NL192069C - Inrichting voor het registreren van een digitaal videosignaal in schuin verlopende sporen op een magnetische band. - Google Patents

Description

1 192069

Inrichting voor het registreren van een digitaal videosignaal in schuin verlopende sporen op een magnetische band

De uitvinding heelt betrekking op een inrichting voor het registreren van een videosignaal op een magneti-5 sche band omvattende middelen voor het in digitale vorm omzetten van het videosignaal, middelen voor het verdelen van respectievelijke delen van het gedigitaliseerde videosignaal over ten minste twee kanalen waarbij elk van die ten minste twee kanalen kode-omzetmiddelen bevat voor het in een kode omzetten van dat deel van het gedigitaliseerde videosignaal dat aan het respectievelijke kanaal is toegewezen teneinde de laagfrequente componenten van het gedigitaliseerde videosignaal te beperken, en middelen voor 10 registratie van de kanalen in evenwijdige sporen die zich schuin over de magnetische band uitstrekken.

Een dergelijke inrichting is bekend uit NHK Laboratories Note, Serial No. 236, April 1979. In de aldus bekende inrichting is de kode voor het beperken van laagfrequente componenten van het gedigitaliseerde videosignaal een NRZ-kode. In de bekende inrichting wordt tussen twee naastgelegen sporen steeds een beveiligingsband gelaten om zo het optreden van overspraak tussen deze twee sporen te onderdrukken. De 15 aanwezigheid van de beveiligingsbanden heeft echter nadelige gevolgen voor de registratiedichtheid van de op de band geregistreerde informatie.

De uitvinding stelt zich ten doel de registratiedichtheid te vergroten terwijl toch het optreden van overspraak tussen naastgelegen sporen wordt onderdrukt.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt doordat de kanalen zonder tussenkomst van beveiligings-20 banden in de evenwijdige sporen geregistreerd worden en de delen van het gedigitaliseerde videosignaal in elk van de evenwijdig gelegen sporen geregistreerd worden met een azimuthoek die verschilt van de azimuthoek van de registratie in de beide naastgelegen sporen.

Opgemerkt wordt dat het achterwege laten van beveiligingsbanden tussen evenwijdige sporen die zich schuin over de magnetische band uitstrekken, waarbij de azimuthoek van de registratie van een deel van 25 een videosignaal in een spoor verschilt van de azimuthoek van de registratie in de beide naastgelegen sporen, op zich bekend is uit het Amerikaanse octrooischrift 4.012.771. Hierbij gaat het echter om delen van een analoog videosignaal die ter vermijding van overspraak tussen de sporen op draaggolven met verschillende frequenties zijn gebracht.

30 De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nuvolgende beschrijving aan de hand van de tekening van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding zich echter niet beperkt. In de tekening tonen:

Figuur 1 een schematische weergave van een magneetband ter verduidelijking van de relatie tussen een magneetkop en een registratiespoor bij een videobandapparaat van een bekend type,

Figuur 2 een grafiek ter vergelijking van de bij een videobandapparaat van bekend type, resp. een 35 dergelijk apparaat volgens de uitvinding, optredende overspraakverschijnselen,

Figuur 3A en 3B schematische weergaven ter verduidelijking van de spoorvolgrelatie bij een videobandapparaat van bekend type, resp. een videobandapparaat volgens de uitvinding,

Figuur 4A-4D enige door formaatomzetting verkrijgbare coderingsformaten,

Figuur 5 en 6 het frequentiespectrum voor verschillende coderingsformaten, 40 Figuur 7 een blokschema van een uitvoeringsvorm van het signaalopneemstelsel van een videobandapparaat volgens de uitvinding,

Figuur 8 een blokschema van een uitvoeringsvorm van het signaalweergeefstelsel van een videobandapparaat volgens de uitvinding,

Figuur 9 en 10 schematische weergave ter verduidelijking van de positie van de verschillende magneet-45 koppen, als voorgesteld door de uitvinding,

Figuur 11 een schematische weergave, op grotere schaal, van een bandgedeelte ter verduidelijking van het bij toepassing van de uitvinding verkregen registratiesporenpatroon,

Figuur 12-14 enige bij een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toegepaste, digitale signaai-formaten en 50 Figuur 15 een andere uitvoeringsvorm van een bij toepassing van de uitvinding verkrijgbaar registratiesporenpatroon.

Voorafgaande aan een nadere beschrijving van de uitvinding volgt eerst een beschouwing van enige factoren, waarmee de bij een digitaal videobandapparaat rekening dient te worden gehouden ter verkrijging 55 van een hoog bandgebruiksrendement en een gering bandveibruik.

I. Bij transmissie van een digitaal signaal geldt het volgende: a. Indien de signaal/ruis-verhouding, waarbij het signaal ais piek-piekwaarde en de ruis als effectieve 192069 2 waarde wordt beschouwd, voor een transmissieweg meer dan 20 dB bedraagt, kan bij benadering een bitfoutwaarschijnlijkheid van minder dan 1 x 10'7 worden verwacht.

b. Bij transmissie in digitale vorm van een videosignaal bedraagt de toelaatbare bitfout bij benadering 1 x ΙΟ7.

5 Dit wil zeggen, dat het ook bij een digitaal videobandapparaat noodzakelijk is, dat de signaal/ruis- verhouding van een door een weergeefvereffeningschakeling afgegeven digitaal signaal beter dan ongeveer 20 dB is.

II. Ter verkrijging van een hoog bandgebruiksrendement dient bij een digitaal videobandapparaat signaalopname met hoge bitdichtheid te worden toegepast. Ter verkrijging van een hoge bitdichtheid of 10 bitregistratiedichtheid, dient het aantal per oppervlakte-eenheid van een magneetband op te nemen bits te worden vergroot.

A. Indien het aantal per oppervlakte-eenheid van de magneetband opgenomen bits gelijk S is, kan dit aantal bits per oppervlakte-eenheid of bitregistratiedichtheid S worden weergegeven als: S = L . T, waarbij L de lineaire bitregistratiedichtheid of bitdichtheid, dat wil zeggen het aantal per zich in de registratiespoor- 15 iangsrichting uitstrekkende lengte-eenheid opgenomen bits, en T de registratiespoordichtheid is, dat wil zeggen het aantal per zich in de breedterichting van het registratiespoor uitstrekkende lengte-eenheid op de magneetband opgenomen registratiesporen.

B. Omtrent de lineaire dichtheid L kan in het algemeen worden gesteld, dat ter verkrijging van een hoge bitregistratiedichtheid in een registratiespoor met opname bij korte golflengte dient te worden gewerkt.

20 Wanneer een magneetband met een magnetische laag van voldoende dikte wordt beschouwd, gelden de volgende feiten: a. Het aantal magnetische deeltjes, dat de magnetische flux naar een uitleesmagneetkop zal beïnvloeden, neemt bij benadering evenredig met een quadraat van de golflengte toe.

b. De door de uitleesmagneetkop afgegeven signaalspanning neemt evenredig met een aantal 25 magnetische deeltjes toe, terwijl de ruisspanning evenredig met de vierkantswortel van het aantal magnetische deeltjes toeneemt.

c. Indien wordt verondersteld, dat de magneetband zelf als enige ruisbron functioneert, zal de signaal/ ruis-verhouding van een uitgelezen digitaal signaal derhalve evenredig met de golflengte toenemen.

d. De signaal/ruis-verhouding van het toegepaste versteikingsstelsel is eveneens bij benadering 30 evenredig met de golflengte.

Bij een constante registratiespoorbreedte geldt derhalve, dat de signaal/ruis-verhouding evenredig met de signaalopneemgolflengte toeneemt (bij een constante verplaatsingssnelheid van de magneetband ten opzichte van de magneetkop betekent een toenemende signaalopneemgolflengte en kleiner wordende opneemf requentie).

35 C. Omtrent de registratiespoordichtheid T kan worden opgemerkt: a. Bij keuze van een geringe registratiespoorbreedte zullen zowel de door de uitleesmagneetkop afgegeven signaalspanning als de bandruisspanning evenredig met de registratiespoorbreedte afnemen.

b. Indien wordt verondersteld, dat alle ruis slechts uit de magneetband afkomstig is, zal de ruisspanning evenredig met de vierkantswortel van de registratiespoorbreedte zijn. In verband daarmede zal de 40 signaal/ruis-verhouding van het uitgelezen digitale signaal evenredig met vierkantswortel van de registratiespoorbreedte zijn.

c. De inductantie van de uitleesmagneetkop verloopt bij benadering evenredig met de magneetkop-orgaandikte (registratiespoorbreedte).

d. Wanneer de inductantie van de uitleesmagneetkop een constante waarde heeft, zal het aantal 45 windingen per magneetkopwikkeling omgekeerd evenredig met de vierkantswortel van de registratiespoorbreedte zijn.

e. De magnetische flux, welke de wikkeling treft, is evenredig met de registratiespoorbreedte, zodat de in de uitleesmagneetkop geïnduceerde spanning evenredig met de vierkantswortel van de registratiespoorbreedte is.

50 f. Indien de inductantie van de uitleesmagneetkop een constante waarde heeft, zal de door de magneetkop versterkte afgegeven ruis een constante waaide hebben.

g. Indien de magneetkopversterker als enige misbron werkt, zal de signaal/ruis-verhouding van het uitgelezen digitale signaal deihaive evenredig met de vierkantswortel van de registratiespoorbreedte zijn.

Uit het voorgaande volgt, dat indien de bandruis en de versterkerruis onafhankelijk van elkaar zijn, de 55 signaal/ruis-veihoudtng van het uitgelezen digitale signaal evenredig met de vierkantswortel van de registratiespoorbreedte is.

Uit de voorafgaande beschouwing blijkt, dat ter verhoging van de bitregistratiedichtheid S aan de 3 192069 volgende voorwaarden dient te worden voldaan: A. De registratiespoorbreedte dient zo klein mogelijk te zijn ter verkrijging van een hoge registratiespoor-dichtheid.

B. De signaalopneemgolflengte dient zoveel mogelijk niet te klein te zijn om een ongebreidelde toename 5 van de lineaire bitdichtheid L te verhinderen.

III. Indien voor de registratiespoordichtheid T een hoge waarde wordt gekozen, waardoor de bit-registratiedichtheid S wordt vergroot, doen zich de beide volgende problemen voor: a. Aangezien in dat geval de tussen twee aangrenzende registratiesporen toegepaste beveiligingslaand een zeer geringe breedte krijgt, zal de als gevolg van fluxlek uit aangrenzende registratiesporen optredende 10 overspraak toenemen.

b. Aangezien de registratiespoorbreedte een kleine waarde krijgt, wordt de spoorvolging bij signaal· weergave moeilijker.

Vervolgens zal enige aandacht aan tussen aangrenzende registratiesporen optredende overspraak· verschijnselen, als zojuist genoemd onder lll.a, worden besteed. Daarbij wordt verondersteld, dat het 15 verwijzingscijfer 1 in figuur 1 van de bijbehorende tekening betrekking heeft op een uitleesmagneetkop, terwijl het verwijzingscijfer 2 op een registratiespoor betrekking heeft. Wanneer nu wordt uitgegaan van de volgende definities: E is het niveau van een waar signaal; Ec is het niveau van een overspraaksignaai; λ is de golflengte van het ware signaal; W is de magneetkopbreedte; x is de beschermingsbandbreedte; en AW is de breedte van het door lekflux op de magneetband gemagnetiseerde gebied, kan voor de overspraak 20 worden geschreven:

Ct = 20 log (EJE) = A + B.xAJdBr, waarbij 1 X . (W^W) -b f] 25 A = 20 log [^ · 5 eb 2λ (1 -e b λ )e ον uAW' K = W + ^0-e D 2λ}

x»AW

AW = 0,67 λ 30 b = 6,9 ) B = -60 Γ proefondervindelijk benaderde waarden

Voor W = 40 micron en x = 20 micron en een bandaftastsnelheid van 25,59 m/s krijgt de frequentie-35 karakteristiek voor de theoretische overspraak volgens de hiervoor gegeven vergelijking ongeveer de gedaante van de kromme C1 in de grafiek volgens figuur 2.

Omtrent de hiervoor onder lll.b genoemde spoorvolgnauwkeurigheid kan worden gesteld, dat bij kleiner wordende registratiespoorbreedte het risico groter wordt, dat de uitleesmagneetkop zich van een regtstratie-spoor verwijdert. Het gevolg daarvan is, dat de overspraak uit het aangrenzende registratiespoor in 40 aanzienlijke mate toeneemt. De spoorvolgnauwkeurigheid kan worden verbeterd door toepassing van verschillende servo-besturingsmethoden, doch wordt in hoofdzaak bepaald door de mechanische nauwkeurigheid, hetgeen een aanzienlijke nadelige invloed heeft op de mogelijkheid om de registratiedichtheid te vergroten.

Voor signaalopname van normaal type vormen de resp. onder lll.a en lll.b genoemde factoren derhalve 45 beperkingen in die zin, dat de noodzakelijke minimale registratiespoorbreedte en beschermingsbandbreedte reeds bepaald zijn, zodat de mogelijkheden ter vergroting van de bitregistratiedichtheid beperkt zijn.

In verband hiermede is de onderhavige uitvinding er op gericht, tot een nieuwe wijze van opname van een digitaal videosignaal bij hoger registratiedichtheid te komen.

Bij de onderhavige uitvinding vindt eerst verdeling van het door omzetting van een analoog videosignaal 50 verkregen, digitale signaal over een aantal kanalen plaats. Daarna wordt de aldus verdeelde videoinformatie meerkanalig opgenomen, waarbij aangrenzende registratiesporen op de magneetband in aanraking met elkaar verkeren en onder verschillende azimuth-hoek worden opgenomen. Voor ieder kanaal wordt echter codeformaatomzetting toegepast ter verkrijging van een zo gering mogelijk aantal laagfrequentcomponenten. Indien de azimuth-hoek tussen de opneemmagneetkop 1 en het registratiespoor 2 de waarde Θ, kan het 55 azimuth-hoekveriies L* worden weergegeven door: 192069 4 sinus :n^kg Θ

La = 20 log -[dB], ytg0 5

Indien de snelheid van de magneetkop ten opzichte van de magneetband constant is, zal bij toenemende frequentie derhalve ook het azimuth-hoekveriies La toenemen.

Figuur 3 toont een voorbeeld van de overspraak uit aangrenzende registratiesporen in het geval, waarbij voor de registratiespoorbreedte W een waarde van 60 micron is gekozen, geen beschermingsband wordt 10 toegepast en de voor opname in aangrenzende registratiesporen gekozen azimuth-hoek 0 14° is; het resultaat wordt weergegeven door de kromme C2 in figuur 2. Op soortgelijke wijze toont de kromme C3 in figuur 2 de overspraak uit aangrenzende registratiesporen in het geval, waarin de registratiespoorbreedte W = 40 micron is, de breedte x van een beschermingsband gelijk 20 micron is en voor de azimuth-hoek Θ een waarde nul is gekozen, zoals figuur 3B laat zien. Daarbij is de verplaatsingssnelheid ten opzichte van de 15 magneetband gelijk aan die in het geval, waarvoor de kromme C1 volgens figuur 2 is verkregen.

Zoals de krommen C1 - C3 met meetwaarden laten zien, geldt voor het laagfrequente gebied, dat wil zeggen het gebied van frequentie tot ongeveer 2 MHz, dat de overspraak uit aangrenzende registratiesporen met toenemende frequentie afneemt door azimuth-hoekveriies. In het gebied met hogere frequentie dan 2 MHz neemt de overspraak echter weer toe als gevolg van parasitaire koppeling tussen de beide 20 magneetkoppen, de beide kanalen, en dergelijke.

Bij normale signaalopname onder toepassing van beschermingsbanden, als weergegeven door de kromme C3 volgens figuur 2, zal de overspraak voor het gebied met frequenties tot 200 KHz samenvallen met de door de kromme C1 weergegeven, theoretische waarde voor de overspraak; in het gebied met hogere frequenties dan 200 KHz begint vooral overspraak tussen de kanalen een rol te spelen.

25 Bij vergelijking van de krommen blijkt, dat in het gebied met frequenties van minder dan ongeveer 1 MHz de overspraak, welke optreedt bij signaalopname onder toepassing van azimuth-hoekveriies, met een bedrag van slechts 4-6 dB hoger ligt dan in het geval van normale signaalopname, terwijl in het hoger gelegen frequentiegebied praktisch geen verschil in overspraak valt te constateren.

Dit wil zeggen, dat voor eenzelfde registratiespoorsteekwaarde (= de afstand tussen opeenvolgende 30 registratiesporen) geen groot verschil in overspraak tussen normale signaalopname en signaalopname onder toepassing van azimuth-hoekveriies optreedt.

Omtrent signaalweergave kan echter worden gesteld, dat het signaalweergeefniveau in geval van signaalopname onder toepassing van azimuth-hoekveriies bij eenzelfde registratiespoorsteekwaarde aanzienlijk hoger ligt, zulks als gevolg van de beschermingsbandbreedte; daardoor wordt de signaal/ruis-35 verhouding gunstig.

Bij het geval volgens figuur 3A blijkt de signaal/ruis-verhouding bijvoorbeeld ten opzichte van die bij het geval volgens figuur 3B hoger te liggen met het bedrag 20 log 1,76 dB.

40

In geval van een bij signaalweergave optredende spoorvolgfout, waarbij de magneetkop 1 over de helft van de registratiespoorsteekwaarde is verplaatst, zoals in figuur 3 is weergegeven, zal, wanneer de signaalopname onder toepassing van azimuth-hoekveriies heeft plaatsgevonden, zelfs bij aftasting van het aangrenzende registratiespoor door de magneetkop 1 slechts een beperkt verlies aan signaal/ruis-45 verhouding optreden, zulks als gevolg van het azimuth-hoekveriies. Bij normale signaalopname, als weergegeven in figuur 3B, zal de signaal/ruis-verhouding echter dalen tot 0 dB.

In verband met het voorgaande kan worden gesteld, dat signaalopname onder toepassing van azimuth-hoekveriies van voordeel is bij het optreden van een spoorvolgfout. Indien het toelaatbaar is, dat de signaal/ruis-verhouding in geval van een spoorvolgfout daalt tot praktisch die bij normale signaalopname, 50 verschaft signaalopname bij azimuth-hoekveriies derhalve de toepassing van een kleine registratiespoorsteekwaarde, dat wil zeggen van een hoge bitregistratiedichtheid.

Uit het voorgaande wordt nu duidelijk, dat signaalopname onder toepassing van azimuth-hoekveriies en zonder toepassing van beschermingsbanden voldoende is ter verkrijging van een hoge bitregistratiedichtheid en een goede spoorvolging.

55 Bij toepassing van azimuth-hoekveriies tijdens de signaalopname geldt echter als randvoorwaarde, dat indien door de toegepaste azimuth-hoek Θ een te hoge waarde wordt gekozen, de effectieve opneem-golflengte λθ een te kleine waarde krijgt, volgende uit de vergelijking λβ = Xcos Θ. Dit wil zeggen, dat de 5 192069 praktisch bereikbare registratiedichtheid daalt en bovendien, dat de signaalopname licht beïnvloedbaar is door afstandsveriies en magneetkopspleetverlies. In verband daarmede mag de azimuth-hoek Θ tussen aangrenzende registratiesporen niet te groot worden gekozen. Experimenteel is vastgesteld, dat de azimuth-hoek Θ tussen 10° en 30° dient te liggen, hetgeen voldoende is voor het beoogde doel.

5 Samenvattend kan worden gesteld, dat ter verkrijging van signaalopname bij hoge registratiedichtheid en goede spoorvolgeigenschappen kan worden gewerkt met azimuth-hoekveriies bij een geschikte, realiseerbare azimuth-hoekwaarde.

Volgens de uitvinding vindt nu opname van in digitale vorm gebrachte video-informatie zonder toepassing van de beschermingsbanden en onder toepassing van een azimuth-hoekveriies bij een voorafgaande 10 azimuth-hoek plaats.

Bij een lage opneemfrequentie neemt het azimuth-hoekveriies echter af; zoals de kromme C2 in figuur 2 laat zien, zal de tussen de aangrenzende registratiesporen optredende overspraak met dalende frequentie toenemen. Deze overspraak tussen aangrenzende registratiesporen kan worden beschouwd als een ruisbron, waardoor de signaal/ruis-verhouding bij uitlezing van een waar of gewenst signaal wordt vermin-15 derd.

Zoals in het voorgaande is uiteengezet, dient de voor uitlezing van een digitaal signaal noodzakelijke signaal/ruis-verhouding meer dan 20 dB te bedragen. Dit heeft tot gevolg, dat de overspraak een niveau van minder dan ongeveer -30 dB dient te hebben, zodat opname en weergave van een laagfrequentie signaal, waarbij een overspraak van meer dan -30 dB optreedt, niet gewenst is. In geval van signaalopname onder 20 toepassing van azimuth-hoekveriies, als weergegeven door de kromme C2 in figuur 2, zal de overspraak slechts voor frequenties van meer dan 1 MHz een lagere waarde dan -30 dB hebben, zodat het onmogelijk is om digitale signaalcomponenten met frequenties van minder dan 1 MHz op deze wijze op te nemen en weer te geven. Het door omzetting uit een analoog videosignaal verkregen, digitale signaal bevat echter een aanzienlijk aantal componenten met frequenties van minder dan 1 MHz.

25 In verband daarmede is het bij toepassing van de uitvinding van belang, dat de laagfrequentie signaalcomponenten van een digitaal signaal, welke componenten een schadelijke overspraak tussen een opeengrenzende registratiesporen kunnen veroorzaken, worden gereduceerd. Daartoe wordt bij de uitvinding formaatomzetting, dat wil zeggen omzetting van het coderingsformaat, van het digitale signaal toegepast.

30 Voor een dergelijke formaatomzetting zijn reeds verschillende methoden voorgesteld. Indien het oorspronkelijke, dat wil zeggen door omzetting van een analoog signaal verkregen, digitale signaal een zogenaamd NRZ-signaal (Non-Retum-to-Zero) is, zoals figuur 4A laat zien, zullen de door coderingsformaat-omzetting verkregen signalen, bijvoorbeeld een tweefasig gecodeerd signaal, een signaal in de Miller-code en een signaal in de Mz-code (gemodificeerd Miller-code-signaal, resp. de gedaante volgens de figuren 4B, 35 4C en 4D hebben, waarvan de frequentiespectra in figuur 5 zijn weergegeven. In figuur 5 vertegenwoordigt τ de bitperiodeduur, fs de bemonsterfrequentie en fn de Nyquistfrequentie. Bij de analoog/digitaal-omzetting wordt het digitale signaal in parallelvorm verkregen, doch voorafgaande aan de signaalopname vindt omzetting van het signaal uit de parallelvorm in de serievorm plaats, zodat de bemonsterfrequentie fs de inpulsherhalingsfrequentie van het desbetreffende seriesignaal vormt; dit heeft tot gevolg, dat de bemon-40 sterfrequentie fs bij de analoog/digitaal-omzetting wordt vermenigvuldigd met het aantal bits per monster.

Figuur 6 toont een grafiek van frequentiespectrum in geval van β-10-bits-omzetting van het oorspronkelijke digitale signaal, waarbij de theoretische waarde met een gebroken lijn en de gemeten waarde met een volle lijn is weergegeven.

Volgens de grafieken in de figuur 5 en 6 wordt het aantal laagfrequente componenten bij de omzettingen 45 van het coderingsformaat in vergelijking met het coderingsformaat van het oorspronkelijke signaal (NRZ-signaal) verminderd. Zo geldt bijvoorbeeld in geval van 8-10-bits-omzetting (zie figuur6), dat indien voorde frequentie een zodanige waarde wordt gekozen, dat fs = 38,4 MHz (de betekenis van deze frequentiewaarde zal nog worden toegelicht), de afsnijdfrequentie (dat wil zeggen de frequentie, waarbij de spectraalwaarde een half heeft) in het laagfrequente gebied een waarde van ongeveer 1,3 MHz heeft, zoals figuur 6 laat 50 zien; voor lagere frequenties dan deze afsnijdfrequentie nemen de spectraalwaarden snel af.

De uitvinding past een dergelijke vermindering of verlaging van de laagfrequente spectrum componenten van het digitale signaal toe ter verbetering van die spectrumcomponenten, waarvoor aanspraakeliminatie door azimuth-hoekveriies op effectieve wijze mogelijk is, en voorts ter verkrijging van beschermingsbandvrije signaalregistratie, zodanig, dat bij de signaalopname een hoge bitregistratiedichtheid wordt verkregen; 55 daartoe wordt het digitale signaal over een aantal kanalen verdeeld en meersporig opgenomen.

Dit zal nu worden verduidelijkt aan de hand van de bijbehorende tekening.

Figuur 7 toont het blokschema van een uitvoeringsvorm van het signaalopneemstelsel van een 192069 6 videobandapparaat volgens de uitvinding. Daarbij wordt een via een ingangsaansluiting 11 ontvangen kleurenvideosignaal toegevoerd aan een ingangsbewerkingseenheid 12 voor afscheiding van synchronisatie· impulsen en het kleursalvosignaal. Deze afgescheiden signalen worden toegevoerd aan een klokimpuls-opwekschakeling 21, welke een met het kleursalvosignaal synchrone klokimpuls afgeeft, waarvan de 5 impulsherhalingsfrequentie viermaal die van het kleursalvosignaal bedraagt. Deze klokimpulsen met de frequentie 4^ en de synchronisatie-impulsen worden toegevoerd aan een stuursignaalopwekschakeling 22 voor vorming van op de beeldregel, het beeldraster, het videobeeld en het kanaal betrekking hebbende identificatiesignalen, bemonsterimpulsen en verschillende tijdsritme-impulsen, welke aan verschillende schakelingselementen worden toegevoerd.

10 De ingangsbewerkingseenheid 12 voert het kleurenvideosignaal toe aan een analoog/digitaal-omzetter 13. Aangezien de bemonsterfrequentie gelijk 4Feo is en voorts voor geldt: 455 fsc = z£~ (^h is de beeldregelaftastfrequentie), bedraagt het aantal bemonsteringen per beeldregelaftastperiode 910. Aangezien bemonstering tijdens het horizontale onderdrukkingsinterval overbodig is, wordt voor het aantal bemonsteringen van het effectieve 15 videodeel van de horizontale aftastperiode de waarde 768 gekozen, zoals figuur 12 laat zien. In deze figuur heeft het verwijzingssymbool HD betrekking op een horizontale-synchronisatie-impuls, terwijl het symbool BS op het kleursalvosignaal betrekking heeft.

Hoewel het aantal beeldregels per beeldraster gelijk is 262,5 worden 10,5 beeldregels in beslag genomen door de vertikale synchronisatie-impuls en de vereffeningsimpulsen. Tijdens de verticale 20 terugslagperiode, worden testsignalen van het type VIR, WIT en dergelijke ingevoegd, welke als effectieve informatiesignalen kunnen worden beschouwd. In verband daarmede wordt voor het aantal effectieve videobeeldregels per beèldrasterperiode een waarde 252 gekozen, zodanig, dat tijdens een oneven genummerd beeldraster de 12de t/m de 263ste beeldregel als effectieve videobeeldregels worden beschouwd, terwijl tijdens een even genummerd beeldraster de 247ste t/m 255 beeldregel als effectieve 25 videobeeldregels worden beschouwd.

Door de omzetter 13 wordt het kleurenvideosignaal in overeenstemming met het voorgaande bemonsterd en voorts aan analoog/digitaal-omzetting onderworpen tot een gekwantificeerd signaal, bijvoorbeeld een 8-bits digitaal signaal in parallelvorm per monster.

Dit aldus door de omzetter 13 afgegeven, digitale signaal in parallelvorm, dat een impulscode gemodu-30 teerd signaal vomit, wordt toegevoerd aan een koppeleenheid 14 voor herhaaldelijke verdeling over vier kanalen A-D per bijvoorbeeld steeds één monster. Dat wil zeggen, dat van de 768 monster van een beeldregel de monsters (4n + 1) aan het kanaal A, de monster (4n + 2) aan het kanaal B, de monsters (4n + 3) aan het kanaal C en de monsters (4n + 4) aan het kanaal D worden toegewezen, waarbij n = 0 - 191. In de kanalen A-D worden de van de koppeleenheid 14 afkomstige, digitale signalen toegevoerd aan 35 tijdbasiscompressieschakelingen 15A-15D voor tijdbasiscompressie volgens de verhouding 41/44, welke nog nader zal worden beschreven. De aldus aan tijdbasiscompressie onderworpen, digitale signalen van de vier kanalen worden sequentieel toegevoerd aan fourtcorrectiecodeereenheden 16A-16D en opneem-bewerkingseenheden 17A-17D voor resp. omzetting in signalen met een coderingsformaat volgens de figuren 13 en 14.

40 Figuur 13 toont het coderingsformaat voor de op één beeldraster betrekking hebbende signalen volgens een verdeling van 13 x 22 informatieblokken, welke ieder bestaan uit twee informatiedeelblokken SB en betrekking hebben op de kleurvideosignaalinformatie van een vierde beeldregel, zodat ieder informatiedeel-blok SB de informatie van 1/8 beeldregel bevat. Zoals figuur 14 laat zien, omvat een deelblok SB een bloksynchronisatiesignaal SYNC van 24 bits, een groep identificatiesignalen ID en een blokadressignaal AD 45 van te zamen 16 bits, 768 informatiebits (96 monsters) en een CRC-code van 32 bits, welke in de hier genoemde volgorde zijn gegroepeerd.

Daarbij dient het bloksynchronisatiesignaal SYNC voor het tot stand brengen van de synchronisatie welke bij weergave/ontvangst nodig is voor afscheiding van de identificatie- en adressignalen ID en AD, de effectieve informatie en de CRC-code, waarbij het identificatiesignaal ID het desbetreffende kanaal of 50 registratiespoor A-D identificeert en signaleert of de desbetreffende beeldregel, het beeldraster en het videobeeld oneven- of even genummerd zijn, terwijl het blokadressignaal AD het adres of het nummer van het desbetreffende informatiedeelblok SB weergeeft. De 768 informatiebits van het deelblok vertegenwoordigen de kleurenvideo-informatie; de CRC-code dient voor foutdetectie bij weergave van de informatie.

Aangezien het aantal effectieve beeldregels per beeldraster 252 bedraagt, zoals in het voorgaande is 55 beschreven, bedraagt het aantal informatieblokken per beeldraster eveneens 252. Zoals figuur 13 laat zien, zijn deze informatieblokken gegroepeerd volgens een matrixverdeling met 21 rijen en 12 kolommen (12 x 7 192069 21), waarbij als dertiende kolom pariteitsinformatie in de horizontale of rijrichting is opgenomen en als veertiende rij pariteitsinformatie in de verticale richting of kolomrichting is opgenomen. Hieruit resulteert een matrixverdeling van 13 x 22 blokken.

Indien de informatiedeelblokken SB in volgorde worden aangeduid als SB,, SB2.....SB572, wordt voor de 5 eerste rij de horizontale pariteitsinformatie op de volgende wijze door modulo-2 optelling per infoimatiedeel-blok in de horizontale richting gevormd.

SB1 Φ SBg φ SBs Φ Φ SBgg = SB25 SB2 φ SB4 φ SB6 φ φ SB24 = SB26

Op soortgelijke wijze wordt de horizontale pariteitsinformatie voor de volgende rijen, dat wil zeggen de 10 tweede t/m de 21ste, gevormd.

Voor de eerste kolom wordt de verticale pariteitsinformatie SB574 op de volgende wijze gevormd: SB, φ SB27 φ SBgg φ.....φ SB521 = SBg47.

Voor de volgende kolommen, dat wil zeggen de tweede t/m de 13de kolom, wordt de verticale pariteitsin-formatie op soortelijke wijze gevormd.

15 De aldus verkregen horizontale en verticale pariteitsinformatie en de CRC-code dienen ter verbetering van de foutcorrectiemogelijkheden van de informatie bij signaalweergave; de pariteitsinformatie omvat eveneens 840 bits.

De signaalbewerking, welke dient voor vorming van de pariteitsinformatie en de CRC-code en voor toevoeging van deze gegevens aan de oorspronkelijke informatie, vindt plaats in de codeereenheden 20 16A-16D volgens figuur 7; de signaalbewerking, welke dient voor vorming van het synchronisatiesignaal SYNC, het identificatiesignaal ID en het adressignaal AD en voor toevoeging van deze gegevens aan de oorspronkelijke informatie, vindt plaats in de bewerkingseenheden 17A-17D.

De reeds genoemde 8-10-bits-omzetting vindt plaats in de bewerkingseenheden 17A-17D, Daarbij vindt een op de dispariteitswaarde en het aantal bitwaarden ”0” en ”1" van ieder (10-bits) wordt gebaseerde 25 keuze van 28 10-bits woorden plaats uit de beschikbare of mogelijke 210 10-bits woorden. Daarbij dient de genoemde dispariteitswaarde gelijk nul te zijn of dichtbij nul te liggen, terwijl ieder aldus gekozen 10-bits woord een onderling gelijk aantal bitwaarden ”0” en ”1 ” dient te bevatten ter verkrijging van een gelijk-spanningsvrije code. De aldus gekozen 2S 10-bits woorden worden individueel aan de oorspronkelijke 28 8-bits woorden toegevoegd. In het door deze 8-10-bits-omzetting verkregen digitale signaal is het aantal 30 signaalcomponenten van lage frequentie sterk verminderd, zodanig, dat praktisch slechts signaal- componenten met hogere frequenties dan ongeveer 1,3 MHz voorkomen, zoals reeds aan de hand van figuur 6 is beschreven.

Het aldus aan 8-10-bits-omzetting onderworpen, digitale signaal wordt door de bewerkingseenheden 17A-17D uit de parallelvorm in de serievorm gebracht; te beginnen bij het informatiedeelblok SB,, geschiedt 35 dit in volgorde. Vóór en na het op één beeldraster betrekking hebbende, digitale signaal wordt resp. een voorstoepsignaal en een nastoepsignaal toegevoegd. De bitsnelheid van het in serievorm gebrachte signaal kan worden weergegeven als: 4fcx8x^x|jx^ = 38,4 (Mb/s; deze waarde komt overeen met de reeas in het kader van figuur 6 genoemde frequentiewaarde fs.

De in serievorm gebrachte, digitale signalen worden via resp. opneemversterkers 18A-18D toegevoerd 40 aan resp. magneetkoppen 1A-1D van het roteerbare type, welke een constructie volgens de figuren 9 en 10 vertonen. De magneetkoppen 1A-1D hebben een steeds gelijke aftastbreedte; de magneetkoppen 1A en 1C zijn met een axiale steekafstand ter grootte W op een roteerbare magneettrommel 5 aangebracht; hetzelfde geldt voor de over de afstand W ten opzichte daarvan verschoven magneetkoppen 1B en 1D. Figuur 9 toont de gevolgde groepering. Voor de magneetkoppen 1A en 1C is een zelfde azimuth-hoek Θ/2 45 van bijvoorbeeld 7° in de ene richting gekozen, terwijl voor de magneetkoppen 1B en 1D eenzelfde azimuth-hoek Θ/2 van bijvoorbeeld 7° in de tegengestelde richting is gekozen. Tussen opeenvolgende registratiesporen treedt dan een azimuth-hoekverschil Θ van 14° op.

De magneetkoppen 1A-1D worden te zamen met de roteerbare magneetkoptrommel 5 synchroon met het kleurenvideosignaal met de beeldrasterfrequentie aangedreven; de magneetband 3 komt met de 50 magneetkoppen 1A-1D in aanraking aan het buitenomtrekoppervlak van de magneetkoptrommel 5, waar de band over een hoek van ongeveer 360° omega-vorming omheen is geslagen; de magneetband wordt bij signaalopname met een constante transportsnelheid aangedreven.

Zoals in figuur 11 laat zien, worden de signalen van de kanalen A-D resp. door de magneetkoppen 1A-1D volgens resp. registratiesporen 2A-2D, ieder op één beeldraster betrekking hebbend, op de 55 magneetband 3 opgenomen. Daarbij is de afstand W tussen aangrenzende magneetkoppen 1A-1D gelijk aan de registratiespoorbreedte W, zodat aangrenzende registratiesporen 2A-2D tegen elkaar komen te 192069 8 liggen, dat wil zeggen zonder tussengelegen beschermingsbanden te worden gevormd.

Bij geschikte keuze van waarden voor de rotatieradius van de magneetkoppen 1A-1D en de band-transportsnelheid is het mogelijk, een zodanig opnamepatroon te verkrijgen, dat het registratiespoor 2A van een bepaald beeldraster in aanraking verkeert met het registratiespoor 2D van het daaropvolgende 5 beeldraster.

Voor de registratiesporen 2A-2D geldt, dat de azimuth-hoek van deze registratiesporen afwisselend tegengesteld is, zulks in overeenstemming met de azimuth-hoekafwisseling van de magneetkoppen 1A-1D. In figuur 11 heeft het verwijzingscijfer 4 betrekking op een eveneens op de magneetband 3 gevormd stuursignaalspoor.

10 Aangezien de kanalen ieder via een eigen magneetkop worden opgenomen, treedt in de signaalopname en -weergave door de magneetkoppen 1A-1D steeds een signaaluitvalperiode op. De tijdsperiode, waarover werkelijke signaalopname volgens de registratiesporen 2A-2D mogelijk is, krijgt als gevolg daarvan een duur van ongeveer 250 beeldregelaftastperioden; indien met een bepaald tolerantie wordt gewerkt, kan worden gesteld, dat deze tijdsperiode ongeveer 246 beeldregelaftastperioden omvat.

15 De figuren 13 en 14 laten zien dat het aantal monsters (aantal bits) van ieder informatiedeelblok 105 (840) bedraagt, en dat het aantal informatiedeelblokken per beeldrasterperiode gelijk 572 is. Het aantal monsters per beeldrasterperiode bedraagt dan: 105 x 572 = 60060. Uit figuur 12 kan worden afgeleid: (60060/910)/4 = 264, hetgeen met 264 beeldregelaftastperioden overeenkomt. Dit wil zeggen, dat op de 264 beeldregelaftastperioden betrekking hebbende informatie gedurende een tijdsperiode van 246 beeldregel-20 aftastperioden wordt opgenomen.

In verband daarmede vindt voor ieder van de kanalen A-D tijdbasiscompressie van het resp. signaal plaats door een resp. bijbehorende tijdbasiscompressieschakeling 15A-15D, en wel in de volgende verhouding 246/264 = 41/44.

Opgemerkt wordt nog, dat de toevoeging van bepaalde signalen (SYNC, ID, AD, CRC-code) plaatsvindt 25 in de resp. codeereenheden 16A-16D en opneembewerkingseenheden 17A-17D, dat wil zeggen na de tijdbasiscompressie-inschakelingen 15A-15D; deze laatstgenoemden verschaffen derhalve de signaaldelen-of intervallen, waar de desbetreffende invoegingen dienen plaats te hebben.

Uit de voorafgaande beschrijving volgt, op welke wijze de door de uitvinding voorgestelde signaalopname plaatsvindt, resp. wordt vooibereid.

30 Figuur 8 toont het biokschema van een uitvoeringsvorm van het signaalweergeefstelsel van een digitaal videobandapparaat volgens de uitvinding. Daarbij worden de tot de kanalen A-D behorende signalen gelijktijdig door resp. de uitleesmagneetkoppen 1A-1D uit resp. de registratiesporen 2A-2D van een magneetband 3 uitgelezen. Daarbij zijn de magneetkoppen 1A-1D, resp. de registratiesporen 2A-2D, zodanig gekozen of uitgevoerd, dat aangrenzende magneetkoppen (registratiesporen) een steeds verschil-35 lende azimuth-hoek laten zien, zodat de volgens de registratiesporen 2A-2D opgenomen, digitale signalen weer als gevolg van de 8-10-bitsomzetting weinig of geen laagfrequent componenten bevat. Als gevolg daarvan zal bij de uitlezing door de magneetkoppen 1A-1D de tussen aangrenzende concentratiesporen optredende overspraak een voldoende laag niveau hebben.

De aldus door de magneetkoppen 1A-1D uitgelezen, digitale signalen, worden resp. via weergeefcijfers 40 31A-31D toegevoerd aan resp. de weergeefbewerkingseenheden 32A-32D voor omzetting van signalen in serievorm tot signalen in parallelvorm en voor decodering van de 10-bits signalen tot oorspronkelijke 8-bits signalen. Voorts wordt uit het aldus verkregen, digitale signaal een klokimpuls afgeleid door middel van een als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling.

De in 8-bits parallelvorm verkerende, digitale signalen worden toegevoerd aan resp. bijbehorende 45 tijdbasiscorrektieschakelingen 33A-33D voor verwijdering van eventuele tijdbasisfluctuaties. De tijdbasis-correctieschakelingen 33A-33D bevatten bij de hier beschreven uitvoeringsvorm ieder een geheugen, waarbij het bloksynchronisatiesignaal SYNC wordt gebruikt voor indicatie van het begin van het daaropvolgende signaal, waarna de inlezing van het signaal in het desbetreffende geheugen plaatsvindt op basis van de door de weergeefbewerkingseenheden 32A-32D geleverde kiokimpulsen, doch de uitlezing van de 50 signalen uit de resp. geheugens plaatsvindt op basis van kiokimpulsen, welke uit een referentie- synchronisatiesignaal zijn afgeleid. Als gevolg hiervan worden eventuele tijdbasisfluctuaties geëlimineerd.

De uitgangssignalen van de tijdbasiscorrectieschakelingen 33A-33D worden toegevoerd aan de resp. foutcorrektiedecodeereenheden 34A-34D. Deze omvatten ieder een beeldrastergeheugen, zodanig, dat de informatie voor ieder deelblok SB op basis van bijvoorbeeld het blokadressignaal AD in dit rastergeheugen 55 wordt ingeschreven. Daarbij vindt foutcorrektie voor ieder deelblok SB op basis van de CRC-code, de horizontale en de verticale pariteitsinformatie plaats. Indien een fout niet op basis van de CRC-code en de pariteitsinformatie kan worden gecorrigeerd, vindt geen inlezing van de desbetreffende informatie van een

Claims (4)

1. 9 192069 deelblok SB in het beeldrastergeheugen plaats; dit heeft tot gevolg, dat informatie omtrent één beeldraster eerder wordt uitgelezen. De aan foutcorrectie onderworpen informatie wordt toegevoerd aan tijdbasisexpansieschakelingen 35A-35D voor omzetting in informatie met de oorspronkelijke tijdbasis.
2. 5 De uitgangssignalen van de tijdbasisexpansieschakeling 35A-35D worden toegevoerd aan een koppeleenheid 36 voor de samenstelling tot het oorspronkelijke, éénkanalige digitale signaal, dat vervolgens aan een digitaal/analoogomzetter 37 wordt toegevoerd voor omzetting in een analoog kleurenvideosignaal. Dit laatstgenoemde wordt toegevoerd aan een uitgangsbewerkingseenheid 38 voor toevoeging van synchronisatie-impulsen en kleursalvosignalen, zodat aan een uitgangsaansluiting 39 het oorspronkeijke 10 kleurenvideosignaal ter beschikking komt. In het voorgaande is zowel de signaalopname als de signaalweergave van een kleuren videosignaal op de wijze volgens de uitvinding beschreven. Deze schrift voor, dat bij signaalopname de laagfrequente signaalcomponenten van het in digitale vorm gebrachte videosignaal door coderingsformaatomzetting, zoals de genoemde 8-10-bits-omzetting, zo gering mogelijk worden gemaakt, waarna de signaalopname zelf 15 plaatsvindt onder toepassing van onderling verschillende azimuth-hoeken voor de aangrenzende registratie-sporen 2A-2D, waarbij deze laatstgenoemde met elkaar in aanraking kunnen worden gebracht. Als gevolg daarvan kan de registratiespoordichtheid T aanzienlijk worden vergroot, waardoor een hoge bitregistatie-dichtheid wordt verkregen en tevens een aanzienlijke tolerantie voor spoorvolgfouten bij signaalweergave behouden blijft.
3. 20 De onderhavige uitvinding verschaft derhalve de mogelijkheid van aanzienlijke opnameduur bij betrekkelijk gering bandverbmik, gepaardgaande aan stabiele spoorvolging of grote spoorvolgnauwkeurigheid tijdens signaalweergave. Eert dergelijke digitale signaalopname brengt derhalve slechts voordelen met zich mee. Daarbij vindt de signaalopname plaats na verdeling van het digitale signaal over vier kanalen, welke meersporig worden opgenomen, zodat signaalopname onder toepassing van azimuth-hoekveriies doch 25 zonder toepassing van de beschermingsbanden op effectieve wijze bij hoge bitregistratiedichtheid mogelijk is. Daarbij maakt de toepassing van signaalopname met azimuth-hoekveriies door middel van een aantal magneetkoppen het mogelijk, dat bij signaalweergave uit het faseverschil tussen de uitgangssignalen van bijvoorbeeld de magneetkoppen 1A en 1D spoorvolgfouten worden afgeleid, welke voor spoorvolg-30 servobesturing kunnen worden gebruikt. Aangezien de azimuth-hoeken van de beide magneetkoppen 1A en 1C of de beide magneetkoppen 1B en 1D gelijk aan elkaar worden gekozen, is het zelfs, wanneer tijdens de bedrijfstoestand "zoeken” van het videobandapparaat aftasting van bijvoorbeeld het registratiespoor 2C door de magneetkop 1A plaatsvindt, mogelijk een uitgangssignaal te verkrijgen. Door identificatie van het desbetreffende kanaal op basis van het 35 identificatiesignaal ID kan derhalve ook in de bedrijfstoestand "zoeken” van het videobandapparaat signaaluitlezing worden veikregen. Bij de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvorm van de uitvinding vond verdeling van het digitale signaal in vier kanalen plaats, waarbij het op één beeldraster betrekking hebbende signaal wordt opgenomen in vier registratiesporen 2A-2D. Wanneer het digitale signaal bijvoorbeeld in een oneven aantal 40 kanalen zou worden verdeeld, bijvoorbeeld drie kanalen, is het voldoende, dat per beeldraster één beschermingsband GB wordt toegepast, zoals figuur 15 schematisch laat zien. Bij de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvorm van de uitvinding vond verzwakking van de laagfrequente signaalcomponenten van het digitale signaal plaats door de genoemde 8-10-bits-omzetting; meer algemeen kan echter worden volstaan met het vereiste, dat de overspraak tussen de registratie-45 sporen, welke in de uitgangssignalen van de weergeefversterkers 31A-31D tot uiting komt, lager dan een voorafbepaald niveau ligt. Zo zou bijvoorbeeld kunnen worden volstaan met de toepassing van een ”NZR recording partial response detecting system” voor een verzwakking van de laagfrequente signaalcomponenten aan de signaalweergeefzijde. Voorts is het uiteraard mogelijk, dat in plaats van de magneetband 3 een magnetische plaat, een 50 magnetische trommel of ander registratiemedium wordt gebruikt.
4. 55 Inrichting voor het registreren van een videosignaal op een magnetische band omvattende middelen voor het in digitale vorm om zetten van het videosignaal, middelen voor het verdelen van respectievelijke delen van het gedigitaliseerde videosignaal over ten minste twee kanalen waarbij elk van die ten minste twee 192069 10 kanalen code-omzetmiddelen bevat voor het in een code omzetten van dat deel van het gedigitaliseerde videosignaal dat aan het respectievelijke kanaal is toegewezen, teneinde de laagfrequente componenten van het gedigitaliseerde videosignaal te beperken, en middelen voor registratie van de kanalen in evenwijdige sporen die zich schuin over de magnetische band uitstrekken, met het kenmerk, dat de kanalen zonder 5 tussenkomst van beveiligingsbanden in de evenwijdige sporen geregistreerd worden en de delen van het gedigitaliseerde videosignaal in elk van de evenwijdig gelegen sporen geregistreerd worden met een azimut-hoek die verschilt van de azimut-hoek van de registratie in de beide naastgelegen sporen. Hierbij 5 bladen tekening