CN1132979A - 图像数据记录和/或再现装置 - Google Patents

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Abstract

一种记录/再现装置，用于从一个记录介质上无破坏的变速再现所记录的编码图象数据。该图像数据从记录介质上读出并存贮在一缓冲存贮器中，一检测电路在贮存的图像数据中检测一图像标题，若未检测到图像标题，其提供时钟信号给缓冲存贮器和延迟电路。从缓冲存贮器中读出存贮的图像数据并提供给延迟电路。若在变速再现期间检测到一图像标题，所述时钟信号不被提供给缓冲存贮器和延迟电路，随后，延迟电路以预定的周期输出多个“0”。

Description

图像数据记录和/或再现装置
本发明涉及一种对根据MPEG标准进行压缩的位流进行记录和/或再现数据的图像数据记录和/或再现装置，特别是涉及到这样一种装置，它能够从磁带记录介质中慢速再现所记录的位流数据。
在数字磁带录象机(此后称之为数字VTR)中，根据预测编码技术进行了压缩或编码的高分辨率图像数据可以利用一个旋转磁头记录到一个磁带上或从所述磁带上读出。这种预测编码技术可以遵守所谓的MPEG(运动图像专家组)标准。
在一个MPEG标准或系统中，数据或信息被编码成编码单元或称所谓的宏模块(Macro block)，对于每一个这种宏模块，可依据瞬时图像间(inter-picture)相关性利用时间压缩和使用离散余弦变换(DCT)的空间压缩对信息进行压缩，然后用变长编码或霍夫曼码进行编码。
另外，在所述MPEG系统中，所述的信息或数据能以与所述视频帧相对应的图形进行排列。如下面将要详述的，这些图像中的每一个可以是帧内编码(I)的图像、帧间预测编码(P)的图像或双向预测编码(B)的图像，并且这些图像可按一个预定顺序排列。多个这种图像还可以被排列成所谓的图像组(GOP)。每一个这种GOP包括至少一个帧内编码(I)图像，这种GOP配置或结构可以用于使其能够或便于对一个相应GOP中所需图像的随机存取。
另外，在所述MPEG系统中的编码期间，可以使用一个存贮器，该存贮器可以是一个随机存取存贮器(RAM)，也可以是一个只读存贮器(ROM)。这样一个存贮器的使用有助于形成一个诸如是预测图像的图像。这种预测的或“未来”图像(这个图像可以位于当前图像之前一个或多个图像)是根据一个帧内编码图像而形成的，且其中的间隔利用双向编码的图像加以充填。尽管可能需要附加的编码时间，但这种双向预测可以实现相对高的压缩比率。另一方面，在译码期间，可以利用实时处理。
所述的MPEG系统不只局限于预定的图像规模或分辨率，它还可以被应用到一定数量的系统之中。例如，所述的MPEG编码系统可以应用于所述的NTSC和PAL系统。
根据所述MPEG系统编码的图像数据通过利用所谓的倾斜方位记录系统被记录到所述记录介质的磁道上。在这种记录系统中，利用两个其间隙方向彼此相互倾斜的磁头，将数据记录到两个相邻的磁道上或从其中再现数据。在所述记录介质或磁带上横过多个磁道可以记录与一个帧相对应的编码图像数据。
在从具有上述数字VTR的一个磁道中再现数据的过程中，仅能从具有与记录数据相符合的所述间隙方向(或方位)的倾斜角的磁头获得输出或再现数据。换言之，数据是不能从具有与方位角不符合的磁头中再现的。如此，控制磁带送进停止位置，使得两个磁头分别跟踪具有符合方位角的磁道，从而使得两个磁头轮流从其中再现重放信号。
在上述的数字VTR中，所述磁头在正常速度再现模式期间顺序扫描磁道图形。但是，在变速再现模式期间，所述磁头倾斜地扫描所述磁带上的磁道图形。所述的变速再现可以通过改变所述磁带的运行速度来获得。例如，与正常速度再现的1∶1相比，用于3倍速度的再现和用1/3慢速再现的时间与磁带位移时间之比分别可以是1∶3和3∶1。
假如利用上述的数字VTR执行一个慢速再现，数据可能不会被持续地读出。例如，考虑如下一种状态，在该状态下，根据上述MPEG系统进行编码压缩的图像数据以一个较慢的速度被再现。在这样一种情况下，由于每个单位时间可被读出的数据量减少，可能需要增加读出或送出数据的量，以使所述的位速率或周期和原来的位速率或周期相匹配。为了增加这种数据量，可以简单地插入或在其中充填多个“0”。其结果是多个“0”可以被加到数据部分之间，并由此产生不连续或中断的读出数据的一个或多个边界，例如如图15所示。在图15中，多个“0”被插入到或填充到所述磁头每次扫描或跟踪中从所述磁带读出的I和P图像数据部分之间，从而有效地使所述位速率与原来的位速率相匹配。(如后面将要详述的，一个图像标题(PH)超前于每个图像的数据)。在利用MPEG译码器对这种数据进行译码期间，所填入的多个“0”可能被误取而处理成“正常的”图像数据。因此，所述的MPEG译码器可能错误地译码原始数据，从而使得在慢速再现期间，所述图像被破坏。
如能理解的，希望能够在慢速再现期间，正确译码利用诸如是遵守MPEG标准的一种预测编码技术进行了编码的图像数据。
因此，本发明的一个目的就是要提供一种图像数据再现装置和图像数据记录/再现装置，其中，在相同的慢速再现期间，由一个预测编码系统编码的图像数据可以被译码和显示，且没有被破坏。
本发明的另一个目的就是要提供一个前述的图像数据再现装置和图像数据记录/再现装置，其中，被编码的图像数据包括图像标题信息，且其中在慢速再现期间，仅在图像标题之前加入多个“0”。
本发明的再一个目的是要提供一种上述的图像数据再现装置和图像数据记录/再现装置，其中，利用一个预测编码系统其中图像信号通过双向运动补偿帧间预测编码和离散余弦变换进行压缩编码对所述图像数据进行编码，随后被编码成各种长度的代码。
本发明的再一个目的就是要提供一种上述的图像数据再现装置和图像数据记录/再现装置，其中，编码后的图像数据表示多个帧内编码(I)的、帧间预测编码(P)的和双向预测编码(B)的图像数据，且其中，在慢速再现期间，只在I图像或B图像的图像标题之前加入多个“0”。
根据本发明的一个目的，提供了一个用于再现图像数据的装置。该装置包括：读出设备用于从一个记录介质上读出由一个预测编码系统根据图像信号编码的图像数据；存贮设备，用于存贮由所述读出设备读出的图像数据，检测设备用于检测来自存贮在所述存贮设备中的所述图像数据的一个图像标题；和延迟设备用于响应由所述检测设备所获得的检测结果而延迟存贮在所述存贮设备中图像数据的输出。若在变速再现期间由所述的检测设备检测到所述图像标题，那么所述的延迟设备就在预定的时间周期内输出多个“0”。
根据本发明的另一目的，提供了一个用于记录/再现图像数据的装置，该装置包括：记录装置，用于在一个记录介质上记录由一个预测编码系统根据图像信号编码的图像数据。所述装置还包括：具有一个读出设备的再现设备，该读出设备用于读出记录在所述记录介质上的图像数据；存贮设备，用于存贮由所述读出设备读出的图像数据；检测设备，用于从存贮在所述存贮设备中的图像数据检测图像标题；延迟设备，用于响应所述检测设备的检测结果延迟存贮在所述存贮设备中图像数据的输出。若在变速再现期间，所述的检测设备检测到所述图像标题，所述的延迟设备就在预定时间周期内输出多个“0”。
在当前的再现和记录/再现装置中，所述的图像数据被根据一个预测编码系统进行编码。在这种系统中，所述图像数据在被进行离散余弦变换之前利用双向运动补偿帧间预测编码进行压缩编码，并且进行变长编码。另外，在这样的装置中，所述的延迟设备可以在其值可以是(K-1)/fr的预定时间间隔内输出多个“0”。其中，1/k表示在变速再现期间速度倍数减少因数，fr表示所述图像或帧速率。
本发明其它的目的，特性以及优点可以通过下面参照附图对实施例的详细描述而变得更加清楚，在附图中，相应的部件标以相同的标号。
附图简要说明
图1是根据本发明一个实施例的一个图像数据记录/再现装置的数字磁带录像机的简图；
图2用于解释编码后图像的形成；
图3是图2所示图像的显示顺序和位流顺序图；
图4是一个数据格式图；
图5是图1所示的数字磁带录像机的一个速率转换器图；
图6是在正常速度再现期间的多个记录磁道和磁头轨道图；
图7是在静止期间的多个磁道和磁头轨道图；
图8是在变速再现期间的记录磁道和磁头轨道图；
图9A和9B用于解释在慢速再现期间从一个磁带上拾取的数据；
图10是由图5所示速率转换器的一个RF缓冲器所提供的数据图；
图11是由所述图5所示速率转换器的一个填零缓冲器和延迟电路提供的数据图；
图12用于解释图5所示速率转换器的填零缓冲器的写/读定时；
图13是一个数据延迟，在延迟过程中，在每个图像之前填入多个“0”；
图14示意一个数据延迟，在延迟过程中，在每个图像之前不填入多个零；和
图15示意其中填入有多个零的数据的配置。
下面将结合附图来描述本发明的最佳实施例。
图1示出了一个具有图像数据记录/再现装置的数字磁带录像机(数字VTR)。如图所示，该数字VTR包括一个记录单元1、一个再现单元2和一个开关4。
该记录单元1包括一个通道编码单元11和一个记录旋转磁头(未示出)。记录单元1接收根据一个预测编码系统或标准通过对图像信号进行压缩编码可获得的图像数据。例如，每个图像数据可以是一个MPEG数据位流。记录单元1在通道编码单元11中对所接收的图像数据编码并把编码后的图像数据提供给记录磁头，从而使其记录在例如是磁带3的一个记录介质上。
再现单元2包括一个通道译码器21，一个速率转换器22和一个再现旋转磁头(未示出)。再现磁头从磁带3上再现图像数据。每一个再现的图像数据被提供给通道译码器21。据此，数据被以与在通道编码单元11中执行的相反方式进行通道译码。通道译码后的图像数据被提供给速率转换器22，该转换器用于转换数据的读出速率，下文将要对其进行描述。
开关4接收MPEG数据位流和来自速率转换器22的输出信号。开关4响应由一个控制单元(未示出)提供的控制信号而产生动作，从而选择MPEG数据信号或选择速率转换器输出信号。所选择的信号被提供给MPEG译码器5，据此，所接收的信号将以下文详述的方式被译码。来自MPEG译码器5的被译码信号显示在监视器6上。
如前所述，已根据MPEG标准对由记录单元1记录在磁带3上的图像数据按预测编码系统进行压缩编码。下文将描述这种MPEG编码。
在MPEG系统中，依据一个预定基础处理或压缩视频或图像数据例如能以与其对应的图像单元中所表示的一个基础帧的处理或压缩。在这种系统中，有三种处理或图像类型；即：帧内编码的(I)图像、帧间预测编码的(P)图像和双向预测编码的(B)图像。通过仅使用各帧或图像内的数据产生一个I图像。使用来自暂时领先并在先已经译码的I或P图像或帧的数据，可以产生P图像。使用来自暂时在前或再后并且已经译码的I或P图像或帧或它们的组合的数据可以产生B图像。这些图像的这种产生示于图2。例如，如图2所示，左侧第四个图像(这是一个P图像)是从左侧开始的第一个图像形成(I图像)的。
所述图像可以具有诸如图3所示的预定显示顺序。如该图所示，这个顺序可以是I、B、B、P、B、B、P、B、B、I、B、B、P等等。虽然所述图像是以这个顺序显示的，但图像可以不按这个顺序提供或处理。就是说，取决于所述图像的类型(或将被执行的处理)，所述的处理或位流顺序可以按图3所示的显示顺序变化。特别是，由于所述B图像是如前所述根据在前译码的I和/或P图像形成的双向编码图像，所以，所述的B图像在所述的位流顺序中是与各P图像或I图像交替发生的，而在所述显示顺序中，它是位于后边的。例如，如图3所示，在显示顺序中的第二和第三图像(它们是B图像)可以和其中的第四图像(这是一个P图像)相互交替。其结果是在对各I图像和P图像进行编码之后，有一个在I和P图像之间进行显示的B图像。
另外，如前所述，多个图像可以被安排在一个图像组(GOP)之中，每一个这样的图像组可以包括一个I图像。如同已理解的那样，这种I图像可以独立于每一个GOP而单独提供，因此，有助于在各个GOP中进行随机存取所期望的图像。但是可能存在某些场合，在这种场合中，在一个P图像或一个B图像的小的基于数据块为基础的部分内执行帧内编码。
如图4所示，每一个图像可以包括一个在各图像数据之前安排的图像标题PH。这种图像标题PH包括一个具有预定数和位型的图像起始码。例如，所述图像标题可以具有16进制值为“00000100”的32位数据。(如已理解的，在这个值中的每一个16进制数字表示2进制数据的4位。)
除了在起始码处以外，所述MPEG系统提供23或更多位的“0”，它们将不是连续出现的。因此，在MPEG中，若在读操作期间，在23或更多个位“0”之后出现了一个“1”，那么，这个数据就可以被判断为是起始码。由此，换言之，在一个MPEG系统中为了检测一个起始码，在一个“1”之前需提供有23或更多个位“0”。
上述16位进制值00000100的前6个最高有效数字(000001)相当于23个二进制“0”位和1个“1”位。因此，这个16进制值将作为MPEG系统中的起始代码而被检测。如所理解的，16进制值的两个最低有效数字(即两个最右边的数字)对于被作为起始码而检测的16进制数字而言不必非是“00”。因此，除了00000100以外，还可以使用多个16进制的值。这样一个16进制的值可以被表示为“0000010**”其中，两个最低有效位(**)中的任一个可以是16进制的任一数字。
这样，所述的记录单元1以一个位速率R在磁带3上记录如图4所示的输入位流数据或MPEG数据。
在所述的MPEG系统中，多个“0”可以被插入或填入到所述起始码之前。因此，在当前的数字VTR中，和所希望的数据速度降低相对应的一定量的“0”可以被直接填入到所述起始码之前。如下文将要描述的，这种“0”的填入是在下述再现单元2(图1)的速率转换器22中执行的。
如图5所示，所述的速率转换器22包括一个存贮器221、一个检测电路222和一个延迟电路223。存贮器221包括一个RF输出缓冲器221a和一个填“0”缓冲器221b其用于接收和存贮来自通道译码器21(图1)的再现MPEG数据，并根据来自检测电路222的控制信号提供输出数据。检测电路222用于接收来自所述存贮器221的填“0”缓冲器221b的输出数据，并检测其中的图像标题。根据每次检测的结果，所述的检测电路222可以或不可以提供一个控制或时钟信号给填零缓冲器221b或延迟电路223。延迟电路根据从检测电路222所接收的时钟信号延迟从填零缓冲器221b所接收的MPEG数据。响应时钟信号的不存在，延迟电路223维持当前在其中保持的数据，并使得从其中提供预定的数量的“0”。
下面将较详细地描述图5所示的速率转换器22。
作为一个磁道缓冲器的RF缓冲器221a从通道译码器21中接收再现的数字MPEG数据或RF信号。这种在慢速再现期间获得的RF输出可以包括由一个磁道数据的信号丢失或叠加所引起的误差。所述RF缓冲器221a用于在慢速再现期间补偿、校正或减少这种信号丢失或叠加。特别是，在通过所述数字VTR使记录在所述磁带3的数据以正常速度再现(即再现或重放速度等于所述记录单元1的记录速度)期间，所述一个或多个磁道的角度和磁头跟踪磁道的角度彼此相互一致，如图6所示。换言之，在这种状态下，所述磁道T与所述磁头轨迹HN相符合。其结果是在单一的一次对这个磁道跟踪期间就可以拾取一个磁道的数据。在正常速度再现的磁头(HN)的每一次跟踪期间，所述磁带3被前进一个磁道。另一方面，在静止模式期间，所述磁带3不向前进。在后者的状态下，磁头跟踪角度发生变化就会在所述磁道和所述磁头轨迹HST之间从起点Ps到终点Pe产生一个磁道偏移。在慢速再现期间，诸如是以1/K速度再现(其中，K的数可以是3)期间，一个跟踪起点(Ps)可以会和用于正常速度再现的一个跟踪起点Ps相一致，由比值(K-1)∶1，如图8所示慢速再现的终点PSLe可能会涉及到所述正常速度再现终点Pe和跟踪起点Ps。这样，在慢速再现期间，所述的磁头轨道将偏离所述的磁道中心线C。其结果，若重放速度相对慢，则所述的跟踪角接近于静止期间的跟踪角，或者是所述C/N比(载波和噪声之比)比较小，由于磁头跟踪位置与所述磁道中心线之间偏移，将会频繁地产生数据读出误差。这样，一个单个磁道的数据就不是必须由一个单一的磁头跟踪所拾取。在这种情况下，可以利用多次跟踪以获得一个单一磁道的数据。例如，由第一跟踪A1所拾取的数据可以和第二跟踪A2、第三跟踪A3等拾取的数据相互结合，以获得如图9A和9B所示的在所要求磁道内的所有数据。(在图9A中，暗色区域表示有效数据或是在各次跟踪中所拾取的数据。另外，在图9A和9B中，A1-A3表示由一个磁头执行的跟踪，而B1-B3表示另一个磁头执行的跟踪)。在这种跟踪中，磁头已经被移动了。
记录在所述磁带3上的MPEG数据能以平均位速率R/K被从中读出，其中，R是在记录期间的位速率，而1/K表示所述重放速度或重放速度的倍数或减少因数。其结果，数据可以R/K的位速率写入RF输出缓冲器221a。根据预定事件的发生，数据可以被从所述RF输出缓冲器221a中读出并提供给所述填零缓冲器221b。作为一个例子，假如一个磁道的数据被写入如前所述的其可以是一磁道缓冲器的所述RF输出缓冲器221a之中，那么，所存贮的数据就可以被读出并提供给所述填零缓冲器221b。在这种情况下，对于每K次的磁头跟踪，数据被读出一次。这种所述RF输出缓冲器221a的写/读是由一个控制器(未示出)加以控制的。
如图10所示，从所述RF输出缓冲器221a读出并提供给所述填零缓冲器221b的数据是逐个磁道进行划分的。如所能理解的，这个划分配置不同于图4所示的记录MPEG数据格式。在这个读期间的位速率可以同于用于记录的位速率即位速率R。
可以利用一个与所述RF输出缓冲器221a相关的控制器来产生写允许标记或写致能信号。这个写允许标记可以被附加到读出数据的一个磁道上。只有在磁头的每K次跟踪才发生一次的读出期间，这个写允许标记可以被设置或“接通”。
再次参考图5，所述的填零缓冲器221b是一个先入先出(FIFO)缓冲器，其存贮容量最好能够使其存贮至少和在所述图像顺序中所述最大帧的位数量一样大的位数量。来自其写允许标记为ON的所述RF输出缓冲器221a的数据以与用于记录时所使用的相同的位速率R被写入到所述填零缓冲器221b中。被写到所述填零缓冲器221b中的数据与在所述磁带3上的记录的数据相同。而后，来自所述填零缓冲器221b的数据被读出，并提供给所述的检测电路222和所述的延迟单元223，然后，将其输出信号依次提供给开关4(见图1)。来自填零缓冲器221b及延迟单元223的这种数据的提供或读出是由所述检测电路222控制的。就是说，所述检测电路222被用于接收主时钟信号，并以一个位速率R(用于记录期间的位速率)把这种主时钟信号或控制信号提供给所述的延迟电路223及所述的填零缓冲器221b，从而控制从其中的数据输出。
特别是，假如具有诸如是最大规模帧的一个预定位数的数据被写入所述的填零缓冲器221b，那么，所述的检测电路222就会将读出时钟脉冲(R)提供给所述的填零缓冲器221b，从而使数据被开始从中读出。所述检测电路222可以提供这样一种读出时钟脉冲(R)的启动，以响应来自所述存贮器221的一个信号。这个信号可以表示预定量的位数已被写入所述填零缓冲器，或还可以表示开始将数据从所述RF输出缓冲器向所述的填零缓冲器进行写入。此后，在启动提供所述时钟脉冲之前，所述的检测电路222等待一个预定时间。有关这点，后面还要详述。所述的填零缓冲器221b根据来自检测电路222的时钟脉冲(R)向延迟电路223和检测电路222输出数据。
所述的延迟电路223可以包括诸如是一个4字节移位寄存器的一个移位寄存器。所述的延迟电路223用于根据由检测电路222输出的时钟脉冲(R)在从填零缓冲器221b接收的数据上执行移位操作，并在相当于4个字节移位的延迟以后输出这些数据。只要是所述的时钟脉冲被提供给延迟电路223，这个移位操作就持续下去。但是若所述的时钟脉冲(R)被停止提供给延时电路223，那么移位操作就停止。此后，当前存贮在所述寄存器中的数据被保持，并且从所述延迟电路提供多个“00”达一个预定的时间周期，以获得希望数量的“00”。
所述检测电路222用图像起始代码“00000100”(4字节行)检测从所述填零缓冲器221b所接收的数据。只要是没有检测到一个图像起始码，检测电路222就要向所述的填零缓冲器221b和延迟电路223提供时钟脉冲(R)。但是，只要检测到一个图像起始码，所述的检测电路222就要停止向填零缓冲器221b和延时电路223发送时钟脉冲(R)。其结果，停止从所述填零缓冲器221b中读出数据，并停止向所述的延迟装置223和检测装置222提供数据，同时，延迟装置223的移位操作也被停止。随后，在由所述检测装置222检测到一个图像起始码之后紧跟着保持在所述延迟装置223寄存器中的数据是一个4字节的图像起始码“00000100”。然后，由所述的延迟单元223提供预定数量的“00”。
数据可以从填零缓冲器221b正进行的读出中被停止，并被停止提供给延迟电路223，如前所述，其停止时间量等于：(K-1)/fr，其中，fr是图像或帧速率，1/K表示用于变速再现的倍数或速度减少因数。每个单位时间的图像数是fr/K，每个单位时间插入的“00”的数量如下：
      ((K-1)R/K)，所以，所述的位速率如下：
      ((K-1)/K)R＋(1/K)R＝R，这等于所述的记录位速率R。
因此，在检测到一个图像起始码的基础上，所述的时钟脉冲(R)不再被检测电路222传送达一时间周期(K-1)/fr。随后，“00000100”被保持在所述延迟电路223的寄存器中。在这个时间周期内，保持在延迟电路223寄存器中的前端数据“00”被以所述位速率R连续读出。其结果，从延时电路223输出多个“00”达(K-1)/fr时间之久。所述延迟电路223的读出控制是由包括在延迟电路之内的一个控制器执行的。由此，例如图11所示，由所述延迟电路223输出的数据可以是一个位流，其中，预定量的“00”已经被插入到所述图像标题PH之前。如图11所示，在所述图像标题PH之前，被插入了具有其位量等于(K-1)R/fr且其传送间隔或相关时间周期为(K-1)/fr(可用秒表示)的多个“00”。
图12示出了与所述填零缓冲器221b相关的所述数据写/读定时。如图所示，由于是从所述RF输出缓冲器221a向所述的填零缓冲器221b开始写入数据(此后称之为写入)，所以，为向延迟电路223提供数据而从填零缓冲器221b读出数据(此后称之为读出)是在延迟或推移了一个时间td之后开始的。所述时间td对应于这样一个时间，在这个时间内，超过一个I图象数据的数据被存贮在所述填零缓冲器221b中。换言之，当读出开始时，在所述填零缓冲器221b中可以存贮有超过一个帧的数据。在读出期间，数据以所述的位速率R被读出，直到各个图像标题都被所述检测电路222检测到为止。通常，一个数据帧大于一个磁道数据。如此，在读出一个数据帧的同时，可以将一个非写入时间twd插入到所述写入之中。在这个时间(twd)内，减少在所述填零缓冲器221b中的数据量。当所述检测电路222检测到一个图像标题时，在时间周期(K-1)/fr期间终止读出。在这个时间周期之内，延迟电路23以所述速率R输出多个“00”。在这个时间周期内，继续写入操作，其结果是使在填零缓冲器中的数据量增加。所述的写入和读出如图12所示的类似的方式持续下去。
由于每K次的磁头跟踪才执行一次写入，所以，用于写入1秒原始数据的时间为K秒。考虑到读出，由于每秒原始数据有fr帧并且这些帧中的每一个其读出停止时间为(K-1)/fr秒，所以，读出要占用K秒。由此，平均写入和读出速率或时间可以是相同的。
由于如前所述填零缓冲器221b具有足够大的缓冲容量，所以，即便是其中存贮的数据量稍有增加，这种数据也可以被适当地存贮和读出。如被理解的，若用于在所述填零缓冲器中存贮的数据量少于原来的预期的量，这种数据也可以被适当地存贮和读出。
再参阅图1，所述开关4的一个输入端接收所述的MPEG数据位流(如图4所示)。所述开关的另一个输入端接收来自所述速率转换器22的延迟电路223的位流数据(如图11所示)，即利用记录单元1在磁带3上记录MPEG数据并从其上再现。所述开关4可以根据由所述转换控制单元执行的一个转换选择控制在两个输入端之间(即在所述的MPEG数据和从所述磁带3上再现的位流数据之间)进行有选择地转换。从所述开关4输出的数据被提供给所述MPEG译码器5。所述MPEG译码器5对从所述开关4接收的位流数据进行译码，以获得这个数据的显示顺序，并将译码后的数据提供给监视器6，由此显示与这些数据相对应的图像。因此，作为一个例子，所述开关4可以选择所述的MPEG数据位流，以在所述监视器6上显示同样的内容，同时将这个数据位流记录下来。另外，所述开关可以选择来自所述速率转换器22中的重放数据，以用于在所述监视器6上进行显示。
若在慢速再现期间，多个“0”被如上所述均匀地填入每个图像之前，那么，平均重放速度可以是1/K。但是，由于实际的显示顺序不同于所述位流数据的图像顺序，所以，每个图像的延迟或冻结时间可以是不同的。为此，若可获得的图像数据可以被显示，那么如在后面将要详述的那样，所述图像很容易在所述帧显示转换定时处被显示。
假设，在1/3速度再现模式期间，所述的位流数据Z1、I1、Z2、P4、Z3、B2、Z4、B3、Z5、P7、Z6、B5、Z7、B6等是从所述开关4提供的。(IX、PX和BX分别表示第X个I，P和B图像)。如图13所示在延迟Z1之后，显示图像I1。虽然图像P4是在一个Z2间隔之后提供的，但是这个图像是第4个图像并且此时不被显示。在Z3之后显示第二个图像B2，在Z4之后显示第三个图像，然后，在没有延迟的情况下显示第4个图像P4。
由于即使是在所述位速率变得相对较低的情况下所述帧速率也保持不变，所以就可能发生缓冲器下溢。若在所述的MPEG译码器中的这个缓冲器下溢，那么就可以保持一个在前的图像，直到读出下一个图像为止。其结果是一系列多个静止图像的慢速再现。由此，虽然从一个图像到另一个图像的所述图像冻结时间可以不同，但所执行的是一个1/K平均速度再现。
下面描述上述数字VTR的操作。
在记录期间，所述记录单元1(图1)的通道编码器11对所接收的根据MPEG系统进行了压缩编码的MPEG数据进行通道编码。利用记录单元1的磁头以位速率R将所述通道编码的MPEG数据记录在所述磁带3上。
此时，提供给所述记录单元1的所述MPEG数据也被提供给所述开关4的一个输入端。
在1/K速度再现期间，利用所述再现单元2的旋转磁头，以R/K的位速率读出记录在所述磁带3上的MPEG数据，并提供到通道译码单元21，从而使这个数据被通道译码。所述通道译码的MPEG数据被以位速率R/K写入所述速率转换器22的RF输出缓冲器221a(图5)。当一个磁道的数据被写入所述RF输出缓冲器221a中时，每K次磁头跟踪被存贮到RF输出缓冲器中的数据被一次读出，并提供给填零缓冲器221b。当写入所述填零缓冲器221b的数据量基本上等于所述最大规模帧的位数量时，所述的检测电路222提供所述R时钟脉冲(和记录时所用的位速率R相同)给延迟单元223和填零缓冲器221b。根据这个时钟脉冲(R)，所述的填零缓冲器221b输出其中存贮的数据给延迟单元223和检测电路222。所述延迟单元223根据来自所述检测电路222的时钟脉冲(R)将来自所述填零缓冲器221b的数据如前所述延迟一个相当于4个字节的量，然后将延迟后的数据提供给开关4(图1)。所述的检测电路222一直提供所述的R时钟脉冲，直到在来自所述填零缓冲器221b的数据中检测到一个图像标题为止。根据对一个图像标题的检测，所述检测电路222终止向所述延迟电路223和填零缓冲器221b传送一个时间周期(K-1)/fr的时钟脉冲(R)。其结果是从所述填零缓冲器221b读出的并提供给延迟单元223的数据停止一个时间周期(K-1)/fr，同时，4个字节的图像起始码数据被延迟单元223所保持。利用包括在延迟电路中的一个控制器在一个时间周期(K-1)/fr内以速率R，反复读出被所述延迟电路223所保持的4字节图像起始码的前导“00”。其结果是产生了具有在所述图像标题之前插入的(K-1)/fr个“00”的位流数据，并将该数据提供给所述开关4的第二输入端。
开关4选择多个输入端中的一个，并将与其相关的数据提供给MPEG译码器5，以进行译码。译码后的数据被显示在所述监视器6上。
因此，在本发明中，根据一个预测编码系统进行编码的图像数据可以被记录和/或再现，在所述的预测编码系统中，利用在离散余弦变换之前的双向运动补偿帧间预测编码和变长编码对所述的图像信号进行压缩编码。这种再现包括检测图像标题，以及在不存在这种检测的情况下，输出所存贮的具有一个预定延迟的图像数据，并根据图像标题的检测，在变速再现期间，输出多个“0”达一个的时间周期(K-1)/fr，其中，1/K表示在变速再现期间所述加倍或速度减少因数，而fr是所述帧速率。所述的“0”数据可以被插入或填入到图像之间或等量地插入或填入到图像标题之前，以提供一个图像显示，使得即使是在慢速再现期间也不会有图像破坏。
虽然如前所述在慢速再现期间，“0”数据可以被均匀地填入到每个图像或图像标题之前，但本发明并不受此限制。就是说，所述“0”数据的规模或数量从一个图像到另一个图像是可以变化的。例如，假如要显示在图13中所示位流数据中的一个B图像，那么，下一个P图像已经被译码。如此，B3和P4之间或B6和P7之间的距离就不会被扩大。但是，I1和B2或P4和B5之间的距离(该距离大于B3和P4或B6和P7之间的距离)可能减小。其结果是在所述的P图像P4和P7之前的填入可以省略(即：Z2和Z5可以被省略掉)，且由此所实现的减少可以被均匀分布成如图14所示的Z1、Z3、Z4、Z6和Z7。这种配置直接减少了在显示跟在所述位流数据的P图像之后的所述B图像之前的延迟或冻结时间，同时直接增加了在显示所述I图像之前的冻结时间。因此，可以可以减少所述冻结时间的变化。
另外，通过在P图像P4和P7之前省略填入所实现的减少(即省略Z2和Z5)可以非均匀方式分布成Z1、Z3、Z4、Z6和Z7。
另外，虽然本发明已参照一个数字记录和再现装置加以描述，但本发明并不受此限制，例如，本发明也可以被应用到一个再现装置中。
再有，虽然在描述本发明时，描述了规定的时间和/或量[诸如来自所述延迟电路223的4个字节延迟，(K-1)/fr时间周期，等于(K-1)R/fr的“00”的数量等等]，但本发明不受其限制，可以使用另外的时间和/或量。
虽然这里已详细地描述了本发明的最佳实施例及其修改，但应当理解，本发明并不受这些实施例及其修改的限制，在不脱离由本发明的权利要求所限定的本发明的构思和范围之内，本专业技术领域以内的普通技术人员可以作出其它的修改和变化。

Claims (26)

1、一种用于再现表示多个视频帧的图像数据的装置，所述装置包括：
读出装置，用于读出由一个预测编码系统对来自多个图像信号编码的图像数据，并记录在一个记录介质上；
存贮装置，用于存贮由所述读出装置读出的所述图像数据；
检测装置，用于从存贮在所述存贮装置的所述图像数据中检测一个标题；和
延迟装置，用于响应由所述检测装置所获得的检测结果，延迟存贮在所述存贮装置中的所述图像数据的输出，若在所述的变速再现期间，所述的检测装置检测到一个图像标题，所述的延迟装置输出多个“0”达一个预定的时间周期。
2、如权利要求1所述的装置，其中，所述预测编码系统在离散余弦变换之前利用双向运动补偿帧间预测编码通过压缩编码图像信号和变长编码来对所述的图像数据进行编码。
3、如权利要求2所述的装置，其中，所述的延迟装置输出多个“0”达(K－1)/fr时间周期，其中，1/K是一个在所述变速再现期间的速度倍数，fr是一个帧速率。
4、一种用于记录/再现表示多个视频帧的图像数据的装置，所述装置包括：
记录装置，用于在一个记录介质上记录由一个预测编码系统根据图像信号编码的图像数据；
再现装置，具有：用于读出记录在所述记录介质上的所述图像数据的读出装置，用于存贮由所述读出装置读出的所述图像数据的存贮装置，用于根据存贮在所述存贮装置中的所述图像数据检测图像标题的检测装置，用于响应由所述检测装置获得的检测结果，延迟存贮在所述存贮装置中的所述图像数据输出的延迟装置、若在变速再现期间，所述的检测装置检测到所述图像标题，则所述的延迟装置在预定的时间周期内输出多个“0”。
5、如权利要求4所述的装置，其中，所述的预测编码系统在离散余弦变换之前使用双向运动补偿帧间预测编码通过压缩编码图像信号和变长编码来对所述的图像数据进行编码。
6、如权利要求4所述的装置，其中，所述延迟装置输出多个“0”达(K-1)/fr时间周期，其中，1/K是变速再现期间的速度倍数，fr是一个帧速率。
7、一种用于记录/再现表示多个视频图像的图像数据的装置，包括：
记录装置，用于把图像数据记录到一个记录介质上；和
再现装置，包括：用于读出记录在所述记录介质上图像数据的读出装置，用于存贮由所述读出装置读出的所述图像数据的存贮装置，用于根据存贮在所述存贮装置中的图像数据检测图像标题的检测装置，和一个用于在变速再现模式期间操作的装置，其中以不同于所述图像数据被记录速度的速度，再现所述图像数据所述的装置用于当所述的检测装置检测到所述各图像标题时，在图像的各图像标题之前插入多个“0”。
8、如权利要求7所述的装置，其中，所述视频图像的顺序是帧内编码(I)、帧间预测编码(P)和双向预测编码(B)的图像顺序，且其中所述插入装置仅在多个视频图像中预定的一个视频图像的图像标题前插入多个“0”。
9、如权利要求8所述的装置，其中，所述预定的一些视频图像是I和B图像。
10、一种用于将从一个记录介质上再现的编码图像数据处理成多个“1”和多个“0”的装置，所述的编码图像数据表示多个帧内编码的(I)、帧间预测编码的(P)和双向预测编码的(B)视频帧或图像，所述编码图像数据具有多个图像标题，其中的每一个和所述图像的一个相对应，所述装置包括：
检测装置，用于根据从所述记录介质再现的所述编码图像数据检测一个图像标题；和
在变速再现模式期间操作的装置，其中，所述再现编码图像数据的速度不同于所述编码图像数据被记录的速度，该装置用于将多个“0”插入到被检测到的一个相应图像的图像标题之前。
11、如权利要求10所述的装置，其中，所述的插入装置插入“0”达(K－1)/fr时间周期，其中，1/K是变速再现模式期间的速度倍数，fr是一个帧速率。
12、如权利要求11所述的装置，其中，在所述变速再现模式期间，以慢于所述编码图像数据被记录的速度再现所述的编码图像数据。
13、如权利要求10所述的装置，其中，所述的插入装置仅在预定的一些视频图像的图像标题前插入多个“0”。
14、如权利要求13所述的装置，其中，所述的预定的一些视频图像是I和B图像。
15、一种用于将从一个记录介质再现的编码图像数据处理成多个“1”和多个“0”的装置，所述的编码图像数据表示多个帧内编码的(I)、帧间预测编码的(P)和双向预测编码的(B)视频帧或图像，所述编码图像数据具有多个图像标题，其中的每一个和所述图像中的一个图像相对应，所述的装置包括：
存贮装置，用于存贮从所述记录质再现的编码图像数据；
检测装置，它接收来自所述存贮器装置的存贮图像数据，用于检测其中的所述图像标题并用于产生表示所述检测结果的一个控制信号；和
从所述存贮装置接收已存贮的图像数据的装置，用于当所述的控制信号指示未能检测到一个图像标题时延迟所接收的图像数据，并用于当所述的控制信号指示已经检测到一个相应的图像标题时，在一个图像的相应图像标题之前插入多个“0”。
16、如权利要求15所述的装置，其中，所述的编码图像数据的再现速度不同于所述编码图像数据的记录速度。
17、如权利要求15所述的装置，其中，所述编码图像数据的再现速度低于所述编码图像的记录速度。
18、如权利要求17所述的装置，其中，所述插入装置插入多个“0”达(K-1)/fr时间周期，其中，1/K是速度倍数减少因数，fr是一个帧速率。
19、如权利要求15所述的装置，其中，所述的插入装置仅在预定的一些视频图像的图像标题前插入多个“0”。
20、如权利要求19所述的装置，其中，所述预定的一些视频图像是I和B图像。
21、一种用于将从一个记录介质上再现的编码图像数据处理成多个“1”和多个“0”的装置，所述的编码图像数据表示多个帧内编码的(I)、帧间预测编码的(P)和双向预测编码的(B)视频帧或图像，所述的编码图像数据具有多个图像标题，其中的每一个与所述图像中的一个图像相对应，所述的装置包括：
存贮装置，用于存贮从所述记录质再现的编码图像数据，并用于根据一个时钟信号从其中提供所存贮的图像数据；
接收来自所述存贮装置的存贮图像数据的检测装置，用于检测其中的图像标题，并用于在不存在这种检测的情况下产生所述的时钟信号；和
用于接收来自所述存贮装置的存贮图像数据的装置，该装置用于响应所述的时钟信号延迟所接收的图像数据，并用于在不存在所述时钟信号的情况下，在检测到的一个图像的图像标题之前插入多个“0”。
22、如权利要求21所述的装置，其中，所述编码图像数据的再现速度不同于所述编码图像数据的记录速度。
23、如权利要求21所述的装置，其中，所述的编码图像数据的再现速度低于所述编码数据的记录速度。
24、如权利要求23所述的装置，其中，所述的插入装置插入多个“0”达(K-1)/fr时间周期，其中，1/K是速度倍数减少因数，fr是一个帧速率。
25、如权利要求21所述的装置，其中，所述的插入装置仅在检测到的预定的一些视频图像的图像标题之前插入多个“0”。
26、如权利要求25所述的装置，其中，所述的预定的一些视频图像是I和B图像。
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