CN1248496C - 磁带记录、磁带重放的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明将由值M(示例中为3)表示的数字的那么多个图像设置为一个单元。与这些图像相关的AUX数据(由图中的U表示)、相应于这些图像的音频数据(由图中的A表示)、以及与音频数据有关的AUX数据(由图中的X表示)一起排列在经过交织的16个轨道的前端。紧随这些数据之后，排列一个单元的图像(示例中为3个图像)。确保能够记录和重放HD视频信号和HD音频信号。

Description

磁带记录、磁带重放的设备和方法

技术领域

本发明涉及磁带记录设备和方法、磁带重放设备和方法、磁带格式和存储介质产品。具体地说，本发明涉及能够将高清晰度的视频数据记录在或从磁带中重放的磁带记录设备和方法、磁带重放设备和方法、磁带格式和存储介质产品。

背景技术

近来，随着压缩技术的进步，视频数据等已经通过比如DV(数字视频)技术进行压缩并记录在磁带上。此类视频数据等的压缩格式规定为用于面向消费者的数字录像机的DV格式。

图1示出传统DV格式中的一个轨道结构。在该DV格式中，视频数据在经过24-25转换后被记录。在图1中各标号表示的比特数代表经过24-25转换后的值。

相应于旋转磁头周围磁带的174度接触角的区域提供一个轨道的有效范围。在该轨道的范围之外，形成1250比特的重写容限(overwrite margin)。重写容限用于防止数据被擦除后残留。

当旋转头以60×1000/1001Hz的频率同步旋转时，一个轨道的区域的长度为134975比特，而当旋转头以60Hz的频率同步旋转时，其长度为134850比特。

在一个轨道的旋转头轨迹方向上(即在图1的从左到右的方向上)，连续排列ITI(插入和轨道信息)段(sector)、音频段、视频段和子代码段。在ITI段和音频段之间形成间隙G1，在音频段和视频段之间形成间隙G2，在视频段和子代码段之间形成间隙G3。

ITI段的长度为3600比特，1400比特的前同步码(preamble)排列在ITI段的前端以产生时钟信号。随后的ITI段，顺序排列1920比特的SSA(起始同步区)和TIA(轨道信息区)。检测TIA位置所需的比特串(同步号)排列在SSA中。在TIA中记录表明视频数据是用于面向消费者的设备的DV格式的信息、表明模式是SP还是LP模式的信息、表明一帧的引导(pilot)信号形式的信息等。TIA之后，排列280比特的后同步码(postamble)。

间隙G1的长度为625比特。

音频段的长度为11550比特。在音频段的前端和后端，分别将400比特和500比特用作前同步码和后同步码，在前同步码和后同步码之间的10650比特用作数据(音频数据)。

间隙G2的长度为700比特。

视频段的长度为113225比特。在视频段的前端和后端，分别将400比特和925比特用作前同步码和后同步码，在前同步码和后同步码之间的111900比特用作数据(视频数据)。

间隙G3的长度为1550比特。

当旋转头以60×1000/1001Hz的频率旋转时子代码段的长度为3725比特，而当旋转头以60Hz的频率旋转时其长度为3600比特。在子代码段的前端和后端，分别将1200比特用作前同步码，将1325比特(当旋转头以60×1000/1001Hz的频率旋转时)或1200比特(当旋转头以60Hz的频率旋转时)用作后同步码，在前同步码和后同步码之间的1200比特用作数据(子代码)。

在传统的DV格式中，如上所述，不仅在ITI段、音频段、视频段和子代码段的相毗邻的两者之间形成间隙G1至G3，而且对于各段提供前同步码和后同步码。从而，传统的DV格式具有如下缺陷，即包括相当多的所谓开销(overhead)总量，并因此不能对有效数据提供高效率的记录比率。

此缺陷导致如下问题。当比如记录高清晰度的视频数据(下文中称作HD视频数据)时，需要大约25Mbps的比特率。但是，由按照MPEG(活动图像专家组)的MP@HL在传统DV格式中获得的比特率除了搜索视频数据外最大为大约22Mbps。结果，尽管传统的DV格式能够记录标准清晰度的视频数据(下文中称作SD视频数据)，但是当通过MP@HL或MP@H-14压缩并记录HD视频数据时，不能确保满意的图像质量。

发明内容

鉴于上述本技术领域的现状，本发明的目的是使得HD视频数据能够记录在并从磁带中重放。

根据本发明的一种磁带记录设备，包括：第一获取单元，用于获取视频数据、音频数据或搜索数据；第二获取单元，用于获取具有可变长度并与第一获取单元获取的数据有关的辅助数据；选择单元，用于从第一获取单元获取的数据和第二获取单元获取的数据中选择一个作为第一组数据；第三获取单元，用于获取包含与第一组数据有关的子代码的第二组数据；合并单元，用于合并第一组数据和第二组数据，以便将第一组数据和第二组数据连续排列在磁带的轨道上，不会相互隔开；和供给单元，用于将合并单元合并的数据供给旋转头，以在磁带上记录合并的数据。

第一获取单元可以以编辑单元获取视频数据作为第一组数据。

最好，第二获取单元获取与音频数据有关的辅助数据和与视频数据有关的辅助数据作为第二组数据；并且合并单元按如下顺序合并与音频数据有关的辅助数据、音频数据、与视频数据有关的辅助数据、和视频数据。

第二获取单元可以进一步获取预重放所需的辅助数据；以及合并单元可以将预重放所需的辅助数据合并排列到一个视频数据编辑单元的前端。

最好，预重放所需的辅助数据包括记录在子代码段的内容。

根据本发明的一种磁带记录方法，包括：第一获取步骤，获取视频数据、音频数据或搜索数据；第二获取步骤，获取具有可变长度并与通过第一获取步骤处理获取的数据有关的辅助数据；选择步骤，从通过第一获取步骤处理获取的数据和通过第二获取步骤处理获取的数据中选择一个作为第一组数据；第三获取步骤，获取包含与第一组数据有关的子代码的第二组数据；合并步骤，合并第一组数据和第二组数据，以便将第一组数据和第二组数据连续排列在磁带的轨道上，不会相互隔开；和供给步骤，将通过合并步骤处理合并的数据供给旋转头，以在磁带上记录合并的数据。

根据本发明的一种存储介质产品存储计算机可读程序，该程序包括：第一获取步骤，获取视频数据、音频数据或搜索数据；第二获取步骤，获取具有可变长度并与通过第一获取步骤处理获取的数据有关的辅助数据；选择步骤，从通过第一获取步骤处理获取的数据和通过第二获取步骤处理获取的数据中选择一个作为第一组数据；第三获取步骤，获取包含与第一组数据有关的子代码的第二组数据；合并步骤，合并第一组数据和第二组数据，以便将第一组数据和第二组数据连续排列在磁带的轨道上，不会相互隔开；和供给步骤，将通过合并步骤处理合并的数据供给旋转头，以在磁带上记录合并的数据。

在根据本发明的磁带格式中，记录包括视频数据、音频数据或搜索数据，或包括具有可变长度并与视频数据、音频数据或搜索数据有关的辅助数据的第一组数据，以及包括与视频数据、音频数据或搜索数据有关的子代码的第二组数据，以便第一组数据和第二组数据连续排列在磁带的轨道上，不会相互隔开。

使用根据本发明的磁带记录设备、磁带记录方法、和存储计算机可读程序的存储介质产品，获取视频数据、音频数据或搜索数据，并获取具有可变长度并与上述获取的数据有关的辅助数据。从这两类获取的数据中选择一个作为第一组数据；并获取包含与第一组数据有关的子代码的第二组数据。合并第一组数据和第二组数据，以便将第一组数据和第二组数据连续排列在磁带的轨道上，不会相互隔开。合并的数据记录在磁带上。

根据本发明的一种磁带重放设备，包括：获取单元，用于获取具有可变长度并与压缩的高清晰度或标准清晰度视频数据、音频数据或搜索数据有关的辅助数据作为第一组数据，或包含与第一组数据有关的子代码的第二组数据；解压缩单元，用于通过使用由获取单元获取的辅助数据或第二组数据，解压缩包含在使用旋转头从磁带中再现的数据中的压缩的高清晰度视频数据。

根据本发明的一种磁带重放方法，包括：获取步骤，获取具有可变长度并与压缩的高清晰度或标准清晰度视频数据、音频数据或搜索数据有关的辅助数据作为第一组数据，或包含与第一组数据有关的子代码的第二组数据；和解压缩步骤，通过使用由获取步骤处理获取的辅助数据或第二组数据，解压缩包含在使用旋转头从磁带中再现的数据中的压缩的高清晰度视频数据。

根据本发明的一种存储介质产品存储计算机可读程序，该程序包括：获取步骤，获取具有可变长度并与压缩的高清晰度或标准清晰度视频数据、音频数据或搜索数据有关的辅助数据作为第一组数据，或包含与第一组数据有关的子代码的第二组数据；解压缩步骤，通过使用由获取步骤处理获取的辅助数据或第二组数据，解压缩包含在使用旋转头从磁带中再现的数据中的压缩的高清晰度视频数据。

使用根据本发明的磁带重放设备、磁带重放方法、和存储计算机可读程序的存储介质产品，获取具有可变长度并与压缩的高清晰度或标准清晰度视频数据、音频数据或搜索数据有关的辅助数据作为第一组数据，或包含与第一组数据有关的子代码的第二组数据。通过使用获取的辅助数据或第二组数据，解压缩包含在使用旋转头从磁带中再现的数据中的压缩的高清晰度视频数据。

附图说明

图1表示用于说明传统DV格式中的轨道段排列；

图2示出根据本发明的磁带记录/重放设备的记录系统结构的一个示例的方框图；

图3表示用于说明形成图2所示磁带的轨道的格式；

图4为说明记录在图3所示的一个轨道上用于跟踪控制的引导信号的图；

图5为说明记录在图3所示的另一个轨道上用于跟踪控制的另一个引导信号的图；

图6为说明记录在图3所示的另一个轨道上用于跟踪控制的另一个引导信号的图；

图7表示用于说明在图3所示的各轨道内的段的排列；

图8表示用于说明图7所示的前同步码和后同步码的形式；

图9表示用于说明图7所示的主段的结构；

图10A和10B表示用于说明图9所示的主段ID；

图11表示用于说明图9所示的主段的SB标题；

图12示出表示搜索数据的数据；

图13示出表示AUX数据类型的数据；

图14为用于说明具有固定长度的系统数据的表格；

图15为用于说明具有可变长度的系统数据的表格；

图16A、16B、16C和16D表示用于说明具有固定长度的系统数据的格式；

图17A、17B、17C和17D表示用于说明具有可变长度的系统数据的格式；

图18A和18B为用于说明在标题段中定义的信息的表格；

图19是用于说明具有固定长度的系统数据的格式的另一种表示；

图20是用于说明具有可变长度的系统数据的格式的另一种表示；

图21表示用于说明在主段中记录的数据的平均值；

图22表示用于说明图7所示的子代码段的结构；

图23为用于说明子代码同步块ID的表格；

图24A和24B表示用于说明子代码数据；

图25是用于说明传统的DV格式的另一种表示；

图26用于说明磁带位置信息的表格；

图27表示用于说明EPO；

图28为用于说明ECCTB的表格；

图29示出用于音频模式的数据；

图30示出用于视频模式的数据；

图31为用于说明DATA-H的表格；

图32表示用于说明数据记录的状态；

图33表示用于说明检测相应于子代码段的主段的过程；

图34为用于说明AUX数据的表格；

图35表示另一用于说明检测相应于子代码段的主段的过程；和

图36为根据本发明的磁带记录/重放设备的重放系统结构的一个示例的方框图。

具体实施方式

图2示出应用本发明的磁带记录/重放设备的记录系统结构的一个示例。视频数据压缩单元1通过比如依照MPEG的MP@HL或MP@H-14压缩输入的HD视频信号。

音频数据压缩单元2通过比如依照MPEG1第二层或AAC的音频压缩方法压缩相应于HD视频信号的音频信号。音频信号由音频数据压缩单元2压缩成256Kbps至384Kbps的比率。

由AUX(辅助)数据、子代码数据等构成的系统数据从控制器13输入到端子3。系统数据包含：表示作为附加数据外部输入的、与视频和音频信号一起表明版权、拍摄情形等的文本信息的数据；用于协助搜索、编辑等的名称时间代码(TTC，title time code)；轨道位置信息；设备设定信息等。

切换开关4由控制器转换以在预定的时刻选择视频数据压缩单元1的输出、音频数据压缩单元2的输出或通过端子3供给的系统数据，用于供给误码和ID添加单元5。

误码和ID添加单元5将错误检测/纠正码和ID添加到通过切换开关4输入的数据，并执行16轨道的交织处理。所产生的数据输出到24-25转换器6。

24-25转换器6添加1比特冗余码，用于将以24比特为单元的输入数据转换为以25比特为单元的数据。所选择的冗余码加强用于跟踪的引导信号分量，以便显现较高的电平。

同步发生器7生成添加到下面将描述的主数据(图9)和子代码数据(图22)中的同步数据和前同步码数据。

切换开关8由控制器13控制在24-25转换器6的输出和同步发生器7的输出中选择一个，输出到调制器9。

调制器9使用适合于在磁带21记录的方法(与在传统DV格式中使用的方法相同)调制通过切换开关8输入的数据，并将调制的数据供给并行/串行(P/S)转换器10。

P/S转换器10将输入的并行数据转换为串行数据。

放大器11放大从P/S转换器10输入的数据，并将放大的数据供给附着在旋转磁鼓(未示出)上并由其旋转的旋转头12，用于在磁带21上记录该数据。

图3表示由旋转头12在磁带21上形成的轨道的格式。旋转头12以图上所看到的从右下角到左上角的方向追踪磁带21，从而形成与磁带21的长度方向相倾斜的轨道。磁带21沿图上所看到的从右到左的方向移动。

根据记录在轨道中的用于跟踪控制的引导信号类型，各轨道形成F0、F1和F2中的一个。轨道按照F0、F1、F0、F2、F0、F1、F0和F2的顺序形成。

轨道F0上没有记录频率f1和f2的引导信号，如图4所示。轨道F1上记录频率f1的引导信号，如图5所示。轨道F2上记录频率f2的引导信号，如图6所示。

频率f1和f2分别设置成值为1/90和1/60的信道比特记录频率。

如图4所示，在轨道F0中，在频率f1和f2处凹槽(notch)的深度设置为9dB。另一方面，如图5或图6所示，频率f1或f2的引导信号的CNR(载波躁声比)设置为大于16dB但小于19dB的值。此外，在轨道F1或F2中，在频率f1和f2处凹槽的深度设置为大于3dB的值。

具有这些频率特性的轨道形式与使用传统DV格式情况下的相类似。记录比率大约为40Mbps，即每秒种300轨道。因此，在本实施例中可以使用如它们本来所是的面向消费者的数字录像机的磁带、旋转头、驱动系统、解调系统和控制系统。

轨道对序号设置到轨道上。各轨道对序号分配给各轨道对，即在同一时间由具有正方位角和负方位角的两个头扫描的两个轨道。轨道对序号0到31分配给图3的一个示例中。将轨道对序号0、8、16或24设置给位于经历交织的每16个轨道的前端的轨道对(尽管未示出分配了序号16和24的轨道对)。

图7示出各轨道内段格式(段排列)的一个示例。在图7中，表明各段或各区(section)长度的比特数目用经过24-25转换之后的长度表示。当旋转头12以60×1000/1001Hz的频率旋转时，一个轨道的长度为134975比特，而当以60Hz的频率旋转时，长度为134850比特。一个轨道的长度相应于旋转头12周围磁带21的174度的接触角。紧随一个轨道之后，形成1250比特的重写容限。重写容限用于防止数据被擦除后残留。

在图7中，旋转头12沿从左到右的方向追踪轨道。在轨道的前端排列1800比特的前同步码。通过示例的方式，在前同步码中记录产生时钟所需的、组合如图8所示的形式A和形式B的数据。在形式A和形式B中，它们之间的值0和1相反。通过恰当组合这些形式，可以获得用于图4至图6所示的各轨道F0、F1和F2的跟踪形式。应注意图8中的运行形式表示由图2所示的24-25转换器6执行24-25转换之后导致的形式。

紧随1800比特的前同步码之后，排列长度为130425比特的主段。图9示出主段的结构。可以正常重放和搜索重放主段。

如图9所示，主段由141个每块长度为888比特(111字节)的同步块构成。

在141个同步块中，123个同步块的每一块包括16比特同步、24比特ID、8比特同步块(SB)标题、760比特主数据和80比特奇偶校验C1。

同步由同步发生器7生成。

如图10A所示，ID由三个ID即ID0至ID2构成，每一个具有1字节的长度。

在ID0的b7-b0中，b7-b5定义轨道的格式类型，b4-b0定义轨道对序号。

除了图7所示的类型，轨道格式可以是，比如，其中进一步提供另一个ITI段并且主段由139个同步块构成的类型，或者其中进一步提供另一个ITI段和包括7个同步块的后记录段(after-recording sector)并且主段由129个同步块构成的类型。即，将用于识别可使用的格式类型的ID或类似的分派到ID0的b7-b5。如此排列识别轨道格式类型的ID，可以执行适应于每一种格式类型的解调处理，并以恰当的方式再现数据。

同步块序号分配给ID1。

表明记录在主段中的数据是新记录的数据(即在空白状态下第一次记录的数据)还是重写数据(即在前一次记录的数据上记录的数据)的信息分配到作为重写保护的一字节ID2。在重写的情况下，比如如果由于前端的瞬间阻塞而保留了原来的数据，则基于奇偶校验C1校正(错误地校正)新记录的数据。为了防止此类错误校正，利用重写保护字节区分新记录的数据和重写数据。如果确定保留了原来的数据，则可以使所有的相关同步块无效(将它们处理为突发错误)，并执行基于奇偶校验C2的擦除校正。

图10B示出包含在141个同步块的各块中的ID0至ID2。ID0至ID2由误码和ID添加单元5添加。

如图11所示，SB标题包括8比特b7-b0。在b7-b0中，b7-b7设置表明主数据(比如音频数据、视频数据、搜索视频数据、传送流数据、和AUX数据)类型的预定值，b4-b0设置表明主数据细节的预定值。

b7-b5值为0时表明主数据是按照MPEG2的PES(节目基本数据流，program elementary stream)格式的视频数据(PES视频数据)。b7-b5值为1时表明主数据是PES格式的音频数据(PES音频数据)。在这种情况下，表明数据(视频或音频数据)是一部分(少于95字节)还是全部(95字节)的数据分配给b4-b0的b4，表明计数值的数据分配给b3-b0。

b7-b5值为2时表明主数据是搜索数据。在这种情况下，表明搜索数据是视频还是音频数据的数据分配给b4-b0的b4，表明搜索速度的数据分配给b3-b1。如图12所示，作为示例，b3-b1的值为1时表示4倍速，b3-b1的值为2时表示8倍速，b3-b1的值为4时表示16倍速，b3-b1的值为5时表示32倍速。另外，通过设计使旋转头(磁鼓)按所列方式的速度旋转，对于各倍速(相应于磁鼓的旋转速度)可以在较宽范围的适当速度执行搜索。此外，搜索视频数据是略去I图像的高频分量所导致的低比特率数据。

回到图11，b7-b5值为3时表明主数据是AUX(辅助)数据。在这种情况下，表明AUX数据的类型(AUX模式)的数据分配给b4-b0的b4-b2，作为示例，如图13所示。

更具体地说，b4-b2的值为0时表示AUX数据与PES视频数据有关(图13中的AUX-V)，值为1时表示AUX数据与PES音频数据有关(AUX-A)。值为2时表示AUX数据是相应于以传送流格式记录的数据的前一半的PSI(节目说明信息)(PES-PSI1)，值为3时表示AUX数据是相应于那些记录的数据的另一半的PSI(PES-PSI2)。值为4时表示AUX数据是任何一种预定的数据(称作系统数据，系统)，如图14和15所示，对于每一种设置了关键字序号。随后将详细描述，图14表示数据总量固定的系统数据，图15表示数据总量可变的系统数据。

再回到图11，b7-b5值为4时表明主数据相应于以传送流格式记录的数据的前一半。在这种情况下，跳跃标记(jump flag)分配给b4和b3，时间标志(time stamp)分配给b2-b0。b7-b5值为5时表明主数据相应于以传送流格式记录的数据的另一半。在这种情况下，计数值分配给b4-b0。

b7-b5值为6时表明没有数据记录为主数据，即表示空(NULL)。当主数据的总平均量少于记录允许比率(recording-enable rate)时，插入NULL。举例来说，如果以传送流格式记录时速率为20Mbps，则插入大约5Mbps总量的NULL。

上述SB标题的数据是通过端子3从控制器13供给的。

记录在主段的主数据为从视频数据压缩单元1供给的视频数据或从音频数据压缩单元2供给的音频数据，以及通过端子3从控制器13供给的AUX数据(系统数据)。

现在描述系统数据(即，将值3设置在SB标题的b7-b5中，在主段中作为主数据记录的AUX数据，并且b4-b2设置为值0(AUX-V)、值1(AUX-A)或值4(系统)，并与在子代码段的数据区相同)的数据包结构。

当系统数据具有如图14所示的固定长度时，它包含包括关键字序号等的标题区(1字节关键字)和用于存储相应于关键字序号的系统数据的数据区(具有固定长度(4字节))，如图16A所示。同样，当系统数据具有如图15所示的可变长度时，它包括标题区(1字节关键字)、表明数据长度的数据长度区(1字节)和数据区(具有可变长度(n字节))，如图17A所示。

此外，在本实施例中，可以将系统数据的多种设置记录在主段。在此种情况下，当系统数据长度固定时，提供如图16B至16D所示的多个标题区；当系统数据长度可变时，所提供的如图17B至17D所示。

在每个1字节(b7-b0的8比特)的标题区中，b7设置表明是否在相关标题区之后顺序跟随另一个标题区。更具体地说，在每个标题区的b7中设置值0时，其后将不在排列标题区，如图16的示例所示的标题区F1(图16A)、标题区F12(图16B)、标题区F23(图16C)和标题区Fk(图16D)，或如图17的示例所示的标题区X1(图17A)、标题区X12(图17B)、标题区X23(图17C)和标题区Xk(图17D)。

另一方面，在每个标题区的b7中设置值1时，其后将排列另一个标题区，如图16的示例所示的标题区F11、标题区F21、F22和标题区F31等(标题区Fk除外)，或如图17的示例所示的标题区X11、标题区X21、X22和标题区X31等(标题区Xk除外)。

另外，分配给每个标题区的b7-b0中b6-b0的数据，排列在前端的标题区(如图16的示例所示的标题区F1、F11、F21和F31，或如图17的示例所示的标题区X1、X11、X21和X31)和排列在第二和随后位置的其他标题区(如图16的示例所示的标题区F12、F22、F23和F32-Fk，或如图17的示例所示的标题区X12、X22、X23和X32-Xk)是不相同的。

排列在前端的每个标题区的b6-b0中，b6设置表明系统数据的长度是固定的还是可变的数据。更具体地说，表明系统数据的长度是固定的值0设置在如图16的示例所示的标题区F1、标题区F11、标题区F21和标题区F31的b6中，表明系统数据的长度是可变的值1设置在如图17的示例所示的标题区X1、标题区X11、标题区X21和标题区X31的b6中。

在排列在前端的每个标题区的余下的b5-b0中，设置图14所示的任何一个关键字序号(0至63)，即一个具有固定长度的系统数据的关键字序号。

另一方面，在排列在第二和随后位置的每个标题区的b6-b0中，设置图15所示的任何一个关键字序号(64至127)，即一个具有可变长度的系统数据的关键字序号。

图18示出分配给位于前端的标题区(图18A)和位于第二及随后位置的标题区(图18B)的上述全部数据。

图19和图20以比特序列(bit-array)的形式分别表示具有固定长度的系统数据(图14和16)和具有可变长度的系统数据(图15和17)。

应注意上述的系统数据还作为子代码数据记录在后面描述的子代码段中。

奇偶校验C1(图9)由误码和ID添加单元5针对每个同步块从ID、SB标题和主数据中计算，然后并添加。

在141个同步块中，18个同步块用作同步、ID、奇偶检验C2和奇偶校验C1。奇偶检验C2通过计算图9中垂直方向上的SB标题或主数据来获得。此计算在误码和ID添加单元5中执行。通过如此选择18个同步块，给出奇偶检验C2的同步块数量与同步块的总数量(141)的比例为12.7％(＝18/141)。该值大于开发校正两个或更多轨道的连续错误的能力所需的比例(12.5％(＝2轨道/16轨道))。

图21示出在24-25转换之前记录为主数据的AUX数据、视频数据、音频数据、搜索数据、奇偶校验C1和奇偶校验C2的平均值。

更具体地说，构成AUX数据、视频数据、音频数据和搜索数据的同步块数量的平均值分别为0.75、113、1.75和7.5。从而，这些数据的平均比特率如下：

AUX数据＝95字节×0.75SB×300轨道×8比特＝171Kbps

视频数据＝95字节×113SB×300轨道×8比特＝25.764Mbps

音频数据＝95字节×1.75SB×300轨道×8比特＝339Kbps

搜索数据＝95字节×7.5SB×300轨道×8比特＝1710Kbps最终总的比特率为28.044Mbps(＝171Kbps+25.764Mbps+339Kbps+1710Kbps)，此比特率足够记录MP@HL或MP@H-14的HD视频数据、音频压缩数据、AUX数据和搜索视频数据。应注意95字节指一个同步块中的SB标题和主数据的数据总量。

紧随主段之后，排列1250比特的子代码段(图7)。图22示出子代码段的结构。

一个轨道中的子代码段的长度为1250比特(依据24-25转换之后的值)，并包括10个子代码同步块。

一个子代码同步块由16比特同步、24比特ID、40比特子代码数据和40比特奇偶校验构成。因此，一个子代码同步块的长度为120比特(依据24-25转换之后的值)，大约为上述主段的一个同步块长度(888比特)的1/7。通过将子代码同步块的数据长度设置为如此短，即使以200倍速高速重放，也可以确保读出子代码同步块的内容，从而可以执行高速搜索。

子代码段中的同步与添加到主段中的同步不同，以便基于该同步中的差异能够区分主段和子代码段。子代码段中的同步由图2中的同步发生器7添加。

如图23(A)所示，同步块ID由三个ID即ID0至ID2构成，每一个具有1字节的长度。

如在图10A的主段中使用的ID0，ID0定义格式类型和轨道对序号。

在ID1的b7-b0中，b3-b0定义子代码同步块序号，b7-b4为保留位。

同步块序号是数字0-9中的一个，分别分配给包含在一个轨道的子代码段中的10个子代码同步块。

如在主段中使用的ID2，一字节的重写保护分配给ID2。在子代码段中，如果ID2表明记录的数据是以前的数据，则执行使所有同步块无效的处理(即判断为没有获得所有的同步块)。

图23(B)示出包含在10个子代码同步块中的ID0至ID2。这些ID0至ID2由误码和ID添加单元5添加。

顺序排列在子代码同步块ID之后的子代码数据是如图14所示的具有固定长度的系统数据。换句话说，以图16和19所示的形式记录子代码数据。此外，子代码数据的类型在用户磁带和所称作的预记录(pre-REC)磁带上是不同的。在用户磁带的情况下，如图24A所示，将磁带位置信息(ATNF)、名称时间代码(TTC)、记录日期和记录时间记录为子代码数据。在预记录磁带的情况下，如图24B所示，将磁带位置信息(ATNF)、名称时间代码(TTC)、部分序号(part number)和章节(chapter)开始位置记录为子代码数据。即，在预记录磁带中，将部分序号和章节开始位置包括在子代码数据中，分别替代用户磁带中的记录日期和记录时间。

子代码数据由示于图2的控制器13通过端子3供给。

图25表示在传统的DV格式中子代码同步ID和子代码数据的数据结构。如从图25中所看到的，传统的DV格式不能记录那些在本发明中记录的数据位置信息(ATNF中的EPO)等。

回到图22，紧随子代码数据之后排列40比特的奇偶校验。该奇偶校验由误码和ID添加单元5添加。

紧随子代码段之后排列后同步码(图7)。如使用的前同步码，后同步码也以图8所示的形式A和形式B的组合记录。当磁头旋转与60×1000/1001Hz同步时，后同步码的长度为1500比特，当与60Hz同步时，其长度为1375比特。

下面将详细描述图14和15所示的系统数据。

如上所述，图14具有固定长度的系统数据和关键字序号。举例来说，相应于关键字序号4的磁带位置信息(ATNF)表示具有固定长度的系统数据，其由23比特的绝对位置(ATN＝绝对轨道序号)、1比特的间断标志(B标志)和8比特的编辑信息构成。

绝对位置(ATN)表示轨道到磁带头的距离(绝对位置)。

B标志为当绝对位置(比如序号)连续时设置为“0”、当绝对位置不连续时设置为“1”的标志。通过如此设置B标志，即使在以混合的方式记录数据以及绝对位置不连续的情况下，也可以单调递增地分配序号。因此，由于分配的序号不会倒退，所以可以精确执行搜索。

编辑信息包括如图26所示的8比特b7-b0。I标志分配给b7。当表明进行搜索的位置的信息(即表明在记录时指定的位置的信息)包含在相应子代码段的主段时，I标志设置为“1”。基于I标志检测搜索位置。

P标志分配给b5。当用于静止图像的记录开始视频数据包含在相应子代码段的主段时，P标志设置为“1”。基于P标志检测静止图像记录的位置。

EH标志分配给b4。当I或P图像记录被在相应子代码段的主段时，EH标志设置为“1”。通常，从I或P图像开始编辑，比如衔接磁带上的情景。从而可以基于EH标志检测编辑位置。

编辑图像标题偏差(EPO)分配给余下的b3-b0。EPO以16个轨道为单元表示与子代码段相对应的主段的位置。下面将参照图27详细描述EPO。在图27的示例中，值为5的EPO用于TTC值为0的子代码段，并且该子代码段排列在ECC序号(以16个轨道为单元分配的序号)为6的预定轨道中。因此可以知道，与上述子代码段相对应的主段排列在通过EPO值5×16轨道所排列的子代码段的相关轨道的前一个轨道中。因此，可以检测用作编辑点的I或P图像实际上记录在哪个主段中。

上面提到的系统数据记录在上述的主段和子代码段中。

下面将描述图15所示的具有可变长度的AUX数据。AUX数据仅记录在主段中。

举例来说，相应于关键字序号80的ECCTB(轨道块)表示包括由图28中的标记○指示的多项AUX数据、包括图14所示的固定长度的AUX数据(比如数据位置信息(ATNF)和TTC)的数据包。作为示例，作为3字节音频模式的数据包包括音频帧大小(3比特)、采样频率(3比特)等，如图29所示。同样，作为视频模式的数据包包括视频比率(24比特)等，如图30所示。此外，作为DATA-H的数据包包括表示图像类型的信息等，如图31所示。

下面将描述图2所示的设备的操作。HD视频信号与搜索视频数据(简略视频数据)一起输入到视频数据压缩单元1，在此比如按照MP@HL或MP@H-14压缩。音频信号输入到音频数据压缩单元2并在此压缩。子代码数据、AUX数据、标题等从控制器13供给端子3。

切换开关4由控制器13控制，在预定时刻选择从视频数据压缩单元1输出的视频数据(包括搜索视频数据)、从音频数据压缩单元2输出的音频数据、和通过端子3输入的系统数据，然后将这些数据传递给误码和ID添加单元5用于合并。

误码和ID添加单元5将24比特的ID添加到每一个主段的同步块上，如图9所示。同时，误码和ID添加单元5为每一个同步块计算并添加奇偶校验C1，如图9所示。此外，对于141个同步块中的18个，误码和ID添加单元5添加奇偶校验C2替代SB标题和主数据。

另外，误码和ID添加单元5针对子代码数据的每一个子代码同步块计算并添加24比特的ID和40比特的奇偶校验，如图22所示。

此外，误码和ID添加单元5保留相应于主段中16个轨道的总量的数据并在16个轨道中交织这些数据。

24-25转换器6将从误码和ID添加单元5供给的以24比特为单元的数据转换为以25比特为单元。作为此24-25转换的结果，具有如图4至6所示的频率f1和f2的跟踪引导信号的分量以增强电平显现。

同步发生器7添加16比特的同步到主段的每一个同步块，如图9所示。同样，同步发生器7添加16比特的同步到子代码段的每一个子代码同步块，如图22所示。此外，同步发生器7为前同步码和后同步码生成运行形式，如图8所示。

更具体地说，这些数据的附加(合并)是通过控制器13改变切换开关8执行的，从而在合适的时刻选择从同步发生器7输出的数据和从24-25转换器6输出的数据提供给调制器9。

调制器9用适宜于DV格式的方法调制输入的数据，并输出调制的数据到P/S转换器10。P/S转换器10将输入的并行数据转换为串行数据，并通过放大器11将串行数据供给旋转头12。旋转头12在磁带21上记录输入的数据。

图32表示处于数据在经过上述处理记录在磁带21上的状态、具有N＝15(每15个图像排列一个I图像)和M＝3(每3个图像排列一个P图像)的GOP(图像组)结构的数据。更具体地说，将由值M表示的数字的那么多个图像设置为一个单元，与这些图像相关的AUX数据(由图32中的U表示)、相应于这些图像的音频数据(由图32中的A表示)、以及与音频数据有关的AUX数据(由图32中的X表示)一起排列在经过交织的16个轨道的前端。紧随这些数据之后，排列一个单元的图像(示例中为3个图像)。

换句话说，由于准备了具有可变长度的AUX并将其记录在主段中，所以可以与包括预定个数图像的每一个单元一起记录此AUX数据。结果，能够高效率地记录AUX数据。

同样，由于在子代码段上记录表明到相应于记录在该子代码段中AUX数据(数据具有固定长度)的主段的距离的EPO，所以能够容易地检测相应的主段。

图33通过示例示出，通过基于EPO校正TTC的对象值并使用该校正值检测相应主段的情况。

EPO可以由下式确定。

EPO＝编辑点处subcode_TTC(子代码TTC)的记录轨道数/16-

相应于subcode_TTC的主PIC_TTC的记录轨道数/16

在上面的公式中，乘以1/16用于转换成ECC块的个数。同样，由于subcode_TTC每10个轨道重复记录相同的数据，所以以平均帧为单元获取偏差值。

因此，在搜索移动期间(在达到对象TTC时)能够事先检测目标位置。但是，在这种情况下，需要偏差的历史信息(也就是说，必须准备ECCTB以缩短预重放时间)。

由于ECCTB(在图中用H表示)排列在经过交织的16个轨道的前端，所以可以缩短执行比如接合磁带上场景之间的预重放时间。也就是说，预重放所需的AUX数据自然地记录在子代码中，但是如上所述，子代码段以时间相对落后于相应主段排列。从而参照此AUX数据相应地延长了预重放时间。

图34全面示出与图像相关的AUX数据(U)、与音频数据相关的AUX数据(X)、ECCTB、以及包含在子代码中的数据。

图35示出以不同的方式生成EPO的另一示例。在该示例中，EPO可以由下式确定。

EPO＝ECC中的轨道头(＝subcode_TTC-主PIC_TTC)

因此，不用EPO的历史信息即可以执行在磁带上记录场景之间的接头。但是在这种情况下，在到达偏差校正之前的TCC之后，在搜索移动中需要接近(approach)从偏差校正产生的TTC(目标位置)。

在图35的示例中，TTC值为0的子代码段排列在ECC6(ECC序号为6)的轨道T0。也就是说，能够通过从ECC6的轨道T0返回9×16轨道检测排列在ECC0的轨道T0中的相应主段。此外，由于排列在每个ECC6的轨道中的子代码段对应于记录I图像的主段，所以将该子代码段的EH标题设置为“1”。

图36示出用于再现记录在上述磁带21上的数据的重放系统结构的一个示例。

旋转头12再现记录在磁带21上的数据并将该再现的数据输出到放大器41。放大器41放大该输入的信号并将其供给A/D转换器42。A/D转换器42将输入的模拟信号转换为数字信号并将其供给解调器43。解调器43使用与在图2的调制器9中使用的调制方法相对应的方法，解调从A/D转换器42供给的数据。

同步检测器44从解调器43解调的数据中检测针对图9所示的主段的每一个同步块的同步、以及针对图22所示的子代码段的每一个子代码同步块的同步，供给错误校正和ID检测单元46。25-24转换器45相应于在图2的24-25转换器6中所进行的转换，将从解调器43供给的以25比特为单元的数据转换为以24比特为单元的数据，并将转换的数据输出到错误校正和ID检测单元46。

错误校正和ID检测单元46基于从同步检测器44输入的同步，执行错误校正处理、ID检测处理和交织处理。

切换开关47由控制器13控制，并且从错误校正和ID检测单元46输出的数据中，将视频数据(包括搜索视频数据)输出到视频数据解压缩单元48、音频数据输出到音频数据解压缩单元49、以及如子代码数据和AUX数据的系统数据通过端子50输出到控制器13。

视频数据解压缩单元48解压缩输入的视频数据并在D/A转换后作为模拟HD视频信号输出。音频数据解压缩单元49解压缩输入的音频数据并在D/A转换后作为模拟音频信号输出。

下面将描述上述构成的重放系统的操作。旋转头12再现以图32所示的形式记录在磁带21上的数据。再现的数据由放大器41放大，然后供给A/D转换器42。由A/D转换器42从模拟数据转换的数字数据输入到解调器43，并由其解调。

25-24转换器45将来自解调器43的以25比特为单元的解调的数据转换为以24比特为单元，并将转换的数据输出给错误校正和ID检测单元46。

同步检测器44从解调器43输出的数据中检测图9所示的主段的每一个同步、以及图22所示的子代码段的每一个同步，供给错误校正和ID检测单元46。错误校正和ID检测单元46存储相应于16个轨道的数据总量，并执行交织处理，同时使用图9所示的主段的每一个奇偶校验C1、C2执行错误校正处理。此外，错误校正和ID检测单元46检测主段的每一个SB标题，并确定在每一个同步块中包含音频数据、视频数据、AUX数据、搜索视频数据等中的那一个。

此外，错误校正和ID检测单元46使用图22所示的子代码段的每一个奇偶校验执行子代码数据的错误校正处理，并检测AUX数据的数据包关键字(标题)以确定子代码数据的内容。从而确定子代码数据表示的是轨道序号还是时间代码序号，

基于错误校正和ID检测单元46检测的SB标题，切换开关47将视频数据和搜索视频数据供给视频数据解压缩单元48。视频数据解压缩单元48使用相对于图2的视频数据压缩单元1中使用的压缩方法的方法，解压缩输入的数据并输出解压缩的数据作为视频信号。

同样，切换开关47将音频数据输出到音频数据解压缩单元49。音频数据解压缩单元49使用相对于图2的音频数据压缩单元2中使用的压缩方法的方法，解压缩输入的音频数据并输出解压缩的数据作为音频信号。

另外，切换开关47将错误校正和ID检测单元46传递的AUX数据、子代码数据等通过端子50输出到控制器13。

因此，以图32所示的形式记录的包括图形和音频数据的数据得以解压缩。

作为示例，尽管上述描述是结合解压缩记录在磁带21上的图像和音频数据的情况进行的，但是解压缩的数据可以被多路复用以产生MPEG数据。

上述处理的顺序可以由硬件执行，也可以用软件执行。当使用软件执行上述的处理顺序时，构成该软件的程序从存储介质中安装到比如配置了专用硬件的计算机，或安装到当其上安装了各种程序时能够执行各种功能的通用个人计算机。

如图2和36所示，该存储介质可以是数据包介质形式，比如磁盘31(包括软盘)、光盘32(包括CDROM(只读存储致密盘)和DVD(数字通用盘))、磁光盘33(包括MD(小型盘))、以及半导体存储器34，它们存储程序并与磁带记录/重放设备分开发行以提供程序给用户。此外，存储介质可以是ROM、硬盘等，其存储程序并以事先在设备中安装的状态提供给用户。

应该注意，描述存储在存储介质中的程序的步骤可以遵循在本说明书中描述的顺序按时间序列执行，但是也可以并行或单个处理，而不总是受时间序列处理的限制。

使用根据本发明的磁带记录设备、磁带记录方法、和存储计算机可读程序的存储介质产品，如上所述，获取视频数据、音频数据或搜索数据中的一个、以及具有可变长度并与这些数据中的任何一个有关的辅助数据，作为第一组数据；并获取包含与第一组数据有关的子代码的数据作为第二组数据。合并第一组数据和第二组数据，以便将第一组数据和第二组数据连续排列在磁带的轨道上，不会相互隔开。供给合并的数据以便在磁带上记录。从而，由HD视频信号数据代表的具有大量信息的数据能够以数字方式记录在磁带上。

使用根据本发明的磁带格式，由于合并了第一组数据和第二组数据，以便将第一组数据和第二组数据连续排列在磁带的轨道上，不会相互隔开，所以能够实现记录由HD视频信号数据表示的要求大容量数据的磁带。

使用根据本发明的磁带重放设备、磁带重放方法、和存储计算机可读程序的存储介质产品，从使用旋转头自磁带再现的数据中，获取辅助数据作为第一组数据，并基于获取的辅助数据处理从磁带中再现的数据。因此能够确保重放HD视频数据。

Claims (8)

1.一种磁带记录设备，用于利用旋转头在磁带上记录数字数据，所述设备包括：

第一获取装置，用于获取视频数据、音频数据或搜索数据；

第二获取装置，用于获取具有可变长度并与所述第一获取装置获取的数据有关的辅助数据；

选择装置，用于从所述第一获取装置获取的数据和所述第二获取装置获取的数据中选择一个作为第一组数据；

第三获取装置，用于获取包含与所述第一组数据有关的子代码的第二组数据；

合并装置，用于合并所述第一组数据和所述第二组数据，以便将所述第一组数据和所述第二组数据连续排列在所述磁带的轨道上而不相互隔开；和

供给装置，用于将所述合并装置合并的数据供给所述旋转头，以在所述磁带上记录合并的数据。

2.根据权利要求1的磁带记录设备，其中所述第一获取装置以编辑单元获取视频数据作为所述第一组数据。

3.根据权利要求1的磁带记录设备，其中所述第二获取装置获取与音频数据有关的辅助数据和与视频数据有关的辅助数据，第三获取装置将其作为所述第二组数据；和

所述合并装置按如下顺序：与音频数据有关的辅助数据、音频数据、与视频数据有关的辅助数据和视频数据，进行合并。

4.根据权利要求1的磁带记录设备，其中所述第二获取装置进一步获取预重放所需的辅助数据；和

所述合并装置将预重放所需的辅助数据合并排列到一个视频数据编辑单元的前端。

5.根据权利要求4的磁带记录设备，其中预重放所需的辅助数据包括记录在子代码段的内容。

6.一种磁带记录方法，用于利用旋转头在磁带上记录数字数据的磁带记录设备中，所述方法包括以下步骤：

第一获取步骤，获取视频数据、音频数据或搜索数据；

第二获取步骤，获取具有可变长度并与通过所述第一获取步骤处理获取的数据有关的辅助数据；

选择步骤，从通过所述第一获取步骤处理获取的数据和通过所述第二获取步骤处理获取的数据中选择一个作为第一组数据；

第三获取步骤，获取包含与所述第一组数据有关的子代码的第二组数据；

合并步骤，合并所述第一组数据和所述第二组数据，以便将所述第一组数据和所述第二组数据连续排列在所述磁带的轨道上，不会相互隔开；和

供给步骤，将通过所述合并步骤处理合并的数据供给所述旋转头，以在所述磁带上记录合并的数据。

7.一种利用旋转头重放磁带的磁带重放设备，在所述磁带上记录了包括压缩的高清晰度或标准清晰度视频数据、音频数据或搜索数据，或包括具有可变长度并与视频数据、音频数据或搜索数据有关的辅助数据的第一组数据，以及包含与所述第一组数据有关的子代码的第二组数据，以便所述第一组数据和所述第二组数据连续排列在轨道上而不相互隔开，所述设备包括：

获取装置，用于利用所述旋转头从所述磁带中再现的数据中获取辅助数据作为所述第一组数据，或所述第二组数据；和

解压缩装置，用于通过使用由所述获取装置获取的辅助数据或所述第二组数据，解压缩包含在利用所述旋转头从所述磁带中再现的数据中的压缩的高清晰度视频数据。

8.一种在利用旋转头重放磁带的磁带重放设备中使用的磁带重放方法，在所述磁带上记录了包括压缩的高清晰度或标准清晰度视频数据、音频数据或搜索数据，或包括具有可变长度并与视频数据、音频数据或搜索数据有关的辅助数据的第一组数据，以及包含与所述第一组数据有关的子代码的第二组数据，以便所述第一组数据和所述第二组数据连续排列在轨道上而不相互隔开，所述方法包括下列步骤：

获取步骤，利用所述旋转头从所述磁带中再现的数据中获取辅助数据作为所述第一组数据，或所述第二组数据；和

解压缩步骤，通过使用由所述获取步骤处理获取的辅助数据或所述第二组数据，解压缩包含在利用所述旋转头从所述磁带中再现的数据中的压缩的高清晰度视频数据。

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