DE69229496T2

DE69229496T2 - Digitales Videobandaufzeichnungsgerät mit Datenblock ID-Signal Fehlerkorrektur

Info

Publication number: DE69229496T2
Application number: DE69229496T
Authority: DE
Inventors: Takahito Seki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-12-25
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 1999-11-25
Anticipated expiration: 2012-12-22
Also published as: DE69229496D1; EP0548887A2; EP0548887B1; JPH05174496A; EP0548887A3; US5774289A; ATE181786T1; US5404249A; US5583707A

Description

Digitale Aufzeichnungsvorrichtung mit Fehlerkorrektur von Datenblock-ID-Signalen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Aufzeichnung digitaler Signale auf ein Magnetband in der Form von Datenblöcken und ist insbesondere auf die Fehlerkorrekturcodierung von Datenblock-ID-Signalen gerichtet.
Es ist bekannt, analoge Signale, wie z. B. ein Farbvideosignal und ein Audiosignal, zu digitalisieren und die sich ergebenden digitalen Signale auf ein magnetischen Aufzeichnungsmedium, wie z. B. ein Magnetband, aufzuzeichnen. Es ist typisch, daß die digitalen Signale in der Form von Datenblöcken einer vorgegebenen Länge und mit einem Synchronisationssignal am Anfang von jedem Block aufgezeichnet werden, so daß die Synchronisationssignale auf dem Aufzeichnungsmedium in regelmäßigen Abständen aufgezeichnet werden. Die Datenblöcke werden manchmal als "Synchronisationsblöcke" bezeichnet.
Jeder Synchronisationsblock enthält Daten, welche die Adresse des Blocks und die Art der Information, welche in dem Block aufgezeichnet ist, repräsentieren, so daß das Signal während der Wiedergabe fehlerfrei verarbeitet werden kann. Die Daten können z. B. eine Identifizierung der Art der Information als ein Video- oder Audiosignal enthalten, und in dem Fall eines Videosignals können sie die Bildschirmposition der Signalinformation anzeigen, welche in dem Synchronisationsblock enthalten ist. Diese Identifizierungsdaten, welche die Adresse und die Informationsart betreffen, werden im allgemeinen als ein "ID-Signal" bezeichnet.
Wenn während der Aufzeichnung oder der Wiedergabe in dem ID- Signal ein Fehler auftritt, kann ein derartiger Fehler die Wiedergabe des aufgezeichneten Signals merklich unterbrechen. Darüber hinaus besitzt das ID-Signal, anders als die Video- und Audiosignale, keine zeitliche und räumliche Korrelation, so daß Fehler in dem ID-Signal nicht ohne weiteres durch eine Interpolation korrigiert werden können.
Gemäß dem in Frage kommenden Stand der Technik ist es bekannt, dem ID-Signal ein Paritätsbyte hinzuzufügen, um eine Fehlerdetektion bei der Wiedergabe zu ermöglichen. Da außerdem eine Fehlerkorrektur wünschenswert ist, ist vorgeschlagen worden, das ID-Signal mit einem Fehlerkorrekturcode zu codieren. Bei Fehlerkorrekturcodes, wie z. B. dem Reed-Solomon- Code, sind mindestens zwei Paritätssymbole erforderlich. Entsprechend ist vorgeschlagen worden, dem ID-Signal zwei Paritätsbytes (jedes zu 8 Bit) hinzuzufügen. Aber da das ID- Signal selbst normalerweise nur aus wenigen Bytes besteht, führt dieser Vorschlag bei den aufzuzeichnenden Daten zu einer vergrößerten Redundanz.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, bei welcher das Datenblock-ID-Signal mit einem Fehlerkorrekturcode codiert wird, ohne daß der Umfang der Datenredundanz anwächst.
Diese Aufgabe wird jeweils mittels einer Vorrichtung und eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche entwickeln den Kerngedanken der vorliegenden Erfindung weiter.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei einem Verfahren und einer Vorrichtung, welche rotierende Magnetköpfe zur Aufzeichnung einer digitalen Information auf ein Magnetband in der Form von Datenblöcken mit einer vorgegebenen Länge verwenden, ein ID-Signal für jeden Datenblock erzeugt, wobei das ID-Signal eine Vielzahl von Datenbits enthält, welche mindestens eine ausgewählte von einer Adresse des jeweiligen Datenblocks und eine Charakteristik der Information, welche in dem jeweiligen Datenblock enthalten ist, kennzeichnen, wobei das ID-Signal in eine Folge von Vier-Bit-Symbolen aufgeteilt ist, und wobei mindestens zwei Paritätssymbole gemäß einem Fehlerkorrekturcode zur Korrektur eines Fehlers in der Folge der Vier-Bit-Symbole erzeugt werden, woraufhin die Paritätssymbole mit dem ID-Signal auf das Magnetband aufgezeichnet werden. Auf diese Weise wird neben der Fehlerdetektion eine Fehlerkorrektur vorgesehen, ohne daß der Umfang der Redundanz bei den Daten vergrößert wird.
Die oben genannte und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Aufzeichnungsschaltung eines digitalen Videobandrecorders (VTR) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Wiedergabeschaltung der Ausführungsform von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, auf welche bei der Beschreibung der Blockcodierung Bezug genommen wird;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, auf welche bei der Beschreibung der Unterabtastungs- und Unterzeilenverarbeitung Bezug genommen wird;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, welche die Lage des Aufzeichnungs- und Wiedergabekopfs darstellt;
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Aufzeichnungsspurformats, welches bei dem VTR der Fig. 1 und 2 verwendet wird; und
Fig. 7A bis 7G sind schematische Darstellungen von Datenblockformaten und Korrekturcodierungsschemata, welche bei dem Format von Fig. 6 verwendet werden.
Es wird nun ein Signalaufzeichnungsteil eines digitalen VTR gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Wie in dieser gezeigt ist, werden ein digitales Luminanzsignal Y und digitale Farbdifferenzsignale U und V, welche jeweils aus den drei Primärfarbsignalen R, G und B gebildet werden, den Eingangsanschlüssen 1Y, 1U und 1V zugeführt. Die drei Primärfarbsignale R, G und B können z. B. von einer Farbvideokamera für eine geeignete Verarbeitung und Digitalisierung zugeführt werden, um die Eingangssignale in der eben beschriebenen Art bereitzustellen. Die jeweiligen Taktraten der Eingangssignale betragen 13,5 MHz für das Luminanzsignal und 6,75 MHz für jedes der Farbdifferenzsignale und die Anzahl der Bits pro Abtastprobe beträgt 8 Bits. Die Signale von den Eingangsanschlüssen 1Y, 1U und 1V werden einer Nutzinformations-Wiedergewinnungsschaltung 2 zugeführt, welche ausgelegt ist, um Daten aus den empfangenen Signalen während der Austastungsintervalle zu übergehen oder zu entfernen und um die Information lediglich aus dem Nutzbereich wiederzugewinnen.
Das Luminanzsignal Y von der Nutzinformations-Wiedergewinnungsschaltung 2 wird einer Frequenzumsetzungsschaltung 3 zugeführt. Die Frequenzumsetzungsschaltung 3 setzt die Abtastfrequenz von 13,5 MHz in eine Frequenz um, welche drei Viertel von 13,5 MHz beträgt. Die Frequenzumsetzungsschaltung 3 kann einen Ausdünnungsfilter enthalten, um so das Entstehen einer reflektierten Verzerrung zu verhindern. Das Ausgangssignal der Frequenzumsetzungsschaltung 3 wird einer Block-Segmentierungsschaltung 5 zugeführt. Die Block-Segmentierungsschaltung 5 setzt die empfangene Abtastfolge von Luminanzdaten in eine Blockfolge um. Die Block-Segmentierungsschaltung 5 ist vorgesehen, um die Daten in einen Zustand für eine Verarbeitung mittels einer Blockcodierungsschaltung 8 zu bringen, welche in einer nachfolgenden Stufe der Aufzeichnungsschaltung angeordnet ist.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, welche einen Datenblock darstellt, bei welchem eine Blockcodierung durchgeführt worden ist. Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, ist der Block aus 64 Bildelementen zusammengesetzt, welche eine Matrix von 8 Zeilen zu je 8 Pixel bilden. In Fig. 3 stellen die durchgezogenen Linien Linien dar, welche mit ungerade numerierten Halbbildern verknüpft sind, während die gestrichelten Linien Linien darstellen, welche mit gerade numerierten Halbbildern verknüpft sind.
Zurückkehrend zu Fig. 1 ist zu erkennen, daß die zwei Farbdifferenzsignale U und V einer Unterabtast- und Unterzeilenverarbeitungsschaltung 4 zugeführt werden. Die Unterabtast- und Unterzeilenverarbeitungsschaltung 4 setzt die Abtastfrequenz von 6,75 MHz in eine Frequenz um, welche die Hälfte von 6,75 MHz beträgt und wählt dann für jede Zeile abwechselnd eines der zwei digitalen Farbdifferenzsignale aus. Danach setzt die Unterabtast- und Unterzeilenverarbeitungsschaltung 4 die zwei digitalen Farbdifferenzsignale in einem Datenkanal zusammen und gibt ein aufeinanderfolgendes digitales Farbdifferenzsignal aus.
Fig. 4 zeigt Bildelemente eines Signals, welches mittels der Schaltung 4 einer Unterabtast- und einer Unterzeilenverarbeitung unterzogen worden ist. In Fig. 4 repräsentiert "(" ein Abtastbildelement des ersten Farbdifferenzsignales U; "(" repräsentiert ein Abtastbildelement des zweiten Farbdifferenzsignals V; und "X" repräsentiert eine Position, an welcher ein Bildelement mittels der Abtastverarbeitung ausgedünnt worden ist.
Das Zeilenfolgesignal von der Unterabtast- und Unterzeilenverarbeitungsschaltung 4 wird einer Block-Segmentierungsschaltung 6 zugeführt. In einer ähnlichen Art und Weise wie die Block-Segmentierungsschaltung 5 setzt die Block-Segmentierungsschaltung 6 die Abtastfolge der Farbdifferenzdaten in eine Datenanordnung aus einer Blockfolge um, wobei jeder Block aus 8 · 8 Pixel besteht. Die Ausgangssignale der Block- Segmentierungsschaltungen 5 und 6 werden einer Verknüpfungsschaltung 7 zugeführt.
Die Verknüpfungsschaltung 7 setzt das empfangene Luminanzsignal und das Farbdifferenzsignal, welche in jeweilige Blockfolgesignale umgesetzt worden sind, in einen Datenkanal um. Das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung 7 wird einer Blockcodierungsschaltung 8 zugeführt. Die Blockcodierungsschaltung 8 kann z. B. eine adaptive dynamische Bereichscodierung (ADRC) verwenden oder kann eine diskrete Cosinustransformation (DCT) durchführen, um die ihr zugeführten Datenblöcke mittels eines Komprimierungscodes zu bearbeiten.
Das Ausgangssignal der Blockcodierungsschaltung 8 wird einer Einzelbild-Segmentierungsschaltung 9 zugeführt. Die Einzelbildsegmentierungsschaltung 9 setzt das empfangene Signal in Daten mit einer Einzelbildanordnung um und setzt einen Bildsystemdatentakt in einen Aufzeichnungssystemtakt um.
Das Ausgangssignal der Einzelbild-Segmentierungsschaltung 9 wird einer Paritätserzeugungsschaltung 10 V zugeführt, welche ein Fehlerkorrekturcode-Paritätssignal erzeugt. Das Ausgangssignal der Paritätserzeugungsschaltung 10 V wird einschließlich der Videodaten mit segmentierten Einzelbildern und dem Paritätssignal einer Mischschaltung 14 zugeführt.
Von einem Eingangsanschluß 1A wird ein digitales PCM-Audiosignal einer Audioaufzeichnungsverarbeitungsschaltung 15 zugeführt. Die Audioaufzeichnungsverarbeitungsschaltung 15 kann z. B. ausgelegt sein, um das empfangene Audiosignal mittels einer Differenzpulscodemodulations(DPCM)-Verarbeitung zu komprimieren. Die Audioaufzeichnungsverarbeitungsschaltung 15 gibt Aufzeichnungsdaten für zwei getrennte Aufzeichnungsbereiche aus (bezeichnet als "audio 1" und "audio 2"), welche in jeder Spur, welche auf dem Magnetband aufgezeichnet werden kann, angeordnet sind. Die Ausgangsdaten der Audioaufzeichnungsverarbeitungsschaltung 15 werden einer Paritätserzeugungsschaltung 10A zugeführt, welche ein Fehlerkorrekturcode-Paritätssignal erzeugt. Das Ausgangssignal der Paritätserzeugungsschaltung 10A, welches die Audiodaten und das Paritätssignal enthält, wird der Mischschaltung 14 zugeführt.
Eine Untercode-Erzeugungsschaltung 16 erzeugt einen Untercode, welcher über einen Eingangsanschluß 15 einer Paritätserzeugungsschaltung zugeführt wird. Die Paritätserzeugungsschaltung 10S codiert den Untercode mittels eines Fehlerkorrekturcodes, um auf diese Weise die Paritätssignale zu erzeugen. Der Untercode und die durch die Paritätserzeugungsschaltung 10S erzeugten Paritätssignale werden der Mischschaltung 14 zugeführt.
Eine ID-Signal-Erzeugungsschaltung 17 erzeugt ein ID-Signal, welches später beschrieben wird. Das durch die ID-Signal- Erzeugungsschaltung 17 erzeugte ID-Signal wird über einen Eingangsanschluß 1I einer Paritätserzeugungsschaltung 10I zugeführt. Die Paritätserzeugungsschaltung 10I führt bei dem ID-Signal eine Fehlerkorrekturcodierung in einer später zu beschreibenden Art und Weise durch. Das sich ergebende Signal wird an die Mischschaltung 14 ausgegeben.
Die Mischschaltung 14 ist ausgelegt, um die empfangenen Signale von den Paritätserzeugungsschaltungen 10A, 10V, 10S und 10I derart zu kombinieren, daß die Videodaten, die Audiodaten und die Untercodedaten in einem vorgegebenen Muster angeordnet sind. Das Ausgangssignal der Mischschaltung 14 wird einem Kanalcodierer 11 zugeführt, welcher die Kanalcodierung durchführt, um das Lowband der aufzuzeichnenden Daten zu reduzieren oder zu verringern. Das Ausgangssignal des Kanalcodierers 11 wird einer Mischschaltung 18 zugeführt, welche außerdem über einen Anschluß 19 ein Pilotsignal zur automatischen Spurverfolgung (ATF) empfängt. Das Pilotsignal ist ein Niederfrequenzsignal, welches von den aufgezeichneten Daten bei der Wiedergabe getrennt werden kann. Das von der Mischschaltung 18 ausgegebene Signal wird über Aufzeichnungsverstärker 12A und 12B und rotierenden Umformern (nicht gezeigt) jeweils Magnetköpfen 13A und 13B zugeführt und dann auf einem Magnetband (nicht gezeigt) aufgezeichnet. Es wird nun im Zusammenhang mit Fig. 2 der Wiedergabeabschnitt des digitalen VTR's beschrieben.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, werden die von dem Magnetband (nicht gezeigt) mittels magnetischer Köpfe 13A und 13B erhaltenen Wiedergabedaten über rotierende Übertrager (nicht gezeigt) und Wiedergabeverstärker 21A und 21B jeweils einem Kanaldecodierer zugeführt. Die in dem wiedergegebenen Signal vorhandenen Taktsignale und Blocksynchronisierungssignale werden mittels einer Schaltung (nicht gezeigt), welche vor dem Kanaldecoder 22 angeordnet ist, extrahiert.
Zusätzlich werden ATF-Signale von den Verstärkern 21A und 21B einer ATF-Schaltung 34 zur Verfügung gestellt, welche in bekannter Weise Spursteuersignale an ein Servosteuersystem (nicht gezeigt) liefert. Z. B. kann eine automatische Spurverfolgung wie bei dem bekannten 8-mm-Format-VTR durchgeführt werden, bei dem das Servosteuersystem, welches das Spursteuersignal empfängt, ein Phasenservo zur Steuerung der Phase der Drehung eines Kapstan ist.
Der Kanaldecodierer 22 ist ausgelegt, die durch den Kanalcodierer 11 durchgeführte Kanalcodierung umzukehren. Das Ausgangssignal des Kanaldecodierers 22 wird einer Zeitbasiskorrektur(TBC)-Schaltung 23 zugeführt, welche die Zeitbasisfehler aus dem wiedergegebenen Signal entfernt. Das wiedergegebene Abspielsignal von der TBC-Schaltung 23 wird Fehlerkorrekturschaltungen (ECC) 24V, 24A und 24S zugeführt, welche die Fehler durch Verwendung eines vorgegebenen Fehlerkorrekturcodes korrigieren und abschwächen. Insbesondere korrigiert die ECC-Schaltung 24V die Fehler in den Videodaten und schwächt diese ab, die ECC-Schaltung 24A korrigiert die Fehler in den Audiodaten, welche in den Audiobereichen "audio 1" und "audio 2" ausgezeichnet worden sind, und schwächt diese ab, und die ECC-Schaltung 24S korrigiert Fehler in den Untercodedaten.
Das Ausgangssignal der ECC-Schaltung 24A wird einer Audiowiedergabeverarbeitungsschaltung 35 zugeführt, welche die Audiodaten decodiert und ein digitales Audiowiedergabesignal an einen Ausgangsanschluß 33A ausgibt.
Die ECC-Schaltung 24S korrigiert Fehler in den wiedergegebenen Untercodedaten und gibt einen wiedergegebenen Untercode über einen Anschluß 33S aus, von welchem der Untercode einer Systemsteuerung (nicht gezeigt) zugeführt wird, welche die gesamten Tätigkeiten des VTR steuert.
Das Ausgangssignal der ECC-Schaltung 24V wird einer Einzelbild- Desegmentierungsschaltung 25 zugeführt. Die Einzelbild- Desegmentierungsschaltung 25 trennt alle Komponenten der blockcodierten Bilddaten voneinander und setzt den Wiedergabesystemtakt in einem Bildsystemtakt um.
Jede Datenkomponente, welche in der Einzelbild-Desegmentierungsschaltung 25 abgetrennt worden ist, wird einer Block- Decodierungsschaltung 26 zugeführt. Die Block-Decodierungsschaltung 26 decodiert die empfangenen Daten gemäß den Ursprungsdaten von jedem Block und führt die decodierten Daten einer Verteilerschaltung 27 zu. Die Verteilerschaltung 27 trennt von den empfangenen decodierten Daten ein Luminanzsignal und ein Farbdifferenzsignal ab. Das Luminanz- und das Farbdifferenzsignal werden jeweils den Block-Desegmentierungsschaltungen 28 und 29 zugeführt. Die Block-Desegmentierungsschaltungen 28 und 29 arbeiten im Wesentlichen in einer Art und Weise, welche jener der Block-Segmentierungsschaltung 5 und 6 von Fig. 1 entgegengesetzt gerichtet ist. Insbesondere setzen die Block-Desegmentierungsschaltungen 28 und 29 die empfangenen Blockfolgesignale in Rasterabtastfolgesignale um.
Das decodierte Luminanzsignal von der Block-Desegmentierungsschaltung 28 wird einem Interpolationsfilter 30 zugeführt, welches die Abtastrate des Luminanzsignals durch Interpolation der Daten von 3fs auf 4fs (4fs = 13,5 MHz) umsetzt. Das digitale Luminanzsignal Y von dem Interpolationsfilter 30 wird einem Ausgangsanschluß 33Y zugeführt.
Andererseits wird ein digitales Zeilenfolge-Farbdifferenzsignal von der Block-Desegmentierungsschaltung 29 einer Verteilerschaltung 31 zugeführt. Die Verteilerschaltung 31 trennt die digitalen Farbdifferenzsignale U und V von dem digitalen Zeilenfolge-Farbdifferenzsignal. Die abgetrennten digitalen Farbdifferenzsignale U und V werden von der Verteilerschaltung einer Interpolationsschaltung 32 zugeführt. Die Interpolationsschaltung 32 interpoliert die empfangenen decodierten Bildelementdaten, um die Zeilen- und Bildelementdaten zu erhalten, welche vorher mittels der Schaltung 4 von Fig. 1 ausgedünnt worden sind. Die Interpolationsschaltung 32 führt die digitalen Farbdifferenzsignale U und V, welche eine kombinierte Abtastrate von 4fs aufweisen, jeweils Ausgangsanschlüssen 33U und 33V zu.
Es ist außerdem festzustellen, daß die Fehlerkorrekturschaltung 24I, welche das Ausgangssignal der TBC-Schaltung 23 empfängt, bei dem ID-Signal und bei dem Paritätssignal, welches durch die Paritätserzeugungsschaltung 101 der Fig. 1 erzeugt worden ist, eine Fehlerkorrekturcodeverarbeitung durchführt. Ein korrigiertes ID-Signal, welches von der ECC-Schaltung 24I ausgegeben wird, wird einem Ausgangsanschluß 33I zugeführt.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind die Magnetköpfe 13A und 13B nahe beieinander auf einer rotierenden Trommel 40 angeordnet. Z. B. können die Köpfe 13A und 13B zusammen als eine integrierte Kopfeinheit hergestellt werden. Um die äußere Oberfläche der rotierenden Trommel 40 ist mit einem Wickelwinkel von z. B. annähernd 180º ein Magnetband (nicht gezeigt) schräg gewickelt. Dementsprechend tasten beide Köpfe 13A und 13B das Magnetband gleichzeitig zur Aufzeichnung und Wiedergabe der Daten ab. Die Köpfe 13A und 13B besitzen bei der sog. Doppelazimutkopfanordnung vorzugsweise wechselseitige unterschiedliche Azimutwinkel. Z. B. kann der Azimutwinkel von einem der Köpfe +20º und der Azimutwinkel des anderen Kopfes -20º betragen. Wie für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann allgemein bekannt ist, wird aufgrund der Wiedergabe des Betrags des Übersprechens zwischen benachbarten Spuren, welche jeweils auf dem Magnetband durch die Magnetköpfe 13A und 13B ausgebildet werden, aufgrund des Azimutverlustes verringert.
Im Zusammenhang mit Fig. 6 wird nun ein Format beschrieben, mit welchem die Daten in jeder Spur aufgezeichnet werden. In Fig. 6 ist das linke Ende der Spur das Ende, an welchem der Aufzeichnungskopf auftritt, wobei der Kopf dann in Längsrichtung die Spur überquert und am rechten Ende abhebt. In den Teilen der Spur, in welchen eine Schraffur angebracht ist, werden keine Daten aufgezeichnet, diese Teile sind entweder Ränder oder Blockzwischenräume (IBDs). Es ist außerdem festzustellen, daß jeweils vor und nach jedem der Datenaufzeichnungsbereiche ein Präambelbereich und ein Postambelbereich vorgesehen ist. In diesen Bereichen wird typischerweise ein Pulssignal mit der gleichen Frequenz wie die des Wiedergabetaktes für die Daten, welche in dem jeweiligen Bereich aufgezeichnet werden, aufgezeichnet. Auf der Basis dieser Signale kann mittels einer Phase-Locked-Loop (PLL) eine geeignete Datenextrahierung für eine Taktfrequenz vorgesehen werden.
Am Anfang und Ende der Spur sind Ränder (d. h. Bereiche ohne Daten) vorgesehen. Benachbart zu den jeweiligen Rändern sind ATF-Pilotsignale ATF1 und ATF2 aufgezeichnet. Dem Pilotsignal ATF1 folgt ein Audiosignalaufzeichnungsbereich "audio 1". Es folgen ein Videosignalaufzeichnungsbereich, ein Audiosignalaufzeichnungsbereich "audio 2" und ein Untercode-Aufzeichnungsbereich, welchem dann das vorerwähnte Pilotsignal ATF2 folgt. Die Länge der Spur ohne die Ränder ist äquivalent einem Bereich zur Aufzeichnung von 16.041 Bytes. Die Pilotsignale ATF1 und ATF2 werden an den jeweiligen Enden der Spur aufgezeichnet, da der Kontakt der Magnetköpfe mit der Spur in diesen Bereichen weniger zuverlässig ist. Darüber hinaus ist in einem Hochgeschwindigkeits-Wiedergabemodus, bei welchem die Transportgeschwindigkeit für das Magnetband höher als im Aufzeichnungsmodus ist, der Kontakt der Magnetköpfe mit dem Band am Ende der Spur weniger zuverlässig als am Anfang, so daß der Untercode zum Ende der Spur hin aufgezeichnet wird.
Die aufgezeichneten Daten haben die Form von Synchronisationsblöcken, von denen jeder wie noch zu erkennen sein wird, aus einem Blocksynchronisierungssignal, einem ID-Signal, den Daten selbst und aus Fehlerkorrekturcodesignalen zusammengesetzt ist. Die Reihenfolge der jeweiligen Komponenten von jedem Block entspricht der gerade gegebenen Auflistung. Die Länge der Synchronisationsblöcke und die Länge der darin enthaltenen Daten variiert abhängig davon, ob die darin enthaltenen Daten Videodaten, Audiodaten oder ein Untercode sind. Es sollte festgehalten werden, daß auf der Spur unterschiedliche Längen von jeder Datenart enthalten sind.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Format ist jeder der Bereiche, ausgenommen die Bereiche für die ATF-Pilotsignale (ATF1 und ATF2), in Längenausdrücken von einem Vielfachen eines Audio- Synchronisationsblocks definiert. Insbesondere sind die Audioaufzeichnungsbereiche "audio 1" und "audio 2" jeweils 14 Audio-Synchronisationsblöcke lang. Der Videobereich ist 288 Audio-Synchronisationsblöcke lang und der Untercode-Bereich besitzt eine Länge von 4 Audio-Synchronisationsblöcken. Die jeweiligen Längen der Präambel- bzw. Postambelbereiche und der IBGs sind definiert, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Das Definieren von allen Bereichen in Ausdrücken von Audio-Synchronisationsblöcken erlaubt eine Vereinfachung der Taktsteuerschaltung, welche verwendet wird, um die Bereiche während der Aufzeichnung und Wiedergabe zu definieren.
Das Format für einen Videodaten-Synchronisationsblock ist in Fig. 7A gezeigt. Die Länge des gesamten Blocks beträgt 90 Bytes, was das Zweifache der Länge eines Audio-Synchronisationsblocks ist. Entsprechend besteht der Videoaufzeichnungsbereich von jeder Spur aus 144 Video- Synchronisationsblöcken. Jeder Video-Synchronisationsblock besteht aus den folgenden Abschnitten in der angegebenen Reihenfolge: Blocksynchronisationssignal (2 Bytes), ID-Signal (4 Bytes), Daten (76 Bytes) und Paritätssymbole (8 Bytes).
Das Fehlerkorrekturcodierungsverfahren, welches für die Videodaten verwendet wird, ist schematisch in Fig. 7C dargestellt. Zuerst wird - hier wird kurz auf Fig. 6 Bezug genommen - der Videoaufzeichnungsbereich in drei Abschnitte aufgeteilt, von denen jeder aus 48 Video- Synchronisationsblöcken besteht. Wie zu erkennen ist, wird die Videosignalinformation in den "Daten"-Teilen (Fig. 7A) von 45 der 48 Synchronisationsblöcken aufgezeichnet und der Paritätscode wird in den "Daten"-Teilen der verbleibenden 3 Synchronisationsblöcken der Gruppe aus 48 Synchronisationsblöcken aufgezeichnet. Zum Zwecke der Paritätscodierung der 45 Synchronisationsblöcke, von denen jeder 76 Bytes an Videoinformation enthält, werden die 45 Synchronisationsblöcke betrachtet, als ob sie eine Matrix aus 76 Spalten und 45 Zeilen bilden, wie in Fig. 7C gezeigt ist. Es sind Paritäts- Codesymbole für jede der 45 Zeilen (als "innerer Code" oder "C1-Parität" bezeichnet) in Form von 8 Bytes am Ende von jeder Zeile vorgesehen. Diese 8 Bytes werden in den "Paritäts"-Teilen (Fig. 7A) der jeweiligen Synchronisationsblöcke aufgezeichnet. Zusätzlich werden außerdem 3 Zeilen von Paritätssymbolen (bezeichnet als "äußerer Code" oder "C2-Parität") für die 76 Zeilen vorgesehen, zusammen mit begleitenden C1- Paritätscodesymbolen für die zusätzlichen 3 Zeilen. Mit anderen Worten, von den 48 Synchronisationsblöcken, welche in jedem Drittel-Abschnitt des Videoaufzeichnungsbereichs vorgesehen sind, sind 45 für die Videodaten selbst vorgesehen, wobei jeder Synchronisationsblock 8 Bytes des C1-Paritätscode enthält, während die verbleibenden 3 Synchronisationsblöcke für den C2- Paritätsocde und die C1-Parität für den C2-Paritätscode vorgesehen sind.
Es wird nun das Audiodaten-Synchronisationsblockformat und die Fig. 7D und 7E betrachtet, wobei festzustellen ist, daß jeder Audio-Synchronisationsblock in der Länge 45 Bytes beträgt, zusammengesetzt aus einem Blocksynchronisierungssignal (2 Bytes), einem ID-Signal (4 Bytes), Daten (33 Bytes) und Paritätssymbolen (6 Bytes), in der hier vorgenommenen Reihenfolge. Von den 14 Synchronisierungsblöcken, welche jeden der Audiobereiche ausmachen, sind 10 für die Audiodaten selbst und die verbleibenden 4 für die C2-Paritätssymbole (Spaltenparität) vorgesehen. Es ist festzustellen, daß alle 14 der Synchronisationsblöcke C1-Zeilenparitätssymbole für die Audiodaten oder einen C2-Paritätscode einschließen, welcher darin enthalten ist.
Die Fig. 7F und 7G zeigen das Synchronisationsblockformat für den Untercodebereich. Jeder Untercode-Synchronisationsblock ist 30 Bytes lang, und besteht aus einem Blocksynchronisationssignal (2 Bytes), einem ID-Signal (4 Bytes), Daten (20 Bytes) und Paritätssymbolen (4 Bytes), in der hier festgelegten Reihenfolge. Für den Untercode ist kein äußerer Code (C2) vorgesehen. Statt dessen sind 40 Datenbytes (d. h. ein Paar von Zeilen oder Blöcken) mit 8 Bytes von C1-Paritätssymbolen versehen, von denen vier in einem Block von dem Paar aufgezeichnet sind, während die anderen vier in dem anderen Block aufgezeichnet werden. Als Ergebnis enthalten die 6 Synchronisationsblöcke des Untercodebereichs 120 Bytes an Untercodedaten. Es ist festzustellen, daß die 6 Untercode- Synchronisationsblöcke einen Bereich einnehmen, welcher 4 Audiodaten-Synchronisationsblöcken entspricht.
In jedem Typ eines Synchronisationsblocks (Videodaten, Audiodaten, Untercode) ist die Länge des ID-Signalabschnitts die gleiche, nämlich 4 Bytes. Wie in Fig. 7B gezeigt ist, sind die 4 Bytes mit ID0, ID1, ID2 und ID3 bezeichnet. Die ersten 3 Bytes enthalten Bits zur Identifizierung derartiger Details, wie die Adresse des jeweiligen Synchronisationsblocks, Datenart, Videodatensystem (PAL, MTSC, HD, SD) usw. Wie unten detaillierter beschrieben wird, sind die 3 Bytes ID0, ID1 und ID2 gemäß der Erfindung vorzugsweise in Teile aufgeteilt, welche aus 4 Bits bestehen. Im Gegensatz zu den Video- und Audiodaten kann die Bitlänge des ID-Signals frei festgelegt werden. Das Byte ID3 ist für einen Paritätscode für die Bytes ID0 bis ID2 vorgesehen.
Es wird nun ein Beispiel der Daten, welche das ID-Signal bilden, beschrieben. Bei diesem Beispiel ist ID0 zusammengesetzt aus einem Einzelbild-ID (1 Bit), einem Daten-ID (2 Bits), einem Rundfunksystem-ID (2 Bits), einem Nachaufzeichnungs-ID (2 Bits) und einem Modus-ID (1 Bit). Der Zustand des Einzelbild-ID-Bits wird von Einzelbild zu Einzelbild invertiert. Die Daten-ID-Bits identifizieren den Datentyp des jeweiligen Synchronisationsblocks (Video, audio 1, audio 2 oder Untercode). Von den 2 Bits des Rundfunksystem-ID wird eines verwendet, um entweder NTSC (525/60) oder PAL (625/50) zu kennzeichnen. Das andere Bit kennzeichnet entweder eine hohe Auflösung (HD) oder eine Standardauflösung (SD). Das Nachaufzeichnungsbit kennzeichnet, ob die Daten nachaufgezeichnet sind oder ob sie nicht nachaufgezeichnet sind. Es ist selbstverständlich, daß eine Nichtnachaufzeichnung angezeigt wird; wenn entweder die Daten ursprünglich auf dem Band aufgezeichnet sind oder alle Datenspuren überschrieben worden sind. In diesem Modus werden die Spurführungssteuerpilotsignale überschrieben. Im Nachaufzeichnungsmodus werden die Daten in einigen oder allen der vorher ausgebildeten Datenbereiche neu geschrieben. Das Modus-ID kennzeichnet, ob das Band ein voraufgezeichnetes-("Videosoft")-Band ist oder ob es durch den Anwender bespielt worden ist.
Das Byte ID1 ist zusammengesetzt aus einer 6-Bit-Spurnummer und 2 zusätzlichen Bits. Die 6-Bit-Spurnummer ist vorgesehen, um Videosignale anzupassen, wie z. B. HD-Signale, bei welchen eine große Menge von Information aufgezeichnet wird. Die zusätzlichen 2 Bits sind für zukünftige Anwendungen reserviert.
Das Byte ID2 ist eine 8-Bit-Synchronisationsblocknummer. Es wird jedem Synchronisationsblock in der Spur eine eindeitige Synchronisationsblocknummer zugeteilt.
Das Byte ID3 besteht aus Paritätscodesymbolen, welche zur Detektion und Korrektur eines Fehlers in den Bytes ID0 bis ID2 verwendet werden.
Die Bytes ID0 bis ID2 werden mittels der ID-Erzeugungsschaltung 17 aus Fig. 1 erzeugt. Das Byte ID3 wird durch die Paritätserzeugungsschaltung 10I erzeugt. Insbesondere werden die 3 Bytes ID0 bis ID2 in der. Paritätserzeugungsschaltung 10I aufgeteilt, um jeweils 6 Symbole mit 4 Bits zu bilden. Die Paritätserzeugungsschaltung 10I erzeugt dann gemäß einem Fehlerkorrekturcode, wie z. B. dem Reed-Solomon-Code, 2 Symbole des Paritätscodes, wobei jeder aus 4 Bits besteht. Mit anderen Worten, es wird ein Reed-Solomon-Code, welcher eine Datenlänge von 6 Symbolen und eine Parität von 2 Symbolen besitzt, erzeugt. Daraus ergibt sich, daß die ECC-Schaltung 24I (Fig. 2) in dem Wiedergabeabschnitt des VTR einen Fehler in einem der 6 Vier-Bit-Symbole, in welche ID0 bis ID2 aufgeteilt worden sind, korrigieren kann. Entsprechend wird bei dem Fehlerdetektions- und Fehlerkorrektursystem gemäß der vorliegenden Erfindung ein Sechs-Datensymbol-/Zwei-Paritätssymbol-Reed-Solomon-Code anstelle des herkömmlichen Drei-Datenbyte-/Ein-Paritätsbyte- Fehlerdetektionscode verwendet. Es ist zu erkennen, daß die Datenredundanz bei dem Fehlerkorrektursystem der vorliegenden Erfindung die gleiche wie bei dem herkömmlichen Fehlerdetektionssystem ist. Jedoch ermöglicht die vorliegende Erfindung die Korrektur eines Fehlers in dem ID-Signal, während die Möglichkeit der Detektion von mehr als einem Fehler geschaffen wird.
Alle Ausführungen sollten dahingehend verstanden werden, daß die oben erwähnte Fehlerkorrekturcodierung mit der Erzeugung von zwei Paritätssymbolen ein Beispiel ist. Als eine Alternative ist es möglich, drei oder mehr Paritätssymbole zu erzeugen, um eine zusätzliche Fehlerkorrekturfähigkeit bereitzustellen.
Die Ausführungen sollten auch dahingehend verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung bei anderen digitalen Aufzeichnungssystemen wie z. B. einem Videobandrecorder angewendet werden kann. Ein Beispiel eines derartigen Aufzeichnungssystem ist eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von PCM-Audiosignalen.

Claims

1. Digitale Aufzeichnungsvorrichtung, welche rotierende Magnetköpfe (13A, 13B) zur Aufzeichnung einer digitalen Information auf ein Magnetband in Form von Datenblöcken mit einer vorgegebenen Länge enthält, wobei die Vorrichtung weiterhin umfaßt:

Mittel (17) zur Erzeugung eines ID-Signals für jeden dieser Datenblöcke, wobei das ID-Signal eine Vielzahl von Datenbits enthält, welche mindestens eine ausgewählte Adresse von einer Adresse des jeweiligen Datenblocks und eine Charakteristik der in dem jeweiligen Datenblock enthaltenen Information, in welcher das ID-Signal in Acht-Bit-Symbolen codiert ist, kennzeichnen,

Mittel (10I) zur Aufteilung von drei Acht-Bit-Symbolen des ID- Signals in sechs Vier-Bit-Symbole;

Mittel (10I) zur Erzeugung von zwei Paritätssymbolen aus vier Bits, von denen jedes auf den Vier-Bit-Symbolen entsprechend einem Sechs-Daten-Symbol-/Zwei-Paritäts-Symbol-Reed-Solomon- Code basiert; und

Mittel (11, 12, 14) zur Aufzeichnung der Paritätssymbole auf das Magnetband mit dem ID-Signal.

2. Digitale Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die digitale Information ein Videosignal enthält.

3. Digitale Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, welche weiterhin Mittel (11) zur Komprimierung und Codierung der digitalen Information aufweist, bevor die Information auf das Magnetband aufgezeichnet wird.

4. Digitale Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Mittel (11) zur Komprimierung und Codierung der digitalen Information Mittel zur Durchführung einer diskreten Cosinustransformation von Blöcken der digitalen Information enthalten.

5. Digitale Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welcher das ID-Signal ein Einzelbild- Identifizierungsbit enthält.

6. Digitale Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher das ID-Signal Datenbits enthält, welche einen Informationstyp kennzeichnen, welcher in dem jeweiligen Datenblock enthalten ist.

7. Digitale Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher das ID-Signal eine Zahl zur Identifizierung einer Aufzeichnungsspur enthält, auf welcher der jeweilige Datenblock aufgezeichnet ist.

8. Digitale Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher das ID-Signal eine Synchronisationsblocknummer zur Identifizierung des jeweiligen Datenblocks enthält.

9. Verfahren zur Aufzeichnung einer digitalen Information auf ein Magnetband in der Form von Datenblöcken mit einer vorgegebenen Länge, welches folgende Schritte aufweist:

Erzeugen (17) eines ID-Signals für jeden dieser Datenblöcke, wobei das ID-Signal eine Vielzahl von Datenbits enthält, welche mindestens eine ausgewählte Adresse von einer Adresse des jeweiligen Datenblocks und eine Charakteristik der in dem jeweiligen Datenblock enthaltenen Information, in welcher das ID-Signal in Acht-Bit-Symbolen codiert ist, kennzeichnen,

Aufteilen (10I) der drei Acht-Bit-Symbolen des ID-Signals in sechs Vier-Bit-Symbole;

Erzeugen (10I) von zwei Paritätssymbolen aus vier Bits, von denen jedes auf den Vier-Bit-Symbolen entsprechend einem Sechs- Daten-Symbol/Zwei-Paritäts-Symbol Reed Solomon-Code basiert;

Aufzeichnen (11-14) der Paritätssymbole auf das Magnetband mit dem ID-Signal.

10. Verfahren zur Aufzeichnung einer digitalen Information nach Anspruch 9, bei welchem die digitale Information ein Videosignal enthält.

11. Verfahren zur Aufzeichnung einer digitalen Information nach Anspruch 9 oder 10, welches weiterhin den Schritt zur Komprimierung und Codierung der digitalen Information umfaßt, bevor die Information auf das Magnetband aufgezeichnet wird.

12. Verfahren zur Aufzeichnung einer digitalen Information nach Anspruch 11, bei welchem der Schritt zur Komprimierung und Codierung der digitalen Information das Durchführen einer diskreten Cosinustransformation von Blöcken der digitalen Information umfaßt.

13. Verfahren zur Aufzeichnung einer digitalen Information nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei welchem das ID-Signal ein Einzelbild-Identifizierungsbit enthält.

14. Verfahren zur Aufzeichnung einer digitalen Information nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei welchem das ID-Signal Datenbits enthält, welche einen Informationstyp kennzeichnen, welcher in dem jeweiligen Datenblock enthalten ist.

15. Verfahren zur Aufzeichnung einer digitalen Information nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei welchem das ID-Signal eine Zahl zur Identifizierung einer Aufzeichnungsspur enthält, auf welcher der jeweilige Datenblock aufgezeichnet ist.

16. Verfahren zur Aufzeichnung einer digitalen Information nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei welchem das ID-Signal eine Synchronisationsblocknummer zur Identifizierung des jeweiligen Datenblocks enthält.