DE2153917B2 - Aufzeichnungsträger für Videosignale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufzeichnungsträger für Videosignale, der unter Verwendung eines genormten Fernsehempfängers abspielbar und mit einer Aufzeichnung längs einer spiral- oder wendeiförmigen Aufzeichnungsspur versehen ist, in welcher je Windung eine ganzzahlige Anzahl von mehreren, jeweils während einer Vertikalablenkperiode des Fernsehempfängers wiedergebbaren Teilbildern eines Videosignales aufgezeichnet ist.

Zur Aufzeichnung von Videosignalen wird meist eine Trägerschwingung benutzt. Dabei ist es bekannt, die Aufzeichnung so vorzunehmen, daß beispielsweise bei einem plauenförmigen Aufzeichnungsträger in benachharten Spurabschnitten benachbarter Windungen ähnliche Bildinformationen aufgezeichnet sind. Beispielsweise ist eine Bildplatte bekannt, auf der eine Fernsehaufzeichnung mit 50 Halbbildern je Sekunde aufgezeichnet ist und die mit 1500 Umdrehungen pro Minute abspielbar ist. Das bedeutet, daß je Windung der spiralförmigen Aufzeichnungsspur zwei Halbbilder des Videosignals aufgezeichnet sind. Diese Art der Aufzeichnung ist von Vorteil, weil durch sie alle aufgezeichneten Synchronimpulse des Videosignals auf Radien der Bildplatte liegen. Dadurch wiederum ist es möglich, bei der Abtastung den Abtaster von einer Windung in eine benachbarte überwechseln zu lassen, ohne daß dadurch Störungen des Bild- oder Zeilenwechsels auf dem Bildschirm des Fernsehempfängers hervorgerufen werden, welcher zur Widergabe des abgetasteten Videosignals benutzt wird.

Es ist weiterhin bekannt, die Speicherkapazität einer Bildplatte dadurch zu vergrößern, daß deren Durchmesser beispielswiese von 21 auf 30 cm vergrößert wird, während gleichzeitig die Drehzahl bei der Abspielung von 1500 auf 750 U/min reduziert wird (VDI-Nachrichten, 1. 7. 70. S. 1). In diesem Falle wurden vier Halbbilder eines Videosignals je Windung in der Aufzeichnungsspur der Bildplatte aufgezeichnet sein. Einander entsprechende Synchronimpulse der Videosignale jedes vierten Halbbildes würden dabei wiederum auf gleichen Radien der Bildplatte aufgezeichnet sein.

Beim Fernsehrundfunk wird das sogenannte Zeilensprungverfahren verwendet. Dabei wird bei der Wiedergabe eines Fernsehbildes auf einem Bildschirm zunächst nur ein Teilbild mit relativ großem Abstand zwischen den Bildzeilen wiedergegeben, während anschließend ein zweites Teilbild mit gleicher Zeilenzahl wiedergegeben wird, wobei die Zeilen des zweiten Teilbildes jeweils zwischen zwei Zeilen des ersten Teilbildes geschrieben werden. Ein auf einem Bildschirm wiedergegebenes komplettes Bild besteht demnach aus zwei kammartig ineinander geschachtelten Teilbildern. Die Ineinanderschachtelung wird auf folgende Weise hervorgerufen: Die Vertikalablenkung des das Bild auf den Bildschirm der Bildröhre schreibenden Elektronenstrahles erfolg! stets zwischen einer oberen und einer unteren Grenze, die für alte Teilbilder räumlich feststeht. Die Bildzeilen werden vom Elektronenstrahl leicht gegenüber den genannten Grenzen geneigt geschrieben, so daß jedes Bildzeilenende gegenüber dem zugehörigen Bildzeilenanfang um ungefähr 2 Bildzeilenabstände tiefer liegt. Außerdem enthält jedes Teilbild neben einer ganzzahligen Anzahl von Bildzeilen zusätzlich eine halbe Bildzeile. Ein diesen Voraussetzungen entsprechendes Videosignal mit Zeilensynchronimpulsen zwischen den aufeinanderfolgenden Bildzeilen eines jeden Teilbildes und Bildsynchronimpulsen zwischen aufeinanderfolgenden Teilbildern wird von einem für den Fernsehrundfunkempfang genormten Fernsehempfänger so verarbeitet, daß die gewünschte Ineinanderschachtelung jeweils zweier Teilbilder zu einem ganzen Bild auf dem Bildschirm erfolgt.

Bei der Festlegung der Aufzeichnungsparameter für einen rotierenden Aufzeichnungsträger für Videosignale ist es zweckmäßig darauf zu achten, daß bei der bildlichen Wiedergabe der vom Aufzeichnungsträger abgetasteten Videosignale ein für Fernsehrundfunk genormter Fernsehempfänger verwendet werden kann. Die aufgezeichneten Videosignale müssen also möglichst normgerecht sein. Weiterhin muß darauf geachtet werden, daß die zur Aufzeichnung zur Verfügung stehende Oberfläche des Aufzeichnungsträgers optimal ausgenutzt wird. Bei scheibenförmigen Aufzeichnungsträgern ist das dann der Fall, wenn der Radius der größten Windung der Aufzeichnungsspur doppelt so groß ist wie der Radius der kleinsten Windung. Schließlich muß noch darauf geachtet werden, daß der Aufzeichnungsträger Abmessungen hat, die noch eine einfache Handhabung sowohl des Aufzeichnungsträgers selbst als auch des Wiedergabegerätes gestatten, dessen Größe den Abmessungen des Aufzeichnungsträgers angepaßt sein muß. Außerdem muß die Abtastgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers bei der Wiedergabe ausreichend hoch sein, um die Wiedergabe hoher Frequenzen zu ermöglichen. Die Abtastgeschwindigkeit darf aber auch wiederum nicht zu hoch werden, weil sich dies unter anderm negativ auf die Abnutzung des Abtasters auswirkt.

Die Berücksichtigung all dieser Voraussetzungen führt zu dem Wunsch, nicht ausgerechnet zwei oder vier Halbbilder je Windung der Aufzeichnungsspur auf dem Aufzeichnungsträger aufzuzeichnen, sondern die Aufzeichnungsparameter unabhängig von der Einschränkung zu wählen, daß nur entweder zwei oder

vier Halbbilder in einer Windung des Aufzeichnungsträgers gespeichert werden können.

Dieser Wunsch entspricht der Aufgabe der Erfindung, wobei aber angestrebt wird, daß — wie an sich bekannt — korrespondierende Synchronimpulse von in benachbarten Windungen nebeneinanderliegend aufgezeichneten Teilbildern auf Radien oder achsparallelen Mantellinien des rotierenden Aufzeichnungsträgers liegen.

Zunächst scheint die Lösung dieser Aufgabe unmöglieh zu sein; denn wenn man beispielsweise in einer Windung der Aufzeichnungsspur drei Halbbilder eines Videosignals nach der Gerber-Norm aufzeichnet, bei dem jedes Bild 312 V2 Zeilen enthält, so ergibt es sich zwangsläufig, daß die in einer Windung der Aufzeichnungsspur aufgezeichneten Zeilensynchronimpulse nicht in unmittelbarer Nähe der Zeilensynchronimpulse der benachbarten Windung der Aufzeichnungsspur aufgezeichnet sind, sondern genau mittig zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilensynchroi.impulsen der benachbarten Windung der Aufzeichnungsspur.

Die Erfindung löst die Aufgabe bei dem eingangs beschriebenen Aufzeichnungsträger * dennoch dadurch, daß bei Vorhandensein einer Aufzeichnung mit einer ganzen, ungeradzahligen Anzahl von mehr als zwei Teilbildern je Windung die aufgezeichneten Videosignale insbesondere bezüglich der Synchronimpulse von den üblichen, beim Fernsehrundfunk benutzten, genormten Videosignalen derart abweichen, daß jedes Teilbild neben ganzen Bildzeilen einen solchen Bruchteil einer Bildzeile enthält, der sich aus dem echten Bruch ergibt, dessen Zähler eine ganze Zahl und dessen Nenner die genannte, ungeradzahlige Zahl der Halbbilder je Windung enthält.

Wenn also beispielsweise drei Teilbilder innerhalb einer Windung der Aufzeichnungsspur aufgezeichnet werden sollen, so kann jedes Teilbild gemäß der Erfindung 312 '/3 Bildzeilen oder beispielsweise auch 305 ²A Bildzeilen enthalten. Als Summe aller in einer Windung aufgezeichneter Bildzeilen ergibt sich unter diesen Verhältnissen stets eine ganze Zahl. Es wäre gemäß der Erfindung auch möglich, 5 Teilbilder innerhalb einer Windung der Aufzeichnungsspur aufzuzeichnen, wobei jedes Teilbild η + ¹A oder η + ²A oder η + ³A oder η + ί/5 Bildzeilen enthalten kann, wobei η eine ganzzahlige Zahl in der Größenordnung von 312 ist. (Für andere Fenuehnormen ist η eine andere Zahl.)

Bei der Wiedergabe des Videosignals, das von einem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger abgetastet worden ist, mit einem genormten Fernsehempfänger ergibt sich auf dem Bildschirm ein Bild, das beispielsweise bei Aufzeichnung von drei Teilbildern in einer Windung der Aufzeichnungsspur aus drei kammartig ineinander greifenden Teilbildern besteht. Jedes dieser Teilbilder wird nach der Gerber-Norm während einer fünfzigstel Sekunde vom Elektronenstrahl der Bildröhre auf deren Bildschirm geschrieben. Es dauert demnach drei fünfzigstel Sekunden, Bis das aus drei Teilbildern bestehende komplette Bild fertig geschrieben ist. Die dem Aufzeichnungsvorgang des Videosignals auf dem Aufzeichnungsträger vorangegangene Fernsehbildaufnahme muß diesem Rhythmus angepaßt sein.

Bekanntlich entsteht schon bei dem mit Halbbildern arbeitenden Zeilensprungverfahren ein Zeilenflimmern mit einer Frequenz von 25 Hz (bei der Gerber-Norm), ⁶S obwohl die Vertikalablenkfrequenz des Elektronenstrahles in der Bildröhre 50 Hz beträgt. Bei Aufzeichnung von drei Teilbildern innerhalb einer Windung der Aufzeichnungsspur eines Aufzeichnungsträgers entsprechend der Erfindung wird sich Zeilenflimmern mit einer Frequenz von 16 ²Ii Hz einstellen. Diesem an sich unerwünschten Nebeneffekt relativ niederfrequenten Zeilenflimmerns steht aber der Vorteil gegenüber, daß die Zeilenzahl des auf dem Bildschirm wiedergegebenen kompletten Bildes gegenüber der Zeilenzahl des Fernsehrundfunks bei Anwendung der Erfindung verdreifacht werden kann.

Bei Aufzeichnung von fünf Teilbildern innerhalb einer Windung der Aufzeichnungsspur des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers müßte es an sich zu noch niedrigerfrequenterem Zeilenflimmern mit nur 10 Hz kommen. Das kann aber dadurch verhindert werden, daß für den Bruchteil einer Bildzeile, den jedes aufgezeichnete Teilbild enthält der den Bruchteil bestimmende echte Bruch sich nur wenig von V2 unterscheidet. Beispielsweise wird für die Teilbilder nicht etwa eine Zeilenzahl von 312 Vs oder 312 ⁴A sondern eine Zeilenzahl von 312²A oder 312³A gewählt, weil sich die echten Brüche ²A bzw. ³A weniger von '/2 unterscheiden als ¹A und ⁴A. Bei diesen Verhältnissen ergibt sich statt der zunächst unter der Voraussetzung der deutschen Fernsehnorm zu erwartenden Zeilenflimmerfrequenz von 10 Hz eine solche von 20 Hz. Bei der mit einer Halbbildwechselfrequenz von 60 Hz arbeitenden nordamerikanischen Fernsehnorm würde sich eine Zeilenflimmerfrequenz von 24 Hz ergeben.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen die F i g. 1, 3 und 4 Prinzipdarstellungen scheibenförmiger Aufzeichnungsträger, obwohl die Erfindung auch auf zylinder- oder kegelförmige Aufzeichnungsträger anwendbar ist. Zur Vereinfachung der Darstellungen wurde davon ausgegangen, daß jedes der auf den Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Teilbilder lediglich vier Bildzeilen und einen Bruchteil einer Bildzeile enthält.

F i g. 1 zeigt einen bekannten scheibenförmigen Aufzeichnungsträger, auf dem zwei Windungen der Aufzeichnungsspur angedeutet sind;

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung der Bildpunktspuren, die ein Elektronenstrahl auf den Bildschirm eines genormten Fernsehempfängers schreiben würde, wenn der Fernsehempfänger zur bildlichen Darstellung des vom Aufzeichnungsträger nach F i g. 1 abgetasteten Videosignals verwendet wird;

F i g. 3 stellt einen Aufzeichnungsträger dar, bei dem jede Windung der Aufzeichnungsspur drei Teilbilder enthält, ohne daß von der Erfindung Gebrauch gemacht ist;

F i g. 4 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers;

F i g. 5 stellt schematisch die Bildpunktspuren eines Elektronenstrahles auf dem Bildschirm eines genormten Fernsehempfängers dar, wenn dieser bei der Wiedergabe des auf dem Aufzeichnungsträger nach F i g. 4 aufgezeichneten Videosignals verwendet wird.

In F i g. 1 sind von der Aufzeichnungsspur 1 des Aufzeichnungsträgers 2 lediglich zwei Windungen dargestellt. Zwischen den Punkten 3 und 4 ist in einer halben Windung der Aufzeichungsspur t ein normgerechtes Halbbild einer Fernsehdarbietung aufgezeichnet. Ein weiteres Halbbild ist in der Aufzeichnungsspur 1 zwischen den Punkten 4 und 5 aufgezeichnet. Das folgende Halbbild liegt zwischen den Punkten 5 und 6. Wie erkennbar, liegen die Zeilensynchronimpulse 7, 8, 9 in bekannter Weise auf einem Radius des Aufzeichnungsträgers.

In Fig. 2 sind die Bildpunktspuren auf einen Bildschirm eines Fernsehempfängers dargestellt, die sich bei der Abtastung des Aufzeichnungsträgers 2 ergeben. In der halben Windung der Aufzeichnungsspur 1 zwischen den Punkten 3 und 4 in F i g. 1 sind zwischen den Radien 10 und 11 vier Bildzeilen und zwischen den Radien 11 und 12 eine halbe Bildzeile aufgezeichnet. Dieser Aufzeichnung entsprechen in F i g. 2 die mit der Positionsziffer 13 bezeichneten viereinhalb Bildpunktspuren. Zwischen den Punkten 4 und 5 in F i g. 1 ist ein |₀ weiteres Halbbild mit viereinhalb Bildzeilen in der Aufzeichnungsspur 1 aufgezeichnet. Diesem Halbbild entsprechen viereinhalb Bildpunktspuren 14 in F i g. 2. Die beiden durch die Bildpunktspuren 13 bzw. 14 dargestellten Halbbilder greifen auf Grund des im Fernseh- _!5 empfänger zur Anwendung gelangenden Zeilensprungverfahrens kammartig ineinander. Für die Aufzeichnung zwischen den Punkten 5 und 6 in F i g. 1 ergeben Sich wieder die Bildpunktspuren 13. Wechselt der Abtaster für die Abtastung des Aufzeichnungsträgers 2 beispielsweise von dem zwischen den Punkten 3 und 4 liegenden Teil der Aufzeichnungsspur 1 zu dem zwischen den Punkten 5 und 6 liegenden Teil über, so erfolgt weder eine Störung der Zeilensynchronisation noch der Bildsynchronisation des Fernsehempfängers.

In F i g. 3 sind drei Teilbilder in jeweils einer Windung der Aufzeichnungsspur 1 untergebracht. Ein Teilbild ist beispielsweise zwischen den Punkten 15 und 16, ein weiteres zwischen den Punkten 16 und 17 und das dritte zwischen den Punkten 17 und 18 aufgezeichnet. Jedes Teilbild enthält — wie durch die Zeilensynchronimpulse 19, 20, 21 angedeutet — jeweils viereinhalb Bildzeilen. Wie F i g. 3 zeigt, liegen die Zeilensynchronimpulse 22,23, 24 des zwischen den Punkten 18 und 25 aufgezeichneten Teilbildes nicht auf den gleichen Radien des Aufzeichnungsträgers 2a wie die Zeilensynchronimpulse 19,20,21 der benachbarten Windung der Aufzeichnungsspur 1. Es hat daher zunächst den Anschein, als wenn es nicht möglich ist, eine ungerade Zahl von Teilbildern in einer Windung der Aufzeichnungsspur 1 so unterzubringen, daß einerseits die Zeilensynchronimpulse benachbarter Windungen der Aufzeichnungsspur auf Radien des scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers liegen und andererseits gewährleistet ist daß die Aufzeichnung unter Verwendung eines genormten Fernsehempfängers abspielbar ist

F i g. 4 stellt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers dar, der wiederum die Vorteile des in F i g. 1 gezeigten Aufzeichnungsträgers aufweist aber die Nachteile des Aufzeichnungträgers nach F i g. 3 vermeidet In jeweils einer Windung der Aufzeichnungsspur 1 des Aufzeichnungsträgers 26 sind bei dem dargestellten Beispiel drei Teilbilder aufgezeichnet Jeweils zwischen den Punkten 26,27, 28, 29 befindet sich die Aufzeichnung eines Teilbildes. Das zwischen den Punkten 26 und 27 aufgezeichnete Teilbild ist durch die Zeilensynchronimpulse 30 bis 33 in 4V3 Bildzeilen unterteilt Das Teilbild zwischen den Punkten 27 und 28 ist durch die Zeilensynchronimpulse 34 bis 37 in drei und zweimal zweidrittel Bildzeilen unterteilt d. h„ auch dieses Teilbild enthält insgesamt 4 </3 Bildzeilen. Das Teilbild zwischen den Punkten 28 und 29 ist ebenso wie das Teilbild zwischen den Punkten 26 und 27, jedoch im umgekehrter Reihenfolge unterteilt. Das Entscheidende ist nun, daß in der folgenden Windung, beispielsweise zwischen den Punkten 29 und 38 die Zeilensynchronimpulse 39 bis 42 in unmittelbarer Nachbarschaft der Zeilensynchronimpulse der vorangegangenen Windung liegen. Wenn der zur Abtastung des Aufzeichnungsträgers 2b benutzte Abtaster von einer Windung der Aufzeichnungsspur 1 in eine andere springt erfolgt keine Störung der Zeilen- oder Bildsynchronisation.

F i g. 5 stellt das zu F i g. 4 gehörige Muster der Bildpunktspuren auf dem Bildschirm eines genormten Fernsehempfängers dar. Die mit durchgehenden Linien dargestellten Bildpunktspuren 43 entsprechen der Aufzeichnung zwischen den Punkten 26 und 27 in F i g. 4. Nachdem die zwischen dem Zeilensynchronimpuls 33 und dem Punkt 27 aufgezeichnete drittel Bildzeile auf den Bildschirm geschrieben ist erfolgt der Bildwechsel, so daß die verbleibenden, zwischen dem Punkt 27 und dem Zeilensynchronimpuls 34 aufgezeichneten zwei Drittel der Bildzeile vom oberen Rand des Bildschirmes ausgehend geschrieben werden. Diese zwei Drittel der Bildzeile wie auch alle anderen Bildzeilen, die zwischen den Punkten 27 und 28 aufgezeichnet sind, sind in F i g. 5 als punktierte Bildpunktspuren 44 dargestellt. Das in F i g. 4 zwischen den Punkten 28 und 29 aufgezeichnete dritte Teilbild der im Punkte 26 beginnenden Windung der Aufzeichnungsspur 1 ergibt bei der Wiedergabe die mit unterbrochenen Linien dargestellten Bildpunktspuren 45 in F i g. 5.

In F i g. 5 sind nicht mehr wie in F i g. 2 nur zwei Halbbilder ineinander verschachtelt sondern drei Drittelbilder. Zur Wiedergabe eines jeden Drittelbildes auf dem Bildschirm des Fernsehempfängers wird die gleiche Zeit benötigt wie zur Wiedergabe eines Halbbildes nach F i g. 2, nämlich — nach deutscher Fernsehnorm — eine fünfzigstel Sekunde. Während das aus zwei Halbbildern bestehende komplette Bild nach F i g. 2 im Laufe von zwei fünfzigstel Sekunden geschrieben ist, benötigt der Elektronenstrahl zum Schreiben des aus drei Drittelbildern bestehenden kompletten Bildes nach F i g. 5 drei fünfzigstel Sekunden. Es wird aber dennoch in jeder fünfzigstel Sekunde ein Teilbild geschrieben.

Bei der Aufzeichnung von beispielsweise fünf Teilbildern in einer Windung der Aufzeichnungsspur ist es günstig, die unterste Bildpunktspur, die in F i g. 5 der letzten Bildpunktspur 43 entspricht möglichst in der Nähe der Mitte der unteren Bildschirmkante aufhören zu lassen, damit die folgenden Bildpunktspuren möglichst in der Mitte zwischen den vorhergeschriebenen liegen. Das bedeutet, daß der echte Bruch, welcher den Bruchteil einer Bildzeile angibt der zusätzlich zu einer ganzzahligen Anzahl von Bildzeilen zu einem Teilbild gehören soll, sich nur wenig von V2 unterscheiden sollte.

Es wurde bisher nicht erwähnt ist aber bei der vorliegenden Aufgabenstellung selbstverständlich, daß der erfindungsgemäße Aufzeichnungsträger mit !constant«-. Drehzahl abgespielt.wird.

Hierzu 1

Claims (3)

21 917 Patentansprüche:

1. Unter Verwendung eines genormten Fernsehempfängers abspielbarer Aufzeichnungsträger für Videosignale mit einer Aufzeichnung längs einer spiral- oder wendeiförmigen Aufzeichnungsspur, in welcher je Windung eine ganzzahlige Anzahl von mehreren, jeweils während einer Vertikalablenkperiode des Fernsehempfängers wiedergebbaren Teilbildern eines Videosignals aufgezeichnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein einer Aufzeichnung mit einer ganzen, ungeradzahligen Anzahl von mehr als zwei Teilbildern je Windung die aufgezeichneten Videosignale insbesondere bezüglich der Synchronimpulse von den üblichen, beim Fernsehrundfunk benutzten, genormten Videosignalen derart abweichen, daß jedes Teilbild neben ganzen Bildzeilen einen solchen Bruchteil einer Bildzeile enthält, der sich aus demjenigen echten Bruch ergibt, dessen Zähler eine ganze Zahl und dessen Nenner gleich der genannten, ungeradzahligen Zahl der Halbbilder je Windung ist.

2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der echte Bruch nur wenig von '/2 unterscheidet.

3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die ungeradzahlige Anzahl gleich 3 ist.

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