DE4019508A1 - Digitale video-aufzeichnungs/wiedergabe-vorrichtung - Google Patents
Digitale video-aufzeichnungs/wiedergabe-vorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine digitale Video-Aufzeichnungs/Wie
dergabe-Vorrichtung mit normalem Aufzeichnungsbetrieb und mit
Suchbetrieb.
Bildsignale für ein Vollbild oder zwei Halbbilder dienen in
der Regel zum Erzeugen eines Bildes. Bei einer herkömmlichen
Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung werden Bildsignale
für zwei Halbbilder mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz ab
getastet und in digitale Daten umgewandelt, die auf einem
Aufzeichnungsmedium wie z. B. einem Magnetband aufgezeichnet
werden. Zur Wiedergabe werden die digitalen Daten aufeinan
derfolgend vom Aufzeichnungsmedium gelesen und auf einer An
zeigevorrichtung, wie z. B. einer Kathodenstrahlröhre, darge
stellt. Dieses Darstellen erfolgt sowohl im normalen Wieder
gabebetrieb wie auch im Suchbetrieb.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine digitale
Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung anzugeben, die
eine besonders schnelle Suche ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus,
daß sie im Suchbetrieb nur einen Teil der aufgezeichneten Da
ten vom Aufzeichnungsmedium liest und zur Anzeige bringt. Es
kann nur ein Teil der Daten für jedes Bildelement gelesen
werden, z. B. nur die oberen Bits, und/oder es können die
Daten nur für einen Teil der Bildelemente ausgelesen werden.
Dadurch, daß nur ein Teil der Daten gelesen, verarbeitet und
zur Darstellung gebracht wird, arbeitet der Suchbetrieb
außerordentlich schnell. Werden Daten nur für jedes vierte
Element gelesen, und auch hierbei nur die obere Hälfte der
Bits für jedes Element, sinkt die für die Datenverarbeitung
und den Bildaufbau erforderliche Zeit auf ein Achtel der her
kömmlich erforderlichen Zeit. Das Suchbild weist zwar
schlechtere Auflösung und schlechtere Gradation auf als ein
Bild, wie es im Normalbetrieb dargestellt wird, jedoch sind
diese Nachteile für schnelle Bildsuche unerheblich. Hier
kommt es nur darauf an, möglichst schnell zu erkennen, was
aufgezeichnet ist.
Von Vorteil ist es, wenn die Vorrichtung einen Speicher mit
mehreren Speicherbereichen aufweist, die aufeinanderfolgenden
Bildelementen und/oder Bitgruppen zugeordnet sind. Dann wer
den im Suchbetrieb nur diejenigen Speicher adressiert, die
zum Speichern des gelesenen Teils der Daten vorgesehen sind.
Das Auswählen von Bildelementen für Darstellung kann entweder
dadurch erfolgen, daß nur Bildelemente in vorgegebenem hori
zontalem gegenseitigem Abstand ausgelesen werden oder daß nur
Bildelemente für einen Teil eines Bildes gelesen werden, z.B.
für die obere Hälfte oder nur ein Viertel. Auch dies reicht
aus, um erkennen zu können, was in einem bestimmten Abschnitt
des Aufzeichnungsmediums gespeichert ist.
Die Idee der Datenreduktion durch Aufzeichnen von Daten für
nur einen Teil von Bildelementen und/oder insbesondere durch
Aufzeichnen nur eines Teils der Bits der Daten für jedes
Bildelement ist aber nicht nur für schnellen Suchbetrieb ein
setzbar, sondern kann auch verwendet werden, um Daten schnell
auf relativ wenig Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen. Dieses
Vorgehen empfiehlt sich immer dann, wenn es nicht auf optima
le Auflösung und/oder Gradation ankommt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines durch Figuren
veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm für eine digitale Aufzeichnungs/
Wiedergabe-Vorrichtung mit schnellem Suchbetrieb;
Fig. 2 eine Darstellung von Bildelementen;
Fig. 3 ein Diagramm über den Aufbau von Daten;
Fig. 4 ein Flußdiagramm zum Erläutern, wie Daten aufge
zeichnet werden;
Fig. 5 ein Diagramm, das zeigt, in welcher Reihenfolge
Daten auf einem Band aufgezeichnet werden; und
Fig. 6 ein Flußdiagramm zum Erläutern, wie Daten im Such
betrieb und im normalen Wiedergabebetrieb dargestellt werden.
Eine digitale Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung 11 gemäß
dem schematischen Blockdiagramm von Fig. 1 weist einen A/D-
Wandler 1, einen D/A-Wandler 2, eine Steuerung 3, ein Auf
zeichnungs/Wiedergabe-System 4, zwei Umschalter 5 und 6, meh
rere Speicher 7, eine Speichersteuerung 8, einen Bildsignal
generator 9 und eine Anzeigevorrichtung 10 auf.
Beim Aufzeichnen werden analoge Bildsignale vom Bildsignal
generator 9 durch den A/D-Wandler 1 digitalisiert und den
Speichern 7 über den Umschalter 5 zugeleitet. Hierzu ist der
feste Kontakt Ta des Umschalter 5 mit seinem ersten bewegli
chen Kontakt Tb verbunden. Die Steuerung 3 schaltet den Um
schalter 5, wie auch den Umschalter 6, um. Die Speichersteue
rung 8 legt fest, in welchem der mehreren Speicher 7 die Ein
gangsdaten abgespeichert werden sollen. Wenn Daten für eine
Bildebene in den Speichern 7 gespeichert sind, gibt die Spei
chersteuerung 8 die Daten über den Umschalter 6 an das Auf
zeichnungs/Wiedergabe-System 4 aus. Hierzu ist der feste Kon
takt Sa des Umschalters 6 mit seinem ersten beweglichen Kon
takt Sb verbunden.
Das Aufzeichnungs/Wiedergabe-System 4 ist ähnlich aufgebaut
wie z. B. das bei einem digitalen Audiorecorder. Es weist
eine Signalverarbeitungsschaltung 14, einen Magnetkopf 12 und
ein Magnetband 13 auf. Die Signalverarbeitungsschaltung 14
fügt Fehlerkorrekturkodedaten oder Paritätsprüfdaten zu den
digitalisierten Daten und moduliert die gesamten Daten, um
diese dann mit Hilfe des Magnetkopfs 12 auf dem Magnetband 13
aufzuzeichnen.
Beim Wiedergeben werden die vom Magnetband 13 durch den Mag
netkopf 12 gelesenen Daten fehlerkorrigiert und in der Sig
nalverarbeitungsschaltung 14 demoduliert. Über den Umschalter
5 werden sie dann in die Speicher 7 geleitet, wozu der fest
stehende Kontakt Ta des Umschalters 7 mit seinem zweiten be
weglichen Kontakt Tc verbunden ist. Die Speichersteuerung 8
liest in einer unten beschriebenen Weise Daten aus den Spei
chern 7 aus und sendet diese über den Umschalter 6 zum D/A
Wandler 2, wozu der feststehende Kontakt Sa des Umschalters 4
mit seinem zweiten beweglichen Kontakt Sc verbunden ist. Die
digitalen Daten werden durch den D/A-Wandler 2 in analoge
Daten umgewandelt und auf der Anzeigevorrichtung 10, z. B.
einer Kathodenstrahlröhre, angezeigt.
Das Diagramm von Fig. 2 zeigt eine Anordnung von Abtastpunk
ten, entsprechend Bildelementen, eines Bildes, das auf dem
Schirm 16 der Anzeigevorrichtung 10 dargestellt wird. Die
Symbole "○", "Δ", "" bezeichnen aufeinanderfolgende Bildele
mente. Diese werden wie folgt benannt "○": ai (i = 1 - k);
"Δ": bi (i = 1 - k) und "": ci (c = 1 - 2k). Die Bildelemen
te werden in horizontaler Richtung mit folgender Reihenfolge
abgetastet: a1, c1, b1, c2, a2, c3, b2, c4, ..., c2k-4, bk-1,
c2k-3, ak-1, c2k-2, bk, c2k-1, ak, c2k. Die Bilddaten für je
des abgetastete Bildelement werden in digitale Daten gewan
delt, die die Gradation mit m + n Bits anzeigen, z. B. 4 + 4
Bits = 8 Bits. Die Gradation kann eine solche der Helligkeit
oder der Farbe sein. Bilddaten für die Bildelemente ai beste
hen aus m oberen Bits daim und n unteren Bits dain. Bilddaten
dbi für die Bildelemente bi bestehen aus unteren Bits dbim
und oberen Bits dbin, und Bilddaten dci für Bildelemente ci
bestehen aus oberen Bits dcim und unteren Bits dcin in ent
sprechender Weise.
Das Diagramm von Fig. 3 zeigt die Anordnung digitaler Daten
für eine Bildebene. Die Zahl der Bildelemente A ist k und
die Bilddaten DA bestehen aus Daten DAm und DAn. Auch die An
zahl der Bildelemente B ist k, wobei die Bilddaten DB aus Da
ten DBm und DBn bestehen. Die Anzahl von Bildelementen C ist
2k und die Bilddaten DC bestehen aus Daten DCm und Daten DCn.
Das Flußdiagramm gemäß Fig. 4 veranschaulicht ein Verfahren
zum Aufzeichnen von Daten. In einem Schritt m1 werden Bild
signale (beim Ausführungsbeispiel die Bildsignale für ein
Halbbild), wie sie vom Bildsignalgenerator 9 ausgegeben wer
den, in digitale Daten von m + n Bits durch den A/D-Wandler 1
in der in Fig. 2 veranschaulichten Reihenfolge von Bildele
menten gewandelt (d. h. a1, c1, b1, c2, a2, c3, b2, ...). Der
A/D-Wandler 1 teilt die digitalen Daten in solche von m Bits
und solche von n Bits auf und gibt diese aufeinanderfolgend
an die Speicher 7 aus. Bilddaten da1 für das Bildelement a1
werden als Datenwert da1m und als Datenwert da1n an die Spei
cher 7 ausgegeben. Entsprechendes gilt für Bilddaten db1 und
dc1. In den Speichern 7 sind die Daten daher in der Folge
da1m, da1n, dc1m, dc1n, db1m, db1n, dc2m, dc2n, da2m, ... ge
speichert.
In einem Schritt m2 ermittelt die Speichersteuerung 8, in
welchem der mehreren Speicher 7 die in der genannten Reihen
folge für ein jeweiliges Bild gewonnenen Daten gespeichert
sind. Die Daten da1m und da1n sind in den Speichern MA1 bzw.
MA2 gespeichert, die Daten dc1m und dc1n in den Speichern MC1
bzw. MC3 und die Daten db1m und db1n in den Speichern MB1
bzw. MB2. Daten DAm sind im Speicher MA1, Daten DAn im Spei
cher MA2, Daten DBm im Speicher MB1, Daten DBn im Speicher
MB2, Daten DCm in den Speichern MC1 oder MC2 und Daten DCn
in den Speichern MC3 oder MC4 abgelegt.
Wenn alle Bilddaten für eine Bildebene in der genannten Weise
in den Speichern 7 abgelegt sind, folgt ein Programmschritt
m3, in dem die Speichersteuerung 8 Daten mit einer Geschwin
digkeit ausgibt, die der Aufzeichnungsgeschwindigkeit des
Aufzeichnungs/Wiedergabe-Systems 4 entsprechen. Hierbei wer
den Daten in der Reihenfolge MA1, MA2, MB1, MB2, MC1, MC2,
MC3 und MC4 aus den Speichern 7 ausgelesen und in der Reihen
folge DAm, DAn, DBm, DBn, DCm und DCn an das Aufzeichnungs/
Wiedergabe-System 4 ausgegeben. In einem Schritt m4 werden
die Daten in der genannten Reihenfolge auf das Magnetband 13
aufgezeichnet, wie dies auch in Fig. 5 dargestellt ist. In
Fig. 5 veranschaulicht ein Pfeil 15 die Bewegungsrichtung des
Magnetkopfes 12 beim Aufzeichnen und Wiedergeben.
Anhand des Flußdiagramms von Fig. 6 wird nun erläutert, wie
Daten wiedergegeben werden. In einem Schritt n1 wird ermit
telt, ob das Wiedergeben im Suchbetrieb erfolgen soll. Ist
dies der Fall, folgt ein Schritt n2, andernfalls ein Schritt
n4. In Schritt n2 werden beim Ausführungsbeispiel Daten DAm
vom Aufzeichnungs/Wiedergabe-System 4 ausgelesen und im Spei
cher ma1 der mehreren Speicher 7 abgelegt. In einem Schritt
n3 werden die Daten DAm in den D/A-Wandler 2 mit der Darstel
lungsgeschwindigkeit von Bildern übertragen, und sie werden
in analoge Bildsignale umgewandelt, die auf der Anzeigevor
richtung 10 darstellbar sind. Darstellung von Bilddaten er
folgt nur für die Bildelemente ai (diejenigen Bildelemente,
die in Fig. 2 durch das Symbol "○" veranschaulicht sind) und
nur für die oberen m Bits. Das dargestellte Bild hat daher
geringe Auflösung, grobe Gradation und schlechte Bildquali
tät, reicht jedoch aus, um zu überprüfen, was aufgezeichnet
ist.
Bei normaler Bilddarstellung werden dagegen in Schritt n4
alle Bilddaten, d. h. die Daten DAm, DAn, DBm, DBn, DCm und
DCn aufeinanderfolgend vom Magnetband 13 gelesen und in die
Speicher 7 überführt. Die Speichersteuerung 8 legt die Daten
in den Speichern MA1, MA2, MB1, MB2, MC1, MC2, MC3 und MC4
in derselben Weise wie beim Aufzeichnen ab. In einem Schritt
n3 werden die Bilddaten in derselben Reihenfolge wie beim
Aufzeichnen an den D/A-Wandler 2 gegeben, d. h. in der Folge
der Bildelemente, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Die
Bilddaten werden durch den D/A-Wandler 2 in analoge Bildsig
nale umgewandelt und auf der Anzeigevorrichtung 10 darge
stellt.
Beim Ausführungsbeispiel werden im Suchbetrieb also nur Daten
gelesen und dargestellt, die zum Erkennen eines Bildes erfor
derlich sind, d. h. hier die Daten DAm. Die Zeit zum Darstel
len einer Bildebene ist dadurch geringer als dann, wenn alle
Bilddaten darzustellen sind. Beim Ausführungsbeispiel ist das
Zeitverhältnis m/4(m+n) = 1/8. Es ist also eine schnelle
Suche ermöglicht.
Als Daten können auch die Daten DBm oder DCm oder auch DA, DB
oder DC ausgelesen werden. Das Aufzeichnungsmedium muß nicht
notwendigerweise ein Magnetband 13 sein, sondern kann auch
eine Magnetplatte, eine optische Platte oder ein beliebiges
anderes Aufzeichnungsmedium sein.
Bildsignale können für zwei Halbbilder aufgezeichnet sein.
Die für die Suche ausgelesenen Daten können solche für die
obere Hälfte oder für ein Viertel einer Bildebene sein.
Wenn beim Aufzeichnen für eine Bildebene nur Daten verwendet
werden, die zum Erzielen einer bestimmten Bildqualität erfor
derlich sind, gibt dies eine Einsparung der Aufzeichnungsträ
germenge und der Aufzeichnungszeit.
Claims (4)
1. Video-Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung zum Aufzeich
nen von Bilddaten für jedes darzustellende Bildelement und
zum Wiedergeben der Daten entweder in normalem Wiedergabebe
trieb oder in Suchbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß im
Suchbetrieb nur ein Teil der Daten vom Aufzeichnungsmedium
gelesen und dargestellt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
im Suchbetrieb nur ein Teil der Bits der Daten für jedes
Bildelement gelesen wird.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß im Suchbetrieb nur Daten für einen Teil
der Bildelemente gelesen werden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeich
net durch einen Speicher (7) mit mehreren Speicherbereichen
zum Speichern, im Suchbetrieb, von Daten nur in vorgegebenen
ausgewählten Speicherbereichen, die demjenigen Teil von Daten
zugeordnet sind, der zur Darstellung im Suchbetrieb ausgele
sen wird, und zum Speichern der im normalen Wiedergabebetrieb
gelesenen Daten in allen Speicherbereichen.
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