DE3735565C2 - Speicheranordnung für ein digitales Videobandgerät - Google Patents

Description

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

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

Bei der Wiedergabe sind Vorkehrungen zu treffen, daß jeder der vier Magnetköpfe die Daten ausliest, die durch ihn oder einen gleichen Magnetkopf eines anderen Gerätes nach dem gleichen Baumuster auch aufgezeichnet wurden. Die besondere Anordnung der Spurabschnitte mit den Videodaten auf dem Magnetband macht die Umschaltung der Magnetköpfe vor und nach den für Videodaten vorgesehenen Sektoren von einem Videodatenkanal auf einen anderen bestimmten Videodatenkanal erforderlich. Dies erfolgt bei der Aufzeichnung nach einem festgelegten Schema, das sich nach jeweils einer Umdrehung des Kopfrades wiederholt.

Einzelheiten hierzu sind in der Druckschrift "Standard for Recording Digital Television Signals on Magnetic Tape in Cassettes" der European Broadcasting Union, Tech 3252-E und in Fernseh- und Kinotechnik 1987, Heft 1/2, Seiten 15 bis 22 angegeben.

Bei der Wiedergabe sind Maßnahmen zu treffen, daß die auf vier Kanäle verteilten Videodaten richtig zusammengesetzt werden. Dazu wird nach der DE 37 18 567 A1 eine Kreuzschiene verwendet, an deren Ausgängen die jeweils zu einem Sektor gehörenden Daten anstehen und in Speicher eingeschrieben werden.

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

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

Weiterhin ist aus der EP 0 065 365 B1 ein digitaler Videorecorder mit einer Teilbildspeicheranordnung bekannt, die drei Teilbildspeicher zur Speicherung von jeweils einem Teilbild eines digitalen Fernsehsignals umfaßt. Der Videorecorder weist einen normalen Wiedergabemodus auf, der der normalen Bewegungswiedergabe eines aufgenommenen digitalen Fernsehsignals entspricht, sowie spezielle Wiedergabemoden, die langsamer und schneller Bewegungswiedergabe eines aufgenommen digitalen Fernsehsignals entsprechen. Der Videorecorder führt der Teilbildspeicheranordnung ein digitales Fernsehbildsignal mit variabler Geschwindigkeit zu, wobei das digitale Fernsehsignal in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit entweder auf einen oder zwei der Teilbildspeicher zugeleitet wird. Das derart gespeicherte digitale Fernsehsignal wird mit einer für die Wiedergabe auf einem Fernsehempfänger geeigneten Geschwindigkeit aus einem oder aus zwei der Teilbildspeicher so ausgelesen, daß keiner der Teilbildspeicher in derselben Zeit, in der er ausgelesen wird, eingeschrieben wird. Dabei werden die drei Teilbildspeicher so gesteuert, daß sie halbbildfrequent zyklisch rotierend eingeschrieben und gelesen werden. Aufgrund der Verwendung von drei Teilbildspeichern, erfordert auch diese bekannte Anordnung einen erheblichen Aufwand an Speicherplatz.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Speicheranordnung für ein digitales Videobandgerät zu schaffen, die weniger Speicherplatz benötigt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein digitaler Speicher mit der Kapazität mindestens eines Vollbildes vorgesehen ist, in welchem vom Band gelesene Videodaten eingeschrieben und entsprechend einer vorgegebenen Folge wieder ausgelesen werden, daß der digitale Speicher in mehrere Teilspeicher aufgeteilt ist und daß eine Umschaltung der einzelnen Teilspeicher zwischen Schreiben und Lesen umlaufend mit einer Frequenz erfolgt, die wesentlich größer als die Zeilenfrequenz ist.

Die erfindungsgemäße Speicheranordnung hat den Vorteil, daß gegenüber den bekannten Speicheranordnungen geringerer Speicherplatz benötigt wird, also der schaltungstechnische Aufwand verringert wird. Dabei sind sämtliche obengenannten Betriebsarten möglich.

Die Umschaltung der Teilspeicher zwischen Schreiben und Lesen erfolgt vorzugsweise mit Bildpunktfrequenz. Es sind jedoch auf niedrigere Umschaltfrequenzen von beispielsweise 1/2 Bildpunktfrequenz möglich.

Gemäß einer Weiterbildung sind drei Teilspeicher vorgesehen, bei welchen umlaufend in einen der Teilspeicher innerhalb einer Bildpunktperiode Daten zweier aufeinanderfolgender Bildpunkte unter zwei aufeinanderfolgenden Adressen geschrieben werden, während gleichzeitig unter zwei unabhängigen Adressen Daten aus den beiden anderen Teilspeichern gelesen werden.

Dabei werden die verwendeten Schreib/Lesespeicher im sogenannten "Page-Mode" betrieben, wodurch ein Einschreiben der Videodaten mit großer Geschwindigkeit möglich wird.

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

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels und

Fig. 2 eine schematische Darstellung des zeitlichen Ablaufs der Schreib- und Lesevorgänge.

Bei der Speicheranordnung nach Fig. 1 sind drei Teilspeicher 1, 2, 3 vorgesehen, deren Dateneingänge gemeinsam mit einem Eingang 4 der Speicheranordnung verbunden sind. Die Dateneingänge der Teilspeicher 1, 2, 3, der Eingang 4 sowie die Datenausgänge und der Ausgang 5 der Speicheranordnung weisen jeweils eine Breite von 16 Bit auf, wobei 8 Bit für Luminanz und 8 Bit für Chrominanz vorgesehen sind.

Die Teilspeicher 1, 2, 3 sind aus an sich bekannten Schreib/Lesespeichern, sogenannten RAMs aufgebaut. So eignet sich beispielsweise der Baustein TMS 4164 der Firma Texas Instruments, der eine Kapazität von 65536×1 Bit aufweist.

Dabei werden zur Erzielung der Breite von 16 Bit jeweils 16 Bausteine parallelgeschaltet. Für eine der Bildpunktzahl eines Vollbildes entsprechende Kapazität werden etwa 7,5 × 16 Bausteine benötigt, so daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeder Teilspeicher 3 × 16 Bausteine enthält, zu deren Adressierung eine 10-Bit-Adresse erforderlich ist.

Die Datenausgänge der Teilspeicher 1, 2, 3 sind über je ein Datenregister 11, 12, 13 mit Eingängen einer Umschalteinrichtung 10 verbunden, deren Ausgang den Ausgang 5 der Speicheranordnung darstellt.

Über eine weitere Umschalteinrichtung 14 sind die Adresseneingänge der Teilspeicher 1, 2, 3 mit Adressengeneratoren 15, 16, 17 verbunden. Schließlich ist ein Umschalter 18 vorgesehen, der zyklisch einen der Schreibsteuereingänge (W invertiert=write enable) mit Massepotential verbindet, wodurch der betreffende Teilspeicher 1, 2 oder 3 in den Schreibmodus umgeschaltet wird.

Die Umschalteinrichtungen 10, 14 sowie der Umschalter 18 werden von einer Dreiphasen-Multiplex-Steuereinrichtung 20 gesteuert.

Die dem Eingang 4 zugeführten Videodaten enthalten jeweils parallel ein 8-Bit-Wort Luminanz und ein 8-Bit-Wort Chrominanz, wobei die Chrominanzdaten sequentiell die Komponenten Cr und Cb enthalten. Diese Daten, welche bezogen auf die Luminanz zwei Bildpunkten entsprechen, werden den Dateneingängen der Teilspeicher 1, 2, 3 zugeführt und jeweils in den im Schreibmodus befindlichen Teilspeicher eingeschrieben. Dabei werden entsprechend dem Page-Mode-Betrieb die Daten in aufeinanderfolgende Adressen eingeschrieben, was weniger Zeit in Anspruch nimmt als das Einschreiben unter zwei nicht aufeinanderfolgenden Adressen. Dieses ist deshalb besonders vorteilhaft, da die der Speicheranordnung zugeführten Videodaten wegen konstruktionsbedingter Lücken in den wiedergegebenen Signalen zeitkomprimiert sind.

Die Adressengeneratoren 15, 16, 17 erzeugen Adressen für das Einschreiben und Auslesen, welche sich aus der eingangs erwähnten Entwürfelung und aus den jeweils ausgewählten Wiedergabegeschwindigkeiten ergeben. Die Umschalteinrichtung 10 wird derart gesteuert, daß jeweils ein Luminanz- und der zugehörige Chrominanzwert aus einem Teilspeicher 1, 2, 3 zum Ausgang 5 geführt wird.

In Fig. 2 sind drei Takte eines Umschaltzyklus der Teilspeicher 1, 2, 3 dargestellt. Im ersten Takt werden die Daten zweier Bildpunkte in den Teilspeicher 1 unter zwei aufeinanderfolgenden Adressen (beispielsweise a/b) eingeschrieben. Während des gleichen Taktes werden Daten aus den Teilspeichern 2 und 3 ausgelesen - und zwar unter zwei unabhängigen Adressen c und d je nach Erfordernissen der Entwürfelung und der Wiedergabegeschwindigkeit.

Im zweiten Takt werden Daten zweier weiterer Bildpunkte in den Teilspeicher 2 eingeschrieben und Daten aus den Teilspeichern 3 und 1 ausgelesen. Schließlich werden im dritten Takt der Teilspeicher 3 im Schreibmodus und die Teilspeicher 1 und 2 im Lesemodus betrieben.

Claims (6)

1. Speicheranordnung für ein digitales Videobandgerät, bei welchem Videodaten auf einem Magnetband auf mehreren Sektoren verteilt aufgezeichnet werden/sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein digitaler Speicher mit der Kapazität mindestens eines Vollbildes vorgesehen ist, in welchen vom Band gelesene Videodaten eingeschrieben und entsprechend einer vorgegebenen Folge wieder ausgelesen werden, daß der digitale Speicher in mehrere Teilspeicher (1, 2, 3) aufgeteilt ist und daß eine Umschaltung der einzelnen Teilspeicher (1, 2, 3) zwischen Schreiben und Lesen umlaufend mit einer Frequenz erfolgt, die wesentlich größer als die Zeilenfrequenz ist.

2. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung mit Bildpunktfrequenz erfolgt.

3. Speicheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Teilspeicher (1, 2, 3) vorgesehen sind, bei welchen umlaufend in einen der Teilspeicher innerhalb einer Bildpunktperiode Daten zweier aufeinanderfolgender Bildpunkte unter zwei aufeinanderfolgenden Adressen geschrieben werden, während gleichzeitig unter zwei unabhängigen Adressen Daten aus den beiden anderen Teilspeichern gelesen werden.

4. Speicheranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Ausgänge der Teilspeicher (1, 2, 3) Eingänge einer Umschalteinrichtung (10) angeschlossen sind.

5. Speicheranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß über eine weitere Umschalteinrichtung (14) Schreib- und Lese-Adressengeneratoren (15, 16, 17) an Adresseneingänge der Teilspeicher anschaltbar sind.

6. Speicheranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge der Teilspeicher (1, 2, 3) parallelgeschaltet und mit Signalen beaufschlagbar sind, welche jeweils ein Datenwort Luminanzinformation und ein Datenwort Chrominanzinformation parallel umfassen.