DE3922214A1 - Verfahren zur wiedergabe von auf magnetband gespeicherten videosignalen und schaltungsanordnung hierfuer - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Wiedergabe von auf Magnetband gespeicherten Videosignalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur digitalen Aufzeichnung von Videosignalen auf Magnetband sind von der Society of Motion Pictures and Television Engineers (SMPTE) Vorschläge veröffentlicht worden, die als D1- und D2-Standard bekanntgeworden sind. In dem vorgeschlagenen D2-Standard ist festgelegt, daß die Videoinformation eines Halbbildes auf mehrere benachbarte Schrägspuren verteilt gezeichnet wird. Jede Schrägspur weist einen Videosektor und vier Audiosektoren auf, wobei jeder Sektor mit einer Präambel beginnt. Der Präambel folgen mehrere Synchronisationsblöcke mit anschließenden Daten- und Prüfblöcken. Die Sektoren schließen jeweils mit einer Postambel ab.

Die Wiedergabe derart aufgezeichneter Videosignale erfordert einen Zwischenspeicher, in welchem die von den Schrägspuren abgenommenen einzelnen Datenblöcke des Videosignals eingeschrieben und zum Aufbau eines vollständigen Fernsehbildes wieder ausgelesen werden. Die Zwischenspeicherung erlaubt eine Wiedergabe von Fernsehbildern sowohl mit Normalgeschwindigkeit als auch mit jeder möglichen Zeitlupen- und Zeitraffer-Geschwindigkeit. Bei einer Wiedergabe von Fernsehbildern mit Zeitraffer-Geschwindigkeit wirkt jedoch der Zwischenspeicher als Integrator mit unendlich langer Zeitkonstante, weil in dieser Betriebsart die rotierenden Wiedergabemagnetköpfe nur kleine Spurabschnitte mit gültigen Videodaten abtasten, so daß ältere Teile eines Fernsehbildes erst nach längerer Zeit durch aktuelle Videodaten ersetzt werden können. Die überalterten Bildteile führen bei einer Betrachtung des Fernsehbildes zu einem "zerrissenen" Bildeindruck.

Zur Vermeidung dieses störenden Bildeffektes wurde bereits vorgeschlagen (DE 35 43 540 A1), die Bildinformation in Gruppen zusammenzufassen und mit einem Altersattribut versehen in Speicher mit einer von der Funktion der Bandtransportgeschwindigkeit abhängigen Speicherdauer zu schreiben. Überschreitet eine der gespeicherten Gruppen eine vorgeschriebene Speicherdauer, so wird die entsprechende Gruppe gelöscht. Eine dem Bildspeicher nachgeschaltete Fehlerverdeckungseinrichtung kann somit anstelle der Daten gelöschter Bildpunkte von benachbarten, fehlerfreien Bildpunkten Ersatzdaten ableiten. Das bekannte Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß eine Anordnung zur Verwaltung der Speicherdauer während eines Bildspeicher-Schreib-Lese-Zyklus mehrere Rechenoperationen durchführen muß, um die Speicherdauer der jeweiligen Bildinformation zu bestimmen. Außerdem sind innerhalb des Bildspeicher-Schreib-Lese-Zyklus anstelle festgestellter überalterter Gruppen Löschwerte in den Bildspeicher zu schreiben. Die zur Zeit erhältlichen logischen Bauelemente sind jedoch zu langsam, diese Operationen in der zur Verfügung stehenden Zeit durchzuführen. Darüber hinaus führen Störungen durch Drop-Outs im wiedergebenen Datenstrom zu weiteren Verzögerungen bei der Bestimmung der Speicherdauer der im Bildspeicher abgelegten Gruppen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach der eingangs genannten Art anzugeben, bei dessen Anwendung die Speicherdauer der in einem Bildspeicher abgelegten Bildinformation in Echtzeit ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch Verwendung eines zum Bildspeicher parallel betriebenen Zeitspeichers den gelesenen Bildinformationen unmittelbar absolute Zeitinformationen zugeordnet werden können. Ein einfacher Vergleich zwischen der gelesenen Information und der dem Zeitspeicher zugeführten aktuellen Zeitinformation läßt daher sofort erkennen, ob die gelesene Bildinformation als überaltert bzw. als fehlerhaft einzustufen ist oder nicht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Speicherkapazität des Zeitspeichers wesentlich geringer sein kann als die des Bildspeichers. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch während eines normalen Wiedergabebetriebs, bei welchem die Aufnahmegeschwindigkeit gleich der der Wiedergabegeschwindigkeit ist, anwendbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei dem in der Figur dargestellten Blockschaltbild wird von einem digitalen Aufzeichnungsformat ausgegangen, welches in dem eingangs genannten Vorschlag als D2-Standard angegeben ist. Danach werden zur Aufzeichnung eines NTSC-Farbfernsehsignals die Daten der einzelnen Halbbilder in jeweils sechs aufeinanderfolgende Schrägspuren mit einem bestimmten Azimuthwinkel aufgezeichnet. Jede Schrägspur enthält dabei digitale Daten von einem Videokanal und von vier Audiokanälen. Dabei sind die Audiodaten in vier Audiosektoren pro Spur abgelegt. Zwei der Audiosektoren befinden sich am Spuranfang und zwei andere Audiosektoren am Spurende. Die Videodaten sind in einem Videosektor in Spurmitte aufgezeichnet. Zwischen den einzelnen Sektoren sind Lücken vorgesehen, um das Editieren zu erleichtern.

Der Videosektor wird mit einer Präambel gestartet, deren Wortlänge 28 Bytes umfaßt. Es folgen 204 Synchronisationsblöcke mit jeweils einer Wortlänge von 190 Bytes. In diesen 190 Bytes sind jeweils zwei Bytes für das Synchronisationsmuster und die Synchronisationsnummer vorgesehen. Weiterhin sind darin 85 Bytes für einen ersten Datenblock, 8 Bytes für einen ersten Prüfblock, 85 Bytes für einen zweiten Datenblock und 8 Bytes für einen zweiten Prüfblock vorgesehen. Der Videosektor wird mit einer 6 Byte langen Postambel abgeschlossen.

Bei einer Wiedergabe der nach einem D2-Standard auf ein Magnetband 1 aufgezeichneten Daten mit einer rotierenden Wiedergabemagnetkopfanordnung 2 werden die Wiedergabesignale in einer Stufe 3 zunächst vorverstärkt und entzerrt und in eine Bit-parallele Form gebracht. Außerdem wird der dem Datensignal zugrundeliegende Takt regeneriert und die im Abstand von 190 Byte vorliegenden Nummern der Synchronisationsblöcke ermittelt. Weiterhin wird von den Daten des Videosektors nach jeweils 6 Schrägspuren ein den Videodaten zugeordnetes Vertikalsynchronsignal abgeleitet. Die am Ausgang der Stufe 3 in einer Wortbreite von 8 Bit vorliegenden Videodaten werden adressabhängig in einen Bildspeicher 4 geschrieben. Die Ableitung der Adressen erfolgt in einem Adressgenerator 5 anhand der in der Stufe 3 ermittelten Synchronisationsnummern. Die von dem Adressgenerator 5 abgegebenen Adressen dienen auch als Schreibadressen für einen Zeitspeicher 6. Da die Synchronisationsnummern nur im Abstand von 190 Byte zur Verfügung stehen, werden die niederwertigsten Teile der Schreibadressen für den Bildspeicher 4 mit einem Zähler 7 anhand des in der Stufe 3 regenerierten Taktes erzeugt. In den Zeitspeicher 6 wird eine von einem Zeitzähler 8 abgegebene Zeitinformation geschrieben. Der Zeitzähler 8 wird durch das von der Stufe 3 abgegebene Vertikalsynchronsignal angesteuert.

Die Speicherkapazität des Zeitspeichers 6 ist wesentlich geringer als die des Bildspeichers 4, da nur so viele Adressen benötigt werden, wie Synchronisationsblöcke pro Halbbild vorkommen. Bei einer Wortlänge von 190 Byte pro Synchronisationsblock ergibt sich ein Reduktionsfaktor von 190 in der Speicherkapazität zwischen dem Zeitspeicher 6 und dem Bildspeicher 4. Wird als Wortbreite für die dem Zeitspeicher 6 zugeführte Zeitinformation 8 Bit angenommen und als Zeittakt für die von dem Zeitzähler 8 abgegebene Zeitinformation 0,1 Sekunden, so kann für jede innerhalb der letzten 25 Sekunden von dem Magnetband 1 abgenommenen Daten der Schreibzeitpunkt und seine sinnvolle Verwendung in Form der Zuordnung zu den in den Bildspeicher 4 abgelegten Videodaten bestimmt werden.

Die in den Bildspeicher abgelegten Videodaten werden abhängig von jeweils angelegten Leseadressen wortweise ausgelesen und zu einer Fehlerverdeckungseinrichtung 9 weitergeleitet. Die Leseadressen werden mit einem Zähler 10 generiert, der durch ein von einem Studioreferenzsignal S_Ref in einem Taktgenerator 11 abgeleitetes Taktsignal angesteuert wird. Zur Adressierung des Zeitspeichers 6 werden von den vom Zähler 10 abgebenen Leseadressen nur die höchstwertigen Bits benötigt.

Beim Auslesen der Videodaten aus dem Bildspeicher 4 wird gleichzeitig die zugehörige Zeitinformation aus dem Zeitspeicher 6 gelesen und in einer Vergleichsstufe 12 mit der eingangsseitigen aktuellen Zeitinformation verglichen. Die Vergleichsstufe 12 gibt ein Fehlermerkersignal ab, welches beim Vorliegen eines Fehlermerkers die Fehlerverdeckungseinrichtung 9 aktiviert. Da der Aufbau und die Funktion einer Fehlerverdeckungseinrichtung an sich bekannt ist (DE 31 21 599 A1), braucht in diesem Zusammenhang auf diese Einrichtung nicht näher eingegangen zu werden. An einer Klemme 13 ist das fehlerverdeckte Videosignal in Bit-paralleler Form und studioverkoppelt mit dem Studioreferenzsignal S_Ref abnehmbar.

Im Wiedergabebetrieb wird die Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes 1 durch einen Servo 14 bestimmt, der über ein Einstellelement 15 zur Anwahl der Transportgeschwindigkeit steuerbar ist. Der Servo 14 wirkt über einen (nicht dargestellten) Motor 15 auf eine Capstan-Welle 16, die in Verbindung mit einer Gummiandruckrolle 17 in Form eines Reibschlusses das Magnetband 1 transportiert. Während eines Zeitrafferbetriebs, bei welchem die Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes 1 größer ist als die Transportgeschwindigkeit im Aufnahmebetrieb, werden die Leseköpfe der rotierenden Wiedergabemagnetkopfeinrichtung 2 nicht exakt entlang der aufgezeichneten Schrägspuren geführt. Durch das unkontrollierte Überstreichen der aufgezeichneten Schrägspuren werden die Videodaten nicht in zusammenhängenden Blöcken von dem Magnetband 1 gelesen. Um trotzdem im Zeitrafferbetrieb eine Bildwiedergabe zu ermöglichen, werden die von dem Magnetband 1 abgenommenen gültigen Daten in den Bildspeicher 4 geschrieben. Aus den vorliegenden Blocknummern der Synchronisationsblöcke wird dabei die Schreibadresse gebildet, so daß beim Lesen des Bildspeichers 4 mittels der mit dem Studioreferenzsignal verkoppelten Leseadressen wieder die ursprüngliche Anordnung der Bildpunkte entsteht. Wie eingangs erwähnt, können jedoch in dem Zeitraum, währenddessen die Leseköpfe der rotierenden Magnetkopfeinrichtung 2 die Schrägspuren auf dem Magnetband 1 überstreichen, nicht alle Bilddaten des gerade abgetasteten Halbbildes in den Bildspeicher 4 gelesen werden. Mit zunehmender Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes 1 sinkt die Zahl der gültigen Synchronisationsblöcke und damit die Zahl der gültigen Videodaten. Aus diesem Grund werden die Videodaten mehrerer aufeinanderfolgender Halbbilder auf Kosten einer zeitlichen Unterauflösung zu einem vollständigen Halbbild zusammengesetzt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bleiben jedoch die Videodaten nicht so lange im Bildspeicher 4, bis sie von neuen Videodaten vom Magnetband 1 überschrieben werden. Durch diese Maßnahme werden bei hohen Transportgeschwindigkeiten des Magnetbandes 1 und der damit verbundenen geringeren Erneuerungsrate Gruppen von Videodaten in Bildbereichen, die lange nicht erneuert wurden, von störenden "überalterten" Bildelementen befreit. Die Zuordnung einer Zeitinformation über das Alter der in den Bildspeicher 4 geschriebenen Videodaten erfolgt mit Hilfe des zum Bildspeicher 4 parallel betriebenen Zeitspeichers 6 und der Vergleichsstufe 12. In den Zeitspeicher 6 wird die aktuelle Zeitinformation am Ausgang des Zeitzählers 8 in die Adresse geschrieben, die der Synchronisationsnummer des gerade vom Magnetband 1 gelesenen Synchronisationsblocks entspricht. Beim Auslesen der Videodaten aus dem Bildspeicher 4 wird die aktuelle Zeitinformation mit der aus dem Zeitspeicher 6 gelesenen Zeitinformation verglichen und beim Überschreiten eines vorgegebenen Zeitlimits durch Abgabe eines Fehlermerkers an die Fehlerverdeckungseinrichtung 9 als fehlerhaft gekennzeichnet. Da die Impulsfolgefrequenz des dem Zeitzähler 8 zugeführten Vertikalsynchronsignals mit der Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes 1 gekoppelt ist, erfolgt somit auch eine Anbindung der aktuellen Zeitinformation an die mit dem Einstellelement 15 angewählte Zeitraffergeschwindigkeit.

Während eines normalen Wiedergabebetriebs mit gleicher Aufnahme- und Wiedergabegeschwindigkeit des Magnetbandes 1 sowie während eines Zeitlupenbetriebs mit kleinerer Wiedergabegeschwindigkeit als die Aufnahmegeschwindigkeit liefert die Vergleichsstufe 12 immer dann einen Fehlermerker zur Fehlerverdeckungseinrichtung 9, wenn sich die aktuelle Zeitinformation von der gelesenen Zeitinformation unterscheidet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit geeignet, während dieser Wiedergabebetriebsarten eine Fehlererkennung für die in dem Bildspeicher 4 abgelegten Videodaten durchzuführen.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nicht auf das in der Figur dargestellte Blockschaltbild beschränkt bleiben. So kann beispielsweise im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine dem Bildspeicher nachgeschaltete Fehlerverdeckungseinrichtung 9 auch durch andere Maßnahmen angesprochen werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Wiedergabe von auf Magnetband gespeicherten Videosignalen,

• - bei welchem die Geschwindigkeit des Magnetbandes bei der Wiedergabe gegenüber der bei der Aufnahme veränderbar ist,
• - bei welchem eine von dem Magnetband abgenommene Bildinformation in einen Bildspeicher geschrieben wird und
• - bei welchem eine aus dem Bildspeicher gelesene Bildinformation einer Fehlerverdeckungsmaßnahme unterworfen wird,

dadurch gekennzeichnet,
daß parallel mit dem Einschreiben der Bildinformation in den Bildspeicher (4) eine aktuelle Zeitinformation in einen Zeitspeicher (6) geschrieben wird,
daß parallel mit dem Lesen der Bildinformation aus dem Bildspeicher (4) die Zeitinformation aus dem Zeitspeicher (6) gelesen wird und
daß die aus dem Zeitspeicher (6) gelesene Zeitinformation mit der dem Zeitspeicher (6) zugeführten aktuellen Zeitinformation verglichen wird, so daß abhängig von der ermittelten Zeitdifferenz und der vorliegenden Geschwindigkeit des Magnetbandes (1) nachfolgend eine Fehlerverdeckung der gelesenen Bildinformation durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorliegen einer Zeitdifferenz zwischen der gelesenen und aktuellen Zeitinformation sowohl während eines normalen Wiedergabebetriebs mit gleicher Aufnahme- und Wiedergabe-Geschwindigkeit des Magnetbandes als auch während eines Zeitlupenbetriebs mit kleinerer Wiedergabe-Geschwindigkeit als die Aufnahmegeschwindigkeit nachfolgend eine Fehlerverdeckung der gerade vorliegenden gelesenen Bildinformation durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten der ermittelten Zeitdifferenz um einen vorgegebenen Wert während eines Zeitrafferbetriebs, bei welchem die Wiedergabe-Geschwindigkeit größer ist als die Aufnahmegeschwindigkeit, nachfolgend eine Fehlerverdeckung der gerade vorliegenden gelesenen Bildinformation durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Wiedergabe von digital aufgezeichneten Videosignalen mit in Gruppen unterteilten Blöcken ein Adreßsignal zum Einschreiben des Bild- und Zeitspeichers (4, 6) von den einzelnen Blöcken jeweils zugeordneten Blocknummern abgeleitet wird und daß von dem Vertikalsynchronsignal eines vom Magnetband (1) abgenommenen Signals die Zeitinformation zum Einschreiben in den Zeitspeicher (6) abgeleitet wird.

5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch

• - einen Zähler (8) zum Zählen von Impulsen des vom Magnetband abgenommenen Vertikalsynchronsignals,
• - einen ersten Adreß-Generator (5) zur Ableitung eines Schreib-Adreßsignals anhand der wiedergegebenen Blocknummern,
• - einen zweiten Adreß-Generator (10) zur Ableitung eines Lese-Adreßsignals anhand eines Bezugsignals,
• - einen ersten Speicher (6) mit wahlfreiem Zugriff als Zeitspeicher, dessen Daten-Eingänge an Ausgängen des Zählers (8) angeschlossen sind, dessen Schreib-Adreßeingänge mit Ausgängen des ersten Adreß-Generators (5) und dessen Lese-Adreßeingänge mit Ausgängen des zweiten Adreß-Generators (10) verbunden sind,
• - eine Stufe (12) zur Erzeugung eines Fehlermerkersignals bei der Ermittlung der Zeitdifferenz anhand des in den ersten Speicher (6) geschriebenen und des aus dem ersten Speicher (6) gelesenen Datensignals,
• - einen zweiten Speicher (4) mit wahlfreiem Zugriff als Bildspeicher, dessen Daten-Eingänge das digitale Videosignal zugeführt ist, dessen Schreib-Adreßeingänge mit Ausgängen des ersten Adreß-Generators (5) und dessen Lese-Adreßeingänge mit Ausgängen des zweiten Adreß-Generators (10) verbunden sind und
• - eine Einrichtung zur Fehlerverdeckung, welche eingangsseitig mit Daten-Ausgängen des zweiten Speichers verbunden ist und welche mit dem von der Stufe (12) zur Erzeugung eines Fehlermerkersignals abgegebenen Fehlermerkersignals steuerbar ist.