CN1160272A - 用于延时盒式磁带录像机的图像信号记录/重放装置及其方法 - Google Patents

用于延时盒式磁带录像机的图像信号记录/重放装置及其方法 Download PDF

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Abstract

一种用于延时VCR的，使其能够更稳定和更精确地提供图像信号的图像信号记录/重放装置和方法。该装置包括一个用于以每一帧单元存储多个分别带有一个帧间输入时间间隔的帧图象信号和存储器单元，一个用于连续地从存储器单元读取多个帧的图像信号以便使它们之间没有时间间隔的存储器控制单元，和一个用于把连续地读取的多个帧图像信号记录在一种磁带介质上的记录单元。

Description

用于延时盒式磁带录像机的 图像信号记录/重放装置及其方法
本发明涉及一种用于保安和/或监视的延时盒式磁带录像机(VCR)，特别是涉及一种用于延时VCR，使其能够更稳定和更精确地提供图像信号的改进的图像信号记录/重放装置和方法。
延时VCR一般用于像银行，博物馆和类似的场合，以防止不希望的非法侵入。
在这里，当记录或重放时，延时VCR是作为一个监视器使用的，并且假如安装着数个摄像机，应当把它们装备为多个延时VCR，使得输入的图像信号可以经过VCR中的一个缓冲存储器在VCR中转换和记录。
一个用于长时间监视和观察目的的延时VCR并不记录在一个图像信号的真实运行时间周期中的全部帧，而是在真实运行时间周期间选择一定的时间间隔，并一帧接一帧地记录相应的帧，因而当以一种稳定的速度运行磁带时，可以以一定的时间间隔反复地记录静止的图像。
如图1所示，现有的多重图像信号记录装置包括：一个用于根据分时信号CVS实施总体控制的微处理器10；一个根据来自微处理器10的控制信号CS0选择输入图像信号VS1-VS4的转换开关SW1；一个将转换开关SW1选择的图像信号转换为数字信号的A/D转换器11；四个根据微处理器10输出的控制信号CS1-CS4分别存储对应的A/D转换器11的输出值的场存储器12A-12D；一个根据来自微处理器10的控制信号CS0选择四个场存储器12A-12D的输出值的转换开关SW2；一个用于把转换开关SW2选定的输出值转换为模拟信号的D/A转换器13；分别用于分离和记录来自D/A转换器13输出的模拟图像信号的亮度信号和彩色信号的一个亮度信号记录处理单元14和一个彩色信号记录处理单元15；一个用于把亮度信号记录处理单元14的和彩色信号记录处理单元15的输出信号相加的加法器16；一个用于把加法器16输出的图像信号放大并将其施加于一个录像磁头VHD的记录放大器17；一个根据微处理器10输出的控制信号CS0控制振荡频率的压控振荡器(VCO)18；和一个用于处理VCO 18的输出信号并将其施加于一个控制磁头CDH的控制信号记录处理单元19。
以下参考附图对如此构成的现有多重图像信号记录装置的操作进行说明。
首先，如图2A-2F所示，当施加分时信号CVS时，微处理器10输出如图2B所示的控制信号CS0，和如图2C-2F所示的控制信号CS1-CS4。
根据控制信号CS0，转换开关SW1把操作端子a11按顺序连接于固定端子b11-b14，并输出图像信号VS1-VS4。选定的图像信号在A/D转换器11中转换为数字信号，并且把顺序地施加于四个场存储器12A-12D，根据控制信号CS1-CS4，场存储器12A-12D顺序地存储施加的数字化的场图像信号VS1-VS4，转换开关SW2根据控制信号CS0把操作端子a21顺序地连接于固定端子b21-b24，因而从场存储器12A-12D输出的图像信号VS1-VS4在D/A转换器13中顺序地转换为模拟信号。
结果，经过亮度记录处理单元14和彩色记录处理单元15，从D/A转换器13输出的模拟图像信号被分离为亮度信号和彩色信号，并在加法器16中相加。相加的图像信号在记录放大器17中放大，施加于录像磁头VHD，并记录在录像磁带上。
根据从微处理器10输出的控制信号CS0，VCO 18输出一个分离控制信号。控制信号记录处理单元19处理该分离控制信号，并将其施加于控制磁头CDH，因而被记录在录像磁带上。
如图3所示，图像信号VS1-VS4顺序地和循环地记录在录像磁带的倾斜磁迹上，分离控制信号F1-F4根据图像信号VS1-VS4同步化，并被记录在磁带的下部的直线磁迹上。
也就是说，多重图像信号记录装置根据分时信号CVS在实时过程中选择了一定的时间间隔，并且一帧接一帧地记录图像信号。
如图4所示，现有的多重图像信号重放装置包括：一个用于放大控制磁头CDH从录像磁带重放的分离控制信号F1-F4的前置放大器20；一个用于把前置放大器20输出的脉冲波整形为正弦波的波形整形器21；一个鉴别波形整形器21输出信号的频率的鉴频器22；一个根据来自鉴频器22的鉴频信号输出控制信号CS11-CS14的微处理器23；一个用于放大录像磁头VHD从录像磁带重放的多重图像信号VS1-VS4的图像信号前置放大器24；分别用于解调在图像信号前置放大器24中放大的亮度信号和彩色信号的亮度信号解调器25和彩色信号解调器26；一个用于把分别由亮度信号解调器25和彩色信号解调器26解调的亮度信号和彩色信号相加的加法器27；一个用于把加法器27的输出信号转换为数字信号的A/D转换器28；四个根据微处理器23输出的控制信号CS11-CS14而存储A/D转换器28输出的数字图像信号的场存储器29A-29D；一个用于处理从四个场存储器29A-29D输出的图像信号以显现在同一图像上的图像信号处理单元30；和一个把图像信号处理单元30输出的数字图像信号转换为模拟信号的D/A转换器31。
以下参考附图对如此构成的现有多重图像信号重放装置进行说明。
首先，把控制磁头CDH从录像磁带的直线磁迹重放的分离控制信号孔-F4在前置放大器20中放大，并在波形整形器21中解调。鉴频器22接收解调的控制信号F1-F4，并且鉴别它们的频率，因此输出指示多重图像信号VS1-VS4的分离的鉴频信号。
在图像信号前置放大器24中放大录像磁头VDH从录像磁带的倾斜磁迹重放的图像信号VS1-VS4，并经过亮度信号解调器25和彩色信号解调器26把放大的图像信号解调为亮度信号和彩色信号。在加法器27中把解调的亮度信号和彩色信号相加，并在A/D转换器28中转换为数字信号。
结果，微处理器23根据鉴频器22输出的鉴频信号控制场存储器29A-29D的操作，根据控制信号CS11-CS14场存储器29A-29D存储和输出从A/D转换器28输出的数字图像信号，因而分离重放的多重图像信号VS1-VS4。
从场存储器29A-29D输出的多重图像信号VS1-VS4在图像信号处理单元30中相加，以便显示在同一图像上，其中图像信号处理单元30用PIP(画中画picture in picture)方法处理图像信号并输出施加的多重图像信号VS1-VS4，因此可以把多个图像信号分离地显示在一个单一的图像上。
如上所述，现有的多重图像信号记录/重放装置根据分时信号CVS在实时过程中选择一定的时间间隔和记录一个图像信号，并且记录的图像信号是以多个图像信号的形式重放和显示的。
但是，对于多重图像记录来说磁带记录时间是有限的，并且当重复静止模式记录和双磁迹操作时，除了一个磁带操作系统外，还需要有各种不同的控制系统以便频繁和精确地移动设备的驱动装置，因此其必然是复杂的和昂贵的。此外，在长时间装载磁带的情况下，如果反复地多次进行记录和重放操作，可能由此造成VCR或磁带的损坏。
此外，在VHS磁带具有58mμm磁迹间距的情况下，将造成高成本和低生产率的机械设计，现有的多重图像信号记录/重放装置不能提长时间的记录功能，并且延时记录的磁带也不能用普通的VCR精确地重放。
因此，本发明的目的是通过解决延时VCR的结构上的问题，以提供一种更稳定和更可靠的延时VCR图像信号记录/重放装置和方法。
为实现上述的目的，根据本发明提供了一种延时VCR图像信号记录/重放装置，其包括一个用于以每一帧为单位存储多个分别具有一个帧间输入时间间隔的帧图像信号的存储器单元，一个用于从存储器单元读取多个帧的图像信号，以使它们之间没有时间间隔的存储器控制单元，和一个用于记录在磁带介质上连续读取的多个帧图像信号的记录单元。
此外，根据本发明的延时VCR图像信号记录方法包括：在每一秒记录一个图像信号的帧的延时模式中，一个第一步骤把从图像信号输入单元输出的一个图像信号在一个缓冲器中存储一定时间，一个第二步骤在存储完成之后输出一个记录启动信号和设置一个固定的记录时间，一个第三步骤在根据记录启动信号设置的固定记录时间期间在VCR中记录图像信号，在固定记录时间期间把施加的帧数据存储在一个缓冲器中，并把计数值增加到某一等级，和一个第四步骤当图像信号在固定记录时间内完全记录在VCR中时把存储在缓冲器中的帧数据顺序地存储到一个帧存储器中，并重复第三步骤。
图1是显示现有的多重图像信号记录装置的说明框图；
图2A至2F是图1的装置中的对应信号的定时图；
图3是记录在一个录像磁带上的图像信号和分离控制信号的示意图；
图4是显示现有的多重图像信号重放装置的说明框图；
图5是根据本发明的延时VCR的图像信号记录装置的说明框图；
图6是图5中的图像信号存储单元的详细视图；
图7是显示图5中的延时VCR的图像信号记录方法的流程图；和
图8是根据本发明的延时VCR的图像信号重放装置的说明框图。
如图5所示，根据本发明的延时VCR的图像信号记录装置包括：一个进行整体控制操作的控制器100；一个包括一个A/D转换器201和一个压缩器202，把输入的TV图像信号转换为数字信号并压缩其的图像信号输入电路200；一个存储图像信号输入电路200的输出值的图像信号存储电路300；一个包括用于解压缩图像信号存储电路300的输出值和把解压缩的值转换为模拟图像信号的一个解压缩单元401和一个D/A转换器402的图像信号输出电路400；和一个把图像信号输出电路400的输出值记录在磁记录介质上的图像信号记录电路500。
参考图6，图像信号存储电路300包括有分别根据控制器100的控制存储图像信号输入电路200的输出值的缓冲器301和存储缓冲器301的输出值的帧存储器302。
现在说明延时VCR的如此构成的图像信号记录装置的操作。
首先，本发明把一种每秒一帧地记录图像信号的延时模式作为例子。
输入的模拟TV图像信号经过在图像信号输入电路200中的A/D转换器201转换为数字图像信号，转换为数字信号的图像信号通过图像信号输入电路200中的压缩单元202输出，以便把压缩的图像信号存储在图像信号存储电路300中。
当从图像信号输入电路200中输出的压缩数据存储在帧存储器302中时，控制器100向其中的一个地址计数器(未示出)输出一个记录启动信号，对帧存储器302寻址，并向图像信号输出电路400输出压缩的图像信号。
在此，由于帧存储器302不能同时进行输入和输出操作，在从输入电路200输出存储的压缩图像信号的操作过程中输入的压缩图像信号被存储在如图6所示的缓冲器301中，当帧存储器302的一次输出操作完成时，存储在缓冲器301中的压缩图像信号被顺序地存储到帧存储器302中。
图像信号输出电路400中的解压缩单元401对从帧存储器302输出的压缩图像信号进行解压缩。解压缩的图像信号在D/A转换器402中转换为模拟图像信号并被输出。因此根据控制器100的控制，图像信号记录电路500把D/A转换器输出的模拟图像信号记录在磁记录介质上。
现在参考图5至7对上述的步骤进行说明。
首先，经过图像信号输入电路200对输入的TV图像信号进行数字化，压缩并把把图像信号施加于图像信号存储电路300。当经过缓冲器301把施加的图像存储在帧存储器302中时，控制器100向其中的一个地址计数器(未示出)输出一个记录启动信号，在帧存储器302中累加一个地址信号，并设置一个固定记录时间IRT，以便在该固定记录时间中在VCR中记录图像信号(ST11，12)。
在此时，通过用30除堆积在帧存储器302中的全部帧数得到以秒为单位的固定记录时间IRT；当使用NTSC方法时，每秒传送30帧。
即，假设存储在帧存储器302中的帧数是180，由于固定记录时间IRT是5秒，在实时RT期间，帧存储器302中存储了6秒的图像数据被记录在VCR中。
控制器100使图像信号电路200输出的图像信号延迟一个时滞L和施加于缓冲器301，并存储在缓冲器301中，并且使计数值增加1(ST13-15)。
在这里，时滞L代表帧之间的时间间隔，在本发明中使用了一种其中可以记录一帧图像信号的延时模式，帧之间的时滞L是1秒。
考虑到固定记录时间IRT，帧存储器302的总的帧数N，和使用的帧间时滞L，那么在固定记录时间期间记录的一个图像信号的真实运行时间RT可以用下面的公式(1)表示：
RT＝N*L(秒)
  ＝(IRT*30)*L(秒)    .........(1)
因此，记录图像数据与一个延时VCR的固定记录时间成比例。也就是说，在一种每秒记录一帧的延时VCR的记录模式中，帧间时滞L是1，并且当把三分钟的图像数据信号的值结合在一起，存储在帧存储器302中的总的帧数是180。
根据等式(1)，一个固定记录时间IRT是6秒，并且得到的真实图像信号运行时间RT是180*1秒，因此在图像信号存储电路200中，用一个图像信号来压缩三分钟的真实运行时间中的每个延续6秒钟的图像信号系列，并把压缩的数据信号记录在延时VCR中。
控制器100把延迟时间(L＝1)X计数值的结果与固定记录时间(IRT＝6秒)相比较(ST16)。如果延迟时间(L＝1)X计数值的结果小于固定记录时间(IRT＝6秒)的值，那么上述步骤(ST13-ST15)被重复进行6秒(ST15)，在这6秒内把图像数据信号记录在VCR中，如果延迟时间(L＝1)X计数值的结果大于固定记录时间(IRT＝6秒)的值，那么一个作为一个计数值的帧数据值被从缓冲器301中存储到(ST17)帧存储器302中。
也就是说，延迟时间(L＝1)X计数值大于固定记录时间(IRT＝6秒)的值表示图像数据信号完全地记录在VCR中，并且图像数据又被存储在帧存储器302中。此后，当所有的图像数据信号被存储在帧存储器302中时，控制器100输出一个记录启动信号，并累计帧存储器302中的地址值，因此重复(ST18，ST19)在VCR中记录固定记录时间(IRT＝6秒)的图像信号的操作。
如图8中所示，一种用于延时VCR的图像信号重放装置包括：一个进行整体控制操作的控制器100A；一个根据控制器100A的控制从磁记录介质重放图像信号的图像信号重放电路200A；一个包括用于根据控制器100A的控制把输入图像信号转换为数字图像信号和压缩转换的信号的一个A/D转换器301和一个压缩器302的图像信号输入电路300A；一个存储从图像信号输入电路300A输出的图像信号的图像信号存储电路400A；和一个包括用于根据控制器100A的控制对图像信号存储电路400A的输出值解压缩和将其转换为模拟图像信号的一个解压缩器501和一个D/A转换器502的图像信号输出电路500A。
现在对根据本发明的用于延时VCR的如此构造的图像信号重放装置进行说明。
当设立了一种重放模式时，图像信号重放电路200A根据控制器100A的控制重放记录在磁记录介质上的图像信号，图像信号输入电路300A接收图像信号重放电路200A的输出值，并利用A/D转换器301和压缩器302将其转换为数字信号和压缩该数字信号。
随后，图像信号存储电路400A根据控制器100A的控制将图像信号输入电路300A输出的压缩数据存储一定的时间，图像信号输出电路500A利用解压缩单元501解压缩图像信号存储电路400A的输出值，和在D/A转换器502中把解压缩的值转换为模拟TV信号，并输出所得的结果，因此转换的模拟TV信号在一个TV屏幕上顺序地重放。
如上所述，本发明在一个简单的存储器中存储了一定数量的图像数据，并随后连续地存储在一个VCR中，而不是使用一种反复地进行停止和运行操作的机构，因此提供了一种更为稳定的记录和重放装置，同时也提高了较低成本的简化结构的延时VCR的效率。
此外，本发明记录了一定时间的一定数量的图像数据，而不必反复进行停止和播放操作，使得可以消除通常由于在一种重放模式和一种播放模式中磁迹角度之间的差异而产生的噪声，因此提供了更为精确的图像。

Claims (5)

1.一种用于延时盒式磁带录像机(VCR)的图像信号记录装置，包括：
一个以每一帧单元存储多个分别带有一个帧间输入时间间隔的帧图像信号的存储器单元；
一个用于连续地从存储器单元读取多个帧的图像信号以便使它们之间没有时间间隔的存储器控制单元；和
一个用于把连续地读取的多个帧图像信号记录在一种磁带介质上的记录单元。
2.如权利要求1所述的装置，其中存储器单元包括一个用于在图像信号在一个固定记录时间期间被存储在记录单元中的同时存储一个图像信号输入电路的输出值的缓冲单元，和一个用于在固定记录时间期间，根据存储器控制单元的控制，接收缓冲单元的输出值并顺序地向一个图像信号输出电路提供接收的输出值的帧存储器单元。
3.一种用于延时VCR的图像信号重放装置，包括：
一个以每一帧单元存储从一种磁带介质连续地重放的多个帧图像信号的存储器单元；
一个用于读取从存储在存储器单元中的多个帧图像信号中选择的帧图像信号的存储器控制单元；和
一个用于向一个显示设备反复地输出读取的帧图像信号的输出单元。
4.一种用于延时VCR的图像信号记录方法，以一种每秒记录一帧图像信号的延时模式进行，包括步骤：
一个把从一个图像信号输出电路输出的图像信号在一个缓冲器中存储一定时间的第一步骤；
一个当存储完成时输出一个记录启动信号和设置一个固定记录时间的第二步骤；
一个通过在一个缓冲器中存储一个在固定记录时间期间施加的帧数据，并把一个计数值增加至一定的等级，而在该根据记录启动信号设置的固定记录时间期间把图像信号记录在一个VCR中的第三步骤；和
一个当图像信号在固定记录时间内完全地记录在VCR中时，把存储在缓冲器中的帧数据顺序地存储在一个帧存储器中，并重复第三步骤的第四步骤。
5.如权利要求4所述的方法，其中第三步骤包括子步骤：
把一个延迟时间(L＝1)X一个计数值的结果与固定记录时间相比较；
当图像数据被记录在VCR中时，如果延迟时间(L＝1)X计数值的结果小于固定记录时间的值，把施加的帧数据存储在缓冲器中，并增加计数值；和
如果延迟时间(L＝1)X计数值的结果大于固定记录时间的值，把一个对应于计数值的帧数据存储在帧存储器中。
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