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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufnahmevorrichtung
für digitale
Signale zur Aufzeichnung eines digitalen Signals, wie beispielsweise
eines Audio-Signals. Ganz speziell betrifft die vorliegende Erfindung
eine Aufnahmevorrichtung für digitale
Signale zur Durchführung
einer Aufzeichnung in einem Standard-Aufzeichnungs-Modus und einem
Langzeit-Aufzeichnungs-Modus, bei dem die Informationen auf ein
und dasselbe Aufzeichnungsmedium für eine längere Zeitspanne als für die des Standard-Aufzeichnungs-Modus
aufgezeichnet werden können.
Eine solche Vorrichtung ist aus dem Dokument EP-A-0 556 816 bekannt.
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Beschreibung des zugehörigen Standes
der Technik
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In
den letzten Jahren sind verschiedene Aufnahme- und Wiedergabe-Vorrichtungen in
bemerkenswerter Weise entwickelt worden, um durch Verwendung von
digitalen Kodier-Technologien die Qualität einer Video-Aufzeichnung,
im Folgenden auch einfach als „Video" bezeichnet, zu verbessern.
Unter diesen Umständen
wird erwartet, dass ein digitaler Video-Kassettenrecorder (VCR für video
cassette recorder) der VCR der nächsten
Generation sein wird, der sicher in der nahen Zukunft den zurzeit
verwendeten analogen VCR ersetzen wird. Um einen digitalen VCR für den Heimgebrauch
zu realisieren, müssen
die Informationen in einer kleineren Kassette für eine lange Zeit aufgezeichnet
werden. Aus diesem Grunde ist es unverzichtbar, hocheffiziente Kodier-Technologien
in einen solchen digitalen VCR einzuführen, um die Menge der Informationen
des digitalen Video-Signals zu reduzieren, während gleichzeitig eine beträchtliche
bzw. merkliche Verschlechterung der Qualität des Videos verhindert wird.
Ein Stan dard-Format eines digitalen VCR (DVCR) für den Heimgebrauch, der mit
hocheffizienten Kodier-Technologien arbeitet, wurde in den „Basic
Specifications for Consumer-Use Digital VCR" („Basis-Spezifikationen
für einen
digitalen VCR für
den Konsumer-Gebrauch")
von der HD Digital VCR Konferenz im August 1993 veröffentlicht.
Dieser DVCR kann ein zurzeit verwendetes Fernseh- bzw. TV Signal
entsprechend dem REC601 Standard auf einem Magnetband mit einer
Daten-Rate von 25 Mbps aufzeichnen.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise eines solchen DVCR kurz beschrieben
werden. Wenn das zurzeit verwendete TV Signal als analoges Signal eingegeben
werden soll, wird das analoge Signal einer Analog/Digital-Umwandlung
unterworfen und dann gefiltert, so dass das Abtast-Verhältnis zwischen
dem Luminanz- bzw. Leuchtdichte(Y)-Signal, einem ersten Farbdifferenz(R – Y)-Signal
und einem zweiten Farbdifferenz(B – Y)-Signal in der horizontalen
Richtung 4 : 1 : 1 wird. Es muss nicht näher ausgeführt werden, dass kein Bedarf
für die
A/D-Umwandlung besteht,
wenn es sich bei dem TV Eingangssignal um ein digitales Signal handelt.
Anschließend
wird die Reihenfolge der Signale verändert, und eine vorgegebene
Video-Signal-Verarbeitung, wie beispielsweise eine Kompressions-Verarbeitung,
wird in Abhängigkeit
von einer eventuellen Notwendigkeit durchgeführt, wodurch Video-Daten ausgegeben
werden. In diesem Fall werden wesentliche Daten, wie beispielsweise
Daten, die angeben, ob das wiederzugebende Eingabe-Video im NTSC Modus
oder im PAL Modus ist, was für
die Wiedergabe der Video-Daten unerlässlich ist, als „Hilfsdaten" bezeichnet werden.
Die Hilfsdaten werden in die Video-Daten eingefügt. Anschließend wird
eine Fehlerkorrektur-Kodierung durchgeführt, und die Video-Daten werden
durch einen Modulator moduliert, um so in ein Aufzeichnungssignal
umgewandelt zu werden, das für
die Magnetaufzeichnung geeignet ist. Dann wird dieses Signal auf
einem Magnetband aufgezeichnet. Entsprechend den Basis-Spezifikationen für einen
digitalen VCR für
den Konsumergebrauch wird ein NTSC TV Signal aufgezeichnet, indem
ein Vollbild in zehn Spuren aufgezeichnet wird.
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Bei
einem allgemein verwendeten DVCR ist eine Spur aus einer vorherbestimmten
Zahl von Sektoren und Lücken
zwischen benachbarten Sektoren zusammengesetzt, und ein Sektor besteht
aus einer vorherbestimmten Zahl von Synchronisations-Blöcken, Run-Ups
bzw. Hochfahr-Instruktionen, Schutz- bzw. Sicherungs-Maßnahmen
und ähnlichen
Parametern. Spurführungs-Informationen,
Audio-Daten, Video-Daten, Sub-Kode-Daten und ähnliche Parameter werden den
jeweiligen Sektoren zugeordnet. Hilfsdaten werden dem identischen
Sektor zugeordnet und dort eingeführt, wo die Audio-Daten und
die Video-Daten zugeordnet sind.
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Es
wird allgemein als unverzichtbar für eine Aufnahmevorrichtung
für die
Aufzeichnung von Videosignalen angesehen, verschiedene Daten auf
Halbbild-Basis oder
auf Vollbild-Basis zu editieren. Deshalb können nicht nur Video-Daten
und Audio-Daten, sondern auch Sub-Kode-Daten und Hilfs-Daten als Ganzes
auf Halbbild-Basis oder auf Vollbild-Basis editiert werden. Um eine
solche Editierung zu realisieren, werden im Allgemeinen eine Halbbild-Adresse
für die
Identifikation eines Halbbildes, eine Spur-Adresse, die festgelegt
wird, indem ein Halbbild als eine Periode angesehen wird, und eine Block-Adresse
vorgesehen, die festgelegt wird, indem eine Spur als eine Periode
angesehen wird. Als Alternative hierzu können eine Vollbild-Adresse
für die
Identifikation eines Vollbildes, eine Spur-Adresse, die festgelegt
wird, in dem ein Vollbild als eine Periode angesehen wird, und eine
Block-Adresse vorgesehen werden, die festgelegt wird, indem eine
Spur als eine Periode angesehen wird.
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Wie
in der japanischen Patentanmeldung No. 6-38248 mit dem Titel „Verfahren
für die
Aufzeichnung und Wiedergabe von digitalen Signalen" beschrieben wird,
werden die Hilfs-Daten periodisch an jeweils unterschiedlichen Stellen
in den jeweiligen Spuren aufgezeichnet, um den Einfluss eines Burst- bzw.
Büschel-Fehlers, eines Kratzers
oder eines ähnlichen
Effektes auf einem Magnetband zu eliminieren und die Daten leicht
während
einer „Trick play"-Wiedergabe zu gewinnen.
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Bei
einem zurzeit verwendeten Videobandaufzeichnungsgerät VTR (für Video
Tape Recorder) eines VHS Systems können Videodaten in den folgenden
beiden Aufzeichnungs-Moden aufgezeichnet werden, d. h., einem Standard-Aufzeichnungs-Modus
und einem dreimal längeren
Aufzeichnungs-Modus, bei dem Videodaten auf ein und dasselbe Band für eine Zeitspanne
aufgezeichnet werde können,
die dreimal so lang wie die Zeitspanne bei dem Standard-Aufzeichnungs-Modus
ist. Deshalb müssen
für den
praktischen Einsatz eines DVCR für
den Heimgebrauch die Video-Daten oft in einem Langzeit-(beispielsweise
dreimal längeren)Aufzeichnungs-Modus statt
in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus
aufgezeichnet werden.
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Ein
DVCR, der die Aufzeichnung von Daten in einem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus durch eine hocheffiziente
Kodier-Technik ermöglicht,
wird beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 5-183869 mit dem Titel „Aufnahmevorrichtung
für digitale
Video-Signale" offenbart. Bei
der in dieser Patentveröffentlichung
erläuterten Technik
wird das Verhältnis
der Abtast-Zahlen für
das Luminanz-Signal in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus in Bezug
auf den Langzeit-Aufzeichnungs-Modus auf 3 : 2 eingestellt. Wenn
jedoch beispielsweise die Abtastfrequenz für das Luminanz-Signal in dem
Standard-Aufzeichnungs-Modus
13,5 MHz beträgt,
dann hat das Luminanz-Signal in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
ein Frequenzband von 9 MHz. Als Ergebnis hiervon wird die Auflösung, die
beim Langzeit-Aufzeichnungs-Modus erhalten wird, qualitativ geringwertiger
zu der, die von einem herkömmlichen
analogen S-VHS System
erreicht wird. Zusätzlich
wird gemäß dem Standard
REC601 das Abtastverhältnis
zwischen dem Luminanz-Signal, dem ersten Farbdifferenz-Signal und dem zweiten
Farbdifferenz-Signal bei der Aufzeichnung des zurzeit verwendeten
TV Signals in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus unter Verwendung
eines DVCR für
den Heimgebrauch auf 4 : 1 : 1 eingestellt. Wird in diesem Falle
die Abtastfrequenz für
das Luminanz-Signal in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus auf 2/3 der Abtastfrequenz
für das
Luminanz-Signal in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus eingestellt,
dann wird das Abtastverhältnis
(8/3) : 1 : 1, so dass es sehr schwierig wird, eine gemeinsame Schaltungsanord nung
auf dem Wege einer Blockbildung oder ähnlichen Konstruktion in beiden
Moden zu verwenden.
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Darüber hinaus
kann in dem Fall, dass ein Block mit den gleichen Adressen wie die
eines Blocks für
den Standard-Aufzeichnungs-Modus bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
verwendet wird, ein korrektes Vollbild nicht durch eine Vollbild-Adresse gekennzeichnet
werden. Wenn darüber
hinaus versucht wird, ein Signal für den Standard-Aufzeichnungs-Modus
und ein Signal für
den Langzeit-Aufzeichnungs-Modus kontinuierlich auf ein und dasselbe
Band aufzuzeichnen, indem Hilfs-Daten, beginnend mit der Position
der Kopf-Spur des Vollbildes für beide
Signale eingefügt
werden, dann können
die Hilfs-Daten nicht periodisch eingeführt werden. Als Ergebnis hiervon
ist es wahrscheinlich, dass bei der Feststellung der Hilfs-Daten
unmittelbar nach der Abtastung der Grenzlinie zwischen dem Aufzeichnungs-Bereich
für den
Standard-Aufzeichnungs-Modus und dem Aufzeichnungs-Bereich für den Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
während
der Wiedergabe ein Fehler verursacht wird, und der Algorithmus für die Feststellung
der Lage der Hilfs-Daten wird komplizierter, so dass die Größe der Schaltungsanordnung
nachteiligerweise erhöht
werden muss und die Verzögerung
in der Feststellung-Zeit zunimmt.
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Es
kann nicht festgestellt werden, ob die wiedergegebenen Daten in
dem Standard-Aufzeichnungs-Modus oder in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
aufgezeichnet wurden, bis die Inhalte der Hilfs-Daten überprüft werden.
Deshalb wird in dem Fall, dass Detektions-Fehler aufeinanderfolgend insbesondere
bei der Trick Play-Wiedergabe verursacht werden, die Wiedergabe-Verarbeitung
wahrscheinlich durchgeführt
werden, indem fehlerhafterweise ein Signal, das in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
aufgezeichnet wurde, für
ein Signal gehalten wird, das in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus
aufgezeichnet wurde, so dass möglicherweise
ein gravierender Fehler in dem Video erzeugt wird, das auf einem
Bildschirm wiedergegeben wird.
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In
jüngster
Zeit kommen neben dem zurzeit verwendeten Standard TV Signal ein
HDTV Signal und ein Signal für
einen 16 : 9 breiten Fernsehschirm mehr und mehr in den praktischen
Gebrauch. Deshalb wird in der nahen Zukunft ein digitales Videobandaufzeichnungsgerät (DVTR
für Digital
Video Tape Recorder) für
den Hausgebrauch benötigt,
der verschiedene Arten von TV Signalen gemeinsam aufzeichnen kann.
Es ist möglich,
die Signal-Verarbeitung und die Verwendung desselben Aufzeichnungs-Kopfes
für das
Format für
die Aufzeichnung des Standard TV Signals und für das Format für die Aufzeichnung
des HDTV Signals gemeinsam durchzuführen, nachdem die Kodierung
variabler Länge durchgeführt worden
ist. Es ist jedoch schwierig, die anderen Bereiche der Schaltungsanordnung
gemeinsam zu verwenden, weil die Zahl der Blöcke pro Segment des derzeit
verwendeten TV Signals, d. h., 6 Blöcke × 5 = 30, sich von der Zahl
der Blöcke
pro Segment des HDTV Signals, d. h. 8 Blöcke × 5 = 40, unterscheidet. Wenn
unabhängige
Schaltungsanordnungen für
die jeweiligen TV Signale vorgesehen werden, dann nehmen die Kosten
der Geräte
nachteiligerweise zu, so dass es sehr schwierig wird, ein solches
Gerät als
Gerät für den Hausgebrauch
zu verwenden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Aufnahmevorrichtung für digitale Signale zur Aufzeichnung
eines Video-Signals auf einem Aufzeichnungsmedium bereitgestellt,
wie sie in den Ansprüchen
definiert ist.
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Bei
einer Aufnahmevorrichtung für
digitale Signale nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die
hocheffiziente Codierungs-Verarbeitung in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
zu vereinfachen. Auch wenn die Signale in verschiedenen Aufzeichnungs-Modi
auf dasselbe Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden, können die
Hilfsdaten periodisch eingefügt
werden. Demzufolge ist es möglich,
einen Fehler durch Erkennen der Hilfsdaten in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus
zu verhindern. Zudem ist es nicht nötig, die Größe der Schaltung wesentlich
zu vergrößern, um
eine Vorrichtung mit einer solchen Konfiguration zu realisieren.
Deshalb kann die Aufnahmevorrichtung dieser Erfindung einen großen praktischen
Effekt erzielen.
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Die
hier beschriebene Erfindung macht also den Vorteil möglich, eine
Aufnahmevorrichtung für
digitale Signale zu schaffen, die die Aufzeichnung digitaler Daten
im Langzeit-Aufzeichnungs-Modus ermöglicht, bei dem Daten auf einem
Aufzeichnungsmedium länger
als bei dem Standard-Aufzeichnungs-Modus aufgezeichnet werden können.
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Diese
und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann
auf diesem Gebiet beim Lesen und Verstehen der folgenden, detaillierten
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration für eine Aufnahmevorrichtung
für digitale
Signale gemäß einer
Ausführungsform,
die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
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2A ist
ein schematisches Diagramm, das eine Abtast-Nummer pro Einzelbild
im Standard-Aufzeichnungs-Modus darstellt.
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2B ist
ein schematisches Diagramm, das die Abtast-Nummer pro Vollbild im
Langzeit-Aufzeichnungs-Modus zeigt.
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3 ist
ein schematisches Diagramm, das Makro-Blöcke darstellt, die ein Video-Segment
in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus bilden.
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4 ist
ein schematisches Diagramm, das Makro-Blöcke darstellt, die ein Video-Segment
im Langzeit-Aufzeichnungs-Modus bilden.
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration für eine Aufnahmevorrichtung
für digitale
Signale gemäß einer
Ausführungsform,
die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
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6 ist
ein Graph, der die Charakteristiken des Luminanz- bzw. Leuchtdichte-Signals
zeigt, wenn das Luminanz-Signal auf eine Block-Einrichtung gegeben wird,
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7 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration für eine Aufnahmevorrichtung
für digitale
Signale gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 ist
ein schematisches Diagramm, welches eine Anordnung der Makro-Blöcke in dem
Langzeit-Aufzeichnungsmodus zeigt.
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9 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration für eine vereinfachte Blockbildungs- bzw.
Block-Einrichtung zeigt.
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10 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration für eine Selektier-Einrichtung
zeigt.
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11 ist
ein schematisches Diagramm, welches eine Konfiguration für einen
Bildschirm zeigt, auf dem das Video-Signal, das in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus
aufgezeichnet wurde, wiedergegeben wird.
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12 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration für eine Hilfsdaten-Hinzufügungs-Einrichtung
zeigt.
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13A ist ein schematisches Diagramm, das ein Spurmuster
für den
Fall zeigt, in dem die Daten im Standard-Aufzeichnungsmodus aufgezeichnet werden.
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13B ist ein schematisches Diagramm, das ein Spurmuster
für den
Fall zeigt, in dem die Daten in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus
aufgezeichnet werden, sofort nachdem die Daten in dem Standard-Aufzeichnungsmodus
aufgezeichnet worden sind.
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13C ist ein schematisches Diagramm, das ein Spurmuster
für den
Fall zeigt, in dem die Daten in dem Standard-Aufzeichnungsmodus
aufgezeichnet werden, sofort nachdem die Daten in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus
aufgezeichnet worden sind.
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14 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration für einen
Aufzeichnungs-Codier-Einrichtung zeigt, die keinen Teil der vorliegenden
Erfindung bildet.
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15A ist ein schematisches Diagramm, das eine Anordnung
der Adressen in dem Standard-Aufzeichnungsmodus zeigt.
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15B ist ein schematisches Diagramm, das eine Anordnung
der Adressen in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus zeigt.
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16 ist
ein schematisches Diagramm, das ein Aufzeichnungsmuster für eine herkömmliche Aufnahmevorrichtung
zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von erläuternden
Beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben
werden.
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Beispiel 1
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration für eine Aufnahmevorrichtung
für digitale
Signale gemäß einem
ersten Beispiel zeigt, das keinen Teil der vorliegenden Erfindung
bildet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Komponen ten mit der
gleichen Konfiguration oder Funktion in der folgenden Beschreibung
mit den gleichen Bezugszeichen versehen werden.
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Die
Aufnahmevorrichtung für
digitale Signale enthält
eine Modus-Einstellvorrichtung 100 für die Einstellung
des Aufzeichnungs-Modus entweder auf den Standard-Aufzeichnungs-Modus
oder auf den Langzeit-Aufzeichnungs-Modus. Die Modus-Einstellvorrichtung
gibt Modus-Informationen 101 aus, die den eingestellten
Modus angeben. Gemäß der Modus-Information 101 verarbeitet
die Aufnahmevorrichtung für
digitale Signale ein Luminanz- bzw. Leuchtdichte-Signal Y, ein Farbdifferenz-Signal
(R – Y)
und ein Farbdifferenz-Signal (B – Y), die durch Eingänge 102, 103 bzw. 104 eingegeben
werden sollen. Nachdem diese Signale einer Kodierung variabler Länge unterworfen
wurden, wird durch die Aufnahmevorrichtung für digitale Signale ein Video-Signal durch
einen Ausgang 122 ausgegeben.
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Die
Aufnahmevorrichtung für
digitale Signale enthält
weiterhin A/D (für
Analog/Digital) Wandler 105, 106 und 107 und
eine Einstellvorrichtung 108 für die Abtastfrequenz. Die Eingänge der
A/D Wandler 105, 106 und 107 sind jeweils
mit den Eingängen 102, 103 und 104 verbunden.
Die A/D Wandler 105, 106 und 107 wandeln
ein analoges Signal in ein digitales Signal um. Ein Takt 109 wird
von der Einstellvorrichtung für
die Abtastfrequenz 108 an den A/D Wandler 105 gegeben.
Die Abtastfrequenz des A/D Wandlers 105 wird durch den
Takt 109 eingestellt und ist variabel. Andererseits sind
die Abtastfrequenzen der A/D Wandler 106 und 107 fixiert.
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Die
Aufnahmevorrichtung für
digitale Signale enthält
weiterhin: Eine Verzögerungsschaltung 112; Zeilen-Dezimierungsanordnungen 110 und 111;
und Schalter 113, 114 und 115. Die Verzögerungsschaltung 112 ist
mit dem Ausgang des A/D Wandlers 105 verbunden, wodurch
das Luminanz-Signal um eine Zeitspanne verzögert wird, die der Verarbeitungs-Zeit der
Zeilen-Dezimierungsanordnung 110 und 111 entspricht.
Die Zeilen-Dezimierungs-Anordnung 110 ist mit dem Ausgang
des A/D Wandlers 106 verbunden und dezimiert das Farbdifferenz- Signal (R – Y) auf Zeilen-Basis
nach der Begrenzung des vertikalen Bandes des Farbdifferenz-Signals
(R – Y)
auf eine Hälfte.
Die Zeilen-Dezimierungsanordnung 111 ist mit dem Ausgang
des A/D Wandlers 107 verbunden und dezimiert das Farbdifferenz-Signal
(B – Y)
auf Zeilen-Basis nach der Begrenzung des vertikalen Bandes des Farbdifferenz-Signals
(B – Y)
auf eine Hälfte.
Der Eingang des Schalters 113 ist mit dem Ausgang des A/D
Wandlers 105 und dem Ausgang der Verzögerungsschaltung 112 verbunden,
wodurch entweder das Ausgangssignal des A/D Wandlers 105 oder
das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 112 entsprechend
der Modus-Information 101 ausgegeben wird. Der Eingang
des Schalters 114 ist mit dem Ausgang des A/D Wandlers 106 und
dem Ausgang der Zeilen-Dezimierungsanordnung 110 verbunden,
wodurch entsprechend der Modus-Information 101 entweder
das Ausgangssignal des A/D Wandlers 106 oder das Ausgangssignal
der Zeilen-Dezimierungsanordnung 110 ausgegeben wird. Der
Eingang des Schalters 115 ist mit dem Ausgang des A/D Wandlers 107 und
dem Ausgang der Zeilen-Dezimierungsanordnung 111 verbunden,
wodurch entweder das Ausgangssignal des A/D Wandlers 107 oder
das Ausgangssignal der Zeilen-Dezimierungsanordnung 111 entsprechend
der Modus-Information 101 ausgegeben wird.
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Die
Aufnahmevorrichtung für
digitale Signale enthält
weiterhin: Einen Blockbildungs- bzw. Block-Einrichtung 116;
einen orthogonalen Umwandler bzw. Transformer 117; eine
Quantisierungs- bzw. Digitalisierungs-Anordnung 118; eine
Quantisierungs-Steueranordnung 119; und eine Einrichtung 121 für die variabellange
Kodierung (variable-length coder). Die Blockeinrichtung ist mit
den Ausgängen der
Schalter 113, 114 und 115 verbunden und
bildet einen aus 64 Pixeln bestehenden Block, d. h., acht horizontale
Pixel x acht vertikale Zeilen, und zwar aus den Signalen, die in
der Reihenfolge der Raster-Abtastung entsprechend der Modus-Information 101 eingegeben
werden, wodurch ein Signal auf Block-Basis ausgegeben wird. Die
orthogonale Transformationseinrichtung 117 führt eine
zweidimensionale orthogonale Transformation auf Blockbasis, bestehend
aus (8 × 8)
Pixeln durch. Die Quantisierungseinrichtung 118 quantisiert
das Ausgangssignal der orthogonalen Transformationseinrichtung 117.
Der Quantisierungs- Schritt
in der Quantisierungseinrichtung 118 wird durch die Quantisierungs-Informationen 120 bestimmt,
die von der Quantisierungs-Steueranordnung 119 ausgegeben werden.
Die Quantisierungs-Steueranordnung 119 stellt den Quantisierungs-Schritt
der Quantisierungs-Anordnung 118 entsprechend den Modus-Informationen 101 fest,
so dass die Menge der Daten nach der hocheffizienten Kodierung eine
vorherbestimmte Menge oder weniger wird. Die Einrichtung 121 für die variabellange
Kodierung führt
eine variabellange Kodierung des Ausgangssignals der Quantisierungs-Anordnung 118 durch.
Das nach der variabellangen Kodierung vorliegende Video-Signal wird durch
einen Ausgang 122 ausgegeben.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der Aufnahmevorrichtung für digitale
Signale nach diesem Beispiel mit der obigen Konfiguration beschrieben
werden.
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Die
Modus-Einstellvorrichtung 100 stellt die Modus-Information 101 auf
den Wert „0" bei dem Standard-Aufzeichnungs-Modus
und den Wert „1" bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
ein. Die ausgewählte
Modus-Information 101 wird der Einstellvorrichtung 108 für die Abtastfrequenz,
den Schaltern 113, 114 und 115, der Block-Einrichtung 116 und
der Quantisierungs-Steueranordnung 119 zugeführt.
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Das
Luminanz-Signal Y und die Farbdifferenz-Signale (R – Y) und
(B – Y),
die durch die Anschlüsse 101, 103 und 104 eingegeben
werden, werden durch die A/D Wandler 105, 106 bzw. 107 in
digitale Signale umgewandelt. Die Einstellvorrichtung 108 für die Abtastfrequenz
gibt einen Takt 109 mit einer anderen Frequenz entsprechend
der Modus-Information 101 auf den A/D Wandler 105.
Die Abtastfrequenz für
das Luminanz-Signal in dem A/D Wandler 105 wird durch den
Takt 109 festgelegt. Der Takt 109 wird so eingestellt,
dass er bei dem Standard-Aufzeichnungs-Modus
eine Frequenz von 13,5 MHz und bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus eine Frequenz von
10,125 MHz hat. Das bedeutet, dass die Abtastfrequenz für das Luminanz-Signal
in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
auf drei Viertel der Abtastfrequenz für das Luminanz-Signal in dem Stan dard-Aufzeichnungs-Modus
eingestellt wird. Die Abtastfrequenz für die Farbdifferenz-Signale
ist immer bei beiden Moden auf 3,375 MHz festgelegt.
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Wenn
die Modus-Information 101 so eingestellt wird, dass sie „0" ist, werden die
Schalter 113, 114 und 115 gesteuert,
um die Ausgangssignale der A/D Wandler 105, 106 und 107 auszuwählen. Wenn andererseits
die Modus-Information 101 so eingestellt wird, dass sie „1" ist, werden die
Schalter 113, 114 und 115 gesteuert,
um das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 112 und
die der Zeilen-Dezimieranordnungen 110 und 111 auszuwählen. Deshalb
werden die Ausgangssignale der A/D Wandler 105, 106 und 107 bei
dem Standard-Aufzeichnungs-Modus
auf die Block-Einrichtung 116 gegeben, während bei
dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltung 112 und
der Zeilen-Dezimieranordnungen 110 und 111 auf
die Block-Einrichtung 116 gegeben
werden.
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2A zeigt
die Abtast-Zahl eines Einheit-Vollbildes, das in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus
auf die Block-Einrichtung 116 gegeben werden soll. Wie
in 2A dargestellt ist, ist die Abtast-Zahl pro Vollbild
in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus:
720 Pixel × 480
Zeilen + 180 Pixel + 480 Zeilen × 2 = 518400 Abtastungen/Vollbild.
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2B zeigt
die Abtast-Zahl eines Einheit-Vollbildes, das in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
auf die Blockeinrichtung gegeben werden soll. Wie man in 2B erkennt,
ist die Abtast-Zahl pro Vollbild in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus: 540 Pixel × 480 Zeilen
+ 180 Pixel × 240
Zeilen × 2
= 345600 Abtastungen/Vollbild. Dementsprechend ist die Gesamtzahl
der Abtastungen in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus zwei Drittel
der Abtast-Zahl in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus.
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Die
Biockbildungs-Einrichtung 116 erzeugt Blöcke aus
dem Luminanz-Signal und den Farbdifferenz-Signalen, die in der Reihenfolge
der Raster-Abtastung eingegeben worden sind. Jeder der Blöcke besteht
aus 64 Pixeln, d. h., acht ho rizontalen Pixeln x acht vertikalen
Zeilen, und gibt dann ein Signal auf der Basis von fünf Makro-Blöcken aus.
Ein Makro-Block ist hierbei aus den Blöcken für das Luminanz-Signal und den
Blöcken
für die
Farbdifferenz-Signale zusammengesetzt, die sich an derselben Stelle
auf dem Bildschirm befinden.
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3 zeigt
die Makro-Blöcke,
die von der Blockbildungs-Einrichtung 116 als eine Einheit
(im Folgenden als „Video-Segment" bezeichnet) für die hocheffiziente
Kodierung in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus ausgegeben werden
sollen. In diesem Beispiel besteht ein Video-Segment aus fünf Makro-Blöcken 300, 301, 302, 303 und 304.
Jeder der Makro-Blöcke 300, 301, 302, 303 und 304 besteht aus
sechs Blöcken,
d. h., vier Luminanz-Signal-Blöcken,
einem R – Y
Farbdifferenz-Signal-Block und einem B – Y Farbdifferenz-Signal-Block.
Deshalb besteht ein Video-Segment aus dreißig Blöcken.
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4 zeigt
die Makro-Blöcke,
die als ein Video-Segment bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus von der Blockbildungs-Einrichtung 116 ausgegeben
werden sollen. Bei diesem Beispiel besteht ein Video-Segment aus
fünf Makro-Blöcken 400, 401, 402, 403 und 404.
Jeder der Makroblöcke 400, 401, 402, 403 und 404 besteht
aus acht Blöcken,
d. h., sechs Luminanz-Signal-Blöcken,
einem R – Y
Farbdifferenz-Signal-Block und einem B – Y Farbdifferenz-Signal-Block.
Deshalb besteht ein Video-Segment aus vierzig Blöcken. Die Zahl der Video-Segmente pro Vollbild
und die Zahl der Makro-Blöcke
pro Vollbild sind bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus einhalb mal
so klein wie die Zahl der Video-Segmente
pro Vollbild bzw. der Zahl der Makro-Blöcke pro Vollbild bei dem Standard-Aufzeichnungs-Modus.
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Die
Daten, die von der Blockbildungs-Einrichtung 116 auf der
Basis der Video-Segmente
ausgegeben werden, werden der Orthogonal-Transformationseinrichtung 117 zugeführt, und
es wird eine (8 × 8)
zweidimensionale orthogonale Transformation an ihnen ausgeführt. Der
Koeffizient, der durch die zweidimensionale, orthogonale Transformation
erhalten wird, wird durch die Quantisierungseinrichtung 118 quantisiert.
Der Quantisierungs-Schritt in der Quantisierungs-Einrichtung 118 wird
durch die Quantisierungs-Steueranordnung 119 festgelegt.
Die Quantisierungs-Steueranordnung 119 bestimmt den Quantisierungs-Schritt
so, dass die Daten-Menge, nachdem die Daten in einem Video-Segment
kodiert worden sind, gleich der oder kleiner als eine vorherbestimmte
Daten-Menge wird. D. h., die Koeffizienten der jeweiligen Blöcke werden
mit einer vorherbestimmten Zahl von Quantisierungs-Schritten quantisiert,
die Menge der Daten, die während
der längenvariablen
Kodierung erzeugt werden sollen, wird vorher angenommen, und die
Quantisierungs-Schritte werden so festgelegt, dass die Daten-Menge
nach der Kodierung einen vorherbestimmten Betrag oder weniger ausmacht.
Die Koeffizienten, die bei den vorherbestimmten Quantisierungs-Schritten
quantisiert werden, werden einer längenvariablen Kodierung, basierend
auf einer Huffman-Tabelle, durch die Einrichtung 121 für die längenvariable
Kodierung unterworfen.
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Wie
unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben
wurde, ist die Zahl der Blöcke
pro Video-Segment bei dem Standard-Aufzeichnungs-Modus 30 und
bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus 40. Andererseits wird
die Menge der kodierten Daten in einem Video-Segment durch die Quantisierungs-Steueranordnung 119 so
gesteuert, dass sie bei beiden Moden gleich ist. Als Ergebnis hiervon
wird die Kompressions-Rate bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus vier Drittel
der Kompressions-Rate bei dem Standard-Aufzeichnungs-Modus.
-
Die
Daten, die durch das oben beschriebene Verfahren einer hocheffizienten
Kodierung unterworfen wurden, werden von dem Kodewort-Ausgang 122 ausgegeben.
Eine Parität
für eine
Fehlerkorrektur-Kodierung wird, falls notwendig, zu dem kodierten Signal
hinzugefügt
und dann auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet.
-
Wie
sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wird gemäß dem Verfahren
nach diesem Beispiel die Abtastfrequenz der A/D Umwandlung für das Luminanz-Signal bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
so eingestellt, dass sie drei Vier tel der Abtastfrequenz der A/D
Umwandlung für
das Luminanz-Signal bei dem Standard-Aufzeichnungs-Modus beträgt; die
Zeilen werden in Bezug auf die Farbdifferenz-Signale dezimiert,
wodurch die Daten-Menge auf zwei Drittel reduziert wird, bevor die
hocheffiziente Kodierung durchgeführt wird; und die Zahl der Blöcke pro
Video-Segment bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus wird so eingestellt,
dass sie vier Drittel der Zahl der Blöcke pro Video-Segment in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus
beträgt,
wodurch die Kompressionsrate bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
auf vier Drittel der Kompressionsrate in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus
eingestellt wird, so dass es möglich
wird, die Menge der Daten, die bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
aufgezeichnet werden sollen, auf die Hälfte der Menge der Daten zu
reduzieren, die in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus aufgezeichnet
werden sollen.
-
Beispiel 2
-
5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration für eine Aufnahmevorrichtung
für digitale
Signale gemäß einem
Beispiel, das keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, zeigt.
Die Aufnahmevorrichtung für
digitale Signale nach diesem Beispiel enthält statt der Verzögerungsschaltung 112 ein
digitales Filter 700.
-
Das
Verfahren nach diesem Beispiel unterscheidet sich von dem Verfahren
nach dem ersten Beispiel dadurch, dass das Luminanz-Signal einer A/D
Umwandlung unterworfen und dann die Frequenz-Komponenten des Luminanz-Signals
mit dem Hochpass-Band durch Verwenden des digitalen Filters 700 begrenzt
werden.
-
6 ist
ein Graph, der die Frequenz-Kennlinie des Luminanz-Signals nach
der A/D Umwandlung und die des Luminanz-Signals nach der digitalen Filterung
zeigt. In 8 gibt die Kurve 800 die
Kennlinie des Luminanz-Signals an, das bei dem Standard-Aufzeichnungs-Modus
bei einer Frequenz von 13,5 MHz abgetastet wurde. Die Kurve 801 zeigt
die Kennlinie des Luminanz-Signals, das bei dem LangzeitAufzeichnungs-Modus
mit einer Frequenz von 10,125 MHz abge tastet wurde; und die Kurve 802 gibt
bevorzugte Kennlinien des Luminanz-Signals bei dem LangzeitAufzeichnungs-Modus
an, die durch Begrenzen der durch die Kurve 801 angedeuteten Kennlinien
in dem Hochpass-Band durch Verwendung des digitalen Filters 700 erhalten
werden sollen.
-
Der
Verstärkungsfaktor
des Luminanz-Signals in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus wird gemäß dem Standard
REC601 so definiert, dass er bei einer Frequenz von 5,75 MHz oder
weniger 0 dB und bei einer Frequenz von 6,75 MHz–12 dB oder weniger beträgt (wie
durch die Kurve 800 angedeutet ist). Da die Abtastfrequenz
für das
Luminanz-Signal in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus drei Viertel
der Frequenz in dem Standard-Aufzeichnungs-Modus wird, wird der
Verstärkungsfaktor
des Luminanz-Signals in dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus gemäß dem Standard
REC601 bei einer Frequenz von 4,31 MHz oder weniger 0 dB und bei
einer Frequenz von 5,06 MHz–12
dB oder weniger (wie durch die Kurve 801 angedeutet ist).
-
Wie
jedoch in dem ersten Beispiel beschrieben wurde, wird die Kompression
der Daten bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus mit einer Kompressions-Rate
durchgeführt,
die vier Drittel der Kompressionsrate in dem Standard-AufzeichnungsModus
beträgt.
Falls die Daten nicht in einer geeigneten Weise verarbeitet werden,
kann deshalb keine ausreichende Menge an Kodes in den niedrigen
bis mittleren Frequenz-Bereichen zugeordnet werden, wodurch die
visuelle Qualität
des Videos – anders
als im Standard-Aufzeichnungs-Modus – wesentlich bzw. stark beeinflusst
wird, so dass die Qualität
des Videos verschlechtert wird. Um eine solche Verschlechterung zu
verhindern, werden die Frequenz-Komponenten in dem Hochpass-Band
von 5 MHz oder mehr durch Verwendung des digitalen Filters 700 ausreichend gedämpft, und
die Frequenz-Komponenten
in dem Band von 4 bis 5 MHz werden ebenfalls zu einem gewissen Grade
gedämpft,
um die Auslegung des Filters 700 zu vereinfachen. Als Ergebnis
hiervon können
die Kodes in einer solchen Menge, dass sie die Auflösung nicht
relevant verschlechtern, den niedrigen bis mittleren Frequenzbereichen
zugeordnet werden. Die spezifischen Kennlinien des digitalen Filters 700 können beliebig
ausgewählt
werden, während
die Qualität
des verarbeiteten Videos überprüft wird.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist es gemäß dem Verfahren nach diesem
Beispiel durch ausreichende Dämpfung
der Frequenz-Komponenten des Luminanz-Signals in dem Hochpass-Band bei dem Langzeit-Aufzeichnungs-Modus
möglich,
eine relevante Verschlechterung der Qualität des Videos während der
Kodierungs Verarbeitung zu verhindern.
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Beispiel 3
-
7 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration für eine Aufnahmevorrichtung
für digitale
Signale gemäß einem
dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. In 7 bezeichnen
die Bezugszeichen wie folgt: 1000 ist eine vereinfachte
Blockbildungs- bzw. Block-Einrichtung; 1001 ist eine Hilfsdaten-Hinzufügungs-Einrichtung; 1002 ist
eine Fehlerkorrektur-Codier-Einrichtung; 1003 ist eine
Aufnahme-Codier-Einrichtung; 1004 ist ein Aufnahme-Verstärker; 1005 ist
ein Aufnahme-Kopf; 1006 ist ein Magnetband; 1007 ist
ein Audio-Signal-Eingabe-Anschluss; 1008 ist
eine Audio-Signal-Codier-Einrichtung; 1009 ist eine Bandgeschwindigkeits-Steueranordnung;
und 1010 ist ein Bandbeförderungsmotor.
-
Nachfolgend
wird die Funktion der Aufnahmevorrichtung für digitale Signale des Beispiels
beschrieben werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Funktionen
der jeweiligen Komponenten, die durch 110 bis 115 und 117 bis 121 bezeichnet
werden, dieselben sind, wie diejenigen der Komponenten, die durch
dieselben Bezugszeichen im zweiten Beispiel bezeichnet werden. In
diesem Beispiel wird das digitale Filter 700, das in dem
zweiten Beispiel beschrieben wurde, zur Verarbeitung des Luminanz-Signals
eingesetzt. Wahlweise kann die Verzögerungsschaltung 112,
die in dem ersten Beispiel beschrieben wurde, stattdessen eingesetzt
werden.
-
8 zeigt
eine beispielhafte Anordnung einer Vielzahl an Makro-Blöcken in
dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus. In diesem Beispiel besteht das Luminanz-Signal pro Vollbild
aus 540 horizontalen Pixeln × 480
vertikalen Zeilen, während
ein Makro-Block aus 24 horizontalen Pixeln × 16 vertikalen Zeilen besteht.
Demgemäß ist ein
Vollbild in 675 Makro-Blöcke
unterteilt, d. h., 22,5 horizontale Makro-Blöcke × 30 vertikale Makro-Blöcke. In
diesem Fall ist die Zahl der horizontalen Pixel pro Vollbild nicht N-mal
so groß wie
die Zahl der horizontalen Pixel pro Makro-Block, so dass der Makro-Block
(MB44) an dem rechten Ende eine verlängerte Konfiguration in der
vertikalen Richtung hat.
-
In
dem Fall, in dem solch verlängerte
Makro-Blöcke,
wie die in 8 gezeigten, existieren, benötigt ein
herkömmliches
Verfahren eine größere Zahl
an Zeilen speichern, verglichen mit dem Fall der Verarbeitung gewöhnlicher
Makro-Blöcke.
-
Jedoch
ist es nach dem Verfahren dieses Beispiels möglich, den BlockbildungsVorgang
durch den Gebrauch einer vereinfachten Blockbildungs-Einrichtung 1000 zu
vereinfachen, und die Zahl der zu verwendenden Schaltungen zu unterdrücken.
-
9 ist
ein Blockdiagramm, das eine genaue Konfiguration für die vereinfachte
Blockbildungs-Einrichtung 1000 dieses Beispiels zeigt.
Wie in 9 gezeigt, enthält die vereinfachte Blockbildungs-Einrichtung 1000:
Einen Speicher 1202; eine Selektier-Einrichtung 1203;
eine Adressen-Steuerandordnung 1206; und einen Pseudo-Makro-Block-Detektor 1207.
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Wie
in 9 gezeigt, werden drei Arten von digitalen Video-Signalen
Y, R – Y,
und B – Y,
welche von einem Video-Signal-Eingabe-Anschluss 1201 eingegeben
werden, in den Speicher 1202 und die Adressen-Steueranordnung 1206 eingegeben.
Die Adressen-Steueranordnung 1206 erkennt einen effektiven
Pixelbe reich beruhend auf den horizontalen und vertikalen Synchronisations-Signalen
des Eingangs-Video-Signals, wobei dabei die Adressen so gesteuert
werden, dass die Video-Signale, die in den Speicher in die jeweiligen
horizontalen Zeilen eingegeben werden, in der Reihenfolge der Makro-Blöcke ausgelesen
werden. Demzufolge werden die Video-Signale von dem Speicher 1202 auf
einer Makro-BlockBasis ausgegeben. Die Makro-Blöcke, die in den Eingangs-Video-Signalen enthalten
sind, die von dem Speicher 1202 ausgegeben werden, werden hierin
als „EingangsMakro-Blöcke" bezeichnet.
-
Wenn
die Adresse des Makro-Blocks am rechten Ende in der horizontalen
Richtung innerhalb eines Vollbilds, d. h., der Region der zwölf Pixel
am rechten Ende von 11, von der Adressen-Steueranordnung 1206 ausgegeben
wird, gibt der Pseudo-Makro-Block-Detektor 1207 ein Pseudo-Makro-Block-Detektions-Signal
an die Selektiereinrichtung 1203. Wenn das Pseudo-Makro-Block-Detektions-Signal
nicht in die Selektiereinrichtung 1203 eingegeben wird,
gibt die Selektiereinrichtung 1203 den Eingangs-Makro-Block über einen
Ausgabe-Anschluss 1205 aus. Andererseits, wenn das Pseudo-Makro-Block-Detektions-Signal
in die Selektiereinrichtung 1203 eingegeben wird, gibt
die Selektiereinrichtung 1203 einen vorher bestimmten Wert über einen
Ausgabe-Anschluss 1205 aus.
Der Makro-Block, der den vorher bestimmten Wert hat, der von der
Selektiereinrichtung 1203 ausgegeben wird, wenn der Pseudo-Makro-Block detektiert
wird, wird hierin ein Pseudo-Makro-Block genannt werden.
-
In
diesem Beispiel wird der Makro-Block mit einer bestimmten Form an
dem rechten Ende in 8 durch einen Pseudo-Makro-Block
ersetzt, so dass es nicht nötig
ist, das Eingangs-Video-Signal von dem Speicher 1202 während der
Zeitdauer zu lesen. Deshalb wird keine Adress-Erzeugungseinrichtung
und keine Speicherregion zur Speicherung des Video-Signals für den Makro-Block
mit dieser speziellen Form benötigt.
Demzufolge gibt es keine Notwendigkeit zur Bereitstellung einer
Adress-Erzeugungseinrichtung oder zur Vergrößerung der Speicherkapazität, auch
wenn die Zahl der horizontalen oder vertikalen effekti ven Pixel
in einem Vollbild nicht N-mal so groß ist wie die Zahl der horizontalen
oder vertikalen effektiven Pixel in einem Makro-Block.
-
Nachfolgend
wird, Bezug nehmend auf 10, eine
beispielhafte Pseudo-MakroBlockbildungs-Einrichtung
(oder die Selektiereinrichtung 1203, die in 9 gezeigt
wird) beschrieben werden. In 10 bezeichnen
die Bezugszeichen wie folgt: 1301 ist ein Eingangs-Makro-Block-Eingabe-Abschnitt; 1302 ist
ein 128 Erzeugungs-Abschnitt; 1303 ist ein Pseudo-Makro-Block-Detektions-Abschnitt; 1304 ist
ein Schalter; und 1305 ist ein Makro-Block-Ausgabe-Abschnitt.
-
Wenn
das Pseudo-Makro-Block-Detektions-Signal nicht von dem Pseudo-Makro-Block-Detektions-Abschnitt 1303 eingegeben
wird, gibt der in 10 gezeigte Schalter 1304 den
Eingangs-Makro-Block aus, der von dem Eingangs-Makro-Block-Eingabe-Abschnitt 1301 in
den Makro-Block-Ausgabe-Abschnitt 1305 eingegeben wird. Andererseits
gibt der Schalter 1304 einen Wert von 128, der von dem
128 Erzeugungs-Abschnitt 1302 erzeugt wurde, an den Makro-Block-Ausgabe-Abschnitt 1305 aus,
wenn das Pseudo-Makro-Block-Detektions-Signal von dem Pseudo-Makro-Block-Detektions-Abschnitt 1303 eingegeben wird.
Demzufolge wird der Wert von 128 immer als Pixelwert des Pseudo-Makro-Blocks ausgegeben, wenn
der Pseudo-Makro-Block detektiert wird.
-
Durch
den Einsatz einer solchen Konfiguration werden alle Pixelwerte innerhalb
des Pseudo-Makro-Blocks auf 128 festgesetzt, so dass die Videokodierung
die Menge der Daten beträchtlich
reduziert. Deshalb ist es möglich,
Codewortdaten in anderen Eingangs-Makro-Blöcken an einen Teil des Codewortbereichs
zuzuweisen, an welchen der Pseudo-Makro-Block zugewiesen wird, wobei
dabei die Kompressionsrate des Eingangs-Makro-Blocks reduziert wird
und die Qualität
des wiedergegebenen Videos verbessert wird.
-
Folgerichtig
ist es in diesem Beispiel möglich,
durch Festsetzen des Pixelwertes des Pseudo-Makro-Blocks auf einen
konstanten Wert, die Qualität
des wiedergegebenen Videos in dem Eingangs-Makro-Block zu verbessern.
-
11 zeigt
eine beispielhafte Konfiguration für den Bildschirm, wenn solch
ein Pseudo-Makro-Block eingesetzt wird. Der Bereich für den Pseudo-Makro-Block wird durch
die Schraffur an dem rechten Ende in 11 gekennzeichnet.
In 11 werden alle Daten in dem Pseudo-Makro-Block-Bereich
bei einem Pixelwert von 128 wiedergegeben, so dass der Bereich als
ein horizontaler Leerbereich erkannt wird und keine visuellen Störungen hervorruft.
-
Die
Technik, einen Pseudo-Makro-Block aus diesem Beispiel zu einzusetzen,
ist auf beliebige Makro-Block-Strukturen oder Vollbild-Strukturen
anwendbar. Die Pixelwerte in dem Pseudo-Makro-Block sind nicht auf
128, wie in diesem Beispiel verwendet, beschränkt, sondern es kann ein beliebiger
Wert gewählt
werden. Die Pixelwerte innerhalb des Pseudo-Makro-Blocks können in
den jeweiligen kleinen Blöcken
verändert
werden.
-
In
einer Wiedergabe-Vorrichtung, an welche die vereinfachte Blockbildungs-Einrichtung 1000 angelegt
wird, können
die Pixelwerte in dem Pseudo-Makro-Block-Bereich durch einen beliebigen
Wert ersetzt werden und dann während
des Durchführung der
Wiedergabe-Betriebs in derselben Weise wie eine Codier-Einrichtung
ausgegeben werden.
-
12 ist
ein Blockdiagramm, das eine genaue Konfiguration für die Hilfsdaten-Hinzufügungs-Einrichtung 1001 dieses
Beispiels zeigt. Wie in 12 gezeigt,
enthält
die Hilfsdaten-Hinzufügungs-Einrichtung 1001:
Eine Hilfsdaten-Erzeugungseinrichtung 1501;
eine Hilfsdaten-Einfügeinrichtung 1502;
und eine Steuerandordnung 1503. Die digitalen Daten werden
in die Hilfsdaten-Einfügeeinrichtung 1502 über einen
Eingabe-Anschluss 1500 eingegeben, und ein Signal, in welches
die Hilfsdaten eingefügt
werden, wird von der Hilfsdaten-Einfügeeinrichtung 1502 über einen
Ausgabe-Anschluss 1504 ausgegeben. Die Modus-Information 101 wird in
den Hilfsdaten-Generator 1501 und die Steueranordnung 1503 über den
Modus-Information-Eingabe-Anschluss 1505 eingegeben.
-
In
diesem Beispiel wird von den Video-Daten angenommen, dass sie über den
Eingabe-Anschluss 1500 eingegeben werden und von der Menge
der Information in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus wird angenommen,
die Hälfte
der Menge der Information in dem Standard-Aufzeichnungsmodus zu
sein. In diesem Fall werden die Informationen aufgenommen, indem
beispielsweise zehn Spuren pro Vollbild in dem Standard-Aufzeichnungsmodus
und fünf
Spuren pro Vollbild in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus verwendet
werden.
-
Zuerst
wird ein Fall, in dem der Aufnahmevorgang in dem Standard-Aufzeichnungsmodus durchgeführt wird,
beschrieben werden. Hilfsdaten werden durch die Hilfsdaten-Erzeugungseinrichtung 1501 erzeugt.
Die Hilfsdaten werden in die codierten Video-Daten durch die Hilfsdaten-Einfügeeinrichtung 1502 eingefügt. Die
Position der Video-Daten, in welche die Hilfsdaten eingefügt wurden,
wird durch die Steueranordnung 1503 gesteuert.
-
13A zeigt schematisch die Position auf der Aufzeichnungsspur,
in welche die Hilfsdaten eingefügt
werden. Wie in 13A gezeigt, werden die Hilfsdaten
wiederholt und periodisch an die Position A und B von der Kopfspur
des Vollbilds eingefügt. Ganz
speziell, werden die Hilfsdaten in der Reihenfolge A→B→A→B→ ... eingefügt.
-
Weiter
wird ein Fall beschrieben, in dem der Aufnahmevorgang kontinuierlich
auf einer Spur in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus durchgeführt wird,
sofort nachdem der Aufzeichnungsvorgang auf derselben Spur in dem
Standard-Aufzeichnungsmodus
beendet wurde. In diesem Fall, wenn die Video-Daten für den Langzeit-Aufzeichnungsmodus eingegeben
werden, wird die Modusinformation 101, die von dem Modusinformation-Eingabe-Anschluss 1505 eingegeben
wird, von „0" (für den Standard-Aufzeichnungsmodus)
zu „1" (für den Langzeit-Aufzeichnungsmodus)
gewechselt. Anschließend
werden die Hilfsdaten für
den Langzeit-Aufzeichnungsmodus, die von dem Hilfsdaten-Erzeugungseinrichtung 1501 erzeugt
wurden, durch die Hilfsdaten-Einfügeeinrichtung 1502 an
die durch die Steueranordnung 1503 gesteuerte Einfügeposition eingefügt.
-
Ebenso
wie in dem Standard-Aufzeichnungsmodus werden die Hilfsdaten periodisch
an den verschiedenen Positionen der Kopfspur des Vollbilds eingefügt. In dem
Langzeit-Aufzeichnungsmodus steuert die Steueranordnung 1503 das
Einfügen bei
einer Periode von zwei Vollbildern, da die Anzahl der Aufzeichnungsspuren
pro Vollbild 2n + 1 (n = 1, 2, ...; in diesem Beispiel n = 2) ist.
Ganz speziell, wie in 13B gezeigt,
werden die Hilfsdaten in der Reihenfolge C→D→C→D→C in das Aufzeichnungs-Start-Vollbild
und in der Reihenfolge DEC→D→C→D in das
nächste
Vollbild eingefügt. Demzufolge
ist die Periode der Positionen, in welche die Hilfsdaten eingefügt werden,
dieselbe wie die in dem Standard-Aufzeichnungsmodus.
-
Andererseits
werden die Startpositionen der Standardaufzeichnung, in dem Fall,
in dem der Aufzeichnungsvorgang kontinuierlich auf einer Spur in dem
Standard-Aufzeichnungsmodus
durchgeführt wird,
sofort nachdem der Aufzeichnungsvorgang auf derselben Spur in dem
Langzeit-Aufzeichnungsmodus beendet wurde, durch die Steueranordnung 1503 gesteuert,
so dass die Standardaufzeichnung sofort nach einem Vollbild gestartet
wird, in welchem die letzte Einfügeposition
der Hilfsdaten die Position C ist, in dem eine Anzahl m an Vollbildern
(m = 2, 4, 6, ...; in diesem Beispiel m = 2) für den Langzeit-Aufzeichnungsmodus
als eine Editiereinheit verwendet wird. Das Aufzeichnungsmuster,
das auf diese Weise erhalten wird, ist in 13C gezeigt.
Wie in 13C gezeigt, wird die Periode
der Einfügepositionen
der Hilfsdaten in den beiden Abschnitten, in denen die Video-Daten
in dem Standard-Aufzeichnungsmodus aufgezeichnet werden und in den
Abschnitten, in denen die Video-Daten in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus
aufgezeichnet werden, aufrecht erhalten.
-
Wie
oben beschrieben ist es möglich
gemäß dem Verfahren
dieses Beispiels durch Steuerung der Einfügepositionen der Hilfsdaten
und die Zeitsteuerung zum Wechseln der Aufzeichnungsmodi, die Periode
der Einfügeposition
der Hilfsdaten aufrecht zu erhalten, auch wenn die Video-Daten auf
ein und dasselbe bandförmige
Aufzeichnungsmedium in beiden Modi aufgezeichnet werden. Demzufolge
können
die Hilfsdaten während
des Wiedergabevorgangs durch den üblichen Einsatz eines Detektors und
Detektions-Zeit-Steuerungen für
den Standard-Aufzeichnungsmodus erkannt werden, unabhängig davon,
ob die Video-Daten
in dem Standard-Aufzeichnungsmodus oder in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus
aufgenommen werden.
-
In
diesem Beispiel werden die Video-Daten durch den Einsatz von zehn
Spuren pro Vollbild in dem Standard-Aufzeichnungsmodus und fünf Spuren
in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus aufgezeichnet. Jedoch ist die
Zahl der verwendbaren Spuren nicht darauf beschränkt. Da die Menge an aufzunehmenden
Informationen in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus 1/m (m = 2, 4,
6, ...) so klein wie die Menge an aufzuzeichnenden Informationen
in dem Standard-Aufzeichnungsmodus
ist, kann die Zahl der Aufzeichnungsspuren in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus
allgemein durch 2n + 1 dargestellt werden, während die Zahl der Aufzeichnungsspuren
in dem Standard-Aufzeichnungsmodus allgemein durch m × (2n +
1) dargestellt werden kann. Es ist offensichtlich, dass dieselben
Effekte im Allgemeinen unabhängig
von der Anzahl der zu verwendenden Aufzeichnungsspuren erreicht
werden können.
-
In
diesem Beispiel wird von den aufzuzeichnenden Daten angenommen,
dass sie Video-Daten sind. Jedoch ist es offensichtlich, dass dieselben
Effekte erreicht werden können,
wenn andere Arten von Daten, wie Audio-Daten aufgezeichnet werden. Ein
Video-Signal, ein Audio-Signal oder dergleichen kann mittels eines
beliebigen Verfahrens, wie einer DCT, einer DPCM oder dergleichen,
komprimiert werden.
-
Die
genauen Inhalte einer Spur sind nicht genau in der obigen Beschreibung
genannt worden. Eine Spur kann beliebige Inhalte haben. Die Hilfsdaten
beste hen prinzipiell aus den Informationen, die für die Wiedergabe
von Audio-Daten, Video-Daten oder dergleichen, benötigt werden.
Jedoch können die
Hilfsdaten jeden beliebigen Inhalt haben.
-
Ein
angemessener Fehlerkorrektur-Code wird durch die Fehlerkorrektur-Codier-Einrichtung 1002 zu
den Daten hinzugefügt,
zu welchen die Hilfsdaten gemäß der Modusinformation 101 hinzugefügt wurden.
-
14 ist
ein Blockdiagramm, das eine genaue Konfiguration für die Aufzeichnungs-Codier-Einrichtung 1003 zeigt,
welche kein Teil der vorliegenden Erfindung ist. In 14 bezeichnen
die Bezugszeichen wie folgt: 1700 ist ein Dateneingabe-Anschluss; 1701 ist
ein Modusinformation-Eingabe-Anschluss; 1702 ist eine Adressen-Hinzufügungs-Einrichtung; 1703 ist
eine Vollbild-Steuer-Signal-Erzeugungseinrichtung;
und 1704 ist ein Aufzeichnungsdaten-Ausgabe-Anschluss. Nachfolgend wird
die Funktion der Aufzeichnungs-Codier-Einrichtung 1003 dieses
Beispiels beschrieben werden.
-
In
diesem Beispiel wird angenommen, dass Video-Daten eingegeben werden
und dass eine Ein-Vollbild-Steuerung in dem Standard-Aufzeichnungsmodus
durchgeführt
wird, während
eine Zwei-Vollbild-Steuerung in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus durchgeführt wird.
Jedoch kann die Steuerung in derselben Weise auf einer n-Vollbild-Basis
durchgeführt
werden.
-
Die
Vollbild-Steuerungs-Signal-Erzeugungseinrichtung 1703 erzeugt
ein Ein-Vollbild-Steuerungs-Signal,
wenn die Modusinformation 101 „0" ist, um das Vollbild mit anderen auf
einer Ein-Vollbild-Basis zu synchronisieren. Andererseits erzeugt
die Vollbild-Steuerungs-Signal-Erzeugungseinrichtung 1703 ein
Zwei-Vollbild-Steuerungs-Signal,
um die Vollbilder miteinander auf einer Zwei-Vollbild-Basis zu synchronisieren,
wenn die Modusinformation 101 „1" ist. In dem Fall, in dem das Eingangs-Video-Signal
ein zusammengesetztes Signal ist, kann das Zwei-Vollbild-Steuerungs-Signal
mit der Farb-Vollbild-Periode desselben synchronisiert werden.
-
Zurückverweisend
auf 7 wird die Verarbeitung von Audio-Daten beschrieben
werden. Wenn das von einem Audio-Signal-Eingabe-Anschluss 1007 eingegebene
Audio-Signal ein analoges Signal ist, wird das Audio-Signal einer
A/D-Umwandlung unterworfen
und dann mittels einer Audio-Signal-Codiereinrichtung 1008 verarbeitet.
Unnötig
zu sagen, dass es keine Notwendigkeit der Durchführung der A/D-Umwandlung gibt,
wenn das von dem Audio-Signal-Eingabe-Anschluss 1007 eingegebene
Audio-Signal ein digitales Signal ist. Das Audio-Signal wird einer Blockbildung unterzogen,
indem vorher bestimmte Audio-Signal-Verarbeitungen,
wie eine Filterung, eine Umstellung, eine Komprimierung und dergleichen,
wenn nötig,
gemäß der Modusinformation 101 durchgeführt wird,
um als Ausgabe Audio-Daten zu sein. Danach werden die Block-Daten
mittels des Fehlerkorrektur-Codiereinrichtungen 1002 fehlerkorrektur-kodiert;
eine Adresse zur Aufzeichnung wird zu den Daten mittels der Aufzeichnungs-Codier-Einrichtung 1003 hinzugefügt; und
die Daten werden mittels des Aufzeichnungs-Verstärkers 1004 verstärkt und
dann auf das Magnetband 1006 mittels des Aufzeichnungs-Kopfes 1005 aufgezeichnet.
-
Die
Bandgeschwindigkeits-Steuerandordnung 1009 bestimmt eine
BandbeförderungsGeschwindigkeit,
die für
die jeweiligen Modi entsprechend der Modusinformation 101 angemessen
ist, und steuert den Bandbeförderungs-Motor 1010.
-
In
diesem Fall werden die Audio-Daten auf die jeweiligen Spuren in
demselben Aufzeichnungs-Muster aufgezeichnet, wie dem, das in dem herkömmlichen
Beispiel beschrieben wurde. Jedoch hat das Muster, das tatsächlich auf
dem Band gebildet werden soll, möglicherweise
einen geringfügig verschiedenen
Spurwinkel, da die Bandbeförderungs-Geschwindigkeit
unterschiedlich ist.
-
Die
Sub-Code-Daten und die Hilfsdaten, welche auf einer Ein-Feld-Basis
oder auf einer Ein-Vollbild-Basis eingebaut werden, können auf
einer Zwei-Vollbild-Basis
gemäß des Zwei-Vollbild-Steuerungs-Signals
eingebaut werden. Um die Anordnung dieser Daten in derselben Weise
zu benutzen, wie die Daten mittels einer herkömmlichen Aufnahmevorrichtung
aufgezeichnet werden, besteht eine Adresse aus einer Vollbild-Adresse
zur Identifizierung eines Vollbilds, eine SpurAdresse, die an einer
Periode von zwei Vollbildern bereitgestellt wird und einer Block-Adresse,
die bei einer Periode einer Spur bereitgestellt wird. Zum Beispiel
können,
in einer Aufnahmevorrichtung, in welcher ein Vollbild aus zehn Spuren
besteht, die Vollbild-Adressen und die Spur-Adressen wie in 15A und 15B gezeigt, angeordnet
sein. In den 15A und 15B beginnen
die SpurAdressen mit 0 und derselbe Wert wird zwei benachbarten
Spuren zugewiesen, die unterschiedliche Azimute haben. Dasselbe
Ergebnis wird unabhängig
davon erhalten, wie die Werte zugewiesen werden. Demnach kann die
Zuordnung mit jedem anderen Wert begonnen werden; der Wert kann in
jeder Spur geändert
werden; und der Wert kann zunehmen oder abnehmen. In diesem Beispiel
wird das Aufzeichnungs-Muster für
eine Spur, die in 16 gezeigt ist, angewendet.
Jedoch kann dasselbe Ergebnis in jeder Form erreicht werden, wie
der Anzahl der Sektoren. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Adresse hinzugefügt nachdem die Fehlerkorrektur-Kodierung
durchgeführt
wurde. Jedoch können,
wenn die Aufzeichnung in der Reihenfolge des Hinzufügens einer
Adresse durchgeführt
wurde, die Fehlerkorrektur-Kodierung in Bezug auf die Adresse und
die Daten, und die Erstellung einer Parität, dieselben Effekte erzielen.
-
In
dem Fall, in dem ein derzeitig benutztes TV-Signal, welches ein
System aus 525 Zeilen und 60 Feldern hat, aufgezeichnet wird, können die n-Vollbilder
des TV-Signals auf zehn Spuren aufgezeichnet werden, während in
dem Fall, in dem ein derzeitig benutztes TV-Signal, das ein System
aus 625 Zeilen und 50 Feldern hat, aufgezeichnet wird, n-Vollbilder
des TV-Signals auf zwölf
Spuren aufgezeichnet werden können.
In solch einem Fall kann n in dem Standard-Aufzeichnungsmodus 1 sein und kann n
in dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus 2 sein.
-
Wie
oben beschrieben, kann, gemäß dem Verfahren
dieses Beispiels, durch Komprimierung eines Video-Signals bei einer
Rate, die n-mal höher
ist als eine herkömmliche
Rate und durch Einsatz einer Spur-Adresse zur Bezeichnung einer
Spur bei einer Periode von n-Vollbildern, die Aufzeichnung für eine längere Zeit
als der herkömmlichen
Zeit durchgeführt werden.
Zusätzlich
werden, bei gewöhnlicher
Benutzung einer Aufnahmevorrichtung mit derselben Konfiguration
in dem Standard-Aufzeichnungsmodus und dem Langzeit-Aufzeichnungsmodus,
fast keine Schaltungen benötigt,
die zusätzlich
bereitgestellt werden müssen,
außer
den Schaltungen, die für
eine hohe Komprimierung nötig
sind. Außerdem
kann jedes Verfahren zur Komprimierung eines Video-Signals und eines
Audio-Signals verwendet werden.