wenn der Kopf in der Mitte jeder Spur sich befindet, wie in 14B gezeigt ist. Dann kann das ATF-Spurnachführungen, um die Bandbewegungsgeschwindigkeit in einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus zu steuern, leicht dadurch erreicht werden, daß die Phase des Wiedergabesignals mit der Bewegung des Bandes verriegelt wird.
15A, 15C und 15E zeigen Schwingungsformen von Signalen, die mit der vierfachen Normal-Geschwindigkeit, der neunfachen Normal-Geschwindigkeit bzw. der siebzehnfachen Normal-Geschwindigkeit reproduziert werden, und 15B, 15D und 15F zeigen diejenigen Bereiche jeder Spur, die mit der vierfachen Nonmal-Geschwindigkeit, der neunfachen Normal-Geschwindigkeit bzw. der siebzehnfachen Normal-Geschwindigkeit reproduziert werden. Wie in 15A und 15B gezeigt ist, reproduziert ein Kopf einen ersten Teil (d.h., den Anfang) einer ersten Spur, der dem äußerst linken Bereich EN1 (erster EN1-Bereich) entspricht, und er reproduziert nicht einen zweiten Teil einer zweiten Spur, welche dem Bereich einer Spur entspricht, die rechts vom ersten EN1-Berich angeordnet ist (d.h., dem Bereich zwischen zwei EN1-Bereichen). Dann reproduziert der Kopf einen dritten Teil einer dritten Spur, der dem anderen EN1-Bereich entspricht (zweiter EN1-Bereich), und er reproduziert nicht einen vierten Teil (d.h., ein Endteil) einer vierten Spur, der dem Bereich einer Spur entspricht, die rechts von dem zweiten EN1-Bereich angeordnet ist. Es sei angemerkt, daß die horizontale Lage in 15B die Längslage jeder Spur zeigt.
15C und 15D zeigen die Spurbereiche EN2, die reproduziert werden, wenn der digitale VTR in einem neunfachen Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus arbeitet. Wie gezeigt ist, werden neun Spuren durch einen Wiedergabekopf abgetastet, jedoch lediglich die Spur 1, 3, 5, 7 und 9 reproduziert, deren reproduzierte Bereiche EN2 in 15D gezeigt sind.
15E und 15F zeigen die Spurbereiche EN3, die reproduziert werden, wenn der digitale VTR in einem siebzehnfachen Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus arbeitet. Wie gezeigt ist, werden siebzehn Spuren durch den Wiedergabekopf abgetastet, jedoch wird lediglich jede zweite Spur (d.h., die Spur 1, 3, 5 ... 15 und 17) reproduziert, deren Wiedergabebereiche EN3 in 15F gezeigt sind.
Bei diesem Beispiels ist, wenn die oben beschriebenen Trick-Wiedergabebereiche in den Bereichen EN1, EN2 und EN3 jeder Spur angeordnet sind, die Wiedergabe mit der vierfachen Normal-Geschwindigkeit, der neunfachen Normal-Geschwindigkeit und der siebzeluzfachen Normal-Geschwindigkeit möglich. Wenn die Reproduktion im Hochgeschwindigkeitsmodus an einer beliebigen Bandposition beginnen kann, kann einer der reproduzierfähigen Bereiche (beispielsweise ein EN3-Bereich) einer Spur reproduziert werden, und daher, um eine Reproduktion im Hochgeschwindigkeitsmodus sicherzustellen, sind die Trick-Wiedergabebereiche in jedem Bereich EN3 jeder Spur angeordnet, wenn eine Reproduktion in einem siebzehnfachen Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus gewünscht wird.
Wenn die Trick-Wiedergabebereiche in Bereichen einer Spur angeordnet sind, die beispielsweise mit der vierfachen, neunfachen und der siebzehnfachen Normalgeschwindigkeit reproduziert werden, kann eine erfolgreiche Reproduktion der Trick-Wiedergabebereiche ebenfalls mit Umkehrgeschwindigkeiten der zweifachen, siebenfachen und fünfzehnfachen Normalumkehrgeschwindigkeit erreicht werden. Die Umkehrwiedergabe ist mit der (M-2)-fachen Umkehrgeschwindigkeit möglich, wenn die Hochgeschwindigkeits-Reproduktion mit der M-fachen Normalgeschwindigkeit möglich ist, da die Bahn des Kopfes über dem Band während der Umkehrbandbewegung symmetrisch zur Bahn des Kopfes während der Vorwärtsbandbewegung ist. Da jedoch jede Spur schräg auf dem Band gebildet ist, werden zwei Spuren weniger während der Umkehrreproduktion abgetastet als Spuren abgetastet werden, die während der Vorwärtsreproduktion mit der gleichen, jedoch Umkehrbandgeschwindigkeit abgetastet werden.
Jeder reproduzierte Bereich während der Hochgeschwindigkeits-Reproduktion entspricht 32 Synchronisationsblöcken, wobei jedoch 38 Synchronisationsblöcke als Trick-Wiedergabebereiche zugeteilt werden können. Daher kann die Niedrigbandkomponente jedes I-Rahmens einfach in den Trick-Wiedergabebereichen jeder Spur aufgezeichnet sein. Wenn die Aufzeichnungsrate durch einen digitalen VTR 24,948 Mbps beträgt, und dann die Datenrate eines ATV-Signals 19,2 Mbps beträgt, werden 104 Synchronisationsblöcke jeder Spur als Hauptdatenbereich zum Aufzeichnen des ATV-Signals verwendet, wie durch die Gleichung gezeigt: 135 Synchronisationsblöcke/Spur × 19,2 Mbps/24,948 Mbps = 104 Synchronisationsblöckeund daher sind 31 Synchronisationsblöcke (135 – 104 = 31) verfügbar, die als Trick-Wiedergabebereiche verwendet werden können.
16 zeigt die Bahn eines Kopfes A während eines siebzehnfachen Hochgeschwindigkeits-Wiedergabebetriebs. Wie gezeigt ist, tastet der Kopf A einen verschiedenen Bereich von siebzehn Spuren in einem Abtastdurchgang ab und reproduziert Daten, die in den Trick-Wiedergabebereichen TP der Spuren A gespeichert sind. 17 zeigt die Schwingungsform eines durch den Kopf A reproduzierten Signals. Wie oben beschrieben sind Hochprioritätsdaten (beispielsweise Niedrigband-Koeffizient-Daten jedes I-Rahmens), die auch als Trick-Wiedergabedaten bezeichnet werden, in den Trick-Wiedergabebereichen TP gespeichert, wo die maximale Wiedergabegeschwindigkeit M ein ungeradzahliges ganzes Vielfaches einer Standard-Wiedergabegeschwindigkeit ist, so daß gilt: M = 2N + 1. Wenn beispielsweise die maximale Wiedergabegeschwindigkeit die siebzehnfache der Normal-Wiedergabegeschwindigkeit ist, gilt: M = 17 und N = 8. Bereiche, die mit der maximalen Wiedergabegeschwindigkeit reproduziert werden, werden als Trick-Wiedergabebereiche bezeichnet.
Gemäß diesem Beispiel werden die gleichen Hochprioritätsdaten in den Trick-Wiedergabebereichen von jeder der M-aufeinanderfolgenden Spuren gespeichert, die den gleichen Azimut haben, wo jeder Trick-Wiedergabebereich auf einer Spur einen unterschiedlichen Bereich der Trick-Wiedergabedaten enthält. Wenn beispielsweise die maximale Wiedergabegeschwindigkeit die 5-fache der Normal-Wiedergabegeschwindigkeit (M = 5) ist, werden die gleichen Trick-Wiedergabedaten in jeder der 5 Spuren T1 bis T5, wie in 18A und 18B gezeigt ist, aufgezeichnet. Außerdem werden die gleichen Daten in jedem der anfänglichen Trick-Wiedergabebereiche (1) der Spuren T1 bis T5 aufgezeichnet, und die gleichen Daten werden in jedem der mittleren Trick-Wiedergabebereiche (2) der Spuren T1 bis T5 aufgezeichnet, und die gleichen Daten werden in jedem der End-Trick-Wiedergabebereiche (3) der Spuren T1 bis T5 gespeichert. Wenn dann die gleichen Trick-Wiedergabedaten in M (beispielsweise 5) aufeinanderfolgenden Spuren aufgezeichnet werden, die den gleichen Azimut haben, werden die Trick-Wiedergabedaten mit der 1,5-fachen, 2,5-fache, 3,5-fachen bis N+,5-fachen Wiedergabegeschwindigkeit der Normal-Wiedergabegeschwindigkeit vollständig reproduziert, zusätzlich zur maximalen Wiedergabegeschwindigkeit M. Daher kann ein digitaler VTR, der im variablen Geschwindigkeits-Wiedergabemodus arbeitet, die Trick-Wiedergabedaten mit Geschwindigkeiten des 1,5-fachen. 2,5-fachen, 3,5-fachen ... bis zum N+,5-fachen der Normal-Wiedergabegeschwindigkeit wie bei der Maximal-Wiedergabegeschwindigkeit reproduzieren.
Wenn der vorliegende digitale VTR im variablen Geschwindigkeits-Wiedergabenmodus ist, mit der in einer der Geschwindigkeiten mit der 1,5-fachen, 2,5-fachen ... N+,5-fachen der Normal-Wiedergabegeschwindigkeit arbeitet, werden alle Trick-Wiedergabedaten, die auf einer Spur gespeichert sind, in zwei Abtastungen durch den gleichen Wiedergabekopf A reproduziert, wie in 19 gezeigt ist. In 19 ist die maximale Wiedergabegeschwindigkeit auf das 7-fache der Normal-Geschwindigkeit eingestellt, wobei jedoch die Reproduktion mit der 3,5-fachen Normal-Geschwindigkeit durchgeführt wird. In diesem Fall werden die schraffierten Trick-Wiedergabebereiche, die am Anfang und am Ende einer Spur A angeordnet sind, in einem Abtastdurchgang durch den Kopf A reproduziert, und der schraffierte Trick-Wiedergabebereich, der in der Mitte einer Spur A angeordnet ist, wird in einem zweiten Abtastdurchgang durch den Kopf A reproduziert. 20A und 20B zeigen die Bereiche einer Spur, die bei dem ersten bzw. zweiten Abtastdurchgang reproduziert werden.
Daher werden durch Aufzeichnen der gleichen Trick-Wiedergabedaten auf M Spuren, die den gleichen Azimut haben, wobei M ungeradzahlig ist und N = (M – 1)/2, die Trick-Wiedergabedaten, die in den Spuren gespeichert sind, die den gleichen Azimut haben, vollständig in zwei Abtastdurchgängen durch den gleichen Kopf reproduziert, wenn die Reproduktion mit Geschwindigkeiten des 1,5-fachen, 2,5-fachen, 3,5-fachen ... bis zu N+.5-fachen der Normal-Wiedergabegeschwindigkeit durchgeführt wird, die Trick-Wiedergabedaten vollständig in einem Abtastdurchgang durch den gleichen Kopf mit der maximalen Wiedergabegeschwindigkeit M reproduziert.
Die Reproduktion von Trick-Wiedergabebreichen durch digitale VTR, die unterschiedliche Trommelanordnungen haben, wird nun mit Hilfe von 21 bis 29 beschrieben. 21, 22 und 23 sind schematische Darstellungen von drei Arten von Trommelanordnungen, wobei 21 ein Paar von Köpfen HA1 und HB1 zeigt, die Azimutwinkel A bzw. B haben, die um 180° voneinander beabstandet angeordnet sind, und die mit 9000 UPM (mim^–1) drehen. 22 zeigt ein Paar von benachbarten Köpfen HA2 und HB2, die Azimutwinkel A bzw. B haben (auch als Doppel-Azimut-Anordnung bekannt) und die mit 9000 UPM drehen. 23 zeigt ein Paar von benachbarten Köpfen HA3 und HB3, die Azimutwinkel A bzw. B haben, und ein zweites Paar von benachbarten Köpfen HA4 und HB4, die Azimutwinkel A bzw. B haben, die um 180° beabstandet voneinander angeordnet sind und die mit 4500 UPM drehen.
24 und 25 zeigen ein Beispiel von Spuren, die aufgezeichnet werden, wenn die maximale Wiedergabegeschwindigkeit die 5-fache Normalgeschwindigkeit ist, 5 aufeinanderfolgende A Spuren T11, T12, T13, T14 und T15 identische Trick-Wiedergabedaten haben, die darin gespeichert sind, und 5 aufeinanderfolgende B Spuren T21, T22, T23, T24 und T25, in denen identische Trick-Wiedergabedaten gespeichert sind. Durch Reproduktion durch die beiden Köpfe HA und HB, die um 180° voneinander angeordnet sind (siehe 21), wer den Trick-Wiedergabebereiche 1-3 bzw. Trick-Wiedergabebereiche 4-6, wie in 24 gezeigt ist, reproduziert. Dagegen werden durch die Wiedergabe durch die beiden benachbarten Köpfe HA und HB (siehe 22) Trick-Wiedergabebereiche 1-3 bzw. Trick-Wiedergabebereiche 4-6, wie in 25 gezeigt ist, reproduziert.
26 zeigt eine Zusammenfassung der Vorwärt- und Umkehrband-Wiedergabegeschwindigkeiten durch digitale VTR, die Trommelanordnungen besitzen, die in 21 bis 23 gezeigt sind. Wie gezeigt ist, kann ein digitaler VTR, dessen Trommel t Köpfe hat, die um 180° voneinander angeordnet sind und die mit 9000 UPM drehen (21), oder zwei benachbarte Köpfe hat und die mit 9000 UPM (22) drehen, bei Geschwindigkeiten des 1,5-fachen, 2,5-fachen, ... N+,5-fachen und 2N+1-fachen der Normal-Wiedergabegeschwindigkeit und mit Umkehrgeschwindigkeiten von –1,5-fachen, –2,5-fachen, ... –(N+.5)-fachen und –(2N-1)-fachen der Normalgeschwindigkeit reproduzieren. Ein digitaler VTR, der eine Trommel besitzt, die zwei Paare von benachbarten Köpfen besitzt und die mit 45000 UPM (23) dreht, kann mit Geschwindigkeiten des 1,5-fachen, 2,5-fachen ... N+,5-fachen der Normal-Wiedergabegeschwindigkeit und Umkehrgeschwindigkeiten der –1,5-fachen, –2,5-fachen ... –(N+,5)-fachen der Normal-Wiedergabegeschwindigkeit reproduzieren. Wenn der Abtastwinkel eines Kopfs bei der gleichen Geschwindigkeit in dem Kopfaufbau verdoppelt wird, wie in 23 gezeigt ist, beträgt die maximale Bandgeschwindigkeit dieser Anordnung die Hälfte der maximalen Bandgeschwindigkeit von der anderer Kopfkonstruktionen.
Eine Betrachtung des Spaltabstands zwischen den Köpfen wird nun mit Hilfe von 27A bis 27C und 28A und 28B erläutert. 27A und 27B zeigen die Bahn einer der beiden Köpfe, die um 180° voneinander beabstandet angeordnet sind, bzw. die Bahn einer der beiden benachbarten Köpfe. Wie in 27A gezeigt ist, reproduziert der Kopf A den Spurbereich RA1, der Kopf B reproduziert den Spurbereich RB1 und die Grenzbereiche sind an beiden Enden des reproduzierten Bereichs jeder Spur angeordnet. Wenn jedoch die Köpfe benachbart zueinander angeordnet sind, unterscheidet sich die Bahn des Kopfs B gegenüber der Bahn eines Kopfes B bei der ersten Anordnung, was dem Versatz des Wiedergabebereichs RB2 zur Folge hat und was dem Zwischenspaltabstand D1, wie in 27B gezeigt ist, entspricht.
27C zeigt die Lage eines Trick-Wiedergabebereichs auf einer Spur, die durch die beiden oben beschriebenen Trommelstrukturen reproduziert wird, wenn eine Wiedergabe im hohen oder variablen Geschwindigkeitswiedergabemodus durchgeführt wird. Wie gezeigt ist, ist der Trick-Wiedergabebereich TPB an dem Bereich einer Spur angeordnet, die dem Bereich RB1 (27A) und dem Bereich RB2 (27B) gemeinsam ist, und ein Trick-Wie dergabebereich TPA ist in einem entsprechenden Bereich der Spur A angeordnet. Daher werden die Trick-Wiedergabebereiche vollständig durch Köpfe, die um 180° voneinander beabstandet sind, und durch Köpfe, die einander angrenzen, reproduziert.
28A und 28B zeigen ein Beispiel der Orte von Trick-Wiedergabebereichen auf geradzahligen bzw. ungeradzahligen Spuren, wobei die maximale Wiedergabegeschwindigkeit das 17-fache der Normalgeschwindigkeit ist, der Zwischen-Spaltabstand einer Doppel-Azimutkopf-Anordnung (d.h., benachbarte Köpfe) 5 Synchronisationsblöcke beträgt, und die Größe jedes Trick-Wiedergabebereichs gleich 4 Synchronisationsblöcken ist. Wie in 28A gezeigt ist, besitzt jede geradzahlig-numerierte Spur 6 Trick-Wiedergabebereiche 0 bis 5, die an Synchronisationsblocknummern 27-30, 50-53, 73-76, 97-99, 120-123 bzw. 143-146 angeordnet sind. Wie in 28B gezeigt ist, besitzt jede ungeradzahlig-numerierte Spur 6 Trick-Wiedergabebereiche 0 bis 5, die an Synchronisationsblocknummern 22-25, 45-48, 68-71, 92-94, 115-118 bzw. 138-141 angeordnet sind.
29 zeigt eine Zusammenfassung der Vorwärts- und Umkehrband-Wiedergabegeschwindigkeiten, wenn die maximale Wiedergabegeschwindigkeit das 17-fache der Standard-Wiedergabegeschwindigkeit ist. Wie gezeigt ist kann ein Trommelaufbau von zwei Köpfen, die um 180° voneinander beabstandet sind und die mit 9000 UPM drehen, oder ein Trommelaufbau mit einem Paar von Doppel-Azimutköpfen (benachbarten Köpfen) und mit 9000 UPM drehen, die Trick-Wiedergabedaten mit Geschwindigkeiten der 1,5-fachen, 2,5-fachen ... 8,5-fachen und dem 17-fachen der Normalwiedergabegeschwindigkeit reproduzieren und Umkehrgeschwindigkeiten der –1,5-fachen, –2,5-fachen,... –8,5-fachen und –17-fachen der Normalgeschwindigkeit reproduzieren. Ein Trommelaufbau von zwei Paaren von Doppel-Azimut-Köpfen, der bei 4500 UPM dreht, kann Trick-Wiedergabedaten mit Geschwindigkeiten der 1,5-fachen, 2,5-fachen ... und des 8,5-fachen der Normalwiedergabegeschwindigkeit reproduzieren und Umkehr-Geschwindigkeiten der –1,5-fachen, –2,5-fachen ... und des –8,5-fachen der Normalwiedergabegeschwindigkeit reproduzieren. Es angemerkt, daß die Abstandsbeschränkung des Zwischenspalts bei der Maximalgeschwindigkeit 5 Synchronisationsblöcke beträgt, jedoch nicht bei anderen Geschwindigkeiten.
Wenn die Trick-Wiedergabebereiche auf jeder Spur 32 Synchronisationsblöcke einnehmen und die gleichen Trick-Wiedergabedaten (HP-Paketdaten) auf 17 Spuren aufgezeichnet werden, beträgt die Aufzeichnungsrate der gleichen HP-Paketdaten auf den 17 Spuren 339 kbps (Kilobytes pro Sekunde), wie aus der folgenden Gleichung hergeleitet wird:

sb = Synchronisationsblock

Die Durchschnittsrate der I-Rahmendaten, die zum digitalen VTR nach der Erfindung geliefert werden, wird aus der GOP Anordnung der Daten (siehe 2) und der Datenrate der Videodaten, die zum digitalen VTR geliefert werden, berechnet. Wenn GOP = (N = 9, M = 3) (d.h., ein I-Rahmen, 2 P-Rahmen und 6 B-Rahmen geliefert werden), beträgt die durchschnittliche Datenmenge der I-, P- und B-Rahmen: I/P = 2, und P/B = 2,5 (I/B = 5), und die Rate der gesamten Videodaten beträgt 17,4 Mbps, wobei dann die Durchschnittsrate der I-Rahmendaten beträgt:
Es sei angemerkt, daß die Datenrate nicht nur von der Rate des gesamten Bitstroms, der GOP-Anordnung und der durchschnittlichen Datenmenge des Rahmens abhängt, sondern auch von anderen Faktoren, beispielsweise der Natur des Eingangsbilds usw..
Wie durch die Rate zum Aufzeichnen von H-Paketdaten auf jeder der 17 Spuren gezeigt ist, die ungefähr 339 kbps beträgt, und der durchschnittlichen Datenrate jedes I-Rahmens, die ungefähr 5,4 Mbps beträgt, ist es nicht möglich, den gesamten I-Rahmen in Trick-Wiedergabebereichen jeder Spur zu speichern. Daher werden lediglich die Niedrigband-Koeffizienten jedes I-Rahmens in den Trick-Wiedergabebereichen jeder Spur gespeichert, wie oben erläutert wurde.
30 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Pufferspeicher 41 in der Wiedergabeschaltung zum Puffern der Wiedergabedaten enthalten ist, bevor diese zum Decoder 7 geliefert werden (6). Wie oben beschrieben sind die Wiedergabesignale im variablen und im Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus in Form von Burstsignalen, die zum Decoder 7 geliefert werden, und obwohl die Niedrigband-Koeffizienten eines I-Rahmens in den Trick-Wiedergabebereichen jeder Spur aufgezeichnet sind, gibt es keine Garantie, daß die Zeit zum Anzeigen des Wiedergabebilds (1/30 s) zur Zeit paßt, mit der der I-Rahmen reproduziert und zum Decoder 7 geliefert wird. In diesem Fall kann lediglich ein Teil eines Bilds in einem variabeln oder in einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus erneuert (d.h., aktualisiert) werden. Daher werden die Daten im Pufferspeicher 1 gepuffert, wenn diese reproduziert werden, und sie werden nur dann zum Decoder geliefert, wenn eine ausreichende Datenmenge im Pufferspeicher 41 gepuffert ist, die einem vollständigen Einzelbild (d.h., Rahmen) entspricht. Außerdem kann der Pufferspeicher auch während des Aufzeichnens von Trick-Wiedergabedaten in den Trick-Wiedergabebereichen jeder Spur verwendet werden.
Wie gezeigt ist, wird der Pufferspeicher 41 mit allen Daten, die in den Trick-Wiedergabebereichen jeder Spur aufgezeichnet werden sollen, beliefert, und liefert die gepufferten Daten zu den Aufzeichnungsschaltungen als Antwort auf ein Ermittlungssignal von der Datenkopf-Ermittlungsschaltung, welche jeden Datenkopf der aufzuzeichnenden Daten ermittelt. Während der Reproduktion wird der Pufferspeicher 41 mit allen Daten beliefert, die von den Trick-Wiedergabebereichen jeder Spur reproduziert werden, und liefert die Daten zum Decoder 7 als Antwort auf ein Steuersignal von der Datenkopfermittlungsschaltung 43, welche den Datenkopf eins jeden I-Rahmens in den Wiedergabedaten ermittelt.
31 zeigt die Anordnung gemäß der Erfindung, bei der alle Trick-Wiedergabebereiche in den Audiosektoren SEC1 jeder Spur angeordnet sind. Wie oben beschrieben umfaßt jede Spur einen Audiobereich (Sektor) SEC1, einen Videobereich SEC2 und einen Subcodebereich SEC3 (9). Bei dieser Ausführungsform sind alle Video- und Audiodaten im Videobereich jeder Spur und alle Trick-Wiedergabedaten im Audiobereich jeder Spur aufgezeichnet. Ähnlich wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen beträgt die maximale Wiedergabegeschwindigkeit gleich dem M = (2N + 1)-fachen der Standard-Wiedergabegeschwindigkeit, und die gleichen Trick-Wiedergabedaten werden auf M Spuren gespeichert. Dann kann bei der Reproduktion im variablen oder im Hochgeschwindigkeitsmodus der Audiosektor SEC1 mit der M-fachen der Standard-Geschwindigkeit reproduziert werden, und außerdem bei Geschwindigkeiten mit dem 1,5-fachen, 2,5-fachen ... N+.5-fachen der Standard-Geschwindigkeit. Daher müssen die Trick-Wiedergabebereiche nicht im Videobereich jeder Spur angeordnet sein.
Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere in Verbindung mit deren bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, wird durch den Fachmann schnell deutlich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Obwohl beispielsweise Datenstrukturen von verschiedenen Teilen der Videodaten beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Strukturen beschränkt, wobei andere Datenstrukturen, die mit der vorliegenden Erfindung in Einklang stehen, verwendet werden können.
Obwohl Wiedergabegeschwindigkeiten mit dem 17-fachen, 9-fachen, 5-fachen und 4-fachen der Standard-Wiedergabegeschwindigkeit beschrieben wurden, ist als weiteres Beispiel die vorliegende Erfindung nicht lediglich auf diese Wiedergabegeschwindigkeiten beschränkt, sondern kann breit bei Aufzeichnungsdaten zur Reproduktion mit im wesentlichen einer gewünschten Wiedergabegeschwindigkeit oder Geschwindigkeiten angewandt werden.
Daher ist beabsichtigt, daß die beigefügten Patentansprüche so interpretiert werden, daß sie die hier beschriebenen Ausführungsformen, die oben erwähnten Alternativen und alle Äquivalente umfassen.

Claims

Vorrichtung zum Aufzeichnen von digitalen Videodaten auf einem Aufzeichnungsträger (31), welche aufweist: eine Einrichtung zum Empfangen von digitalen Videodaten; eine Einrichtung (36) zum Bereitstellen eines Bereichs der digitalen Videodaten als Variabel-Geschwindigkeits-Daten; und eine Aufzeichnungseinrichtung (28) zum Aufzeichnen der digitalen Videodaten und der Variabel-Geschwindigkeits-Daten in einem Hauptbereich bzw. in einem Hilfsbereich von aufeinanderfolgenden Spuren auf dem Aufzeichnungsträger (31), eine Einrichtung (4) zum Bestimmen der Lage des Hilfsbereichs, wobei der Hilfsbereich auf jeder der Spuren an einer vorher festgelegten Position angeordnet ist, welche einem Bereich einer Spur entspricht, die in einem Schnellgeschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduzierbar ist, wobei der Aufzeichnungsträger (31) in den Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus bei einer vorher festgelegten schnellen Geschwindigkeit transportierbar ist, die "M"-fach schneller ist als Standardgeschwindigkeit, wobei "M" eine ganze Zahl ist, und wobei die Aufzeichnungseinrichtung (28) betreibbar ist, die gleichen Variabel-Geschwindigkeits-Daten im "M"-Hilfsbereich der Spuren auf dem Aufzeichnungsträger (31) aufzuzeichnen, und wobei jede Spur einen Videobereich (SEC2), einen Audiobereich (SEC1) und einen Subcodebereich (SEC3) aufweist, wobei der Hilfsbereich jeder Spur im Audiobereich (SEC1) angeordnet ist, wobei der Audiobereich in Richtung auf das gleiche Ende jeder Spur angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die digitalen Videodaten intra-codierte Rahmendaten (I), vorhersage-codierte Rahmendaten (P) und bidirektionale-vorhersagecodierte Rahmendaten (B) aufweisen, und die Einrichtung (36) zum Bereitstellen betreibbar sein, um die intra-codierten Rahmendaten (I) der digitalen Videodaten als Variabel-Geschwindigkeits-Daten bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die intra-codierten Rahmendaten (I) Niedrigband-Koeffizientendaten und Hochband-Koeffizientendaten aufweisen, und die Einrichtung (36) zum Bereitstellen betreibbar ist, die Niedrigband-Koeffizientendaten der intra-codierten Rahmendaten (I) als Variabel-Geschwindigkeits-Daten bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Hilfsbereich jeder der Spuren mehrere Trick-Spiel-Bereiche jeweils zum Speichern eines Bereichs von Variabel-Geschwindigkeits-Daten aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die schnelle Geschwindigkeit ein ganzzahliges Vielfaches ist, welches "M"-fach schneller ist als die Standardgeschwindigkeit, und wobei die Aufzeichnungseinrichtung (28) betreibbar ist, den gleichen Bereich der Variabel-Geschwindigkeits-Daten in entsprechenden Trick-Spiel-Bereichen auf jeder von "M" Spuren aufzuzeichnen, so dass im Wesentlichen jeder Bereich der Variabel-Geschwindigkeits-Daten nach einer Abtastung der Spuren während Reproduktion im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduziert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die ganzzahlige Vielfache "M" eine ungeradzahlige Zahl ist, und im Wesentlichen jeder Bereich der Variabel-Geschwindigkeits-Daten nach zwei Abtastungen der Spur im Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduziert wird, wobei der Aufzeichnungsträger (31) im Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus mit variablen Geschwindigkeiten gleich dem (L+0,5)-fachen schneller als die Standardgeschwindigkeit transportiert wird, wobei "L" ein ganzzahliger Wert von 1 bis N ist, und N = (M – 1)/2.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Aufzeichnungseinrichtung (28) einen ersten und einen zweiten Kopf (HA1, HB1) zum Aufzeichnen abwechselnder Spuren aufweist, die einen ersten bzw. zweiten Azimuthwinkel haben, so dass im Wesentlichen alle Variabel-Geschwindigkeits-Daten, welche auf jeder Spur aufgezeichnet sind, welche den ersten Azimuthwinkel hat, in zwei Abtastungen der Spuren durch den ersten Kopf im Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduziert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Aufzeichnungseinrichtung (28) zwei Aufzeichnungsköpfe (HA2, HB2) aufweist, welche einen Spaltabstand (D1) dazwischen ha ben und wobei sie betreibbar sind, die Trick-Spiel-Bereiche an Positionen auf jeder der Spuren gemäß dem Spaltabstand (D1) zwischen den beiden Aufzeichnungsköpfen (HA2, HB2) aufzuzeichnen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Aufzeichnungseinrichtung (28) betreibbar ist, die Trick-Spiel-Bereiche an Positionen auf jeder der Spuren aufzuzeichnen, so dass zumindest einer der Trick-Spiel-Bereiche jeder Spur in Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus durch ein Paar von Wiedergabeköpfen (HA3, HA4), die gegenüberliegend um 180° voneinander beabstandet sind und durch benachbart positionierte Wiedergabeköpfe (HB3, HB4) reproduzierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die digitalen Videodaten ein fortschrittliches Fernsehsignal (ATV) sind.
Vorrichtung zum Reproduzieren digitaler Videodaten von aufeinanderfolgenden Spuren auf einem Aufzeichnungsträger (31), wobei jede Spur auf dem Aufzeichnungsträger (31) einen Hauptbereich hat, in welchem digitale Videodaten gespeichert sind, und einen Hilfsbereich, in welchem Variabel-Geschwindigkeits-Daten gespeichert sind, wobei die Vorrichtung in einem Standardwiedergabemodus betreibbar ist, der eine Standardgeschwindigkeit hat, und einem Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus, der eine schnelle Geschwindigkeit hat, welche "M"-fach schneller ist als die Standardgeschwindigkeit, wobei "M" eine ganze Zahl ist, und wobei die gleichen Variabel-Geschwindigkeits-Daten im "M"-Hilfsbereich von den Spuren auf dem Aufzeichnungsträger (31) aufgezeichnet sind, und wobei jede Spur einen Videobereich (SEC2), einen Audiobereich (SEC1) und einen Hilfsbereich (SEC3) hat, wobei der Hilfsbereich jeder Spur im Audiobereich (SEC1) angeordnet ist, der Audiobereich in Richtung auf das gleiche Ende jeder Spur angeordnet ist, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Transporteinrichtung (63) zum Transportieren des Aufzeichnungsträgers (31) mit einer Standardgeschwindigkeit im Standardwiedergabemodus und mit der schnellen Geschwindigkeit im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus; eine Wiedergabeeinrichtung (28) zum Wiedergeben der digitalen Videodaten und der Variabel-Geschwindigkeits-Daten vom Hauptbereich bzw. vom Hilfsbereich jeder Spur auf dem Aufzeichnungsträger (31) im Standardwiedergabemodus, und zum Wiedergeben der Variabel-Geschwindigkeits-Daten vom Hilfsbereich jeder Spur im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus; und eine Liefereinrichtung (59) zum Liefern der reproduzierten digitalen Videodaten als Ausgangssignal im Standardwiedergabemodus, und zum Liefern der reproduzierten Variabel-Geschwindigkeits-Daten als Ausgangssignal im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die digitalen Videodaten intra-codierte Rahmendaten (I), vorhersage-codierte Rahmendaten (P) und bidirektional-vorhersage-codierte Rahmendaten (B) aufweisen, und die intra-codierten Rahmendaten (I) der digitalen Videodaten im Hilfsbereich jeder Spur als Variabel-Geschwindigkeits-Daten gespeichert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Hilfsbereich jeder der Spuren mehrere Trick-Spiel-Bereiche aufweist und ein Bereich der Variabel-Geschwindigkeits-Daten in jedem der Trick-Spiel-Bereiche gespeichert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Trick-Spiel-Bereiche auf jeder Spur an reproduzierbaren Positionen im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus angeordnet sind, und die Wiedergabeeinrichtung (28) betriebsfähig ist, Daten, welche in zumindest einem der Trick-Spiel-Bereiche jeder Spur gespeichert sind, im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus wiederzugeben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die ganzzahlige Vielfache "M" eine ungeradzahlige Zahl ist, wobei die Transporteinrichtung (63) in einem Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus betreibbar ist, um den Aufzeichnungsträger (31) mit variablen Geschwindigkeiten gleich dem (L+0,5)-fachen schneller als die Standardgeschwindigkeit zu transportieren, wobei "L" ein ganzzahliger Wert von 1 bis N ist, wobei N = (M – 1)/2, und wobei die Wiedergabeeinrichtung (28) betreibbar ist, im Wesentlichen jeden Bereich der Variabel-Geschwindigkeits-Daten in zwei Abtastdurchgängen der Spuren im Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus zu reproduzieren.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die aufeinanderfolgenden Spuren einen ersten und zweiten Azimuthwinkel haben, und die Wiedergabeeinrichtung (28) einen ersten und zweiten Kopf (HA1, HB1) zum Abtasten von Spuren aufweist, die einen ersten bzw. zweiten Azimutwinkel haben, und betriebsfähig ist, im Wesentlichen alle der Variabel-Geschwindigkeits-Daten, welche in jeder Spur gespeichert sind, welche den ersten Azimutwinkel haben, in zwei Abtastungen der Spuren, durch den ersten Kopf im Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus zu reproduzieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Transporteinrichtung (63) betreibbar ist, den Aufzeichnungsträger (31) umgekehrt mit einer Umkehrgeschwindigkeit gleich dem (M-2)-fachen schneller als die Standardgeschwindigkeit in einem Umkehrschnellgeschwindigkeitsmodus zu transportieren, und wobei die Wiedergabeeinrichtung (28) betreibbar ist, im Wesentlichen jeden Bereich der Variabel-Geschwindigkeits-Daten in einem Abtastdurchlauf der Spuren im Umkehrschnellgeschwindigkeitsmodus zu reproduzieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die digitalen Videodaten ein fortschrittliches Fernsehsignal (ATV) sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, welche eine Sammeleinrichtung (41) aufweist, um die Variabel-Geschwindigkeits-Daten, welche durch die Wiedergabeeinrichtung (28) reproduziert werden, zu sammeln, und wobei die Liefereinrichtung (59) betreibbar ist, die Variabel-Geschwindigkeits-Daten, die gesammelt wurden, lediglich dann zu liefern, wenn eine vorher festgelegte Datenmenge in der Sammeleinrichtung (58) gesammelt ist.
Verfahren zum Aufzeichnen von digitalen Videodaten auf einem Aufzeichnungsträger (31), welches aufweist: Empfangen digitaler Videodaten; Bereitstellen eines Bereichs der digitalen Videodaten als Variabel-Geschwindigkeits-Daten; Bestimmen der Lage eines Hilfsbereichs; und Aufzeichnen der digitalen Videodaten und der Variabel-Geschwindigkeits-Daten in einem Hauptbereich bzw. dem Hilfsbereich von aufeinanderfolgenden Spuren auf dem Aufzeichnungsträger (31), wobei der Hilfsbereich auf jeder der Spuren bei einer vorher festgelegten Position angeordnet ist, welche einem Bereich einer Spur entspricht, der in einem Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduzierbar ist, wobei der Aufzeichnungs träger (31) im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus mit einer vorher festgelegten schnellen Geschwindigkeit transportierbar ist, die "M"-fach schneller ist als die Standardgeschwindigkeit, wobei "M" eine ganze Zahl ist, wobei der Aufzeichnungsschritt durch Aufzeichnen der gleichen Variabel-Geschwindigkeits-Daten im "M"-Hilfsbereich der Spuren auf dem Aufzeichnungsträger (31) ausgeführt wird, und wobei jede Spur einen Videobereich (SEC2), einen Audiobereich (SEC1) und einen Subcodebereich (SEC3) aufweist, wobei der Hilfsbereich jeder Spur im Audiobereich (SEC1) angeordnet ist, wobei der Audiobereich in Richtung auf das gleiche Ende jeder Spur angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die digitalen Videodaten intra-codierte Rahmendaten (I), vorhersage-codierte Rahmendaten (P) und bidirektionale-vorhersagecodierte Rahmendaten (B) aufweisen, und der Bereitstellungsschritt durch Bereitstellen der intra-codierten Rahmendaten (I) der digitalen Videodaten als Variabel-Geschwindigkeits-Daten ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die intra-codierten Rahmendaten (I) Niedrigband-Koeffizientendaten und Hochband-Koeffizientendaten aufweisen, und der Bereitstellungsschritt durch Bereitstellen der Niedrigband-Koeffizientendaten der intra-codierten Rahmendaten (I) als Variabel-Geschwindigkeits-Daten ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, 21 oder 22, wobei der Hilfsbereich jeder der Spuren mehrere Trick-Spiel-Bereiche jeweils zum Speichern eines Bereichs der Variabel-Geschwindigkeits-Daten aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei im Wesentlichen jeder Bereich der Variabel-Geschwindigkeits-Daten nach zwei Abtastungen der Spuren in einem Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduziert wird, wobei der Aufzeichnungsträger (31) im Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus mit variablen Geschwindigkeiten gleich dem (L+0,5)-fachen schneller als die Standardgeschwindigkeit transportiert wird, wobei "L" ein ganzzahliger Wert von 1 bis N ist und N = (M – 1)/2.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei der Aufzeichnungsschritt das Aufzeichnen von alternierenden Spuren umfasst, welche einen ersten und zweiten Azimutwinkel haben, mittels erster bzw. zweiter Köpfe (HA1, HB1), so dass im Wesentlichen alle Variabel-Geschwindigkeits-Daten, welche in jeder Spur aufgezeichnet sind, die den ersten Azimutwinkel haben, in zwei Abtastungen der Spuren durch den ersten Kopf im Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduziert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, wobei der Aufzeichnungsschritt durch Aufzeichnen der Trick-Spiel-Bereiche an Positionen auf jeder der Spuren gemäß einem Spaltabstand (D1) zwischen zwei Aufzeichnungsköpfen (HA2, HB2) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei der Aufzeichnungsschritt durch Aufzeichnen der Trick-Spiel-Bereiche an Positionen auf jeder der Spuren durchgeführt wird, so dass zumindest einer der Trick-Spiel-Bereiche jeder Spur im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus durch zwei Wiedergabeköpfe (HA3, HA4), die gegenüber um 180° beabstandet voneinander angeordnet sind und durch benachbart positionierte Wiedergabeköpfe (HB3, HB4) reproduzierbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, wobei die digitalen Videodaten ein fortschrittliches Fernsehsignal (ATV) sind.
Verfahren zum Reproduzieren digitaler Videodaten von aufeinanderfolgenden Spuren auf einem Aufzeichnungsträger (31), wobei jede Spur auf dem Aufzeichnungsträger (31) einen Hauptbereich hat, auf welchem digitale Videodaten gespeichert sind, und einen Hilfsbereich, auf welchem Variabel-Geschwindigkeits-Daten gespeichert sind, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: T ransportieren des Aufzeichnungsträgers mit einer Standardgeschwindigkeit in einem Standardwiedergabemodus und mit einer schnellen Geschwindigkeit in einem Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus, wobei die schnelle Geschwindigkeit "M"-fach schneller ist als die Standardgeschwindigkeit, wobei "M" eine ganze Zahl ist, und wobei die gleichen Variabel-Geschwindigkeits-Daten im "M"-Hilfsbereich der Spuren auf dem Aufzeichnungsträger (31) aufgezeichnet sind, und wobei jede Spur einen Videobereich (SEC2), einen Audiobereich (SEC1) und einen Subcodebereich (SEC3) aufweist, wobei der Hilfsbereich jeder Spur im Audiobereich (SEC1) angeordnet ist, wobei der Audiobereich in Richtung auf das gleiche Ende jeder Spur angeordnet ist; Reproduzieren der digitalen Videodaten und der Variabel-Geschwindigkeits-Daten vom Hauptbereich bzw. Hilfsbereich jeder Spur auf dem Aufzeichnungsträger (31) im Stan dardwiedergabemodus, und Reproduzieren der Variabel-Geschwindigkeits-Daten vom Hilfsbereich jeder Spur im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus; und Liefern der reproduzierten digitalen Videodaten als Ausgangssignal im Standardwiedergabemodus, und Liefern der reproduzierten Variabel-Geschwindigkeits-Daten als Ausgangssignal im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei die digitalen Videodaten intra-codierte Rahmendaten (I), vorhersage-codierte Rahmendaten (P) und bidirektional-vorhersage-codierte Rahmendaten (B) aufweisen, und die intra-codierten Rahmendaten (I) der digitalen Videodaten im Hilfsbereich jeder Spur als Variabel-Geschwindigkeits-Daten gespeichert sind.
Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, wobei der Hilfsbereich jeder der Spuren mehrere Trick-Spiel-Bereiche aufweist, und ein Bereich der Variabel-Geschwindigkeits-Daten in jedem der Trick-Spiel-Bereiche gespeichert ist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Trick-Spiel-Bereiche auf jeder Spur an reproduzierbaren Positionen im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus angeordnet sind, und der Schritt zum Reproduzieren durch Reproduzieren von Daten ausgeführt wird, welche an zumindest einem der Trick-Spiel-Bereiche jeder Spur im Schnell-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus gespeichert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, wobei die ganzzahlige Vielfache M eine ungeradzahlige Zahl ist, wobei der Schritt zum Transportieren in einem Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus betreibbar ist, um den Aufzeichnungsträger (31) mit variablen Geschwindigkeiten gleich dem (L+0,5)-fachen schneller als die Standardgeschwindigkeit zu transportieren, wobei "L" ein ganzzahliger Wert von 1 bis N ist, mit N = (M – 1)/2, und wobei der Schritt zum Reproduzieren durch Reproduzieren im Wesentlichen jedes Bereichs der Variabel-Geschwindigkeits-Daten in zwei Abtastdurchgängen der Spuren im Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei die aufeinanderfolgenden Spuren abwechselnde erste und zweite Azimuthwinkel haben, und der Schritt zum Reproduzieren das Abtasten von Spuren aufweist, welche erste und zweite Azimutwinkel haben, durch erste bzw. Köpfe (HA1, HB1), und im Wesentlichen alle Variabel-Geschwindigkeits-Daten, welche in jeder Spur gespeichert sind, welche den ersten Azimuthwinkel haben, in zwei Abtastungen der Spuren durch den ersten Kopf im Variabel-Geschwindigkeits-Wiedergabemodus reproduzieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 34, wobei der Transportschritt das Transportieren des Aufzeichnungsträgers in Umkehrrichtung mit einer Umkehrgeschwindigkeit gleich dem M-2-fachen schneller als die Standardgeschwindigkeit in einem Umkehrschnellgeschwindigkeitsmodus aufweist, und der Schritt zum Reproduzieren durch Reproduzieren im Wesentlichen jedes Bereichs der Variabel-Geschwindigkeits-Daten in einem Abtastdurchgang der Spuren im Umkehr-Schnellgeschwindigkeits-Modus ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 35, wobei die digitalen Videodaten ein fortschrittliches Fernsehsignal (ATV) sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 36, welches außerdem den Schritt aufweist, die reproduzierten Variabel-Geschwindigkeitsdaten zu sammeln, und wobei der Schritt zum Liefern durch Liefern der gesammelten Variabel-Geschwindigkeits-Daten lediglich dann ausgeführt wird, wenn eine vorher festgelegte Datenmenge gesammelt ist.