專利名稱：數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放的方法和裝置，更具體地說(shuō)，涉及當(dāng)進(jìn)行變速重放比如高速搜索時(shí)提供高質(zhì)量的重放畫(huà)面的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放的方法和裝置。
自從1980年以來(lái)，家電生產(chǎn)廠家一直在研制家用數(shù)字視頻磁帶錄象機(jī)(VTR)。這種數(shù)字VTR系統(tǒng)通過(guò)壓縮和高密度記錄方法對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的記錄和重放，并且這種系統(tǒng)應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)一種編碼技術(shù)，利用該技術(shù)能同時(shí)獲得高清晰度、長(zhǎng)記錄時(shí)間、變速重放和圖象編輯。然而，當(dāng)為了延長(zhǎng)記錄時(shí)間而對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮時(shí)，壓縮比特率是根據(jù)視頻數(shù)據(jù)的復(fù)雜程度而改變的。從而比特率應(yīng)固定在同步塊單元中，這是滿足高清晰度的最小單元。因此，由于某些數(shù)據(jù)被固定的比特率丟失，所以不能指望得到十分滿意的圖象。此外，即使比特率固定到一個(gè)同步塊單元，當(dāng)同步塊數(shù)據(jù)不是被全部拾取時(shí)，同步塊也是不可重放的。因此，由于在旋轉(zhuǎn)磁頭橫切磁跡的變速重放期間產(chǎn)生了不可重放的同步塊，所以根據(jù)多種速度，在屏幕上會(huì)偶然出現(xiàn)瑪賽克(mosaic)現(xiàn)象。這樣，變速重放屏幕的畫(huà)面質(zhì)量是不理想的。
為了在變速重放過(guò)程中得到清晰的畫(huà)面，人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了通過(guò)采用由諸如雙層晶體元件的壓電元件制成的動(dòng)態(tài)磁頭跳過(guò)磁跡的方法。按照現(xiàn)有的技術(shù)水平，該方法能實(shí)現(xiàn)的重放速度為正常速度的三至五倍，而大于正常速度的六倍則是不可能的。此外，由于動(dòng)態(tài)磁頭價(jià)格昂貴，且跳過(guò)磁跡的伺服控制技術(shù)需要非常高的精度，所以該方法目前只用于一些特定場(chǎng)合，如電視臺(tái)演播室。
因此，為了解決上述常規(guī)技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，利用該方法在變速重放期間可以看到清晰的畫(huà)面。
本發(fā)明的另一目的是提供一種數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放裝置，它最適合于使用上述數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的第一個(gè)目的，所提供的視頻信號(hào)記錄和重放方法包括以下步驟用多個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭，對(duì)以正常速度運(yùn)行的磁帶的第一區(qū)域進(jìn)行螺旋掃描;
在多條傾斜磁跡上記錄數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串，并且通過(guò)至少一個(gè)固定磁頭，在磁帶的第二區(qū)域同時(shí)記錄N個(gè)畫(huà)面的每一個(gè)間隔的一幀數(shù)據(jù);以及在正常的重放期間重放記錄在第一區(qū)域的數(shù)據(jù)，當(dāng)磁帶以N倍速度運(yùn)行時(shí)，進(jìn)行變速重放，重放記錄在第二區(qū)域的數(shù)據(jù)。
為了實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的第二個(gè)目的，所提供的視頻信號(hào)記錄和重放裝置包括以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)磁帶的第一區(qū)域進(jìn)行螺旋掃描的多個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭;
按長(zhǎng)度方向?qū)Υ艓У牡诙^(qū)域進(jìn)行掃描的多個(gè)固定磁頭;
接收數(shù)字音頻/視頻信號(hào)的一個(gè)正常記錄部分，它用來(lái)進(jìn)行高效率編碼、誤差校正編碼和接收信號(hào)的通道編碼，并且向多個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭提供經(jīng)編碼的信號(hào);
接收輸入至正常記錄部分的每個(gè)第N幀數(shù)字視頻信號(hào)的變速記錄部分，它完成二次取樣、高效編碼和對(duì)輸入信號(hào)的通道劃分，進(jìn)行誤差校正編碼和各個(gè)劃分了通道的信號(hào)的通道編碼，以及向相應(yīng)的固定磁頭輸送經(jīng)編碼和劃分的信號(hào);
正常重放部分，在正常重放期間，它以和記錄過(guò)程相反的方式，對(duì)通過(guò)多個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭從磁帶的第一區(qū)域拾取的信號(hào)進(jìn)行處理，并且將經(jīng)處理的信號(hào)恢復(fù)成原始信號(hào);以及變速重放部分，在變速重放期間，它以和記錄過(guò)程相反的方式，對(duì)通過(guò)多個(gè)固定磁頭從磁帶的第二區(qū)域拾取的信號(hào)進(jìn)行處理，并且將經(jīng)處理的信號(hào)恢復(fù)成原始信號(hào)。
通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例，本發(fā)明的上述目的和其它優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更清楚，其中圖1表示常規(guī)的螺旋掃描式8mm錄象帶的記錄格式;
圖2表示常規(guī)的螺旋掃描式磁帶錄象機(jī)(VTR)的走帶系統(tǒng)的示意圖;
圖3是本發(fā)明的磁帶的記錄格式;
圖4是本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例的磁帶的記錄格式;
圖5是本發(fā)明的記錄和重放裝置的框圖;
圖6是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行特殊重放時(shí)所顯示的畫(huà)面大小的示意圖;
圖7是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行特殊記錄時(shí)二次取樣的示意圖;
圖8是用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行特殊重放時(shí)的半加載方法的示意圖;
圖9是本發(fā)明的另一最佳實(shí)施例的磁帶的記錄格式;
圖10是本發(fā)明的用于變速重放的視頻輸出裝置的框圖;以及圖11是本發(fā)明的第三最佳實(shí)施例的磁帶的記錄格式。
以下參照


本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖1表示常規(guī)的螺旋掃描式8mm錄象帶的記錄格式。其中參考符號(hào)“A”代表錄帶的整個(gè)帶寬(8mm)，“R”代表輔助音頻磁跡Ta的寬度(0.6mm)，“C”代表提示磁跡Tc的寬度(0.6mm)，“X”代表沿錄象帶方向從螺旋磁鼓的180°掃描末端到音頻和提示磁頭Ha和Hc的位置之間的距離(31mm)，以及“Ts”代表分成音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的傾斜的磁跡。傾斜磁跡相對(duì)錄象帶的長(zhǎng)度方向傾斜一個(gè)超前角θ。此外在圖1中，旋轉(zhuǎn)磁鼓的36°掃描被分給音頻數(shù)據(jù)，而5°掃描被分給垂直消隱。
圖2是常規(guī)的螺旋掃描旋轉(zhuǎn)磁頭式數(shù)字VTR的走帶系統(tǒng)的示意圖。在圖2中，參考號(hào)10代表錄象帶，12是旋轉(zhuǎn)磁鼓，12a和12b是旋轉(zhuǎn)磁鼓，14和16是斜桿，18是消磁頭部件，20是提示和音頻磁頭部件，22是主導(dǎo)軸，以及24是壓帶輪。錄象帶10通過(guò)主導(dǎo)軸22和壓帶輪24以恒定走帶速度VT運(yùn)行，主導(dǎo)電動(dòng)機(jī)(圖中未示出)使主導(dǎo)軸22和壓帶輪24旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁鼓12通過(guò)磁鼓電動(dòng)機(jī)(圖中未示出)以恒定的轉(zhuǎn)速VD(即3600rpm)旋轉(zhuǎn)。例如，假定旋轉(zhuǎn)磁鼓的直徑是40mm，則旋轉(zhuǎn)磁頭12a和12b對(duì)傾斜磁跡Ts的掃描速度是7.536m/s。因此，如果傾斜磁跡Ts的間距P是10μm，傾斜角θ是4°88″，則錄象帶的走帶速度可以用下式(1)表示νT＝ (P)/(sinθ) ×NTs…(1)此處NTS表示旋轉(zhuǎn)磁磁每秒所掃描到的傾斜磁跡的數(shù)目。例如，在使用單幀四磁跡劃分的方法和情況下，每秒在屏幕上應(yīng)顯示30幀。因此，旋轉(zhuǎn)磁頭每秒掃描120條磁跡，走帶速度VT變?yōu)?4.106mm/s。也就是說(shuō)，錄象帶在其長(zhǎng)度方向上每秒行進(jìn)14.106mm。
這樣，本發(fā)明可以在音頻磁跡Ta和提示磁跡Tc上對(duì)特殊的重放圖象信息(例如特技重放或變速重放)進(jìn)行記錄和重放，由此在特殊的重放操作期間重放清晰的圖象。此外，由于正常的重放區(qū)域和特殊的重放區(qū)域是彼此獨(dú)立的，所以記錄在正常重放區(qū)域的視頻數(shù)據(jù)的比特率可以固定。因此，改善了正常重放畫(huà)面的質(zhì)量，并且可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)壓縮的結(jié)構(gòu)和還原壓縮電路的結(jié)構(gòu)。
圖3是本發(fā)明的數(shù)字視頻記錄和重放裝置的磁帶的記錄格式。在圖3中，參考號(hào)30代表正常記錄和重放操作的第一區(qū)域，參考號(hào)32代表特殊重放如高速搜索的第二區(qū)域。第一區(qū)域30包括若干傾斜磁跡Ts，通過(guò)螺旋掃描式磁頭將數(shù)字音頻/視頻信息和跟蹤引導(dǎo)信號(hào)重疊并記錄在磁跡Ts上。第二區(qū)域32包括至少一條水平磁跡Th，上面通過(guò)固定磁頭136記錄特殊重放畫(huà)面信息。固定磁頭136的位置離旋轉(zhuǎn)磁頭116的傾斜磁跡Ts的掃描末端的距離為“X”(與常規(guī)的VTR相同)。也就是說(shuō)，此處固定磁頭的位置與常規(guī)VTR的音頻和提示磁頭部件的位置相對(duì)應(yīng)。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁頭116在第一區(qū)域30對(duì)傾斜磁跡Ts的掃描量為N時(shí)，沿磁帶10的水平磁跡Th的方向的間隔“Y”被固定磁頭136掃描。因此，在本發(fā)明中，在水平磁跡Th的間隔“Y”上記錄一幀信息，以便和正常記錄速度下的預(yù)定的幀數(shù)目對(duì)應(yīng)。對(duì)特殊重放操作而言，通過(guò)固定磁頭拾取和重放記錄在水平磁道上的畫(huà)面信息，而磁帶以預(yù)定的重放速度行進(jìn)。
為了理解本發(fā)明，下面說(shuō)明本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖4是本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例的磁帶的記錄格式。在該實(shí)施例中，一幀信息被分開(kāi)記錄在四條傾斜磁跡上，速度為每秒30幀，兩幀信息被分開(kāi)記錄在四條水平磁跡上。這樣，如圖4所示，當(dāng)一秒鐘在第一區(qū)域30記錄30幀信號(hào)F1-F30時(shí)，一秒鐘在第二區(qū)域32記錄具有15幀間隔的兩幀信息F1-F16。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的記錄和重放裝置的框圖。本發(fā)明的裝置可分成記錄器部分和重放器部分，記錄器再分成正常記錄器和特殊記錄器，重放器同樣地也再分成正常重放器和特殊重放器。
正常記錄器包括二次取樣電路102、數(shù)據(jù)壓縮電路104、誤差校正編碼器106、音頻編碼器108、通道編碼器110和記錄放大器112、同時(shí)，特殊記錄器包括源輸入格式(SIF)二次取樣電路122、數(shù)據(jù)壓縮電路124、通道劃分電路(或多路轉(zhuǎn)接器)126、四個(gè)誤差校正編碼器128、四個(gè)通道編碼器130以及四個(gè)通道記錄放大器132。
正常重放器包括重放放大器202、通道解碼器204、誤差校正解碼器206、音頻解碼器208、數(shù)據(jù)還原壓縮電路210和內(nèi)插器212。同時(shí)，特殊重放器包括四個(gè)重放放大器222、四個(gè)通道解碼器224、四個(gè)誤差校正解碼器226、通道恢復(fù)電路(或多路分解器)228、數(shù)據(jù)還原壓縮電路230以及內(nèi)插器232。
正常記錄器和正常重放器通過(guò)開(kāi)關(guān)114與一對(duì)旋轉(zhuǎn)磁頭116結(jié)合在一起。特殊記錄器和特殊重放器通過(guò)開(kāi)關(guān)134與四個(gè)固定磁頭結(jié)合在一起。特殊記錄器通過(guò)開(kāi)關(guān)SW1輸入間隔為15幀的一幀信息。特殊重放器通過(guò)開(kāi)關(guān)SW2為重放的畫(huà)面選擇屏幕顯示尺寸。
如圖5所示，可以通過(guò)內(nèi)插器232將重放的畫(huà)面滿屏顯示;不經(jīng)過(guò)內(nèi)插器，重放的畫(huà)面只在四分之一屏幕上顯示。在這些條件下，當(dāng)SIF二次取樣畫(huà)面作為一個(gè)滿屏顯示內(nèi)插時(shí)，畫(huà)面質(zhì)量是不完全令人滿意的，而四分之一屏幕顯示有些小，但畫(huà)面質(zhì)量好些。在四分之一屏幕顯示的周圍區(qū)域中，背景被處理成藍(lán)色或類似顏色。
在上述裝置中，視頻輸入信號(hào)是一個(gè)具有CCIR601格式的復(fù)合信號(hào)，其中Y∶Cr∶Cb＝4∶2∶2，這可以從圖7中看出。此處，亮度信號(hào)y由480×720個(gè)象素組成，每個(gè)色差信號(hào)是480×360個(gè)象素。
參照?qǐng)D5、6和7，二次取樣電路102接收4∶2∶2的復(fù)合信號(hào)，并對(duì)色差信號(hào)Cr和Cb進(jìn)行二次取樣，以便變成4∶1∶1的復(fù)合信號(hào)。數(shù)據(jù)壓縮器104接收經(jīng)變換的信號(hào)，按一個(gè)預(yù)定的壓縮比例壓縮數(shù)據(jù)，對(duì)經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)編碼，并輸出該編碼數(shù)據(jù)。此處壓縮編碼方法采用已知的正交變換編碼、預(yù)測(cè)編碼或矢量量化;也可以用幀內(nèi)編碼或幀間編碼。
應(yīng)該注意的是對(duì)上述特殊的重放功能來(lái)說(shuō)，平常出現(xiàn)的問(wèn)題已經(jīng)存在于控制過(guò)程中，因此固定同步塊的比特量作為最小記錄單元是困難的，因此畫(huà)面質(zhì)量受到極大影響。然而，由于在本發(fā)明中特殊重放數(shù)據(jù)是分開(kāi)處理的，所以不需要嚴(yán)格控制比特量。因此，壓縮算法變得簡(jiǎn)單了，可以構(gòu)造出簡(jiǎn)單的壓縮電路。
由于本發(fā)明中比特率可以固定在15幀或30幀，所以正常重放期間重放的畫(huà)面質(zhì)量比起常規(guī)情況來(lái)要改善許多。誤差校正編碼器106接收經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)并通過(guò)已知的誤差校正編碼算法對(duì)接收到的數(shù)據(jù)編碼，將在同步塊單元中相加的數(shù)據(jù)輸出至奇偶代碼。兩字節(jié)同步碼(SYNC)和兩字節(jié)識(shí)別碼(ID)加到同步塊的數(shù)據(jù)上。從音頻編碼器108輸出的信號(hào)在那里用諸如八對(duì)八、八對(duì)十四或正交調(diào)幅的數(shù)字調(diào)制方法進(jìn)行處理。記錄放大器112放大經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)，并將放大的數(shù)據(jù)經(jīng)開(kāi)關(guān)114輸送給旋轉(zhuǎn)磁頭116。如果最終記錄的比特率是25Mbps，并且直徑40mm的旋轉(zhuǎn)磁鼓以3600rpm的速度旋轉(zhuǎn)，那么旋轉(zhuǎn)磁頭116的旋轉(zhuǎn)速度為7.536m/s，最高記錄頻率變?yōu)?2.5MHz。
特殊記錄器處理對(duì)應(yīng)于30幀的、在正常記錄器中被處理一秒鐘的信息，并通過(guò)固定磁頭136在水平磁跡的“Y”間隔上記錄經(jīng)處理的數(shù)據(jù)。然而，由于間隔“Y”比起正常的記錄區(qū)域來(lái)是很小的區(qū)域，所以不能記錄對(duì)應(yīng)于全部30幀的信息，并且一幀信息可以通過(guò)15幀或30幀的間隔記錄。本實(shí)施例是根據(jù)一幀信息通過(guò)15幀間隔記錄來(lái)說(shuō)明的。因此，如圖4所示，對(duì)應(yīng)于30于幀中的幀F(xiàn)1和F16被壓縮并記錄在間隔“Y”上。每隔15幀的間隔開(kāi)關(guān)裝置SW1就接通一幀的時(shí)間，其它時(shí)間都關(guān)斷。如圖7所示，SIF二次取樣裝置122對(duì)4∶2∶2的復(fù)合信號(hào)進(jìn)行取樣，并將亮度信號(hào)“Y”變成240×360個(gè)象素的信號(hào)，將每個(gè)色差信號(hào)Cr和Cb變成120×180個(gè)象素的信號(hào)。這是為了減少通過(guò)二次取樣的數(shù)據(jù)量，因?yàn)榭梢杂涗浽陂g隔“Y”上的比特量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于正常記錄所需的量。由于數(shù)據(jù)壓縮電路124沒(méi)有幀間相互關(guān)系，所以僅用幀內(nèi)編碼方法。采用已知的壓縮編碼方法，在幀單元中可以穩(wěn)定地控制比特量。這里，數(shù)據(jù)壓縮率CP由下式(2)表示CP = ((B+C)λ)/(2HvT) …(2)此外參考符號(hào)B代表每一通道的比特率，C是奇偶校驗(yàn)位率，λ是固定磁頭的記錄波長(zhǎng)，H是固定磁頭數(shù)，以及VT是磁帶相對(duì)于固定磁頭的速度。
利用上式(2)并假定兩個(gè)SIF二次取樣幀的全部比特率是2025kbps，奇偶校驗(yàn)位率是全部比特率的20%，λ是0.6μm，VT是14.106mm/s，則壓縮cp可以這樣計(jì)算CP＝ (2.025×1.2×0.6)/(14.106×8)＝12.9這樣，位比特率在壓縮之后為155.77kbps(2025kbps/13)。因此在本實(shí)施例中，一幀SIF信息總是被恒定地壓縮成77.88kbps。
上述壓縮率已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)重放方式的基礎(chǔ)上計(jì)算出來(lái)了。然而，在長(zhǎng)時(shí)間重放方式的情況下，由于磁鼓的旋轉(zhuǎn)速度為1800rpm，所以每幀的磁跡數(shù)從四減為二，并且相應(yīng)地，間隔“Y”減半。因此長(zhǎng)時(shí)間重放方式的壓縮率應(yīng)加倍。這里，數(shù)據(jù)壓縮率和特殊記錄器的某些參數(shù)之間的關(guān)系如下ⅰ)傾斜磁跡間隔P隨著P增加，間隔“Y”變長(zhǎng)。(因此，壓縮率的負(fù)擔(dān)減小，正常記錄時(shí)間縮短。)ⅱ)記錄波長(zhǎng)λ隨著λ縮短，記錄密度提高。(現(xiàn)在的技術(shù)水平達(dá)到大約0.6μm。)ⅲ)固定磁頭數(shù)H隨著H增加，壓縮率減小。
如上所述，本發(fā)明的系統(tǒng)是在數(shù)據(jù)壓縮cp、p、λ和H基礎(chǔ)上的最佳設(shè)計(jì)。確定壓縮率除了考慮兩條附加磁道的寬度外，還應(yīng)考慮成本。
通道劃分電路126將壓縮編碼的數(shù)據(jù)分成四通道數(shù)據(jù)，以供輸出。各個(gè)劃分了通道的數(shù)據(jù)經(jīng)誤差校正編碼器128、通道編碼器130和記錄放大器132輸送給相應(yīng)的固定磁頭136。
本發(fā)明重放系統(tǒng)如下所述。在正常重放期間，通過(guò)旋轉(zhuǎn)磁頭116從傾斜磁跡的第一區(qū)域拾取信號(hào)，并通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置114將該信號(hào)輸入到正常重放器。輸入到正常重放器的信號(hào)經(jīng)過(guò)重放放大器202和通道解碼器204，經(jīng)通道解碼的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)誤差校正解碼器206、數(shù)據(jù)還原壓縮電路210和內(nèi)插器212，以便再現(xiàn)原始圖象信號(hào)并將其輸送至一個(gè)顯示單元。經(jīng)通道解碼的音頻數(shù)據(jù)通過(guò)音頻解碼器208恢復(fù)成一個(gè)音頻信號(hào)。另一方面，在特殊重放期間，通過(guò)四個(gè)固定磁頭136從水平磁跡的第二區(qū)域拾取信號(hào)，并通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置134將信號(hào)輸入到特殊重放器。
在本發(fā)明中，在這種特殊重放功能是高速搜索時(shí)，磁帶速度增加。為了在高速重放期間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理，應(yīng)該在三十分之一秒內(nèi)對(duì)同時(shí)從四個(gè)固定磁頭136拾取的一幀信息進(jìn)行處理。在這種處理過(guò)程中，磁帶行進(jìn)7.053mm(14.106mm/2)，速度為211.59mm/s。磁帶在這樣的速度下行進(jìn)，按F1、F16、F31…的次序順序拾取信息，最快可進(jìn)行十五倍速度的重放。特殊重放器對(duì)輸入信號(hào)的處理過(guò)程的次序與特殊記錄器相反，以便再現(xiàn)具有SIF形式的原始信號(hào)。因此，通過(guò)內(nèi)插器232插入恢復(fù)的信號(hào)并變回到CCIR601的格式作為全屏顯示，或者恢復(fù)的信號(hào)以SIF形式直接輸出作為半屏顯示。
此外，在高速重放中，除了全加載方法(圖2)，還可以對(duì)磁帶用圖8所示的半加載方法。從釋放磁帶和因磨損使其性能變差的觀點(diǎn)來(lái)看，半加載方法優(yōu)于全加載方法。
固定磁頭的記錄和重放過(guò)程的頻率特性如下所述。能夠被一個(gè)固定磁頭用一秒記錄的比特量是46.7千位。因此，在15倍的速度下，比特率是700.5千位(46.7千位×15)。這樣，由于最高頻率是0.34MHz，所以固定磁頭的頻率特性設(shè)計(jì)為高于0.34MHz。
圖9表示當(dāng)間隔“Y”上記錄一幀信息時(shí)一次的數(shù)據(jù)記錄格式，即為了每隔30幀間隔的特殊重放的目的，在水平磁跡的一個(gè)間隔“Y”上記錄一幀信息時(shí)一次的數(shù)據(jù)記錄格式。在這種情況下，數(shù)據(jù)壓縮率變?yōu)?.5，與上述Y間隔兩倍幀方法相比，壓縮率僅為其一半。另一方面，Y間隔信號(hào)幀的方法磁帶重放速度為423.18mm(14.106mm被1/30秒除)。這樣僅可以得到30倍的速度。因此在這種情況下，固定磁頭的頻率特性變?yōu)?.68MHz。
圖10是本發(fā)明的記錄和重放系統(tǒng)的用于變速重放的視頻輸出裝置的框圖。這里參考符號(hào)M1和M2是幀存儲(chǔ)器，SW3和SW4是開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)SW3將存儲(chǔ)在特殊重放器中的幀信息交替地輸送給幀存儲(chǔ)器M1和M2。開(kāi)關(guān)SW4以與開(kāi)關(guān)SW3相反的方式在幀存儲(chǔ)器M1和M2之間轉(zhuǎn)接。輸送的幀信息暫時(shí)寫入幀存儲(chǔ)器M1和M2，它是Y間隔記錄幀數(shù)目和速度乘積的倒數(shù)。此外，從幀存儲(chǔ)器M1和M2中反復(fù)讀出寫入的幀信息，重復(fù)次數(shù)是代表寫時(shí)間(每秒)被30(30/s)乘的一個(gè)整數(shù)值。例如用Y間隔單幀方法(圖9)，可以得到下面表1所示速度下的變速重放
表1
此外，用Y間隔兩倍幀方法(圖4)，可以得到下面表2所示速度下的變速重放表2
這樣，當(dāng)用Y間隔m幀方法速度為m倍時(shí)，磁帶在n×VT的速度下行進(jìn)。此處存儲(chǔ)器寫時(shí)間是一秒的mn分之一，讀重復(fù)次數(shù)是30×(1/mn)。
如上所示，本發(fā)明在數(shù)字VTR的磁帶的相互不同的區(qū)域分開(kāi)記錄用于正常記錄和重放的數(shù)據(jù)以及用于特殊記錄和重放的數(shù)據(jù)。因此，由于處理正常記錄/重放信號(hào)的過(guò)程與處理特殊記錄/重放信號(hào)的過(guò)程相互獨(dú)立，所以正常處理過(guò)程的設(shè)計(jì)由于具有更高的自由度而變得容易了。此外，采用通用VTR技術(shù)就可能設(shè)計(jì)特殊的處理過(guò)程，而不必用高精度的伺服技術(shù)也不必用特殊的材料和/或部件。
在本發(fā)明中，已經(jīng)闡述了在對(duì)應(yīng)于每個(gè)第N幀正常記錄的第二區(qū)域上記錄每個(gè)第N幀數(shù)據(jù)的方法。然而如圖11所示，數(shù)據(jù)部分地從若干正常記錄幀中取出了。這樣，可以構(gòu)成記錄在第二區(qū)域的每個(gè)第N幀數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，用單幀四段四磁跡方法，Y間隔被分成四段，因此可以順序記錄第一幀F(xiàn)1的第一段S1，第二幀F(xiàn)2的第二段S2，第三幀F(xiàn)3的第三段S3，以及第四幀F(xiàn)4的第四段S4。因此，用Y間隔單幀方法，Y間隔被分成三十段。部分地從三十幀中的每幀提取的數(shù)據(jù)可以分別記錄在劃分的段上。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其特征在于包括以下步驟用于多個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭，對(duì)以正常速度運(yùn)行的磁帶的第一區(qū)域進(jìn)行螺旋掃描；在多條傾斜磁跡上記錄數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串，并且通過(guò)至少一個(gè)固定磁頭，在磁帶的第二區(qū)域同時(shí)記錄N個(gè)畫(huà)面的每一個(gè)間隔的一幀數(shù)據(jù)；以及在正常的重放期間重放記錄在第一區(qū)域的數(shù)據(jù)，當(dāng)磁帶以N倍速度運(yùn)行時(shí)，進(jìn)行變速重放，重放記錄在第二區(qū)域的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中記錄在所說(shuō)第一區(qū)域的所說(shuō)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)串分開(kāi)記錄在每幀的M條傾斜磁跡上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中所說(shuō)的第N幀數(shù)據(jù)記錄在一個(gè)間隔內(nèi)的至少一條水平磁跡上，當(dāng)?shù)贜至第(2N-1)幀數(shù)據(jù)記錄在所說(shuō)的第一區(qū)域時(shí)，所說(shuō)的磁帶行進(jìn)該間隔的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中所說(shuō)的行進(jìn)距離(Y)表示為Y＝ (P)/(sinθ) ×M×N其中P為傾斜磁跡的間距，θ為傾斜角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中記錄在所說(shuō)第一區(qū)域的所說(shuō)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串具有固定在N幀單元的比特率。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中記錄在所說(shuō)第二區(qū)域的所說(shuō)的每個(gè)N幀數(shù)據(jù)具有固定在一幀單元的比特率。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中數(shù)據(jù)壓縮率(CP)表示為CP = ((B+C)λ)/(2HvT)其中B為記錄在所說(shuō)第二區(qū)域的所說(shuō)每個(gè)第N幀數(shù)據(jù)的比特量，H是固定磁頭數(shù)，C是奇偶校驗(yàn)位量，λ是固定磁頭的記錄波長(zhǎng)，VT是固定磁頭和磁帶之間的相對(duì)速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中所說(shuō)的固定磁頭數(shù)是四個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中所說(shuō)的將要記錄在第二區(qū)域的每個(gè)第N幀數(shù)據(jù)是通過(guò)對(duì)原始圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行SIF二次取樣得到的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中變速重放期間重放的所說(shuō)每個(gè)第N幀數(shù)據(jù)被內(nèi)插入并顯示成原始畫(huà)面的大小。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中變速重放期間重放的所說(shuō)每個(gè)第N幀數(shù)據(jù)被顯示成經(jīng)二次取樣的畫(huà)面的大小。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其中變速重放期間重放的所說(shuō)每個(gè)第N幀數(shù)據(jù)被以1/mn的記錄速率記錄在幀存儲(chǔ)器中，并且所說(shuō)的記錄數(shù)據(jù)被反復(fù)重放，重復(fù)次數(shù)是代表每秒30×(1/mn)值的一個(gè)整數(shù)，其中n代表每單位時(shí)間記錄在水平磁跡上的幀的數(shù)目，m代表速度倍率。
13.一種數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放方法，其特征在于包括以下步驟用多個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭，對(duì)以正常速度運(yùn)行的磁帶的第一區(qū)域進(jìn)行螺旋掃描;在多條傾斜磁跡上每秒記錄30幀的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串，并且同時(shí)在所說(shuō)的30幀的至少一幀中拾取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù);通過(guò)至少一個(gè)固定磁頭，在磁帶的第二區(qū)域的至少一條水平磁道記錄由拾取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串中的至少一幀;以及在正常的重放期間重放記錄在第一區(qū)域的數(shù)據(jù)，而在變速重放期間磁帶以一個(gè)預(yù)定倍率的速度運(yùn)行，重放記錄在第二區(qū)域的數(shù)據(jù)。
14.一種數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放裝置，其特征在于包括以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)磁帶的第一區(qū)域進(jìn)行螺旋掃描的多個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭;按長(zhǎng)度方向?qū)Υ艓У牡诙^(qū)域進(jìn)行掃描的多個(gè)固定磁頭;接收數(shù)字音頻/視頻信號(hào)的一個(gè)正常記錄部分，它用來(lái)進(jìn)行高效率編碼、誤差校正編碼和接收信號(hào)的通道編碼，并且向多個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭提供經(jīng)編碼的信號(hào);接收輸入至正常記錄部分的每個(gè)第N幀數(shù)字視頻位于的變速記錄部分，它完成二次取樣、高效編碼和對(duì)輸入信號(hào)的通道劃分，進(jìn)行誤差校正編碼和各個(gè)劃分了通道的信號(hào)的通道編碼，以及向相應(yīng)的固定磁頭輸送經(jīng)編碼和劃分的信號(hào);正常重放部分，在正常重放期間，它以和記錄過(guò)程相反的方式，對(duì)通過(guò)多個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭從磁帶的第一區(qū)域拾取的信號(hào)進(jìn)行處理，并且將經(jīng)處理的信號(hào)恢復(fù)成原始信號(hào);以及變速重放部分，在變速重放期間，它以和記錄過(guò)程相反的方式，對(duì)通過(guò)多個(gè)固定磁頭從磁帶的第二區(qū)域拾取的信號(hào)進(jìn)行處理，并且將處理的信號(hào)恢復(fù)成原始信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放裝置，其中所說(shuō)的變速記錄部分包括一個(gè)用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行二次取樣的源輸入格式(SIF)二次取樣器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放裝置，其中在變速重放期間所說(shuō)的磁帶半加載到一個(gè)固定磁頭上。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放裝置，其中所說(shuō)的變速重放部分包括一個(gè)內(nèi)插器，用于將SIF二次取樣的信號(hào)恢復(fù)到原始畫(huà)面的大小。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放裝置，其中所說(shuō)的變速重放部分還包括視頻信號(hào)輸出裝置，它以1/mn的記錄速率在幀存儲(chǔ)器中記錄恢復(fù)的信號(hào)，并且寫入信號(hào)被反復(fù)讀出，重復(fù)次數(shù)是代表每秒30×(1/mn)值的一個(gè)整數(shù)，其中n代表每單位時(shí)間記錄在水平磁跡上的幀的數(shù)目，m代表速度倍率。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的數(shù)字視頻信號(hào)記錄和重放裝置，其中所說(shuō)的視頻信號(hào)輸出裝置包括一個(gè)輸入開(kāi)關(guān)，用于切換在一幀單元恢復(fù)的信號(hào);一對(duì)幀存儲(chǔ)器，用于在所說(shuō)的記錄速率下寫入通過(guò)所說(shuō)的輸入開(kāi)關(guān)輸送的幀單元恢復(fù)信號(hào)，并且以所說(shuō)的整數(shù)倍率從中讀出寫入的信號(hào)，它們相互交替地起作用;以及一個(gè)輸出開(kāi)關(guān)，用于以與所說(shuō)輸入開(kāi)關(guān)相反的方式在一幀單元運(yùn)行，以便交替輸出從所述幀存儲(chǔ)器對(duì)讀出的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明為一種記錄/重放方法，包括用多個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭對(duì)正常速度運(yùn)行的磁帶的第一區(qū)域進(jìn)行螺旋掃描；在多條傾斜磁跡上記錄數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串，并通過(guò)至少一個(gè)固定磁頭，在磁帶的第二區(qū)域同時(shí)記錄N個(gè)畫(huà)面的每一個(gè)間隔的一幀數(shù)據(jù)；正常重放期間重放記錄在第一區(qū)域的數(shù)據(jù)，當(dāng)磁帶以N倍速度運(yùn)行時(shí)，進(jìn)行變速重放，重放記錄在第二區(qū)域的數(shù)據(jù)。數(shù)字VTR的磁帶的不同區(qū)域中分開(kāi)記錄正常記錄/重放數(shù)據(jù)和特殊記錄/重放數(shù)據(jù)，并對(duì)它們分開(kāi)進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)H04N5/92GK1081528SQ93108378
公開(kāi)日1994年2月2日 申請(qǐng)日期1993年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月14日
發(fā)明者金鐘國(guó), 文光好 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社