CN1105498A - 电视集成录像机装置 - Google Patents

Abstract

一种电视集成录象机装置，包括：用于接收来自 广播台的高清晰度电视信号的高清晰度电视，用于在 磁带上记录和重放高清晰度电视信号或标准电视信 号的数字录象机，以及接口电路，用于在记录模式时 转换高清晰度电视信号的格式为数字录象机的记录 格式，而在重放模式时转换来自数字录象机的重放信 号格式为高清晰度电视格式或标准格式，并以标准电 视方式完成多种屏幕处理功能。按照本发明，在标准 电视系统和HDTV系统之间提供了兼容。

Description

本发明一般涉及电视（下面称为TV）集成录像机（下面称为VCR）装置，更具体是涉及与高清晰度电视（下面称为HDTV）或标准电视连接以记录和重放HDTV格式或标准TV格式的数字电视集成录像机装置。

标准的TV系统，比如NTSC制一直用到现在，但近来已发展到了HDTV制式，并在不久的将来将商业化。尽管HDTV制式将商业化，但估计标准TV制式将与HDTV制式共存很长时间。

另一方面，在数字VCT希望象HDTV广播信号一样来记录NTTSC广播信号的情况下，标准TV系统和HDTV系统之间需要兼容，将HDTV广播信号转换为NTSC广播信号来重放或转换NTSC广播信号为HDTV广播信号来重放。

例如，编辑和复制、高速重放等等NTSC的技巧重放模式很难用HDTV广播信号格式。为此，有必要将NTSC系统的技巧重放模式有效地用于HDTV系统。此外，NTSC系统的记录模式比如标准重放（SP）、慢放（LP）等等也须能够用于HDTV系统。

因此，针对上面的问题，本发明的目的是提供一种电视集成录像机装置它能记录和重放HDTV广播信号和标准TV广播信号，以便提供标准TV系统和HDTV系统之间的兼容性。

按照本发明，提供这样一种电视集成录像机装置可达到上述和其它的目的，它包括用于接收来自广播台的高清晰度电视信号的高清晰度电视;用于记录和重放来自磁带上的高清晰度电视信号或标准电视信号的数字录像机;以及接口装置，用于将高清晰度电视信号在记录模式时转换成所述的数字录像机的记录格式，而在重放模式时将重放信号从所述数字录像机的格式转换成高清晰度电视格式或标准电视格式，并以标准电视方式完成多种屏幕处理功能。

从下面结合附图的描述将更清楚地理解本发明上述和其它目的、特点和优点。

图1为按照本发明的电视集成录像机装置的方框图。

图2为图1中接口电路中格式转换器的详细方框图。

图3A和3B为按照本发明数据扫描转换方式的示意图。

图4为按照本发明数据区域尺寸转换方式的示意图。

图5为由图4中数据区域尺寸转换方式获得的信号波形图。

图6为按照本发明数据区域分配方式的示意图。

图7为图1中接口电路中取样电路的亚取样器的详细方框图。

图8为图1中接口电路中取样电路的上取样器的详细方块图。

图9为图1中接口电路中后处理器的详细方框图。

图10为图1中数字VCR中编码器的详细方框图。

图11A至11C为按照本发明数据扫描格式转换方式的示意图。

图12为图1中数字VCR中格式化器的详细方框图。

图13A至13C依次为按照本发明数字记录格式转换方式的示意图。

参见图1，它显示了按照本发明的电视集成录像机装置的方框图。如图所示，电视集成录象机机装置包括用于接收来自广播台的HDTV信号HDi的HDTV100，用于记录和重放来自磁带上的HDTV或标准电视信号的数字VCR200，以及接口电路300，用于在记录模式时转换HDTV信号的格式为数字VCR200的记录格式，而在重放模式时将来自数字VCR200的重放信号的格式转换为HDTV格式或标准TV格式，并以标准电视方式完成多种屏幕处理功能。

该HDTV100包括用于调谐来自广播台的HDTV信号HDi的调谐器1;解调器2，它用于对来自调谐器1的输出V1进行解调，校正解调信号的混合误差并从校正的信号中分离视频信号V₂和声频信号A₂;解码器3用于对来自解调器2的视频信号V₂和声频信号A₂进行解码以将它们扩展到原始的状况，并从视频信号V2中检测运动矢量M.V和替代的帧或场差分信号DFD;视频处理器4，用于从解码器3通过开关SW2接收视频输出YH、UH和VH，并将所接收的信号恢复为彩色信号R、G和B;数/模（D/A）转换器5，用于将来自视频处理器4的彩色信号R、G和B转换成模拟视频信号并输出转换的模拟视频信号到高清晰度监视器即监视器1;以及D/A转换器6，用于将来自解码器3的声频输出A₃转换成模拟声频信号并输出该模拟声频信号到喇叭SP1。

接口电路300包括格式转换电路9，用于将来自HDTV100或数字VCR200的视频数据的格式转换成所需的格式;取样电路10，用于对从格式转换电路9来的视频输出Y1′、U1′和V1′、Y2′、U2′和V2′和Y3′、U3′和V3′进行亚取样以减少其数据量，输出取样信号到数字VCR200，对从数字VCR200来的视频输出Y″、U″和V″进行上取样以增加其数据量并输出该取样信号到格式转换电路9;后处理器11，用于处理来自格式转换电路9的视频输出YO、UO和VO以完成多种屏幕处理功能，比如画中画（PIP）功能、变焦功能、编辑功能等等;D/A转换器12，用于将来自后处理器11的视频输出YP、UP和VP转换成模拟视频信号，并输出该模拟视频信号到标准电视监视器即监视器2;模拟声频输出单元8，用于从数字VCR200通过开关SW5输入模拟声频信号并将该输入的模拟声频信号输出到喇叭SP2，以及数字声频输入/输出单元7，用于通过开关SW1和SW4将数字声频信号输入和输出来自/到HDTV100和数字VCR200。

数字VCR200具有两部分，即记录和重放部分。数字VCR200的记录部分包括调谐器/解调器电路13，用于调谐来自广播台的标准TV信号NTSC并解调该调谐信号;A/D转换器14，用于将来自调谐器电路13的视频和声频输出NVi和NAi转换成数字信号;编码器15，用于从A/D转换器14接收视频输出YN、UN和VN以及声频输出A14或从接口电路300中的取样电路10通过开关SW3接收视频输出Y″、U″和V″，并对所接收的信号进行编码;误差校正编码器（ECC）16，用于校正来自编码器15的视频和声频输出V15和A15的误差成分;格式化器17，用于转换来自误差校正编码16的输出V16的格式为记录格式;频道调制器18，用于将来自格式化器17的输出V17适当地调制到一个频道特征;以及记录放大器19，用于放大来自频道调制器18的输出V18至一预定的电平并通过磁头HD1和HD2将放大的信号记录在磁带上。

数字VCR200的重放部分包括放大器/均衡器电路20，用于放大由磁头HD3和HD4检测的信号到一预定的电平并补偿放大信号的失真;频道解调器21，用于解调从放大器/均衡器电路20来的输出V20;去格式化器/误差校正解码器（ECD）电路22，用于将来自频道解调器21的输出V21的格式转换成原始格式并校正转换信号的误差成分;以及解码器23，用于将来自去格式化器/误差校正解码器电路22的视频和声频输出V22和A22解码成原始信号Yd、Ud和Vd和A23信号，并通过开关SW3将该视频信号输出到D/A转换器24以用标准RTV方式重放，或输出到接口电路300中的取样电路10以用HDTV方式重放。D/A转换器24用于将来自解码器23的视频和声频输出Yd、Ud和Vd和A23转换成模拟视频和声频信号，并输出该模拟视频和声频信号到标准的电视显示单元。

参见图2，它显示了接口电路300中格式转换电路9的详细方框图。如图所示，格式转换电路9包括同步分频器31，用于分频同步的信号Sync;时钟分频器32，用于分频时钟CLK;时钟检测器33，它响应来自或门OR1的输出而识别输入视频数据Y、U和V的格式，OR1输入时钟CLK和格式选择模式信号MSM;格式识别器（ID）只读存储器（ROM）36，用于存储关于数字数据格式的识别数据;锁相环（PLL）35，它响应来自格式识别器ROM36的输出V36而调整振荡频率的相位;缓冲器37，用于缓冲来自HDTV100中解调器3的运动矢量M.V和替代的帧或场差分信号DFD;以及扫描格式确定器38，它按照由缓冲器37缓冲的运动量M.V和替代的帧或场差分信号DFD的电平而输出扫描转换控制数据1PDD。

同样，格式转换电路9包括格式控制器34，它响应来自扫描格式确定器38的扫描转换控制数据1PDD和来自时钟价测器33的输出而输出格式控制信号V34;扫描格式转换器25，它响应来自格式控制器34的格式控制信号V34，来自同步分频器31的输出同步和来自时钟分频器32的输出VCLK依据输入视频数据Y、U和V而完成顺序/隔行扫描转换或隔行/顺序扫描转换;格式区域转换器26，用于将来自扫描格式转换器25的视频输出数据Yi、Ui和Vi或来自数字摄象机的视频输出数据Yc、Uc和Vc的尺寸转换为所需的尺寸;视频分配器27，用于将来自格式区域转换器26的视频输出数据Yo、Uo和Vo分配成各区域，并由缓冲器28-30分别缓冲来自视频分配器27的视频输出Y1、U1和V1、Y2、U2和V2和Y3、U3和V3。

参见图7，它显示了接口电路300中取样电路10的亚取样器101的详细方框图。如图所示，该亚取样器101包括低通滤波器（LPFs）391-399，用于分别去掉来自格式转换器9的视频输出Y1′、U1′和V1′、Y2′、U2′和V2′和Y3′、U3′和V3′中的高频成分;亚取样单元401-409，分别用于对来自低通滤波器391-399的输出V391-399进行亚取样;以及视频合成器411-413，分别用于合成来自亚取样单元401-409的输出V401-V409的Y成分、U成分和V成分，以将它们恢复为视频信号Y″、U″和V″，并通过开关SW3分别将该恢复的视频信号Y″、U″和V″输出到数字VCR200中的编码器15。

参见图8，它显示了接口电路300中取样电路10的上取样器102的详细方框图。如图所示，上取样器102包括视频分配器421-423，用于分别通过开关SW3在重放方式中从数字VCR200接收视频信号Y″、U″和V″，并将所接收的视频信号分配成区域;上取样单元431-439，分别用于对视频分配器421-423的输出进行上取样;以及低通滤波器（LPFs）441-449，分别用于从来自上取样单元431-439的输出V431-V439中除去高频成分，并分别将结果的视频信号输出到格式转换电路9中的缓冲器28-30。

参见图9，它显示了接口电路300中的后处理器11的详细方框图。如图所示，后处理器11包括格式转换器46，用于将来自格式转换电路9的视频输出YO、UO的VO和HDTV格式转换成NTSC格式;画面变焦器47，用于调整要显示的视频的尺寸;艺术处理器48，用于完成比如视频编辑功能的艺术处理;彩色反相器49，用于完成彩色转换功能;以及合成器50，用于合成来自格式转换器46的输出Y46、U46和V46的、来自画面变焦器47的输出Y47、U47和V47的、来自艺术处理器48的输出Y48、U48和V48和来自彩色反相器49的输出Y49、U49和V49的Y成分、U成分和V成分，以恢复它们为视频信号YP、UP和VP，并输出恢复的视频信号YP、UP和VP到D/A转换器12。在此，格式转换器46、来面变焦器47、艺术处理器48和彩色反相器49是按照来自模式选择器45的输出V45、同步信号Sync和时钟信号CLK来控制的。

参见图10，它显示了数字VCR200中的编码器15的详细方框图。如图所示，编码器15包括格式化电路500，用于对其输入的数据进行格式化，以及编码电路600，用于加扰格式化电路500的输出数据并编码该加扰的数据。

格式化电路500包括格式化器51，用于通过开关SW3从A/D转换器14接收视频输出YN、UN和VN或从接口电路300中的亚取样器101接收视频输出Y″、U″和V″，并将接收信号分配成奇数和偶数场数据Vodd和Veven;场存储器52和53，分别用于存储来自格式化器51的奇数和偶数场数据Vodd和Veven;加法器54，用于相加来自场存储器52和53的输出V52和V53;以及隔行/顺序（I/P）格式化器55，它按照扫描转换信息IPDI将来自加法器54的输出V54和来自场存储器52和53的输出V52和V53格式化。

编码电路600包括加扰控制器59，它响应加扰保护关键信号和来自加扰图表58的输出而产生加扰控制信号V59，并输出所产生的加扰控制信号V59到帧缓冲器56和加扰器57。

帧缓冲器56，响应来自加扰控制器59的加扰控制信号V59临时存储来自格式化电路500中I/P格式化器55的输出V55。

加扰器57响应来自加扰控制器59的加扰控制信号V59对来自帧缓冲器56的输出V56进行加扰。

同样，编码电路包括离散余弦变换（DCT）单元61，它按照加扰器57的输出V57而完成DCT操作;效率计算器62，用于计算DCT单元61输出V61的效率;控制参数计算器63，它响应效率计算器62的输出V62而计算控制参数V63;控制参数预置器64，按照来自控制参数计算器63的计算控制参数V63而被预置;延迟单元65，用于将DCT单元61的输出V61延迟一预定时间;以及数据选择器66，它响应控制参数预置器64的输出Vth（如果大于阈值）而选择延迟单元65的输出V65并输出所选择的数据到人眼观看系统（HVS）单元67。

人眼观看系统单元67，用于响应来自控制参数预置器64的输出VPi而选择与数据选择器66的输出V66的视频特征相匹配的人眼观看系统，并且将来自数据选择器66的输出V66的DCT系数与对应于所选择的人眼观看系统的权函数相乘。

量化器69用于响应控制参数预置器64的输出Vsf而对人眼观看系统单元67的输出V67进行量化。

可变长度编码器（VLC）70响应来自场基VLC表71的信息、来自帧基VLC表72的信息和来自缓冲扫描转换信息IPDI的缓冲器60的扫描转换信息IPDI′，按照量化器69的输出V69而完成可变长度编码。

编码电路600还包括缓冲器73，用于缓冲来自可变长度编码器70的编码比特流V70并将其输出Vc加到误读差校正编码器16;编码控制器68，用于检验缓冲器73的输出速率并且根据检验结果来控制数据选择器66和量化器69，以防止编码比特流中或缓冲器73的输出Vc的上流或下流的产生，因此使编码稳定。

参见图12，安显示的数字VCR200中格式化器17的详细方框图。如图所示，格式化器17包括片段分离器74，用于从数据比特流的每个片段或从误差校正编码器16的输出V16中分离同步信号Sync和数据信息。片段是在多速重放时读取数据的最小单元。

格式化器17还包括数据存贮器75，用于存贮来自片段分离器74的数据信息;开头附加器76，它响应交叉控制信号ICS而附加识别和状况信息到来自片段单元中的分离器74的同步的信号Sync上;信号分离器78，它响应交叉控制信号ICS而分离在片段单元中的数据存贮器75的输出并分别将被分离的信号输出到缓冲器791-79n。

格式化器17也包括延迟单元801-80n，分别用于将缓冲器791-79n的输出B1-Bn延迟不同的预定时间;多路复用器81，它响应交叉控制信号ICS而多路复用延迟单元801-80n的输出D11-D1n;交叉器82，它响应叉控制信号1CS而将多路复用器81的输出V81交叉成新的格式;以及片段再格式化器77，将开头附加器76的输出V76和交叉器82的输出V82格式化为数字VCR200的记录格式。

下面将结合图1-13c详细描述按照本发明的具有上述结构的电视集成录象机装置的操作。图3A和3B是按照本发明数据扫描转换方式的示意图，图4是按照本发明数据区域尺寸转换方式的示意图，图5是由图4中数据区域尺寸转换方式获得的信号波形图，图6是按照本发明数据区域分配方式的示意图，图11A至11C是按照本发明数据扫描格式转换方式的示意图，图13至13C依序是按照本发明数据记录格式转换方式的示意图。

首先讨论这种情况，即来自广播台的已压缩的HDTV广播信号HDi由HDTV100接收，它被调谐器1调谐到一所需的频道，然后送到解调器2。解调器2解调来自调谐器1的调谐广播信号V1。解调器2还校正在发射时混入广播信号V1中的误差成分，并从经误差校正后的信号中分离该视频信号V2和声频信号A2。

解码器3检测运动矢量M.V并替换来自解调器2的视频信号V2的帧或场差分信号DFD。解码器3还扩展来自解调器2的视频信号V2和声频信号A₂并输出该扩展的视频信号YH、UH和VH以及扩展的声频信号A3。来自解码器3的扩展的声频信号A3加到D/A转换器6，而扩展的视频信号YH、UH和VH则通过开关SW2加到视频处理器4。视频处理器4从解码器3通过开关SW2接收视频信号YH、UH和VH，并将所接收的信号恢复为原始的彩色信号R、G和B，它们然后被加到D/A转换器5。D/A转换器5转换来自视频处理器4的彩色信号R、G和B为模拟视频信号并输出该转换的模拟视频信号到高清晰度监视器即监视器1。结果，便在高清晰度监视器1的屏幕上显示出高清晰度视频图象。另一方面，来自解码器3的声频信号A3由D/A转换器6转换为模拟声频信号并送到喇叭SP1。

另一方面，在来自广播台的标准电视广播信号NTSC由数字VCR200接收的情况下，它由调谐器/解调器电路13调谐到所需的频道然后被解调。调谐器/解调电路13还校正在发射时混入广播信号中的误差成分，并从经过误差校正的信号中分离出视频信号NVi和声频信号NAi。A/D转换器4转换来自调谐器/解调器电路13的视频和声频信号NVi和NAi为数字信号。从A/D转换器14得到的声频信号A14被直接加到编码器15而视频信号YN、UN和VN则通过并关SW3而被加到编码器15。

在编码器15中，如图所示，格式化器51通过开关SW3接收来自A/D转换器14的视频信号YN、UN和VN，并将所接收的信号分成奇数和偶数场数据Vodd和Veven，它们然后分别被存入场存储器52和53中。加法器54将来自场存储器52和53的输出数据V52和V53相加并将相加的数据V54输出到I/P格式化器55，它也接收来自场存储器52和53的输出数据V52和V53。

I/P格式化器55按照如图11A所示的扫描转换信息IPD1将来自加法器54的输出数据V54和场存储器52和53的输出数据V52和V53格式化为帧、偶数场和奇数场方块。

另一方面，加扰控制器59响应由用户设定的加扰保护关键信号读取来自加扰图表58中读出加扰信息，并按照读取的加扰信息产生加扰控制信号V59。来自加扰控制器59的加扰控制信号V59被加到帧缓冲器57。

帧缓冲器56响应来自加扰控制器59的加扰控制信号V59而临时存储来自I/P格式化器59的输出V55，并将存储的信号输出到加扰器57。然后在加扰控制器59的控制下，加扰器57按照所需的规则对帧缓冲器56的输出数据V56进行加扰。利用这种加扰处理，帧缓冲器56的输出数据V56成为统一的长度，结果减少了脉冲串误差成分。该统一性也使缓冲器73的控制容易了。另一方面，假如一种关键输入信号不同于由用户预先设定的加扰保护关键信号，那么加扰器57的加扰就不能正常工作，从而导致非所需的视频格式。

然后，加扰器57的输出V57的DCT系统由DCT单元61的DCT操作而获得，并被加到效率计算器62上。效率计算器62通过总加其绝对值而从DCT单元61获得DCT系数的效率。基于从效率计算器62获得的效率V62，控制参数计算器63计算控制参数V63，并将所计算的控制参数V63输出至控制参数预置器64，从而导致控制参数预置器64被预置。作为预置的结果，控制参数预置器64输出控制信号Vth、VPi和Vsf分别到数据选择器66、人眼观看系统单元67和量化器69。

DCT单元61的输出V61也被延迟单元65延迟一段预定的时间，然后加到数据选择器66。数据选择器62响应来自控制参数预置器64的控制输出Vth（如果它大于阈值）而选择延迟单元65的输出数据V65、并输出选择的数据V66到人眼观看系统单元67。人眼观看系统单元67响应来自控制参数预置器64的控制输出Vpi而选择与数据选择器66的输出V66的视频特性相匹配的人眼观看系统单元。然后，人眼观看系统单元67按照所选择的人眼观看系统由权函数来乘数据选择器66的输出V66的DCT系数。人眼观看系统单元67的输出V67依据来自控制参数预置器64的控制输出Vsf被量化器69量化。

可变长度编码是基于来自场基VLC表71的信息、来自帧基VLC表72的信息和来自缓冲器60的缓冲的扫描转换信息IPDI′由可变长度编码器70依据量化器69的输出V69而完成的，因此，可变长度编码器70输出编码的比特流V70。在此，场基VLC表71和帧基VLC表72的使用提高了压缩效率。

缓冲器73缓冲来自可变长度编码器70的编码比特流V70，并以固定的输出速率输出缓冲的比特流到图1中的误差校正编码器16。为获得固定的缓冲器73的输出速率或每帧的比特数，编码控制器68控制数据选择器66和量化器69。该输出速率的固定有效地防止了编码比特流中的上溢或下溢。因此编码操作稳定地进行。

另一方面，来自A/D转换器14的声频信号A14由编码器15编码，然后通过开关SW4加到误差校正编码器16。

按照上述的方式，在编码器15中输入视频数据YN、UN和VN或Y″、U″和V″不是顺序地处理而是在方框固定尺寸的单元内被加扰，然后在包含所需方框数的片段单元内被编码。结果，缓冲器73的输出数据Vc的数量能在片段单元内检验。如果检验的数据量大于所需的数据传送速率，预料下一片段将也大于所需的数据传送速率。在这种情况，响应反馈控制信号Vcb，编码控制器68控制数据选择器66和量化器69以便缓冲器73的输出数据量可以容易地集中在所需值上。

然后，误差校正编码器16校正来自编码器15的视频和声频输出V15和A15的误差成分，并输出经误差校正后的信号V16到格式化器17。如图12所示，在格式化器17中片段分离器74从来自误差校正编码器16的输出V16的数据比特流的每个片段中分离出同步信号Sunc和数据信息。来自片段分离器74的数据信息加到数据存储器75而同步信号Sync步加到开头附加器76。

数据存储器75存贮来自片段分离器74的数据信息，并将所存贮的数据输出到分配器78。开头附加器76响应交叉控制信号ICS，如图13A所示，将识别符ID、状态信息和其它信息附加到来自片段单元中片段分离器74的同步信号Sync中。然后，将开头附加器76的输出V76加到片段再格式化器77。

数据存贮器75的输出V75由信号分离器78按照交叉控制信号ICS分离成片段单元中的信号DM1-DMn。来自信号分离器78的被分离的输出DM1-DMn分别由缓冲器791-79n缓冲，然后由延迟单元801-80n延迟不同的预定时间。应注意，如图13B所示，不同的片段延迟时间导致每个片段90°的旋转。即片段延迟时间的不同没有导致片段的不均匀性。结果，尽管在多速重放模式中产生磁头的轨迹偏离，但它对磁头对信息量的检测没有影响。因此在多速重放时能获得好的画面质量。

接下来，多路复用器81响应交叉控制信号ICS而复合来自延迟单元801-80n的输出D11-D1n。多路复用器81的输出V81由交叉器82按照交叉控制信号ICS通过交叉符交叉处理而被交叉为新的格式。结果，交叉器82输出能够抵抗如图13所示的脉冲中误差成分的信号V82。然后，片段再格式化器77将开头附加器76的输出V76和交叉器82的输出V82格式化为数据VCR200的记录格式，并输出该结果的数据流到图1中的频道调制器18。

频道调制器18调制格式化器17的输出V17，使之适合于磁带的特性和频道特性。然后，来自频道调制器18的输出V18由记录放大器19放大到预定的电平，并通过由开关SW7切换的磁头HD1和HD2记录到磁带上。

另一方面，在由HDTV100接收的HDTV信号HDi被记录到数字VCR200中的情况下，来自图1中的HDTV100中的解调器2的声频信号A2通过开关SW1加到接口电路300中的数字声频输入/输出单元7，而视频信号由解码器3解码，然后通过开关SW2和SW6加到接口电路300中的格式转换电路9。

在格式转换电路9中，如图2所示，时钟检测器33响应或门OR1（其输入为时钟CLK和格式选择模式信号MSM）的输出而鉴别输入视频数据Y、U和V或YC、UC和VC的格式。然后PLL35响应格式识别器ROM36的输出V36按照由时钟检测器33鉴别的格式来调整振荡频率的相位，并输出经相位调整后的振荡频率V35到时钟检测器33。结果，格式控制器34响应来自时钟检测器33的输出V33而输出该格式控制信号V34，因此允许扫描格式转换器25完成对输入视频数据Y、U和V或YC、UC和VC的顺序/隔行扫描转换，如果格式是顺序扫描类型则可减少其带宽，如果格式是隔行扫描类型则通过开关SW9传送之。另一方面，同步信号Sync和时钟CLK分别由同步分频器31和时钟分频器32分频，以适合于数字VCR200的记录格式。

换句话说，如果输入视频数据Y、U和V或YC、UC和VC的格式是顺序扫描类型，扫描格式转换器25将顺序扫描类型的输入视频数据Y、U和V或YC、UC和VC转换为隔行扫描类型的视频数据Yi、Ui和Vi，如图3A所示，并输出经转换的视频数据Yi、Ui和Vi到格式区域转换器26。相反，如果输入的视频数据Y、U和V或YC、UC和VC是隔行扫描类型，扫描格式转换器25将隔行扫描类型的视频数据Y、U和V或YC、UC和VC经过开关SW9传送到格式区域转换器26。

如图4所示，格式区域转换器26通过执行下取样操作而将输入视频数据的尺寸（X、Y）转换为所需的尺寸（X′、Y′），即如图4和5所示，如果X/X′＞1，Y/Y′＞1并且Int（n.X/X′）＜（n.X/X′）＜Int（n.X/X′+1），则Z′n可由下式获得：

Z′n＝[n·X/X′-Int（n·X/X′）]·Z_{Int（n·X/X′+1）}

+[Int（n·X/X′+1）-n·X/X′]·Z_{Int（n·X/X'）}┈（1）

用上述的等式（1），输入视频尺寸（X、Y）很容易转换成所需要的尺寸（X、Y）。

来自格式区域转换器26的视频输出数据YO、UO和VO通过开关SW10加到视频分配器27。视频分配器27如图6所示将接收的视频数据按照视频重要性分为多个部分：Y1、U1和V1、Y2、U2和V2以及Y3、U3和V3。然后缓冲器28-30分别缓冲视频分配器27的视频输出Y1、U1和V1、Y2、U2和V2以及Y3、U3和V3，并分别将经缓冲的视频数据Y1′、U1′和V1′、Y2′、U2′和V2′以及Y3′、U3′和V3′输出到图1和7中的取样电路10的亚取样器101中。同样，来自格式区域转换器26的视频输出数据YO、UO和VO通过开关SW10加到图1和9中的后处理器11上。

在后处理器11中，如图9所示，来自格式转换电路9中格式区域转换器26的视频输出数据YO、UO和VO由格式转换器46、画面变焦器47、艺术处理器48和彩色反相器49在模式选择器45的控制下进行被处理。结果，PIP功能、变焦功能、艺术处理功能和彩色反转换功能可分别由格式转换器46、画面变焦器47、艺术处理器48和彩色反相器49来完成。然后，合成器50响应同步的信号同步合成分别来自格式转换器46的输出Y46、U46和V46的、来自画面变焦器47的输出Y47、U47和V47的来自艺术处理器48的输出Y48、U48和V48的、以及来自彩色反相器49的输出Y49、U49和V49中的Y成份、U成分和V成分;结果，来自合成器50的合成的视频输出YP、UP和VP由图1中的D/A转换器12转换为模拟视频信号、然后被输出到标准的TV监视器即监视器2。

也即后处理器11用作于以NTSC方式显示HDTV广播信号或者完成NTSC广播信号的PIP功能、变焦功能、艺术处理功能等等。因此，后处理器11提供HDTV制式和NTSC电视制式之间的兼容性。

另一方面，如图7所示，在亚取样器101中低通滤波器391-399分别除去来自格式转换电路9的视频输出Y1′、U1′和V1′、Y2′、U2′和V2′以及Y3′、U3′和V3′中的高频成分，以限制其频带来防止视频重叠现象。然后亚取样器单元401-409分别对来自低通滤波器391-399的输出V391-V399进行亚取样，以减少其数据量。注意，进行滤波和亚取样是要分配较多信号给重要的视频部分，而较少的信息给不很重要的视频部分。因此，数据能有效地被压缩。

然后，亚取样单元401、404和407的输出V401、404和V407通过其输出端子P1、P4和P7以及视频合成器411的输入端子P1′、P4′和P7′加到视频合成器411上。同样，亚取样单元402、405和408的输出V402、V405和V408通过其输出端子P2、P5和P8以及视频合成器412的输入端子P2′、P5′和P8′加到视频合成器412。另外，亚取样单元403、406和409的输出V403、V406和V409通过其输出端子P3、P6和P9以及视频合成器413的输入端子P3′、P6′和P9′加到视频合成器413。响应于同步信号Sync、时钟CLK和控制信号CTL，视频合成器411-413合成亚样单元401-409的输出V401-V409的Y成分、U成分和V成分，以将它们分别恢复为原始的视频信号Y″、U″和V″。

换句话说，来自HDTV100的视频数据Y、U和V或来自数字摄像机的视频数据YC、UC和VC由接口电路300转换为如图11B所示的隔行扫描类型的视频数据Y″、U″和V″。然后，来自接口电路300的隔行扫描类型的视频数据Y″、U″和V″通过开关SW3加到编码器15。

在编码器15中，格式化器51将接收的隔行扫描类型的视频数据Y″、U″和V″分为奇数和偶数场Vodd和Veven，然后被分别存入场存储器52和53。加法器54将场存储器52和53的输出数据V52和V53相加并输出相加后的数据V54到I/P格式化器55，它也接收场存储器52和53的输出数据V52和V53。

I/P格式化器55按照扫描转换信息IPDI将加法器54的输出数据V54和场存储器52和53的输出数据V42和V53格式化为隔行的宏块或顺序的宏块，并输出这些格式化的宏块到帧缓冲器56。图11C显示了隔行宏块和顺序宏块的例子。帧缓冲器56的输出数据以适合于数字VCR200的压缩方式经过编码器15的后续的过程而被编码，它类似于上述的由VCR200接收NTSC信号的情况，因此省略细节的描述。

然后，误差校正编码器16直接接收编码器15的视频输出V15并通过开关SW4接收来自数字声频输入/输出单元7的声频信号A7，校正所接收的视频和声频信号的误差成分。格式化器17将误差校正编码器16的输出V16格式化为数字VCR200的记录格式，频道调制器18调制格式化器17的输出V17，使之适合于磁带的特性和频道的特性。然后，频道调制器18的输出V18由记录放大器19放大到预定的电平，并通过由开关SW7切换的磁头HD1和HD2记录到磁带上。

另一方面，在记录的HDTV或标准的电视信号要以标准的电视方式重放的情况下，记录在磁带上的数据由磁头HD3和HD4检测，然后由重放放大器/均衡器电路20放大到预定的电平并进行失真补偿。然后，放大器/均衡器电路20的输出V20被频道解调器21解调到合适的原始的特性并加到去格式化器/误差校正解码电路22。

去格式化器/误差校正解码电路22将频道解调器21的输出V21的格式转换为原始的格式，并且校正被转换的信号的误差成分。去格式化器/误差校正解码电路22然后从经误差校正后的信号中分离出的视频和声频信号V22和A22。解码器23解码来自去格式化器/误差校正解码电路22的视频和声频输出V22和A22为原始的Yd、Ud和Vd以及A23。然后，D/A转换器24通过开关SW3接收解码器23输出的视频信号Yd、Ud和Vd并且从中直接接收声频信号A23，分别接所接收的信号转换为模拟NTSC视频和声频信号V24和A24。

另一方面，在记录的HDTV或标准的电视信号要以HDTV方式重放的情况下，记录在磁带上的数据由磁头HD3和HD4检测，然后由重放放大器/均衡器电路20、频道解调器21和去格式化器/误差校正解码器电路22以相同于标准电视方式的方式顺序进行处理。另外，解码器23的视频输出Yd、Ud和Vd通过开关SW3加到图8中接口300中的上取样器102。

在上取样器102中，如图8所示，视频分配器421-423分别响应同步信号Sync、时钟信号CLK和控制信号CTL将来自解码器23的视频输出Yd、Ud和Vd分成区域。视频分配器421的输出Y1″-Y3″分别通过其输出端子Q1-Q3和视频分配器421的输入端子Q1′-Q3′加到上取样单元431    434和437。同样，视频分配器422的输出U1″-U3″通过其输出端子Q4-Q6和视频分配器422的输入端子Q4′-Q6′分别加到上取样单元432、435和438。另外，视频分配器423的输出V1″-V3″通过其端子Q7-Q9和视频分配器423的输入端Q7′-Q9′分别加到上取样单元433、436和439。在此，视频分配器421-423是在同步信号Sync、时钟CLK和控制信号CTL的控制下操作的。上取样单元431-439分别上取样视频分配器421-423的输出Y1″、U1″和V1″，Y2″、U2″和V2″以及Y3″、U3″和V3″，以增加其数据量。然后，低通滤波器441-449分别去掉上取样单元431-439的输出中的高频成分，以限制其频带而防止视频重叠现象。结果，来自低通滤波器441-449的结果视频信号Y1′、U1′和V1′和Y2′、U2′和V2′以及Y3′、U3′和V3′加到图1和2中的格式转换电路9上。

在格式转换电路9中，如图2所示，时钟检测器33响应或门OR1（其输入为时钟CLK和格式选择模式信号MSM）的输出而鉴别输入视频数据的格式。然后，PLL35响应格式识别符ROM36的输出V36依据由时钟检测器33鉴别的格式来调整振荡频率的相位，并输出相位调整的振荡频率V35到时钟检测器33。

同步信号Sync由同步分频器31分频，以适合于HDTV格式。格式控制器34响应时钟检测器33的输出V33而控制扫描格式转换器25、格式区域转换器26和视频分配器27。

当接收上取样器102的输出Y1′、U1′和V1′，Y2′、U2′和V2′以及Y3′、U3′和V3′，缓冲器28-30分别缓冲接收的信号，并输出该缓冲后的信号到视频分配器27。在这种情况下，视频分配器27用来合成按照视频重要性而分配记录的视频部分。即视频分配器27将接收的视频信号转换成所需尺寸（X′、Y′）的视频信号YO、UO和VO。然后将视频分配器27的输出YO、UO和VO通过开关SW10加到格式区域转换器26或后处理器11。

在视频分配器27的输出YO、UO和VO通过开关SW10加到图9的后处理器11的情况下，它们由格式转换器46、画面变焦器47、艺术处理器48和彩色反相器49在模式选择器45的控制下进行处理。然后，合成器50响应同步信号Sync合成分别来自格式转换器46的输出Y46、U46和V46的、来自画面变焦器47的输出Y47、U47和V47的、来自处理器48的输出Y48、U48和V48的和来自彩色反相器49的输出Y49、U49和V49的Y成分、U成分和V成分。结果，来自合成器50的合成的视频输出YP、UP和VP由图1中的D/A转换器12转换为模拟视频信号，然后输出到标准的电视监视器即监视器2。

在视频分配器27的输出YO、UO和VO通过开关SW10加到格式区域转换器26的情况下，它们由格式区域转换器26上取样以转换为该尺寸（X、Y）。然后，扫描格式转换器25通过开关SW9接收来自格式区域转换器26的隔行扫描类型的视频信号Yi、Ui和Vi，并转换该接收的视频信号为顺序扫描类型的视频信号Y、U和V，如图3B所示。在此时，格式控制器34控制扫描格式转换器25，以用基于运动矢量和代替帧的扫描转换信息或者采用前面编码中使用的场差分信号而完成场间内插或场内内插。即，扫描格式转换器25在格式控制器34的控制下，通过完成场间内插或场内内插而将隔行类型的视频信号Yi、Ui和Vi转换为顺序扫描类型的视频信号Y、U和V。

接下来，视频处理器4接收来自格式转换电路9的扩展的视频信号Y、U和V，并恢复接收的视频信号为原始的彩色信号R、G和B。然后D/A转换器5转换来自视频处理器4的彩色信号R、G和B为模拟视频信号，并将经转换的模拟视频信号输出到高清晰度监视器即监视器1。另一方面，声频信号A7通过数字声频输入/输出单元7加到解码器3，然后加到D/A转换器6，然后，D/A转换器6转换解码器3的声频输出为模拟声频信号并将该模拟声频信号输出到喇叭SP1。

从上面的描述可以看出，按照本发明，在这种不久的将来在商业上标准电视制式将与HDTV制式共存的情况下，数字VCR能记录HDTV广播信号和NTSC广播信号两者，转换HDTV广播信号为NTSC广播信号来重放以及转换NTSC广播信号为HDTV广播信号来重放。

尽管为了说明的目的上面已对本发明的优选实施例进行了揭示，但专业技术人员应能理解到，在不脱离权利要求书揭示的本发明的范畴的精神下，专业技术人员可能理解到可以做出各种改型、附加和替代。

Claims (14)

1、一种电视集成录象机装置，包括：

高清晰度电视，用于接收来自广播台的高清晰度电视信号；

数字视频录象机，用于将高清晰度电视信号或标准电视信号记录到磁带上或从磁带上重放；以及

接口装置，用于在记录模式时转换高清晰度电视信号的格式为所说数字录象机的记录格式，在重放模式时转换来自所说数字录象机的重放信号格式为高清晰度电视格式或标准电视格式，并以标准电视方式完成多种屏幕处理功能。

2、按照权利要求1的电视集成录象机装置，其中所说的接口装置包括：

格式转换装置，用于鉴别来自所说高清晰度电视或所说数字录象机的视频数据的格式，依据鉴别的结果完成对于视频数据的扫描格式转换和尺寸转换，并将该视频数据分为区域或合成该分配的视频数据;

后处理装置，用于处理来自所说格式转换装置的视频输出，以标准电视方式完成多种屏幕处理功能，并输出处理的视频数据到数字/模拟转换装置;

取样装置，用于对来自所说格式转换装置的视频输出进行亚取样，并对来自所说数字录象机的视频数据进行上取样;

数字声频输入/输出装置，用于输入和输出来自/至所说的高清晰度电视和所说的数字录象机的数字声频信号;以及

模拟声频输出装置，用于输入来自所说数字录像机的模拟声频信号并将该输入的模拟声频信号输出到扬声器。

3、按照权利要求2的电视集成录象机装置，其中所说的格式转换装置包括：

扫描格式转换器，用于在一个同步分频器、时钟分频器和格式控制器的控制下，转换来自所说高清晰度电视的视频数据的扫描格式为所说数字录象机的记录格式;

格式区域转换器，用于转换来自所说扫描格式转换器的视频输出数据的尺寸为所需的尺寸;及

视频分配器，用于按照视频重要性将来自所说格式区域转换器的视频输出数据分为区域;

在重放模式时所说的扫描格式转换器，所说的格式区域转换器和所说的视频分配器以相反的次序完成所说的操作。

4、按照权利要求3的电视集成录象机装置，其中所说格式控制器响应来自一个时钟检测器的输出信号和来自一个扫描格式确定器的扫描转换控制数据而控制所说的扫描格式转换器，以用场间内插或场内内插来完成对于视频数据的顺序/隔行扫描转换或隔行/顺序扫描转换，所说的时钟检测器响应时钟信号和格式选择模式信号的或（OR）值而确定数据格式，来自所说的扫描格式确定器的所说的扫描转换控制数据根据运动矢量和替代的帧或场差分信号而被确定。

5、按照权利要求2的电视集成录象机装置，其中所说的取样装

亚取样器，用于对来自所说格式转换装置的视频输出进行亚取样;及

上取样器，用于对来自所说数字录象机的视频数据进行上取样。

6、按照权利要求5的电视集成录象机装置，其中所说的亚取样器包括：

多个低通滤波器，用于分别去掉来自所说格式转换装置的视频输出中的高频成分，以限制其频带;

多个亚取样单元，用于分别对来自所说低通滤波器的输出进行亚取样;

多个视频合成器;用于分别合成来自所说亚取样单元输出的Y成分、U成份和V成分。

7、按照权利要求5的电视集成录象机装置，其中所说的上取样器包括：

多个视频分配器，用于分别分配来自所说数字录象机的视频数据;

上多个取样单元，用于分别上取样来自所说视频分配器的输出;及

多个低通滤波器，用于分别去掉来自所说上取样单元的输出中的高频成分，以限制其频带。

8、按照权利要求2的电视集成录象机装置，其中所说的后处理装置包括：

格式转换器，用于在模式选择器的控制下转换来自所说格式转换装置的视频输出为标准的电视格式;

画面变焦器，用于调整在标准电视监视器屏幕上显示的视频图象的尺寸;

艺术处理器，用于完成视频编辑功能；及

彩色反相器，用于完成彩色反相功能。

9、按照权利要求1的电视集成录象机装置，其中所说的数字录相机包括：

编码装置，用于选择高清晰度电视信号和标准电视信号的一个并对该选择的电视信号进行编码。

10、按照权利要求1的电视集成录象机装置，其中所说的数字录象机包括：

格式化装置，用于将编码的信号格式化为所说数字录象机的记录格式，使得不容易产生脉冲串误差成分。

11、按照权利要求1的电视集成录象机装置，其中所说的数字录象机包括：

编码装置，用于选择高清晰度电视信号和标准电视信号中的一个并对该选择的电视信号进行编码;及

格式化装置，用于将来自所说编码装置的编码的信号格式化为不易产生脉冲串误差成分的记录格式。

12、按照权利要求9的电视集成录象机装置，其中所说的编码装置包括：

格式化装置，用于将高清晰度电视信号的视频信号或标准电视信号的视频信号分为奇数的偶数场数据，并按照扫描转换信息来转换数据格式;及

编码装置，用于加扰所说格式化装置的输出数据并编码加扰数据，使之适合视频特性。

13、按照权利要求12的电视集成录象机装置，其中所说的编码装置包括：

加扰器，用于在加扰控制器的控制下加扰所说格式化装置的输出数据，使得数据尺寸一致;

离散余弦变换单元，用于对所说的加扰器的输出进行离散余弦变换操作;

效率计算器，用来计算所说离散余弦变换单元的输出效率;

控制参数计算器，它响应所说效率计算器的输出而计算控制参数;

控制参数预置器，它响应来自所说控制参数计算器的计算控制参数而被预置;

延迟单元，用于将所说离散余弦变换单元的输出延迟预定的时间;

数据选择器，用于在所说控制参数预置器的控制下，如果参数大于一个阈值时，选择所说延迟单元的一个输出;

人眼观看系统单元，用于在所说控制参数预置器的控制下将所说数据选择器的输出乘以权函数;

量化器，用于在所说控制参数预置器的控制下量化所说人眼视观看系统单元的输出;

可变长度编码器，用于响应来自场基可变长度编码表的信息、来自帧基可变长度编码表的信息和扫描转换信息而对所说量化器的输出进行可变长度编码;

缓冲器，用于缓冲来自所说可变长度编码器的编码比特流;及

编码控制器，用于检查所说缓冲器的输出速率，并依据该检查结果来控制所说的数字选择器和所说的量化器。

14、按照权利要求10的电视集成录象机装置，其中所说的格式化装置包括：

片段分离器，用于分离来自编码的信号的每个片段的同步信号和数据信息;

数据存储器，用于存储来自所说片段分离器的数据信息;

开头附加器，用于响应一交叉控制信号而将识别符和状态信息附加到来自所说片段单元中片段分离器的同步信号中;

信号分离器，用于响应交叉的控制信号而对片段单元中所说数据存储器的输出进行信号分离;

多个缓冲器，用于分别缓冲来自所说信号分离器的经信号分离后的输出;

多个延迟单元，用于分别将所说缓冲器的输出延迟不同的预定时间;

多路复用器，用于响应交叉控制信号而多路复用所说延迟单元的输出;

交叉器，它响应交叉控制信号而将所说多路复用器的输出交叉成为一种新的格式，及

片段再格式化器，用于将开头附加器的输出和所说交叉器的输出格式化为不易产生脉冲串误差成分的记录格式。

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