[发明专利]数字式记录和再现设备

说明书

本发明涉及一种数字式记录和再现设备，其能够通过压缩记录信号的带宽来实现比较长的记录以及具有不同搜索速度的多次搜索重放模式。

为了制定适于希望作为换代产品的家用数字VTR(磁带录像机)标准规范的国际协定，已经建立了HD数字VCR(盒式录像机)联合会并且在1994年4月就现行电视系统(在下文中缩写为SDTV)和HDTV系统的记录方案达成了国际协议。已商定的规范的特点是可以使用通用的结构记录适于SDTV和HDTV的两种电视信号。该方法主要是在帧内进行高效编码。特别是，该技术主要进行离散余弦变换(在下文中称为DCT)和可变长度编码。采用帧内高效编码技术的一个原因是因为存在对使编辑操作容易进行的高速搜索再现的需求。也就是说，当以至少十倍或更小速度的搜索模式再现图象时，该系统应再现无非自然的高质量图象。

图1表示目前国际上认可的上述家用DVCR(数字式盒式录像机)的方框简图(下文中将把这些SD.VCR规范称之为SD-VCR)。将输入图像信号进行A/D转换使之成为亮度信号Y和两种色度信号C_N和C_W，然后将其分成具有8×8个象素的方块。此后，使每个方块的数据在方块变换(shuffling)部分101中变换(Shuffied)。这样做既可以分散频率分量以提高随后主要包含DCT的高效编码的效率和分散在重放模式中因丢失信息而引起的段错误。高效编码部分102利用DCT技术进行正交变换从而用与频率分量有关的系数来代表各信号。该部分102还适当地对系数和可变长度编码进行量化以便消除冗余度或连续的O′S。充分消除高效编码部分102中的冗余度会明显降低信号的比特率。在错误校正编码部分103中，在这种经高效编码的压缩信号中加入必要的奇偶校验码校验以校正的重放模式中产生的编码错误。在同步(Sync)和ID(标识符)加入部分104中，把进行PCM同步的同步码和进行方块内容鉴别的ID码加到包含同步码的每个同步信息块中。调制部分105表示一个有效记录该记录信号的调制器。将24-25调制方法用于在以减小直流分量为目的的DVCR规范电路中使用的调制器。通过记录放大器将调制输出进行放大并经由视频磁头记录在磁记录介质上。

在重放模式中，由视频磁头将记录信号检出，而且通过再生放大器将该再生信号放大并送至解调部分107中，由此复原数字信息。然后，仅在按记录模式进行的操作反方向或相对的方向上进行操作。也就是说，Sync和ID检测部分108对用于PCM的同步码进行检测并对ID码的内容进行解码。错误校正和解码部分109对编码错误进行检测并在出现错误时对其进行彻底校正。解码和重现部分110把由高效编码部分压缩的视频信息进行可变长度解码和逆量化并使经过样处理的视频信息进行IDCT以恢复成近似于相应原始视频信号的视频信号。如果存在不可恢复的错误编码，该部分110将使用上述编码前或编码后的数据进行内插。这样复原的输出信号仍然不是完整的视频信号，但是可以通过后面的反变换(deshuffle)部分111中的每个方块进行反变换，从而再现原始视频信号。

图2表示上述DVCR中同步信息块的结构和记录格式。每个同步信息包含90外字节，其包括两个用于同步码的字节，三个用于ID码的字节和77个用于带8个内奇偶性Reed-Solomon校正码的字节的视频数据的字节。格式中规定用于视频数据的是135个同步块(在下文中将缩写为SB)，每个块有77个字节。

目前，还没有设立用于记录该信号的专用方案，该信号是在高效编码方案的基础上通过压缩图象数据形成的，所述电路通过MPEC(运动画面图象编码专家组)使用上述DVCR中的磁带驱动器，信号处理器和记录及再现系统来标准化。图3表示打算作为ATV暂定标准的编码结构。在图中，标志I表示帧为的编码过程，P表示与作为帧间编码过程的前帧有关的预测编码过程而B表示与前后帧都有关的另一预测编码过程。在依据得到认可的SD规范记录根据上述帧间预测编码而定义的视频信号的情况下，当在图象搜索重放模式下对系统进行操作时，如图4A和4B所示，信号将从几个不同的磁道中以不连接的形式再生出来。因此，几乎不可能再现具有清楚内容的完整图象。