CN1174644A - 具备编辑器的数字信号记录/重放装置 - Google Patents

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Abstract

公开的是一种用于记录和重放数字视频信号的数字信号记录和重放装置。高效编码装置(109)高效编码数字视频信号,记录装置(123,124,125)执行针对高效编码的视频数据进行记录的预定编码处理,并将编码处理后所得视频数据记录在记录媒体(126)上。另一方面,重放装置(127,128,129)重放记录在记录媒体(126)上的视频数据,执行针对重放视频数据进行重放的预定重放数据处理,并将重放数据处理后所得的视频数据输出。延迟装置(137a,137b)延迟从高效编码装置(109)输出的视频数据,其延迟时间为与记录装置(123,124,125)处理相关的视频数据的延迟时间和与重放装置(127,128,129)处理相关的视频数据的延迟时间之和,并输出延迟的视频数据,还有选择装置(141),选择性地在从延迟装置(137a,137)输出的视频数据和从重放装置(127,128,129)输出的视频数据间切换,并输出所选的两个视频数据中的一个。

Description

具备编辑器的数字信号记录/重放装置
                         技术领域
本发明涉及一种具备编辑器的数字信号记录和重放装置，并尤其涉及一种如数字视频带式记录器的数字信号记录和重放装置，它具备一用于编辑数字视频信号的编辑器并用于记录和重放高效编码的数字视频信号。
                         背景技术
最近几年，随着图象质量的不断完善和视频设备的数字化程度逐步提高的发展趋势，利用数字记录替代传统模拟记录的记录和重放装置已付诸实践。作为一代表性的装置，一种数字记录视频磁带记录器(以下称作数字VTR)已出现。这种数字VTR的一特征就是：与传统模拟VTR相比，数字VTR具有高质量的图象且绝不存在复制引起的恶化现象。然而数字VTR也有一缺陷，即在如照原样记录一数字化的视频信号时，要记录的数据量大大升高。因此为了能够长时间用一小型盒带记录，就要求引进一种高效编码技术以降低视频信号数据量。例如由HD数字VCR会议(高清晰度数字视频盒式摄象机会议)推荐的一数字VTR格式(以下称作DV格式)是一种采用高效编码的数字VTR信号格式。依据此格式，一4∶2∶2分量信号，与ITU建议中ITU-RBT.601提供的目前电视系统分量信号的数字编码标准一致，它经高效编码被压缩成约过去的1/6.7，这样利用1/4英寸宽的小型盒带就可实现长时间记录的愿望。
若要用数字VTR取代传统模拟VTR(以下称作模拟VTR)的话，该数字VTR需具有等效与模拟VTR的那些功能。总之，如VTR或这类的记录和重放装置上用的编辑器有两个处理系统：
一记录带处理系统，用于将视频信号记录在一如磁带或这类似物的记录媒体上，而后处理记录媒体重放的数据，将这一重放数据转换成一视频信号，并输出该视频信号(以下称作记录带处理系统)；及
一电到电处理系统，用于将输入的视频信号原封不动地作为一视频信号输出(以下称作EE处理系统)。这两个系统可按照VTR模式有选择地切换。
在重放期间，一般选择记录带处理系统，处理从磁带重放的数据将其转换成一视频信号，并接着将视频信号输出到一监视电视机。在记录期间，因为要求用户同时通过监视电视机监视将要记录在磁带上的数据的视频信号，所以选择EE处理系统。而且在一插入编辑阶段期间，另一视频图象或声音要插入到已记录了内容的磁带，此时需两种模式合用。也就是说，在插入记录进行的间隔选择EE处理系统，而在其他间隔选择磁带处理系统，这是因为需将已记录在磁带上的数据的视频信号输出给监视电视机。实现EE处理系统和磁带处理系统的方法将在下文作具体描述。
已有技术的备有编辑器的数字VTR的结构一般如下。经一模数转换器(以下称A/D转换器)一输入视频信号被转换成一数字信号，且此后，数字信号经一高效编码器被压缩成具有一预定数据量的视频信号。该压缩的视频数据经纠错编码处理，增加了用于纠错过程的奇偶校验位，并接着经调制处理将其记录在磁带上，最后处理后的视频数据被记录在磁带上。当重放记录在磁带上的视频数据时，重放的视频数据经过解调处理和纠错解码处理被输入给一高效编码器。在高效编码器中，压缩数据被解压缩成原始的视频数据，而此后，又经一数模转换器(以下称D/A转换器)被转换成一模拟视频信号，最终输出模拟信号。
在上述的已有技术的数字VTR中，用于处理从磁带重放的视频数据的处理系统是磁带处理系统。再者，要求在处理过程到一半时，让视频信号经过磁带重放处理系统将输入给数字VTR的视频信号输出，从而实现EE处理系统。这样在利用存储装置将数字视频数据延迟预定的几帧后，将已由A/D转换器转换的数字视频数据输入给D/A转换器从而实现EE处理系统。在EE处理系统中，在由A/D转换器完成模数转换后，利用存储装置延迟视频数据。其目的是要在编辑阶段让要记录于磁带的视频数据与要输出到监视电视机的视频数据之间实现时间一致。
然而在上述已有技术的数字VTR中，有这样一个问题即为了使EE处理系统的视频数据与磁带处理系统的视频数据定时匹配(以下称定时匹配)，EE处理系统延迟视频数据所需的存储装置的存储容量就会变得很大。
为将4∶2∶2的分量信号延迟一帧，需要大约5.5Mb的存储空间。因为重排处理是在高效编码和高效解码过程中以一帧为单元进行的，而且当采用上述的DV格式时重排处理是在纠错编码和纠错解码阶段中进行的，在记录系统和重放系统间共产生4帧的延迟。因而为达到延迟由A/D转换器经模数转换得到的EE处理系统的视频数据的目的，存储装置需具有存储4帧的容量＝22Mb。
例如当为降低数字VTR的电路规模而取消用于EE处理系统延迟的存储器时，就会出现一问题即输出到监视电视机的视频信号和实际记录在磁带上的视频数据间的时间对应关系在编辑阶段发生偏移。也就是说，在编辑过程中监视电视机上确认的编辑点不同于磁带上的编辑点，而这会导致用户错误地理解编辑点。
本发明的第一目的是要在一采用较已有技术相比高效编码的数字信号记录和重放装置中，提供一种数字信号记录和重放装置，它能够明显降低为达上述时间匹配的目的而延迟EE处理系统视频数据所需的存储装置的存储容量。
本发明的第二目的是要在一采用较已有技术高效编码的数字信号记录和重放装置中，提供一数字信号记录和重放装置，它能够在上述编辑阶段降低记录带处理系统的视频数据和EE处理系统的视频数据间的数据差别。
发明的公开
按照本发明的第一方面，提供的数字信号记录和重放装置包括：
高效编码装置(109)，用于以高效率编码数字视频信号并输出以高效率编码的视频数据；
记录装置(123，124，125)，用于对高效编码并从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据执行记录的预定编码过程，并用于将编码处理后获得的视频数据记录在一记录媒体(126)上；
重放装置(127，128，129)，用于重放记录在所说的记录媒体(126)上的视频数据，对重放视频数据执行一重放的预定重放数据处理，并用于将重放数据处理后获得的视频数据输出；
延迟装置(137a，137b)，用于延迟从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据，其延迟时间为与所说的记录装置(123，124，125)处理相关的视频数据的延迟时间与所说的重放装置(127，128，129)处理相关的视频数据的延迟时间之和，并用于输出延迟的视频数据；
选择装置(141)，用于选择性地在从所说的延迟装置(137a，137b)输出的视频数据和从所说的重放装置(127，128，129)输出的视频数据间切换，并用于输出所选的一个视频数据；及
高效解码装置(144)，用于高效解码从所说的选择装置(141)输出的视频数据，并用于输出高效解码的视频数据。
因此，与已有技术比较，为达到上述定时匹配目的而延迟EE处理系统视频数据所需的存储装置的存储容量被大大降低。
再者按照本发明的第二方面，提供的数字信号记录和重放装置包括：
高效编码装置(109)，用于以高效率编码数字视频信号并输出以高效率编码的视频数据；
记录装置(123，124，125)，用于对高效编码并从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据执行记录的预定编码过程，并用于将编码处理后获得的视频数据记录在一记录媒体(126)上；
重放装置(127，128，129)，用于重放记录在所说的记录媒体(126)上的视频数据，对重放视频数据执行一重放的预定重放数据处理，并用于将重放数据处理后获得的视频数据输出；
选择装置(141)，用于选择性地在从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据和从所说的重放装置(127，128，129)输出的视频数据间切换，并用于输出所选的一个视频数据；及
高效解码装置(144)，用于高效解码从所说的选择装置(141)输出的视频数据，并用于输出高效解码的视频数据。
因此，与已有技术比较，在上述插入编辑阶段记录带处理系统的视频数据和EE处理系统的视频数据间的时间差被降低。
附图简述
图1是一依据本发明第一优选实施例的备有一编辑器的数字VTR的结构框图；
图2是一依据本发明第二优选实施例的备有一编辑器的数字VTR的结构框图；
图3是一依据本发明第三优选实施例的备有一编辑器的数字VTR的结构框图；
图4是一依据本发明第四优选实施例的备有一编辑器的数字VTR的结构框图；
图5是一图1所示的第一优选实施例的数字VTR操作时序图；
图6是一图1所示的第三优选实施例的数字VTR操作时序图；
图7是一第一到第四优选实施例的数字VTRs的磁带上记录的一数据格式的平视图。
                实施本发明的最佳方式
下面参照附图描述本发明的优选实施例。
第一优选实施例
图1是一依据本发明第一优选实施例的备有一编辑器的数字VTR的结构框图。
图1中示出的输入端口100用于接收输入的一模拟亮度信号，输入端口101用于输入一色差信号(B-Y)及输入端口102用于输入一色差信号(R-Y)。还有一输入端口110是用于输入信道1的音频信号的输入端口，及一输入端口111是用于输入信道2的音频信号的输入端口。再有输出端口151是用于输出模拟亮度信号的一输出端口，输出端口152是用于输出色差信号(B-Y)的一输出口，及输出端口153是用于输出色差信号(R-Y)的一输出端口。再有输出端口157是用于输出信道1的音频信号的一输出端口，及输出端口158是用于输出信道2的音频信号的一输出端口。此时输出端口151，152和153连在一外设监视电视机161上，而输出端口157和158连在一外设监视扬声器162上。
本优选实施例的数字VTR包括：
(a)一A/D转换器103，104和105，分别对含有亮度信号、色差信号(B-Y)和色差信号(R-Y)的模拟视频信号进行模数转换从而将模拟视频信号转换成对应的数字视频数据(或数字视频信号)；
(b)一存储器106，用于重排视频数据，以将模数转换后输入到一场单元的视频数据转换成一帧单元的视频数据；
(c)存储控制器107，用于利用控制信号108控制存储器106的操作；
(d)一高效编码器109，采用如帧内DCT(离散余弦变换)或类似的高效编码方法压缩从存储器106中一帧单元读出的视频数据，并输出结果数据；
(e)一A/D转换器112和113，每个都负责将一模拟音频信号转换成数字音频数据(或数字音频信号)；
(f)一音频记录处理单元114，对已A/D转换的音频数据进行包含以帧为单元或类似的隔行的处理，从而将已A/D转换的视频数据转换成一帧单元的视频数据，并输出结果数据；
(g)一键盘400，用于输入指令数据以指定作为开关141的切换点的一编辑开始点EP的帧和一编辑结束点的帧，并输出指令数据给系统控制器115；
(h)一系统控制器115，控制数字VTR的整体操作，结果根据用于指定编辑开始点EP的帧和编辑结束点的帧的指令数据生成含有时间代码数据的子码数据116，将子码数据116输出给一数据复用器117，并根据含有用于指定编辑开始点EP的帧和编辑结束点的帧的时间代码数据的，从数据分离器135输出的子码数据136，输出一控制信号142给开关141，以将开关141从其a侧切换到b侧或从其b侧切换到a侧；
(i)一数据复用器117，时分复用压缩的视频数据、隔行的音频数据和子码数据，并经数字视频总线(以下称为DV总线)将复用数据118输出给存储器119和帧存储器137a；
(j)一存储器119，用于对复用的数据118以帧为单元进行重排及执行纠错编码处理；
(k)一存储控制器120，用于利用控制信号121控制存储器119的操作；
(l)一纠错编码器122，借助存储器119为复用的数据118加上纠错奇偶校验位，并输出已加入了纠错奇偶校验位的复用数据；
(m)一记录编码器123，负责对从纠错编码器122输出的复用数据进行记录编码，例如采用24到25转换方法和一隔行NRZI编码方法来调制复用数据，并输出调制后获得的记录信号；及
(n)一记录放大器124，放大记录信号，并输出放大后获得的记录信号给记录磁头125以将记录信号记录在磁带126上。
其次，本发明优选实施例的数字VTR还包括：
(o)一重放放大器128，放大由重放磁头127重放的记录信号(以下称为重放信号)并输出放大的重放信号；
(p)一重放数据处理单元129，对从重放放大器128输出的重放信号进行均衡、数据检测和解调处理，并输出处理后所得的重放复用数据；
(q)一纠错解码器130，从重放复用数据中提取纠错奇偶校验位并基于该纠错奇偶校验位借助存储器131对重放复用数据进行纠错，进而输出纠错解码处理后所得的复用数据；
(r)存储器131，用于对以帧单元的重放复用数据通过重排完成纠错解码处理；
(s)一存储控制器132，利用控制信号133控制存储器131的操作，进而将处理后所得的磁带处理系统的复用数据134输出到开关141的a侧；
(t)帧存储器137a和137b，彼此串联，而且每个负责将从数据复用器117输出的经DV总线送来的复用数据118延迟一帧，进而将总共延迟两帧的EE处理系统复用数据140输出到开关141的b侧；
(u)一存储控制器138，根据与经数字VTR中输入端口100、101和102输入的视频数据同步产生的同步信号即一帧脉冲FP，产生用于控制帧存储器137a的写操作的写复位脉冲WR和用于控制帧存储器137a的读操作的读复位脉冲RR，并将产生的脉冲WR和RR输出给帧存储器137a以便控制帧存储器137a的操作，同时它还产生用于控制帧存储器137b的写操作的写复位脉冲WR和用于控制帧存储器137b的读操作的读复位脉冲RR，并将产生的脉冲WR和RR输出给帧存储器137b以便控制帧存储器137b的操作；
(v)一数据分离器135，将子码数据136从存储器131输出的磁带处理系统的复用数据134中分离出来，并将子码数据136输出给系统控制器115；
(w)开关141，可在磁带处理系统的复用数据134和EE处理系统的复用数据140中选择一个，并输出所选数据；
(x)一数据分离器143，将从开关141输出的复用数据时分分接为压缩视频数据和音频数据，并将这些数据分别输出给一高效解码器144和一音频重放处理单元154；
(y)一高效解码器144，解压压缩视频数据，并将解压视频数据输出给一存储器145；
(z)存储器145，将从高效解码器144输出的并已高效解码的数据重排，从而将以块为单元的视频数据转换成以场为单元的视频数据，进而将输出结果数据；
(aa)一存储控制器146，利用一控制信号147控制存储器145的操作；
(ab)D/A转换器148、149和150，对从存储器145输出的亮度信号、色差信号(B-Y)和色差信号(R-Y)的数字视频数据进行数模转换从而将这些数据转换成对应的模拟视频信号；
(ac)一音频重放处理单元154，对已由数据分离器143分离或分接出来的并从那里输出的音频数据进行重放，从而将音频数据转换成信道1和信道2的音频信号，并输出音频信号；及
(ad)D/A转换器155和156，分别将由音频重放处理单元154处理的数字音频数据(或数字音频信号)转换成模拟音频信号。
本优选实施例的组成和操作将参照图1在下文具体描述。
参照图1，经输入端口100输入的亮度信号和经输入端口101和102输入的两个色差信号要经过A/D转换器103、104和105模数转换后才成为数字视频数据，而且经模数转换后的所得数字视频数据的三部分被送往存储器106。在存储器106中，以场为单元的输入视频数据被复用成以帧为单元的数据，而为了高效编码处理，视频数据被以块的形式从存储器106读出送至高效编码器109。本发明优选实施例的数字VTR采用帧内DCT(离散余弦变换)这一高效编码方法，并因此，视频数据以包含8乘8象素的DCT块单元形式从存储器106读出。由高效编码器107对从存储器106中读出的以DCT块为单元的视频数据进行高效编码，而此后经高效编码处理后所得的视频数据被输出给数据复用器117。
高效编码处理以5个宏块为一个单元进行，其中一个宏块由6个DCT块组成即4个亮度信号的DCT块和2个色差信号的DCT块。而且为改善高效编码处理的效率构成一压缩单元的5个宏块被从屏上互相独立的位置集合在一起。因此当从存储器106读取宏块的视频数据时，位于屏上互相独立位置的宏块被顺序读出。如上所述，高效编码处理前混洗读取视频数据的编码方法和采用5个宏块作一压缩单元来达到提高高效编码处理效率的目的编码方法已公布，例如美国专利号5,175,631，而且其内容在本说明中被用来作参考。就上述帧处理和混洗处理而言，要求在存储器106中一次存储一帧视频数据，并因此导致约一帧的延迟。
另一方面，从输入端口110和111输入的两个频道的音频信号分别由A/D转换器112和113模数转换成数字音频数据(或数字音频信号)，而此后模数转换后所得数字音频数据被输入给音频记录处理单元114。接着，音频记录处理后所得音频数据被输出给数据复用器117。为了能在重放阶段发生不正确错误时有效进行一隐藏处理，在音频记录处理单元114中的两个频道的音频数据以帧为单元独立地进行一隔行处理。因为每帧数据量中的音频数据要少于视频数据，所以通过音频记录处理单元114中备有的内置存储器(未示出)即可完成这一隔行处理。
而且键盘400被用来输入指令数据以指定作为开关141的切换点的编辑开始点EP的帧和编辑结束点的帧，及输出指令数据给系统控制器115。系统控制器115控制数字VTR的整体操作以产生含时间代码数据的子码数据116作为对指定编辑开始点EP帧和编辑结束点帧的指令数据的响应，并将生成的子码数据116输出给数据复用器117，并输出开关141的控制信号142，从而将开关141从a侧切换到b侧或从b侧切换到a侧，以响应包含用于指定编辑开始点EP帧和编辑结束点帧的时间代码数据的子码数据136。
数据复用器117时分复用从高效编码器109输出的压缩的视频数据、从音频记录处理单元114输出的音频数据和子码数据116，从而将这些数据转换成复用数据118，并接着将复用数据经DV总线输出给存储器119和帧存储器137a。值得注意的是，关于DV总线上的复用数据118除上述信号外还有各种控制信号被时分复用。然而这些控制信号与本发明无关，固在本优选实施例中未作描述。
在存储器119中，压缩视频数据首先在存储控制器120控制下被重排。重排就是将原为高效编码重排并处于压缩状态的视频数据恢复为最初的数据排列，并企图在高速重放阶段改善图象质量。由于重排将导致一帧的延迟。于是在纠错编码器122中，一外部奇偶校验位和一内部奇偶校验位被顺序加到已重排并处于压缩状态的视频数据和音频数据上。而且只有内部奇偶校验位被加到子码数据上。已经纠错编码处理过的复用数据被送往记录编码器123。值得注意的是在上述纠错编码过程中针对压缩视频数据和音频数据进行的纠错编码处理采用一公共的内部奇偶校验位。就在其它编码过程中加入奇偶校验位而言，采用的系统不同。
而且记录编码器123负责对从纠错编码器122输入的复用数据的记录编码，例如采用24到25转换方法和一隔行NRZI编码方法来调制同样的复用数据，并将调制后所得的记录信号输出给记录放大器123。于是记录放大器124放大从记录编辑器123输入的记录信号，并将放大后所得的记录信号输出给记录磁头125，从而按照一螺旋扫描系统将记录信号记录在磁带126上。
其次要描述记录在磁带126上的复用数据的记录信号即重放信号的重放处理。
从重放磁头127重放的重放信号经重放放大器128被送往重放处理单元129。重放处理单元129检测重放信号中的数据是“1”还是“0”。而且要对已调制的调制信号进行解调处理，并将解调处理后所得复用数据输出给纠错解码器130。纠错解码器130从输入的复用数据中提取在记录时加入的内部奇偶校验位和外部奇偶校验位，并基于提取的奇偶校验位纠正上述输入复用数据中的可纠正错误。经纠错解码处理过的压缩视频数据、音频数据和子码数据被写入存储器131。在存储控制器132控制下，对压缩视频数据进行与记录阶段时的重排相反的重排处理，并将处理的视频数据、音频数据和子码数据以磁带处理系统的复用数据134形式输出给开关141的a侧和数据分离器135。
数据分离器135只将子码数据从磁带处理系统的复用数据134中分离或分接出来，并将该子码数据输出给系统控制器115。也就是说，含在磁带处理系统的复用数据134中的子码数据被一直送到系统控制器115。
再者，EE处理系统装置如下述构造。在记录端从数据复用器117输出的复用数据118经DV总线被输入给帧存储器137a。帧存储器137a和137b，彼此串联，而且负责调节帧定时以使EE处理系统的复用数据的帧定时与磁带处理系统的复用数据134的帧定时相匹配。存储控制器138，响应与经数字VTR中输入端口100、101和102输入的视频数据同步产生的同步信号即一帧脉冲FP，产生用于控制帧存储器137a的写操作的写复位脉冲WR和用于控制帧存储器137a的读操作的读复位脉冲RR，并将产生的脉冲WR和RR输出给帧存储器137a以便控制帧存储器137a的操作，存储控制器138还产生用于控制帧存储器137b的写操作的写复位脉冲WR和用于控制帧存储器137b的读操作的读复位脉冲RR，并将产生的脉冲WR和RR输出给帧存储器137b以便控制帧存储器137b的操作。
此时，帧存储器137a和137b每个负责将从数据复用器117输出的经DV总线送来的复用数据118延迟一帧，进而帧存储器137a和137b将总共延迟两帧的EE处理系统复用数据140输出到开关141的b侧。也就是说，如上述，共两帧的延迟是由记录系统的纠错编码处理、记录系统的记录编码处理、重放系统的重放数据处理和重放系统的纠错解码处理引起的。因此经EE处理系统的DV总线输出的复用数据118被帧存储器137a和137b延迟了大约两帧，而此后延迟的复用数据188以EE处理系统复用数据140的形式输出给开关141的b侧。
在从系统控制器115输出的控制信号142的控制下，开关141可在磁带处理系统的复用数据134和EE处理系统的复用数据140中选择一个，并将所选择的数据输出给数据分离器143。接着数据分离器143从所选择的复用数据中时分分接出压缩视频数据和音频数据，并将这些数据分别输出给一高效解码器144和一音频重放处理单元154。
高效解码器144对输入的压缩视频数据进行与高效编码器109的压缩处理相反的解压缩处理，并在存储控制器147的控制下以DCT块为单元将处理的视频数据写入存储器145，而已写入存储器145的视频数据以场为单元被读出。在这一阶段的重排处理与记录阶段的相反是以宏块为单元写入视频数据的。从存储器145输出的亮度信号和两个色差产(B-Y)和(R-Y)交由D/A转换器148、149和150，被数模转换成模拟视频信号，并分别从输出端口151、152和153输出。而且音频重放处理单元154对数据分离器143分离或分接出来的音频数据在两个频道单独进行与记录阶段相反的隔行处理，而两频道处理过的音频数据交由D/A转换器155和156数模转换成模拟音频信号并分别从输出端口157和158输出。
上面叙述了本优选实施例的数字VTR的处理操作流程。下面要具体叙述负责在磁带处理系统的复用数据134和EE处理系统的复用数据140间切换的一进程。
数字VTR具有各种模式，例如记录、重放、编辑等。首先在记录阶段，要求由监视电视机161和监视扬声器162分别监视记录在磁带126上的视频数据和音频数据。因此，当开关141切换到b侧时，EE处理系统的数据140被选中。而且在重放阶段要求将从磁带126重放数据的视频信号和音频信号分别输出给监视电视机161和监视扬声器162。因此当开关141切换到a侧时，磁带处理系统的数据134被选中。
图5是一定时图，所示是在本优选实施例的数字VTR中的一插入编辑阶段开关141在EE处理系统的复用数据140和磁带处理系统的复用数据134间的一切换操作。
在图5中，R1、R2、…表示经输入端口100、101和102输入的视频信号的数据帧，而P1、P2、…则代表先前被记录在磁带126上的数据帧。此时，帧P6是插入编辑开始点，而帧R6和后续帧的数据被插在帧P5之后。此时，EE处理系统的复用数据118共由帧存储器137a和137b延迟两帧，而此后延迟的复用数据140被插入。
因此，当开关141在编辑开始点EP从a侧切换到b侧时，磁带处理系统的复用数据134就切换为EE处理系统的复用数据140，复用数据140是由帧存储器137a和137b在编辑开始点EP，帧R6的开始定时处延迟总共两帧的复用数据。由此操作，一直到帧P5的数据被重放的间隔，磁带处理系统的复用数据134的视频信号和音频信号被分别通过监视电视机161和扬声器162输出。接着，在帧R6和其后续帧的数据记录以便插入其中的间隔期间，EE处理系统的复用数据140的视频信号和音频信号被分别经监视电视机161和扬声器162输出。此时，磁带126上数据的视频信号的实际编辑点，和已交由开关141切换经重放系统处理，并显示在监视电视机161上的视频信号的编辑点，彼此在时间上做到完全巧合。
为了正确执行图5所示以帧为单元的插入编辑操作，要求系统控制器115以一帧单元的精确度正确进行开关141的切换。为达上述目的，系统控制器115基于从磁带126重放的子码数据中的时间代码数据检测编辑开始点EP。子码数据和为此的处理会在下面具体描述。
图7是一平面图，所示乃本优选实施例的螺旋扫描系统的数字VTR的磁带126的一磁道格式(525/60系统)。该磁道格式与HD数字VCR会议的家用数字VTR标准的磁道格式一致。
如图7所示，一帧由10个磁道TR1、TR2、…、TR10组成，而磁道TR1到TR10的每一个都含有一插入数据区200、一音频数据区201、一视频数据区202和一子码数据区203，保护区211、212、213和214用来间隔各区。如图7所示，作辅助数据的子码数据并未记录在平行于磁带126的纵向的线性磁道上，而是象那些视频数据和音频数据一样，记录在相同的磁道TR1、TR2、…、TR10上。因此从磁带126重放的子码数据要经过与视频数据和音频数据类似方式的重放数据处理和纠错处理，且重放的子码数据由数据分离器135分离或分接出来，被送往系统控制器115。系统控制器115并非一定要接收记录用的子码数据，因为系统控制器115可自己设定子码数据，而且系统控制器115一贯接收从磁带126重放的子码数据。于是基于含在从磁带126重放的子码数据中的时间代码数据，控制开关141以便切换到在编辑开始点EP的复用数据。
值得注意的是，如上述磁带处理系统的复用数据134一般被选中，并在记录在磁带126上的数据重放期间输出。然而，在特殊情况下，当数字VTR受到一外设(未示出)遥控时，在重放阶段要求，并非输出磁带处理系统的复用数据134而是输出EE处理系统的复用数据140的指令有时就会出现。此时，从外设来的指令数据被输入给系统控制器115，并作为其响应，系统控制器115切换开关141到b侧，以便选择EE处理系统的复用数据140。在该阶段，EE处理系统复用数据的视频信号和音频信号被输出到监视电视机161和监视扬声器162。然而，因为重放的子码数据一贯被送往系统控制器115，所以系统控制器115要能够确认重放复用数据134中的时间代码信息。
如上述，按照本优选实施例，EE处理系统复用数据140和磁带处理系统复用数据134间的数据切换在高效编码复用数据的状态中进行。因此为了使他们两个的对应帧匹配所需的存储设备的存储容量与已有技术相比显著下降。例如按照上述家用数字VTR标准，4∶2∶2分量信号经高效编码器109，被压缩成约原来的1/6.4，并因此延迟一帧所需的存储量能降到约0.83Mb。再者，即使当EE处理系统复用数据140的视频信号被选中作为输出给监视电视机161的视频信号时，重放子码数据也能被处理并送给系统控制器115。因此，如时间代码等的从磁带126重放的子码数据信息都能被接收到。而且EE处理系统的路径在压缩视频数据和音频数据被复用的数据总线的状态中构成。因此并不需要为视频数据和音频数据提供独立的EE处理系统路径，这样电路结构能变得非常简单。
第二优选实施例
图2所示乃按照本发明的第二优选实施例的一备有编辑器的数字VTR的结构框图。图2所示的第二优选实施例的数字VTR不同于图1所示的第一优选实施例的地方在于：
(a)其中既没有帧存储器137a和137b也没有存储控制器138，而从数据复用器117输出的复用数据118被直接输入给开关141的b侧。
如上面的结构，在上述的插入编辑阶段磁带处理系统复用数据134的帧和EE处理系统复用数据140的对应帧的定时匹配就不能象第一优选实施例那样进行。然而EE处理系统的路径在压缩视频数据和音频数据被复用的数据总线的状态中构成，就此，不必为视频数据和音频数据提供独立的EE处理系统路径，这样电路结构能变得非常简单。再者，在已有技术的数字VTR的上述插入编辑阶段，延迟时间对应4帧，而本优选实施例的延迟时间只对应2帧。因此，在上述插入编辑阶段，磁带处理系统复用数据134和EE处理系统复用数据140的时间偏差能被降低。
第三优选实施例
图3所示是按照本发明第三优选实施例的一备有编辑器的数字VTR的结构框图。图3所示的第三优选实施例的数字VTR不同于图1所示的第一优选实施例的地方在于：
(a)有一预定传送格式的复用数据(或一数字数据信号)经一数字接口端的输入端口300输入，该格式中，视频数据按类似于高效编码器109的高效编码方法压缩，音频数据按类似于音频记录处理单元114的处理方法交错及子码数据按类似于数据复用器117的方法时分复用；
(b)具备一数字接口，接收经输入端口300以一传送格式输入的的复用数据，将接收的复用数据转换成数字VTR信号处理系统的一预定格式的复用数据302，进而输出该结果数据；
(c)具备一开关303，它受从系统控制器304来的控制信号305的控制，以选择性地在从数据复用器117输出并输入给a侧的复用数据118和从数据接口301输出并输入给b侧的复用数据302间切换，进而将所选的一复用数据经DV数据总线输出给存储器119和帧存储器137a；及
(d)除系统控制器115操作控制外，基于通过键盘400输入给开关303的切换指令数据，系统控制器304将控制信号305输出给开关303来进行切换控制。
在如上构造的第三优选实施例数字VTR中，一预定传送格式的复用数据(或数字数据信号)从另一外设以上述DV总线形式经数字接口301被输入给数字VTR。当输入数据以DV总线格式且处于复用数据状态时其有效影响如下：
(I)因为传送的是已压缩过的视频数据，所以降低了传送数据速率。
(II)防止了由反复压缩和解压缩导致的失真增加。
(III)因为压缩视频数据和交错的音频数据被复用，所以视频信号和音频信号的数据都能通过一条传输电缆传送。
本优选实施例操作将在下文具体描述。
经输入端口300输入的复用数据或数据信号被输入给数字接口301。数字接口301将输入的预定传送格式的复用数据转换成本优选实施例数字VTR的信号处理系统的格式数据，进而将结果数据输出给开关303的b侧。因此，从数字接口301输出的DV总线格式的复用数据302是与DV总线格式的复用数据118的格式完全一样的格式的复用数据。
开关303，用于在经模拟视频信号和模拟音频信号处理后所得的DV总线格式的复用数据118，和从输入端口300或数字接口端输入的经数字接口301的复用数据302间选择一个，作为要记录在磁带126上的复用数据，而开关303在系统控制器304产生的控制信号305的控制下切换。系统控制器304将开关303切换到a侧或b侧，以响应用数字VTR的前面板上的键盘400输入给开关303的切换指令数据。当开关303被切换到a侧时，从数据复用器117输出的复用数据118被选中，并接着输出给存储器119和帧存储器137a。另一方面，当开关303被切换到b侧时，从数字接口301输出的复用数据302被选中并接着被输出给存储器119和帧存储器137a。值得注意的是，由开关303选中的复用数据的处理类似于第一优选实施例的处理。
图6是一定时图，它详细示出了在本优选实施例的数字VTR中的一插入编辑阶段，开关141在EE处理系统的复用数据140和磁带处理系统的复用数据134间的一切换操作。此时，开关303被切换到b侧。
在图6中，DR1、DR2、…表示经输入端口300输入的复用数据帧，而P1、P2、…则代表先前被记录在磁带126上的数据帧。此时，帧P6是插入编辑开始点，而帧DR6和那里后续帧的数据被插在帧P5之后。此时，EE处理系统的复用数据302共由帧存储器137a和137b延迟两帧，而此后延迟的复用数据140被插入。
因此，当开关141在编辑开始点EP从a侧切换到b侧时，在编辑开始点EP帧DR6的开始定时处，磁带处理系统的复用数据134就切换为EE处理系统的复用数据140，该复用数据140已由帧存储器137a和137b导致共两帧延迟。由此操作，一直到帧P5的数据重放的间隔，磁带处理系统的复用数据134的视频信号和音频信号被分别经监视电视机161和扬声器162输出。接着在帧DR6和其后帧的数据被记录以便被插入的时间间隔，EE处理系统的复用数据140的视频信号和音频信号被分别经监视电视机161和扬声器162输出。此时，磁带126上数据的视频信号的实际编辑点和已交由开关141切换，经重放系统处理，并显示在监视电视机161上的视频信号的编辑点彼此在时间上做到完全巧合。
如上述，按照本优选实施例，除第一优选实施例的作用外，从作为数字接口端的输入端口300来的，经数字接口301传送的，含有压缩视频数据和音频数据的复用数据302，在开关303切换到b侧，时可用作EE处理系统的复用数据。
第四优选实施例
图4所示是按照本发明的第四优选实施例的一备有编辑器的数字VTR的结构框图。图4所示的第四优选实施例的数字VTR不同于图3所示的第三优选实施例的地方在于：
(a)其中既没有帧存储器137a和137b也没有存储控制器138，而从开关303输出的复用数据被直接输入给开关141的b侧。
如上面的结构，在上述的插入编辑阶段，磁带处理系统复用数据134的帧和EE处理系统复用数据140的对应帧的定时匹配就不能象第三优选实施例那样进行。然而EE处理系统的路径，在压缩视频数据和音频数据被复用的数据总线的状态中构成。就此，不必为视频数据和音频数据提供独立的EE处理系统路径，这样，电路结构能变得非常简单。再者，在已有技术的数字VTR的上述插入编辑阶段，延迟时间对应4帧，而本优选实施例的延迟时间只对应2帧。因此，在上述插入编辑阶段，磁带处理系统复用数据134和EE处理系统复用数据140的时间偏差能被降低。
变更的优选实施例
在上述优选实施例中，已描述了用于记录和重放包含磁带126上视频数据和音频数据的复用数据的数字VTR。然而，本发明不只限于此，本发明还能应用在采用如光盘，磁光盘，半导体存储器，或诸如此类的记录媒体来记录和处理上述复用数据的记录和重放设备中。
在上述优选实施例中，视频信号和音频信号被记录、重放和编辑。然而，本发明不只限于此，本发明还可用按只处理视频信号来构造。
在上述优选实施例中，采用DCT帧内压缩方法作为高效编码方法。然而本发明不只限于此，例如还可采用如MPEG(运动图象专家组)的多帧或类似的高效编码方法。
工业应用
如上所述，按照本发明的第一方面，提供的数字信号记录和重放装置包括：
高效编码装置(109)，用于高效编码数字视频信号和输出高效编码的视频数据；
记录装置(123，124，125)，用于针对从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据进行记录的预定编码处理，并用于将编码处理后所得视频数据记录在记录媒体(126)上；
重放装置(127，128，129)，用于重放记录在所说的记录媒体(126)上的视频数据，针对重放视频数据进行重放的预定重放数据处理，并将重放数据处理后所得的视频数据输出；
延迟装置(137a，137b)，用于延迟从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据，其延迟时间为与所说的记录装置(123，124，125)处理相关的视频数据的延迟时间加上与所说的重放装置(127，128，129)处理相关的视频数据的延迟时间之和，并用于输出延迟的视频数据；
选择装置(141)，用于选择性地在从所说的延迟装置(137a，137b)输出的视频数据和从所说的重放装置(127，128，129)输出的视频数据间切换，并用于输出所选的一个视频数据；及
高效解码装置(144)，用于高效解码从所说的选择装置(141)输出的视频数据，并用于输出高效解码的视频数据。
因此，与已有技术比较，为达到上述时间匹配目的而延迟EE处理系统视频数据所需的存储装置的存储容量被大大降低。
再者，按照本发明的第二方面，提供的数字信号记录和重放装置包括：
高效编码装置(109)，用于以高效率编码数字视频信号并输出以高效率编码的视频数据；
记录装置(123，124，125)，用于针对从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据执行记录的预定编码过程，并用于将编码处理后获得的视频数据记录在一记录媒体(126)上；
重放装置(127，128，129)，用于重放记录在所说的记录媒体(126)上的视频数据，对重放视频数据执行一重放的预定重放数据处理，并用于将重放数据处理后获得的视频数据输出；
选择装置(141)，用于选择性地在从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据和从所说的重放装置(127，128，129)输出的视频数据间切换，并用于输出所选的一个视频数据；及
高效解码装置(144)，用于高效解码从所说的选择装置(141)输出的视频数据，并用于输出高效解码的视频数据。
因此，与已有技术比较，在上述插入编辑阶段记录带处理系统的视频数据和EE处理系统的视频数据间的时间差被降低。

Claims (9)

1.一种数字信号记录和重放装置，包括：
高效编码装置(109)，用于高效编码数字视频信号和输出高效编码的视频数据；
记录装置(123，124，125)，用于针对以高效编码并从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据进行记录的预定编码处理，并用于将编码处理后所得视频数据记录在记录媒体(126)上；
重放装置(127，128，129)，用于重放记录在所说的记录媒体(126)上的视频数据，针对重放视频数据进行重放的预定重放数据处理，并将重放数据处理后所得的视频数据输出；
延迟装置(137a，137b)，用于延迟从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据，其延迟时间为与所说的记录装置(123，124，125)处理相关的视频数据的延迟时间和与所说的重放装置(127，128，129)处理相关的视频数据的延迟时间之和，并用于输出延迟的视频数据；
选择装置(141)，用于选择性地在从所说的延迟装置(137a，137b)输出的视频数据和从所说的重放装置(127，128，129)输出的视频数据间切换，并用于输出所选的一个视频数据；及
高效解码装置(144)，用于高效解码从所说的选择装置(141)输出的视频数据，并用于输出高效解码的视频数据。
2.如权利要求1所述的数字信号记录和重放装置，还包括：
复用装置(117)，用于时分复用从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据和音频数据，还用于输出最终得到的复用数据，
其中所说的记录装置(123，124，125)，执行针对从所说的复用装置(117)输出的视频数据进行记录的预定编码处理，并将编码处理后所得视频数据记录在记录媒体(126)上；
所说的重放装置(127，128，129)，重放记录在所说的记录媒体(126)上的复用数据，执行针对重放复用数据进行重放的预定重放数据处理，并将重放数据处理后所得的复用数据输出，
所说的延迟装置(137a，137b)，延迟从所说的复用装置(117)输出的复用数据，其延迟时间为与所说的记录装置(123，124，125)处理相关的复用数据的延迟时间与所说的重放装置(127，128，129)处理相关的复用数据的延迟时间之和，并输出延迟的复用数据，及
所说的选择装置(141)，选择性地在从所说的延迟装置(137a，137b)输出的复用数据和从所说的重放装置(127，128，129)输出的复用数据间切换，并输出所选的一个复用数据，
其中所说的装置还包括：
数据分离装置(143)，用于将从所说的选择装置(141)输出的复用数据时分分接出视频数据和音频数据，还用于输出分接出来的视频数据和音频数据。
3.如权利要求1所述的数字信号记录和重放装置，还包括：
一数字接口(301)，用于接收高效编码的视频数据，并用于将接收的视频数据输出；及
另一选择装置(303)，用于在高效编码的并从所说的数字接口(301)输出的视频数据和高效编码的并从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据间选择切换，并用于将所选的两视频数据中的一视频数据输出给所述记录装置(123，124，125)和所说的延迟装置(137a，137b)。
4.如权利要求2所述的数字信号记录和重放装置，还包括：
一数字接口(301)，用于接收由高效编码的视频数据和音频数据时分复用成的复用数据，并用于将接收的复用数据输出；及
另一选择装置(303)，用于在从所说的数字接口(301)输出的复用数据和从所说的复用装置(117)输出的复用数据间选择切换，并用于将所选的一数据输出给所述记录装置(123，124，125)和所说的延迟装置(137a，137b)。
5.如权利要求1，2，3或4所述的数字信号记录和重放装置，
其中所说的延迟装置(137a，137b)，包含串联的两个帧存储器，而且其每个将输入视频数据延迟一帧。
6.一种数字信号记录和重放装置，包括：
高效编码装置(109)，用于高效编码数字视频信号和输出高效编码的视频数据；
记录装置(123，124，125)，用于执行针对高效编码的并从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据进行记录的预定编码处理，并用于将编码处理后所得视频数据记录在记录媒体(126)上；
重放装置(127，128，129)，用于重放记录在所说的记录媒体(126)上的视频数据，执行针对重放视频数据进行重放的预定重放数据处理，并将重放数据处理后所得的视频数据输出；
选择装置(141)，用于选择性地在从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据和从所说的重放装置(127，128，129)输出的视频数据间切换，并用于输出所选的一个视频数据；及
高效解码装置(144)，用于高效解码从所说的选择装置(141)输出的视频数据，并用于输出高效解码的视频数据。
7.如权利要求6所述的数字信号记录和重放装置，还包括：
复用装置(117)，用于时分复用从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据和音频数据，还用于输出最终得到的复用数据，
其中所说的记录装置(123，124，125)执行针对从所说的复用装置(117)输出的复用数据进行记录的预定编码处理，并将编码处理后所得复用数据记录在记录媒体(126)上；
所说的重放装置(127，128，129)，重放记录在所说的记录媒体(126)上的复用数据，执行针对重放复用数据进行重放的预定重放数据处理，并将重放数据处理后所得的复用数据输出；以及
所说的选择装置(141)，选择性地在从所说的数据复用装置输出的复用数据和从所说的重放装置(127，128，129)输出的复用数据间切换，并输出所选的一个复用数据，
其中所说的装置还包括：
数据分离装置(143)，用于将从所说的选择装置(141)输出的复用数据时分分接出视频数据和音频数据，还用于输出分接出来的视频数据和音频数据。
8.如权利要求6所述的数字记录和重放装置，还包括：
一数字接口(301)，用于接收高效编码的视频数据并用于将接收的视频数据输出；及
另一选择装置(303)，用于在高效编码的并从所说的数字接口(301)输出的视频数据和高效编码的并从所说的高效编码装置(109)输出的视频数据间选择切换，并用于将所选的两视频数据中的一视频数据输出给所说的记录装置(123，124，125)和所说的选择装置(141)。
9.如权利要求7所述的数字记录和重放装置，还包括：
一数字接口(301)，用于接收由高效编码的视频数据和音频数据时分复用成的复用数据，并用于将接收的复用数据输出；及
另一选择装置(303)，用于在从所说的数字接口(301)输出的复用数据和从所说的复用装置(117)输出的复用数据间选择切换，并用于将所选的一复用数据输出给所说的记录装置(123，124，125)和所说的选择装置(141)。
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