CN1148722C - 磁记录方法和装置、磁重放方法和装置及带状记录介质 - Google Patents

磁记录方法和装置、磁重放方法和装置及带状记录介质 Download PDF

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Abstract

一种用于数字信号的记录装置，通过有效利用传统磁带的生产设备或组件能长时间高质量地在磁带上记录信号。此记录装置在8mm带宽的磁带上记录DV格式的数据。例如，DV格式的两个磁道的数据被记录在8mm宽的磁带的单一磁道上而保持其数据模式不变。

Description

磁记录方法和装置、磁重放方法和装置及带状记录介质
本发明涉及一种用于对于磁带记录或重放数字信号的磁记录方法和装置、磁重放方法和装置以及其上记录数字信号的带状记录介质。
最近，一种用于在磁带上记录数字视频信号或数字音频信号的家用摄像机嵌入式数字磁带录像机或家用楼层式数字磁带录像机已经出现。
作为上述数字磁带录像机的记录系统，已知有称为DV系统的格式(用6.35mm的磁带作为消耗品的IEC 61834螺旋扫描数字盒式磁带记录系统(525/60，625/60，1125/60和1250/50系统))。在该DV系统中，录像磁带带宽6.35mm(1/4英寸)窄于传统的模拟磁带录像机所用的录像磁带带宽如8mm系统(采用8mm磁带作为消耗品的IEC 60834螺旋扫描盒式磁带记录系统)。尽管如此，因为DV系统中记录的信号在记录密度提高的同时被压缩，所以用DV系统可以实现高画质长时间的记录。
同时，上面提到的DV系统与模拟磁带录像机的传统的记录系统互不兼容。但是，如果DV系统的信号可以记录在传统记录系统中使用的有更宽带宽的录像磁带上，较高信号质量的信号可长时间的记录。而且，如果能对传统记录系统中使用的录像磁带记录或重放DV系统的信号，就能有效利用资源，如生产录像磁带的设备或传统记录系统中的组件。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于数字信号的记录方法和装置，其中高信号质量的信号可长时间的记录在录像磁带上。
本发明的另一个目的是提供一种用于数字信号的重放方法和装置，其中高质量持久的信号能通过有效利用传统的录像磁带的生产设备或组件从录像磁带上重放出来。
本发明还有一个发明目的为提供其上记录有高质量信号的带状记录介质。
一方面，本发明提供用于数字信号的磁记录装置，它包括：用来产生与用在预设磁带宽度的第一磁带的数字记录格式相关的记录数据的记录数据产生装置，和用来在其磁带宽度比第一磁带更宽的第二磁带上记录由记录数据产生装置产生的记录数据的记录装置。记录装置按记录数据产生装置所产生的数字记录格式，在形成于第二磁带上的单一磁道上连续记录至少两个磁道的记录数据。
在这种用于数字信号的磁记录装置中，至少两个磁道的用在第一磁带的数字记录格式的记录数据用数字记录格式的数据模式被连续记录于形成在其磁带宽度比第一磁带更宽的第二磁带上的单一磁道上。
另一方面，本发明提供用于数字信号的磁记录方法，它包括：产生与用在预设磁带宽度的第一磁带的数字记录格式相关的记录数据，和在形成其带宽比第一磁带更宽的第二磁带上的单一磁道上记录至少两个磁道的数字记录格式的记录数据。
在这种用于数字信号的磁记录方法中，至少两个磁道的用在第一磁带的数字记录格式的记录数据按数字记录格式的数据模式被连续记录于形成在其磁带宽度比第一磁带更宽的第二磁带上的单一磁道上。
再一方面，本发明提供用于数字信号的磁重放装置，它包括：重放装置，用于从其磁带宽度比载有记录数据的预设带宽更宽的第二磁带上重放与用于预设带宽的第一磁带的数字记录格式相关的记录数据，和处理被重放装置重放的记录数据的数据处理装置。重放装置从形成在第二磁带的单一磁道上连续重放至少两个磁道的数字记录格式的记录数据。
在这种用于数字信号的磁重放装置中，至少两个磁道的用在第一磁带的数字记录格式的记录数据按数字记录格式的数据模式被连续记录于形成在其磁带宽度比第一磁带更宽的第二磁带上的单一磁道上。
再一方面，本发明提供用于数字信号的磁重放方法包括：从在载有用到预设磁带带宽的第一磁带的数字记录格式的记录信号的第二磁带上形成的单一磁道上，连续重放至少两个磁道的数字记录格式的数据，和处理被重放的记录数据，其中第二磁带的带宽大于预设带宽。
在这种用于数字信号的磁重放方法中，至少两个磁道的用在第一磁带的数字记录格式的记录数据，按数字记录格式的数据模式被连续记录于形成在其带宽比第一磁带更宽的第二磁带上的单一磁道上。
还有一方面，本发明提供其上记录有与用在预设宽度的第一磁带的数字记录格式相关的记录数据的带状记录介质，带状记录介质的宽度比预设宽度更宽，至少第一磁带上的两个磁道的数字记录格式被记录在所述带状记录介质的单一记录磁道上。
根据本发明，至少两个用在第一磁带的数据记录格式的记录磁道被连续记录到或重放于在其带宽比第一磁带更宽的第二磁带上形成的单一磁道上。根据本发明，持续时间长高质量的数据可记录在第二磁带上，同时如传统生产设备或组件等资源能被有效利用。
图1表示DV系统数字信号被记录在用于DV系统中的6.35mm带宽的磁带上时的磁道模式；
图2表示叠加到各磁道的数据上的引导信号的频谱；
图3表示实施本发明的在磁带上记录视频和音频信号的记录系统的数字信号被记录在8mm带宽的磁带上时的磁道模式；
图4示出磁带在实施本发明的记录系统中的旋转磁鼓上的磁带包角(wrap angle)；
图5示出在实施本发明的记录系统中一条磁道上的有效包角；
图6示出实施本发明的记录系统中的磁带上的磁道模式；
图7示出实施本发明的记录系统中一条磁道上的数据模式；
图8示出实施本发明的记录系统中磁道的常规区域的数据模式；
图9示出实施本发明的记录系统中磁道的扩展区域的数据模式；
图10示出实施本发明的记录系统中记录/重放装置的方框图；
图11示出实施本发明的记录系统中记录/重放装置的DV数据处理单元的方框图；
图12示出实施本发明的记录系统中记录/重放装置的写入/读出单元的方框图；
图13示出了DV系统中的记录/重放装置记录时切换时间和ATF引导信号的次序；
图14示出了实施本发明的记录系统中记录/重放装置记录时切换时间和ATF引导信号的次序。
首先，用本发明的第一实施例解释在如带状数据记录介质磁带上记录视频数据或音频数据的记录系统。本发明的记录系统是所谓的用来在8mm宽的磁带上记录数字信号的DV系统，并且这里称为数字8mm系统。此后以与至今已知的记录系统DV系统(IEC 61834)和8mm系统(IEC 60843)相比较的方式说明根据本发明的记录系统。
图1表示DV系统的数字信号被记录在DV系统的6.35mm宽的磁带上时的磁道模式。这里，把这种磁带称为DV磁带。
在DV系统中，用旋转磁鼓把视频信号等记录在6.35mm(1/4英寸)宽的DV磁带上。旋转磁鼓上安装不同方位角的其角距离为180度的两个磁头这两个磁头以相对于DV磁带的转动方向的预定角度转动，形成图1所示的磁道模式。如果在该DV系统中，被一个磁头记录的磁道为奇数磁道O1，O3，O5，O7和O9，被另一磁头记录的磁道就是偶数磁道E2，E4，E6，E8和E10，符合NTSC系统的一帧视频信号被记录在5个奇数磁道和5个偶数磁道上，共计10个磁道。在PAL系统一帧视频信号被记录在总共12个磁道上。
而且，在这一DV系统中，记录在各个磁道上的数据总量进行24/25转换处理，藉此把ATF(自动寻迹)的引导信号叠加到整个磁道上。磁头的寻迹可通过在重放期间检测这些引导信号来实现。经24/25转换，每24位数据就插入额外的一位(1比特)以便把三个频率的低限引导部分叠加到记录数据串中。尤其，满足图2的频谱的频率f0，f1，f2的、其记录数据的运行长度为9或更少的引导信号被叠加在各个磁道上。在这一DV系统中，频率f0的引导信号叠加在奇数磁道O1，O3，O5，O7和O9上，而频率f1，f2的引导信号交替叠加在偶数磁道E2，E4，E6，E8和E10上。因此，循环的频率f0，f1，f0，f2，f0，f1，f0，f2…的引导信号被记录在各个磁道上。这样，当记录频率f0的磁道被磁头扫描时，通过记录这些引导信号就能从相邻磁道得到频率为f1和f2的引导分量作为干扰(crosstalk)信号，故在重放时能实现稳定的寻迹。
图3表示了根据本发明的数字8mm系统的数字信号被记录在8mm宽的磁带上时的磁道模式。此后把这种磁带称为8mm带。
在数字8mm系统中，数字视频信号等循环地记录在比DV磁带带宽宽的8mm磁带上。这种8mm磁带与适于记录传统的模拟视频信号的8mm系统中(IEC 60843)使用的磁带相同。旋转记录用的旋转磁鼓有两个磁头，象在传统的模拟8mm系统中一样，它们有不同的方位角，位于旋转中心两侧径向相对的位置处。因而，两个磁头相对于8mm带的转动方向以预定的角度扫描而形成图3所示的磁道模式。
注意，在数字8mm系统中，在8mm磁带的一个磁道上，以DV系统的数据格式连续记录DV系统的两个磁道数据。即，在数字8mm系统中，DV系统的奇数磁道数据和偶数磁道数据被成对分组，并且记录在一个磁道中而不改变数据内容。
例如，在数字8mm系统中，DV系统中的奇数磁道O1和偶数磁道E2的数据成对分组并记录在一条磁道上。奇数磁道O3和偶数磁道E4的数据分组为一对并被记录在下一条磁道上。同样，DV系统中两个连续磁道的数据以成对的形式记录在8mm带的各自连续的磁道上，如奇数磁道O5和偶数磁道E6，奇数磁道O7和偶数磁道E8，奇数磁道O9和偶数磁道E10等等。
这样，在数字8mm系统中，与NTSC系统相关的一帧视频信号记录在8mm带的5条磁道上，而与PAL系统相关的一帧视频信号记录在8mm带的6条磁道上。
同时，在数字8mm系统中，扩展数据和DV系统中两磁道数据一起记录在8mm带的单一磁道上。
而且，在数字8mm系统中，用于ATF的三个频率f0，f1，f2的引导信号通过24/25转换被叠加在各个磁道上。即，在数字8mm系统中，在每条磁道上记录不同频率的信号，而在DV系统中，在每两条磁道上记录。尤其，DV系统中，重复频率f0，f1，f0，f2，f0，f1，f0，f2…的引导信号记录为由一对奇数磁道和偶数磁道的数据组成的各条磁道。从而，载有记录着频率f0的磁道被磁头扫描时，频率f1和f2的引导分量可作为干扰信号从相邻磁道获得，这样使重放期间能稳定地寻迹，引导信号也被记录在扩展数据上。记录在扩展数据上的引导信号与记录在磁道上的DV系统的双磁道数据具有同样的频率。
图4示出了数字8mm系统的旋转磁鼓上磁带包角。
参考图4，8mm磁带经206°角缠绕在旋转磁鼓上。当磁头移动穿过206°包角时，记录的信号构成8mm磁带上一条磁道。同时，8mm磁带的包角可以是211°，象传统模拟8mm系统一样，信号将被记录在整个包角的206°部分上。
图5和图6分别图示了数字8mm系统中一条磁道的有效包角和磁带的磁道模式。
如图5和6所示，在数字8mm系统中，有效包角为177°。在这一有效包角中，提供有两条副磁道(SubTr#，SubT#1)。每个副磁道形成在87°包角范围内，DV系统中的每一条磁道数据以DV系统的数据格式被记录。那就是说，上面提到的奇数磁道数据和偶数磁道数据中的每一个被连续记录在上述有效包角内。在有效包角内，在两个副磁道之间提供有3°的缝隙(磁道间缝隙或ITG)。
在数字8mm系统中，在有效包角的上游侧提供有一个扩展区，即在磁道的磁头引入侧。因此单一磁道的包角是20°扩展面的包角和177°的有效包角的和，或206°。
而且，在数字8mm系统中，设置在旋转磁鼓的两个磁头由与旋转磁鼓的旋转相位同步产生的切换脉冲SWP切换。在一个磁头有效包角内的记录数据的时刻(如Ach)断开切换脉冲SWP，在另一磁头的有效包角内切换切换脉冲SWP，开始记录数据(如Bch)。切换脉冲SWP每次切换时旋转磁鼓旋转180°，在有效包角的前后产生1.5°的空白。
同时，扩展区部分的数据用如后解释的扩展磁道同步信息(Ex-ITI)或前面磁道的磁道同步信号(ITI)同步，以便在切换脉冲SWP切换前开始记录。
在数字8mm系统中，形成于8mm磁带上的磁道的磁道角，即磁头运转方向和磁带行进方向之间的夹角为4.8999°。从纵向磁头引入侧的一端到扩展区的记录起始处，8mm磁带的宽度为1.013mm。另一方面，从磁带入口侧8mm磁带的一个纵端到有效包角的记录起始位置的宽度是1.786mm。从磁头入口侧8mm磁带的一个纵端到有效包角的记录端处的宽度是7.047mm。从有效包角的记录起始位置到有效包角的记录端处的宽度是5.261mm。从朝向磁头入口例的8mm磁带的一个纵端到有效包角的中心位置，即副磁道SubTr#1的记录起始位置之间的宽度是4.461mm。同时，上面给出的8mm带的宽度代表沿垂直于磁带行走方向上测量的距离。
实施本发明的记录系统的典型的规范结合NTSC和PAL系统如下表所示。为了比较，传统模拟8mm带系统的规范也列出来。
表1
本发明实施例的数字8mm系统的规范   传统模拟8mm系统规范
    NTSC 525/60     PAL625/50   NTSC
 磁鼓直径(mm)     40     40   40
 磁鼓每秒转数     75/1.001     75   30/1.001
 磁道/磁鼓转一周     2     2   2
 磁道/帧     5     6   2
 磁鼓引导角(°)     4.885     4.885   4.885
 记录磁道角(°)     4.8999     4.8999   4.9037
 磁道长度(177°，mm)     61.597     61.597   62.593(180°，mm)
表2
    本发明实施例的数字8mm系统的规范    传统模拟8mm系统规范
  NTSC525/60   PAL625/50     NTSC
有效包角(°)     177     177     180
磁头方位Ach(°)     +10     +10     +10
磁头方位Bch(°)     -10     -10     -10
磁带宽度(mm)     8     8     8
记录起始带高(mm)     1.786     1.786     1.786
记录末端带高(mm)     7.047     7.047     7.137
有效记录宽度(mm)     (5.261)     (5.261)     5.351
表3
       本发明实施例的数字8mm系统的规范   传统模拟8mm系统规范
    NTSC 525/60     PAL625/50    NTSC
磁道间距(μm)     16.340     16.340    20.5(SP)
带速(mm/sec)     28.965/1.001     28.965    14.345
相对速度(mm/sec)     9.3962/1.001     9.3962    3.75
最短记录波长(μm)     0.449/1.001     0.449    0.37(Hi8，NTSC)
记录速度(Mbps)     41.85     41.85    -
数字(位)     274624     274350    -
同步-滞后(μsec)     20.305     20.285
根据本发明磁带的记录系统中，因为DV系统的两带数据用保持不变的数据的模式连续记录在一条磁道上，从而可有效利用的磁带面积记录较长时间。换言之，与在8mm磁带上逐个记录DV磁道模式的情况相比，在相同的记录时间所需的磁带长度减少，从而改善了磁带的消耗。
当然，这种记录系统只是示例，DV系统的3，4或更多的磁道可连续记录在一条磁道内。这使记录可持续较长时间。记录相同的时间，所需磁带的长度进一步缩短。
本发明的记录系统能将传统模拟8mm磁带录像机的机械走带机构直接用作记录/重放装置，把磁鼓转速从1800rpm改变为4500rpm，以产生上述的8mm带的磁道模式。
同时，主导轴速度，即磁带送进速度仅仅设定磁道间距。所需磁道间距可临时由磁带或磁头或兼容性的特性来决定。
下面详细说明记录在有效包角内的数据的数据格式和记录在扩展区的数据的数据格式。同时，在有效包角内的区域称为不同于扩展区的常规区域。
在数字8mm系统中，防护区域(Guard)设置在扩展区与常规区之间，如图7所示。对于此防护区，包角为1.95°。
参考图8，常规区域由以不变的DV系统数据模式记录DV系统的一条磁道数据的第一副磁道SubTr#0，和一个缝隙ITG和记录DV系统的一条磁道数据的第二副磁道SubTr#1组成。在此常规区域，分别记录NTSC系统和PAL系统的274624位数据和274350位数据。
在NTSC系统中，在第一副磁道SubTr#0从磁头入口一侧依次记录前置同步信号(1400位)，磁道同步信息(插入和磁道信息或ITI的1920位)，后序同步信号(280位)，缝隙(625位)，前置同步信号(500位)，音频数据(1050位)，后序同步信号(550位)，缝隙(700位)，前置同步信号(500位)，视频数据(111750位)，后序同步信号(975位)，缝隙(1550位)，启动(1200位)，子代码(1200位)和防护区(1200位)。在PAL系统中，最后的防护区是1335位。同时，记录在第一副磁道SubTr#0的数据与记录在DV系统的一条磁道的数据相同。
在第二副磁道SubTr#0，记录与记录在第一副磁道SubTr#0的数据相同的数据。
在缝隙ITG，提供有1250位的消磁边缘和2150位(PAL中为2155位)的缝隙。
在NTSC系统中，依次在扩展区从磁头入口一侧依次记录前置同步信号(1400位)，扩展磁道同步信息(Ex-ITI，1920位)，后序同步信号280位)，缝隙(2325位)，前置同步信号(500位)，第一扩展数据(Ex-DATA，10500位)，后序同步信号(550位)，缝隙(2325位)，前置同步信号(500位)，第二扩展数据(Ex-DATA，10500位)，后序同步信号(550位)，缝隙(2325位)，启动(1200位)，扩展子代码(Ex-Subcode，1200位)，防护区(1200位)，缝隙(3065位)。在PAL系统，最后的防护区是1335位。
与DV系统的磁道同步信息相似，扩展区的扩展磁道同步信息用作时间轴和寻迹伺服的基准。而且，与DV系统的子代码相似，扩展区的扩展子代码用作视频或音频数据的辅助信息。
在第一和第二扩展数据区，记录与常规区的音频数据区相同结构的音频数据。从而，音频数据可与常规区分开独立记录在扩展区，因此保证有利于后记录(post-recording)。如果音频数据记录在扩展区，就能记录被记录的音频数据的时间代码或与常规区音频数据相关的切换信息。
在扩展数据区也能记录自动反射式放映机(telop)信息，静止图像和其他数字信息。
通过提供扩展区，就可在数字8mm系统中对音频数据或视频数据进行后记录而不覆盖记录在常规区的数据。尤其，因有足够的缝隙和扩展区数据的磁道同步信息，所以能确实地进行后记录。在DV系统中，子代码在磁道的后部，由于线性问题，难以单独重写子代码。由于现在扩展区的子代码设置在扩展区ITI附近，子代码本身能容易地被重写。
随后说明应用上述数字8mm系统用来记录视频数据和音频数据的记录/重放装置。
图10表示了实施本发明的记录/重放装置10的简略结构。
实施本发明的记录/重放装置是一种所谓的按上述数字8mm系统的结构在8mm磁带1上记录视频数据等，和从8mm磁带1上重放此视频数据等的嵌入式摄像机。
实施本发明的记录/重放装置10包括：对一物体成像并输出模拟视频信号的图像摄取单元11、一个把从8mm磁带1上读出的DV数据转换成模拟视频信号的DV数据处理器12、一个产生扩展数据以在8mm带1的扩展区记录数据并处理从8mm带1的扩展区读出的扩展数据的扩展数据处理器13、一个写入和读出8mm带1的数据的写入/读出单元14和一个控制各组件的主控制器15。记录/重放装置10还包括输出模拟视频信号的视频输出端子16、输入或输出模拟信号的音频输入/输出端子17和一个开关18。开关18用来在DV数据处理器12和扩展数据处理器13之间进行切换以在被选择的处理器处输出进入音频输入/输出端子17的音频信号，和在DV数据处理器12输出的音频信号与扩展数据处理器13输出的音频信号之间进行切换，以在音频输入/输出端子处发送被选择的音频信号。
图像摄取单元11由光学系统(如透镜)、CCD和电路系统(如信号处理电路)构成。该图像摄取单元11产生模拟视频信号(亮度信号、红色差信号和蓝色差信号)以发送模拟视频信号给DV数据处理器12。
在记录期间，DV数据处理器12被供给从图像摄取单元11发送来的模拟视频信号、外部经音频输入/输出端子17发送来的模拟音频信号和从主控制器发送来的辅助信息。在记录期间，DV数据处理器12将这些信号或信息的格式转换成依据图8所示DV系统的数据格式，并将发送来的信号等依据DV系统的一条磁道数据、即作为一个单元写在副磁道SubTr#0或SubTr#1上的数据传送给写入/读出单元14。而且，在重放期间从写入/读出单元14向DV数据处理器12提供从8mm磁带1的常规区读出的DV数据，即从有效包角内读出的数据。在重放期间，DV数据处理器12将DV数据分为视频数据、音频数据和辅助信息。DV数据处理器12将分开的视频数据转化为模拟视频数据，并经视频输出端子16向外输出。DV数据处理器12将分开的音频数据转化为模拟音频信号，并经音频输入/输出端子17向外输出。DV数据处理器12向主控制器15发送分开的辅助信息。
在记录或音频后期记录期间，扩展数据处理器13被供给从外部经音频输入/输出端子17发送来的音频信号和从主控制器传送来的辅助信息。扩展数据处理器13将这些信号等的格式转换成适合于在图9所示的扩展区记录的数据格式，以把被转换的信号等传送给写入/读出单元14作为记录在扩展区的扩展数据。在重放期间，扩展数据处理器13也被从写入/读出单元14提供从8mm带1的扩展区读出的扩展数据。扩展数据处理器13将扩展数据分为音频数据和辅助信息。扩展数据处理器13将分开的音频数据转化为模拟音频信号，经音频输入/输出端子17输出。扩展数据处理器13也向主控制器15发送分开的辅助信息。
同时，扩展数据处理器13通过对要记录的扩展数据进行24/25转换记录引导信号。这些引导信号具有与记录在DV数据的引导信号相同的频率而被记录在一条磁道上。
如果常规区的音频区记录期间要记录音频信号，开关18将其端子设置在DV数据处理器12的一侧，以把音频信号发送到DV数据处理器12。如果在记录期间或后期记录期间要在扩展区内的扩展数据区中记录音频数据，开关18就把其端子设于扩展数据处理器13一例，以把音频信号发送到扩展数据处理器13。如果重放期间要输出常规区的音频信号，开关18就把其端子设于DV数据处理器12一侧，以在音频输入输出端发送DV数据处理器12输出的音频信号。如果重放期间要输出扩展区的音频数据，开关18将其端子设置在扩展数据处理器13的一侧，以在音频输入/输出端子发送被扩展数据处理器13输出的音频信号。
写入/读出单元14执行磁头的切换控制、旋转磁鼓的旋转控制和8mm带1的走带速度控制，以对常规区和扩展区写入/读出DV数据和扩展数据。
主控制器15控制DV数据处理器12、扩展数据处理器13和写入/读出单元14，并产生发送给DV数据处理器12和扩展数据处理器13的辅助信息，处理从8mm带1读出的辅助信息。主控制器15也执行开关18的改换操作。
DV数据处理器12的结构和处理的内容将进一步详细解释。
图11是DV数据处理器12的方框图。
DV数据处理器12包括：A/D变换器21、D/A变换器22、模块化/混洗单元23、存储器24、离散余弦变换/反离散余弦变换(DCT/IDCT)单元25、量化器/逆量化器26、固定长度单元27、混洗/去混洗单元28、存储器29、AD/DA变换器31、音频数据处理器32、多路复用器/多路分解器33、ECC单元34、24/25变换器35和调制/解调器36。
首先说明在记录期间DV数据处理器12处理的内容。
从图像摄取单元11传送来的模拟视频信号(亮度信号，红色差信号和蓝色差信号)被A/D变换器21转换成数字数据。A/D变换器21数字化的视频数据被传送给模块化/混洗单元23。
模块化/混洗单元23对视频数据进行模块化和混洗处理。模块化是指把视频数据(亮度信号、红色差信号和蓝色差信号)分成88象素块作为离散余弦变换的基本单元的过程。4块亮度数据Y和每一色差数据CR，CB中的一个，总共6块被作为称为宏数据块的一个处理单元。混洗过程是每5块交换数据，以使图像的数据量平均。模块化和混洗处理在存储器24上进行。模块化和混洗处理之后，视频数据发送至DCT/IDCT单元25。
DCT/IDCT单元25用DCT处理输入视频数据，以便正交变换视频数据，然后作为最后的视频数据发送给量化器/逆量化器26。
量化器/逆器化器26以进行量化方式用称为量化步长的整数去除DCT系数。具体地说，选择给出不超过量化目标位数的量化的最大位数的量化步长来进行量化。量化器/逆量化器26还以进行可变长编码方式从直流成分的数据中以Z形曲线扫描在数据块基础上量化的DCT系数。量化和可变长编码的视频数据送至固定长度形成单元27。
固定长度形成单元27每5个同步块打包输入视频数据。同步块表示磁带(8mm带1和DV带)的磁道细分时获得的小区域。具体地说，磁带上磁道的记录区域分成称为同步块的小区域。视频数据正是打包在这种单元内。在DV系统中，一条磁道的块数是135。在实施本发明的数字8mm系统中，DV系统中的两磁道数据被记录在一条磁道上，包含在一条磁道内的同步块的数目是135的2倍或者说是270。每5个同步块打包的视频数据被送至混洗/去混洗单元28。
混洗/去混洗单元28交换每5个同步块堆积的视频数据，从而数据将以尽可能接近原始图像时序的数据流的形式重放出来。交换的视频数据送到多路复用器/多路分解器33。
来自外部话筒或语音输入端子的模拟音频信号由AD/DA变换器31变换成数字数据，然后传送到音频数据处理器32。
音频数据处理器32将输入音频数据的格式通过如在同步块基础上打包的方式转换成与DV系统一致的数据格式，所得到的数据发送到多路复用器/多路分解器33。
主控制器15把记录为子代码、ITI、视频AUX或音频AUX的辅助信息发送给多路复用器/多路分解器33。例如，主控制器15发送磁道上的信息、视频数据名称或音频数据名称给多路复用器/多路分解器33。
多路复用器/多路分解器33多路传输被供给的视频或音频数据和辅助信息、以形成DV系统的一条磁道数据。多路传输的数据以DV系统的一条磁道数据作为一个单元发送到ECC单元34。
ECC单元34附带DV系统的每个磁道所提供数据的纠错码。ECC单元34附带每个视频数据、音频数据和辅助信息的内部和外部奇偶校验。其上带有纠错码的数据送至24/25变换器35。
24/25变换器35对提供的数据24/25变换，以把ATF的三个不同频率的引导信号叠加在这些数据上。24/25变换器35在数字8mm系统的每条磁道上记录各自不同频率的引导信号。具体地说，同样的引导信号被叠加到DV系统的两个磁道数据。24/25转换数据送到调制/解调器36。
为了进行记录，调解/解调器36对数据进行通道编码，以将数据流变换得适应于数字记录/重放系统。
在记录期间，DV数据处理器12输出如上处理的数据作为DV数据。
此后阐述DV数据处理器12在重放期间处理的内容。
在重放期间，写入/读出单元14从8mm带1读出的DV数据被发送到DV数据处理器12。
调制/解调器36解调通道编码的数据，并把解调的数据发送到24/25变换器35，然后去除原来附着于解调的24位数据的额外的一位。24/25变换器35把去除了额外位的数据发送到ECC单元34。ECC单元34基于分离附属于视频数据、音频数据和辅助信息的纠错码对数据纠错。纠错后的数据发送到多路复用器/多路分解器33。
多路复用器/多路分解器33分割DV系统的每个磁道上被多路传输的视频数据，音频数据和辅助信息。分开的辅助信息发送到主控制器15。分开的音频数据由音频数据处理器32处理，并由AD/DA变换器3 1转换为模拟信号输出到外部。分开的视频数据被发送到混洗/去混洗单元28。
混洗/去混洗单元28去混洗视频数据，固定长度单元27解包视频信号，量化器/逆量化器26进行逆量化，然后被送至DCT/IDCT单元25。DCT/IDCT单元25按IDCT处理输入视频数据，以便把得到的被IDCT处理过的视频数据结果发送到模块化/混洗单元23。模块化/混洗单元23对输入视频数据去混洗并去模块化，把得到的视频数据发送到D/A变换器22。
D/A变换器22将数字视频信号转换为模拟视频信号输出到外部装置。
在重放期间，DV数据处理器12从8mm带1读出DV数据，输出模拟视频和音频信号。
写入/读出单元14的结构和处理内容将详细进一步解释。
图12是写入/读出单元14的结构方框图。
写入/读出单元14包括：一个旋转磁鼓40、设置在旋转磁鼓40上的第一磁头41和第二磁头42、驱动第一磁头41的第一放大器43、驱动第二磁头42的第二放大器44、一个合成和分离DV数据和扩展数据用来记录的数据合成/分离装置45、运送8mm带1的磁带走带系统46、一个驱动磁鼓40的磁鼓驱动系统47和一个控制器48。
旋转磁鼓40上缠绕8mm带1，旋转磁鼓40上，第一磁头41和第二磁头42安装在旋转中心的正对两侧的180°位置上。
旋转磁鼓40上，第一磁头41和第二磁头42在8mm带1上以相对于信号记录/重放的纵轴方向为4.8999°角度处运转。第一磁头41和第二磁头42以切换模式交替动作，用来根据旋转磁鼓40的旋转位置进行信号记录或重放。这种切换与控制器48产生的切换脉冲SWP同步操作。控制器48基于指定的旋转磁鼓40的旋转相位的PG信号，且旋转磁鼓40每旋转180°产生在高低值期间变换的切换脉冲SWP。例如在切换脉冲的高值期间，选择第一磁头41记录或重放信号，而在切换脉冲的低值期间，选择第二磁头42记录或重放信号。
在一般的记录和重放中，磁带走带系统46以一定的速度运送8mm带1。
在一般的记录和重放中，磁鼓驱动系统47以4500rpm的恒定的旋转速度转动旋转磁鼓40。
在重放时，控制器48控制旋转磁鼓40的旋转相位对第一磁头41和第二磁头42进行寻迹控制。旋转磁鼓40的旋转相位响应于数据合成/分离单元45检测的ATF引导信号实现控制。即，向记录在每个磁道的数据叠加ATF引导信号。当第一磁头41或第二磁头42扫描载频f0的磁道时，控制器48从相邻的磁道检测频率为f1和f2的引导信号作为串扰信号用来寻迹，所以来自相邻磁道的引导信号彼此相等。
在重放或重写记录时，控制器48检测ITI和Ex-ITI来控制磁头在磁道上的记录位置和重放位置。如果仅音频数据，仅视频数据，仅子代码或仅扩展数据被再次写入，控制器48进行控制以便在磁头达到磁道的预定位置时开始重写数据，而且新的数据不会写在其它数据部分上。具体地说，当重写入常规区域的音频数据或视频数据时，控制器48检测记录在该常规区域的磁道的起始端的ITI，以便产生时钟对旋转磁鼓40和第一磁头41和第二磁头42进行写入控制。如果要重写扩展区的扩展数据或扩展区的子代码，控制器48检测记录在该扩展区域的磁道的起始端的Ex-ITI，以便产生时钟，对旋转磁鼓40和第一磁头41和第二磁头42进行写入控制。
如果在仅有常规区域的数据被记录和没有扩展区数据被记录的情况下，要写入扩展区的所有数据，也能产生使用例如先前的磁道的常规区域的ITI的时钟。在这种情况下，恐怕会产生因ITI的检测与扩展区的距离拉长而导致的错误。但是，实际上，因为在扩展区提供了足够的缝隙或防护，所以不存在这种风险。
记录时，当从扩展数据处理器13提供扩展数据时，数据合成/分离单元45被提供来自DV数据处理器12的DV数据。在记录时，数据合成/分离单元45以DV系统的两个磁道为单位分隔DV数据，并合成分割的DV数据和扩展数据的一条磁道，来表示数字8mm系统的一条磁道数据。数据合成/分离单元45响应于切换脉冲SWP，在用来记录的磁头间进行切换，以向选择的磁头发送一条磁道数据。
在重放期间，数据合成/分离单元45被从第一磁头41和第二磁头42供给从8mm带读出的数据。数据合成/分离单元45把来自磁头41和42的一条磁道数据分为从常规区域读出的DV系统的两磁道数据和从扩展区域读出的扩展数据。数据合成/分离单元45依据切换脉冲SWP在要用来读出的磁头之间切换时，数据合成/分离单元45把分割的DV数据发送到DV数据处理器12，分割的扩展数据发送到扩展数据处理器13。
下面以与传统DV系统的记录/重放装置记录时磁头切换的时序对比的方式，来描述实施本发明的记录/重放装置记录时磁头41，42切换的时序。
图13示出了传统DV系统的记录/重放装置记录时磁头切换的时序和ATF引导信号的顺序。图14示出了实施本发明的记录/重放装置记录时磁头41，42切换的时序与ATF引导信号的顺序。注意在传统DV系统的记录/重放装置情况下，旋转磁鼓的直径是21.7mm，磁鼓转数是9000rpm；而在实施本发明的记录/重放装置情况下旋转磁鼓的直径是40mm，磁鼓转数是4500rpm。
首先，在如图13所示的传统DV系统的传统记录/重放装置情况下，记录RF信号以使奇数磁道(Och)数据和偶数磁数(Ech)数据交替排列，RF信号(记录速率/磁头)的时钟频率为41.85Mbps。奇数磁道(Och)RF信号和偶数磁道(Ech)RF信号各自具有相应于174°磁鼓旋转角的长度，并且经相应于3°磁鼓旋转角的间距被互相分割开。
设置在旋转磁鼓上的两个磁头运作一个奇数磁道Och磁头和一个偶数磁道Ech磁头，如图13所示，磁鼓每转动180°，磁头交换切换脉冲SWP进行一次磁头切换由此来交替使用两个磁头。
这里，旋转磁鼓每旋转174°，在一条磁道上记录下奇数磁道(Och)和偶数磁道(Ech)的RF信号。
另一方面，传统记录/重放装置中的ATF引导信号以…f0，f1，f2，f0，f1，f2…的次序记录为各个交替排列的奇数磁道(Och)和偶数磁道(Ech)。
按照本发明的记录/重放装置10，RF信号(记录速率/磁头)的时钟频率与传统DV系统相比未变，仍为41.85Mbps。在第一和第二副磁道SubTr#0和SubTr#1上，分别记录传统DV系统的记录/重放装置的奇数磁道(Och)和偶数磁道(Ech)的数据。在第一和第二副磁道SubTr#0和SubTr#1之间留有对应子3°包角的周期，从第一副磁道SubTr#0的起始位置到第二副磁道SubTr#1的旋转角为180°。参考图14，一组副磁道SubTr#0和SubTr#1的RF信号的每个通道根据切换脉冲SWP的切换交替使用设置在旋转磁鼓40的两个磁头41、42。
即，在本实施例的记录/重放装置10中，DV系统的一组奇数磁道(Och)和偶数磁道(Ech)的RF信号作为一个通道处理，所以，磁鼓每旋转一个180°，由这些作为一组的RF信号组成的通道被记录为一条磁道。
在实施本发明的记录/重放装置中的ATF引导信号以…f0，f1，f2，f0，f1，f2…循环的模式记录为各个包括交替排列的其中每一个均由上述RF信号对组成的磁道。如上所述，磁道模式通过交换的ATF引导信号和磁头切换来表示。
在实施本发明的记录/重放装置10中，DV系统的数据可记录在比DV系统所用如8mm录像带的带宽更宽的磁带上。而且，带的面积可更有效利用以通过在不改变数据格式情况下连续在一条磁道记录DV系统的两磁道的数据而保证较长时间的记录。反之，同样的记录时间，比如果DV磁道模式逐个记录在更宽的磁带上时更短的必要带长就可满足需要，从而改进磁带的消耗。
而且在本实施例的记录/重放装置10中，通过简单的改变8mm带录像机现有走带机构的磁鼓的rpm和经DV信号系统中互换的ATF引导信号和切换脉冲，就能把DV格式信号记录于8mm录像带上，从而保障有效利用资源如传统组件或录像带的制造设备。
而且，由于本实施例的记录/重放装置包括扩展区，所以音频或视频数据能进行后记录而不覆盖记录在常规区域的数据。尤其，后记录可通过足够的缝隙和扩展区数据的磁道同步信号而可靠进行。在传统的记录/重放装置10中，其子代码设置在磁道末端，由于线性效应而难以只重写子代码。本实施例的记录/重放装置10，因为扩展区的子代码设置在扩展ITI附近，所以子代码本身可容易地被重写。

Claims (19)

1.一种数字信号的磁记录装置，包括：
用来产生与用于预设磁带宽度的第一磁带的数字记录格式相关的记录数据的记录数据产生装置；和
用来在其带宽比所述第一磁带更宽的第二磁带上记录所述记录数据产生装置产生的记录数据的记录装置；
所述记录装置按所述记录数据产生装置所产生的数字记录格式在形成于所述第二磁带上的单一磁道上连续记录至少两条磁道的记录数据。
2.根据权利要求1所述的磁记录装置，其中所述记录数据产生装置在连续记录在所述第二磁带上的单一磁道上的数字记录格式的至少两条磁道的记录数据上附加同一寻迹引导信号。
3.根据权利要求1所述的磁记录装置，其中所述记录装置包括：运送所述第二磁带的磁带走带装置和带有至少两个磁头的适用于循环地记录所述记录数据于所述第二磁带的旋转磁鼓，并且其中至少两条磁道上所述数字记录格式的记录数据被安装在所述旋转磁鼓上的磁头之一记录在所述第二磁带上的单一磁道上。
4.根据权利要求1所述的磁记录装置，其中所述记录数据产生装置产生与DV格式相关的记录数据；
所述记录装置在形成于8mm带宽的所述第二磁带上的单一磁道上连续记录至少两个磁道的所述记录数据产生装置产生的DV格式的记录数据。
5.一种数字信号的磁记录方法，包括：
产生与用在预设带宽的第一磁带的数字记录格式相关的记录数据；和
在形成于其带宽比所述第一磁带更宽的第二磁带上的单一磁道上记录至少两个磁道的所述数字记录格式的记录数据。
6.根据权利要求5所述的数字信号的磁记录方法，其中在至少两条磁道的以连续记录在所述第二磁带上的单一磁道上的数字记录格式的记录数据上附加同一寻迹引导信号。
7.根据权利要求5所述的数字信号的磁记录方法，其中运送所述第二磁带，以便在所述第二磁带上的单一磁道上由安装在旋转磁鼓上的至少两个磁头中的单个磁头记录至少两个磁道的所述数字记录格式的记录数据。
8.根据权利要求5所述的数字信号的磁记录方法，还包括：
产生与DV格式相关的记录数据；和
在8mm宽的第二磁带的单一磁道上连续记录至少两个磁道的所述DV格式的记录数据。
9.一种数字信号的磁重放装置，包括：
重放装置，用于从其带宽比载有记录数据的预设带宽更宽的第二磁带上重放与用于预设带宽的第一磁带的数字记录格式相关的记录数据；和
处理由所述重放装置重放的记录数据的数据处理装置；
所述重放装置从形成在所述第二磁带的单一磁道上连续重放至少两个磁道的所述数字记录格式的记录数据。
10.根据权利要求9所述的数字信号的磁重放装置，其中所述重放装置从至少两个磁道的连续记录在所述第二磁带上的所述数字记录格式的记录数据中检测寻迹引导信号以进行每条磁道的寻迹控制。
11.根据权利要求9所述的数字信号的磁重放装置，其中所述重放装置包括：运送所述第二磁带的磁带走带装置和带有至少两个磁头的适用于从所述第二磁带循环地重放所述记录数据的旋转磁鼓，至少两个磁道的所述数字记录格式的记录数据被安装在所述旋转磁鼓上的磁头之一从所述第二磁带上的单一磁道上重放。
12.根据权利要求9所述的数字信号的磁重放装置，其中所述重放装置从形成于8mm宽的第二磁带上的单一磁道上至少连续重放两个磁道的DV格式的记录数据；
所述数据处理装置处理由所述重放装置重放的DV格式的记录数据。
13.一种磁重放方法，包括：
从形成在载有用到预设带宽的第一磁带上数字记录格式的记录信号的第二磁带上的单一磁道上，连续重放至少两个磁道的数字记录格式的数据，所述第二磁带的带宽比所述预设带宽大；和
处理被重放的记录数据。
14.根据权利要求13所述的磁重放方法，其中从至少两条磁道的连续记录在第二磁带的单一磁道的所述数字记录格式的记录数据中检测寻迹引导信号。
15.根据权利要求13所述的数据信号的磁记录方法，其中运送所述第二磁带，以便从所述第二磁带的单一磁道由安装在所述旋转磁鼓上的至少两个磁头中的一个磁头循环地把所述数字记录格式的至少两个磁道的记录数据重放出来。
16.根据权利要求13所述的数字信号的磁记录方法，其中连续地从形成于8mm宽的磁带上的单一磁道重放至少两条磁道的DV格式的记录数据；和
处理其中与DV格式相关的记录数据。
17.一种带状记录介质，其上记录与用于预定带宽的第一磁带的数字记录格式相关的记录数据，其宽度比所述预定带宽更宽；
至少第一磁带上的两条磁道的数字记录格式被记录在所述带状记录介质的单一记录磁道上。
18.根据权利要求17所述的带状记录介质，其中同一寻迹引导信号被附加到至少两条连续记录在第二磁带的单一磁道上的DV格式的记录数据磁道上。
19.根据权利要求17所述的带状记录介质，其中带状记录介质带宽为8mm，并且其中至少两个磁道的DV格式的记录数据被连续记录在单一记录磁道上。
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