CN1161544A - 再现数字盒式磁带录像机的视频段的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

再现数字盒式磁带录像机视频段的设备和方法，包括：再现同步块数据的纠错解码；判定纠错后是否还有差借；若有，选择前面帧的已纠错的同步块数据，若无，选择当前帧的已纠错的同步块数据；将其贮存在帧缓冲器中，用所选的同步块构成段；判定数据是否变速再现，若是，只处理一个同步块内的DCT块之间的连续位，若不是，处理一个同步块内的DCT块之间和一个视频段内的同步块之间的连续位；对可变长解码后的数据进行逆离散余弦变换(IDCT)操作。

Description

再现数字盒式磁带录像机的 视频段的装置和方法
本发明涉及一种再现数字盒式磁带录像机(DVCR)的视频段(segment)的装置和方法，尤其是涉及，当DVCR以变速操作时快速再现记录在记录介质上的视频段(segment)的装置和方法。
一般说来，在基于数据压缩技术的DVCR中，磁头能读出所有的磁道而使各磁道中的数据连续地以正常再现复原。然而，在变速或高速再现时，由于磁头经过相邻的磁道而只读到了各磁道压缩数据的一部分而不是精确地读出全部磁道，因此数据不能完全再现。
由此，提出一种处理DVCR中的信号的标准，即，将视频数据分级排列成DCT块、宏模块或同步块、超级块和段。另外，将磁道格式确定为在变速重现时使基本图象信息和剩余高频信号能解调和解码，而所需磁道或位置的数据可通过一伺服机构的控制而方便地存取。
但是，常规技术中明显的缺陷在于其只能在速度低于予定速度水准时可用，而在重现过程超过预定速度水准时由于难于控制伺服机构而产生了错误。
本发明的目的在于提供一种再现数字盒式磁带录像机的视频段的装置，用以在变速再现时通过跳过逆视频段剩余(inverse video segmentresidual)(逆-VR)过程快速构成视频数据帧。
本发明的另一目的是提供一种数字盒式磁带录像机的视频段再现方法，用以在变速再现时，通过跳过逆视频段剩余(逆-VR)步骤快速构成视频数据帧。
按照本发明的一个实施例，为实现上述第一个目的，提供了一个数字盒式磁带录像机的视频段再现装置，以再现由5个同步块、状态信息位、和量化信息位组成的视频段，包括：用于重现同步块数据的纠错解码的纠错部分；将视频数据存贮在一帧单元中的帧存贮器；控制器，用以输入从纠错部分输出的数据，检测数据中残存的差错，控制数据从存贮器中读出和对其写入，和在变速再现时输出变速再现信号；将控制器输出的数据分成段的分段部分和用于处理同步块内DCT块之间或视频段内同步块之间的连续数据位；将处理后的数据可变长解码的可变长解码器，其中可变长解码器在控制器输出变速重现信号时，只处理同步块内DCT块之间的连续数据位。
按照本发明另一实施例，为实现本发明上述第一目的，提供一种数字盒式磁带录像机的视频段再现装置，以重现由5个同步块、状态信息位和量化信息位组成的视频段，它包括用于再现同步块数据的纠错解码的纠错部分；用于将视频数据贮存在一帧单元中的第一帧存贮器；用于将纠错部分输出的数据输入，检测其中残存的差错，以控制数据从第一帧存贮器中读出和对其写入数据并在变速再现过程中输出一变速再现信号的控制器；分段部分，用以将控制器输出的数据形成段；用于处理同步块内的DCT块之间或视频段内同步块之间的连续数据位，将处理后数据进行可变长解码的可变长解码器；用于对从可变长解码输出的DCT块数据进行逆离散余弦变换(IDCT)的IDCT处理器；用于将逆离散余弦变换的数据存贮在一帧单元中的第二帧存贮器；和用于将从IDCT处理器输出的数据输入并控制对第二帧存贮器写入数据和从第二帧存贮器读出数据的存贮器控制器，其中可变长解码器在控制器输出变速重现信号时只处理同步块内DCT块的连续数据位。
按照本发明的一个实施例，为实现本发明上述第二目的，提供一种用于数字盒式磁带录像机的视频段的再现方法，用于再现由5个同步块、状态信息位和量化信息位组成的视频段，包括下列步骤：将再现的同步块数据纠错解码；确定已纠错的同步块数据中是否还有任何保留的差错，若有差错保留则选择前面帧中已纠错的同步块数据，若无错差则选择当前帧中已纠错的同步块数据；将所选的同步块数据保存在帧缓冲器中；与所选同步块构成一个段；确定该数据是否变速再现，当变速再现时只处理一个同步块内DCT块之间的连续数据位，否则，处理一个同步块内DCT块之间和一视频段内同步块之间的连续数据位；将处理后的数据可变长解码；对可变长解码后的数据进行逆离散余弦变换(IDCT)。
按照本发明的另一实施例为实现上述本发明第二目的，提供一种用于数字盒式磁带录像机的视频段重现方法，用于重现由5个同步块、状态信息位和量化信息位组成的视频段，包括下列步骤：将再现的同步块数据纠错解码，将同步块数据保存在第一帧缓冲器中；用予定数目的同步块形成段；确定是否在变速中再现数据，当在变速再现时只处理一个同步块内DCT块之间的连续数据位，否则，处理一个同步块内DCT块之间和一个视频段内同步块之间的连续数据位，将处理过的数据可变长解码；对可变长解码后的数据进行逆离散余弦变换；确定可变长解码后的同步块数据中是否还有差错，若有，则选择前一帧中的可变长解码后的同步块，否则，选择当前帧中可变长解码后的同步块数据。
本发明的上述目的及优点通过参照下面附图对本发明优选实施例的说明会更加清楚；
图1是普通数字盒式磁带录象机(DVCR)的再现单元方框图；
图2是普通DVCR的压缩数字视频数据的同步块配置示意图；
图3是本发明的一个实施例的数字盒式磁带录象机的视频段再现设备的方框图；
图4是本发明另一实施例的数字盒式磁带录象机的视频段再现设备的方框图；
图5是图4和3的存贮和变速再现控制器的详细方框图；
图6是图3和4的可变长解码器中数据处理的流程图；
图7是图3所示数字盒式磁带录象机的视频段的再现方法的流程图；
图8是图4所示数字盒式磁带录象机的视频段再现方法的流程图。
图1所示为普通数字盒式磁带录象机(DVCR)的再现单元。更具体地说，该DVCR包括解调器110，纠错部分120，数据扩充部分130，数一模转换器(DAC)140。
解调器110输入一由磁头读出的数据信号然后将其解调。纠错部分120对解调后信号作纠错解码。数据扩充部分130对纠错了的数字信号进行可变长解码和逆离散余弦变换(IDCT)。数一模转换器(DAC)140将从数据扩充部分130输出的数字信号转换成模拟信号。
图2说明了普通DVCR压缩数字视频数据的同步块的配置。
参见图2，一个同步块包括4个亮度成分块，Y0，Y1，Y2和Y3，2个色差成分块CR和CB，和一个附加信息字节。每个亮度成分块包括14个字节，每个色差成分块包括10个字节。同时，每个亮度和色差成分块具有直流(DC)系数和交流(AC)系数的可变长码。附加信息字节包括代表块中的差错和隐蔽(concealment)的4个状态(STA)位，和代表量化信息的4个量化数(QNO)位。所以同步块中总的字节数为77个字节。
另一方面，上述的5个同步块构成一个视频段(segment)。
图3是本发明一个实施例的数字盒式磁带录象机的视频段再现设备。
参见图3，数字视盒式磁带录象机的视频段再现设备包括纠错部分310，帧存贮器330，存贮和变速再现控制器320，微机370，分段部分340，和可变长解码器350。
所述的纠错部分310以对压缩视频输入数据的纠错；帧存贮器330接收从纠错部分310输出经控制器320的压缩视频数据，并将其贮存在一帧单元中。
存贮和变速再现控制器320由地址信号线301；数据信号线302；可读信号线303和可写信号线304与帧存赌器330相连。控制器320控制帧存贮器330和变速再现程序。微机370输出一个变速再现控制信号到控制器320。
分段部分340将从控制器320输出的视频数据的每五个同步块组成一个视频段。可变长解码器350将从分段部分340输出的信号按照从控制器320输出的变速再现信号解码。
下面说明图3所示视频段再现设备的操作。
在记录时，压缩编码分别按照如图2所示的五个同步块为一段独立进行，并产生尺寸相同的各段码。
纠错部分310输入解调的数字视频信号的Reed-Solomon(R-S)码，然后，进行该信号的纠错解码。然后，纠错部分310按纠错程序设定STA位。
即，若数据经纠错程序之后在同步块中仍有差错存在，则STA位设为1111以指示该差错。另外，若无差错，STA位设为0000。另一方面，若当前同步块被前一帧的同步块代替，和数据处理顺序由同一视频段中的另外同步块接续时，STA位设为0010。
存贮和变速再现控制器320输入从纠错部分310输出的纠错后数据，然后将该数据写入帧存贮器330中。另外，控制器320从帧存贮器330中读出数据并将该数据输出到分段部分340。
但是，当STA位为1111时，控制器320禁止写致能信号线304以避免当前数据写入帧存贮器330中。这时，前帧的同步块仍保留。
因此，传送到分段部分340的同步块数据，按照STA位，可以是当前帧数据或是前面的帧的数据。其中，由于电影(motion picture)的整个画面(entirearea)和其前面的图象区(area)非常相似，即使当前帧部分由前面帧代替，其差别也难以识别。
分段部分340输入从控制器320来的同步块，并将每五个同步块构成一个视频段，以将该段传送给可变长解码器350。
可变长解码器350将从分段部分340输入的霍夫曼码解码。其中，当控制解码处理的变速再现控制信号从微机370加到控制器320上时，控制器320产生一个变速再现信号并将该信号暂时延迟以与解码时间匹配之后加给可变长解码器350。变速再现信号按如图2所示的STA位影响解码处理。换句话说，输入到可变长解码器中的五个同步块按指示数据处理顺序的连续性的STA位进行不同的解码处理。
更具体地说，在记录时，各解码块有一独立的记录空间。所有记录空间优选记录其自己块产生的霍夫曼代码字。若任一记录空间不足以容纳相应的霍夫曼代码字，则剩余的位记录在同一块内其他记录空间的最低有效位上。(称为宏模块剩余过程(MR))。另外，若MR过程后还有剩余位，则在同一视频段内的同步块之间进行剩余编码过程(称为视频段剩余(VR)过程。)
结果，再现时要进行MR和VR过程的逆过程。图6是图3中的可变长解码器350的操作流程图。
参见图6，若确定输入可变长解码器350的数据在步骤610中变速再现，则数据的解码只包括逆MR过程，它不考虑数据的连续性，在其本身同步块之内处理数据(步骤630)。否则，使用STA位检测视频段之间的数据的连续性(步骤620)。若存在数据连续性，则进行包括逆VR和逆MR过程的解码(步骤640)。但是若无连续性，则只进行包括逆MR过程的解码(步骤630)。
其中，若省去变速再现的逆VR过程，则缺陷在于高频成分不能复原。但是优点在于不需要针对数据连续性的判定和相应的数据处理，由此DVCR能缩短要显示的数据帧的更新时间。而且，由于在变速再现中要观察高频成分是困难的，因此只进行MR过程也就足够了。
最后，将变速解码器350中被解码的数字视频数据信号输出到输出端口。
图4是本发明另一实施例的数字盒式磁带录象机的视频段(segment)再现设备的方框图。
如图4所示的DVCR视频段再现设备，包括纠错部分410，第一帧存贮器430，存贮和变速再现控制器420，微机460，分段部分440，可变长解码器450，逆离散余弦变换(IDCT)部分490，第二帧存贮器480，和存贮控制器470。
纠错部分410纠正压缩视频输入数据的差错，第一帧存贮器430接收从纠错部分410输出的经存贮和变速再现控制器420后的压缩视频数据，并贮存该数据。
存贮和变速再现控制器420通过地址信号线401；数据信号线402；读允许信号线403；写允许信号线404连接到第一帧存贮器430。控制器420控制第一帧存贮器430和一变速再现过程。微机460输出一变速再现控制信号到该控制器420。
分段部分440输入从控制器420输出的视频数据的同步块，并将每五个同步块构成一个视频段。可变长解码器450按控制器420输出的变速再现信号对从分段部分440输出的信号解码。逆离散余弦变换(IDCT)部分490对可变长解码器450输出的代码字进行IDCT操作。
第二帧存贮器480接收从IDCT部分输出的经过存贮控制器470的数据，并贮存之。存贮控制器470由地址信号405；数据信号线406；读允许信号线407；写允许信号线408连接到第二帧存贮器480，按照从存贮和变速再现控制器420输出的控制信号控制第二帧存贮器480。
在图4中，第一帧存贮器430存贮压缩的帧数据而第二帧存贮器480存贮可变长解码数据。因此，第二帧存贮器480的大小是第一帧存贮器430的数倍。
下面说明图4所示的视频段再现设备的操作。
存贮和变速再现控制器420输入纠错部分410输出的  纠错了的数据，并将该数据写入第一帧存贮器430。而不考虑同步块的STA位的情况。另外，控制器420在微机460的控制下从第一帧存贮器430中读数据并将该数据传给分段部分440。
分段部分440输入从控制器420输出的数据。然后构成由五个同步块组成的视频段，并将该段传送到可变长解码器450中。
可变长解码器450将从分段部分440输入的霍夫曼码解码。其中，当控制解码处理的变速再现控制信号从微机460加给控制器420时，控制器420产生变速再现信号并将该信号延迟以与解码时间匹配之后加给可变长解码器450。变速再现信号按图2所示STA位改变解码处理。换句话说，有差错的同步块(即STA位为1111)不进行解码处理。另外，对其他无差错的同步块来说解码处理只包括如图3中所述的本发明第一实施例同样方式的逆MR过程处理。
通过可变长解码器解码后的视频数据由IDCT部分490转换成原始数据后输入到存贮控制器470中。
存贮控制器470输入从IDCT部分490输出的数据，然后将该数据顺序地写入第二帧存贮器480中，并输出该数据。其中，第二帧存贮器480和贮存控制器470之间的视频数据的写入和读出是由地址信号线405；数据信号线406；读允许信号线407；写允许信号线408来完成的。
当STA位为1111时，存贮控制器470通过接收来自存贮和变速再现控制器420的变速再现信号而识别差错。然后，存贮控制器470在该地址禁止写允许信号线408以阻止将当前数据写入第二帧存贮器480，之后，存贮控制器470输出从第二帧存贮器中读出的前面帧数据而不是从IDCT部分490中接收的当前帧数据。结果，输出的数据按照STA位，可以是当前帧数据或前面帧数据。其中，由于电影(motion picture)的整个画面(area)和前面帧的非常相似，即使当前帧部分为前面帧取代，其差别也难以识别。
图5分别是图3和4所示的存贮和变速再现控制器320和420的详细方框图。在图5中，帧存贮器330或340并入控制器320和330以便于理解。
每个存贮和变速再现控制器320和420包括同步块缓冲器510，STA检测器和控制信号发生器520，存贮器写入控制器530，存贮器读出控制器550。
同步块缓冲器510输入分别从图3和4所示的纠错部分310和410输出的数据，并将其贮存在同步块单元中。之后，该同步块缓冲器510输出同步块数据到STA检测器和控制信号发生器520和存贮器写入控制器530。
STA检测器和控制信号发生器520检测从同步块缓冲器510输出的同步块数据的STA位并产生一个STA检测信号和一个控制信号。
所述的一个存贮器写入控制器530按从STA检测器和控制信号发生器520输出的STA检测信号将从同步块缓冲器510接收到的数据写入帧缓冲器中。若STA检测器和控制信号发生器510检测的STA检测信号标明有数据差错，则禁止该同步块数据写入帧存贮器中。
存贮器读出控制器550通过地址信号线515；数据信号线517；读允许信号线516连接到存贮器写入控制器530。该存贮器读出控制器550经存贮器写入控制器530从帧存贮器540中读出数据并将该数据输出到输出口。
图7是图3所示的数字盒式磁带录象机的视频段再现方法流程图。
图7所示方法包括差错处理步骤710,712,714和716，分段步骤718，可变长解码步骤720,722,724,726和728，和IDCT执行步骤730。
首先，在图7中，对从记录介质再现的信号进行纠错解码(步骤710)。然后，检测在已纠错的数据中是否还有任何差错(步骤712)。若有，选择前面帧中的同步块数据(步骤714)。否则，选择当前帧的同步块数据。(步骤716)。
将每五个同步块组成一个段(步骤718)。之后，对这样形成的段单元中的数据进行可变长解码处理。在可变长解码之前，检测从微机370发出的一变速再现信号的输入(步骤720)。若输入了变速再现信号，则进行逆MR过程以处理其本身同步块内的数据(步骤724)。但，若无变速再现信号输入，则用STA位检测数据的连续性(步骤722)。若有连续性，则进行同一视频段内同步块之间的数据逆VR过程处理(步骤726)。之后，该DCT数据被可变长解码。
最后，对可变长解码后的DCT数据进行IDCT操作处理(步骤730)以将该数据转变成亮度和色差成分数据作为视频数据输出。
图8是图4所示数字盒式磁带录象机的视频段再现方法的流程图。
图8所示方法包括分段步骤810和812，可变长解码步骤814,816,818,820和822,IDCT执行步骤824，和差错检测步骤826,828和830。
首先，在图8中，由记录介质再现的信号被纠错解码(步骤810)。在分段步骤812中，使每五个纠错了的同步块组合形成一个段。
在可变长解码之前，检测从微机460发出的变速再现信号的输入(步骤814)。若有变速再现信号输入，则进行逆MR过程以处理同步块内的数据(步骤816)，但，若未输入变速再现信号，则用STA位检测数据的连续性(步骤818)。若有连续性，则进行同一视频段内同步块之间的数据逆VR过程处理(步骤820)。之后，该DCT数据被可变长解码。
然后，对该可变长解码后的DCT数据进行IDCT操作处理(步骤824)以将其转化为亮度和色差成分数据作为视频数据输出。
最后，检测在该IDCT处理过的同步块中是否有差错，若有，选择前面帧数据的同步块数据(步骤828)，否则，选择当前帧的同步块数据。
如上述，在本发明的DVCR中，优点在于在变速再现期间，为重新构成一正常图象的显示图象的更新时间可减至最小。

Claims (4)

1、一种数字盒式磁带录象机的视频段再现设备，用于再现由五个同步块、状态信息位和量化信息位组成的视频段，包括：
纠错部分，用于对再现的同步块数据进行差错纠正；
帧存贮器，用于将视频数据存贮在帧单元中；
控制器，用于输入从所述纠错部分输出的数据，检测该数据中的存留差错，控制数据写入所述帧存贮器和控制从其中读出数据，并在变速再现过程中输出一变速再现信号；
一分段部分，用于将从所述控制器输出的数据构成段，和
可变长解码器，用于处理一个同步块内的DCT块之间或一个视频段内的同步块之间的连续数据位，并可变长解码处理后的数据；
其中所述的可变长解码器当所述的控制器输出变速再现信号时只处理位于一个同步块内的DCT块之间的连续数据位。
2、一种数字盒式磁带录象机的视频段再现设备，用于再现由五个同步块、状态信息位和量化信息位组成的视频段，包括：
纠错部分，用于对再现的同步块数据进行差错纠正解码；
第一帧存贮器，用于将视频数据贮存在帧单元中；
控制器，用于输入从所述纠错部分输出的数据，检测数据中的存留差错，控制数据写入所述的第一帧存贮器并控制从其中读出数据，在变速再现时输出一变速再现信号；
分段部分，用所述控制器输出的数据构成段；
可变长解码器，用于处理一同步块内的DCT块之间或一视频段内的同步块之间的连续数据位，并将处理过的数据可变长解码；
IDCT操作，用于对从所述可变长解码器中输出的DCT块数据进行逆离散余弦转换；
第二帧存贮器，用于将逆离散余弦变换后的数据存贮在帧单元中，和
存贮控制器，用于输入从所述IDCT操作器输出的数据和控制数据写入所述的第二帧存贮器和控制从其读出数据；
其中所述的可变长解码器在所述控制器输出变速再现信号时只处理一同步块内的DCT块之间的连续数据位。
3、一种数字盒式磁带录象机的视频段再现方法，用于再现由五个同步块、状态信息位和量化信息位组成的视频段，包括下列步骤：
对再现的同步块数据进行纠错解码；
判定纠错后的同步块数据中是否还存在任何差错，若有差错保留，选择前面帧中的纠错后的同步块数据，若无差借，选择当前帧的纠错后的同步块数据；
将所选的同步块数据存入帧缓冲器中；
用所选的同步块数据构成段；
判定数据是否变速再现，当数据是变速再现时只处理处于一个同步块内的DCT块间的连续数据位，若不是，则处理处于一个同步块内的DCT块间的和处于一个视频段内的同步块间的连续数据位；
对处理后的数据可变长解码；和
将可变长解码后的数据进行逆离散余弦变换IDCT操作。
4、一种数字盒式磁带录象机的视频段再现方法，用于再现由五个同步块、状态信息位和量化信息位组成的视频段，包括：
对再现的同步块数据进行纠错解码；
将该同步块数据存入第一帧缓冲器中；
用予定数目的同步块构成段；
判定数据是否变速再现，若该数据是变速再现时只处理位于一个同步块内的DCT块之间的连续数据位，如果不是，则处理位于一个同步块内的DCT块之间和位于一个视频段内的同步块之间的连续数据位；
将处理过的数据可变长解码；
对可变长解码后的数据进行逆离散余弦变换即IDCT操作；
判定在可变长解码后的同步块数据中是否存有任何差错，若有差错保留选择前面帧的可变长解码后的同步块数据，若无差借，选择当前帧的可变长解码后的同步块数据。
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