CN1024737C - 全频道收录及重放的录-放像设备 - Google Patents

Abstract

一种可同时对多频道电视信号进行处理，并按照预定的格式记录于载体上、而且可按所选择的格式选择其一、若干或全部所记录的电视信号进行重放的录一放像设备。它包括有：多频道电视信号处理器1，图像综合器2，伴音综合器3，记录/重放单元4，图像控制选择器5，伴音控制选择器6、输出视频信号合成器7和控制/选择逻辑输出电路8。本设备可使普通电视机具有“画中画”的收看效果，并且可同时将所记录的多套节目分别提供给多个电视机播放。

Description

本发明涉及电视信号的处理、记录与重放技术。具体地说，本发明涉及一种可同时对多频道的电视信号进行处理并按照预定格式将其记录在载体上，并可按所说的格式选择其一或几个以至全部记录的电视信号同时进行重放的录-放像设备。

如所周知，普通家用录像机的功能在于能够把电视节目记录在磁带上并在重放时经一电视机进行所记录的节目重放。但是，目前的家用录像机尚不能同时记录两个或两个以上的频道的电视节目并通过一台电视机有选择地重放其中一个节目及相应的伴音，或同时地重放这些节目中的若干个节目的组合，亦即像“画中画”电视机所能作到的那样;也不能同时重放或输出多套电视信号。

本发明的目的在于提供一种录像-放像设备，它不仅能收录一个电视节目并进行重放，而且能同时收录两套或两套以上的电视节目，并且能够同时将所有的这些电视图象信号以及其中一套节目的伴音信号进行重放，或选择两套节目进行画面的“嵌套”以形成主-次图象的画面并选择其中的一套节目的伴音进行重放。这样，就可以使普通的家用电视机具有“画中画”的收看效果。

本发明的另一目的是使所述的录-放像设备能够对其所记录的多套节目以任意输出格式进行组合并以一个电视信号输出，同时输出一路伴音信号。

本发明的又一个目的是使所述的录-放像设备可作为一个多套节目 的记录器及多个电视信号同时输出的信号源使用，可在其所有的多个视频输出端上，同时为多台电视机提供不同的节目信号。

如图1所示，为了实现本发明的上述目的，依照本发明的录-放像设备包括以下几个构成部分。

多频道电视信号处理器1，它接收由外部信号源提供的一个或多个电视信号，这些信号可以是由普通的电视天线接收的信号，也可以是以其它若干个录像设备或摄像设备提供的信号。这些信号用V₁V₂……V_n表示。多频道电视信号处理器1的作用在于，可以分别对这多个电视信号同时进行处理。在控制/选择逻辑输出电路8的控制指令下，多频道电视信号处理器1对输入的n个信号V₁-V_n进行选择，从这n个信号中选择出若干或全部n个信号，分别将这些信号同时地在多频道电视信号处理器1中进行差频、放大、检波等处理，并完整地输出1至n路视频图象信号以及与其相对应的1-n路伴音信号。其中1-n路视频图像信号经输出端口V送至图像综合器2，而1-n路伴音信号经输出端口A₀送至伴音综合器3。

图像综合器3对所接收的一个或多个视频信号进行进一步的处理。在控制/选择逻辑输出电路的控制指令下，图像综合器2内部的CPU将按指定的格式分别对多个视频信号进行取样，并将其各自的取样所得的数字信号按指定的格式存贮在一个场存贮器的各个相应的区域内。随后，图像综合器2还要对存储在场存贮器中的各路数字化的视频图像信号进行统一的处理（具体的处理方法将在下面的实施例中加以介绍），以便输出所需的数字化的图像场信号或模拟的场图象信号，从而满足在记录/重放单元4中进行记录的要求。很显然，为了将这些存储在场存贮器中的数字图像信号形成一个统一的、以便记录在载体上的视频信号，针对不同的模拟记录方式和数字记录方式，在图像综合器2内部采用的信号处理方式是不相同的。显然而且必须作到的一点是，依照不同的记 录方式（数字方式或是模拟方式），图像综合器2内部CPU在控制/选择逻辑输出电路8的格式命令下，按照预定的格式控制其内部电路，将输入的1-n路视频图像信号综合形成单一画面的统一视频信号。

与图像综合器2相对应，伴音综合器的作用在于，按照控制/选择逻辑输出电路8的指令，将由多频道电视信号处理器1输出的多路伴音信号进行处理，以便输出为记录/重放单元4所需形式的多路伴音信号。同样很显然，针对不同的记录方式，在控制/选择逻辑输出电路8的指令下，伴音综合器3内部的CPU将控制该综合器内部的电路对多路伴音信号进行不同方式的处理，关于这一点，将通过下面要提到的实施例进行介绍。

记录/重放单元对来自图象综合器2的图象信号和伴音综合器3的多路伴音信号进行记录。其记录原理可认为同于通常的VCR，但主要的区别在于，此时要在记录载体上（此时为磁带，当然采用光学记录时，其载体应为光盘）记录所输入的多路的编码伴音信号。如果来自图象综合器2和伴音综合器3的信号都是模拟信号，那么记录下来而成的为一模拟信号磁带。特别应指出的是，当只选择一路电视信号从多频道电视信号处理器1输出时，此时的记录/重放单元4可在控制/选择逻辑输出电路8的控制下产生出可供普通家用录像机重放的磁带。但是，当有多路电视信号时，由记录/重放单元所记录的磁带是不能供普通家用录像机使用的，因为这些普通录像机中没有对多个伴音进行选择识别的机构。当由图象综合器2和伴音综合器3输出的信号是数字信号时，由记录/重放单元4产生的载体是数字磁带。当然，此时可以用图象综合器2和伴音综合器3输出的数字信号在控制/选择逻辑输出电路的控制下对光盘记录系统的激光束进行调制，以使之形成载有综合数字图象和伴音的激光视盘。因而，当选择数字记录的模式时，记录/重放单元4既可是磁带记录系统，也可为激光记录系统。

下面来描述重放部分电路图象控制选择器（5），伴音控制选择器6，及输出视频信号合成器（7）的工作情况。

图像控制选择器5对于最终由输出视频信号合成器7输出的视频信号的内容起着最直接的确定作用。在控制/选择逻辑输出电路的控制下，图象选择控制器接收由记录/重放单元4输出的视频信号并对其进行进一步的处理。当输入的是一个数字信号时，该单元进行的主要处理是将其再次存入一个内部场存储器中，随后，内部CPU响应由控制/选择逻辑输出电路来的选择逻辑指令而输出相应的控制指令，以预定所期的格式，从场存储器中读出所需的、用于构成显示图象的那些数字数据，再经进一步的处理，以便在它的输出端输出可供显示的一个模拟视频信号。如果输入的是模拟信号，图象控制选择器5仍然要将其变换成数字信号并存入其内部的场存储器中，随后的处理过程与上述当输入数字信号时所进行的处理相同。

很显然，图像控制选择器5中的场存储器的读出方式对于显示图像的画面起着决定作用。一般地说，在存储中，受控制/选择逻辑输出电路8的控制，已经按照图像综合器2的输出格式存储着所选择的若干个电视频道的视频信号。当然，从图像控制选择器输出的信号格式，并不局限于图像综合器2的输出格式，它可以在内部CPU的控制下，选择出一个或几个所存的图像作为输出。当存储的数字信号表示的电视图像的频道数越多时，其读出格式的组合方式也就越多，同时，按照逐行方式读出所选择的各个视频信号的数字信号以便逐行、逐场地形成所需的一个或多个视频信号的过程就越复杂，而且按照不同格式所需而由CPU控制的存储于图像控制选择器5内部的控制程度也就越多越复杂。关于图像控制选择器5所进行的输出格式的选择，在后面的实施例中还要进行说明。

与图像控制器5的工作相对应，伴音控制选择器6将从伴音综合器 3输出的多路伴音全部从记录/重放单元4接收，在控制/选择逻辑输出电路的控制下，其内部CPU将与图像选择器5的内部CPU同步，选择出一路或多路伴音信号经输出端输出。

在控制/选择逻辑输出电路的控制下，输出视频信号合成器7将收到的一个或多个图像信号和一个或多个伴音信号进行合成，以便形成一个或多个全电视信号。举例来说，可以将一视频信号和相应的伴音信号调制在一个射频载波上输出，或者将收到的若干个视频信号和相应的若干个伴音信号分别调制在若干个不同的射频载波上输出。

从上面的介绍可以看出，整个设备的工作过程都离不开控制/选择逻辑输出电路8的指令控制。该控制/选择逻辑输出电路决定着对于V₁-V_n的若干电视信号的选择、综合图像及伴音信号的输出格式、图像选择控制器5和伴音控制选择器6的工作格式以及输出、输出电视信号合成器的工作格式。除此以外，控制选择逻辑输出电路8还必须通过对上述各部分内部的CPU进行控制，协调它们的相互工作配合关系和同步关系。控制/选择逻辑输出电路本身可以是一个组合逻辑电路而构成的，由多位输出译码来确定各部分电路的工作格式，启动它们内部的控制程序按照选择的工作格式进行所需的操作。很显然，控制/选择逻辑输出电路要组合输出两类不同的指令。一种指令用于记录部分的电路工作，另一种用于输出重放部分的电路的工作。具体地说，用于记录部分电路的工作指令要决定V₁-V_n信号的选择，图像综合器3和伴音综合器4的工作模式;而用于输出重放部分电路的指令要确定图像控制选择器5、伴音控制选择器6和输出电视信号合成器7的工作格式。此外，该电路还要发出对记录/重放单元的录/放指令。控制选择逻辑输出电路8本身受到来自外部的信号的控制，该控制信号可以从设备本身的控制面板上的按键输入，或者是从红外控制器发出，由设备的红外感应窗接收而输入。

为了对本发明构思有进一步的理解，现参照图2，对一个有两个电视节目输入的情况作进一步的介绍。为方便起见，图2中假设两个电视信号是从天线TX经同轴馈线输入到两个电视信号处理器1和2的。同时为了简化，略去了控制/选择逻辑输出电路;但应清楚，图中各部分电路的工作均是在控制/选择电路的逻辑控制下实现的。

在图2中，由天线输入的两路电视信号分别送入两个电视信号处理器1和2，经处理后，在它们各自的视频信号输出端和伴音信号输出端分别得到各自的图像视频信号和伴音信号。两个图像视频信号同时由V和V输入图像综合器3，在3的内部，将输入的两个视频图像信号综合处理成能够同时记录的、成为一个视频信号的综合图像信号，其记录载体可选择为磁带，而且在该综合图像信号是数字形式时，还可记录在光盘上。综合图像信号经输出V_合出输出。

两路伴音信号同时由A_λ1和A_λ2输入伴音综合器4，在其内部，将两路伴音综合处理成能够记录在磁带上或光盘上的综合数字伴音信号，并由输出端A_合出输出。

由V_合入输入综合视频信号（模拟信号或数字信号）和由A_合入输入的综合伴音信号在记录/重放单元5中被记录在适当的载体上（磁带或光盘）并通过记录载体进行重放，使上述信号分别由相应的视频输出端V′_合出及A′_合出输出。

图像控制选择器6将输入的上述综合视频信号进行进一步的处理，并按照末示出的控制/选择逻辑电路的指令输出能选择的一定格式的一个统一的视频信号，或分别经两个输出端分别输出两个原来的视频信号。

在图2中仅有两路输入信号的情况下，由图像控制选择器6输出的图像格式的最少可能情况可以由图3所示的a-e的5种方案表示。其中图a和图b表示分别输出两路不同信号的情况;图c表示同时将a和 b的图像用一个电视画面进行完整表现的格式，其中无图像的屏幕部分可显示某种预定的彩色衬底（如兰色）;图d表示的是图a表示的画面为主图像而图b表示的画面为子图像时的“画中画”显示的格式;图e表示的是当图b表示的画面为主图像而图a表示的画面为子图像时的“画中画”显示的格式。可以理解，如果是在一个具有多于两路电视信号输入的情况的实施例中，这种图像输出格式的选择将会变得复杂。当然可以进行约定，选择出一些固定的输出格式而对其它输出可能的组合情况加以限制。

图像控制选择器6对于输出格式的选择同样受控于未示出的控制/选择逻辑输出电路用于重放的控制逻辑信号。控制信号经译码后送到图像控制选择器6的内部CPU，该CPU随即启动相应的控制程序，使整个图像输出控制器转入与其预期格式相对应的工作状态，从而对输入的视频信号进行相应的选择、变换、存储、读取再变换，放大及其它必要的处理，最终将从记录/重放单元来的视频信号制作成相应选择格式的“新”的电视信号，并从其输出端输出。由其内部CPU所执行的全部与各种格式相应控制程度已经硬化在其内部的存储器中。当然，在有更多的电视信号同时输入的实施例中，这种程序就会变得更复杂。

在图2所示的情况中，由未示出的控制/选择逻辑输出电路发出的用于重放部分的控制逻辑编码可由三位二进制数即可实现。三位码可以表示最多8（2³＝8）种状态，（即格式），可以选择其中5种来表示预定的如图3中所示的图a-e不同的输出格式。设计这样一种组合逻辑电路是容易的。

在图2中的伴音控制选择器7将输入的综合伴音信号分离还原成原来的两个伴音信号，并控制相应的选择格式输出。当选择如图3a与b的输出格式时，按照其内部CPU的指令，在其输出端输出相应的一路伴音;当选择的是图3c-3e的输出格式时，则CPU只能按照相应格式 的事先约定在输出端输出一路伴音。比如说，约定在“画中画”的格式中，输出主画面相应的那个伴音信号。象在对图像控制选择器6的计论的那样，伴音控制选择器7对来自记录/重放单元5的两个伴音信号的接收，处理、选择、切换都是在其CPU在执行其内部固化控制程序的过程中实现的。

由图像控制选择器6和伴音控制选择器7输出的图像信号与伴音信号同时输入电视信号合成器8，在8中可对输出用的载波进行调整制，并经发射器发射或由闭路线传送。

图4示出的是一个与图2相对应的实施例的详图，在该实施例中，记录/重放单元采用的是模拟记录方式。

在本发明的实施例中，单元12-20构成了图像综合器，单元22-28组成图象控制选择器，而调制器30起到电视信号合成器的作用。

在本实施例中，电视信号从天线进入电视信号处理器10和11，经在其中的调谐器、中频放大器、检波器等电路的处理，得到两路视频信号V₁和V₂及两个伴音信号A₁及A₂。上述的视频信号V₁和V₂分别在视频处理单元12和18中进行幅度处理并分离出亮度同步信号及色度同步信号送到记录控制与同步单元20。上述视频信号经视频处理单元12和18处理后，分别送至A/O转换单元13和19进行模-数转换，所得到的数字视频信号在记录控制与同步单元20的控制下分别写入存储器14的两个不同的地址空间。记录控制与同步单元20按照外部指令（由控制/选择逻辑输出电路提供）的设定，将存储器14存储的两路信号中的一种或两路数字视频信号送到压缩编码单元15。当仅接收或录制一路电视信号时，记录控制与同步单元20控制选定的一路电视信号时，记录控制与同步单元20控制选定的一路信号从存储器14经压缩编码单元15但在其中不进行压缩处理而直接送至D/A转换单元16;当需同时接收、录制两路电视信号时，记录控制与同步单元20按照隔行隔点的读出存储的图像数据的方式从存储 器14中读出存储的两路视频数字信号，并在压缩编码单元15中形成以1/4屏幕显示的，分别占有左上右下（或右上左下）屏幕的、包含有两个画面的复合电视信号，即与图3c的显示格式相对应的画面显示。此时，另外两个无图象的1/4区域，可用某种基色（比如兰色）填充。上述复合视频信号经D/A转换单元16转换成模拟视频信号后送至视频信号单元17进行处理，输出的模拟复合视频信号送至记录/重放单元以便记录在磁带上。

上述视频信号处理器10和11还分别分离出两路电视伴音信号并直接送至记录/重放单元21。

记录/重放单元21将视频处理单元17输出的复合模拟视频信号经频率分离后对亮度信号进行调制和对色度信号进行降频处理，随后将这亮度和色度信号合成为可供记录在磁带上的视频信号。在这种只有两个电视信号输入的模拟记录的方案中，记录/重放单元21可将从视频信号处理器10和11输出的两路伴音信号分别记录在磁带的两条伴音磁道上，如本实施例中所示。重放时，记录/重放单元21将重放的模拟视频信号经高通滤波器和低通滤波器的分离，解调后恢复亮度Y和经变频后恢复色度信号C。然后再将Y信号和C信号合成复合电视信号并输出到重放信号处理单元22。

重放信号处理单元22将上述记录/重放单元21输出的复合模拟视频信号进行亮度同步和色度同步的提取，并将其送至重放控制与同步单元28。经上述重放信号处理单元22处理后输出的视频信号经A/D转换单元进行模数转换，输出的数字信号在重放控制与同步单元28的控制下写入存储器24。

在重放记录有两路电路电视节目的磁带时，如果外部命令设定只播放其中的一路，即如图3a和3b所给出的格式，重放控制与同步单元28控制存储器将相应的所选一路图象的数字信号传送到内插入及输出格 式存储单元25，经内插放大处理后恢复成完整的一幅屏幕的图象信号，随后送到D/A转换器单元26转换成模拟视频信号，再经视频输出单元27进行同步及幅度放大后输出。如果外部命令设定同时播放两路电视节目并以“画中画”的主-子图象格式显示时，（即以图3d或3e的格式显示）重放控制与同步控制单元28控制存储器24将设定为主图象的一路视频数字信号进行上述的内插入大处理，使之成为完整一幅屏幕的视频信号，但此时将另一路视频信号取样数的1/2压缩，并以此取代上述主画面中相应位置的象素取样，以构成“画中画”方式的复合视频数字信号。上述复合视频数字信号经D/A转换单元26转换成模拟信号后，经视频输出单元27进行同步和幅度放大后输出。

最简单的重放格式，对于重放电路部分而言是记录格式完全相同的格式，即如图3c所示的格式。此时，存储器中的读取是完全按编码数字视频信号的写入方式进行的，因而其控制程序最简单。

记录/重放单元21的两路输出伴音信号输入到伴音控制器29，由重放控制和同步单元28选定一路与画面（或画面的主图象或两路完整图象画面之一）相对应的伴音经放大后由音频输出端输出。

由视频输出单元输出的视频信号和由伴音控制器29输出的伴音信号同时被送到调制解调器30，并调制在射频载波上发射以供电视机接收。

在图5中示出了另一个与图2相对应的更详细的电路实施例。不同于前一个实施例，在本实施例中，记录/重放单元采用的是数字信号的记录。

在本发明的这个实施例中，单元30-39组成图象综合器，单元49-55组成伴音综合器，单元41-48组成图象控制器，单元56-60组成伴音控制器。

电视信号由天线输入电视信号处理器10和20，经调谐、中放、检波后输出的视频信号V₁和V₂分别进入视频处理单元30和34。其中的一路 信号V₁经过视频处理单元30进行幅度处理并分离出亮度同步及色度同步信号。上述的两个同步信号送至记录控制单元36，并由该单元产生所需的，用于视频信号记录的各时基信号。视频信号V经视频处理单元30进行诸如放大，同步分离、亮、色分离等处理后，送到A/D转换器进行模-数转换。A/D转换器单元31输出的数字图象采样的数据经输入接口32并在记录控制单元的36的控制下按地址产生单元37产生的地址写入存储器33。

由电视信号处理器20输出的另一路视频信号V₂所经的处理同V所受的上述处理相同，同样在记录控制器36的控制下经输入接口32按照地址产生器37的给出的地址，写入存储器33的另一个存储区。记录控制单元36按照外部命令（由控制/选择逻辑输出电路提供）将存储器中的两路视频数字信号逐场分时地输入到综合信号处理单元39。在其中，将并行输入的亮度信号数据、两个色差信号数据进行并-串联的转换，并进行时基压缩、增幅、同步处理后，以便输出得合数字视频信号在/重放单元40中进行记录。

上述的电视信号处理器10和20还分别分离并输出两路相应的伴音信号A1和A2。这两路音频信号分别输入到A/D转换器49和50进行转换，输出的两路数字信号在记录控制单元55的控制下经接口51存入存储器52的两个不同的存储区。在来自控制/选择逻辑输出电路的指令的控制下，单元55将两路伴音信号经输出接口送入综合编码器54，在其中进行编码并与单元39相配合，将两路伴音数字信号由记录/重放单元40记录于载体上。

在重放时，重放视频信号由记录/重放单元40的复合视频信号输出端（V_合出）输出至分离解码单元41，在此单元中，不同信号成分的编码数据被彼此分离，以便将这些数字信号按照地址产生单元46产生的地址写入存储器42的不同空间。重放控制单元47控制着地址产生单元46的地址 产生来实现上述的信号数据的分离及写入。

当外部命令指定仅重放一路电视图象时，重放控制单元47控制地址产生单元46和存储器42将选定的一路电视信号的采样数据输入到输出格式存储器43，并经D/A转换单元44和视频处理单元45的处理后，得到一路完整的复合电视信号（即实现如图3a及3b的直线格式），在实现如图3c所示的重放格式的控制指令下，地址产生器46将输出一地址函数，将所存的两路数字信号进行选择转存，以形成包括两个显示画面的一个完整的电视信号。而所空的屏幕区域用单一基色数据填充，随后再将已在输出格式存储器中已形成的上述内容送至D/A转换器44及视频处理器45，从而实现如图3c所示的格式重放。当外部命令指令同时实现两路电视图象如图3d和3e（即压缩比为2）的主-子图象嵌套格式的重放，或实现如图3e′或3d′的（即压缩比为3）主-子图象嵌套格式的重放时，重放控制单元47将指定的子图象的一路画面压缩数据为1/4或1/9的原画面数据并同指定为主图象的一路数字数据进行在输出格式存储器内的组合，再送至D/A转单元44。D/A转换单元将上述数字信号转换成模拟信号，输出到视频处理单元45，根据由同步和时钟单元48产生的同步信号，对所述的模拟信号进行同步处理，最后由视频处理单元45输出模拟视频信号供电视接收机显示。

参考对于图象信号的处理方式，可对于两路伴音信号进行相类似的处理。当然，由于信号性质的不同，一般地说，对于伴音的处理要容易的多。记录/重放单元40从A_合出输出的复合伴音信号送到伴音分离解码单元56，由该单元分离出两路数字伴音信号。选择切换单元57按照重放控制单元60的指令，与输出画面的格式相对应选择出两路数字伴音信号之一送到D/A转换单元58，由该D/A转换器输出的模拟伴音信号经输出处理单元58放大后输出的音频信号提供给电视接收机作为伴音。

在本实施例中，上述的视频处理单元45输出的视频信号和输出处理 单元59输出的伴音信号还送到调制单元61，对射频载波进行调制，以供电视机接收。

为了对本发明的存储、取样的过程以及对于数据读出及格式形成的过程有进一步的了解，下面参照图6及图7分别加以介绍。

为了使下面的阐述更具体化以利于理解，我们任取一种电视制式来加以说明，例如说NTSC制式。应当明白，虽然下面的解释及计算均以NTSC制式的有关数据为根据，但这些说明及数据的计算方法同样也适用于PAL或SECAM制式的电视信号，只是将具体的行、场数据用相应的数据取代即可。

现在来参考图6对本发明的电视信号的取样及存储的过程作更详细的说明。图6可以看作是对于图5中单元31至单元40的详细的表示方框图。

为了使色度信号的处理方便起见，一般地说，是将时钟锁相到彩色副载波fsc频率的整数倍上来对视频信号取样。对于NTSC制式的视频信号而言，它的彩色副载波为4.43MHz。如图6中所示，本实施例中采用4fsc作为视频信号的取样频率。以往的实践表明，这样的取样密度下重现的视频信号具有足够好的清晰度。同时，为了有良好的录制效果，在本实施例中，对于两个色差信号的取样频率也为4fsc。对于4fsc（即14.3MHz）的取样频率，其周期为70ns，在此取样条件下，对于63.5μs的NTSC制式的行扫描周期中，要有910个取样编码数据，即910个抽样象素。相应地，在一个场存储器中，相应于每一行取样码的行存储单元都拥有910个8比特字长的存储子单元。这种存储器的要求对于NTSC制式的信号来讲是不变的，因为在NTSC制式中，每个水平扫描的行信号都存在着精确的227.5个彩色副载波周期。因此，在四倍于彩色副载波的取样频率（4fsc＝14.3MHz）上进行A/D变换时，每行都精确地存在着910（＝4×227.5）个象素。对于被编码的Y、R-Y、B-Y信号中的每一个 而言，均采用每个样值8比特的均匀量化的PCM编码方式，在取样结构上，对于行、场和帧的重复，R-Y、B-Y的取样点的位置相同，并且和每一行的Y的样点位置一致。

在决定本电路中的存储器的选取时，一是考虑它的所需的容量，再就是考虑它的存储速度的要求。在本实施例中，6个信号分量（即亮度信号Y₁、Y₂，色差信号R₁-Y₁，B₁-Y₁和R₂-Y₂，B₂-Y₂）同时并行地输入到6个相应的A/D转换器。由于对于两路电视信号的处理方式相同，而且对两路中每一对相应的成分的信号处理手段也完全一样，因此现仅就Y₁和Y₂的信号成分被取样而存入Y场存储器的情况加以介绍，而对于B₁-Y₁与B₂-Y₂和R₁-Y₁与R₂-Y₂的处理可完全参照Y₁与Y₂的处理方式进行。

图中与A/D转换器相联接的缓冲存储器的容量，只要能够存储两行完整的取样信号即可。而在Y场存储器中，包含有两个独立的分离部分，每个分离部分都可单独地受外部时钟的控制而且都具有存储一完整帧取样信号的存储空间，而整个Y场存储器共可容纳两帧（四场）亮度信号的取样数据。

当着缓冲存储器中的两个行存储器之一被写入正在由A/D取样输出的一行亮度数字信号时，另一个行存储器中的前一行信号则以两倍于取样频率的速度被读出到Y场存储器的一个分离部分。这样，在一个A/D的行取样时间内，写入分配器内的一个多路开关以8fsc的开关速率将Y₁的一行数字取样编码数据和Y₂的一行数字取样编码数据分别地送入了Y场存储器中的两个连续地址中。以这样的方式，可在一个场周期内将来自单元30和单元34（参见图5）的两个亮度信号Y与Y写入Y场存储器中的一个分离部分，全部数据所占有的空间为910×625个8比特存储容量。当着开始下一场的信号取样时，写入地址发生器和地址多路开关共同将多路开关送入的信号存入Y场存储器的另一个分离部分，与此同 时，按照其地址发生器及时基信号，来进行对已存的前场亮度信号数据的输入到综合处理/转存选择单元的处理。

对于同一时基而言，通过写入分配器的一个多路开关将缓冲存储器的行取样信号写入Y场存储器的过程，是一个时基压缩的过程。并且，同样地对每一个色差信号都有相应的多路开关实现与上述亮度信号数据所经历的相类似的压缩，从而在一个场周期内，将两路电视信号的取样编码数据经写入分配器存入到三个场存储器中。

综合处理及转存选择单元的作用在于它将并行输入的三路取样数字编码信号用多路开关作切换处理，一方面在地址多路开关的配合下使原来的两种不同电视信号取样数据在场存储器中的相间排列转换成同一电视信号取样数据在记录介质上的一场内连续排列而实现两路电视信号对应成分的数据的场相间排列，与此同时，实现数据从存储器至记录/重放单元的并-串行转换。应当清楚，无论是采用磁带还是采用光盘作为存储介质，由于相对于时间轴而言，介质上的数据信息均须为“串行”排列的，因而进行这种并-串行转换是必须的;另一方面，该单元的转存选择功能可对现存的两路信号的取样数据加以选择，例如使其中某一种电视信号的取样数据不能被送到记录/重放单元。

下面来参照图7对本发明的设备的信号重放及格式形成过程作更为详细的说明。图7可以看作是对于图5中单元40至48的详细的表示方框图。介绍的重点在于重放格式的形成过程。

重放的数字编码数据经读出缓冲存储器、码分配多路开关、并在读出地址发生器和地址多路开关的配合下写入三个场存储器，其各部分的工作原理与前面图6所介绍的相应部分相同，所具有的差别在于，在写入场存储器的过程中进行的是串-并转换（即数据由串行变为并行），即相对于时间轴进行了进基的扩展。此外，在一个场存储中，为了进一步处理的方便，同一电视信号的同一场的某一信号成分（例如：亮度信号 Y）在存储器中是以连续地址存放的。这样，可以采用双端口自动循环地址存储器RAM（例如日立公司的HM53051P型RAM，262144    8比特字节总存储量），这种存储器在给出一起始地址后，在时钟控制下可自动地顺序存取，而且可利用它的两个端口同时地进行存入与读出的操作。场存储具有这样的功能对于后面要进行的格式形成的读取控制带来很大的方便。

输出格式的形成是通过有选择地将所存的数据信息按照一定规则写入输出格式存储器而实现的。作为例子，选择亮度信号来讨论如何实现压缩比为3的“画中画”的显示格式（即图3d′和3e′的画面格式）。在图3所示的格式选择中，相对而言，这种两路电视信号的画面嵌套的显示格式是最为复杂的。

首先考虑这种主-子画面嵌套格式中，当压缩比为3时其子画面所含的信息量。

对于NTSC制式的彩色电视信号（525行/帧、即262.5行/场    TH＝63.5μs），在以4fsc（14.3MHz）对其进行PCM取样时，每一个水平扫描行共有910个取样数据。在这910个数据中，表示图象信息的数据（与扫描正程相对应）共有760个，而另外的910-760＝150个取样数据发生在行消隐期间而与图象内容无关。相类似地，在每一场中有21行的扫描线发生在垂直消隐回扫期中，因此，对于一个完整的电视画面的一场，共有262.5-21＝241.5行扫描线与图象画面的内容相关。根据这一推算，一场电视信号在4fsc频率下的PCM取样数据中，总共有241.5×760个取样数据与画面内容相关。如若要实现如图3d′及3e′子图象压缩比为3的“画中画”显示画面，必须将作为子图象的一路电视信号的取样数据进行相应的压缩，压缩后的与子图象相对应的数据量为（1/3×241.5）×（1/3×760）即为80×253个取样数据。这表示的是，压缩而得到的子图象在一场电视画面中占有的行数是80而每行的取样值是约为253个。对于这些取样值的选择可通过每三个取样数据选其一的等距选 取方式进行，同时每三行中选择一行。因此，在将Y场存储器中的取样数字数据写入输出格式存储器时，为实现如图3d′和3e′的压缩比为3的子图象嵌套显示格式，在每一场中的前80行中的从第1至第253个取样数据是由用上述的“三取一”的方法而获得的子图象的取样数据，这些行中从第254至760的取样数据是主图象的相应的取样数据。只要有准确的时钟和精确的地址控制，实现一场电视画面信号的前80行的连结是完全可能的。在一场画面中的第81至252.5行，则可将场存储器中的主图象的取样数据转存入格式形成存储器中相对应的存储地址单元之中即可实现。还应当注意，为了实现两路信号的读出完成的同步，此时的子图象取样数据的读出速率仅为主图象的1/3。

很显然，采用同样的方法，可实现对两个色差信号的数据处理。利用本方法，还可实现其它输出格式的形成。比如说，为实现如图3d和3e所示子图象压缩比为2的显示格式，可采用完全类似的方法，不过此时对子图象取样数据的选择是隔行隔点进行的（即“二取一”），而对于图3c所示的显示格式，则需要采用同时对两路电视信号的取样数据同时进行隔行隔点的数据选择（即进行压缩比为2的数据压缩），而每一行中的无图象信息的半行可填充以某一基色作为衬底。

应当说明的是，上面的对于图6及图7的原理性的说明在理论上是完全行得通的，采用超高速及高精度的存储器件及多路转换器在实践中也是可能的，当然，这势必要使整个装置的控制电路复杂而成本增大。为了采用低价的、通用的电路部件，在实际中还要对图中所示的电路方案稍加改动。

应当注意到，按照上述参照图6所做的阐述，当着三个场存储器中的取样数据转存记录于记录载体上时，所进行的并-串转换即为一个时基压缩的过程。为了在一个场周期中读出六场取样数据（两场为Y，两场为R-Y，两场为B-Y），这就使得从场存储器中的数据读出速率为6× 4fsc＝24fsc，也就是说，每一个8比特的取样数据仅有稍大于10ns的读出时间。对于普通RAM这是一个很高的要求，因而不易实现。因此，在实际中可采用已存于场存储器中的数据选择地读出方法，也就是说，先压缩再记录的方法。比如说，采用隔行隔点地将已存的取样数据经综合处理/转存选择单元送到记录载体进行记录，这样，对于作为场存储器的RAM存储器可有约50ns的单元读取时间，这对于普通的RAM而言是可行的。

与上段中的读取方法相对应，为了保证在图7所示重放电路中实现足够的重放清晰度，在将重放的取样数据存入场存储器以前，要进行相应的行内插处理，以便恢复丢失的所有象素的取样数据。这些内容对于本专业的技术人员而言是熟悉的，因此不再多述。内插处理的最终结果，使得图7所示的电路中的场存储器中的数据信息量与图6所示电路中的场存储器中的数据信息量相同。

图8示出的是本发明的另一个实施例的电路的一部分。在本实施例中，示出了同时有四路电视信号同时输入的情况。在此种情况下，装置的重放部分的硬件电路与图5中所示出的实施例的重放部分电路在原理上是相同的，因此将这一部分省略。但很明显，由于此时可能有四路电视信号的数字取样信号同时从记录/重放单元输出，因而具体的电路详部分以及在重放来自控制/选择逻辑输出电路的外部指令以及由重放控制器所执行的控制程序显然要比由图5所示出的实施例的情况复杂。

在这一原理框图所对应的实施例中，在外部指令的控制下，电视信号处理器选择输入信号Va-Vd的一至四路进行处理，然后将各路图象信号送入视频信号处理器a-d，将各路伴音信号输入各自的A/D转换器。各路视频信号经处理后再经各自A/D转换器转换成数字编码信号，并在记录控制器的控制下，各路数字信号被存储在由地址产生器分配的存储器的一个存储区域内。时基产生器产生的时基及同步信号送到综合信号 处理器，在综合信号处理器中，按照记录控制器的指令以一定的读出方式读出取样的数字图象信号并被综合成可供记录于载体的综合图象数字信号。

同样，各路伴音信号经各自的A/D转换器转换成数字伴音信号，在记录控制器的控制下，各路数字伴音信号经输入接口被存储在所分配的存储器的某一区域内。在综合编码器中，经由输出接口来的各种数字伴音信号被综合成某一特定格式的、可记录的综合伴音信号。

虽然本实施例中有四路电视信号同时输入，但在处理每一路信号的方法上与图5所示的实施例相同，在对四路信号所进行的取样以及取样编码数据的存储、综合、记录等处理在原理上均可参考图5实施例中有关的说明部分。

图9示出了本发明的又一个实施例。本实施例是在由图5表示的实施例的基础上进行改进而得到的。由于本实施例的记录部分的电路框图及相应的实际构成与图5表示的实施例完全相同，因而省略。在图5的基础上，本实施例电路又增加了重放电路部分的第二个视频信号D/A转换器430和第二个伴音D/A转换器570;以及第二个视频处理器440和第二个伴音输出处理器580。而且，在输出部分又增加了第二个调制器61。采用本实施例的电路可以实现同时分别输出由电视信号处理器10和11输入的两路电视信号，以供两个显示器（例如电视机）同时收看。由于在本实例中侧重于分别输出两路不同的电视信号，因而在图5中出现的用于单一屏幕显示的输出格式存储器43被省略。

在收到控制选择逻辑输出电路发出的相应于输出两路不同电视信号的指令后，重放控制器46将存储在存储器42内的两路不同电视信号的取样编码数据分别输出到两个各自的D/A转换器43和430，随后，将所得的两路模拟信号分别输入到视频处理器40和440，在这两个视频处理器中，两路信号连同由同步和时钟发生器47提供的同步信号一起被综合成 两路视频信号输出，并分别被送到调制器60和61。

同时，由选择切换单元56输出的两路数字伴音被分别送到两个数-模转换器57和570，以便产生出两路伴音信号。并且，这两路伴音信号被分别送到伴音输出处理器58和580，再送至相应的调制器60和61。最后，由调制器60和61同时提供两路不同电视节目以供两个不同电视机播放。

Claims (7)

1、一种同时接收、处理多频道电视信号及选择其一或同时播放所有接收的电视信号的录放像设备，包括多个电视信号处理器和记录/重放单元，其特征在于还包括：

a)图象综合器，用于对上述的多个视频信号进行综合处理，以合成一个适合在屏幕上分区地同时显示的综合图象信号；

b)伴音综合器，用于对上述的多个伴音信号进行综合处理，以合成可同时记录的含有多个伴音信号的综合伴音信号；

c)图象控制选择器，用于将接收的综合图象信号按照输入指令给定的格式进行控制选择及组合，以提供相应的一个视频信号或多个与各电视信号处理器相对应的视频信号；

d)伴音控制选择器，用于按照输入的指令选择提供一路或多路伴音信号；

e)输出视频信号合成器，用于将c)和d)所述的视频信号和伴音信号合成为一个或多个可提供给电视机重放的一个或多个全电视信号；

f)控制/选择逻辑输出电路，用于产生记录格式控制信号和产生用于重放格式的控制信号，并将这两种信号送至相应的各部分内部的控制电路，以使各部分转入预期的工作控制程序。

2、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图象综合器包括：

多个视频处理单元，用以对所述多个电视信号处理器供出的各视频信号进行幅度处理及分离出亮度同步信号和色度同步信号：

多个模/数转换器单元，用以将经过各所述视频处理单元处理后的视频信号分别转换为数字视频信号;

存储器，包括多个地址空间，用以将所述各数字视频信号分别存入其中一个相应的地址空间;

压缩编码单元，用以对所述存储器中供出的各数字视频信号进行压缩处理和编码而形成复合电视信号;

数/模转换器，用以将所述压缩编码单元供出的数字形式的复合电视信号转换为模拟复合电视信号;

综合视频处理单元，用以对所述模拟复合中视信号进行处理，从而使其中各视频信号合成为适于在显示屏上分区地同时显示的一个综合图象信号;

记录控制与同步单元，用于接收所述各视频处理单元供出的亮度和色度同步信号和所述控制/选择逻辑输出电路供出的控制和指令信号，以便对所述模/数转换器、存储器、压缩编码单元、数/模转换器、和视频处理单元进行控制和同步。

3、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图象综合器包括：

多个视频处理单元，用以对所述多个电视信号处理器供出的各视频信号进行幅度处理并分离出亮度和色度同步信号;

多个模/数转换器，用以将经过各所述视频信号处理单元处理后的视频信号分别转换为数字视频信号;

输入接口，用以接收来自各所述模/数转换器的各所述数字视频信号;

存储器，用以存储来自所述输入接口的各所述数字视频信号;

地址产生器，用于产生供各所述数字视频信号在所述存储器中进行存储而需的地址;

综合信号处理单元，用于对从所述存储器供出的各视频数字信号进行并/串转换以及时基压缩、坛幅、同步处理，从而输出复合数字视频信号;

记录控制单元，用于接收来自所述控制/逻辑输出电路的控制信号和外部命令，以便对所述模/数转换器、输入接口、存储器、综合信号处理器和地址产生器进行控制和同步;

时基产生单元，用于产生时基信号供所述图象综合器各部件使用。

4、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图象控制选择器包括：

重放信号处理单元，用以对从所述记录/重放单元供出的复合模拟视频信号进行处理并从中提取亮度和色度同步信号;

模/数转换器，用以将所述经过处理的复合模拟视频信号转换为数字复合视频信号;

存储器，用于存储所述数字复合视频信号;

内插及输出格式存储单元，用以将选定的的图象进行内插放大处理，从而恢复为数字形式的屏幕显示图象信号;

数/模转换单元，用以将所述的数字形式的屏幕显示图象信号转换为模拟视频信号;

视频输出单元，用以对所述模拟视频信号进行同步和放大，从而形成复合视频信号以便输出至所述输出视频信号合成器;和

重放控制与同步单元，用于接收所述重放信号处理单元供出的亮度和色度同步信号及所述控制/选择逻辑输出电路供出的控制和指令信号，从而对所述重放信号处理单元、模/数转换器、存储器、内插及输出格式存储单元、数/模转换器、和视频输出单元进行控制和同步。

5、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图象控制选择器包括：

分离解码单元，用以对所述记录/重放单元供出的复合视频信号进行分离;

存储器，用于存储由所述分离解码单元提供的经过分离的复合视频信号;

输出格式存储器，用于按预定的重放格式对所述存储器中存储的多路的复合视频信号进行选择转存，以便形成预定重放格式的数字数据;

数/模转换器，用于将所述输出格式存储器供出的预定重放格式的数字数据转换为模拟信号;

视频处理器，用以对所述数/模转换器供出的模拟信号进行处理，从而形成复合视频信号以供输出至所述视频信号合成器;

地址产生单元，用以产生供所述经过分离的复合视频信号在所述存储器中进行存储所需的存储地址;

重放控制单元，用于接收所述控制/选择逻辑输出电路供出的控制和指令信号，对所述分离解码单元、存储器、输出格式存储器、数/模转换器、视频处理器和地址产生单元进行控制;和

同步和时钟单元，用以产生供所述图象控制选择器的各部件使用的同步信号。

6、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述伴音综合器包括：

多个伴音信号模/数转换器，用以将各所述电视信号处理器供出的模拟伴音信号转换为相应的数字伴音信号;

伴音输入接口单元，用以将同时输入的多个所述数字伴音信号合并为串行输出的数字伴音信号;

伴音存储器，包括多个存储区，用以分别存储相应的多个所述数字伴音信号;

伴音输出接口单元，用以输出所述伴音存储器中的所述数字伴音信号以便进行综合编码处理;

伴音综合编码单元，用以对所述伴音输出接口单元供出的所述数字伴音信号进行综合编码，从而输出供记录在所述记录/重放单元的记录载体上的复合伴音信号;和

伴音记录控制单元，用于接收所述控制/选择逻辑输出电路供出的控制和指令信号，以便控制所述伴音模/数转换器、伴音输入接口单元、伴音存储器、伴音输出接口单元和伴音综合编码单元。

7、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述伴音控制器包括：

伴音分离解码单元，用于接收由所述记录/重放单元供出的、重放的复合伴音信号，从而分离恢复为多个伴音信号;

伴音选择切换单元，用于由输入的多个伴音信号中选择与输出画面格式相对应的一路伴音信号;

伴音数/模转换器，用于将所述伴音选择切换单元供出的数字形式的伴音信号转换为模拟伴音信号;

输出伴音处理单元，用于放大处理所述模拟伴音信号以便输出供电视机播放用的伴音信号;和

伴音重放控制单元，用于接收来自所述控制/选择逻辑输出电路的外部命令，控制所述伴音分离解码单元、伴音选择切换单元、伴音数/模转换器和输出伴音处理单元。

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