Brevet FR2693824A1 — publié le 19940121

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'ENREGISTREMENT ET DE REPRODUCTION D'UN SIGNAL D'INFORMATION La présente invention concerne de façon générale un procédé et un dispositif d'enregistrement et de reproduction par bande magnétique d'un signal numérique. L'invention peut s'appliquer en particulier l'enregistrement et la reproduction d'un signal numérique audio. Pour enregistrer un signal numérique sur une bande magnétique, on code le signal source à l'aide d'un convertisseur analogique/numérique, on met en format le signal ainsi converti et on amplifie le signal pour l'envoyer à la tête d'enregistrement qui balaye la bande magnétique. La mise en format consiste à traiter les données numériques produites par le convertisseur analogique/numérique, de façon à associer à ces données d'information numériques des données de synchronisation, des données temporelles et des données de code d'erreur.Pour reproduire le signal d'information ainsi enregistré sur la bande magnétique, on fait balayer la bande magnétique par une tête de lecture, on amplifie le signal de sortie de la tête de lecture, on effectue une extraction de la séquence de Nickwist et une égalisation pour reconstituer les données binaires, on restitue les données de synchronisation, les données tmporelles, les données du code d'erreur, on effectue les corrections d'erreurs puis une mise en forme sérielle et on effectue une conversion numérique/analogique qui produit le signal reproduit. Dans de tels systèmes modernes, l'enregistrement et la reprodction s'effectuent à l'aide d'une tête tournante, cela produisant sur la bande magnétique une suite de pistes inclinées par rapport à la direction de défilement de la bande. Chacune de ces pistes inclinées constitue un ensemble indépendant de données numériques. Un tel ensemble indépendant est généralement constitué par plusieurs secteurs formant une section de données de synchronisation, une section de données de compteur temporel, une section de données d'information et une section de données de code d'erreur. A titre indicatif, on peut par exemple enregistrer et reproduire les données numériques à 48 kilo-échantillons par seconde, ce qui a pour conséquence qu'un échantillon est produit toutes les 20,8 As. Dans ce cas, la fréquence de Nickwist peut être, par exemple, de 16 x 48 kHz. Habituellement, pour stocker à la fois les données d'information et les autres données nécessaires, on effectue une compression des données d'information afin de laisser la place, entre les burst successifs, pour disposer ces autres données. D'autre part, d'une manière connue, la tête d'enregistrement et la tête de lecture ne peuvent pas balayer en continu la bande magnétique parce que cette bande ne s'enroule pas suivant 1800 sur le tambour tournant mais suivant un angle inférieur, et ceci a pour conséquence que la relation entre le signal basse fréquence, ou signal d'information, et le signal enregistré est fortement compromise. Si une zone d'absence d'information ou de forte dégradation de l'information est présente sur la bande magnétique et si cette zone d'absence ou de dégradation de l'information s'étend sur une largeur nettement plus grande que la largeur d'une piste, il se produit ce que l'on appelle une "perte d'information" qui est d'autant plus importante que la zone de perte ou de dégradation de l'information est plus étendue. On peut remédier à cet inconvénient, d'une façon connue, en effectuant sur chaque piste successive, c'est-à-dire sur chaque ensemble indépendant successif, un "brassage" déterminé fixe des données enregistrées dans chacun de ces ensembles indépendants successifs.Il résulte de cela que, d'une part, si le signal est un signal audio, le signal reproduit est d'une qualité nettement améliorée, et d'autre part, quel que soit le type de signal, il est plus facile d'utiliser le code d'erreur pour recalculer un message original contenu dans le signal. Lorsque l'on utilise un mode d'enregistrement et de reproduction de signal tel que décrit précédemment, c'est-à-dire plus précisément lorsque l'on utilise un mode d'enregistrement et de reproduction de signal dans lequel l'information est enregistrée de façon numérique sur la bande magnétique à l'aide d'une tête tournante, suivant les pistes inclinées, que les données contenues dans chaque piste successive soient enregistrées suivant l'ordre normal ou suivant un "brassage" déterminé, il n'est pas possible d'effectuer sur la bande magnétique ce que l'on peut appeler un "montage physique de bande magnétique".Un "montage de bande magnétique" consiste à effectuer des découpages en tronçons de la bande magnétique et des recollages bout à bout de ces tronçons de bande suivant un autre ordre. En effet, si on effectue de telles opérations de "montage de bande magnétique", l'ensemble des pistes successisves situées au niveau d'une coupure de la bande peut s'étendre par exemple sur environ 30 à 40 mm dans la direction de la longueur de la bande, et la lecture de cet ensemble de pistes n'est pratiquement pas possible. En effet, si on recolle bout-à-bout deux tronçons de bande initialement disjoints, la lecture des pistes situées dans la zone de coupure (c'est-àdire la frontière entre les deux tronçons recollés bout à bout) produit un signal de sortie qui correspond à une suite permutée de séquences du signal original appartenant respectivement à la fin du tronçon précédent et au début du tronçon suivant. Pour un signal audio, par exemple, on constate que l'audition du signal audio pendant cette période perturbée est pratiquement inaudible.Or, cette période de pertubation dure relativement longtemps, dans la pratique le temps du défilement de la bande sur environ 30 à 40 mm, ce qui correspond couramment à un temps relativement long, par exemple de l'ordre de la seconde. Il existe toutefois une possibilité d'effectuer un "montage de bande magnétique" à partir d'un enregistrement numérique effectué à l'aide d'une tête tournante, mais un tel montage n'est pas effectué physiquement, c'est-à-dire en coupant physiquement des tronçons de la bande magnétique et en recollant bout à bout ces tronçons suivant un autre ordre, mais en effectuant un montage que l'on peut appeler "montage électronique". Un tel "montage électronique" consiste à effectuer des lectures de tronçons de la bande originale et à ré-enregistrer ces lectures sur une autre bande magnétique, suivant un ordre d'enregistrement différent. Un appareillage électronique extrêment complexe et coûteux est nécessaire pour effectuer de tels "montages d'électroniques. Par conséquent, il existerait un besoin pour un mode d'enregistrement et de reproduction d'un signal numérique en utilisant des têtes d'enregistrement et de lecture tournantes qui permettrait toutefois de pouvoir effectuer sur la bande magnétique ainsi enregistrée des opérations de "montage de bande magnétique physique". Un objet de la présente invention consiste à proposer un procédé et un dispositif d'enregistrement et de reproduction d'un signal numérique en utilisant des têtes d'enregistrement et de lecture tournantes permettant d'utiliser la bande magnétique ainsi enregistrée pour effectuer dessus un montage physique, c'est-à-dire pour effectuer des coupes transversales de cette bande magnétique et recoller bout à bout des tronçons quelconques de cette bande, selon un ordre différent de l'ordre d'enregistrement normal. Un autre objet de la présente invention consiste à proposer un tel mode d'enregistrement et de reproduction de signal numérique en utilisant des têtes d'enregistrement et de lecture tournantes dans lequel il est effectué en outre un brassage déterminé des données numériques enregistrées sur chaque piste successive. L'invention concerne donc un procédé d'enregistrement et de reproduction d'un signal numérique, utilisant un appareil à bande magnétique balayée par une tête tournante. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, ce procédé consiste à : saisir un signal numérique produit en clair et destiné à être enregistré sur la bande magnétique, et effectuer un découpage en secteurs successifs dudit signal numérique produit en clair et un découpage en groupes successifs de secteurs ; et effectuer, pour chaque groupe successif de secteurs, un changement d'ordre sur ce groupe de secteurs afin d'enregistrer, sur des pistes inclinées successives de la bande magnétique, le groupe de secteurs ainsi désordonné ; le changement d'ordre étant tel que, si l'on considère une limite perpendiculaire à la bande magnétique située en tout point le long de cette bande, les secteurs enregistrés en amont de cette limite forment une première partie de signal numérique qui, losqu'elle est lue par balayage de la bande depuis le début de la bande jusqu'à cette limite, produit en sortie une première partie complète du signal numérique produit en clair, et les secteurs enregistrés en aval de cette limite forment une seconde partie de signal numérique qui, losqu'elle est lue par balayage de la bande depuis cette limite jusqu'à la fin, produit en sortie une second partie complète du signal numérique produit en clair. Selon un mode de réalisation de l'invention, pour toutes les pistes d'enregistrement et pour tous les secteurs de ces pistes d'enregistrement, on trouve toujours deux secteurs enregistrés sur deux pistes adjacentes qui sont situes sur une même ligne perpendiculaire à la bande magnétique, de telle sorte qu'un groupe de secteurs est constitué par des secteurs alignés sur cette ligne sur toute la largeur de la bande occupée par le signal numérique. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les secteurs d'un dit groupe de secteurs quelconque sont disposés, le long de ladite ligne, suivant un ordre qui correspond à l'ordre normal d'une partie du signal numérique source produit en clair. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les secteurs d'un dit groupe de secteurs quelconque subissent en outre un brassage de lelle sorte qu'ils soient disposés, le long de ladite ligne, suivant un ordre qui ne correspond pas à l'ordre normal d'une partie du signal numérique source produit en clair, afin de diminuer les effets néfastes de-régions détériorées pouvant être présentes sur la bande. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront mieux compris lors de la description d'exemples de réalisation qui va suivre, illustrée par les figures annexées parmi lesquelles les figures 1 à 10 sont des figures qui se rapportent à l'art antérieur, et parmi ces figures la figure 1 est une vue schématique montrant l'agencement des données analogiques enregistrées sur une bande magnétique en utilisant les têtes d'enregistrement et de lecture stationnaires, selon l'art antérieur la figure 2 est une vue schématique de la bande de la figure 1 mais dans laquelle on a représenté symboliquement par des lettres des niveaux analogiques successifs, dans des buts d'explication la figure 3 est une vue schématique montrant la bande de la figure 2 après que cette bande a subi un montage physique la figure 4 est une vue schématique montrant l'agencement des données numériques d'information sur une bande magnétique lorsqu'on utilise des têtes d'enregistrement et de lecture tournantes, selon un procédé d'enregistrement et de reproduction de l'art antérieur les figures 5 à 7 sont des diagrammes schématiques illustrant les conséquences d'un défaut d'enregistrement sur la bande les figures 8 à 10 sont des vues schématiques destinées à montrer une aberration apparaissant lors d'un montage effectué sur la bande de la figure 4 la figure 11 est une vue schématique d'une bande correspondant au procédé selon la présente invention la figure 12 est une vue schématique montrant la bande de la figure 11 après que cette bande a subi un montage physique ; et les figures 13 et 14 sont des diagrammes illustrant une variante de la présente invention. les figures 1 à 3 illustrent un premier mode d'enregistrement et de reproduction à bande magnétique de l'art antérieur, ce premier mode d'enregistrement et de reproduction permettant d'enregistrer de façon analogique un signal source en utilisant des têtes d'enregistrement et de lecture qui sont stationnaires, c'est-à-dire qui sont disposées à une distance fixe par rapport au bord latéral de la bande. Ce mode d'enregistrement et de reproduction est un mode de l'art antérieur qui fait l'objet de la présente discussion afin d'expliquer certains avantages de la présente invention. Sur la figure 1, la bande 1 comprend des pistes 2, 3 qui comprennent le signal analogique enregistré et une piste 4 pouvant servir par exemple à la synchronisation ou à un cadencement temporel quelconque. Sur la figure 2, on a représenté les pistes 2 et 3 dans lesquelles les informations enregistrées sont représentées symboliquement par les lettres a à u et a' à u'. On voit qu'après avoir effectué un découpage physique de la bande 1 en enlevant le tronçon de bande B et en recollant bout-à-bout les tronçons A et C, il est possible de lire sans problème les deux pistes 2 et 3 (voir figure 3). Sur les figures 8 et 9, on a représenté une bande magnétique enregistrée avec un système à tête tournante. De façon classique, des pistes 5 sont agencées de façon oblique. On voit que si l'on effectue un découpage physique de la bande 1 en enlevant le tronçon de bande B et en recollant bout-à-bout les tronçons A et C, la lecture de la bande n'est plus possible dans la région qui est voisine de la ligne de raccordement 6, comme cela apparait sur le diagramme de la figure 10. Plus précisément, la lecture de la bande dans cette région produit un signal de sortie qui correspond à une suite permutée de séquences du signal original appartenant respectivement à la fin du tronçon précédent A (signal représenté en noir sur la figure 10) et au début du tronçon suivant C (signal représenté en blanc sur la figure 10). Sur les figures 4 à 7, on a représenté comment, d'une façon connue, on peut limiter les effets d'une zone de perte d'information 7 présente sur une bande 1 enregistrée avec un système d'enregistrement à tête tournante. Sur la figure 5, on voit que la lecture normale d'une piste inclinée 5 située sur la région défectueuse 7 produit un signal qui présente une forte dégradation 8 quand la tête de lecture passe dans la région défectueuse 7. Une opération connue consistant à effectuer un "brassage", c'est-à-dire à changer l'ordre des informations enregistrées (figure 6), ce qui permet de produire en sortie (figure 7) un signal présentant plusieurs zones 9 de dégradation dont chacune est de courte durée, ce qui est préférable pour un bon fonctionnement du code d'erreur. Sur la figure 11, on a représenté une bande magnétique 10 enregistrée suivant le procédé de l'invention. Suivant le procédé de l'invention, on saisit le signal numérique produit en clair qui est destiné à être enregistré sur la bande magnétique, on effectue un découpage en secteurs (101-200 sur la figure 11) successifs dudit signal numérique produit en clair et un découpage en groupes (101-110, 111-120, 121-130 etc...) successifs de secteurs. Ensuite, on effectue, pour chaque groupe successif de sectuers, un "changement d'ordre" (ou une permutation) des secteurs contenus dans ce groupe de secteurs, afin d'enregistrer sur des pistes inclinées successives de la bande magnétique le groupe de secteurs ainsi "désordonné" (ou permuté).Ce changement d'ordre n'est pas quelconque mais est tel que, si l'on considère une limite X perpendiculaire à la bande magnétique 10, située en un point quelconque le long de cette bande 10, les secteurs (101-120 sur la figure 11) enregistrés en amont de cette limite X forment une première partie de signal numérique (101-120) qui, lorsqu'elle est lue par balayage de la bande depuis le début de la bande jusqu'à cette limite X, produit en sortie une première partie complète (101-120) du signal numérique produit en clair, et les secteurs (121-200 sur la figure 11) enregistrés en aval de cette limite X forment une seconde partie de signal numérique (121-200) qui, lorsqu'elle est lue par balayage de la bande depuis cette limite X jusqu'à la fin de la bande, produit en sortie une second partie complète (121-200) du signal numérique produit en clair.On peut expliquer autrement l'invention en disant que l'on regroupe des secteurs de manière à constituer des pistes virtuelles qui s'étendent physiquement selon une ligne perpendiculaire L (figure 11) à la bande magnétique 10. Plus spécifiquement, pour toutes les pistes d'enregistrement et pour tous les secteurs de ces pistes d'enregistrement, on trouve toujours deux secteurs (par exemple 101 et 102 sur la figure 11) enregistrés sur deux pistes adjacentes qui sont situés sur une même ligne L perpendiculaire à la bande magnétique 10, de telle sorte qu'un groupe W1 de secteurs (par exemple 101 à 110 sur la figure 11) est constitué par des secteurs alignés sur cette ligne L sur toute la largeur de la bande occupée par le signal numérique. En fait, les secteurs (par exemple 101 à 110 sur la figure 11) d'un groupe W1 de secteurs quelconque sont disposés, le long de la ligne L, suivant un ordre qui correspond à l'ordre normal d'une partie du signal numérique produit en clair. Sur la figure 12, on voit la bande magnétique 10 après montage. On voit que la lecture de cette bande ainsi montée ne pose pas de problème de lecture, contrairement à ce qui se produirait avec une bande enregiistrée selon un procédé de l'art antérieur tel que représenté sur les figures 8 à 10. Ceci provient du fait que dans le tronçon A de la bande 10, on dispose de toutes et seulement toutes les informations pouvant constituer un tronçon continu du signal numérique source, et que dans le tronçon C on dispose également de toutes et seulement toutes les informations pouvant constituer un autre tronçon continu du signal numérique source. On voit donc clairement sur la figure 12 que si l'on effectue des découpes transversales de la bande 10, par exemple suivant les lignes D et E, on peut sans problème raccorder les deux tronçons A et C de la bande en supprimant le tronçon B, c'est-à-dire effectuer un "montage physique de la bande", sans altérer la lecture dans la zone de raccordement des deux tronçons. En effet, on voit que la lecture en suivant les tronçons A et C provoque en sortie la lecture des blocs suivants La transition entre le bloc lu 130 du tronçon A et le bloc lu 161 du tronçon C s'effectue sans altération. La lecture en amont de cette transition et en aval de cette transition s'effectue sans altération, c'est-à-dire d'une façon identique au signal numérique source produit en clair. Suivant une variante qui est illustrée par les figures 13 et 14, les secteurs (par exemple 3o1 à 310 sur la figure 13) d'un groupe W2 de secteurs quelconque sont disposés, le long de ladite ligne L, suivant un ordre qui ne correspond pas à l'ordre normal d'une partie du signal numérique produit en clair (par exemple l'ordre 302, 305, 304, 308, 303, 309, 307, 300, 301, 306 sur la figure 13). Ce "ou brassage" peut s'effectuer en applicant une fonction de permutation quelconque F lors de l'enregistrement des données sur la bande (figure 13), et on peut alors utiliser la fonction inverse F 1 lors de la lecture de la bande ainsi enregistrée (figure 14). Ce brassage permet de diminuer les effets néfastes de régions détériorées pouvant être présentes sur la bande. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisarion qui viennent d'être décrits mais englobe toutes les modification #t variantes envisageables dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'enregistrement et de reproduction d'un signal numérique, utilisant un appareil à bande magnétique balayée par une tête tournante, caractérisé en ce qu'il consiste à saisir un signal numérique produit en clair et destine à être enregistré sur la bande magnétique, et effectuer un découpage en secteurs successifs dudit signal numérique produit en clair et un découpage en groupes successifs de secteurs ; et effectuer, pour chaque groupe successif de secteurs, un changement d'ordre sur ce groupe de secteurs afin d'enregistrer, sur des pistes inclinées successives de la bande magnétique, le groupe de secteurs ainsi désordonné ; le changement d'ordre étant tel que, si l'on considère une limite perpendiculaire à la bande magnétique située en tout point le long de cette bande, les secteurs enregistrés en amont de cette limite forment une première partie de signal numérique qui, losqu'elle est lue par balayage de la bande depuis le début de la bande jusqu'à cette limite, produit en sortie une première partie complète du signal numérique produit en clair, et les secteurs enregistrés en aval de cette limite forment une seconde partie de signal numérique qui, losqu'elle est lue par balayage de la bande depuis cette limite jusqu'à la fin, produit en sortie une second partie complète du signal numérique produit en clair. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour toutes les pistes d'enregistrement et pour tous les secteurs de ces pistes d'enregistrement, on trouve toujours deux secteurs enregistrés sur deux pistes adjacentes qui sont situés sur une même ligne (L) perpendiculaire à la bande magnétique, de telle sorte qu'un groupe (W1) de secteurs est constitué par des secteurs alignes sur cette ligne (L) sur toute la largeur de la bande occupée par le signal numérique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les secteurs d'un dit groupe (W1) de secteurs quelconque sont disposés, le long de ladite ligne (L), suivant un ordre qui correspond à l'ordre normal d'une partie du signal numérique source produit en clair 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les secteurs d'un dit groupe (W2) de secteurs quelconque Procédé d'enregistrement et de reproduction d'un signal numérique, utilisant un appareil à bande magnétique balayée par une tête tournante, caractérisé en ce qu'il consiste à saisir un signal numérique produit en clair et destiné à être enregistré sur la bande magnétique, et effectuer un découpage en secteurs successifs dudit signal numérique produit en clair et un découpage en groupes successifs de secteurs ; et effectuer, pour chaque groupe successif de secteurs, un changement d'ordre sur ce groupe de secteurs afin d'enregistrer, sur des pistes inclinées successives de la bande magnétique, le groupe de secteurs ainsi désordonné ; le changement d'ordre étant tel que, si l'on considère une limite perpendiculaire à la bande magnétique située en tout point le long de cette bande, les secteurs enregistrés en amont de cette limite forment une première partie de signal numérique qui, losqu'elle est lue par balayage de la bande depuis le début de la bande jusqu'à cette limite, produit en sortie une première partie complète du signal numérique produit en clair, et les secteurs enregistrés en aval de cette limite forment une seconde partie de signal numérique qui, losqu'elle est lue par balayage de la bande depuis cette limite jusqu'à la fin, produit en sortie une second partie complète du signal numérique produit en clair.