專利名稱：數(shù)據(jù)傳輸裝置及其方法、記錄裝置及記錄和再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸裝置及其方法、記錄裝置及記錄和再現(xiàn)裝置。
目前，MPEG2(運(yùn)動圖像專家小組2)成為視頻數(shù)據(jù)主流壓縮編碼的方法。根據(jù)MPEG2，隔行的視頻數(shù)據(jù)的每一場和每一幀是按照DCT(離散余弦變換)進(jìn)行的。另外，在場與場之間或幀與幀之間按照運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測進(jìn)行編碼處理。
壓縮編碼后的視頻數(shù)據(jù)可以記錄在例如磁帶上。用一個預(yù)定轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)磁頭將視頻數(shù)據(jù)記錄在磁帶的螺旋形軌跡上。記錄視頻數(shù)據(jù)的每一幀需要多個連續(xù)的軌跡。每一幀的兩個場在這多個軌跡上分散。換言之，場與場之間是隔行掃描的。在某個時候，視頻數(shù)據(jù)從多個軌跡再現(xiàn)，因此每幀的分散的場被恢復(fù)。
以下將說明根據(jù)MPEG2壓縮編碼并記錄在一個特定記錄介質(zhì)上的視頻數(shù)據(jù)是如何再現(xiàn)并被傳輸?shù)酵庠O(shè)的。傳統(tǒng)方法是把根據(jù)MPEG2壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)臨時解碼成原始視頻數(shù)據(jù)，再把原始視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵庠O(shè)上。該外設(shè)對所接收的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理，再對編輯后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理，然后將編碼后的數(shù)據(jù)記錄在一個預(yù)定的記錄介質(zhì)上。
當(dāng)壓縮編碼后的視頻數(shù)據(jù)被暫時解碼、傳輸、壓縮編碼，然后記錄下來時，視頻數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量會隨著信號的惡化而惡化。而且要傳輸解碼后的視頻數(shù)據(jù)，傳輸路徑的頻帶得加寬。因此有必要傳輸經(jīng)過壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)。
以VCR(錄像機(jī))為例，以往的作法是反向再現(xiàn)操作，使用幀存儲器改變場的顯示順序，把壓縮編碼后的視頻數(shù)據(jù)按照與記錄操作的時間軸相反的方向進(jìn)行再現(xiàn)。換言之，解碼后的視頻數(shù)據(jù)被存在幀存儲器內(nèi)。第一個場(居時間軸上的上半場)和第二個場(居時間軸上的下半場)是按照相反順序讀出的。因此，當(dāng)進(jìn)行反向的再現(xiàn)操作時，視頻數(shù)據(jù)被均勻地、自然地顯示出來。
另一方面，如果壓縮編碼后的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過反向再現(xiàn)，傳輸?shù)酵庠O(shè)由外設(shè)進(jìn)行解碼并在監(jiān)視器上顯示，那么有必要通知外設(shè)視頻數(shù)據(jù)已被反向再現(xiàn)。因為外設(shè)不可能知道視頻數(shù)據(jù)是否經(jīng)過了反向再現(xiàn)。
換言之，如上所述，壓編編碼后的視頻數(shù)據(jù)是隔場掃描，一幀接一幀記錄到磁帶上的。當(dāng)視頻數(shù)據(jù)被反向再現(xiàn)時，幀的顯示順序與記錄操作時不同，但場的顯示順序與記錄操作時相同。由于再現(xiàn)場與再現(xiàn)幀的方向不同，產(chǎn)生的圖像是不自然的。
因此，當(dāng)根據(jù)MPEG2壓縮編碼并記錄在記錄介質(zhì)上的視頻數(shù)據(jù)被反向再現(xiàn)，通過傳輸路徑傳輸?shù)酵庠O(shè)，然后被外設(shè)解碼和重現(xiàn)時，應(yīng)該通知外設(shè)該視頻數(shù)據(jù)已被反向再現(xiàn)。
特別是當(dāng)壓縮編碼后的視頻數(shù)據(jù)同時包括正向再現(xiàn)的數(shù)據(jù)和反向再現(xiàn)的數(shù)據(jù)時，需要提供有關(guān)場之間和正/反向再現(xiàn)操作之間的關(guān)系。否則，所接收視頻數(shù)據(jù)的上半場和下半場的顯示順序不會隨著幀存儲器根據(jù)真實的時基(time basis)而改變。
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)據(jù)傳輸裝置及其方法、一種記錄裝置和一種能使壓縮編碼并反向再現(xiàn)的視頻數(shù)據(jù)被自然地反向再現(xiàn)的記錄和再現(xiàn)裝置。
本發(fā)明的第一方面是提供一種傳輸壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸裝置，該數(shù)據(jù)傳輸裝置包括記錄介質(zhì)，其上記錄了視頻數(shù)據(jù)；再現(xiàn)設(shè)備，按照與記錄視頻數(shù)據(jù)的時間軸不同方向從所述記錄介質(zhì)讀取視頻數(shù)據(jù)；傳輸設(shè)備，用于當(dāng)視頻數(shù)據(jù)由所述再現(xiàn)設(shè)備從所述記錄介質(zhì)以不同方向讀取時，產(chǎn)生代表視頻數(shù)據(jù)以不同方向從所述記錄介質(zhì)讀取的信息，并將產(chǎn)生的信息置于視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流中，然后傳輸合成的數(shù)據(jù)流。
本發(fā)明的第二方面是提供一種把壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)上的記錄裝置，該記錄裝置包括接收設(shè)備，用于接收視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流；反轉(zhuǎn)設(shè)備，反轉(zhuǎn)用以表示視頻數(shù)據(jù)的場顯示順序的標(biāo)志，該標(biāo)志被置于數(shù)據(jù)流中；和記錄設(shè)備，用于把帶有反轉(zhuǎn)的標(biāo)志的數(shù)據(jù)流記錄在記錄介質(zhì)上。
本發(fā)明的第三方面是提供一種用以把壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)上和從記錄介質(zhì)上再現(xiàn)該視頻數(shù)據(jù)的記錄和再現(xiàn)裝置，其特征是該記錄和再現(xiàn)裝置包括記錄設(shè)備，用于把視頻數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)上；再現(xiàn)設(shè)備，用于按照與記錄的視頻數(shù)據(jù)的時間軸不同的方向從記錄介質(zhì)再現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)；和傳輸設(shè)備，當(dāng)視頻數(shù)據(jù)由所述再現(xiàn)設(shè)備從所述記錄介質(zhì)以不同方向被讀取時，生成代表視頻數(shù)據(jù)按照不同方向從所述記錄介質(zhì)讀取的信息，并將生成的信息置于視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流中，然后傳輸合成數(shù)據(jù)流。
本發(fā)明的第四方面是提供一種傳輸壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟(a)把視頻數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)上，(b)按照與記錄視頻數(shù)據(jù)的時間軸不同的方向從記錄介質(zhì)再現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)，(c)當(dāng)在步驟(b)中視頻數(shù)據(jù)從記錄介質(zhì)以不同方向讀出時產(chǎn)生代表該視頻信號以不同方向從記錄介質(zhì)上讀出的信息，并把產(chǎn)生的信息置于視頻數(shù)據(jù)的一個數(shù)據(jù)流中，傳輸最后的合成數(shù)據(jù)流。
本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面對附圖所示的最佳實施例的詳細(xì)敘述中變得更清楚。
附圖簡要說明

圖1是記錄和再現(xiàn)裝置的記錄側(cè)的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是記錄和再現(xiàn)裝置的再現(xiàn)側(cè)的結(jié)構(gòu)方框圖；圖3是軌跡格式示意圖的一例；圖4A，4B和4C是軌跡格式示意圖的另一例。
圖5A，5B，5C，5D和5E是同步塊的多種結(jié)構(gòu)舉例的示意圖；圖6A，6B，和6C是附加到同步塊上的ID和DID內(nèi)容示意圖；圖7A和7B是視頻編碼器的輸出方法和可變長碼編碼過程示意圖；圖8A和8B是視頻編碼器的輸出數(shù)據(jù)重組示意圖；圖9A和9B是在同步塊中封包重組的數(shù)據(jù)的過程示意圖；圖10A和10B是視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)的編碼過程錯誤校正碼示意圖；圖11A，11B，11C和11D是隔行掃描的視頻數(shù)據(jù)按照與記錄操作時間軸相同的方向被再現(xiàn)的示例圖解。
圖12A，12B，12C，和12D是根據(jù)傳統(tǒng)控制法，隔行掃描的視頻數(shù)據(jù)按照與記錄操作的時間軸相反的方向被再現(xiàn)的示例圖解；圖13A，13B，13C和13D是根據(jù)本發(fā)明的控制法，隔行掃描的視頻數(shù)據(jù)按照相反的方向被再現(xiàn)的示例圖解；圖14是根據(jù)本發(fā)明實施例的VCR(錄像機(jī))的結(jié)構(gòu)方框圖；圖15A和15B是MPEG比特流的標(biāo)頭結(jié)構(gòu)的部分示意圖；圖16是提取標(biāo)志TFF的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖17是提取并反轉(zhuǎn)該標(biāo)志TFF的流程圖。
以下將描述本發(fā)明的實施例。在該實施例中，視頻數(shù)據(jù)根據(jù)MPEG2進(jìn)行壓縮編碼。只要視頻數(shù)據(jù)被反向再現(xiàn)，包括在MPEG2編碼數(shù)據(jù)中的表示“top_field_first”(“上_半場_在前”)的標(biāo)志，(以下簡稱標(biāo)志TFF)就會反轉(zhuǎn)，從而使外設(shè)知道視頻數(shù)據(jù)已經(jīng)被反向再現(xiàn)了。標(biāo)志TFF包括在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的“picture_ coding_extension”(“圖像_編碼_擴(kuò)展”)中。
根據(jù)MPEG2，標(biāo)志TFF是一個比特數(shù)據(jù)，表示每一幀的第一個場(即由解碼輸出的第一個再現(xiàn)的場)是上半場還是下半場。換句話說，該標(biāo)志TFF表示在編碼過程中輸出的第一個再現(xiàn)場是上半場還是下半場。在幀結(jié)構(gòu)中，當(dāng)標(biāo)志TFF被設(shè)置為[1]表示再現(xiàn)幀的上半場是解碼輸出的第一個場。在場結(jié)構(gòu)中，標(biāo)志TFF通常設(shè)為
。
為了便于理解，現(xiàn)描述本發(fā)明的第一實施例的記錄和再現(xiàn)裝置。此裝置適合應(yīng)用于廣播電臺環(huán)境(environment of a broadcasting station)。數(shù)字錄像機(jī)(VCR)可以用多種格式記錄和再現(xiàn)視頻信號。比如，數(shù)字錄像機(jī)不用更換硬件就可以記錄和再現(xiàn)以NTSC隔行掃描的480行信號(以下簡稱480i信號)和以PAL隔行掃描的576行信號(以下簡稱576i信號)。另外，數(shù)字錄像機(jī)可以記錄和再現(xiàn)隔行掃描的1080行信號(以下簡稱1080i信號)，非隔行的逐行掃描480行信號(以下簡稱480p信號)，非隔行掃描的720行信號(以下簡稱720p信號)和非隔行掃描的1080行信號(以下簡稱1080p信號)。
在記錄和再現(xiàn)裝置中，視頻信號根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮編碼。眾所周知，MPEG2標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼過程和DCT(離散余弦變換)壓縮編碼過程的結(jié)合，MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是分層的，包括塊層(最低層)、宏塊層、片層、圖像層、GOP(圖像組)層和序列層(最高層)的結(jié)構(gòu)。
塊層由DCT塊組成，每個DCT塊都完成了DCT過程。宏塊層有多個DCT塊組成。片層由標(biāo)頭和被置于單線(line)而非雙線(line)上的任意數(shù)量的宏塊組成。圖像層由標(biāo)頭部分和多個片層組成。一個圖像等同于一個屏幕。GOP(圖像組)層由標(biāo)頭、I圖像(幀內(nèi)編碼圖像)、P圖像(預(yù)測編碼圖像)和B圖像(雙向預(yù)測編碼圖像)組成。
當(dāng)I圖像被編碼時只利用本身的信息，也就是說I圖像是根據(jù)本身信息編碼的。P圖像使用I圖像或者已解碼成預(yù)測圖像的P圖像(即用來得知差別的參考圖像)。一種選擇是對P圖像與運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測圖像之間的差別進(jìn)行編碼，另一種選擇是對P圖像進(jìn)行編碼。在上述方法中選擇對各個宏塊有效的方法。B圖像使用三種圖像作為預(yù)測圖像，即(1)I圖像或者已在B圖像之前解碼的P圖像，(2)I圖像或者已在B圖像之后解碼的P圖像，(3)由以上兩種圖像建立的內(nèi)插圖像?；蛘邔圖像和以上三種被運(yùn)動補(bǔ)償?shù)膱D像的每種之間的差別進(jìn)行編碼，或者對B圖像進(jìn)行幀內(nèi)編碼，總之選擇一種對各個宏塊有效的方法。
因此宏塊有四種類型幀內(nèi)編碼宏塊、前向幀間預(yù)測宏塊(前一個宏塊用后一個宏塊預(yù)測)、后向幀間預(yù)測宏塊(后一個宏塊用前一個宏塊可預(yù)測)和雙向宏塊(當(dāng)前的宏塊可從前后兩方向預(yù)測)。I圖像的所有宏塊屬于幀內(nèi)編碼宏塊。P圖像包括幀內(nèi)編碼宏塊和前向幀間預(yù)測宏塊。B圖像包括所有四種類型的宏塊。
每個GOP(圖像組)包括至少一個I圖像。換言之，GOP也可不包括P圖像和/或B圖像。序列層(最高層)由標(biāo)頭部分和多個GOP組成。
在MPEG格式中，片是一個可變長度碼序列。在可變長度碼的序列中，只有可變長度碼被解碼時，數(shù)據(jù)的范圍才可被檢測。
在每個序列層、GOP層、圖像層和片層的開始部分設(shè)置有一個具有預(yù)定比特結(jié)構(gòu)、長為一個字節(jié)的識別碼。此識別碼稱為始碼。每層的標(biāo)頭部分包括標(biāo)頭、擴(kuò)展數(shù)據(jù)或用戶數(shù)據(jù)。序列層的標(biāo)頭包括圖像的尺寸(垂直方向上和水平方向上的像素數(shù))。GOP層的標(biāo)頭包括時間碼和該GOP層的圖像數(shù)。
片層中的每個宏塊是一組DCT塊。每個序列的量化DCT系數(shù)按照0系數(shù)的個數(shù)和非0系數(shù)的個數(shù)進(jìn)行分組編碼，以此方式對DCT塊的序列進(jìn)行編碼。被設(shè)置為一個字節(jié)的識別碼沒有加到各個宏塊及各宏塊的各DCT塊中。換言之，各個宏塊和各個DCT塊不是可變長度碼的序列。
宏塊是被分成一個16像素×16行的矩陣圖像。片層由水平連接的宏塊組成。在兩個相連的片層中，第一個片層的最后一個宏塊和第二個片層的第一個宏塊是相連的。兩個相連的片層之間宏塊相疊是禁止的。宏塊的數(shù)量取決于圖像的大小。
為了防止信號在解碼或編碼過程中惡化，最好對編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯。這樣的話，一個P圖像需要一個在時間上位于P圖像之后的圖像。另一方面，一個B圖像需要一個在時間上位于B圖像之后的圖像和一個在時間上位于B圖像之前的圖像。因此，數(shù)據(jù)不能一幀接一幀地進(jìn)行編輯。此時，在記錄和再現(xiàn)裝置里一個GOP由一個I圖像組成。
一幀記錄數(shù)據(jù)的記錄范圍是預(yù)先定好的。按照MPEG2標(biāo)準(zhǔn)，由于使用了可變長度編碼處理，一幀的數(shù)據(jù)量是受控制的以便在一幀時段內(nèi)生成的數(shù)據(jù)可以記錄在預(yù)定的記錄范圍內(nèi)。另外，在記錄和再現(xiàn)裝置里，一個片層由一個宏塊組成，且具有預(yù)定長度的宏塊置于固定區(qū)域里，以便數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確地記錄到磁帶上。
圖1顯示的是一例記錄和再現(xiàn)裝置的記錄部分的結(jié)構(gòu)。當(dāng)數(shù)據(jù)被記錄時，數(shù)字視頻信號從端口101通過一個預(yù)定接口(如SDI即串行數(shù)據(jù)接口)的接收部分輸入。SDI是根據(jù)SMPTE定義的接口。通過SDI傳輸?shù)挠?4∶2∶2)視頻信號、數(shù)字音頻視頻信號和附加數(shù)據(jù)。輸入的視頻信號被傳輸?shù)揭曨l編碼器102。視頻編碼器102對視頻信號進(jìn)行DCT(離散余弦轉(zhuǎn)換)處理，使視頻信號轉(zhuǎn)換為系數(shù)數(shù)據(jù)(coefficient data)并將系數(shù)數(shù)據(jù)編碼成可變長度碼(VLC)數(shù)據(jù)。由視頻編碼器102提供的可變長度碼數(shù)據(jù)是符合MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的基本流。可變長度碼數(shù)據(jù)被傳輸?shù)竭x擇器103的一個輸入端口。
此外，按照SDTI格式(即根據(jù)ANSI/SMPTE定義的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口)的數(shù)據(jù)從輸入端口104輸入。該信號同時被SDTI的接收部分105檢測。該信號暫時存貯在緩沖存貯器中。在緩沖寄存器中基本流從該信號提取。被提取的基本流被傳輸?shù)竭x擇器103的另一個輸入端口。
被選擇器103選擇出的基本流被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器106。數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器106對應(yīng)各個頻率分量排列多個DCT塊的DCT系數(shù)并重排合成的頻率分量。重排后的基本流被傳輸?shù)酱虬椭嘏?shuffling)部分107。
由于基本流中的視頻數(shù)據(jù)以可變長度碼進(jìn)行編碼，各個宏塊的長度是不同的。打包和重排部分107把每個宏塊在固定區(qū)域內(nèi)打包。沒有在固定區(qū)域內(nèi)打包的部分順序地在空白區(qū)域內(nèi)打包，該空白區(qū)域緊挨著該固定區(qū)域。系統(tǒng)數(shù)據(jù)如時間碼從輸入端口108傳輸?shù)酱虬椭嘏挪糠?07。對于圖像數(shù)據(jù)，打包和重排部分107執(zhí)行對系統(tǒng)數(shù)據(jù)地記錄過程，即重排按掃描順序接收的每幀宏塊，重排記錄在磁帶上的宏塊。有了重排過程，按可變速度再現(xiàn)模式部分再現(xiàn)的數(shù)據(jù)的更新率可被提高。
視頻數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)(除非指明，以下二者簡稱為視頻數(shù)據(jù))從打包和重排部分107輸出后被傳輸?shù)酵獯a編碼器109。外碼編碼器用一個乘積碼作為視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)的錯誤校正碼。利用乘積碼，視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)的二維矩陣在垂直方向上用外碼編碼，在水平方向上用內(nèi)碼編碼。因此，數(shù)據(jù)符號經(jīng)過兩次編碼。外碼和內(nèi)碼可采用里德-所羅門(Reed-Solomon)碼。
數(shù)據(jù)從外碼編碼器109輸出后被傳輸?shù)街嘏挪糠?10。重排部分(shuffling portion)110對多個ECC(錯誤校正碼)塊的同步塊進(jìn)行重排。這樣可以防止在某一個ECC塊上集中出現(xiàn)錯誤。重排部分110進(jìn)行的重排是一個交錯過程。數(shù)據(jù)從重排部分110輸出后被傳輸?shù)交旌喜糠?11?；旌喜糠?11將重排部分110的輸出數(shù)據(jù)與音頻數(shù)據(jù)混合?；旌喜糠钟梢粋€主存儲器構(gòu)成，以后將再做描述。
音頻數(shù)據(jù)從輸入端口112輸入。記錄和再現(xiàn)裝置處理的是非壓縮的數(shù)字音頻信號。數(shù)字音頻信號由輸入側(cè)的SDI接收部分(圖中未標(biāo)明)或SDTI接收部分105進(jìn)行分離?；蛘?，數(shù)字音頻信號由音頻接口輸入。輸入的數(shù)字音頻信號通過延時部分113被傳輸?shù)捷o助加法部分114。延時部分113匹配音頻信號與視頻信號的相位。從輸入端口115接收的音頻AUX是輔助數(shù)據(jù)，攜有與音頻數(shù)據(jù)有關(guān)的信息如其抽樣頻率。AUX加法部分114把音頻AUX加在音頻數(shù)據(jù)上。音頻AUX的處理與音頻數(shù)據(jù)的處理相同。
音頻數(shù)據(jù)與AUX數(shù)據(jù)(除非指明，以下二者簡稱為音頻數(shù)據(jù))被傳輸?shù)酵獯a編碼器116，并以外碼對其進(jìn)行編碼。數(shù)據(jù)從外碼編碼器116輸出后傳輸?shù)街嘏挪糠?17。重排部分117重排外碼編碼器116的輸出數(shù)據(jù)。重排部分117對每個同步塊或每個信道重排音頻數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)從重排部分117輸出后被傳輸?shù)交旌喜糠?11?；旌喜糠职岩曨l數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)合成為一個信道的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從混合部分111輸出后被傳輸?shù)阶R別碼加法部分118，在其中對混合部分111輸出的數(shù)據(jù)加上用來表示同步塊序號信息的識別碼。數(shù)據(jù)從識別碼加法部分118輸出后被傳輸?shù)絻?nèi)碼編碼器119，以內(nèi)碼對其進(jìn)行編碼。數(shù)據(jù)從內(nèi)碼編碼器118輸出后被傳輸?shù)酵郊臃ú糠?20。同步加法部分120給每個同步塊加上一個同步信號。這樣同步塊就構(gòu)成了連續(xù)的記錄數(shù)據(jù)。記錄數(shù)據(jù)通過記錄放大器121傳輸?shù)叫D(zhuǎn)磁頭122，并記錄在磁帶123上。事實上，旋轉(zhuǎn)磁頭122由多個不同方位角的磁頭和置放這些磁頭于其上的旋轉(zhuǎn)磁鼓組成。
如果必要，可對記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻處理。此外，記錄數(shù)據(jù)時，記錄數(shù)據(jù)可以進(jìn)行數(shù)字化調(diào)制，還可以采用部分響應(yīng)類別4(partial response class 4)和維特比編碼處理。
圖2表示的是根據(jù)本發(fā)明的記錄和再現(xiàn)裝置的再現(xiàn)側(cè)的結(jié)構(gòu)。從磁帶123由磁頭122再現(xiàn)的信號通過再現(xiàn)放大器131傳輸?shù)酵綑z測部分132。再現(xiàn)信號得到均衡處理和波形調(diào)整。當(dāng)需要時，數(shù)字解調(diào)處理和維特比解碼處理也可執(zhí)行。同步檢測部分132檢測出同步塊開始部分的同步信號并提取同步塊。
數(shù)據(jù)從同步檢測部分132輸出后被傳輸?shù)絻?nèi)碼解碼器133。內(nèi)碼解碼器133用內(nèi)碼校正同步檢測部分輸出數(shù)據(jù)的錯誤。數(shù)據(jù)從內(nèi)碼解碼器133輸出后被傳輸?shù)阶R別碼內(nèi)插部分134。識別碼內(nèi)插部分134插入用內(nèi)碼檢測出錯誤的同步塊的識別碼(如同步塊序號)。數(shù)據(jù)從識別碼內(nèi)插部分134輸出后被傳輸?shù)椒蛛x部分135，在其中數(shù)據(jù)被分離成視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)。前面已指出，視頻數(shù)據(jù)包括由MPEG內(nèi)編碼產(chǎn)生的DCT系數(shù)數(shù)據(jù)。同樣，音頻數(shù)據(jù)包括PCM(脈沖碼調(diào)制)數(shù)據(jù)和AUX數(shù)據(jù)。
從分離部分135輸出的視頻數(shù)據(jù)由解擾部分136進(jìn)行解擾。解擾部分(deshuffling portion)136把由記錄側(cè)重排部分110重排的同步塊復(fù)原成原始同步塊。數(shù)據(jù)從解擾部分136輸出后被傳輸?shù)酵獯a解碼器137。外碼解碼器137用外碼校正解擾部分輸出數(shù)據(jù)的錯誤。如果數(shù)據(jù)的差錯不能被校正，差錯標(biāo)志將置于該處。
數(shù)據(jù)從外碼解碼器137輸出后被傳輸?shù)浇鈹_和解包部分138。解擾和解包部分138對由記錄側(cè)的打包和重排部分重排的宏塊進(jìn)行解擾，解擾和解包部分138對由記錄側(cè)的打包和重排部分打包的數(shù)據(jù)進(jìn)行解包。換言之，解擾和解包部分138將固定長度的宏塊復(fù)原為原始可變長度碼。而且，解擾和解包部分138從外碼編碼器137輸出的數(shù)據(jù)中分離出系統(tǒng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)從輸出端口139輸出。
數(shù)據(jù)從解擾和解包部分(deshuffling and depacking portion)138輸出后被傳輸?shù)絻?nèi)插部分140。內(nèi)插部分(interpolating portion)140校正帶有差錯標(biāo)志的數(shù)據(jù)。如果宏塊有差錯，宏塊其他部分的頻率分量的DCT系數(shù)不能被復(fù)原。在此情況下，有差錯的數(shù)據(jù)被EOB(塊尾)代替，并把EOB后的頻率分量的DCT系數(shù)設(shè)為0。同樣，在高速再現(xiàn)模型中，只有與同步塊長度符合的DCT系數(shù)才能被復(fù)原。同步塊后的DCT系數(shù)用零數(shù)據(jù)代替。如果在視頻數(shù)據(jù)開始部分的標(biāo)頭(序列標(biāo)頭、GOP標(biāo)頭、圖像標(biāo)頭、用戶數(shù)據(jù)等)有差錯，那么由內(nèi)插部分140復(fù)原該標(biāo)頭。
因為多個DCT塊的DCT系數(shù)是按照從最小頻率分量到最高頻率分量的順序排列的，即使忽略某一特定位置后的DCT系數(shù)，DC分量和低頻分量的DCT系數(shù)可以置于組成宏塊的每個DCT塊里。
數(shù)據(jù)從內(nèi)插部分140輸出后被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器141。數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器141進(jìn)行與記錄側(cè)的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器106相反的過程。換言之，數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器141把按照DCT塊的頻率分量的順序排列的DCT系數(shù)重新按照DCT塊的順序排列。這樣，再現(xiàn)信號被轉(zhuǎn)換為符合MPEG2的基本流。
數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器141的輸入信號和輸出信號擁有足夠的傳輸率(帶寬)以符合宏塊的最大長度。如果宏塊的長度沒有限制，帶寬最好是大于像素率(pixel rate)的三倍。
數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器141輸出后被傳輸?shù)揭曨l解碼器142。視頻解碼器142對基本流解碼，輸出視頻數(shù)據(jù)。換言之，視頻解碼器142完成了一個去量化過程和一個反向DCT過程。解碼后的視頻數(shù)據(jù)從輸出端口143輸出。與外設(shè)的接口可使用如SDI。此外，數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器141還傳輸基本流到SDTI轉(zhuǎn)換器144。系統(tǒng)數(shù)據(jù)、再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)及AUX數(shù)據(jù)也通過相關(guān)的路徑(圖中未標(biāo)明)傳輸?shù)絊DTI傳輸部分144。SDTI傳輸部分144將這些信號轉(zhuǎn)換為SDTI格式的數(shù)據(jù)流。此數(shù)據(jù)流從SDTI傳輸部分144輸出后通過輸出端口145傳輸給外設(shè)。
被分離部分135分離出來的音頻數(shù)據(jù)被傳輸?shù)浇鈹_部分151。解擾部分151執(zhí)行與記錄側(cè)的重排部分117相反的過程。輸出數(shù)據(jù)從解擾部分151輸出后被傳輸?shù)酵獯a解碼器152。外碼解碼器152用外碼校正從解擾部分151輸出的輸出信號的差錯，外碼解碼器152輸出糾錯后的音頻數(shù)據(jù)。如果音頻數(shù)據(jù)的差錯不能被校正，錯誤標(biāo)志將置于該處。
數(shù)據(jù)從外碼解碼器152輸出后被傳輸?shù)紸UX分離部分153，從外碼編碼器中輸出的數(shù)據(jù)中的音頻AUX被AUX分離部分153分離出來。分離出的音頻AUX從輸出端154獲得。該分離出的音頻數(shù)據(jù)被傳輸?shù)絻?nèi)插部分155。內(nèi)插部分155插入一個有差錯的抽樣值。內(nèi)插時可采用平均值內(nèi)插法，即一個特定的抽樣值利用在它一前一后的正確抽樣的平均值來內(nèi)插?；蛘卟捎们爸?preceding value)保留法，即保留該特定抽樣前面的正確抽樣。數(shù)據(jù)從內(nèi)插部分155輸出后被傳輸?shù)捷敵霾糠?56。輸出部分156完成靜音過程、延遲量調(diào)整過程等等。在靜音過程中，有差錯不能被補(bǔ)償?shù)囊纛l信號不會輸出。在延遲量調(diào)整過程中，音頻信號的相位與視頻信號的相位相匹配。輸出部分156將再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷敵龆丝?57。
再現(xiàn)側(cè)也有定時發(fā)生部分、系統(tǒng)控制器(即微機(jī))及其他(圖1、2中未顯示)。定時發(fā)生部分產(chǎn)生與輸入數(shù)據(jù)同步的定時信號。系統(tǒng)控制器控制記錄和再現(xiàn)裝置的整個過程。
在記錄和再現(xiàn)裝置中，信號是用螺旋掃描方式記錄在磁帶上的。在螺旋掃描方式中，旋轉(zhuǎn)頭上的多個磁頭描出傾斜的軌跡。這多個磁頭在旋轉(zhuǎn)磁鼓上相對排列著。如果磁帶以大約180°的旋轉(zhuǎn)角被轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)頭，當(dāng)旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)動180°時，多個軌跡就同時產(chǎn)生了。兩個不同方位角的磁頭作為一組放置在旋轉(zhuǎn)磁鼓上，這樣相鄰軌跡就有不同的方位角。
圖3說明了一例由上述旋轉(zhuǎn)磁頭在磁帶上描出的軌跡格式。在此例中，一個幀的視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)用8個軌跡記錄下來。例如，幀頻為29.97Hz，數(shù)據(jù)速率為50Mbps，有效行數(shù)為480，有效水平像素數(shù)為720的480i視頻信號和音頻信號一起被記錄下來。此外，圖3顯示了幀頻為25Hz，數(shù)據(jù)速率為50Mbps，有效行數(shù)為576，有效水平像素數(shù)為720的576i視頻信號及音頻信號記錄在磁帶上的格式。
兩個不同方位角的軌跡組成一個段，換言之8個軌跡組成4個段。組成一個段的一對軌跡根據(jù)其方位角編號為軌跡
或軌跡[1]。如圖3所示，前8個軌跡的軌跡號與后8個軌跡的軌跡號不同。每一幀都給定了唯一的軌跡序號。因此，即使一對磁頭中有一個由于阻塞或類似的原因不能讀信號時，前一幀的數(shù)據(jù)可以被利用，從而使差錯的影響減至最小。
視頻扇區(qū)在每個軌跡的縱向兩側(cè)(both edge sides)形成。音頻數(shù)據(jù)的音頻扇區(qū)在視頻扇區(qū)之間形成。圖3和圖4還顯示了音頻扇區(qū)在磁帶上的位置。
圖3所示的軌跡格式可以處理8個信道的音頻數(shù)據(jù)。在圖3中，A1到A8分別代表第1個信道到第8個信道的音頻數(shù)據(jù)的扇區(qū)。各個信道的音頻數(shù)據(jù)的位置因段而異。對于音頻數(shù)據(jù)，在一場時間內(nèi)產(chǎn)生的音頻抽樣(抽樣頻率為48KHz的800抽樣和801抽樣)被分成奇數(shù)個抽樣和偶數(shù)個抽樣。這些抽樣組和AUX數(shù)據(jù)組合為一個乘積碼的一個ECC塊。
在圖3中，一個場的數(shù)據(jù)記錄在4個軌跡上。因此每個音頻數(shù)據(jù)信道的兩個ECC塊記錄在4個軌跡上。兩個ECC塊的數(shù)據(jù)(包括一個外碼奇偶校驗)分成4個扇區(qū)。如圖3所示，被分開的數(shù)據(jù)分散地記錄在4個軌跡上。兩個ECC塊中的多個同步塊經(jīng)過了穿插，例如，4個參考號為A1的扇區(qū)構(gòu)成了第1個信道的兩個ECC塊。
在此例中，每個軌跡的4個ECC塊的數(shù)據(jù)經(jīng)過穿插(內(nèi)插)記錄在上側(cè)扇區(qū)和下側(cè)扇區(qū)。在每個視頻扇區(qū)的下側(cè)區(qū)的預(yù)定位置形成系統(tǒng)區(qū)。
在圖3中，SAT1(Tm)和SAT2(Tr)是伺服鎖定信號區(qū)。有各自預(yù)定大小的間隙(Gaps)(Vg1，Sg1，Ag，Sg2，Sg3，Vg2)在相鄰的記錄區(qū)之間形成。
在圖3中，一個幀的數(shù)據(jù)記錄在8個軌跡上。然而，取決于記錄數(shù)據(jù)和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的格式，一個幀的數(shù)據(jù)也可以記錄在4個或6個軌跡上。圖4A說明的是每幀6個軌跡的格式。在該情況下，軌跡序列是為
。
如圖4B所示，記錄在磁帶上的數(shù)據(jù)由分隔為相同間距的多個塊組成。這些塊被稱為同步塊。圖4C說明的是一個同步塊的輪廓圖。如下面所述，一個同步塊由同步模式，ID，DID，數(shù)據(jù)包和差錯校正內(nèi)碼奇偶校驗組成。同步模式檢測同步化。ID識別當(dāng)前的同步塊。DID表示接下來的數(shù)據(jù)的內(nèi)容。因此，數(shù)據(jù)由同步塊的信息包組成。換言之，記錄和再現(xiàn)的最小數(shù)據(jù)單元是一個同步塊。一個序列的同步塊(見圖4B)可以組成一個視頻扇區(qū)(見圖5A)。
圖5說明的是一個視頻數(shù)據(jù)同步塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如上所述，同步塊是記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的最小數(shù)據(jù)單元。在記錄和再現(xiàn)裝置中，一個同步塊對應(yīng)所記錄的視頻數(shù)據(jù)格式包括了一或兩個宏塊的數(shù)據(jù)(VLC數(shù)據(jù))。同步塊的大小取決于使用的視頻信號的格式。如圖5A所示，一個同步塊由兩個字節(jié)的同步模式、兩個字節(jié)的ID、一個字節(jié)的DID、范圍從112字節(jié)到206個字節(jié)的數(shù)據(jù)區(qū)和連續(xù)排列的12個字節(jié)的奇偶校驗(此為內(nèi)碼奇偶校驗)組成。數(shù)據(jù)區(qū)又稱為有效載荷。
兩個字節(jié)的同步模式用來檢測同步化，具有預(yù)定的比特模型。對應(yīng)預(yù)定模型來檢測同步模式，這樣就檢測了同步化。
圖6A說明了ID0和ID1的比特分配情況。ID0包括當(dāng)前同步塊唯一具有的重要信息。每個ID0和ID1的數(shù)據(jù)大小均為一個字節(jié)。ID0包括有用來識別某個軌跡中的某個同步塊的識別信息(即同步ID)。同步ID為該區(qū)的一個同步塊的序列號，該同步ID由8比特組成。視頻數(shù)據(jù)的同步塊和音頻數(shù)據(jù)的同步塊被賦予了不同的同步ID。
ID1包括當(dāng)前同步塊的軌跡信息。如果MSB側(cè)和LSB側(cè)分別是第7位和第0位，第7位表示當(dāng)前同步塊位于軌跡的上側(cè)還是下側(cè)。第5位到第2位各表示軌跡上的一個段。第1位表示對應(yīng)軌跡方位角的軌跡編號。第0位表示當(dāng)前同步塊是視頻數(shù)據(jù)還是音頻數(shù)據(jù)。
圖6B表示若當(dāng)前同步塊的數(shù)據(jù)區(qū)是視頻數(shù)據(jù)時DID的比特分配情況。DID包括當(dāng)前同步塊的有效載荷的信息。DID的內(nèi)容取決于的ID1第0位的值。若ID1的第0位表示視頻數(shù)據(jù)，DID的第7位到第4位被保留，DID的第3位和第2位表示有效載荷的模式。(例如有效載荷的類型)。DID的第3位和第2位表示輔助信息。DID的第1位表示有效載荷存儲的宏塊是一個還是兩個。DID的第0位表示存儲在有效載荷的視頻數(shù)據(jù)是否為外碼奇偶校驗。
圖6C表示若當(dāng)前同步塊的數(shù)據(jù)區(qū)是音頻數(shù)據(jù)時DID的比特分配情況。DID的第7位到第4位被保留。DID的第3位表示在當(dāng)前同步塊的有效載荷中存儲的數(shù)據(jù)為音頻數(shù)據(jù)還是常規(guī)數(shù)據(jù)。若有效載荷存儲的是壓縮編碼的音頻數(shù)據(jù)，DID的第3位代表數(shù)據(jù)。DID的第2位到第0位存有連續(xù)五個NTSC場的序列信息。換言之，在NTSC標(biāo)準(zhǔn)中，若抽樣頻率為48kHz，視頻信號的一個場相當(dāng)于音頻信號的800抽樣值或801抽樣值。每5個場完成這一個序列。DID的第2位到第0位代表序列的位置。
圖5B到5E說明的是有效載荷的示例。在圖5B和圖5C中，有效載荷分別存有一個或兩個宏塊的視頻數(shù)據(jù)(為可變長度碼的數(shù)據(jù))。在圖5B中，有效載荷存有一個宏塊。在此情況下，有效載荷的前3個字節(jié)包含表示其后的宏塊的長度的長度信息LT，其可能也可能不包括該長度。在圖5C中，有效載荷存有兩個宏塊，第一個宏塊的長度信息LT、第一個宏塊、第二個宏塊的長度信息LT和第二個宏塊連續(xù)排列著。給宏塊解包時要求有長度信息LT。
圖5D說明有效載荷存儲視頻AUX(輔助)數(shù)據(jù)的情況。在圖5D中，有效載荷的開始部分放置長度信息LT，長度信息LT代表視頻AUX數(shù)據(jù)的長度，其后是5個字節(jié)的系統(tǒng)信息、12個字節(jié)的PICT信息和92個字節(jié)的用戶信息。有效載荷的剩余部分被保留。
圖5E說明有效載荷存儲音頻數(shù)據(jù)的情況。音頻數(shù)據(jù)可按有效載荷的全部長度打包。音頻數(shù)據(jù)如PCM信號可以是沒壓縮的，另外，該音頻信號也可以是經(jīng)過某特定方法壓縮編碼的。
在記錄和再現(xiàn)裝置中，各個同步塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)即有效載荷的長度，根據(jù)該同步塊是視頻同步塊還是音頻同步塊得到最佳化。這樣，各個視頻同步塊的有效載荷的長度不同于各個音頻同步塊的有效載荷的長度。而且，各個視頻同步塊的有效載荷的長度和各個音頻同步塊的有效載荷的長度對應(yīng)使用的信號格式得到最佳化。這樣，多個不同的信號格式可以作為整體處理。
圖7A說明從MPEG編碼器的DCT電路輸出的視頻數(shù)據(jù)的DCT系數(shù)的順序。DCT系數(shù)輸出的順序是從DCT塊的左上位置的DC分量到更高的水平/垂直頻率分量，其掃描方式為之字(zigzag)形。因此，如圖7B所示，總共64個DCT系數(shù)(8像素×8行)按照頻率分量的順序獲得。
DCT系數(shù)由MPEG編碼器的VLC部分以可變長度碼進(jìn)行編碼。換言之，第一個系數(shù)是為固定分量的DC分量。后面的分量(AC分量)對應(yīng)其后的0游程(zero-runs)和電平(levels)進(jìn)行編碼。這樣，因為輸出數(shù)據(jù)以可變長度碼對應(yīng)AC分量系數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，其排列順序為從最低頻率分量(最小系數(shù))到最高頻率分量(最大系數(shù))如AC1、AC2、AC3…基本流包括用可變長度碼進(jìn)行編碼的DCT系數(shù)。
數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器106重排所接收信號的DCT系數(shù)。換言之，數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器106將原來按照各個DCT塊的頻率分量的順序排列的DCT系數(shù)按照宏塊中所有DCT塊的頻率分量的順序重新排列。
圖8說明由數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器106重排后的DCT系數(shù)。例如在一個(4∶2∶2)分量信號中，一個宏塊由亮度信號Y的4個DCT塊(Y1，Y2，Y3和Y4)、色度信號Cb的兩個DCT塊(Cb1和Cb2)和色度信號Cr的兩個DCT塊(Cr1和Cr2)組成。
如上所述，視頻編碼器102根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)對每個DCT塊的DCT系數(shù)進(jìn)行之字形掃描(如圖8A所示)，其掃描順序為從DC分量到各個DCT塊的更高頻率分量。視頻編碼器完成了對一個DCT塊的DCT系數(shù)的之字形掃描后，接著對下一個DCT塊的DCT系數(shù)進(jìn)行之字形掃描，從而排列DCT系數(shù)。
換言之，每個宏塊的DCT塊Y1、Y2、Y3、Y4和Cb1、Cr1、Cb2、Cr2的DCT系數(shù)是按照從DC分量到更高頻率分量順序進(jìn)行排列。在這里，在可變長度碼的編碼過程中，編碼標(biāo)明了其后的游程組和電平組(runs andlevels)(如DC，AC1，AC2，AC3…)。
數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器106解釋DCT系數(shù)的可變長度碼，檢測各個系數(shù)的末端，并且相應(yīng)于該宏塊的該DCT塊的頻率分量來排列系數(shù)。圖8B說明了該重排過程。首先，收集該宏塊的8個DCT塊的各個DC分量。然后，收集該宏塊的8個DCT塊的最低頻率AC系數(shù)分量。接著，收集該宏塊的8個DCT塊的下一個最低的頻率AC系數(shù)分量。依此方式重排8個DCT塊的系數(shù)數(shù)據(jù)來收集對應(yīng)各順序的AC系數(shù)。
重排后的系數(shù)是DC(Y1)、DC(Y2)、DC(Y3)、DC(Y4)、DC(Cb1)、DC(Cr1)、DC(Cb2)、DC(Cr2)、AC1(Y1)、AC1(Y2)、AC1(Y3)、AC1(Y4)、AC1(Cb1)、AC1(Cr1)、AC1(Cb2)、AC1(Cr2)…(其中DC、AC1、 AC2…表示用以標(biāo)明圖7中所示的游程和電平(runs and levels)級的可變長度碼符號)。
被數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器106轉(zhuǎn)換了系數(shù)數(shù)據(jù)的基本流(其系數(shù)數(shù)據(jù)已重新排列)被傳輸?shù)酱虬椭嘏挪糠?07。轉(zhuǎn)換后的基本流的宏塊數(shù)據(jù)長度與未轉(zhuǎn)換的基本流的宏塊數(shù)據(jù)長度相同。在視頻編碼器102中，即使每個GOP(一幀內(nèi))的長度由比特速率控制操作固定下來，每個宏塊的長度是變化的。打包和重排部分107將宏塊的數(shù)據(jù)打包在固定區(qū)域。
圖9說明打包和重排部分107打包宏塊的過程。宏塊被打包在有預(yù)定數(shù)據(jù)長度的固定區(qū)域。該固定區(qū)域的數(shù)據(jù)長度與記錄和再現(xiàn)的最小數(shù)據(jù)單元即同步塊的長度一致。這樣可以簡化重排過程和差錯校正碼的編碼過程。圖9假定每一幀有8個宏塊。
如圖9A所示，在可變長度碼的編碼過程中，宏塊的長度各不相同。在此例中，宏塊#1數(shù)據(jù)、宏塊#3數(shù)據(jù)和宏塊#6數(shù)據(jù)的各數(shù)據(jù)長度均大于作為固定區(qū)域的同步塊的數(shù)據(jù)長度。另一方面，宏塊#2數(shù)據(jù)、宏塊#5數(shù)據(jù)和宏塊#7數(shù)據(jù)的各數(shù)據(jù)長度均小于一個同步塊的長度。宏塊#4的數(shù)據(jù)長度幾乎等于一個同步塊的數(shù)據(jù)長度。
在打包過程中，每個宏塊都是按照一個同步塊的長度打包在固定區(qū)域。這是因為在一幀時間內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量被控制為固定量。如圖9B所示，比同步塊長的宏塊被分成與同步塊相應(yīng)的長度的位置，該宏塊相對于一個同步塊的長度的溢出部分被打包在其它比一個同步塊長度短的宏塊的后面空白部分。
在圖9B的例子中，宏塊#1較之一個同步塊長度的溢出的部分被打包在宏塊#2后面的空白部分。因為宏塊#2的長度加上宏塊#1溢出部分的長度超過了一個同步塊的長度，宏塊#1剩余的溢出部分被打包在宏塊#5后面的空白部分。接下來，宏塊#3的溢出部分被打包在宏塊#7后面的空白部分。另外，宏塊#6的溢出部分被打包在宏塊#7后面的空白部分。宏塊#6剩余的溢出部分被打包在宏塊#8后面的空白部分。這樣，各個宏塊按照同步塊的長度被打包在固定區(qū)域里。
數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換器106可以預(yù)先設(shè)定每個宏塊的長度。這樣，打包部分107不需要解碼VLC數(shù)據(jù)和檢查其內(nèi)容就可以檢測每個宏塊數(shù)據(jù)的尾部。
圖10A和圖10B說明在記錄和再現(xiàn)裝置中使用差錯校正碼的例子。圖10A表示視頻數(shù)據(jù)差錯校正碼的差錯校正塊。圖10B表示音頻數(shù)據(jù)差錯校正碼的差錯校正塊。在圖10A中，VLC數(shù)據(jù)是從打包和重排部分107輸出的數(shù)據(jù)。SYNC模型、ID、DID被加在VLC數(shù)據(jù)的每一行中。另外，內(nèi)碼奇偶校驗也加在VLC數(shù)據(jù)的每一行中。這樣，一個同步塊就形成了。
換言之，一個10個字節(jié)的外碼奇偶校驗由在VLC數(shù)據(jù)的垂直方向排列的預(yù)定數(shù)量的符號(字節(jié))構(gòu)成。內(nèi)碼奇偶校驗排列在外碼奇偶校驗水平方向由預(yù)定數(shù)量的ID、DID和VLC數(shù)據(jù)(或外碼奇偶校驗)符號(字節(jié))數(shù)構(gòu)成。在圖10A的例子中，10個外碼奇偶校驗符號和12個內(nèi)碼奇偶校驗符號被加進(jìn)去了。作為一個真實地差錯校正碼，里德-索羅門碼被使用。在圖10A中，同步塊的VLC數(shù)據(jù)的長度是變化的，因為視頻數(shù)據(jù)的幀頻隨三種59.94Hz，25Hz和23.976Hz頻率變化。
對于音頻數(shù)據(jù)，如圖10B所示，音頻數(shù)據(jù)的乘積碼被用來生成10個外碼奇偶校驗符號和12個內(nèi)碼奇偶校驗符號。對于音頻數(shù)據(jù)，抽樣頻率可為48kHz。一個抽樣值被量化為16位或者其它位數(shù)(如24位)。一個同步塊中的音頻數(shù)據(jù)量相應(yīng)于幀頻變化。如前文所述，每個信道的一個場的音頻數(shù)據(jù)由兩個差錯校正塊組成。一個差錯校正塊包括奇數(shù)個或偶數(shù)個音頻抽樣和音頻AUX。
圖11A到11D、12A到12D和13A到13D說明根據(jù)本發(fā)明對應(yīng)于標(biāo)志TFF顯示的視頻數(shù)據(jù)的示例。圖11A、11B、11C和11D顯示內(nèi)插視頻數(shù)據(jù)按照與記錄操作時間軸相同的方向再現(xiàn)的情況。從圖11A到11D，一架從左下角飛往右上角的飛機(jī)顯示在屏幕上。圖12A、12B、12C和12D顯示在圖11A、11B、11C和11D中的內(nèi)插視頻數(shù)據(jù)根據(jù)傳統(tǒng)方法按照與記錄操作時間軸相反的方向再現(xiàn)的情況。圖13A、13B、13C和13D顯示內(nèi)插視頻數(shù)據(jù)根據(jù)本發(fā)明的控制程序按照與記錄操作時間軸相反的方向再現(xiàn)的情況。在以下的描述中，按照與記錄操作時間軸相反的方向?qū)τ涗洈?shù)據(jù)進(jìn)行再現(xiàn)的操作被稱為“反向再現(xiàn)操作”。這樣，按照與記錄操作時間軸相同的方向?qū)τ涗洈?shù)據(jù)進(jìn)行再現(xiàn)的操作被稱為“正向再現(xiàn)操作”。
在顯示正向再現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的圖11A到11D中，標(biāo)志TFF設(shè)置為[1]。如圖11A所示，幀圖像10由上半場圖像10A和下半場圖像10B組成。時間上在幀圖像10后面的幀圖像11由上半場圖像11A和下半場圖像11B組成。同樣，時間上在幀圖像11后面的幀圖像12由上半場圖像12A和下半場圖像12B組成。
因此，當(dāng)標(biāo)志的值為[1]時，經(jīng)過MPEG2的解碼過程，場圖像10A、10B、11A、11B、12A和12B被順序連續(xù)輸出。如圖11B所示，幀圖像10C、11C和12C顯示了飛機(jī)從左下角飛往右上角的情況。圖11C說明了每一幀中各個場的顯示順序。這樣，圖11D中的圖13顯示了飛機(jī)從左下角飛往右上角的畫面。
在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，MPEG2解碼過程由視頻解碼器142完成。
如前文所描述，圖12A到12D的示例沒有使用標(biāo)志TFF控制過程。圖12A顯示了各個幀的上半場和下半場的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)上，視頻數(shù)據(jù)不是根據(jù)MPEG2記錄在磁帶上的。那么，標(biāo)志TFF使用在反向再現(xiàn)操作里。因此，在圖12A到12D的例子中，標(biāo)志TFF設(shè)置為[1]。
在圖12A到12D的例子中，因為進(jìn)行了反向再現(xiàn)操作，幀圖像按照與圖11A到11D相反的方向再現(xiàn)。換言之，在圖12B的例子中，幀圖像16后面跟著幀圖像15。幀圖像15后面跟著幀圖像14。
另一方面，因為標(biāo)志TFF為[1]，場圖像按照與正向再現(xiàn)操作相同的順序重現(xiàn)。圖12C說明各幀各場的顯示順序。在幀圖像16中，上半場圖像16A后面跟著下半場圖像16B。同樣，在幀圖像15中，上半場圖像15A后面跟著下半場圖像15B。在幀圖像14中，上半場圖像14A后面跟著下半場圖像14B。
因此，圖12B的幀圖像16C、15C和14C顯示了一架飛機(jī)從左下角飛往右上角。作為結(jié)果，在圖12D中，幀圖像17顯示了一架飛機(jī)從右上角飛往左下角。而每一幀顯示的是從左下角飛往右上角的飛機(jī)，所以飛機(jī)是不自然地被顯示的。
為了防止這種問題，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行反向再現(xiàn)操作時把標(biāo)志TFF改為
。這樣，如前文所描述，在MPEG2解碼過程中輸出的場圖像的顯示順序是下半場在前上半場在后。
因此，如圖13B所示，由于進(jìn)行了反向再現(xiàn)操作，幀圖像20第一個顯示。幀圖像20后面跟著幀圖像19。幀圖像19后面跟著幀圖像18。在幀圖像20、19和18中，下半場圖像后面跟著上半場圖像。換言之，如圖13C所示，在幀圖像20中，下半場圖像20B后面跟著上半場圖像20A。在幀圖像19中，下半場圖像19B后面跟著上半場圖像19A。在幀圖像18中，下半場圖像18B后面跟著上半場圖像18A。
圖13C的幀圖像20C、19C和18C顯示了一架飛機(jī)從右上角飛往左下角。因此圖13D顯示了飛機(jī)從右上角飛往左下角的畫面。這樣，視頻數(shù)據(jù)在反向再現(xiàn)操作中被自然地顯示出來。
在上面的描述中，進(jìn)行反向再現(xiàn)操作時標(biāo)志TFF設(shè)為
。事實上，只要進(jìn)行反向再現(xiàn)操作，標(biāo)志TFF的值都要反轉(zhuǎn)。換言之，當(dāng)帶有標(biāo)志TFF＝[1]的視頻數(shù)據(jù)被反向再現(xiàn)時，標(biāo)志TFF的值改為
。當(dāng)帶有標(biāo)志TFF＝
的視頻數(shù)據(jù)被反向再現(xiàn)時，標(biāo)志TFF的值改為[1]。
例如，正向記錄的視頻數(shù)據(jù)由外部VCR或其它外設(shè)進(jìn)行反向再現(xiàn)。根據(jù)本實施例，經(jīng)過壓縮編碼和反向再現(xiàn)的視頻數(shù)據(jù)的位流被傳輸?shù)皆揤CR。在此情況下，標(biāo)志TFF的值為
。在該VCR中，經(jīng)過壓縮編碼的比特流被記錄在磁帶上。當(dāng)然，該比特流記錄在正向運(yùn)行的磁帶上。在此情況下，標(biāo)志TFF的值為
。當(dāng)視頻數(shù)據(jù)是正向記錄在磁帶上且每幀是按下半場在前上半場在后的順序顯示時，視頻數(shù)據(jù)被自然地反向顯示。
若視頻數(shù)據(jù)在磁帶上反向再現(xiàn)，標(biāo)志TFF再一次被反轉(zhuǎn)。因此，標(biāo)志TFF的值由
變?yōu)閇1]。這樣，在每幀內(nèi)，視頻數(shù)據(jù)是按上半場在前下半場在后的順序重現(xiàn)的。那么，視頻數(shù)據(jù)被正常地正向顯示。
當(dāng)反向再現(xiàn)操作與值為0的標(biāo)志TFF相關(guān)聯(lián)時，若已反向再現(xiàn)并記錄在磁帶上的視頻數(shù)據(jù)從磁帶上反向再現(xiàn)，標(biāo)志TFF的值變?yōu)?。因此，在每幀內(nèi)，下半場在前上半場在后，從而視頻數(shù)據(jù)是不自然地被重現(xiàn)的。
所以，根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)行反向再現(xiàn)操作時，包括在MPEG2比特流的“picture_coding_extension”(“圖像_編碼_擴(kuò)展”)中的“top_field_first”(“上_半場_在前”)被反轉(zhuǎn)，而且MPEG2解碼器被告知反轉(zhuǎn)后的標(biāo)志。對應(yīng)“top_field_first”(“上_半場_在前”)的信息，MPEG2解碼器改變上下場的顯示順序。
MPEG2解碼器有一個幀存儲器用來解碼經(jīng)過幀間編碼的數(shù)據(jù)。對應(yīng)標(biāo)志TFF，幀存儲器的顯示順序被改變。
換言之，根據(jù)本發(fā)明，使用MPEG2比特流中定義的一比特標(biāo)志TFF，場的顯示順序可在對每一幀(每幅圖像)的正向再現(xiàn)操作和反向再現(xiàn)操作中得到正確的控制。
圖14方框圖說明了根據(jù)本發(fā)明實施的操作標(biāo)志TFF的VCR1的結(jié)構(gòu)。在VCR1的記錄部分，例如SDI(串行數(shù)字接口)傳輸格式的視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)從端口30輸入。SDI格式是一種對視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行多路復(fù)用和串行傳輸?shù)母袷?。SDI格式由用于廣播系統(tǒng)等的SMPTE-259M定義。從端口30輸入的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)捷斎腚娐?1。輸入電路31將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為8比特寬的并行數(shù)據(jù)，并將并行數(shù)據(jù)分離為視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)。此外，輸入電路31從輸入數(shù)據(jù)中提取一個同步信號作為相位基準(zhǔn)。
視頻數(shù)據(jù)被傳輸?shù)組PEG2編碼器32。音頻數(shù)據(jù)被傳輸?shù)窖訒r電路33。延時電路33將音頻數(shù)據(jù)延時一段預(yù)定的時間，并將延時的音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)紼CC編碼器35。同步信號被傳輸?shù)蕉〞r發(fā)生器37。
一個外界參考信號REF從端口36輸入，該信號REF被傳輸?shù)蕉〞r發(fā)生器37。定時發(fā)生器37輸出VCR1必需的定時信號作為與同步信號的指定信號與REF信號同步的定時脈沖。
MPEG2編碼器32接收從端口31輸入的視頻數(shù)據(jù)并進(jìn)行離散余弦轉(zhuǎn)換、量化處理和壓縮編碼，并給處理后的視頻數(shù)據(jù)加上MPEG2包頭信息，最后輸出一個MPEG2比特流。此時，標(biāo)志TFF的值是[1]。標(biāo)志TFF置于MPEG比特流結(jié)構(gòu)的“picture_coding_extension”(“圖像_編碼_擴(kuò)展”以下簡稱PCE)的固定位置。標(biāo)志TFF在MPEG比特流結(jié)構(gòu)中的位置將在下文再做說明。
在以下的描述中，由按照MPEG壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)加上預(yù)定包頭信息構(gòu)成的MPEG比特流簡稱為比特流。
比特流被傳輸?shù)組_NX電路34。M_NX電路34按照較低頻率分量的順序(如圖8A和8B所示)重排所接收數(shù)據(jù)的DCT系數(shù)。MPEG比特流的DCT系數(shù)重排后的合成比特流被稱為轉(zhuǎn)換的比特流。轉(zhuǎn)換的比特流從M_NX電路34輸出后被傳輸?shù)紼CC編碼器35。
除轉(zhuǎn)換的比特流之外，由延時電路33延時的音頻數(shù)據(jù)也被傳輸?shù)紼CC編碼器35。在VCR1中，音頻數(shù)據(jù)被處理為非壓縮數(shù)據(jù)。延時電路35延時音頻數(shù)據(jù)而MPEG編碼器32延時視頻數(shù)據(jù)，這樣轉(zhuǎn)換后比特流的定時與音頻數(shù)據(jù)的定時一致。
ECC編碼器35用乘積碼(product code)如里德-所羅門碼對轉(zhuǎn)換后比特流和音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行校錯碼編碼過程。這樣，ECC編碼器35生成如圖10A和10B所描述的ECC塊。合成后的數(shù)據(jù)作為記錄數(shù)據(jù)被傳輸?shù)骄馄?8。
均衡器38完成對記錄數(shù)據(jù)的記錄編碼過程，從而使記錄數(shù)據(jù)可被記錄。合成后的記錄數(shù)據(jù)被傳輸?shù)街糜谛D(zhuǎn)磁鼓39上的記錄磁頭(圖中未顯示)。記錄磁頭對應(yīng)磁帶40上的記錄信息產(chǎn)生螺旋形軌跡。記錄數(shù)據(jù)在磁帶40上的軌跡格式如圖3和4A到4C所示。
系統(tǒng)控制器下文稱之為(sys-con)41的組成部件包括微處理器、存儲器、外部電路等。系統(tǒng)控制器41與VCR1的每個部分相連。伺服器42驅(qū)動如主導(dǎo)輪馬達(dá)(圖中未顯示)并控制磁帶40的行進(jìn)操作。伺服器42和系統(tǒng)控制器41使用信號SY_SV互相連通。伺服器42和系統(tǒng)控制器41使用信號SERVO_IO和SY_IO與VCR1的各個部分相通，并且對VCR1進(jìn)行最佳控制。
例如，VCR1的操作板將正向再現(xiàn)命令或反向再現(xiàn)命令傳給系統(tǒng)控制器41。系統(tǒng)控制器41根據(jù)所接收的命令使用信號SY_SV通知伺服器42，當(dāng)接收到的命令是反向再現(xiàn)命令時，則sys-con41驅(qū)動并控制伺服器42使磁帶41按照與記錄操作不同的方向(也就是相反方向)運(yùn)行。進(jìn)行反向再現(xiàn)操作時，系統(tǒng)控制器41輸出反轉(zhuǎn)標(biāo)志TFF的命令給NX_M電路46(下文將具體說明)。
接下來描述VCR1的再現(xiàn)部分。根據(jù)從系統(tǒng)控制器41傳來的命令，伺服器42驅(qū)動磁帶40按預(yù)先制定的方向運(yùn)行。若從系統(tǒng)控制器41接收的是正向再現(xiàn)命令，伺服器42驅(qū)動磁帶按照與記錄操作相同的方向運(yùn)行。同樣，若從系統(tǒng)控制器41接收的是反向再現(xiàn)命令，伺服器42驅(qū)動磁帶按照與記錄操作不同的方向(也就是相反方向)運(yùn)行。置于磁鼓39上的再現(xiàn)磁頭(圖中未顯示)在磁帶40上形成螺旋形軌跡并輸出再現(xiàn)信號。再現(xiàn)信號被傳輸?shù)骄馄?3。均衡器43均衡再現(xiàn)信號的相位，并將再現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。再現(xiàn)數(shù)據(jù)被傳輸?shù)紼CC解碼器44。
ECC解碼器44解碼以校錯碼編碼的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的每個ECC塊。經(jīng)解碼后數(shù)據(jù)的視頻數(shù)據(jù)是轉(zhuǎn)換的比特流，其DCT系數(shù)按照較低頻率分量的順序被重排。另一方面，解碼后數(shù)據(jù)的音頻數(shù)據(jù)是非壓縮數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換的比特流被傳輸?shù)皆偕娐?5。若轉(zhuǎn)換的比特流包括一個沒有被校錯碼校正的差錯，一個代表數(shù)據(jù)塊有差錯的信號ERR被輸出并傳輸?shù)皆偕娐?re-generating circuit)45。
若再生電路45接收的信號ERR表示再現(xiàn)數(shù)據(jù)不含差錯，再生電路45獲得來自轉(zhuǎn)換的比特流每一幀的包頭信息。若再生電路45接收的信號ERR表示再現(xiàn)數(shù)據(jù)含有差錯，再生電路45利用其剛獲得來的信息重構(gòu)包頭信息。再生電路45保持各幀的信息。但再現(xiàn)數(shù)據(jù)有差錯時，再生電路45利用前一幀的信息校正MPEG比特流的差錯部分。經(jīng)過再生電路45校錯的轉(zhuǎn)換比特流被傳輸?shù)絅X_M電路46。
NX_M電路46重排轉(zhuǎn)換的比特流的DCT系數(shù)，使之成為MPEG比特流。此時，NX_M電路46從轉(zhuǎn)換的比特流中提取標(biāo)志TFF。此外，進(jìn)行反向再現(xiàn)操作時，NX_M電路46反轉(zhuǎn)標(biāo)志TFF并將其置于轉(zhuǎn)換的比特流中。NX_M電路46提取標(biāo)志的方法將在下文說明。
當(dāng)系統(tǒng)控制器41使伺服器42執(zhí)行反向再現(xiàn)操作時，如上所述，系統(tǒng)控制器41將反轉(zhuǎn)標(biāo)志TFF的命令傳輸?shù)絅X_M電路46。對應(yīng)傳輸?shù)絅X_M電路46的轉(zhuǎn)換的比特流中反向再現(xiàn)的各幀的定時，該命令被延時并傳輸?shù)絅X_M電路46。NX_M電路46按照該命令，將位于轉(zhuǎn)換的比特流預(yù)定位置的標(biāo)志TFF反轉(zhuǎn)。
MPEG比特流從NX_M電路46輸出后傳輸?shù)絊DTI輸出部分51和MPEG解碼器48。MPEG解碼器48解碼并擴(kuò)展所接收的MPEG比特流，然后輸出非壓縮的視頻數(shù)據(jù)。此時，對應(yīng)MPEG比特流中標(biāo)志TFF的值，每幀上下場的輸出順序可得到控制。該控制操作可通過使用MPEG解碼器的幀存儲器來完成。盡管幀存儲器是用來解碼經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼被編碼的視頻數(shù)據(jù)的，幀存儲器也可用來改變場的讀出順序。MPEG解碼器48的輸出信號被傳輸?shù)絊DI輸出部分49。
另一方面，經(jīng)過ECC解碼器44解碼的音頻數(shù)據(jù)被傳輸?shù)窖訒r電路47。延時電路47將音頻數(shù)據(jù)延時一段預(yù)定的時間。延時后的音頻數(shù)據(jù)被傳輸?shù)絊DI輸出部分49和SDTI輸出部分51。延時電路47對應(yīng)視頻數(shù)據(jù)在再生電路45、NX_M電路46和MPEG解碼器48中的處理時間，將傳輸?shù)絊DI輸出部分49的音頻數(shù)據(jù)延時一段時間。并且延時電路47對應(yīng)視頻數(shù)據(jù)在再生電路45和NX_M電路46的處理時間，將傳輸?shù)絊DTI輸出部分51的音頻數(shù)據(jù)延時一時間段。
SDI輸出部分49將所接收的視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)格式化成SDI傳輸數(shù)據(jù)，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換位串行數(shù)據(jù)，然后將串行數(shù)據(jù)輸出到輸出端口50。
同樣，SDTI輸出部分51將所接收的視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)格式化成SDTI(串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口)傳輸數(shù)據(jù)，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，然后將串行數(shù)據(jù)輸出到輸出端口52。因為傳輸?shù)絊DTI輸出部分51的MPEG比特流包括標(biāo)志TFF，接收裝置可對應(yīng)該標(biāo)志TFF的值控制各幀上下場的再現(xiàn)順序。
SDTI傳輸格式是用于廣播臺等的SMPTE-305M定義的傳輸格式。
下面將描述在MPEG比特流中放置標(biāo)志TFF和從其中提取標(biāo)志TFF的過程。提取標(biāo)志TFF的過程由NX_M電路48完成，圖15A顯示了在總線為8位(也就是數(shù)據(jù)寬為8位)的情況下PCE的結(jié)構(gòu)。在圖15A中，表示出了在PCE中標(biāo)志TFF的位置。在圖15A中，“picture_start_code”(“圖像開始_編碼”以下簡稱PSC)是一個放在每幀開始部分的編碼。 PSC的值為[32′h00000100]。PSC后面跟著“extension_start_code”(“擴(kuò)展_開始_編碼”以下簡稱ESC)和“extension_start_code_identifienr(“擴(kuò)展_開始_編碼_識別標(biāo)識符”以下簡稱ESCI)。當(dāng)ESC的值和ESCI的值分別是[32′h0000001B5]和[4′b1000]，那么可以認(rèn)定ESCI在前PCE在后。標(biāo)志TFF放在ESCI倒數(shù)第三個字節(jié)的MSB中的一位。
在上面的描述中，[32′h]表示十六進(jìn)制的32位編碼，而[4′h]表示二進(jìn)制的4位編碼。
圖16說明了圖14中NX_M電路46的結(jié)構(gòu)。圖16省略了重排DCT系數(shù)的重排電路。重排電路(未示出)重排了轉(zhuǎn)換的比特流的DCT系數(shù)，并輸出符合MPEG的比特流(以下簡稱MPEG比特流)。一個8位并行MPEG比特流被輸入到端口60，該MPEG比特流然后被傳輸?shù)窖訒r部分61。此外，MPEG位流還被輸入到PSC檢測電路62、ESC檢測電路63、ESCI檢測電路64。
延時部分61延時輸入的比特流，其延遲的時間相當(dāng)于檢測電路62、63和64的處理時間。
PSC檢測電路62的檢測結(jié)果被傳輸?shù)蕉〞r發(fā)生器65。ESC檢測電路63的檢測結(jié)果被傳輸?shù)紼SCI檢測電路64。ESCI檢測電路64根據(jù)ESC檢測電路的檢測結(jié)果來檢測ESCI。ESCI檢測電路64的檢測結(jié)果被傳輸?shù)蕉〞r發(fā)生器65。如圖15B所示，定時發(fā)生器65產(chǎn)生一個對應(yīng)PSC檢測電路62和ESCI檢測電路64檢測結(jié)果的同步信號“top_field_frist_tim”(“上_半場_在前_定時”以下簡稱TFFT)。有了信號TFFT，標(biāo)志TFF可以從MPEG比特流中提取出來。
圖17示例說明提取和反轉(zhuǎn)MPEG比特流標(biāo)志TFF的流程圖。當(dāng)VCR1按照反向再現(xiàn)命令(在步驟S10)進(jìn)行反向再現(xiàn)操作時，PSC檢測電路62檢測PSC(在步驟S11)。例如，PSC檢測電路62同時檢查8位并行MPEG比特流的4個字節(jié)(32位)，并檢出代表PSC的值[32′h00000100]。PSC的檢測結(jié)果被傳輸?shù)蕉〞r發(fā)生器65。
PSC被檢測后，流程前進(jìn)到步驟S12。在步驟S12，ESC檢測電路63檢測ESC。與PSC檢測電路62一樣，ESC檢測電路63同時檢查8位并行MPEG比特流的4個字節(jié)，檢出代表ESC的值[32′h000001B5]，并把檢測結(jié)果傳輸?shù)紼SCI檢測電路64。
當(dāng)ESC檢測電路63把檢測結(jié)果傳輸?shù)紼SCI檢測電路64后，流程前進(jìn)到步驟S13。這時，ESCI檢測電路64檢測ESCI。如ESCI檢測電路64檢查8位并行MPEG比特流的高階4位，檢出代表ESCI的值[4′b0001]，并把檢測結(jié)果傳輸?shù)蕉〞r發(fā)生器65。
定時發(fā)生器65有一個對應(yīng)MPEG比特流每個字節(jié)來計數(shù)的計數(shù)器。當(dāng)ESCI檢測電路64把ESCI的檢測結(jié)果傳輸?shù)蕉〞r發(fā)生器65后，流程前進(jìn)到步驟S14。這時計數(shù)器被復(fù)位。然后流程前進(jìn)到步驟S15。這時計數(shù)器對應(yīng)MPEG比特流的每個字節(jié)來計數(shù)。
如圖15A所示，標(biāo)志TFF位于ESCI倒數(shù)第三個字節(jié)的MSB。因此，當(dāng)ESCI倒數(shù)第三個字節(jié)被計數(shù)時，圖15B所示的TFFT信號被輸出(在步驟S16)。如圖15B所示，信號TFFT的信號電平對應(yīng)標(biāo)志TFF的位置在某個定時變高。
輸出信號TFFT的一定時取決于MPEG比特流傳輸總線的寬度。例如當(dāng)總線寬為8位時，TFFT信號在ESC倒數(shù)第四個時鐘脈沖處輸出。
另一方面，作為系統(tǒng)控制器41和NX_M電路46的接口的系統(tǒng)控制I/F69通過端口71使用信號SY_IO與系統(tǒng)控制器41通信。當(dāng)VCR1進(jìn)行反向再現(xiàn)操作時，系統(tǒng)控制器41輸出了反轉(zhuǎn)標(biāo)志TFF的命令，那么系統(tǒng)控制I/F69輸出反轉(zhuǎn)標(biāo)志的信號，使標(biāo)志TFF的位值反轉(zhuǎn)。當(dāng)反轉(zhuǎn)標(biāo)志TFF的信號電平變高時，反轉(zhuǎn)位值的命令就發(fā)出了。
“與”電路66對從定時發(fā)生器65輸出的信號TFFT和從系統(tǒng)控制I/F 69輸出的反轉(zhuǎn)標(biāo)志TFF的信號進(jìn)行“與”操作。這樣，當(dāng)信號TFFT和反轉(zhuǎn)標(biāo)志TFF的信號的電平為都變高時，“與”操作后的結(jié)果作為反轉(zhuǎn)TFF選擇信號從“與”電路66輸出。
轉(zhuǎn)換電路68對應(yīng)反轉(zhuǎn)TFF選擇信號選擇兩個輸入端口中的一個。從延時部分61輸出的MPEG比特流被傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換電路68的第一個輸入端口。從延時部分61輸出的位流通過逆變器67被傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換電路68的第二個輸入端口。逆變器(inverter)67輸入的數(shù)據(jù)例如是并行8位數(shù)據(jù)。逆變器67根據(jù)標(biāo)志TFF位的位置反轉(zhuǎn)該唯一位的位置。例如在8位總線中，只有MSB的位值被反轉(zhuǎn)。當(dāng)反轉(zhuǎn)TFF選擇信號的信號電平變高時，逆變器67的輸出被選擇。這樣，在MPEG比特流中，只有標(biāo)志TFF被反轉(zhuǎn)(在步驟S17)。
從轉(zhuǎn)換電路68輸出的位流被端口70分離出來。位流通過端口70被傳輸?shù)絊DTI輸出部分51和MPEG解碼器48。
回到圖17所示的流程圖，在步驟S17，MSB反轉(zhuǎn)控制信號被輸出。然后在步驟S18，下一幀被處理。
在上述例子中，反向再現(xiàn)操作的標(biāo)志TFF反轉(zhuǎn)過程由NX_M電路的硬件完成。然而值得指出的是，本發(fā)明并不局限于此例。事實上，標(biāo)志TFF反轉(zhuǎn)過程可由CPU(中央處理器)的軟件對應(yīng)圖17所示的流程圖來完成。
在上述例子中，磁帶被用作記錄MPEG比特流的記錄介質(zhì)。然而值得指出的是，本發(fā)明并不局限于此例。只要MPEG比特流可被記錄且數(shù)據(jù)可被一幀接一幀地再現(xiàn)，任何記錄介質(zhì)都可以，例如，硬盤和半導(dǎo)體存儲器等。
在上述實施例中，視頻數(shù)據(jù)按照MPEG2經(jīng)過壓縮編碼，傳輸?shù)氖荕PEG比特流。然而值得指出的是，本發(fā)明并不局限于此例。事實上，本發(fā)明可運(yùn)用另一種允許經(jīng)過壓縮編碼的數(shù)據(jù)被記錄和再現(xiàn)的壓縮編碼方法。
在上述例子中，對于從記錄介質(zhì)反向再現(xiàn)的壓縮視頻數(shù)據(jù)，標(biāo)志TFF被反轉(zhuǎn)。作為對此例的改進(jìn)，以下將描述由外設(shè)反向再現(xiàn)和傳輸?shù)膲嚎s視頻數(shù)據(jù)被記錄的情況。若外設(shè)是常規(guī)裝置且標(biāo)志TFF的值為[1]，即使執(zhí)行了反向再現(xiàn)操作，VCR1將標(biāo)志TFF的值反轉(zhuǎn)，然后記錄視頻數(shù)據(jù)。
在此情況下，當(dāng)視頻數(shù)據(jù)從記錄介質(zhì)正向再現(xiàn)時，因為標(biāo)志TFF的值為
，各幀按照下半場在前上半場在后的順序顯示。換言之，在反向再現(xiàn)操作中視頻數(shù)據(jù)被正常地顯示。
另一方面，當(dāng)視頻數(shù)據(jù)從記錄介質(zhì)反向再現(xiàn)時，上半場和下半場應(yīng)該按照與正向再現(xiàn)操作相同的方向被顯示。換言之，各幀應(yīng)該按照上半場在前下半場在后的順序顯示。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框架，當(dāng)視頻數(shù)據(jù)從記錄介質(zhì)反向再現(xiàn)時，因為標(biāo)志TFF的值被反轉(zhuǎn)，在此例中標(biāo)志TFF的值由
變?yōu)閇1]。這樣，各幀按照上半場在前下半場在后的順序顯示。所以視頻數(shù)據(jù)的顯示如我們所期待那樣顯示。
當(dāng)視頻數(shù)據(jù)被記錄是，標(biāo)志TFF反轉(zhuǎn)過程由圖14所示記錄側(cè)結(jié)構(gòu)的SDTI輸入部分完成。 MPEG比特流從SDTI輸入部分傳輸?shù)絅X_M電路34。NX_M電路34的結(jié)構(gòu)與圖16所示相同。這樣，置于輸入位流預(yù)定位置的標(biāo)志TFF被反轉(zhuǎn)，具有反轉(zhuǎn)標(biāo)志TFF的位流傳輸?shù)紼CC編碼器35。ECC編碼器35以校錯碼對位流進(jìn)行編碼。合成的數(shù)據(jù)通過均衡器38用磁鼓39的記錄磁頭記錄在磁帶40上。
盡管本發(fā)明是通過最佳實施例模式來說明和顯示的，熟悉本技術(shù)的人應(yīng)該了解，在不違背本發(fā)明的宗旨和范圍的情況下，可以進(jìn)行前面所述及其它各種形式上和細(xì)節(jié)上的變化、省略和增添。
權(quán)利要求
1.一種用于傳輸壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征是該數(shù)據(jù)傳輸裝置包括記錄介質(zhì)，其上記錄了該視頻數(shù)據(jù)；再現(xiàn)設(shè)備，按照與已記錄的視頻數(shù)據(jù)的時間軸不同方向從所述記錄介質(zhì)讀取該視頻數(shù)據(jù)；傳輸設(shè)備，用于當(dāng)該視頻數(shù)據(jù)由所述再現(xiàn)設(shè)備從所述記錄介質(zhì)以不同方向讀取時，產(chǎn)生代表該視頻數(shù)據(jù)以不同方向從所述記錄介質(zhì)已讀取的信息，并將該產(chǎn)生的信息置于該視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流中，然后傳輸該合成的數(shù)據(jù)流。
2.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征是所述傳輸設(shè)備對應(yīng)該視頻數(shù)據(jù)的每一幀將該信息置于該數(shù)據(jù)流中。
3.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征是所述傳輸設(shè)備包括反轉(zhuǎn)設(shè)備，用于當(dāng)該視頻數(shù)據(jù)按照不同方向從所述記錄介質(zhì)中讀取時，將表示該數(shù)據(jù)流的該視頻數(shù)據(jù)的場顯示順序的標(biāo)志反轉(zhuǎn)。
4.按照權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征是所述反轉(zhuǎn)設(shè)備對應(yīng)該視頻數(shù)據(jù)的每一幀反轉(zhuǎn)該標(biāo)志。
5.一種用于把壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)上的記錄裝置，其特征是該記錄裝置包括接收設(shè)備，用于接收該視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流；反轉(zhuǎn)設(shè)備，反轉(zhuǎn)用以表示該視頻數(shù)據(jù)的場顯示順序的標(biāo)志，該標(biāo)志被置于該數(shù)據(jù)流中；和記錄設(shè)備，用于把帶有反轉(zhuǎn)的標(biāo)志的該數(shù)據(jù)流記錄在該記錄介質(zhì)上。
6.按照權(quán)利要求5所述的記錄裝置，其特征是當(dāng)傳輸給所述記錄設(shè)備的該數(shù)據(jù)流已反向再現(xiàn)且置于該數(shù)據(jù)流中的該標(biāo)志不表示已反向再現(xiàn)的視頻數(shù)據(jù)時，所述反轉(zhuǎn)設(shè)備將該標(biāo)志反轉(zhuǎn)。
7.一種用以把壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)上和從記錄介質(zhì)上再現(xiàn)該視頻數(shù)據(jù)的記錄和再現(xiàn)裝置，其特征是該記錄和再現(xiàn)裝置包括記錄設(shè)備，用于把該視頻數(shù)據(jù)記錄在該記錄介質(zhì)上；再現(xiàn)設(shè)備，用于按照與記錄的該視頻數(shù)據(jù)的該時間軸不同的方向從該記錄介質(zhì)上再現(xiàn)該視頻數(shù)據(jù)；和傳輸設(shè)備，當(dāng)該視頻數(shù)據(jù)由所述再現(xiàn)設(shè)備從所述記錄介質(zhì)以不同方向被讀取時，生成代表該視頻數(shù)據(jù)按照不同方向從所述記錄介質(zhì)讀取的信息，并將該生成的信息置于該視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流中，然后傳輸該合成的數(shù)據(jù)流。
8.按照權(quán)利要求7所述的記錄和再現(xiàn)裝置，其特征是所述傳輸設(shè)備對應(yīng)該視頻數(shù)據(jù)的每一幀將該信息置于該數(shù)據(jù)流中。
9.按照權(quán)利要求7所述的記錄和再現(xiàn)裝置，其特征是所述傳輸設(shè)備包括反轉(zhuǎn)設(shè)備，用于當(dāng)該視頻數(shù)據(jù)以不同方向從該記錄介質(zhì)讀出時，將表示該數(shù)據(jù)流的該視頻數(shù)據(jù)的場顯示次序的標(biāo)志反轉(zhuǎn)。
10.按照權(quán)利要求9所述的記錄和再現(xiàn)裝置，其特征是所述反轉(zhuǎn)設(shè)備對應(yīng)該視頻數(shù)據(jù)的每一幀反轉(zhuǎn)該標(biāo)志。
11.一種用于傳輸壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征是該方法包括以下步驟(a)把該視頻數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)上；(b)按照與已記錄的該視頻數(shù)據(jù)的時間軸不同的方向從該記錄介質(zhì)再現(xiàn)該視頻數(shù)據(jù)；(c)當(dāng)在步驟(b)中該視頻數(shù)據(jù)以不同方向從該記錄介質(zhì)讀出時，產(chǎn)生表示該視頻數(shù)據(jù)以不同方向從所述記錄介質(zhì)上讀取的信息，并將該產(chǎn)生的信息置于該視頻數(shù)據(jù)的該數(shù)據(jù)流中，然后傳輸該合成的數(shù)據(jù)流。
全文摘要
一種傳輸已壓縮編碼的視頻數(shù)據(jù)的傳輸裝置,它包括:在其上記錄了視頻數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì);用于按照與記錄的視頻數(shù)據(jù)的時間軸不同方向從記錄介質(zhì)讀取視頻數(shù)據(jù)的再現(xiàn)裝置;以及傳輸設(shè)備,用于當(dāng)視頻數(shù)據(jù)通過該再現(xiàn)設(shè)備以不方向從記錄介質(zhì)上讀取時,產(chǎn)生代表該視頻數(shù)據(jù)以不同方向從該記錄介質(zhì)讀取的信息、并將生成的信息置于視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流中,然后傳輸合成的數(shù)據(jù)流。
文檔編號H04N9/877GK1266336SQ0010671
公開日2000年9月13日 申請日期2000年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月26日
發(fā)明者杉山晃 申請人:索尼公司