CN1010134B - 用于记录和/或重放数字数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在用于记录和/或重放数字数据的装置中，利用包括外部代码和内部代码的误差校正码将诸如视频数据的数字数据编码，这样，符号的相应预定数就形成了被加上同步数据的相应段，等等，然后把它记录在磁带介质，诸如具有旋转磁头的磁带的斜面磁迹上。以此，信息数据前面的外部误差校正代码和内部误差校正代码的冗余符号被记录在每个磁迹的开头部分，这样即使由来自磁带开头部分所重放的数据包含有误差，信息数据也不会受那个误差太多的影响。

Description

本发明通常涉及到一种用于在从磁带记录介质的斜面磁迹上记录和/或重放数字数据的方法和装置，特别是涉及了一种以记录和/或重放具有误差校正代码的数字数据的方法和装置。

在日本第40573/85公开特许中披露了一种数字磁带录像机（VTR），在这种数字磁带录像机（VTR）中，利用它将视频信号记录在磁带的斜面磁迹上并使其从磁带的斜面磁迹上重放出来。该文件还公开了这种数字磁带录像机的一种记录格式。在这种数字磁带录像机中，电视信号的每一场都被模拟转换成数字信号，并且该数字数据被记录在磁带的相继四个斜面磁迹上。

用于一个外部误差校正代码的每一个8毕特第一冗余符号是由符号的每一个8毕特的第一予定数产生的，并且与符号的第一予定数一起构成一个外部误差校正段。用于一个内部误差校正代码的每一个8毕特第二冗余符号是由符号的第二予定数产生的，这些符号取自外部误差校正代码段中的混洗符号，并且第二冗余符号与符号的第二予定数一起构成一个内部误差校正段。

在斜面磁迹的重放磁头开始跟踪磁迹的开头部分，重放信号不是连续获得的，这样，数字数据就不能被适当地提取出来，因此，重放数据就可能含有很多错误。特别是在诸如利用动态跟踪磁头使磁迹跳跃工作的特殊重放方式中，重放磁头间歇地跟踪某些磁迹，这样在重放数据中就会产生相对长的色同步信号误差，该误差的长度超过内部代码和外部代码的误差校正能力，最后这种误差就会保留下来。

因此，本发明的一个目的就是要提供一种用于记录和/或重放数字数据的经改进的方法和装置，这种装置和方法能够避免现有技术中上述缺点。

特别是本发明的一个目的就是要提供一种用于记录和/或重放数字数据的方法和装置，即使在重放数据中包含有很多错误数据，利用这种方法和装置也能减少信息数据中所包含的错误符号的数量。

根据本发明的第一个目标，记录数字数据的方法由下述步骤组成：

接收一系列的数字数据;把上述数字数据分成相应的段，每一段包括数据符号的第一予定数;产生外部误差校正代码段，该段包括数据符号的第一予定数和冗余符号的第二予定数;产生内部误差校正代码段，该段包括数据符号的第三予定数和冗余符号的第四予定数;和在磁带记录介质的斜面磁迹上记录具有外部误差校正代码段和内部误差校正代码段的具有冗余符号的一系列数据数字。利用它首先在斜面磁迹上记录的是上述外部误差校正代码段的冗余符号，接下来是所说的内部误差校正代码段的数据符号和冗余符号。

根据本发明的第二个目标，用于记录数字数据的装置由下述电路组成：用于接收一系列数字数据的电路;用来把上述数字数据分成相应段且每个段都包含有数据符号第一予定数的电路;用来产生包括数据符号第一予定数和冗余符号第二予定数的外部误差校正代码段的电路;用于产生包括数据符号第三予定数和冗余符号第四予定数的内部误差校正代码段的电路;用于在磁带记录介质的斜面磁迹上记录该具有外部误差校正代码段的冗余符号和内部误差校正代码段的冗余符号的一系列数字数据的电路，从而首先在斜面磁迹上记录外部误差校正代码段的冗余符号，接下来是内部误差校正代码段的数据符号和冗余符号。

根据本发明的第三个目标，用于重放数字数据的方法包括下述步骤：重放具有外部误差校正代码段和内部误差校正代码段的冗余符号的一系列数字数据，从而，上述冗余符号以如下方式产生：上述一系列数字数据被分成相应的段面且每一段包含数据符号的第一予定数，产生上述外部误差校正代码段使它含有数据符号的第一予定数和冗余符号的第二予定数，产生内部误差校正代码段使其包含有数据符号的第三予定数和冗余符号的第四予定数，并以此首先从磁带记录介质的斜面磁迹上重放外部误差校正代码段的冗余符号，接下来是内部误差校正代码段的数据符号和冗余符号;译码包括数据符号第三予定数和冗余符号第四予定数的内部误差校正代码段;如果在上述内部误差校正代码段内存在误差符号的予定数，则标记一个误差特征位;译码包括数据符号的第一予定数和具有上述误差特征位的冗余符号的第二予定数的外部误差校正代码段;并且输出上述系列数字数据。

根据本发明的第四个目标，用于重放数字数据的装置由下述电路组成：用于重放具有外部误差校正代码段和内部误差校正代码段的冗余符号的一系列数字数据的电路，利用它，上述冗余符号以下述方式产生：该一系列数字数据被分成相应的段，每一段包括数据符号的第一予定数;产生外部误差校正代码段使其包括数据符号的第一予定数和冗余符号的第二予定数;产生内部误差校正代码段使其包括数据符号的第三予定数和冗余符号的第四予定数，以此，首先从磁带记录介质的斜面磁迹上首先重放外部误差校正代码段的冗余符号，接下来是内部误差校正代码段的数据符号和冗余符号;用于译码包括数据符号第三予定数和冗余符号第四予定数的内部误差校正代码段的电路;如果在内部误差校正代码段内存在一个误差符号予定数，用于标记一个误差特征位的电路;用于解码包括数据符号第一予定数 和含有误差特征位的冗余符号第二予定数的外部误差校正代码段的电路;以及用于输出系列数字数据的电路。

在下面实施例的详细叙述中，特别是连同附图一起阅读时，本发明上述的以及其它的目标，特性以及优点都将体现出来，在附图中使用了相同的参考序号用以识别相应的单元和部分。

图1是采用了本发明的典型的数字磁带录像机的记录系统的原理方框图。

图2a-2c表示了在图1记录系统的内部区段混洗电路中，在由视频信号形成外部误差校正段以前的一个内部区段混洗的例子。

图3是一个简图，它表示了在每一个都包括在图1记录系统中的内部区段混洗电路中形成内部误差校正段以前，来自误差校正编码器和内部区段混洗的外部误差校正代码的配置。

图4表示了来自同样包括在图1记录系统中的误差校正编码器的内部误差校正代码的配置。

图5表示了磁迹模式，在该磁迹模式中，通过图1的记录系统使视频信号和音频信号被数字化地记录下来。

图6的方框图表示了采用本发明的典型的数字磁带录像机的重放系统。

根据本发明的用于记录和重放数字数据的装置在下面将要叙述成适用于被称为数字磁带录像机（下面简称为数字VTR）的视频记录系统。

参考图1可以看到，采用了本发明的数字VTR的视频记录系统100包括用于接收以如图2A所示的模拟形式，并且每场具有255行的合成视频信号SV的视频信号输入端101，这样一个合成视频信号由端101加到模/数（A/D）转换器102，并在其中以予定取样视频，例如，是以彩色付载波频率fsc4倍的取样频率将该合成信号转换成例如8毕特符号。如图2A所示，在根据NTSC系统的彩色电视信号情况下，提供了用于每个水平周期或行的768个有效样值。

如图2B所示，来自A/D转换器102的数字化数据送到内部区段混洗电路103，在其中，用于每场的取样数据在该场的垂直方向上被连续地分成3个部分，其结果是每个部分都含有用于每行都包括768个象素的85行的数据或65280个样值数据。另外，如图2C所示，每一部分的数据都以如下一种方式分布在两个区段通道0和通道1内：即取样数据交替地分布在两个区段内，每个区段包括用于每一行都含有384个象素的85行的数据或者是32640个样值。另外，在内部区段混洗电路103中，在相应区段中第一行的数据或384个样值分布在某些例如具有如图3所示频谱交错的矩阵的付载波0-5的第一列（列号0，85，170，255，340，425）中。并且第二行的数据处在另外一些例如如图3所示具有一予定偏置起始点的付载波的第二列（列号1，86，171，256，341，426）中。

在随后被混洗的每个区段中32640个样值的数据送到外部误差校正代码编码器104，在104中，每个区段中的数据依据每个外部代码段的Reed    Solomon代码被编成具有4个奇偶或冗余符号的数据，该数据由该矩阵的每一列数据组成，如图3所示。至此，两个区段的数据在电路103和104中进行处理。

相应区段随后配置的外部编码数据通过多路解调器或分配器105提供给两个内部区段混洗电路106a和106b。内部区段混洗电路106具有场存贮器、写地址发生器和读地址发生器，（这些都未示出）。外部代码段的数据在写地址发生器控制下，根据它的产生顺序在列号0，85，170，255，340，425等提供给场存贮器，并随后使这些数据得到混洗，同时以如图3所示的每一个都具有64×510个样值的矩阵形式理想地进行排列。

在随后被混洗的每个区段中32640个样值的数据是从场存贮器中，在如图3所示矩阵的行的方向上读出的，用以在读地址发生器控制下产生内部代码段，并以此第一次读出外部代码行。

对于所有视频场的所有部分，混洗处理操作相同。假设L是视频部分内的电视行数：L＝0，1，…，84，h是行L内的水平取样位置：h＝0，1，…，767，ih是上述通道分布处理或内部区段混洗后面的水平取样索引：ih＝整数（h/2），ih＝0，1，…383，其中整数（X）是小于或等于X的最大整数。还假设ObLock是行L内的外部段数：ObLock＝0，1，…，5，Obyt是外部段ObLock内的取样数：Obyt＝0，1，…，63，这样，外部代码奇偶符号就没有包括在内部行混洗处理之中。外部段Oblock内的取样Obyt根据下述公式映象到电视屏幕上：ih＝（12·L+277·Oblock+258·Obyt）模384。外部误差校正代码分别检验在位置Obyt＝64，65，66和67内的冗余符号K₃，K₂，K₁和K₀。外部段Oblock中位置Obyt上的符号放置在位置（Row、Col）上的区段存贮器阵列中，其中Row＝Obyt和Col＝L+85.Oblock。通道0的区段存 贮器阵列数据首先由列指令（0，1，…509）然后由降行指令（67，66，…，2，1，0）写入磁带。对于通道1的区段存贮器，列指令与通道0相同但行指令不同。假设R₀和R₁分别是当数据写入磁带时，用于通道0和通道1的段存贮器的行地址，则R₁由下述公式给出：R₁＝（R₀+32）模64，0≤R₁≤63;＝R₀;64≤R₀≤67。

来自内部区段混洗电路106a和106b的数据提供给每一个多路调制器107a和107b，用来以如下所述的分时方式向其附加一个数字音频数据信号。

所产生的多路调制信号提供给每个多路调制器108a和108b用来以分时方式向其附加一个由每个同步和识别信号发生电路109a或109b提供的同步（Sync）信号和识别（ID）信号。

在音频信号输入端110所接收的一个以上模拟音频信号提供给模/数（A/D）转换器111，在111中，这些信号以予定的例如48KHZ取样频率被转换成例如16毕特样值。来自A/D转换器111的数字化数据提供给存贮电路112，并且在外部误差校正代码产生和混洗控制电路113的控制下与视频数据相同的方式受到外部误差校正代码编码和混洗，被编码和混洗的数字音频数据提供给如上所述的多路调制器107a和107b。

产生的多路调制信号提供给每个内部误差校正代码编码器114a和114b，用以把这些信号编码成同步（SYnc）段，图4中示出了其中之一。特别如图4所示，每一个Sync·段由两字节同步数据S₀，S₁和由数据B₀-B₈₄的85个字节加上ID数据ID₀和ID₁的两个字节和内部奇偶检验数据或冗余符号K₀-K₇的8个字节所形成的第一内部代码段以及由数据B₀-B₈₄的85个字节加上内部奇偶检验数据K₀-K₇的8个字节形成的第二内部代码段组成。图3示出了每个视频区段，每一个视频区段包括204个Sync，段，即，每个视频区段包括68行（64行视频数据和4行外部奇偶检验数据），并且每行包括3列。

图4示出的一个Sync块相应于由每行和列确定的数据。因此，图3示出的Sync·块的总数应是68（行）×3（列）＝204。

在调节由于磁头配置而引起的时间延迟而利用延迟电路115将一个区段的数据延迟一个予定值以后，通过每个通道编码电路116a或116b使配置的数据受到代码，诸如改进的密勒码（M₂Code）的调制，并且提供给全部的每一个记录放大器117a和117b用来利用安装在旋转磁头磁鼓（未示出）上具有倾斜方位角度的多个记录磁头118a和118b中的每一个将其记录在如图5所示的磁带T上。在如图5所示的格式中，随着一个视频区段的204个Sync·段被记录入每个磁迹，一帧视频信号的数据就被记录在没有保护带的12个磁迹中。第一24个Sync·段包括用于由图5中斜线所示的外部误差校正代码的冗余符号。因此，用于具有图4所示格式的每个Sync·段的ID信号指示相应的Sync·段数和区段ID。在每个磁迹中具有编辑间隙的204个Sync·段的一个视频区段的前面和后面都记录了音频信号的同样数据以使它能被记录两次。

下面参考图6可以看到，在采用了本发明的数字VTR重放系统中，数据通过重放磁头201a和201b从磁带T重放出来并通过读出放大器202a和202b提供给通道译码电路203a和203b从而使以改进的密勒码为依据而记录的信号被转换成NRZ（不返回到零）调制系统的信号，然后馈送给Sync·信号/ID信号检测电路204a和204b。借助于204a和204b检测Sync·信号以确定数据所属的Sync·段，并在同时检测ID信号以确定需将对每个数据样值进行的随后的信号处理。特别是由于在这样一个被识别的区段内，被检测出的ID信号含有区段ID和Sync·段数，如果考滤到在一个Sync·段内的取样顺序，那么确定在Sync·段内相应样值的绝对地址则是可能的。因此，Sync·信号/ID信号检测电路204a和204b对于提取视频信号以及它们相应地址是有作用的。

检测电路204a和204b提供的数据加到内部误差校正代码译码电路205a和205b，在205a和205b中，这些数据通过使用内部代码奇偶性受到误差检测和校正处理，且相应ID信号中的任何误差也得到检测。如果不能校正构成ID信号数据中的误差，那么在相应Sync·段中数据的地址是不可靠的，这样，那个Sync·段的数据就不传输给由内部区段消除混洗和时基校正电路207a，207b，208a和208b所构成的下一级。另一方面，如果校正了ID信号而未校正视频数据中的误差，则一个误差特征位被加到视频数据上并马上传输给下一级或电路207a，207b，208a和208b。

特别是，在内部误差校正代码译码电路205中受到误差校正处理的数据和这些数据的地址通过多路解调器206a和206b提供给内部区段消除混洗和时基校正电路207a和207b以用具有分别未示出的场存贮器、写地址发生器和读地址发生器的视频数据，还 提供给内部区段消除混洗和时基校正电路208a和308b以用于音频数据，在音频数据中，数据被消除混洗成为外部代码的数据配置并通过多路调制器209和210提供给外部误差校正代码译码电路211以用于视频数据，并同时提供给外部误差校正代码译码电路212以用于音频电路。在这些译码电路211和212中，参考由内部误差校正代码译码电路205a和205b所加上的误差特征位执行误差校正处理。如果在电路211和212中误差没有被全部校正，那么就又一次在数据上加一个误差特征位并将该误差特征位马上提供给内部区段消除混洗电路213以用于视频数据，同时还提供给内部区段消除混洗电路214以用于音频数据，而将原来的数据配置重新存贮在音频数据之中。在这以后，在由加给它的误差特征位所识别的数据中的任何未校正误差都在用于视频数据的误差屏蔽电路215和用于音频数据的误差屏蔽电路216中，利用已知的屏蔽或内插技术屏蔽或内插起来。最后，被屏蔽或内插了误差的视频数据由数/模（D/A）转换器217转换成模拟视频信号，然后，通过视频信号输出端218传送出去，并且被屏蔽或内插了误差的音频数据由数/模（D/A）转换器219转换成一个以上的通道模拟音频信号，并通过音频信号输出端220传送出去。

总之，应当理解在本发明的上述实施例中，在每个磁迹上的录有有效视频数据前面的视频区段的开始部分都录有外部误差校正代码的冗余符号。因此，即使在数字数据内的含有误差的视频区段的开始部分出现了误差，当利用重放磁头从斜面磁迹上重放被记录的信号时，其结果是能够重新恢复数字数据，并且误差也总是包括在外部误差校正代码的冗余符号中。从而，使得包含在视频或音频数据中的误差符号能够由内部误差校正代码利用误差特征位进行校正或者是指出来并且使得未校正的错误数据能在误差屏蔽电路中被屏蔽起来。

虽然在这里参考附图仅详细地叙述了本发明的几个实施例，但必须明白本发明并不限于这几个明确了的实施例，可以利用不脱离本发明附加权利要求所规定的范围和精神的一种熟练技能对本发明进行各种变化和修改。

Claims (2)

1、一种用于记录和重放数字数据的方法，其中记录过程包括下述步骤：

接收一系列数字数据；

将所说的一系列数字数据分成相应的段，每段包括数据符号的第一予定数；

产生包括所述数据符号第一予定数和冗余符号第二予定数的外部误差校正代码段；

产生包括数据符号的第三予定数和冗余符号第四予定数的内部误差校正代码段；

在磁带记录介质的斜面磁迹上记录具有所说的上述外部误差校正代码段和内部误差校正代码段的冗余符号的上述系列数字数据，以此，在斜面磁迹上首先记录所说的上述外部误差校正代码段的冗余符号，随后是所说的上述内部误差校正代码段的数据符号和冗余符号。

重放过程，包括如下步骤：

重放具有外部误差校正代码段和内部误差校正代码段的冗余符号的一系列数字数据，以如下方式产生所述的冗余符号：将所述的一系列数字数据分成相应的段，每段包括数据符号的第一予定数，产生所述的外部误差校正代码段使其包括数据符号的第一予定数和冗余符号的第二予定数，产生内部误差校正代码段使其包括数据符号的第三予定数和冗余符号的第四予定数，并以此从磁带记录介质的斜面磁迹上首先重放外部误差校正代码段的冗余符号，随后是内部误差校正代码段的数据符号和冗余符号；

译码包括数据符号第三予定数和冗余符号第四予定数的内部误差校正代码段；

如果在上述内部误差校正代码段中存在一个误差符号的予定数，标记一个误差特征位；

译码包括数据符号第一予定数和具有上述误差特征位的冗余符号第二予定数的外部误差校正代码段；

输出所说的一系列数字数据。

2、一种用于记录和重放数字数据的装置，其中记录部分包括：

用于接收一系列数字数据的装置;

用于将所述的一系列数字数据分成相应段，且每段包括数据符号的第一予定数的装置;

用于产生包括所述数据符号的第一予定数和冗余符号第二予定数的外部误差校正代码段的装置;

用于产生包括数据符号第三予定数和冗余符号第四予定数的内部误差校正代码段的装置;

用于在磁带记录介质的斜面磁迹上记录上述具有外部误差校正代码段和内部误差校正代码段的冗余符号的数字数据的装置，以此，在斜面磁迹上首先记录上述外部误差校正代码段的冗余符号，随后是内部误差校正代码段的数据符号和冗余符号，

重放部分包括：

用于重放具有外部误差校正代码段和内部误差校正代码段的冗余符号的一系列数字数据的装置，并以如下方式产生所述的冗余符号：

上述一系列数字数据被分成相应的段，每一段包括数据符号的第一予定数，产生外部误差校正代码段使其包括数据符号的第一予定数和上述冗余符号的第二予定数;产生上述内部误差校正代码段使其包括数据符号第三予定数和冗余符号第四予定数，并且以此从磁带记录介质的斜面磁迹上首先重放上述外部误差校正代码段冗余符号，然后是上述内部误差校正代码段的数据符号和冗余符号;

用于译码包括有数据符号第三予定数和冗余符号第四予定数的上述内部误差校正代码段的装置;

如果在内部误差校正代码段内存在误差符号的一个予定数，一个用于标记误差特征位的装置;

用于译码包括数据符号第一予定数和具有误差特征位的冗余符号的第二予定数的外部误差校正代码段的装置;

用于输出所述一系列数字数据的装置。

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