CN100423570C - 视频磁带记录器和记录方法 - Google Patents

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Abstract

一种视频磁带记录器，用于将特别是HDTV(高分辨率电视)的视频信号记录到磁带上。其中，将每个包单元的开头记录位置设置为与对应的时间管理信息的记录位置具有预定的位置关系。

Description

视频磁带记录器和记录方法
技术领域
本发明涉及视频磁带记录器和在磁带上记录数据的方法。本发明特别能够适用于将HDTV(高清晰度电视)的视频信号记录到磁带上的视频磁带记录器。根据本发明的整个视频磁带记录器能够通过设置每个包单元开头的记录位置、使得与由对应时间管理信息确定的记录位置具有预定的关系来被有效地构建。
背景技术
迄今，用于记录和/或再现HDTV视频信号(以后称为HD信号)的视频磁带记录器已经例如在日本待审专利申请公开号2001-291335中提出。
日本待审专利申请公开号2001-291335公开了一种视频磁带记录器，其通过将涉及HD信号的各种信号编译到多个轨道的第一区域以便进行以I画面之分配周期为单位的交织以及记录该编译信号来有效地利用磁带记录HD信号。
但是，很显然，在用于记录HD信号的这种类型的视频磁带记录器中，为了实际使用，还要求各种装置。具体地，整个结构能够简化，并且如果还能够有效地构建记录和再现系统，则能够简化各种处理。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提供了能够被有效构建的视频磁带记录器和记录方法。
为了解决上述问题，将本发明应用于视频磁带记录器，其中延迟装置的延迟时间被改变，使得每个包单元开头的记录位置与通过对应时间管理信息确定的记录位置具有预定关系。
本发明提供一种视频磁带记录器，用于在磁带上顺序地和倾斜地形成记录轨道，并将压缩视频数据、压缩音频数据、以及涉及视频数据和音频数据的数据记录到磁带上，所述视频磁带记录器的特征在于包括：包单元产生装置，用于以预定数目的块为单位将视频数据分成块，以产生包单元，该包单元包括块中的视频数据、对应音频数据和相关数据的组合；管理信息产生装置，用于当视频数据被解压和输出时，从时间管理信息中产生管理信息，该管理信息在视频数据从磁带上再现时用作再现基准；延迟装置，用于延迟从包单元产生装置中输出的数据；记录系统，用于与用作再现基准的管理信息一起，将从包单元产生装置输出的数据记录到磁带上；和控制装置，用于改变在延迟装置中产生的延迟时间；其中控制装置改变在延迟装置中产生的延迟时间，使得每个包单元开头的记录位置被设置为与通过用作对应的再现基准的管理信息确定的记录位置具有预定关系的位置。
借助根据本发明的视频磁带记录器的结构，由于延迟装置的延迟时间被改变使得每个包单元开头的记录位置与通过相应时间管理信息确定的记录位置具有预定关系，每个包单元能够在再现中以期望的空闲区被记录在磁带上。因此，在再现侧缓冲存储器所要求的空间能够减少，如果需要，缓冲存储器能够被挪用于其他处理，由此有效地构建整个视频磁带记录器。
本发明被应用于视频磁带记录器，其中产生了用作再现基准的管理信息，即当视频数据被解压和输出时从时间管理信息产生的管理信息，使得用作再现基准的管理信息在视频数据被解压时，与用作处理基准的时钟成正比地被改变。
借助根据本发明的视频磁带记录器的结构，产生用作再现基准的管理信息，即当视频数据被解压和输出时、从时间管理信息产生的管理信息，使得用作再现基准的管理信息在视频数据被解压时，与用作处理基准的时钟成正比地改变。因此，简单处理就能够确定在用作再现基准的管理信息和解压数据的处理之间的关系。另外，该确定结果能够被利用于各种处理中，由此有效地构建整个视频磁带记录器。
本发明适用于将数据记录到磁带上的方法。该记录方法包括：包单元产生步骤，用于以预定数目的块为单位将视频数据分成块，以产生包单元，该包单元包括块中的视频数据、对应音频数据和相关数据的组合；管理信息产生步骤，用于当视频数据被解压和输出时，根据时间管理信息产生管理信息，该管理信息在视频数据从磁带上再现时用作再现基准；延迟步骤，用于延迟包单元；记录步骤，用于与用作再现基准的管理信息一起，将包单元记录到磁带上；以及控制步骤，用于改变在延迟步骤中产生的延迟时间。控制步骤改变延迟时间，使得每个包单元开头的记录位置被设置到与通过用作对应再现基准的管理信息确定的记录位置具有预定关系的位置。
本发明适用于将数据记录到磁带上的方法。该记录方法包括：包单元产生步骤，用于以预定数目的块为单位将视频数据分成块，以产生包单元，该包单元包括块中的视频数据、对应音频数据和相关数据的组合；管理信息产生步骤，用于当视频数据被解压和输出时，根据时间管理信息产生管理信息，该管理信息在视频数据从磁带上再现时用作再现基准；和记录步骤，用于与用作再现基准的管理信息一起，将包单元中的数据记录到磁带上。管理信息产生步骤产生用作再现基准的管理信息，使得用作再现基准的管理信息在视频数据被解压时，与用作处理基准的时钟成正比地改变。
借助根据本发明的上述结构，有可能提供能够有效地将数据记录在磁带上的记录方法。
附图说明
图1是表示根据本发明实施例的视频磁带记录器中磁带格式的平面视图。
图2是表示图1磁带格式中扇区分配的示意图。
图3是表示报头(preamble)图案(pattern)的图。
图4是表示主扇区结构的图。
图5是表示汇点(sink)图案的图。
图6是表示ID的图。
图7包括表示汇点块首标(header)的示意图。
图8是表示主扇区中平均逻辑数据分配的示意图。
图9包括表示在辅助数据分配给主数据时汇点块结构的示意图。
图10是表示固定长度信息包(packet)结构的示意图。
图11是表示可变长度信息包结构的示意图。
图12是表示关键字号码的示意图。
图13是表示在可变长度信息包结构中关键字号码的示意图。
图14是表示音频帧信息包的示意图。
图15是表示视频帧信息包的示意图。
图16是说明搜索模式的示意图。
图17是说明搜索数据的示意图。
图18是表示ECCTB信息包的示意图。
图19是表示在搜索数据被分配给主数据时汇点块结构的示意图。
图20是表示信息包首标的示意图。
图21是表示子代码扇区结构的示意图。
图22是表示子代码扇区中汇点的示意图。
图23是表示子代码扇区中ID的示意图。
图24是表示子代码扇区中子代码数据的内容的示意图。
图25是表示在子代码汇点块号0、4和9中的子代码数据结构的示意图。
图26是表示标志设置(setting)的示意图。
图27是表示最低有效位中的标志设置的示意图。
图28是表示被分配了扩展(extended)轨道号的子代码的示意图。
图29是表示被分配了标题(title)时间代码的子代码的示意图。
图30是表示搜索数据的分配的示意图。
图31是表示主数据的记录画面的示意图。
图32包括说明主数据处理的示意图。
图33包括表示以包单元打包的关系的示意图。
图34表示在涉及包单元的系列数据的关系。
图35包括表示在主数据和子代码数据之间关系的示意图。
图36是说明以包单元记录的示意图。
图37是表示记录系统结构的方框图。
图38是详细表示图37之部分结构的示意图。
图39是表示再现系统结构的方框图。
图40是详细表示图39之部分结构的方框图。
具体实施方式
参考附图说明根据本发明的实施例。
(1)第一实施例的结构
(1-1)记录格式
图1是表示当根据本发明实施例的视频磁带记录器将数据记录到磁带上时记录格式的平面视图。视频磁带记录器使用基本上与数字视频(DV)模式的视频磁带记录器相同的磁带运行系统。因此，近似具有与DV模式之视频磁带记录器的图案相同图案的对角轨道对(轨道对)被连续地形成在磁带上。每个对中的一个对角轨道具有正的方位角，其中另一个对角轨道具有负的方位角。参考图1，走向(HEAD)表示磁头的扫描方向，磁带运行(Tape travel)表示磁带的运行方向。记录轨道以每秒大约300轨道的速度被顺序产生。磁带上的记录速率被设置为大约40(Mbps)。
在磁带上顺序和周期性地形成其中记录了没有导频信号的记录轨道、其中记录了具有频率F0的导频信号的记录轨道、以及其中记录了具有频率F1的导频信号的记录轨道。在该结构中，磁带受到以导频信号为基础的跟踪控制。在每个记录轨道上记录的数据的信道位的记录频率被设置使得分别为关于频率F0和F1的1/90和1/60。
在本实施例之视频磁带记录器中按上述方式形成的轨道序列中，16个轨道被设置为一个交织(interleave)处理单元或者一个错误校正处理单元(ECC块)。16个轨道上记录的数据被顺序地编译到一个块中，并且交织处理或者错误校正处理在每个块中进行。从0到31的轨道对号被顺序地和周期性地分配给记录轨道的轨道对。交织的第一轨道对的轨道对号被设置为0、7、15或者23。
图2是表示在按上述形成的每个记录轨道中的扇区格式的示意图。从磁头开始扫描的一端开始在记录轨道上连续地形成报头、主扇区、子代码扇区、报尾(postamble)以及重写空白区。在记录轨道中，磁带以从扫描开始一侧测量为174度角被卷绕在旋转鼓上的范围被分配给这些报头、主扇区、子代码扇区和报尾。当记录场频为59.94[Hz]的视频数据时(当磁头上安装的旋转鼓以60×1000/1001[Hz]的旋转速度旋转时)，由在下述的24到25调制之后的数据量所代表的134975位的数据被记录在该范围内。当记录场频为50[Hz]的视频数据时(当旋转鼓以60[Hz]的旋转速度旋转时)，则在该范围内记录134850位的数据。
在报头中，记录了在再现期间用于锁定PLL电路所要求的1800位的数据。图3是表示报头中记录图案的示意图。根据本实施例，图案A和通过反转图案A的各个位所形成的图案B的组合被分配给每个记录轨道，以形成上述导频信号的组合。
在主扇区中，以后述的汇点块为单位记录了一般再现或者搜索中所使用的视频数据等。确保总共130425位用于主扇区。在子代码扇区中记录了子代码。子代码是提供用于例如在快速搜索中用于搜索位置的数据。对应于1250位的区域被确保用于子代码扇区。当旋转鼓以60×1000/1001[Hz]的旋转速度旋转时(当场频是59.94[Hz]时)，对应于1500位的区域被确保用于报尾，以及当旋转鼓以60[Hz]的旋转速度旋转时(当场频是50[Hz]时)，确保对应于1375位的区域用于报尾。报尾是以与报头相同的方式配置的。
提供重写空闲区以保证重写期间的空闲区。保证对应于1250位的区域用于重写空闲区。
图4是表示主扇区基本结构的示意图。图4表示出在24到25调制之前的数据量。主扇区具有每个都包括888位(111字节)的141个汇点块。16位汇点和24位ID被分配给每个汇点块的首标，并且作为积代码模式中的错误校正代码之内部代码的C1代码被分配到结尾的80位。在主扇区141个汇点块的123个汇点块中，8位的首标(汇点块首标)和760位主数据被分配到剩余的768位。相反，在剩余的18个汇点块中，作为积代码模式中的错误校正代码的外部代码的C2代码被分配到剩余的768位。
提供汇点以检测每个汇点块的位置，如图5所示，图案M0和由反转图案M0的各个位所形成的图案M1被交替地分配到汇点。
作为用于错误校正的辅助数据，提供了ID，其用于例如识别汇点块。ID具有图6所示的三种ID0到ID2。具体地，在ID中，第一个从0到7的八位被设置到第一个ID0。在第一个ID0中从0到4的五位代表轨道对号。
在ID第一个ID0的从5到7的第一个三位中，记录了参考图2说明的轨道的格式。即，涉及轨道的识别信息被分配给第一个ID0。
相反，用于识别汇点块的汇点块号被分配给第二个ID1。
用于确定主扇区是新建立的还是保持作为在编辑等期间涉及重写的先前数据删除结果的信息作为重写保护数据被分配给第三个ID2。因此，在该视频磁带记录器中，当先前数据由于重写期间首标时钟等而不能够被完全删除时，则擦除校正仅仅通过使用C2代码实现，以便不错误地再现先前的数据。
图7包括表示汇点块首标的示意图。在汇点块首标中，从b7到b5的位代表表示主数据种类的数据类型，从b4到b0的位代表每个数据类型的详细信息。具体地，当无意义的无效(NULL)数据被分配给主数据以形成空的汇点块时，从b7到b5的位被设置为0值，从b4到b0的位被保留。
当视频数据和音频数据的辅助数据(AUX)被分配给主数据时，从b7到b5的位被设置为值1。在该情况下，该辅助数据的模式(AUX模式)被分配到从b4到b2的位。当辅助数据是涉及信息包基本流(PES)视频数据的辅助数据(AUX-V)时，从b4到b2的位被设置成值0。当辅助数据是涉及PES音频数据的辅助数据(AUX-A)时，从b4到b2的位被设置成值1。PES视频数据和PES音频数据是主要由本实施例的视频磁带记录器记录和再现、并且符合MPEG2-PES格式的视频数据和音频数据。
当辅助数据是符合MPEG2-PES格式(PES-PSI1)的程序专用信息(PSI)信息包的前半部分时，从b4到b2的位被设置成值2。当辅助数据是PSI信息包(PES-PSI2)的后半部分时，从b4到b2的位被设置成值3。当辅助数据是后面说明的ECCTB信息包的数据时，从b4到b2的位被设置成值4。当大的元(meta)数据被分配给辅助数据(AUX-M)时，从b4到b2的位被设置成值5。从b4到b2的位中的6和7值被保留。这里，系统数据是涉及控制序列的数据。系统数据包括涉及拷贝、作为附加视频或者音频数据已经被外部输入的画面俘获状况等的文本信息；作为搜索、编辑等之辅助数据的标题时间代码(TTC)；轨道位置信息；以及装置的安装信息；等等。
对应于这些值，b1位被分配了表示在ECCTB的记录中的无效记录区的标志DF，或者b1位被分配了表示在主数据的各帧之间的边界上不同极性(reversed polarity)的标志FRC。B0位被分配了表示汇点块首标的扰频(scramble)控制处于开(ON)状态的标志SBSC。当从b4到b2的位被设置成值0或者5时，b1位被分配标志FRC，当从b4到b2的位被设置成值4时，b1位被分配标志DF，而当从b4到b2的位被设置成除了0、5和4之外的值时，b1位保留。
相反，当主数据是符合MPEG2-PES格式(PES-视频)的视频数据时，从b7到b5的位被设置成值2。当主数据是符合MPEG2-PES格式(PES-音频)的音频数据时，从b7到b5的位被设置成值3。在这两种情况下，b4位表示数据是部分的(低于或等于95字节)还是全部的(95字节)。连续性计数器值被分配给从b3到b0的位。
相反，当主数据是以传输流格式记录的数据的前半部分(TS-1H)时，从b7到b5的位被设置成值4，跳跃标志被分配到b4和b3位，以及时间戳被分配到从b2到b0的位。当主数据是以传输流格式记录的数据的后半部分(TS-2H)时，从b7到b5的位被设置成值5，并且连续性计数器值被设置到从b4到b0的位。
当主数据是搜索数据(SEARCH)时，从b7到b5的位被设置成值6，并且b4位保留。在这种情况下，对应的搜索速度被记录在从b3到b1的位中，而表示扰频控制开(ON)状态的标志SBSC被分配给b0位。搜索数据是I画面低频分量的数据。当从b3到b1的位被设置成值2或者4时，搜索数据被设置成使得分别指令8x或者24x的搜索速度。从b3到b1位中的值7保留。
图8是表示在按上述方式形成的主扇区的数据结构中平均逻辑数据分配的示意图。C2代码被分配给18个汇点块，使得对于两个或者更多的轨道(＝12.5％(＝2轨道/16轨道ECC(错误校正码)交织))能够连续地进行错误校正，以将连续错误校正率设置到12.7[％]。辅助数据(AUX)+无效数据被设置成95字节×2.2SB×300轨道×8位＝501[Kbps]，视频数据被设置成95字节×110SB×300轨道×8位＝25.021[Mbps]，音频数据被设置成95字节×1.8SB×300轨道×8位＝421[Kbps]，以及搜索数据被设置成95字节×9.1SB×300轨道×8位＝2.07[Mbps]。这些数据加起来共计28.044[Mbps](95字节×123SB×300轨道×8位)。以后，汇点块适当地由SB表示。
如上述，视频数据、音频数据和对应的系统数据(辅助数据)被顺序地分配和记录作为磁带上主扇区中的主数据。
图9包括表示当辅助数据被分配给主数据时汇点块结构的示意图。当辅助数据的模式(AUX-模式)是值0(辅助数据是涉及视频数据的辅助数据(AUX-V))、是值1(辅助数据是涉及PES音频数据的辅助数据(AUX-A))、或者是值5(分配大的元数据(AUX-M))时，在汇点首标之后的主数据区中的第一个字节被分配到每个汇点块中的子首标(图9(A)和9(B))。
在子首标中，从b7到b4的位保留，从b3到b0的位被分配成连续计数器值。提供子首标用于当辅助数据在多个汇点块之间分配时、基于连续性计数器值来检测数据的连续性。因此，对辅助数据的每个模式，通过设置独立的连续性计数器值，即使当多片辅助数据被无规则地分配时，也能够无故障地再现该连续性计数器值。顺便地说，因为作为系统数据和被记录在ECCTB信息包中的辅助数据被规则地分配并且辅助数据具有连续性，因此在ECCTB信息包中不提供子首标。ECCTB信息包是分配用于记录ECC块的开头的汇点块，其将在后面详细讨论。
被分配给主扇区的数据中的辅助数据被分配给上面结合图4说明的主数据。辅助数据具有图10和图11所示的信息包结构。
图10是表示固定长度辅助数据的信息包结构的示意图，图11是表示可变长度辅助数据的信息包结构的示意图。固定长度辅助数据的信息包结构主要被分配给子代码扇区，同时也分配给主扇区。固定长度辅助数据的整个信息包结构具有5字节。第一字节中的b7和b6位被设置成值0，表示每个辅助数据内容的关键字号码被分配到从b5到b0的位，剩余4字节被分配给辅助数据。
相反，在可变长度辅助数据的信息包结构中，第一个字节中的b7和b6位被分别设置成值0和值1，表示每个辅助数据内容的关键字号码被分配到从b5到b0的位。随后辅助数据的字节的数n被记录到随后的1个字节中，以检测信息包的长度。辅助数据被分配到剩余的n字节。
图12是表示固定长度辅助数据信息包结构中关键字号码的示意图。一系列数字被分配给固定长度辅助数据信息包结构和可变长度辅助数据信息包结构中的关键字号码。从0到63的值被分配给固定长度辅助数据的信息包结构。63个值当中，从0到7的值被应用于子代码扇区。0值表示随后的4字节意味着标题时间代码(TTC)。关键字号码中的1值表示随后的4字节是二进制组中的数据，关键字号码中的2值表示随后的4字节代表部分数字(partnumber)。
关键字号码中的值4表示随后的4字节代表磁带位置信息(ATNF)和预定标志(FLG)。磁带位置信息是23位绝对位置信息，并由从磁带开头到每个记录轨道所计数的轨道号(ATN：绝对轨道号)表示。当磁带位置信息不连续时，标志(FLG)被设置成值1。有可能基于标志(FLG)的值、通过确定轨道序列的连续性来完成无故障搜索。值5表示随后的4字节代表记录数据，值6表示随后的4字节代表记录时间。值7表示随后的4字节代表扩展轨道号(ETN)。
扩展轨道号ETN是当从磁带上再现视频数据时用作为再现基准的管理信息。通过使用根据下面相关表达的轨道号、代表时间管理信息DTS(解码时间标记)的值被应用于扩展轨道号ENT，使得与解码中的视频数据的时间管理信息DTS(解码时间标记)成正比关系，以及使得与作为解码之操作基准和视频磁带记录器之操作基准的系统时钟STC成正比关系。扩展轨道号ETN由24位表达。从b4到b0的位的内容代表ECC中的轨道号，从b5到b1的位的内容与轨道对号一致。ECC中的轨道号是当ECC的第一轨道被设置成值0时的数字。解码中的时间管理信息DTS是频率为90[kHz]的计数值，和是被解码和被解压视频数据的输出基准。
关于标题时间代码TTC，当记录格式被应用于具有59.94[Hz]场频的系统时，TTC被重复地以10个轨道的周期分配，并且ETN在TTC开始时用10的整数倍表达。当记录格式被应用于具有50[Hz]场频的系统时，TTC被重复地以12个轨道的周期分配，并且ETN在TTC开始时用12的整数倍表达。
因此，根据本实施例，当记录格式被应用于具有59.94[Hz]场频的系统时，扩展轨道号由DTS＝EFN×3003＝ETN×3003/10表示。当记录格式被应用于具有50[Hz]场频的系统时，扩展轨道号由DTS＝EFN×3600＝ETN×3600/12表示。EFN代表扩展帧号，其是对应于扩展轨道号ETN的帧号。在第一个ID0中，从8到62的值保留，并且值63表示随后的4字节将是无效的(NULL)。
图13是表示在可变长度辅助数据的信息包结构中关键字号码的示意图。从64到127的值被分配给可变长度辅助数据的信息包结构。在这些关键字号码中，从64到67的值被分配给音频数据的辅助数据。值64表示音频数据的辅助数据被分配给随后的可变数据。从65到67的剩余值保留。
从68到79的值被分配给视频数据的辅助数据。值68表示视频数据的辅助数据被分配给随后的可变数据。值73表示随后的可变数据是与DV模式兼容的数据。77和78的值表示随后的可变数据分别是ASCII码中消息和移位JIS码中消息的数据。值79表示随后的可变数据是二进制数据。
从80到83的值被分配给系统。值80表示随后的可变数据形成ECCTB信息包。从84到119的值保留。从120到126的值表示随后的可变数据是大的元数据。值127表示随后的可变数据是无效的(NULL)以形成无效(NULL)信息包。
图14是表示当在关键字号码的这些设置中，关键字号码被设置成值64时的音频帧信息包的示意图。根据图11所示信息包结构中的上述，在音频帧信息包中，第一个字节被设置成具有值64的关键字号码，并且随后字节的数目n(＝92)被分配到随后的一个字节。用于输出传输流的操作模式被设置到随后的一个字节。随后的5字节、3字节和5字节被分别分配为VTR模式、磁带位置信息(ATNF)和各种标志(EFL和FLG)、以及标题时间代码，它们与对应的视频帧的内容具有相同的内容。以这种方式，对应视频数据的包对(pack pair)在包单元中能够被容易地识别。包单元意味着对应视频数据、音频数据和系统数据的组合。这些各种标志(EFL和FLG)将在对应于下面说明的子代码的信息包说明中进行详细地说明。
涉及初始记录日期和时间的信息被分配给随后的10字节，涉及在磁带上记录日期和时间的信息被分配给随后的8字节，表示产生拷贝的信息被分配给随后的1字节。涉及编辑点的状态信息(编辑信息)被分配给随后的2字节、用于每个字节，音频模式被分配给随后的6字节。这里音频模式包括帧大小、采样频率等。随后的4个字节保留，涉及包单元的信息被分配给随后的11字节。涉及包单元的信息在这里是用于解码的基准信息，并且包括帧号、帧数以及表示时间戳(PTS)。
图15是表示当关键字号码在这些关键字号码的设置中被设置成值68时，视频帧信息包的示意图。如在图11的信息包结构中所述，在视频帧信息包中，第一个字节被设置为具有值68的关键字号码，随后字节的数目n(＝92)被分配给随后的一个字节。用于输出传输流的操作模式被设置到随后的一个字节。随后的5字节、3字节和5字节被分别分配为VTR模式、磁带位置信息(ATNF)和各种标志(EFL和FLG)、以及标题时间代码，它们具有与对应音频帧内容相同的内容。
二进制时间代码被分配给随后的5字节。涉及原始记录日期和时间的信息被分配到随后的10字节，涉及在磁带上记录日期和时间的信息被分配到随后的8字节，表示产生拷贝的信息被分配给随后的1字节。在视频帧信息包中，其被分配了时间管理信息DTS的子代码数据被没有改变地分配给第4字节到第39字节。当对应的视频数据是B画面或者C画面时，该数据与对应的I画面或者P画面相关联。
涉及编辑点的状态信息(编辑信息)被分配给随后的2字节(用于每个字节)，并且搜索数据的记录模式被分配给随后的1字节。搜索数据是与每个搜索速度相关被分配的，如图16所示。涉及包单元的信息被分配给随后的11字节。这里，MPEG视频流首标的内容被分配为涉及包单元的信息。在涉及包单元的数据中，表示I画面、P画面等的信息和表示记录末端(V-末端)的信息被分配给涉及画面的信息DATA-H，如图17所示。
涉及视频模式的信息被分配给随后的16字节。用于每帧的附加信息(扩展DV包)被分配给随后的1字节和随后的15字节。
图18是表示当关键字号码被设置成值80时的ECCTB信息包的示意图。形成交织单元的、在16个轨道上记录的信息被分配给在交织单元开头和固定位置中记录的ECCTB信息包，如上述。如图11中信息包结构的上述，在ECCTB信息包中，第一字节被设置成具有值80的关键字号码，并且随后字节的数n(＝93)被分配给随后的一个字节。具有与交织的第一轨道的子代码中的内容相同内容的信息被记录在随后的37字节中。这里，该信息包括磁带位置信息(ATNF)和各种标志(EFL和FLG)，ETN，标题时间代码TTC，二进制组，涉及初始记录日期和时间的信息，涉及在磁带上记录日期和时间的信息，以及拷贝产生的信息。
涉及视频的编辑信息被分配到随后的25字节。在涉及编辑点的状态和搜索数据模式等被分配之后，分配涉及视频数据和音频数据的信息(视频模式和音频模式)。
图19是表示搜索数据中汇点块结构的示意图。在汇点块中，搜索汇点块的首标被分配到前40位，搜索数据被分配到剩余720位。这里在首标中，在汇点块中记录的开头宏块(head macroblock)的坐标系统中的X地址和Y地址被分配具有夹在其间的保留1位。随后分配信息包ID(PC ID)、信息包首标和信息包数据。
信息包首标被设置成表示信息包数据的内容。如图20所示，从2到7的值表示类似于关于关键字号码在上面描述的各种显示信息，从8到11的值表示用于搜索的位置信息。
图21是表示子代码扇区结构的示意图。该子代码扇区例如用于以大约200倍速度进行的快速搜索。在24到25调制之后，整个子代码扇区具有1250位，其被分成十个子代码汇点块。在每个子代码汇点块中，前16位被分配给汇点，随后的24位被分配给ID。随后的40位被分配给子代码数据，剩余40位被分配给奇偶(parity)位。
如图22所示，预定图案(pattern)S0和由反转图案S0的各个位所形成的图案S1被分配给汇点，其与主扇区汇点中的图案M0和M1不同。基于图案M0和M1以及图案S0和S1，主扇区能够与子代码扇区区分开。
子代码扇区中的ID包括第一ID0、第二ID1和第三ID2，如图23所示。正如在主扇区的汇点ID中，第一个ID0定义了格式类型(F类型)和轨道对数。子代码扇区中的子代码汇点块号(SB号)被分配给第二个ID1，并且第二个ID1的一部分保留。第三个ID2被分配了重写保护数据，如在主扇区的汇点ID中。由于重写保护数据的设置，当确定出在子代码扇区中记录的数据保持为先前数据删除的结果时，对应的汇点块被处理作为无效汇点块。
图24是表示子代码扇区中子代码数据内容的示意图。图24所示的信息根据参考图10的上述信息包结构而被记录在子代码扇区中。至于子代码数据，根据参考图10的上述固定长度数据格式，相同数据被记录在偶数轨道对的轨道中，相同数据被记录在奇数轨道对的轨道中。但是，子代码数据在子代码汇点块号0、4和9中具有不同于参考图10上述的信息包结构的结构。各种标志和磁带位置信息(ATNF)被分配给在偶数轨道对和奇数轨道对中的具有子代码汇点块号0、4和9的子代码。
图25是表示在子代码汇点块号0、4和9中的子代码数据的结构示意图。在该子代码数据中，各种标志被记录在第一个1字节。图26是表示标志设置的示意图。记录了搜索数据的出现(presence)以及在子代码数据和主数据之间的相位差。
相反，表示相对于磁带开头的轨道号(ATN)不连续的空白标志BF被设置在第二字节的b0位。由于轨道号曾经变成不连续，空白标志BF被设置成记录中的相同值。相对于磁带开头的轨道号(ATN)被分配给第三字节。轨道号(ATN)与在DV模式中相同。轨道号(ATN)中的第一位被分配给一个代码。
图27所示的各种标志被设置到最后的字节。这里，这些标志包括表示搜索点的I标志，当静止画面开始被记录在主数据中的位置时设置的P标志，表示I画面或者P画面被分配给主数据的PF标志，以及涉及编辑的EF标志。
相反，扩展轨道号ETN被分配给偶数轨道对中具有子代码汇点块号1和6的子代码、和奇数轨道对中具有子代码汇点块号5的子代码(图24)。
图28是表示被分配了扩展轨道号ETN的子代码的示意图。子代码中，对应的关键字号码被分配给第一字节中从b5到b0的位，扩展轨道号ETN被分配到第三字节。
相反，标题时间代码TTC被分配到偶数轨道对中具有子代码汇点块号2、5和7的子代码、和奇数轨道对中具有子代码汇点块号1和6的子代码(图24)。
图29是表示被分配了标题(title)时间代码的子代码的示意图。子代码中，关键字号码被分配给第一个字节中从b5到b0的位，涉及时间代码的信息被随后分配给随后的字节。
相反，没有信息被分配给偶数轨道对中具有子代码汇点块号3和8的子代码(图24)。涉及记录日期和时间的信息被分配给奇数轨道对中具有子代码汇点块号2和7的子代码。涉及记录时间的信息被分配给奇数轨道对中具有子代码汇点块号3和8的子代码。
图30是表示磁带上在主扇区和子代码扇区中记录的搜索数据的分配示意图。搜索数据的记录位置在交织之后基于物理位置定义。用于8x速度的搜索数据以每一个ECC存储体(bank)(16个轨道)一个的速率被分配。
具体地，在用于8x速度的搜索数据中，对应于17个汇点块的两片相同数据(从17到33的数据号)在ECC中具有轨道号ETN[3:0]＝0和4的记录轨道中被重复记录。对应于剩余17个汇点块的三片数据(数据号从0到16)在ECC中具有轨道号ETN[3:0]＝2的记录轨道中被重复记录。因此，34个汇点块(数据号从0到33)被分配给一个ECC存储体。
相反，用于24x速度的一片搜索数据在每三个ECC存储体(16×3＝48个轨道)被分配。记录位置由子代码标志扩展(FLE)的搜索状态(SPH)中的2位三进制计数器表示。在用于24x速度的搜索数据中，对应于8个汇点块的四片数据(数据号从0到3和从8到11)在ECC中具有轨道号ETN[3:0]＝11和15的记录轨道中被重复记录。对应于4个汇点块的三片数据(数据号从4到7)在ECC中具有轨道号ETN[3:0]＝13的记录轨道中被重复记录。因此，对应于12个汇点块的数据被重复记录在三个ECC块中。
基于例如参考图20上述的子代码中用于显示的TCC来搜索和使用搜索数据。
图31是表示磁带上在主扇区和子代码扇区中记录的主数据的记录画面的示意图。在本实施例中，记录了以包括MP@HL和MP@H-14的MPEG格式压缩的视频数据和音频数据。视频数据基于涉及要被分成块的数据压缩的GOP中的I画面和P画面被分割，并且每个块中的视频数据、对应的音频数据和对应的辅助数据被组合形成包单元。在图31所示的例子中，参考字母I、P和B分别表示I画面、P画面和B画面。在第一个I画面之后，顺序分配了画面B，B，P，B，B，P...，并且I，B，B，P画面的比率由4∶1∶1∶2表示。参考图31，对于作为交织单元的每个ECC单元，顶部和底部数字表示ECC块号，并且在ECC块号内部的字母字符表示ECC单元中的轨道号。
磁带上用于每个ECC单元的第一个汇点块中的第一轨道上，辅助数据被记录在ECC信息包(由参考字母H表示)中。在每个包单元中，在记录涉及音频数据的辅助数据(由参考字母X表示)之后记录了音频数据(由参考字母A表示)，并且然后记录涉及视频数据的辅助数据(由参考字母U表示)。随后，以流的次序记录每个画面。当音频数据是384(Kbps)时，音频数据平均被分配在50个汇点块中。
按照要求，包单元用其间具有被插入无效(null)数据和主数据的汇点块被连续地记录，目的是确保合适的延迟时间。因此，在本实施例中，每一个包单元的开头被记录在基于解码中的时间管理信息DTS被确定的预定位置上。
具体地，在本实施例中，无效(NULL)数据被记录在每一个包单元的开头，使得磁带上的对应时间管理信息DTS超前于一个大于轨道数量的数，该轨道数量是通过将对应于预定轨道数目的超前量α加到解码时的视频缓冲检验器(verifier)延迟而给出的。每一个包单元的结束位置被设置成使得可靠地超前于磁带上的对应时间管理信息DTS。超前量α在这里是16个轨道。
如图32所示，在本实施例中，基带中输入的视频数据(图32(B))以MPEG格式被压缩(图32(C))，以产生由编码视频数据引起的视频ENC延迟。图32(B)表示了其中连续画面被编码成B，B，I，B，B和P画面的情况。相反，对应的音频数据A1到A4(图32(F))被压缩(图32(E))，以产生由编码音频数据引起的音频ENC延迟。这里，音频数据A1到A4代表了具有24[毫秒]长度的每个帧，其是音频数据的数据压缩单元。标记AXA和AXV分别表示音频数据的辅助数据和视频数据的辅助数据。
被压缩视频数据和音频数据与对应的辅助数据一起构成了包单元。该包单元经过时分复用(图32(D))，并被记录到磁带上(图32(A))。在磁带上的记录中，在音频数据A1到A4中，与I画面一起构成包单元的最后音频数据A4的延迟时间是磁带上的最小延迟时间，而在包括I画面的包单元之后的包单元开头所分配的音频数据A1中的延迟时间是磁带上的最大延迟时间。应当理解，在解码中的视频缓冲检验器(verifier)(vbv)延迟因数据压缩中产生的代码量、各种辅助数据的变化、以及搜索数据的插入等而被改变。
图33包括表示与在每个包单元中打包的关系的示意图。图33(A)表示其中记录从以基带输入的视频数据中的第一个I画面开始的例子。在该基带输入中，I，B和B画面、对应的音频数据和对应的辅助数据形成了包单元P1。这里作为辅助数据，提供了音频数据的辅助数据AUX-A、和视频数据的辅助数据AUX-V等。另外，标题时间代码TTC等被产生并且被分配给辅助数据。
作为编辑点的编辑包单元的、包括C0和C1的包单元EP1被插入，用于匹配编辑所要求的vbv延迟。图34表示涉及这些包单元的一系列数据的关系。
如箭头所示(图33(A))，根据本实施例，在基带中输入的数据流被多路复用(图33(B))，主数据被记录在磁带上的每个包单元中，并且对应的辅助数据被记录在磁带上的子代码中(图33(C))。主数据的流被记录在相对于子代码时间管理信息DTS的超前位置上，该子代码被记录在由对应时间管理信息DTS确定的位置上。搜索数据从在对应的I画面和对应的时间管理信息DTS之后的ECC存储体开始被记录。当视频数据在编码期间通过重新整理而被重新分配的同时，音频数据和辅助数据以输入的次序被记录在磁带上。
I画面开头的扩展轨道号ETN是120，以便在流的开头提供正值。这同样适用于轨道号(ATN)。顺便指出，当记录随着扩展轨道号ETN和被设置成0值的轨道号(ATN)而开始时，磁带上的时间管理信息DTS是30到110个轨道，该DTS对应于通过将解码中的视频缓冲检验器(vbv)延迟和对应于ECC块的时间周期相加所给出的时间。但是，在自编码中，考虑在场频为59.94[Hz]的系统和场频为50[Hz]的系统中使用公共扩展轨道号ETN和公共轨道号(ATN)，在这些系统中具有帧和轨道数目的相同最小公倍数的值120被设定成扩展轨道号ETN和轨道号(ATN)的第一个值。
根据本实施例，视频数据和音频数据以磁带上记录的子代码扇区中的每个辅助数据为基础、用上述方式被再现和解码(图33(D))。搜索数据(图33(E))用对应视频数据的I画面产生，并且从对应I画面和对应时间管理信息DTS之后的ECC存储体开始被记录，如上所述。
在磁带上，主数据和子代码数据具有图35所示的关系。图35表示相对于包单元的第一帧、在对应包单元的子代码和开头之间的记录位置的关系。对于场频为59.94[Hz]的系统，子代码以一帧中10个轨道为单位形成。在参考图24的上述结构中，相同内容被重复记录在该帧中对应于10个轨道的子代码数据中。
主数据被设置成使得先于作为磁带上的DTS的子代码的扩展轨道号ETN一个时间，该时间是通过将对应于预定轨道数的超前量和解码中的vbv延迟相加而给出的，并且使得包单元的末端不超过由时间管理信息DTS确定的位置。但是，允许包单元记录开始的位置的偏移，如图35(D)到35(E)中所示。
由于插入辅助数据和搜索数据被改变的开始位置的偏移T1能够按下述方式估计。在这种情况下，延迟整个再现处理允许每个包单元中的数据在由时间管理信息DTS确定的时间之后被解码。但是，该延迟仅仅使基准时间向后偏移，并且对于将被记录在子代码中的数据要求附加延迟，因此使处理复杂了。
在改变开始位置的偏移T1的因素当中，由搜索数据的密度引起的最大偏移在8x速度和24x速度两者中是1.6个轨道，如上所述。对应音频数据的量是0.7个轨道，辅助数据的量是3个轨道/3帧。当包单元开始要被记录的位置以轨道为单位被延迟时，无效(NULL)数据的量是1.0个轨道。数据的总量是6.3个轨道。
因此，根据本实施例，对应于预定数目轨道的超前量α应当被设置为6.3个轨道或更多，由此允许视频流和音频流的连续再现。还考虑扩展性，根据格式规则，该超前量α被设置为16个轨道。
更具体地，当超前量α被设置为9到12个轨道时，其大于6.3轨道，附加空闲区允许辅助数据(AUX-M)被整体记录。在这种情况下，有可能间歇地记录对应于10轨道的大约100[KB]的数据。除了用于8x速度和24x速度的搜索数据之外，还有可能记录用于4x速度、16x速度等的附加搜索数据。记录这种附加搜索数据使视频数据的速率降低一个对应于附加搜索数据的量。在记录和再现使用了公共存储器的系统中，在再现中留下了对应于几帧的空闲区，因此在各种处理中利用这个空闲区。换言之，将记录中的最大领先量设置为4个轨道允许在再现侧容许上述的扩展格式，并且允许确保对应于16个轨道的存储容量。在这种情况下，与构建了附加系统的情况相比，有可能节省对应于一帧之量的存储量。
图35(A)，(B)和(C)分别表示主数据、子代码数据和搜索数据。图35(D)表示以最大领先量记录的例子，图35(E)表示在最大延迟之后记录的例子。参考图35(A)到(E)，一秒的vbv延迟对应于300个轨道。因此，在本实施例中，在包单元末端和对应DTS之间和在I画面末端和对应DTS之间都留有周期T2的空闲区。
在设置包单元开头的处理中，如与图31相对照的图36中的符号A表示的，当在解码中的vbv延迟被变换到62.7个轨道时，将作为用于交织的轨道数目的16加到通过舍掉62.7小数部分所获得的62而产生78个轨道。因此，当作为由时间管理信息DTS确定的磁带上之位置的扩展轨道号ETN是值80时，无效(NULL)数据被分配，使得对应包单元从具有2的扩展轨道号ETN的位置处被记录，其领先扩展轨道号ETN位置为78个轨道。参考图36，10个轨道对应于一帧的周期，这里没有表示出ECCTB信息包。
在由符号B表示的包单元的开头，在解码中的vbv延迟被变换成50.4个轨道。在这种情况下，以上述相同方式计算的轨道数是66。与由符号A表示的情况相比，轨道数偏离了30个轨道，ETN为110。无效数据被分配使得对应的包单元从ETN＝44的位置被记录。值44是通过从ETN＝110减去值66给出的。
在由符号C表示的包单元的开头，在解码中的vbv延迟被变换成57个轨道。在这种情况下，以上述相同方式计算的轨道数是73。由于ETN具有值140，从140减去值73给出ETN＝67。在这种情况下，即使没有无效数据插入的情况下，ETN也具有值68。由于该位置已经超过了记录的开始位置，因此包单元在没有分配无效数据的情况下被记录。
连续包单元从具有最大超前量的记录的开始位置被延迟、并且不需要插入无效数据的原因是因为在构成包单元的三个画面中，由数据压缩产生的代码量少。当多个因素被同时引起时会发生相同的情况。这些因素包括：AUX数据量在包单元是较大的情况；因无效数据的插入而导致延迟(最大一个轨道)的情况；以及搜索数据在延迟时间期间被记录的情况。
(1-2)视频磁带记录器
图37是表示根据本发明实施例的视频磁带记录器中记录系统的方框图。图38是详细表示一部分记录系统的方框图。在视频磁带记录器1中，视频数据和音频数据用MPEG、MP@HL、MP@14、参考图1到图36上述的格式或者其他格式被压缩，并记录到磁带2上，和/或压缩和记录的视频数据和音频数据被再现和解码。
具体地，在视频磁带记录器1中，视频数据压缩单元3在控制单元8控制的速率下、以符合MPEG2(MP@HL或MP@14)的格式来压缩顺序输入的视频数据HDV，并且一起输出压缩的视频数据和各种时间信息等。具体地，视频数据压缩单元3包括视频编码器3A、DTS/PTS发生器(DTS/PTS GEN)3B、ETN发生器(ETN GEN)3C和视频FIFO 3D(图38)。视频编码器3A压缩视频数据HDV并输出视频数据作为其上已经附加了首标、时间戳等的PES信号。DTS/PTS发生器3B从视频数据HDV中检测时间信息并基于该时间信息输出时间管理信息DTS和PTS。ETN发生器3C根据前述的相关表述、基于从DTS/PTS发生器3B输出的结果计算和输出扩展轨道号ETN。视频FIFO 3D临时保存从视频编码器3A输出的视频数据并输出该保存的视频数据。根据本实施例，15个画面构成1个GOP，一个P画面被设置用于GOP中在第一个I画面之后的每3个画面。B画面被设置于GOP的剩余画面中。
通过从视频数据中选择I画面和从I画面的编码数据中选择低频分量的数据，搜索数据发生单元4产生搜索数据并输出所产生的搜索数据。
音频数据压缩单元5接收对应于视频数据HDV的音频数据DA，以符合MPEG层2的格式压缩音频数据DA，以及以从256到384[Kbps]的速率输出压缩的音频数据。具体地，在音频数据压缩单元5中，音频编码器5A压缩音频数据DA并输出压缩的音频数据，音频FIFO 5B临时保存从音频编码器5A输出的数据并输出所保存的音频数据。
辅助数据发生单元6产生辅助数据并输出所产生的辅助数据。具体地，辅助数据发生单元6包括子代码发生器6A、用于视频的辅助数据发生器6B和用于音频的辅助数据发生器6C。子代码发生器6A基于与视频数据HDV和音频数据DA一起输入的各种信息产生对应的辅助数据并输出所产生的辅助数据。用于视频的辅助数据发生器6B产生从视频编码器3A输出的压缩视频数据的辅助数据并输出所产生的辅助数据。用于音频的辅助数据发生器6C产生从音频编码器5A输出的压缩音频数据的辅助数据并输出所产生的辅助数据。ECCTB发生器(ECCTB GEN)6D产生ECCTB信息包需要的辅助数据并输出所产生的辅助数据。
多路复用单元7多路复用压缩的视频数据、音频数据、搜索数据和辅助数据以及无效数据，并输出被多路复用的数据。具体地，在多路复用单元7中，无效发生器(NULL GEN)7A产生例如其中所有位被设置成预定逻辑值的无效数据并输出所产生的无效数据，多路复用器(MUX)7B在控制器7C的控制下，顺序地多路复用无效数据、从FIFO 5B和6B输出的视频数据和音频数据、从搜索数据发生单元4和辅助数据发生器6C输出的搜索数据及辅助数据。因此，该视频磁带记录器1被构成产生由汇点块构成的数据流。
在上述处理中，控制器7C计算用于每个包单元的辅助数据、搜索数据等的量，并且控制多路复用器7B的操作，使得根据上述解码中的vbv延迟来插入无效数据。ECC存储器7D临时保存用于每个ECC块的从多路复用器7B输出的数据，并以预定次序输出所保存数据以实现交织处理。在这个处理中，从ECCTB发生器6D输出的数据和从ETN发生器3C输出的数据等在分配ECCTB信息包和子代码扇区的时刻被插入和输出。
子代码发生单元10产生子代码扇区中的子代码数据流并输出所产生的数据流。错误代码ID加法单元9将错误校正代码、ID等加到从多路复用单元7输出的数据和从子代码发生单元10输出的数据，以产生主扇区和子代码扇区中的数据流。具体地，子代码发生单元10包括上述的ETN发生器3C、子代码发生器6A等。在错误代码ID加法单元9中，ID和ECC加法器9A将ID和错误校正代码加到从ECC存储器7D输出的数据并输出相加的数据。ID和ECC加法器9B将ID和错误校正代码加到从子代码发生器6A输出的数据并输出相加的数据。加法器9C将从ID和ECC加法器9A和9B输出的数据聚集在一行上，并将聚集的数据输出到24到25调制单元11。
24到25调制单元11对于从错误校正代码ID加法单元9输出的数据进行24到25调制，并输出被调制的数据。汇点加法单元12将汇点加到从24到25调制单元11输出的数据上并输出相加的数据。调制单元和P/S变换单元13对从汇点加法单元12输出的数据完成NRZI(倒转不归零)调制，以将被调制数据变换为串行数据流，并且基于该串行数据流驱动安装在旋转鼓上的磁头14。控制单元8是用于控制每个电路块操作的控制器。具有上述结构的视频磁带记录器1以上述格式顺序地将视频数据、音频数据等记录到磁带2上。
在根据本实施例的上述结构中，多路复用器7B用作为包单元产生装置，其用于以预定块为单元将视频数据分块，以产生包单元，该包单元包括块中视频数据、对应音频数据、相关辅助数据和搜索数据的组合。ETN发生器3C用作为管理信息产生装置，用于当解压和输出视频数据时从时间管理信息DTS中产生管理信息ETN，该管理信息ETN当从磁带上再现视频数据时用作为再现基准。多路复用器7B和无效发生器7A用作为延迟装置，其通过在多路复用器7B和无效发生器7A之间插入包括无效数据的汇点块来延迟从包单元发生装置输出的数据和各个在先邻近包单元，以延迟该包单元。多路复用器7B的下游电路块用作为记录系统，其用于将从包单元产生装置输出的数据与管理信息ETN一起记录到磁带上。控制器7C用作为控制装置，用于改变在延迟装置中产生的延迟时间。
根据本实施例，在延迟装置中产生的延迟时间基于延迟装置中延迟量的设置被改变，使得每个包单元的第一记录位置被设置到与由管理信息ETN确定的记录位置具有预定关系的位置，该管理信息ETN用作为对应的再现基准。作为具有预定关系的位置的每个包单元的开头超前于由管理信息ETN确定的记录位置一个量，该量是通过在包单元开头将预定超前量α与解码中的vbv延迟相加而给出的，管理信息ETN用作为对应于解码器中的时间管理信息DTS的再现基准，该解码器用于解压视频数据并输出被解压的数据。超前量α至少是对应于包单元中除了视频数据之外的数据的平均量的值。
图39是表示视频磁带记录器1之再现系统的方框图，图40是详细表示一部分再现系统的方框图。在该再现系统中，数字变换单元和S/P变换单元21通过放大器(未示出)放大从磁头14输出的信号，然后进行模拟数字变换处理，例如进行Viterbi(维特比)解码，以再现在记录系统中的调制单元和P/S变换单元13输入的数据。数字变换单元和S/P变换单元21将再现数据变换成并行数据并输出该并行数据。
解调单元22完成对应于记录期间NRZI调制的处理，以解调从数字变换单元和S/P变换单元21输出的数据并输出该解调的数据。汇点检测单元23基于从解调单元22输出的数据来检测每个汇点块中的汇点，并将汇点检测的时序通知错误校正ID检测单元24等。25到24变换单元25通过对从数字变换单元和S/P变换单元21输出的数据完成25-24变换来再现在记录系统的24到25调制单元11中输入的数据，并输出被再现的数据。
基于由汇点检测单元23通知的汇点检测时序，错误校正ID检测单元24将从24到25调制单元11输出的数据中的ID之后的数据的ID中检测的SB号和轨道号贴到ECC存储体24A，执行在错误校正器24B中的错误校正处理和交织处理，并输出被处理的数据。具体地，ECC存储体24A具有三个存储体，其包括用于写输入数据的存储体、用于执行错误校正器24B中的ECC处理的存储体、以及用于将数据输出到分离电路27的存储体。
子代码检测单元26从子代码汇点中检测检测子代码汇点块，执行校正错误并输出被处理的数据。具体地，在子代码检测单元26中，子代码ECC 26A通过从由24到25调制单元11输出的数据中选择性地获得子代码扇区的数据和执行错误校正处理来获得子代码数据，并输出所获得的数据，子代码FIFO26B将子代码数据输出到对应于控制单元8的中央处理单元(CPU)8A。
分离电路27基于SB首标，将从错误校正ID检测单元14输出的数据分离成处理单元，并输出被分离的数据。在分离电路27中，SB检测器27A检测每个SB首标，以检测每个汇点块中的主数据，多路分用器27B基于SB检测器27A中的检测结果，将从错误校正ID检测单元24输出的数据输出到处理单元。
视频数据解压单元28从分离电路27接收视频数据，并且解压和输出视频数据，其与记录时相反。在视频数据解压单元28中，视频FIFO 28A临时保存从分离电路27输出的数据并输出被保存的数据，视频解码器28B解压从视频FIFO 28A输出的数据并输出该解压数据。视频磁带记录器1能够以上述这种方式输出作为再现结果的视频数据HDV。
根据本实施例，用于临时保存和输出视频数据的视频FIFO 28A被设置，使得具有比对应于超前量更大的容量，该超前量为每个包单元的第一个记录位置超前于用作为对应再现基准的管理信息被记录在记录系统中的记录位置的超前量。
搜索数据检测单元29从分离电路27接收搜索数据，从搜索数据中产生视频数据，并且输出所产生的视频数据。在搜索数据检测单元29中，搜索解码器29A从分离电路27接收搜索数据，内插不能够被俘获的部分，并且产生和输出视频数据，搜索辅助数据检测器29B获得被加到搜索数据上的辅助数据，并将辅助数据通知中央处理单元(CPU)8A。
音频数据解压单元30从分离电路27接收音频数据，解压和输出音频数据。在音频数据解压单元30中，音频FIFO 30A临时保存从分离电路27输出的音频数据，并输出所保存的音频数据，音频解码器30B解压音频数据并输出被解压的音频数据。借助该结构，视频磁带记录器1能够输出作为再现结果的音频数据DA。
辅助数据检测单元31从分离电路27检测辅助数据并将检测的辅助数据输出到控制单元8。在辅助数据检测单元31中，辅助数据FIFO 31A临时保存从分离电路27输出的辅助数据，并将辅助数据输出到控制单元8，辅助数据发生器FIFO 31B临时保存从分离电路27输出的辅助数据，将辅助数据变换成对应于包括视频数据、音频数据等的输出的格式，并且将被变换的辅助数据输出到中央处理单元8A。
以这种方式，控制单元8控制再现系统中的这些电路块，如在记录系统中。换言之，控制单元8中的中央处理单元8A执行存储器(未示出)中记录的程序，以控制所有这些电路块。在该处理中，系统时钟STC发生器8B产生作为视频磁带记录器1之操作基准的系统时钟STC，并输出该系统时钟STC。基准ETN发生器8C从系统时钟STC中产生作为比较基准的ETN，并输出该ETN。磁带鼓伺服电路8D旋转并驱动主动轮马达8F和鼓马达8E，以在预定速度驱动磁带2，以及以预定速度旋转和驱动卷绕磁带2的旋转鼓。在该处理中，磁带鼓伺服电路8D将由基准ETN发生器8C产生的比较基准ETN与通过从解调单元22输出的数据中获得的再现结果确定的ETN(从子代码检测单元26提供的ETN)进行比较，以控制主动轮马达8F的旋转相位，使得比较基准ETN与由再现结果确定的ETN一致。因此，视频磁带记录器1通过与记录中的相同轨道跟踪来用磁头14扫描磁带2。
根据本实施例，从磁头14到错误校正代码ID检测单元24的处理电路用作为包单元再现装置，用于处理从磁带2提供的再现信号，以再现包单元中的数据。多路分用器27B用作为数据分离装置，用于从由包单元再现装置提供的包单元的数据中分离出视频数据。视频FIFO 28A用作为存储装置，用于临时存储从数据分离装置输出的视频数据、并输出所存储的视频数据。视频解码器28B用作为数据解压装置，用于解压从存储装置输出的数据并输出被解压数据。
在表示为视频磁带记录器1之方框的记录和再现系统中，记录系统中的FIFO 3D，5B，6B和6C被构建成使得与再现系统中的FIFO 28A，30A，31A和31B通用。记录系统中的这些FIFO被提供用于实现图32所示的时序。尽管图中没有示出，再现系统实现了与图32时序相比的相反时序，以在从再现系统输出的视频数据和音频数据之间实现与在记录系统系统中输入的视频数据和音频数据之间相同的关系。
(2)实施例的操作
在具有上述结构(图37和图38)的视频磁带记录器1中，在记录期间，视频数据HDV和音频数据DA在视频数据压缩单元3的视频编码器3A和音频数据压缩单元5的音频编码器5A中用MPEG格式被压缩，以产生PES传输流中的视频数据和音频数据。用作为搜索数据发生单元4的搜索发生器4从压缩视频数据之I画面的数据中选择对应于低频成分的数据，以产生用于8x速度和24x速度的搜索数据。用于产生子代码的辅助数据通过使用涉及视频数据中每个画面的信息、与视频数据一起输入的辅助数据等由辅助数据发生单元6产生。
在视频磁带记录器1的辅助数据的产生中，DTS/PTS发生器3B产生频率为90[kHz]的时间管理信息DTS，其用作为当输出视频数据HDV时的基准。当视频数据HDV具有59.94[Hz]的场频时根据方程ETN＝DTS/300.3、或者当视频数据HDV具有50[Hz]的场频时根据方程ETN＝DTS/360，基于时间管理信息DTS产生扩展轨道号ETN。扩展轨道号ETN是当磁带2上记录的压缩视频数据被再现时用作为再现基准的时间信息。
在视频磁带记录器1中，压缩的视频数据和音频数据、辅助数据、以及搜索数据在多路复用器7B中进行多路复用，并被保存在ECC存储器7D中，以及以预定次序从ECC存储器7D中输出，由此将这些数据分配到主扇区作为主数据和分配到子代码扇区以进行交织。随后，ID和错误校正代码C1和C2被加到从ECC存储器7D输出的数据上。在相加数据在24到25调制单元11中经过了24到25调制之后，汇点在汇点加法单元12被加到该调制数据上。因此，视频数据、音频数据、一部分辅助数据、以及搜索数据被变换成主扇区结构中的数据流(图4)。相反，类似于主扇区结构中的情况，辅助数据被变换成子代码扇区结构中的数据流(图21)。在主扇区结构中的数据流和在子代码扇区结构中的数据流在变换单元13经过了NRZI调制之后，调制数据被变换为串行数据流，被变换的数据被记录在磁带2上。此时，在视频磁带记录器1中，报尾和报头等被加到这些数据流。相加的数据以图2所示格式被顺序地和倾斜地记录在磁带2上。该处理中，控制ECC存储器7D，使得错误校正处理和交织处理在磁带2上每16个轨道进行，并且产生错误校正代码。因此，在视频磁带记录器1中，DTS、STP、ETN等被分配给子代码，对应的视频数据和音频数据被记录在磁带2上。
在视频磁带记录器1中，以上述方式被记录在磁带2上的视频数据被压缩成包括15个画面的GOP。然后，形成包含15个画面的一个GOP的视频数据以3画面为单位被分割，以产生视频数据的包数据。在视频磁带记录器1中，视频数据、对应音频数据和辅助数据的包数据形成了包单元。以包单元为单位将视频数据、音频数据和辅助数据记录在磁带2上(图31)。每个包单元中，涉及音频数据的辅助数据、音频数据、以及涉及视频数据的辅助数据被编译在开头一侧，以被顺序地记录在磁带2上。因此，以包单元为单位在磁带2上记录的视频数据等能够在视频磁带记录器1中进行处理。
在视频磁带记录器1中，除了以包单元为单位的记录之外，辅助数据的ECCTB信息包被分配给每个交织单元中的第一个轨道的第一个汇点块，目的是改善诸如连续记录的处理的性能。另外，用于8x速度和24x速度的搜索数据被记录在预定位置上，因此实现了高速搜索。
每次在视频磁带记录器1中以汇点块为单位记录视频数据、音频数据和辅助数据时，对控制器7中的每个包单元确定解码中的vbv延迟。超前于vbv延迟一个时间周期的位置被设置给包单元的记录位置，该时间周期对应于一个预定超前量，其大于在磁带上以包单元记录除了视频数据之外的数据的平均量所要求的时间。因此，ECC存储器7D中的处理由控制器7C控制，使得包单元的第一个记录位置与用作为再现基准的时间信息ETN被记录的、并且对应于包单元开头的记录位置具有预定关系。
如上述，由于存储器3D和28A在视频磁带记录器1的记录系统和再现系统中公用，在再现期间在这些存储器的空间中就留下了空闲区，因此保证了高的扩展性。
换言之，当没有规定每个包单元的开头时，在再现侧必须提供存储器以延迟包单元。因此，在再现系统中必须提供大的存储器。但是，根据本实施例，每个包单元在再现中能够以预期的空闲区被记录在磁带上，因此，能够减少再现侧所要求的缓冲存储器的空间。在记录系统与再现系统共享存储器的系统中，记录系统要求的缓冲存储器能够适合于再现侧。实际上，当在记录系统中预期对应于6个轨道的超前量(为辅助数据等的记录中所发生的偏移)时，有可能在再现侧的格式中容纳超过对应于上述16个轨道的量的时间偏移。
从相反观点看，预期这种空闲区允许用于记录非视频数据之各种数据以及要被提供的音频数据的大的空闲区。例如，对于每2到5秒，有可能记录大约5到10个轨道的辅助数据。而且，能够记录具有较高分辨率的搜索数据，并能够记录具有非上述搜索速度的搜索速度的搜索数据。在再现侧将记录位置的偏离预期为16个轨道将视频速率降低到2[Mbps]，并对应于视频速率的降低而增加了辅助数据。即使当视频磁带记录器1被应用于其中记录了2[Mbps]的LPCM数据的系统时，也有可能精确地记录和再现视频数据。
预期这种超前量允许与子代码的关系和与搜索数据的关系被限定。换言之，以上述方式超前于包单元的开头允许检测对应的子代码，希望的主数据流的记录位置能够基于子代码确定。另外，充分提供了其中从子代码中搜索主数据的窄范围。因此，在短的时间周期内有可能再现希望的主数据。而且，即使当例如信息包经过连续记录时，也有可能容易地确定第一个信息包。
具体地，当磁带2上记录的视频数据等以上述方式(图39和40)在视频磁带记录器1中被再现时，从磁头14提供的再现信号被顺序处理，子代码通过子代码检测单元26检测，控制单元8被通知了子代码中的辅助数据。再现位置、磁带上记录的视频数据的辅助数据等由控制单元8检测。由分离电路27分离然后被解压的视频数据、音频数据等被输出。
例如，当在上述处理中用户指令执行搜索处理时，基于在系统时钟STC发生器8B中产生的系统时钟STC，视频磁带记录器1中的基准ETN发生器8C产生用作为比较基准的扩展轨道号ETN。用作为比较基准的扩展轨道号ETN的相位与从磁带2提供的扩展轨道号ETN的相位进行比较，以执行用于主动轮马达8F的相位控制。磁带2在高速下被驱动，以用磁头14选择地扫描其中记录有搜索数据的轨道，搜索数据通过分离电路27从作为扫描结果提供的主扇区的数据中被分离出来。搜索数据通过搜索数据检测单元29处理，以输出用于搜索的视频数据。
相反，在一般再现中，基于系统时钟STC产生的扩展轨道号ETN根据一般再现的解码器中的时间管理信息DTS被顺序地变换。磁带2上记录的视频数据和音频数据被顺序地解压和输出。在该处理中，在视频磁带记录器1中，扩展轨道号ETN被设置使得正比于解码中视频数据中的时间管理信息DTS，并使得正比于用作为解码中的操作基准的系统时钟STC。因此，基于扩展轨道号ETN，通过使用一个基准，伺服系统的操作能够被控制成构成伺服系统和流处理系统，因此简化了视频磁带记录器1的整个结构。
以这种方式设置扩展轨道号ETN允许扩展轨道号ETN被记录在主数据的首标中，以通过比较子代码和流首标来确定扩展轨道号ETN是否被正确地记录。基于比较结果，有可能有效地避免例如再现不正确的数据。换言之，确认时间管理信息DTS中的时间和与该时间管理信息DTS具有预定关系的扩展轨道号ETN允许磁带上视频数据等的记录位置物理上有效。另外，用于8x速度的搜索数据的记录位置和相位能够从子代码的扩展轨道号ETN和与ECCTB信息包具有关系的画面类型中被容易地检测出来。在视频磁带记录器1中，对应搜索数据比由扩展轨道号ETN表示的最大vbv延迟领先104个轨道。
(3)实施例的优点
借助上述结构，将每个包单元开头的记录位置设置为与通过对应的时间管理信息确定的记录位置具有预定关系的位置，允许整个视频磁带记录器被有效地构建。
作为具有预定关系的位置的每个包单元的开头领先由管理信息确定的记录位置一个量，使得能够容易地检测希望的记录位置，该量是通过在包单元的开头将预定超前量与解码中的延迟时间相加而给出的，管理信息用作为对应于解码器中的时间管理信息的再现基准，该解码器用于解压和输出视频数据。
当预定领先量具有至少对应于通过相加将非视频数据的数据的平均量记录在磁带上的包单元中所要求的时间而给出的相加时间的值时、以及当记录系统中的延迟存储器与再现处理共享时，能够被再现的超前量增加了，因此，具有较宽范围(本实施例中领先16个轨道)的记录数据能够被再现。
具体地，通过插入无效数据使得记录中的最大领先量是5个轨道，有可能为再现侧拨出(appropriate)所要求的存储器。
换言之，当再现系统与记录处理共享存储器时，能够确保具有超过对应于超前量之空间的空间，由此在不实际增加所要求的存储空间的情况下，构成整个视频磁带记录器。
设置包单元的尾部(trail)、使得领先于由用作对应的再现基准的管理信息确定的记录位置，这能够在连续包单元的记录中与每个包单元的开头保持上述关系。
产生用作再现基准的管理信息、使得用作再现基准的管理信息在视频数据被解压时正比于用作处理基准的时钟而改变，这允许用简单的结构和处理来记录和再现视频数据，由此有效地构成整个视频磁带记录器。
(4)第二实施例
根据第二实施例，当无效数据根据上述第一实施例、在相对于包单元开头和结尾的条件下被分配时，无效数据被插入到轨道的结尾，使得随后包单元的开头到达记录轨道的开头。除了被附加分配的无效数据之外，根据第二实施例的视频磁带记录器以与第一实施例视频磁带记录器相同的方式构成。
如上所述，插入无效数据，使得对应包单元的开头到达记录轨道的开头，这能够进一步简化整个系统。
无效数据的插入允许包单元的开头以轨道为单位来检测，以便实现简单检测。相反，借助根据第一实施例的结构，必须以汇点块为单位检测包单元的开头。在将对应于超前量(16个轨道)的轨道加到对应于vbv延迟的轨道数的处理中，通过使用以轨道为单位的在先记录轨道数目10，足以提供能够代表104个轨道的简单8位计算器，而在以汇点块为单位中，必须执行计算处理直到对应于汇点块数的值140被给出为止，因此要求具有附加8位的16位计算器。因此，在第二实施例中能够实现更简单的结构。
当无效数据以上述方式被记录时，如果在轨道的中间检测到无效数据，则对该轨道，随后的搜索可以结束，由此简化了各种处理。另外，在错误校正中，通过利用以上述方式分配的无效数据，还能够改善错误恢复力(resilience)。
(5)其他实施例
尽管在上述实施例中说明了其中主数据流中的数据通过记录无效(NULL)数据被延迟的情况，但是本发明不局限于此，本发明能够被广泛应用于各种延迟方法。例如，本发明能够应用于其中主数据流中的数据通过重复记录相同的主数据而被延迟的情况。
尽管在上述实施例中说明了其中记录以MPEG格式压缩的视频数据的情况，但本发明不局限于此。本发明能够被广泛应用到其中记录了以各种格式压缩的视频数据的情况。
如上述，根据本发明，设置每个包单元开头的记录位置，使得与通过对应时间管理信息确定的记录位置具有预定关系，这允许整个视频磁带记录器被有效地构建。
工业实用性
本发明涉及视频磁带记录器和将数据记录到磁带上的方法。本发明特别适用于将HDTV视频信号记录到磁带上的视频磁带记录器。

Claims (10)

1. 一种视频磁带记录器，用于在磁带上顺序地和倾斜地形成记录轨道，并将压缩视频数据、压缩音频数据、以及涉及视频数据和音频数据的数据记录到磁带上，所述视频磁带记录器的特征在于包括：
包单元产生装置，用于以预定数目的子块为单位将视频数据分成块，以产生包单元，该包单元包括块中的视频数据、对应音频数据和相关数据的组合；
管理信息产生装置，用于当视频数据被解压和输出时，从时间管理信息中产生管理信息，该管理信息在视频数据从磁带上再现时用作再现基准；
延迟装置，用于延迟从包单元产生装置中输出的数据；
记录系统，用于与用作再现基准的管理信息一起，将从包单元产生装置输出的数据记录到磁带上；和
控制装置，用于改变在延迟装置中产生的延迟时间；
其中控制装置改变在延迟装置中产生的延迟时间，使得每个包单元开头的记录位置被设置为与通过用作对应的再现基准的管理信息确定的记录位置具有预定关系的位置。
2. 根据权利要求1的视频磁带记录器，其特征在于，作为具有预定关系的位置的每个包单元的开头，超前于管理信息确定的记录位置一个量，该量是通过在包单元开头将预定超前量与解码中的延迟时间相加而给出的，该管理信息用作对应于时间管理信息的再现基准。
3. 根据权利要求2的视频磁带记录器，其特征在于，预定超前量在包单元中至少具有对应于非视频数据的数据平均量的值。
4. 根据权利要求1的视频磁带记录器，其特征在于，记录系统将至少对应于在延迟装置中所产生的延迟时间的量的无效数据插入到从包单元产生装置输出的数据中。
5. 根据权利要求4的视频磁带记录器，其特征在于，通过插入无效数据，控制装置将对应包单元的开头设置到记录轨道的开头。
6. 根据权利要求1的视频磁带记录器，其特征在于，控制装置将包单元的结尾设置到领先于由用作对应再现基准的管理信息确定的记录位置的位置。
7. 根据权利要求2的视频磁带记录器，其特征在于还包括：
包单元再现装置，用于处理从磁带提供的再现信号，以再现包单元中的数据；
数据分离装置，用于从由包单元再现装置再现的包单元中的数据中分离出视频数据；
存储装置，用于临时存储从数据分离装置输出的视频数据，并输出所保存的视频数据；和
数据解压装置，用于解压从存储装置输出的数据，并输出被解压的数据，
其中，存储装置具有超过对应于超前量的量的容量。
8. 一种视频磁带记录器，用于在磁带上顺序地和倾斜地形成记录轨道，并将压缩视频数据、压缩音频数据、以及涉及视频数据和音频数据的数据记录到磁带上，所述视频磁带记录器的特征在于包括：
包单元产生装置，用于以预定数目的子块为单位将视频数据分成块，以产生包单元，该包单元包括块中的视频数据、对应音频数据和相关数据的组合；
管理信息产生装置，用于当视频数据被解压和输出时，根据时间管理信息产生管理信息，该管理信息在视频数据从磁带上再现时用作再现基准；和
记录系统，用于与用作再现基准的管理信息一起，将包单元中的数据记录到磁带上；
其中管理信息产生装置产生用作再现基准的管理信息，使得用作再现基准的管理信息在视频数据被解压时，与用作处理基准的时钟成正比地改变。
9. 一种记录方法，用于在磁带上顺序地和倾斜地形成记录轨道，并将压缩视频数据、压缩音频数据、以及涉及视频数据和音频数据的数据记录到磁带上，所述方法的特征在于包括：
包单元产生步骤，用于以预定数目的子块为单位将视频数据分成块，以产生包单元，该包单元包括块中的视频数据、对应音频数据和相关数据的组合；
管理信息产生步骤，用于当视频数据被解压和输出时，根据时间管理信息产生管理信息，该管理信息在视频数据从磁带上再现时用作再现基准；
延迟步骤，用于延迟包单元；
记录步骤，用于与用作再现基准的管理信息一起，将包单元记录到磁带上；和
控制步骤，用于改变在延迟步骤中产生的延迟时间；
其中控制步骤改变延迟时间，使得每个包单元开头的记录位置被设置为与通过用作对应再现基准的管理信息确定的记录位置具有预定关系的位置。
10. 一种记录方法，用于在磁带上顺序地和倾斜地形成记录轨道，并将压缩视频数据、压缩音频数据、以及涉及视频数据和音频数据的数据记录到磁带上，所述方法的特征在于包括：
包单元产生步骤，用于以预定数目的子块为单位将视频数据分成块，以产生包单元，该包单元包括块中的视频数据、对应音频数据和相关数据的组合；
管理信息产生步骤，用于当视频数据被解压和输出时，根据时间管理信息产生管理信息，该管理信息在视频数据从磁带上再现时用作再现基准；和
记录步骤，用于与用作再现基准的管理信息一起，将包单元中的数据记录到磁带上；
其中管理信息产生步骤产生用作再现基准的管理信息，使得用作再现基准的管理信息在视频数据被解压时，与用作处理基准的时钟成正比地改变。
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