KR100291404B1

KR100291404B1 - 디지탈 기록 재생 장치

Info

Publication number: KR100291404B1
Application number: KR1019950012685A
Authority: KR
Inventors: 히로노부 가따야마; 히로아끼 노가미; 겐이찌 시라이시
Original assignee: 마찌다 가쯔히꼬; 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1995-05-20
Publication date: 2001-06-01
Also published as: CN1150690A; ES2165401T3; US6097877A; EP0683611B1; JP3089160B2; EP0683611A2; JPH07322199A; KR950034069A; DE69522368D1; CN1089526C; DE69522368T2; EP0683611A3

Abstract

디지탈 기록 재생 장치는 고능률 부호화에 의해 발생된 동일 비디오 프로그램의 2종류의 디지탈 신호, 또는 비교적 높은 비트율 신호 및 비교적 낮은 비트율 신호를 테이프 상의 거의 동일 위치에 동시에 기록한다. 이 장치는 낮은 비트율 신호가 일반적으로 정상 재생 및 서치 재생을 위해 사용되도록 구성된다. 또, 기록 시간은 기록 비트율을 감소시킴으로써 길게 될 수 있다.

Description

디지탈 기록 재생 장치

제1도는 종래 기술의 SD-VCR의 회로 블럭도.

제2도는 종래 기술의 SD-VCR의 SB의 구조를 도시하는 도면.

제3도는 전형적인 ATV용 패킷의 프레임 구성을 도시하는 도면.

제4(a)도는 한쌍의 싱글 칩 헤드가 사용된(방사상 대향 위치에 배치) 종래 기술의 구성에서 9배속 모드시의 서치 재생의 예를 도시하는 도면.

제4(b)도는 더블 칩 헤드가 사용된 종래 기술의 구성에서 9배속 모드시의 서치 재생의 예를 도시하는 도면.

제5도는 ATV 비트 스트림이 입력된 본 발명의 한 실시예의 기록 회로를 도시하는 블럭도.

제6도는 ATV 비트 스트림이 입력된 본 발명의 한 실시예의 재생 회로를 도시하는 블럭도.

제7도는 높은 데이타 비율 및 낮은 데이타 비율 신호가 동시에 입력된 본 발명의 한 실시예의 기록 회로를 도시하는 블럭도.

제8도는 높은 데이타 비율 및 낮은 데이타 비율 신호가 동시에 입력된 본 발명의 한 실시예의 재생 회로를 도시하는 블럭도.

제9(a)도는 본 발명에서 SB와 ATV 패킷 사이의 데이타 대응의 정상 재생 패킷 구성을 도시하는 도면.

제9(b)도는 본 발명에서 SB와 ATV 패킷 사이의 데이타 대응의 입력 패킷을 도시하는 도면.

제9(c)도는 본 발명의 SB와 ATV 패킷 사이의 데이타 대응의 특수 재생 패킷 구성을 도시하는 도면.

제10(a)도는 3배속 및 5배속 서치 재생 동작시 데이타가 포함되어 있는 트랙 방향의 데이타 구성을 도시하는 도면.

제10(b)도는 15배속 서치 재생 동작시 데이타가 포함되어 있는 트랙 방향의 데이타 구성을 도시하는 도면.

제11도는 본 발명에서 서치 재생 동작시의 테이프 상의 데이타 레이아웃을 도시하는 도면.

제12도는 본 발명에서 15배속 서치 재생 동작시의 헤드 트레이스 및 그의 데이타 레이아웃을 도시하는 도면.

제13도는 본 발명에서 5배속 서치 재생 동작시의 헤드 트레이스 및 그의 데이타 레이아웃을 도시하는 도면.

제14도는 본 발명에서 3배속 서치 재생 동작시의 헤드 트레이스 및 그의 데이타 레이아웃을 도시하는 도면.

제15(a)도는 본 발명에 따른 단일 GOP 주기 내에서 트랙 상의 정상 재생 데이타 및 서치 데이타의 위치 관계를 도시하는 도면.

제15(b)도는 단일 GOP 주기 내에서 정상 재생 데이타와 서치 데이타의 프레임을 표시하는 관계를 도시하는 도면.

제16(a)도는 제15(a)도와 다른 수단으로 단일 GOP 주기 내에서의 트랙상의 기록 데이타의 위치 관계를 도시하는 도면.

제16(b)도는 제15(b)도와 다른 수단으로 단일 GOP 주기 내에서의 프레임을 표시하는 타이밍 관계를 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

211 : ATV 비트 스트림 221 : 패킷 인터페이스부

222 : 레이트 컨버터 223 : 멀티플렉서

224 : 트랙 맵핑 신호 발생 회로 225 : 패킷 처리/헤더 처리 회로

226 : 가변 길이 코드 복호부 227 : DCT 계수 선택 회로

228,229,230 : 데이타 버퍼

본 발명은 기록 신호의 대역 폭을 압축함으로써, 서치 속도가 다른 다수의 서치 재생 모드뿐만 아니라 비교적 긴 시간의 기록이 실현될 수 있는 디지탈 기록 재생 장치에 관한 것이다.

차세대용의 하나로서 기대되는 가정용 디지탈 VTR의 기본 내역의 국제적인 합의하에, HD-DIGITAL VCR CONFERENCE가 설립되어, 1994년도 4월에 최근의 텔레비젼 시스템(이하, SDTV라 약칭함)의 기록 방식 및 HDTV 시스템의 기록 방식간의 국제적 합의가 이루어졌다. 따라서, 합의된 내역은 SDTV 및 HDTV용 텔레비젼 신호가 공동 구성을 이용하여 기록될 수 있다는 것이다. 이 방법은 주로 프레임내 고능률 부호화를 행한다. 특히, 이 기술은 주로 이산 코사인 변환(이하 DCT라 칭함) 및 가변 길이 부호화를 행한다. 프레임내 고능률 부호화 기술이 채용된 이유 중 하나는 편집 동작을 행하기 쉽게 하는 고속 서치의 필요성 때문이다. 즉, 이 시스템은 픽처가 적어도 10배속 이하의 서치 모드에서 재생될 때, 자연스럽게 고화질로 픽처를 재생할 수 있다.

제1도는 국제적으로 동의된 상술한 가정용 DVCR(이하, SD·VCR의 내역을 SD-VCR이라 칭함)을 간단히 도시하는 블럭도이다. 입력된 영상 신호는 휘도 신호 Y 및 2종류의 색차 신호 C_N과 C_W로 A/D 변환된 다음, 8×8화소의 블럭으로 분할된다. 이후, 데이타는 블럭 셔플링부(101) 내에서 모든 블럭에 대해 셔플(shuffle)된다. 이것은 주로 DCT를 구성하는 고능률 부호화의 효율을 향상시키기 위해 주파수 성분을 분산시키고, 재생 모드에서 드롭아웃으로 인한 버스트 에러를 분산시킨다. 고능률 부호화부(102)는 이 신호들이 주파수 성분과 관련한 계수로 표시되도록 DCT 기술을 이용하여 직교 변환을 행한다. 또, 고능률 부호화부(102)는 가변 길이 부호화 뿐만 아니라 적합하게 계수의 양자화를 행하여, 용장성 또는 0이 연속적인 것을 제거한다. 고능률 부호화부(102) 내의 용장성을 충분히 제거하면 신호의 비트율이 현저하게 감소된다. 에러 정정 부호화부(103)에서, 고능률로 부호화된 압축 신호는 재생 모드에서 발생될 수 있는 부호화 에러를 정정하기 위해 필요한 패리티 코드를 부가한다. Sync 및 ID 부가부(104)에 있어서, PCM 동기를 행하는 동기 코드 및 블럭 내용을 판별하는 ID 코드는 동기 코드를 포함하는 각각의 sync 블럭에 부가된다. 변조부(105)는 기록 신호를 효과적으로 기록하기 위한 변조기를 나타낸다. 24-25 변조 방법은 d.c. 성분을 감소시키기 위해 DVCR 내역의 구성에서 사용되는 변조기에서 처리된다. 변조된 출력은 기록 증폭기를 통해 증폭되어, 비디오 헤드를 통해 자기 기록 매체에 기록된다.

재생 모드시, 기록된 신호는 비디오 헤드를 통해 픽업되고, 이렇게 재생된 신호는 재생 증폭기를 통해 증폭되어 복조부(107)에 공급됨으로써 디지탈 정보가 복원된다. 그 다음, 동작은 기록 모드에서 실행된 것에 대해 역 방향 또는 대향 방향으로 행해진다. 즉, sync 및 ID 검출부(108)은 PCM의 동기 코드를 검출할 뿐만 아니라, ID 코드의 내용을 복호화하여 해독한다. 에러 정정 및 복호부(109)는 코드 에러를 검출하여 에러가 있으면 이 에러를 완벽하게 정정한다. 복호 수정부(110)은 고능률 부호화부에 의해 압축된 비디오 정보를 가변 길이 복호 및 역 양자화하여, 처리된 비디오 정보를 IDCT를 행하여 원 비디오 신호에 대략 대응하는 비디오 신호로 복원시킨다. 복원불가능한 에러 코드가 있으면, 복호 수정부(110)은 문제시되는 코드 전후의 데이타를 사용하여 내삽 처리를 행한다. 따라서, 복원된 출력은 완벽한 비디오 신호일 수 없지만, 다음의 디셔플링부(111)에서 매 블럭마다 디셔플됨으로써, 원 비디오 신호를 재생한다.

제2도는 상술한 DVCR 상태에서 sync 블럭의 구성 및 기록 포맷을 도시한 것이다. 각 sync 블럭은 리드 솔로몬 정정 코드(Reed-Solomon correcting code)의 내부 패리티의 8바이트와 함께 동기 코드용 2바이트, ID 코드용 3바이트 및 비디오 데이타용 77바이트를 포함하는 90바이트로 구성되어 있다. 포맷에서 비디오 데이타용으로 할당된 것은 각각이 77바이트를 갖고 있는 135sync 블럭(이하, SB라 약기함)이다.

현재, 상술한 DVCR의 테이프 드라이버, 신호 프로세서 및 기록 재생 시스템을 사용하여 MPEG(Moving Picture Image Coding Expert Group)에 의해 표준화된 고능률 부호화 방식에 기초하여 영상 데이타를 압축함으로써 형성되는 특수한 방식이 신호 기록용으로서 확정되는 것은 아니다. 제3도는 ATV용 잠정 표준으로서 제안된 부호화의 구성을 도시하고 있다. 제3도에 있어서, 심볼 I는 프레임 내의 부호화 프로세스를 나타내고, P는 인터프레임 부호화 프로세스와 같은 순방향 프레임과 관련되는 예측 부호화 프로세스를 나타내며, B는 순방향 및 역방향 프레임에 관계된 다른 예측 부호화 프로세스를 나타낸다. 상술한 인터프레임 예측 부호화에 기초하여 공식화된 비디오 신호가 이미 확정된 SD 내역에 기초하여 기록되는 경우에 있어서, 신호는 시스템이 픽처 서치 재생 모드에서 동작할 때 제4(a)도 및 제4(b)도에 도시된 바와 같이 비접속 데이타로서 몇가지 다른 트랙에서 재생된다. 따라서, 완전한 내용(clear content)으로 완전한 픽처를 재생하기 어렵다.

MPEG 신호 처리 방식이 ATV에서와 같이 적용되는 경우에 있어서, 인트라프레임 처리된 I픽처는 12프레임마다 반복적으로 나타난다는 것을 유의해야 하고, 특수 재생용으로 준비된 특수 데이타가 특수하게 할당된 기록 영역 내에 기록되는 기술은 일본국 텔레비젼 엔지니어 학회의 기술 보고서 vol. 17, No. 59 및 전자, 정보 및 통신 엔지니어 학회의 기술 보고서 MR93-28(1993-10)에 기재되어 있다. 그러나, 이 방법은 후술하는 바와 같이 ATV용 I픽처를 재생하기 위해 많은 양의 데이타를 필요로 한다.

I픽처가 다소 NTSC와 동등한 감소된 화질로 기록되는, 예를 들면 8×8 화소의 각 DCT 블럭 중 하나씩 존재하는 d.c 성분의 DCT 계수만이 사용된다고 하자. 이 경우에 있어서, 유효 샘플 수가 1,920개이고; 유효 스캔 라인 수가 1,080개라면, 블럭은 32,400개다. 각 DCT의 모든 64성분에 대해 하나씩 존재하는 d.c. 성분만이 8비트 데이타로 변환될 때, 기록되는 데이타의 양은 32,400바이트로 된다. 또, 4비트가 a.c. 성분의 각각의 나머지 계수용으로 할당되면, 1,020,600바이트의 다른 데이타가 각 DCT 블럭이 63a.c. 성분을 갖기 때문에 필요하게 된다. 즉, a.c. 계수의 사용은 약 32배 이상의 필요한 데이타를 증가시킨다. 한편, 서치 재생 모드에서 실질적으로 이용가능한 데이타량은 기록 시스템 및 사용된 기록 신호의 형태에 따라 변한다. ATV의 예와 같이, 전송 패킷이 19.3Mbps 속도로 전송되고, 헤드의 회전 속도가 150rps로 설정되면, 각 트랙은 전송 패킷을 완전하게 기록하기 위해 105 SB의 데이타 기록 영역을 가질 필요가 있다. 따라서, 30 SB는 서치 재생 모드에서 데이타의 데이타 기록 영역으로서 할당될 수 있으므로, 12프레임마다 주기적으로 나타내는 ATV 신호의 I픽처용으로 전체 허용가능한 데이타 기록 영역은 3600 SB이다. I픽처의 d.c. 성분만을 기록하기 위해서는 421 SB가 필요하고, 이것은 허용가능한 데이타 기록 영역의 약 1/8에 해당하며, 또 모든 DCT 블럭용 8a.c. 계수를 기록하기 위해서는 3366 SB가 더 필요하다.

2종류의 헤드 배치용으로 일반적으로 사용될 수 있는 데이타 기록 영역이 제14도를 참조하여 후술한 바와 같이 고려되는 경우, 60 SB로 각각 구성되는 60개의 데이타 기록 영역은 3배속 서치 재생 모드를 위해 12프레임 주기 내에서 요구된다. 40개의 영역이 상술한 서치 재생 모드에서 효과적으로 사용될 수 있고, 이것은 2,400 SB 또는 184,800바이트에 해당한다. 이 경우에 있어서, 각 DCT 블럭용으로 허용가능한 a.c. 성분의 수는 4.7이다. 이것은 모든 영역이 3배속 서치 재생 모드에 할당될 때의 결과이다. 실제로, 데이타 기록 영역은 5배속 모드, 15배속 모드 등으로 할당되기 때문에, 각 서치 모드용으로 허용가능한 유효한 데이타량은 상당히 감소한다. 예를 들면, 1,740 SB가 3배속 서치 모드용으로서의 허용가능한 기록 영역으로서 취할 수 있다고 가정하면, 이용가능한 기록 영역은 1,160 SB 또는 89,320바이트이다. 더 상세한 설명은 후술하겠다.

특히, 고속 서치 모드(예를 들면, 15배속 서치 모드)를 실현하는데 있어서, 30트랙 내에서 10개의 유효 기록 영역을 얻기 위해서는 96개의 확보된 기록 영역을 필요로 한다. 이것은 제12도를 참조하여 후술하겠다.

다음 항목은 이후에 기술된 기록 장치에서 해결해야할 문제점이다.

(1) 미래의 방송으로서, 고화질 영상의 ATV 방송 및 SDTV(NTSC, PAL 또는 SECAM) 방송은 지상 방송, 위성 방송 및 CATV를 통해 병렬로 배송될 예정이다. 그러나, 높은 비트율 신호 및 낮은 비트율 신호 둘다를 기록할 수 있는 장치가 없기 때문에, 각 신호를 기록하기 위해 2종류의 기록 장치가 필요하다.

(2) 종래의 장치는 낮은 비트율 신호가 정상 재생 및 특수 재생을 위해 사용될 수 있도록, 높은 비트율 신호와 함께 동시에 낮은 비트율 신호를 기록하는 수단이 없기 때문에, 서치 모드에서 재생가능한 화질이 SDTV보다 떨어지더라도 고가, 고해상도, 와이드 디스플레이를 사용하여 특수 플레이 영상을 표시할 필요가 있다.

(3) MPEG 기록 및 ATV 기록에 대해 이미 제안된 특수 재생 방법에 있어서, I픽처만이 기록되어, 특수 재생 동작용으로 사용되기 때문에, 움직이는 영상을 평활하게 재생하는 것은 불가능하다.

(4) 인트라프레임 및 인터프레임을 분리하여 기록하는 방법이 보고되어 있다. 인트라프레임의 데이타량이 일반적으로 인터프레임보다 10배 크기 때문에, 특수 플레이의 기록 영역을 확보하는 것이 매우 어렵다. 인터프레임이 특수 재생을 위해 인트라프레임으로 변환되는 다른 제안도 있지만, 이 방법은 여전히 특수 플레이에 필요한 데이타량을 증가시킨다.

(5) 기록된 신호의 프레임 사이클이 다수의 기록 영역과 관련되지 않는 경우, 특수 재생 데이타의 기록 위치와 정상 재생 데이타의 기록 위치를 일치시키는 것은 곤란하다. 이로서 서치 재생 모드에서 테이프 상의 데이타 내용을 확실히 하는 것이 어렵고, 신호 처리 회로를 복잡하게 한다.

(6) 특수 재생 기록 영역을 단순히 할당하면, 순방향 및 역방향 서치 동작을 보장할 필요가 있는 경우, 기록될 데이타량을 크게 한다.

(7) 헤드 배치와 관련하여, 더블 헤드의 사용과 싱글 헤드의 사용 간에 호환성을 확보하기 위해서는 더 많은 기록 영역이 필요하다.

(8) 고속의 서치 재생에 있어서, 헤드와 리트레이싱하는 주기적 사이클이 길어지기 때문에, 서치 재생 속도를 활발히 변경시키는 것은 불가능하다. 재생 속도를 활발히 변경시키기 위한 시스템에서는 중복된 데이타가 다른 위치에 기록되어야만 한다. 이것은 데이타 기록용 영역을 더 많이 필요로 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인트라프레임 및 인터프레임이 고능률 부호화 방식에 기초하여 부호화되는 경우에서도 서치 재생 모드에서 고화질 영상을 재생할 수 있는 디지탈 기록 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 목적을 얻도록 달성되고, 본 발명의 요지는 다음과 같다.

본 발명의 제1특징에 따르면, 고능률 부호화에 의해 대역 압축된 영상을 기록 및 재생하는 디지탈 기록 재생 장치는 인트라프레임 정보 및 인터프레임 정보를 갖고 있는 디지탈 신호가 영상을 기록 재생하도록 처리되고, 비교적 높은 비트율 및 비교적 낮은 비트율 신호는 거의 동일 위치에 동시에 기록되며, 비교적 낮은 비트율 신호의 전체 또는 일부는 비디오 기록 장치로서의 기능이 절대필요한 특수 재생을 실행하는데 사용되므로, 평활하게 움직이는 고화질 영상이 특수 재생 모드에서 재생되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2특징에 따르면, 디지탈 기록 재생 장치는 거의 동일 위치에 특수 재생 모드와 관련된 정보뿐만 아니라 비교적 높은 비트율 및 비교적 낮은 비트율의 디지탈 신호를 기록하기 위해, 특수 재생 정보의 기록 영역은 기록 영역의 출현 사이클과 기록 후의 정상 재생의 일련의 디지탈 신호 프레임의 사이클 사이의 관계가 간단한 정수비가 되도록 설정되고, 특수 재생 동작용으로 사용된 정보는 정확히 분할되어 기록 영역 내에 기록되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3특징에 따르면, 디지탈 기록 재생 장치는 특수 재생 모드와 관련된 정보뿐만 아니라 비교적 높은 비트율 및 비교적 낮은 비트율의 디지탈 신호를 거의 동일 위치에 기록하기 위해, 기록 영역의 출현 사이클과 기록 후 정상 재생을 위한 일련의 디지탈 신호 프레임의 사이클 사이의 관계가 간단한 정수비가 되도록 기록 트랙 상에 특수 재생 정보를 위한 기록 영역을 설정하는 수단을 구비하고, 기록 트랙의 단위는 소정 또는 몇배의 서치 속도의 1cm 또는 1cm의 배수에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4특징에 따르면, 디지탈 기록 재생 장치는 비교적 저속 모드의 특수 재생 정보와 관련하여 각 기록 트랙의 비교적 중간 부분에 서로 다른 특수 재생 모드의 주 기록 영역을 설치함으로써, 순방향 및 역방향의 특수 재생 동작 정보가 현저하게 감소될 뿐만 아니라 특수 재생 동작에 따른 정보가 소정 모드로 분할됨으로써, 특수 재생 동작을 위해 필요한 기록 영역이 큰폭으로 감소될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5특징에 따르면, 디지탈 기록 재생 장치는 비교적 저속 모드의 특수 재생 동작을 위해 필요한 기록 영역과 관련하여, 정상 재생을 위해 이용가능한 낮은 비트율 신호는 층계 방식으로 기록 영역 내에 인트라프레임 및 인터프레임과 함께 기록되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제6특징에 따르면, 디지탈 기록 재생 장치는 더블 칩 헤드 또는 싱글 칩 헤드를 가진 드럼 헤드가 호환적으로 사용되록, 더블 칩 헤드에 의해 기록된 정보 중 하나와 동일한 중복된 정보는 특수 재생 정보를 기록하기 위한 싱글 칩 헤드를 갖고 있는 드럼에 할당된 기록 영역에 기록되기 때문에, 기록 매체는 호환적으로 헤드 배치들 중 어느 한 배치에 대해서 사용될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제7특징에 따르면, 디지탈 기록 재생 장치는 높은 비트율 및 낮은 비트율의 디지탈 신호를 발생하는 수단을 포함하고, 이 수단은 2개의 텔레비젼 신호(이미 제안된 CATV 등)의 동시 방송을 처리하도록 각 신호에 부가된 헤더를 식별하는 헤더 식별 수단; 정상 재생을 위해 필요한 신호들을 발생하는 수단; 및 특수 재생의 기록 정보를 낮은 비트율 신호로부터 발생하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제8특징에 따르면, 디지탈 기록 재생 장치는 비교적 높은 비트율 신호가 단독으로 입력된 경우에 대응해서, 장치는 예를 들면 비교적 높은 비트율보다 상당히 낮은 비트율을 갖고 있는 낮은 비트율 신호를 발생하기 위해 MPEG-1 또는 MPEG-2와 같은 범용의 간단한 엔코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제9특징에 따르면, 비교적 많은 유효 화소 및 유효 스캔 라인으로 구성된 고화질 영상 신호를 기록 및 재생하는 디지탈 기록 재생 장치는 낮은 비트율 신호로부터 발생된 영상이 표시될 수 있도록 비교적 적은 유효 화소 및 유효 스캔 라인으로 구성된 영상 디스플레이 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제10특징에 따르면, 디지탈 기록 재생 장치는 낮은 비트율 신호를 더블 스캔 방식 신호로 변환하는 엔코더를 포함함으로써 고화질 대형 스크린을 갖고 있는 디스플레이 디바이스에 영상이 표시될 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 디지탈 기록 재생 장치가 구성된다. 본 발명의 디지탈 기록 재생 장치는 동일 방송 프로그램용의 높은 비트율 및 낮은 비트율 신호를 둘다 기록하게 하는 수단; 층계 방식으로 인트라프레임 및 인터프레임을 포함하는 낮은 비트율 신호를 이용함으로써 서치 속도에 따라 특수 재생을 행하는 수단; 및 기록된 높은 비트율 신호의 프레임 사이클에 관련하여 거의 동일 위치에 상술한 바와 같이 형성된 3종류의 디지탈 신호를 기록하는 수단을 포함한다. 편집 작업을 쉽게 하기 위해, 본 장치는 서치 재생 모드의 기록 영역의 정수배가 높은 비트율 신호용 프레임 사이클에 해당하도록 하고, 설정된 소정 서치 속도의 1cm 또는 1cm의 정수배가 주기 기록 영역의 단위로 설정되는 방식으로 기록 영역을 설정하는 수단을 더 포함한다. 본 발명은 테이프 상의 거의 동일 위치에 다른 목적용의 3종류의 신호를 기록하는 것이 가능하게 한다. 그러므로, 정밀한 편집 작업을 실행할 수 있다.

서치 재생 동작을 실현하기 위해서는 순방향 및 역방향 서치 재생 모드를 필요로 한다. 또, 다양한 종류의 헤드 드럼에 비디오 헤드 배치에 대한 호환성을 확보할 필요가 있다. 본 발명에 있어서, 이러한 문제점을 처리하기 위해, 낮은 비트율 신호로 서치 재생 동작을 실행하기 위해 확보되어야 할 기록 영역은 테이프의 거의 중심에 집중되어 있으므로, 다른 서치 속도 모드용으로 이용가능한 데이타 그룹은 층계 방식으로 저속 서치 데이타 순으로 할당된다. 또, 프레임들 사이의 전방 예측 부호화 프로세스를 행하는 P픽처를 기록하는 영역은 저속 서치 데이타의 기록 영역에 보장되므로, 평활하게 움직이는 영상을 재생할 수 있다. 최저속 모드시의 서치 재생의 모든 유효 데이타는 정상 재생을 행하는데 활용되도록 형성되기 때문에, 서치 재생에만 사용된 데이타량이 최소로 되어, 다양한 호환 가능한 기능을 최대로 할 수 있다.

본 발명의 응용에 있어서, 예를 들면 19.3Mbp의 ATV 신호는 동일 TV 프로그램 내용을 갖고 있는 5Mbp 이하의 낮은 비트율 신호를 형성하는데 사용된다. 또, 낮은 비트율 신호로부터의 거의 모든 신호(P- 및 B-픽처의 데이타를 포함함)는 서치 재생을 위해서도 사용된다. 즉, 본 발명의 시스템은 낮은 비트율 신호로 미래의 ATV 방송에 대처할 수 있다. 특히, 동시에 방송되는 낮은 비트율 신호는 기록되고, 서치 재생 모드에서 평활하게 움직인 영상을 재생하는데 사용될 수도 있다. 또, 서치 재생 영상은, 예를 들면 기록 재생 장치에 추가로 설치된 단순한 저가인 SDTV 콤팩트 디스플레이에 표시될 수 있다. 또, 본 발명은 신호 방식을 임의로 변경시키지 않고 멀티미디어 네트워크의 터미널 디스플레이에 표시할 수 있다. 더우기, 단순한 더블 스캔 방식의 변환기가 추가될 경우, 서치 재생 영상은 필요한 때에 와이드 프레임, 고화질 ATV 디스플레이에 표시될 수 있다.

제5도 및 제6도는 본 발명의 실시예 각각의 기록 재생 부분을 도시하는 블럭도이고, 제7도 및 제8도는 본 발명의 다른 실시예 각각의 기록 재생 부분을 도시하는 블럭도이다. 본 발명의 설명이 SD-VCR에 대하여 이루어져 있지만, 본 발명은 SD-VCR 시스템에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명은 에러 정정 코드(ECC), 디지탈 변복조 방식, 카세트 타입, 기계적 구성 및 서보메카니즘과는 무관하다. 디지탈 입력 및 임의의 디지탈 VCR은 디지탈 입력의 데이타 비율이 사용된 디지탈 VCR로 조정되고, 패킷 포맷이 디지탈 VCR의 내역에 맞도록 변환될 수 있는 한 사용될 수 있다. 제5도 및 제6도는 ATV 비트 스트림 신호가 특수 플레이용 데이타를 형성하기 위해 입력되는 경우를 도시하고 있다. 제7도 및 제8도는 높은 및 낮은 데이타 비율 비트 스트림이 입력 신호로서 공급되고, 낮은 데이타 비율 비트가 특수 플레이용 데이타를 형성하는데 사용되는 경우를 도시하고 있다.

그러므로, 본 발명의 장치는 전형적인 SD-VCR에 사용된 것과 같은 동일 디지탈 변복조기, 기록 증폭기, 재생 증폭기, 이퀄라이저, 메카니즘 구성, 서보메카니즘, 카세트 등을 사용한다.

제5도에서 입력측에 배치된 패킷 인터페이스부(221)은 전형적인 ATV 디코더의 패킷 인터페이스부와 동일하다. 먼저, 장치는 ATV 비트 스트림(211)을 수신하여 디지탈 동기 코드를 검출하여 헤더로부터 필요한 타이밍 신호를 형성한다. 즉, 스크램블 플래그가 검출된 경우, 장치는 디스크램블링을 실행한다.

전송층에서 에러 플래그가 검출된 경우, 패킷은 디코딩과 동일 방식으로 필요에 따라 폐기된다.

페이로드의 위치를 나타내는 신호는 적용 헤더로부터 취출되고, 헤더는 버퍼에 백업으로서 저장된다.

장치는 PID, PES 헤더의 유무에 대한 플래그에 따라 필요한 처리를 실행한다. 그후, 장치는 본 발명의 동작을 개시한다. 초기에, 레이트 컨버터(222)는 데이타 비율을 변환한다. 그 다음, 후술하는 바와 같이 입력 스트림은, 예를 들면 정상 재생 모드 및 서치 모드를 위해 2종류의 데이타 스트림으로 변환된다.

정상 재생 모드의 경우에 있어서, 멀티플렉서(223)은 비트 스트림의 2개의 ATV 데이타 패킷(188바이트×2=376바이트)을 5개의 SD-VTR sync 블럭(SB라 칭함)[77바이트(유효 영역)×5=386바이트]로 할당함으로써 전체 ATV 데이타를 기록한다. 재생에 있어서, 모든 데이타는 원 비트 스트림을 재구성하도록 픽업되어 출력된다. 데이타의 형태는 상술한 구조로 제한되지 않는다. 예를 들면, 9개의 ATV 패킷(1692바이트)를 22개의 SD-VCR SB(1694바이트)로 할당할 수 있다. 이 구조는 쓸데없는 비트의 수를 감소시킬 수 있지만, 회로 구성은 처리되는 패킷의 유닛 수가 크기 때문에, 어느 정도 더 복잡하게 될 수 있다.

제9(a)도는 데이타 패킷의 초기 부분의 데이타 할당을 도시한 것이다. 여기에서, 헤더 및 유효 데이타(페이로드)는 동일하게 취급된다. 제9(a)도 내지 제9(c)도에 도시되지 않았지만, 상술하는 바와 같이 메모리에 저장된 헤더는 5개의 SB 중 하나에 남아 있는 나머지 9개의 바이트로 백업으로서 삽입된다. 이러한 헤더가 없는 경우, 더미 데이타로서 인식될 수 있는 패턴 데이타가 스터핑 바이트로서 삽입된다. 일반적으로 많은 패킷이 동일 헤더를 갖고 있기 때문에, 상술한 절차를 실행하지 않고 다른 용도의 스페이스를 사용할 수 있다.

서치 재생 모드의 경우에, 입력 ATV 비트 스트림 데이타는 필요한 데이타를 준비하기 위해 처리되어 준비된 데이타가 기록된다. 제9(b)도는 특수 재생을 위해 준비되는 SD-VCR SB에서의 데이타 구성의 예를 도시한 것이다. 서치 모드에서 동작할 때, 데이타를 픽업한 장치는 ATV 디코더에 의해 디코드될 수 있는 데이타를 패킷 구조로 형성하여 이것을 출력한다.

서치 재생 모드의 데이타는 다음과 같이 준비되어 기록된다. 먼저, 각 패킷의 구문은 패킷 처리/헤더 처리 회로(225)에서 분석되고, 패킷의 유효 데이타는 가변 길이 코드[가변 길이 코드 복호부(226)]로서 디코드된다. 그 다음, DCT 계수 선택 회로(227)은 DCT 계수를 데이타로부터 취출하고, 서치 재생을 위해 필요한 정보를 이들 계수로부터 선택한다. 따라서, 선택된 DCT 계수는 각 서치 속도 모드용의 서치 데이타를 준비하는데 사용된다. 이 실시예에 있어서, 3종류의 데이타, 예를 들면 3배속 모드, 5배속 모드 및 15배속 모드는 각각 데이타 버퍼(228, 229 및 230)을 이용하여 준비된다.

그 다음, 멀티플렉서(223)은 다음의 데이프 패턴을 형성하기 위해 정상 재생 데이타 및 서치 재생 모드의 3종류의 데이타를 멀티플렉스한다. 이 단계에서, 데이타는 77바이트의 패킷으로 분할된다. 이것을 실행하기 위해, 트랙 맵핑 신호 발생 회로(224)는 입력된 패킷의 헤더, SB 번호 및 트랙 위치에 기초하여 멀티플렉스하는 제어 신호를 발생한다.

기록 처리는 정상 SD-VCR과 동일 방식으로 실행되고, 즉 데이타에 에러 정정 신호가 부가되고, 24-25 변조되어 기록 증폭기에 의해 테이프에 기록된다[SD-VCR 재생 시스템에서의 디지탈 변복조 레코더(231)].

여기에서, 정상 재생 및 서치 재생 모드는 정상 SD-VCR과 동일 방식으로 실행되고, 즉 재발생 증폭기 및 이퀄라이저를 통해 통과한 후의 데이타는 디지탈 변조 및 에러 정정된다[SD-VCR 재생 시스템에서의 디지탈 복조/ECC(321)].

그 다음, 장치는 본 발명의 동작을 행한다. 즉, SB 데이타 처리 회로(322)는 픽업되고 에러 정정된 신호의 SB 데이타를 판별한다.

정상 재생 모드시, 버퍼(323)은 신호의 타이밍을 SB 데이타 처리 회로(322)로부터 제어하고, 신호를 디멀티플렉서(324)에 출력한 후, 데이타를 처리하여 원래의 패킷과 동일하게 한다. 패킷 재구성 회로(325)는 레이트 변환을 행하고 헤더 등을 부가하여 패킷 인터페이스(326)을 통해 최종 데이타를 출력한다.

서치 재생 모드시, 동일 데이타 판별이 SB 데이타 처리 회로(322)에서 행해진 후, 특수 재생 데이타 패킷 처리 회로(327)은 헤더로부터의 데이타, 유효 데이타, 무효로 될 데이타(스터핑 바이트)를 구성한다. 스터핑 데이타는 최종 데이타가 188바이트의 패킷이 되도록 삽입된다.

헤더에 임의의 정정불가능한 데이타가 있는 경우, 헤더는 백업용으로 이미 재생되어 저장된 헤더로 대체되어 패킷을 형성한다.

특수 재생 데이타의 출력 타이밍의 제어 뿐만 아니라 정상 재생 데이타와 특수 재생 데이타 사이의 스위칭은 디멀티플렉서(324)에 의해 행해지고, 제어 신호는 헤더 처리 및 타이밍 신호 발생 회로(328)에 의해 발생된다.

다음에, 테이프 패턴에 대해 설명한다. 제10(a)도 및 제10(b)도는 한 트랙 상의 데이타 배치의 구성을 도시한 것이다. 이들 도면에 있어서, 데이타는 트랙 방향으로 배치된 SB 유닛에 의해 표시된다. 5배속 모드 및 3배속 모드의 데이타는 제10(a)도에 도시된 바와 같이 트랙의 거의 중간 부분에 배치된다. 이 배치는 5배속 모드 및 3배속 모드의 데이타 모드로 분할된다. 15배속 모드의 데이타는 제10(b)도에 도시된 바와 같이 배치된 5개의 세그먼트로 분할된다. 제11도는 테이프의 레이 아웃을 도시한 것이다. 15가 3, 5 및 11의 최소 공배수이기 때문에, 15의 2배, 즉 30트랙은 신호 처리의 한 사이클이 되도록 선택된다. 본 발명에 있어서, 서치 재생 속도 모드의 소정 또는 몇가지 클래스는 서치 속도의 1cm 또는 1cm 배수가 신호 처리의 사이클로서 선택되는 방식으로 설정된다. 이것은 본 발명의 주요 특징중 하나이다.

2종류의 헤드 배치는 본 발명에서 고려된다. 제1구성은 더블 애지머스 헤드와 동일한 공동 기판 상에 배치된 2개의 헤드를 포함하고(더블 칩 헤드가 사용된 경우), 제2구성은 방사상 대향한 위치에 배치된 2개의 헤드를 갖고 있다(싱글 칩 헤드가 사용된 경우). 각 헤드에 있어서, 애지스머 각은 정상 VCR의 경우 다르게 되어 있다. 헤드의 높이는 적당한 방식으로 조정된다. 즉, 더블 칩 헤드의 2개의 헤드 중 어느 하나에 의해 트레이스된 데이타는 싱글 칩 헤드만에 의해 트레이스된 기록 영역에 기록된다. 이것은 본 발명의 주요 특징 중 하나이다.

제12도, 제13도 및 제14도는 각각 15배속 모드, 5배속 모드 및 3배속 모드의 테이프의 헤드 트레이스 및 대응하는 서치 재생 모드시의 데이타 트래이스와 위치 사이의 관계를 도시한 것이다.

15배속 모드의 경우에 있어서, 2개의 헤드는 30트랙의 각 단위용으로 2개의 트레이스를 형성한다. 따라서, 모두 30개의 트랙 내에 10개의 재생가능한 영역이 존재하고, 각 재생가능한 영역은 10 SB 이하로 기록될 수 있다. 본 발명의 주요 특징 중 하나에 따르면, 동일 데이타 세그먼트가 순방향 및 역방향 서치 재생 동작을 용이하게 하기 위해 5개의 트랙마다 반복적으로 배치되기 때문에, 짧은 시간에 리트레이스될 수 있는 데이타를 찾아 낼 수 있다. 즉, 구성은 서치 개시의 클럭 및 데이타 동기화 등에 걸리는 시간이 짧게 된다(제12도 참조).

5배속 및 3배속 모드의 경우에 있어서, 2종류의 헤드 배치 및 순방향 및 역방향 서치 재생 동작을 고려하여 테이프 트랙의 중간 부분이 기록 영역으로서 사용되어, 예를 들면 약 30 SB가 각 기록 영역 내에서 리트레이스될 수 있다(제13도 및 제14도 참조).

데이타량은 다음 테이블에 도시되어 있다. 테이블의 값은 데이타가 데이타의 크기가 정상 재생 동작의 크기와 동일하거나 절반이상일 때 효과적이라는 조건에서 호환성을 고려하여 평가된 것이다. 이 테이블에 있어서, sync 블럭은 SB로 표시된다.

[표 1]

[서치 재생 모드의 데이타가 기록되어 있는 SB의 수]

(데이타는 시스템에 역 서치를 행하고 다른 헤드 배치 및 다른 요인으로 처리하기 위해 중복된다. 중복된 데이타의 수는 계수된다. 다른 속도 모드의 서치재생 데이타 중 공통 데이타 수는 계수되지 않는다.}

[표 2]

[서치 재생시 판독되는 데이타량]

(중복된 데이타를 제외하고 실질적으로 모니터에 표시된 데이타량)

[표 3]

[서치가능한 데이타량]

* 데이타가 모든 트랙에 동일하게 할당되는 조건에서의 30트랙에서의 SBs의 수.

915 SBs＞750 SBs (5) 차：165 SBs (10)

(10)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 데이타 기록이 허용되는 SB의 수는 기록되는 데이타보다 더 크기 때문에, 데이타는 어떤 문제없이 어떤 서치 재생 모드에서도 재생될 수 있다.

그럼에도 불구하고, 순방향 및 역방향 서치 재생 동작, 헤드 배치의 종류, 서치 재생시의 개시 위치 수의 증가 등과 같은 요소가 고려될 때, 중복된 데이타가 기록될 필요가 있다. 이 때문에, 중복없이 데이타를 기록하기 위해 모든 데이타 기록 허용 영역(915바이트)을 할당하는 것은 불가능하여, 중복없이 실질적으로 기록된 데이타량은 반으로 감소된다.

(1)과 (6), (2)와 (7) 및 (3)과 (8) 사이의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 중복되는 부분은 30트랙[750(5)-500(9)]에서 250 SB의 나머지 데이타이다. 여기에서, 중복되는 부분은 3배속 모드 및 5배속 모드로 분배될 수 있는 데이타의 180 SB(4)이라는 장점이 있다.

엄밀히 말하면, 15배속 모드의 데이타는 어느 정도 분배될 수 있다. 그러나, 15배속 모드의 경우에 있어서, 서치 동작이 개시됨과 동시에 데이타가 출력 패킷으로 디코더에 형성될 수 있을 때 위치의 수가 증가하도록 중복된 데이타의 수를 증가시킬 필요가 있다[(1) 및 (6)].

나머지 sync 블럭[165 SB(10)]은 백업을 위해 기록 헤더에 전용 SB를 제공할 뿐만 아니라 호환을 고려하는 정도를 향상시키기 위해 중복된 부분의 수를 증가시키는데 사용된다.

다음에, 서치 모드의 데이타의 구성에 대해 설명하겠다. 서치 데이타가 ATV 비트 스트림에 준비되어 있는 경우에 있어서, 12프레임 및 이들 중 하나만으로 구성되는 각 GOP, 예를 들면 I픽처가 서치 데이타용으로 사용되고, 서치 데이타는 다음과 같이 구성되는 것으로 가정한다(여기에서, 색차 신호의 신호 성분 비율은 4:1:1이고, 12프레임에 대해 120트랙이 하나의 I픽처에 대응한다).

단일 프레임 내의 DCT 블럭의 수:

1,920 ×1,080/64 = 32,400

1바이트가 Y신호 및 색차 신호의 d.c. 성분용으로 할당되고, 0.8바이트가 최하위 주파수를 갖고 있는 2개의 a.c. 성분 계수용으로 할당되고, 데이타가 동일하게 30트랙으로 할당되는 것으로 가정한다. 이 경우에 있어서, 30트랙 내의 SB의 수는 284.1 SB이므로[＜300 SBs(8), 나머지：15(11)], 이 할당은 3배속 서치 데이타를 기록하는데 사용될 수 있다.

1바이트가 Y신호 및 색차 신호의 d.c. 성분으로 전체 할당될 경우, SB의 수는 157.8 SB이므로[＜180 SBs(7), 나머지：22(12)], 이 할당은 5배속 서치 데이타를 기록하는데 사용될 수 있다.

0.76바이트가 모든 4개의 DCT 블럭의 Y 신호의 d.c. 성분으로 할당될 때, SB의 수는 20.0 SB이므로[=20S SB(5), 나머지：0(13)], 이 할당은 15배속 서치 데이타를 기록하는데 사용될 수 있다. 이 경우에 있어서, 나머지 sync 블럭(11), (12) 및 (13)은 헤더 등을 보호하는데 사용된다. 특히, 나머지 SB(11), (12) 및 (13)은 합계가 27 SB이고, 헤더를 기록하기 위해 전용으로 할당되고, 서치 재생시 에러 및 정정 불가능한 임의의 헤더가 발견될 경우, 에러의 전체 헤더는 백업으로서 기록된 헤더로 대체된다.

이 경우에 있어서, 각 SB는 서치 데이타의 VCR 패킷의 서브 코드로 번호가 매겨진다. 헤더를 백업하기 위한 SB는 처리용 헤더를 제공받는다. 에러가 존재하는 헤더를 대체하기 위한 헤더는 원 헤더의 SB 수 및 대체되는 헤더의 비트 수로 구성된다.

상술한 설명은 정상 재생 및 특수 재생 데이타가 ATV 비트 스트림에서 발생되는 경우에 관한 것이지만, 이 방법은 MPEG 2에 대응한 영상 데이타에 인가될 수도 있다. 이 상황은 ATV 스트림이 상술한 바와 같은 동일 방식으로 기록되고, 특수 재생 데이타가 MPEG 2에 기초한 데이타 압축인 NTSC 정보로부터 형성되는 특정 실시예를 참조하여 설명하겠다. 제7도 및 제8도는 실시예의 회로를 도시하는 블럭도이다. 여기에서, 테이프 패턴을 변경시킬 필요는 없고, 서치 데이타의 구성만이 변경된다(색차 신호의 신호 성분비는 4:1:1이다).

단일 프레임의 DCT 블럭 수：720 ×480/64 = 5,400

1바이트 각각이 하나의 I픽처의 Y신호의 d.c. 성분 및 색차 신호의 d.c. 성분용으로 할당될 때, SB의 수는 106 SB이므로[＜120 SBs(6), 나머지：14], 데이타는 12프레임의 d.c. 성분의 단일 I픽처를 재구성하기 위해 15배속 서치 데이타로서 사용된다.

다음에 설명하는 데이타 서치는 상술한 바와 달리 1프레임이 30트랙에 대응하도록 구성된다. 1바이트가 I픽처 및 P픽처의 Y신호의 d.c. 성분 및 색차 신호로서 전체 할당되고, 0.5바이트가 가장 낮은 주파수를 갖고 있는 2개의 a.c. 성분 계수용으로 할당될 때, SB의 수는

5,400 ×1.5 ×1.5/77 = 157.7[＜180 SBs(7), 나머지：22]이다.

그러므로, 할당은 5배속 서치 데이타를 기록하는데 사용될 수 있다. 이 경우에 있어서, 기록은 5개 중 4개의 프레임이 임의의 I픽처를 드롭(dropping)하지 않고 제거하기 위해 실행된다. 디스플레이에 있어서, 여전히 선택된 데이타가 더 표시된다. 이 방법에 있어서, 데이타 기록시, 픽처의 이동 정보는 이동 정보가 후속 픽처 데이타를 선택하도록 사용될 수 있도록 기록된다.

이 경우에 있어서, 재생된 영상은 15배속 데이타로부터 얻어진 것보다 더 평활한 움직임을 형성한다. 즉, 화질은 시간 전개면에서 향상된다(픽처의 시간 해상도가 향상된다).

유사하게, 1바이트가 I픽처 및 P픽처의 Y신호 및 색차 신호의 d.c. 용으로 할당되고, 1바이트는 가장 낮은 주파수를 갖고 있는 2개의 a.c. 성분 계수용으로 전체 할당되며, 0.8바이트는 두번째로 낮은 주파수를 갖고 있는 후속하는 3개의 유효 계수용으로 전체 할당되면, SB의 수는

5,400 ×1.5 ×2.8/77 = 294.6[＜300 SBs(8), 나머지：15]이다. 그러므로, 이 할당은 3배속 서치 데이타를 기록하는데 사용될 수 있다. 이 경우에 있어서, 화질은 부가된 a.c. 성분에 의한 5배속 서치 데이타의 화질을 비교한 바와 같이 주파수 특성이 향상된다. 이 경우에 있어서, 3개 중 2개의 프레임은 디스플레이를 실행하지 못한다.

제15(a)도는 싱글 GOP 주기 내에서 트랙 상의 정상 재생 데이타 및 서치 데이타의 위치적 관계를 도시한 것이고, 제15(b)도는 시간의 경과와 함께 이들 데이타의 디스플레이 프레임의 타이밍 챠트이다. 제15(a)도에 도시된 바와 같이, GOP는 초기에 I픽처 및 총 11개의 P- 및 B-픽처로 구성된다. 12프레임으로 구성된 하나의 GOP가 본 실시예에 도시되어 있지만, 단일 GOP 내의 프레임의 수는 이것에 한정되지 않는다. 각각 3배속 및 5배속 데이타인 경우, I1, P11, P12 및 P13은 모두 30트랙 내에 기록된다(3프레임 간격과 동일). 여기에서, I 및 P는 각각 I픽처 및 P픽처를 표시한다. 첨자는 종래의 픽처의 순서를 표시하고 데이타 내용에는 관계가 없다. 첨자의 처음 숫자는 GOP의 순서를 표시하고, 첨자의 다음 숫자는 GOP 내측의 순서를 표시한다. 도면의 알파벳 첨자에 대해, ‘a’, ‘b’ 및 ‘c’는 각각 3배속 모드, 5배속 모드 및 15배속 모드의 서치 데이타용 모드를 표시한다. 15배속 모드의 I1a는 120트랙을 가로지르거나 12프레임의 간격으로 기록된다. 완전히 동일 데이타가 3배속, 5배속 및 15배속 모드의 서치 데이타로서 기록될 때, 모두 모드용으로 재생된 영상은 판독되는 데이타량의 차이에도 불구하고 화질이 동일하다. 그럼에도 불구하고, 일반적으로 사용된 데이타가 증가될 때, 시스템은 효율성이 향상되어 회로가 적게 필요하게 된다. 이 실시예에 있어서, 데이타 구성은 공통 데이타가 가능한한 많이 사용되고, 다른 종류의 데이타는 가능한 범위 내에서 다른 SB로 분배될 수 있어, 데이타 독립성이 향상된다.

제15(b)도는 정상 재생 모드의 표시 조건과 비교하여 서치 재생 모드의 표시 조건을 도시한 것이다. 3배속 서치 모드의 경우에 있어서, 시스템은 I픽처를 재생한 다음, 영상 I1 및 P11a의 영상 데이타에 기초하여 p11이라는 영상을 재구성하므로, 영상 p11을 표시할 수 있다. 다음에, 이 시스템은 영상 p12 및 p13을 연속적으로 표시한 다음, 영상 i1을 표시한다. 동작의 시퀀스는 반복적으로 실행될 수 있다.

5배속 서치 모드의 경우에 있어서, 1프레임 데이타의 트레이싱이 표시와 함께 행해지지 않지만, 패킷으로서 데이타를 출력하는데 불편함을 주지 않는다. 그러나, 디코더는 모든 데이타를 슬라이싱 단위로 갱신하고, 언제든지 갱신된 데이타를 표시할 필요가 있다. 이것을 달성하기 위해서는 특수 재생 모드를 표시하는 플래그를 설정하고 시간 스탬프 등과 같은 데이타를 갱신할 필요가 있다. 이들 동작은 패킷 재구성 회로(325)에서 실행된다.

가변 길이 부호화를 이용하는 디코더는 데이타가 VCR에 기록될 때 엔코드된 서치 데이타의 코드를 디코드하기 위해 구성된다. DCT 계수가 d.c. 성분, 약간의 a.c. 성분 및 EOD(데이타의 단부)을 사용함으로써 단축되기 때문에, 동일 가변 길이 코드를 사용하여 데이타 비율을 짧게 할 수 있다. 따라서, 서치 모드시의 데이타의 시간 주기(span)가 입력시 비트 스트림의 시간 주기보다 짧을 경우, 디코더는 어떠한 문제없이 데이타를 디코드할 수 있다.

상술한 2개의 포인트로부터 디코더 구성의 어떠한 특수 변경없이 서치 모드 비트 스트림을 디코드할 수 있고, 디코드된 서치 데이타를 표시할 수 있다.

5배속 모드에 있어서, 영상의 갱신이 한 프레임의 표시보다 빠르게 행해지므로, 소정의 영상 데이타는 스킵된다. 그러므로, 공간적인 해상도 및 시간과 관련된 해상도는 3배속 모드와 15배속 모드 사이의 중간 값을 취한다.

3배속 및 15배속의 서칭 데이타에 아무런 변경없이 다음과 같이(제16(a)도 및 제16(b)도) 5배속 모드 데이타를 구성할 수 있다. 상술한 데이타 구성으로부터의 다른 특징은 5배속 모드시 영상의 공간 해상도는 3배속 모드시의 공간 해상도와 동일하고, 픽처의 시간-해상도는 서칭 속도에 비례한다는 것이다. 1바이트가 I픽처 및 P픽처의 d.c. 성분용으로 할당될 때, 전체적으로 1바이트는 가장 낮은 주파수를 갖고 있는 2개의 a.c. 성분 계수용으로 할당되고, 0.7바이트는 두번째로 낮은 주파수를 갖고 있는 3개의 a.c. 성분 계수용으로 전체 할당되므로, SB의 수는

5,400 ×1.5 ×2.7 ×3/(5 ×77) = 170.4

[＜180 SBs(7), 나머지：9]

따라서, 이 방식에서는 소정의 제한 범위 내에서 공간적 해상도와 시간적 해상도와의 교환 조건을 형성할 수 있다. 공간적 및 시간적 해상도의 조합은 상술한 조합에 제한되지 않고 변경될 수 있다. 해상도는 입력 영상 포맷에 따라 변경할 수 있다. 이 구성은 이러한 상황에 대응가능하다.

해상도의 할당은 유저를 시간 및 공간 해상도의 몇가지 선정된 조합으로부터 픽처 서치시 화질의 원하는 모드를 선택하도록 할당하기 위해 소프트웨어에 응답될 수 있다.

각각의 서칭 속도시 판독가능한 데이타량은 다음과 같이 계산될 수 있다.

(6) 120 ×2.5 ×77 ×8 = 184.8Kbps

(7) 180 ×10 ×77 ×8 = 924Kbps

(8) 300 ×10 ×77 ×8 = 1.848Kbps

따라서, 1.848Mbps 이하의 비트율을 갖고 있는 임의의 디지탈 신호는 ATV 비트 스트림과 함께일 때 기록될 수 있고, 특수 재생의 서치 데이타로서 사용될 수 있다. 즉, GOP의 프레임 수에도 불구하고, 픽처를 복원하기 위해 3배속 서치 모드시 모든 데이타를 반드시 재생할 필요가 있다. 그러므로, 재생된 데이타가 표시될 때, 데이타는 1프레임이 모두 3프레임으로부터 선택되는 이러한 방식에서 적어진다. 장면 변경 등에 대응하기 위해서는 특정 제어가 고려될 수 있다.

5배속 서치 모드시, 데이타의 50%만(상술한 바와 같이 924Kbps)이 픽업될 수 있다. 그러므로, I픽처의 모든 데이타는 일반적으로 판독될 수 있지만, I픽처를 픽업하는데 약간의 오류가 발생될 수 있다. 동일 GOP에서 I픽처의 원 데이타 영상과 P- 또는 B- 픽처의 원 데이타 영상 사이의 차가 많지 않아야 한다. 또, 많은 경우에 있어서, 원 I픽처는 이웃하는 GOP에서 I픽처로부터의 차가 많지 않다. 따라서, 영상 데이타의 갱신을 가능한 제한하여 서칭 동작에서 사용될 수 있도록 영상을 표시해야만 한다.

GOP가 2.5 이하의 프레임 수로 구성되는 경우에 있어서, GOP를 통해 I픽처상의 모든 데이타를 판독할 수 있다.

이 경우에 있어서, 데이타에서 장면 변경이 있으면, I픽처들 사이의 간격은 짧게 될 수 있다. 그러므로, 원 영상을 복원하기 위해서는 데이타가 충분하지 않다. 그러나, 이 결함은 서치 모드시 장면들 사이의 경계 점에서 인식될 필요가 없기 때문에 어떠한 중요한 문제점도 발생하지 않고, 유저는 정상 또는 저속 동작 모드로 시스템을 동작시켜 경계점에 위치시킬 수 있다.

전체 데이타에 대한 I픽처의 데이타 점유 비율이 동일하거나 50% 이하인 경우, I픽처의 데이타는 I픽처를 복원하는데 실패할 가능성이 없도록 하기 위해 항상 판독되어야 한다. 데이타 비율에 따라, P픽처의 데이타는 판독되도록 형성될 수 있다. GOP가 5개의 프레임보다 적게 구성될 경우, 데이타는 당연히 적어질 수 있다.

15배속 모드에서, 픽업되는 데이타량이 정상모드시의 1/10정도이기 때문에, 중요한 DCT 계수를 선택할 필요가 있어 상술한 바와 같이 기록된다.

3배속 모드에 있어서, 재생된 데이타는 어쨋던 작게 되어야만 한다. 이것은 시스템이 2종류의 헤드 배치뿐만 아니라 5배속, 15배속, 역 서치 모드에 대응하게 위해 채택되었기 때문이다. 그러므로, 제한된 기록 영역으로 인해 1.848Mbp보다 더 높은 데이타 비율을 형성할 수 없다. 처리하기 위해 상술한 조건이 감소될 수 있는 경우, 기록되는 데이타 비율는 증가될 수 있다.

본 발명의 설명이 ATV 비트 스트림이 입력 신호로서 사용되는 실시예에서 고려되었지만, 임의의 신호는 MPEG와 상응하는 한 상술한 바와 같이 적용될 수 있다. 따라서, 입력 신호의 비트율이 20Mbp 대신에 18Mbp일 경우, 특수 재생 모드용으로 사용될 수 있는 데이타 비율은 7Mbp이고, 낮은 비트율 신호의 데이타 비율은 2Mbp만큼 증가되어 3.848Mbp의 신호를 기록할 수 있다.

이 경우에 있어서, 소정의 I픽처는 전체적으로 픽업될 수 있거나, 다른 경우 3배속 모드시 모두 픽업될 수 없다. 이러한 경우에서는 가능한한 영상 데이타를 갱신함으로써 서칭의 기능을 처리할 수 있다. 본 발명의 제1실시예에서 5배속 및 15배속 모드용으로 행해질 때, DCT 계수를 선택하여 다른 분할함으로써 데이타를 기록할 필요가 있다.

30 SB는 3배속 모드시 단일 영역으로부터 판독될 수 있지만 정확하게는 약 70 SB가 판독될 수 있다는 것을 상술한 설명에 주지되어 있다. 상술한 경우에 있어서, 특수 재생 모드용으로 채택된 영역은 제한되기 때문에, 30 SB 이상의 영역을 보장할 수 없다. 그러나, 이 경우에서는 특수 재생 모드용으로 사용하는 영역을 증가시킬 수 있다.

3배속 모드 경우의 장점은 낮은 데이타 비율의 입력 신호의 데이타가 3배속 모드에 사용될 수 있지만, 이 데이타는 5 배속 모드의 서치 데이타와 공동하여 사용될 수 없다. 70 SB가 3배속 모드용으로 사용될 때, 데이타량은 시스템이 역 서치를 실행할 수 있고 2종류의 헤드 배치에 응답하는 조건에서 행해지는 바와 같이 재계산될 수 있다.

[표 4]

[서치 재생 모드의 데이타가 기록된 SB의 수]

(데이타는 시스템의 역 서치를 행하고 다른 헤드 배치 및 다른 요인과 대응하도록 중복된다.)

[표 5]

[서치 재생시 판독되는 데이타량]

(모니터에 실제 표시되는 데이타량)

서치 재생용으로 사용되는 데이타량

SD-VCR의 입력 데이타 비율：24.94Mbps, 4.048 SBs *1

낮은 데이타 비율의 입력 신호용으로 사용가능한 데이타 비율：1530 ×10 × 77 ×8 = 9.42Mbps, 1,530 SBs *1

상술한 2값 사이의 차：15.52Mbps 2,518 SBs *1

*1：데이타가 모든 트랙에 동일하게 할당되는 조건에서 30트랙에서의 SB의 수.

따라서, 대부분 비디오 신호 성분인 높은 데이타 비율 신호용 데이타 비율은 15.52Mbps이다.

호환성의 관점에서, 시스템은 검출시에 디지탈 신호의 진폭을 위해 더 마진을 보장하기 위해, 높은 데이타 비율 입력 신호의 데이타 비율이 15Mbps로 설정되고, 낮은 데이타 비율 입력 신호의 데이타 비율이 9Mbps로 설정되면 충분하다.

본 발명은 최근에 와이드 디스플레이의 고화질 영상의 미래 텔레비젼 장치로서 많은 대중적 주위를 끄는 ATV, HDTV 등의 와이드 대역을 갖고 있는 텔레비젼 신호를 기록하기 위한 기록 장치를 제공하는 것이다. 즉, 본 발명은 비교적 높은 비트율 신호(대역 압축 후 17 내지 60Nbps) 및 비교적 낮은 비트율 신호(유효 샘플의 절반 및 유효 라인의 절반을 포함하는 1.5 내지 5Mbps)를 발생하고, 특수 재생의 신호로서 비교적 낮은 비트율 신호를 활용함으로써 동시 방송에 대응할 수 있는 디지탈 VTR을 제공하는 것이다. 디지탈 VTR에 대한 본 발명의 적용은 가까운 미래 동시 방송 개시에 대응하기 위한 시스템을 가능하게 한다. 또, 디지탈 VTR을 서치 재생 모드시 평활하게 움직인 화질을 재생하기 위해 고능률 부호화 방식으로 채택하기는 매우 어렵지만, 본 발명에 의한 시스템이 이러한 결점을 극복할 수 있게 된다.

본 발명의 기록 재생 장치가 SDTV 신호의 서치 재생을 행할 뿐만 아니라 정상 픽처를 SDTV 신호로 재생할 수 있기 때문에, 휴대용 DVCR용 SDTV형의 저가 디스플레이를 제공할 수 있다. 또, 본 발명은 신호 방식의 어떤 변경없이 표시할 수 있는 멀티미디어 네트워크용 터미널 디스플레이를 고려할 수 있다.

Claims

유효 화소수, 유효 주사선수가 많은 고해상도의 디지탈 화상 신호를 기록 재생하는 장치로서, 정상 재생으로서 고해상도의 신호에 더하여 유효 화소수, 유효 주사선수, 프레임 수와 애스펙트 비(aspect ratio)중 일부 또는 전부를 방식 변환함으로써 형성한 저해상도의 신호 및 상기 저해상도의 신호로부터 형성한 복수의 특수 재생 신호도 포함하여 기록 재생하는 디지탈 기록 재생 장치에 있어서, 복수의 특수 재생 속도를 정상 재생 속도의 배수로 표시하고, 상기 복수의 특수 재생 속도의 배수가 최소 공배수를 갖도록 정상 재생 신호와 특수 재생 신호를 포함하는 피기록 혼성 신호의 비트 스트림을 구성함으로써, 상기 복수의 특수 재생 속도의 최소 공배수 또는 그 정수배로 1프레임 기간에 상당하는 기록 트랙수를 설정하는 것에 의해 설정한 어떠한 특수 재생 속도에서도 1프레임 기간(예를 들면 1/30초)의 정수배의 기록 트랙 수로, 기록 패턴이 주기성을 갖도록 함으로써 복수의 신호 처리를 용이하게 하는 트랙 맵핑 신호 발생 수단, 및 상기 트랙 맵핑 신호 발생 수단에서 설정한 기록 영역에 고해상도의 신호와 저해상도의 신호 및 특수 재생 신호 등 해상도가 다른 동일한 내용의 신호를 전부 혼성하여 기록하는 멀티플렉서 수단을 포함하고, 정상 재생 속도로 고해상도와 저해상도 양 신호를 재생하는 것을 가능하게 하고, 또한 특수 재생 속도시에는 저해상도의 신호를 복수의 특수 재생 속도로 재생할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 디지탈 기록 재생 장치.
제1항에 있어서, 복수의 재생 속도에 대응하는 기록 신호에 대해, 특수 재생 속도가 고속으로 됨에 따라 저해상도 신호의 고역 성분을 계층적으로 감소시킴으로써 공간적인 해상도를 계층적으로 저하시키는 DCT 계수 선택 수단을 더 포함하고, 상기 트랙 맵핑 신호 발생 수단은 프레임 추출에 의한 프레임 수의 저감을 계층적으로 행하는 것에 의해 시간적인 해상도를 계층적으로 감소시켜 복수의 특수 재생 신호 형성시 공용 부분을 형성함으로써, 복수의 특수 재생 속도 실현에 필요한 기록 영역을 될 수 있는 한 적게 하는 것을 특징으로 하는 디지탈 기록 재생 장치.
제1항에 있어서, 정상 재생 속도로 재생 가능한 저해상도의 신호를 이산적 코사인 변환(DCT)과 가변 길이 부호화에 의해 소요 비트수를 적게 하는 화상 압축 수법을 이용하여 형성하고, 화상 압축된 저해상도의 신호로부터 복수의 특수 재생 신호를 최저 속도의 특수 재생 속도로 재생하는 신호에 대해 가장 많은 소요 비트 수를 할당하고, 순차 재생 속도가 빠른 특수 재생에 사용하는 특수 재생 신호의 소요 비트수 할당을 감소시키기 위해 및 복수의 특수 재생 속도에 사용하는 복수의 특수 재생 신호에 대해 공유하는 신호 부분을 형성하기 위해 최저 속도의 특수 재생 속도용으로서 이용하는 화상 압축된 저해상도의 신호에 대해 상기 이산적 코사인 변환 후, 가변 길이 부호화한 DCT 계수를 DCT 계수의 DC 성분을 나타내는 DC 계수, 제1 내지 제N번째의 AC 계수 및 DCT 계수의 최후를 나타내는 EOD(end of data)의 순서로 구성하는 DCT 계수 선택 수단을 더 포함하고, 상기 트랙 맵핑 신호 발생 수단은 특수 재생 속도가 빨라지는 순서로 각 특수 재생 신호에 할당되는 소요 비트수를 순차 감소시키기 위해 최종 부분의 EOD를 적응적으로 이동시키므로써 복수의 특수 재생 신호에 대해 계층 부호화하는 것을 특징으로 하는 디지탈 기록 재생 장치.
제1항에 있어서, 상기 디지털 기록 재생 장치는 DCT 계수 선택 수단을 더 포함하고, 상기 DCT 계수 선택 수단에 의해, 복수의 특수 재생 속도에 대하여, 모든 특수 재생 속도에 대해 DCT의 AC(고역 성분) 계수를 최대한 많이 분배하고, 특수 재생 속도가 고속으로 됨에 따라 상기 AC 성분의 계수가 감소하도록 DCT 계수를 분배하고, 또한 상기 트랙 맵핑 신호 발생 수단 및 멀티플렉서 수단에 의해, 상기 복수의 특수 재생 속도와 정상 재생 속도의 신호를 혼성할 때 각각 공통으로 분배된 계수에 대해 공통으로 리트레이스(retrace)하는 영역이 설치되도록 피기록 혼성 신호를 구성하는 것을 특징으로 하는 디지탈 기록 재생 장치.
제1항에 있어서, 상기 멀티플렉서 수단은 저해상도의 신호를 이미 규격화되어 있는 MPEG2의 화상 압축 신호 처리법에 의해 대역 압축된 디지탈 SDTV 신호로 변환할 때 압축된 저해상도 신호의 프레임 내 처리에 의한 인트라프레임 부호의 I프레임, 프레임 간 처리에 의한 인터프레임 부호화로서의 P 및 B프레임 전체를 포함하는 저해상도 신호를 가장 낮은 속도의 특수 재생 신호로서 형성하여 상기 특수 재생 신호를 기록 및 재생한 화상의 부자연스러움을 없애고, 정상 재생 모드시에도 상기 저해상도의 신호를 고해상도의 신호와 함께 재생할 수 있도록 하고, 상기 특수 재생 속도가 고속으로 됨에 따라, 상기 저해상도의 MPEG2 신호의 프레임 내 부호화에 의한 I프레임 뿐만아니라, I프레임에 이어서 프레임 간 예측 부호화에 의한 전방 예측 P프레임, 양방향 예측에 의한 B프레임의 전부 또는 이것의 일부를 이용하여 다시 공간적인 해상도 계층화 및 예측 부호화에 의한 P, B프레임의 일부를 제거하여 프레임 추출을 계층적으로 행함으로써 시간적인 해상도를 계층화하는 패킷 처리 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 기록 재생 장치.
제5항에 있어서, 상기 패킷 처리 수단에 의해, 프레임 추출을 계층적으로 행할 때, 양방향 예측 부호화된 B프레임을 제거하고, 특수 재생 속도가 고속으로 됨에 따라 P프레임 추출을 순차 증가시켜 공간적인 해상도가 상이한 복수의 특수 재생 속도의 기록 신호를 형성하는 것을 특징으로 하는 디지탈 기록 재생 장치.
제5항에 있어서, 복수의 특수 재생 속도에 대해 공간적인 해상도를 계층화하기 위해 복수의 특수 재생 속도로 공통 리트레이스하는 영역에 DCT 계수의 저감 성분을 할당하고, 또한 특수 재생이 저속으로 됨에 따라 DCT 계수의 고역 성분을 증가시키도록 적응적으로 할당하는 DCT 계수 선택 수단을 더 포함하고, 상기 패킷 처리 수단 및 상기 트랙 맵핑 신호 발생 수단은 복수의 특수 재생 속도시에 시간적인 해상도를 계층화하기 위해 특수 재생 기록 영역에 양방향 예측의 B프레임을 추출하여 프레임 내 부호화에 의한 I프레임과 전방 예측의 P프레임을 기록함으로써, 기록하는 특수 재생 기록 영역을 효율적으로 감소시킨 것을 특징으로 하는 디지탈 기록 재생 장치.