[发明专利]用于数字视频信号的变速重放的方法和装置

说明书

下述申请与本申请有关，并由该专利的受让人提出：日本专利申请号05-056576(申请日：1993.02.22)，05-195533(申请日：1993.07.13)，05-287702(申请日：1993.10.22)，06-142042(申请日：1994.06.23)，06-200878(申请日：1994.08.25)，06-206961(申请日：1994.08.31)。对应这个6个申请的美国专利申请处于审查中。每个以上专利由本受让人所有并在这里与之相互参照。

本发明涉及数字视频信号的方法和装置，其中由MPEG系统编码视频信号产生的数据被直接记录，高画质的重放图象可变速重放。

最近，数字视频磁带记录装置(数字VTR)的进展非常快速，其中视频信号被转换成数字信号并由离散余弦变换进行变换(DCT)，结果由变长编码，例如，哈夫曼(Huffman)编码，用旋转磁头记录于斜角记录系统上。这样的数字VTR可设置成记录当前电视制式视频信号的方式，例如NTSC制式，记为SD方式；或者设置成记录高分辨电视信号(HDTV信号)的方式，记为HD方式。

对SD方式，在压缩为约25Mbps的数字视频信号之后，记录视频信号；而对HD方式，在压缩为约50Mbps的数字视频信号之后，记录视频信号。

对传统的数字VTR，是企图直接记录输入视频信号，即记录输入数据于磁带上，或重放并直接输出记录于磁带上的数据。即，通过为传统数字VTR增加直接记录/重放的功能，不必要为例如重放HDTV信号而对输入数字视频信号进行解码，由预置的编码系统记录于磁带上的HDTV信号的解码也不必要，这样将消除硬件的浪费。

特别地，如果数字视频信号由MPEG系统编码视频信号产生(此动画编码系统由国际电气会议(IEC)和国际标准化组织(ISO)的联合技术委员会(JTC)下的分会(SC)的第11工作组(WG)标准化)，或者由光盘重放的数字视频信号被送至数字VTR，数字VTR有直接记录/重放这些数字视频信号的功能是方便的。

现在解释先进电视(ATV)系统，这种数字广播采用MPEG系统作为编码系统。

图1是ATV系统传输系统的构成方块图，101是视频编码器，102是音频编码器。HDTV系统的视频信号经输入端子103送至视频编码器101，音频信号经输入端子104送音频编码器102。

视频编码器101由MPEG系统经数据压缩方式编码HDTV信号。即，编码器101使用高效编码系统编码HDTV信号，包括组合DCT和运动补偿预测编码的数据压缩编码。视频编码器101按预定序列输出由场内或帧内编码得到的I-“图象”数据，由前向预测编码得到的P-“图象”和由双向编码得到的B-“图象”，如图2所示。这里帧和场经常也记作“图象”。I-“图象”由独立DCT产生不与其它图象帧有关。对于P-“图象”，由前向I-“图象”和P-“图象”进行运动补偿预测编码，结果的差信号，即预测误差进行DCT变换。对于B-“图象”，由前向和后向I-“图象”和P-“图象”进行运动补偿预测编码，结果的差信号由DCT变换。I-“图象”出现的周期称为图象组(GOP)。在本例中，M＝3和N＝9。

传输编码器106把由视频编码器101编码的视频数据，由音频编码器102产生的音频信号和来自输入端子107的辅助信息组成数据包。

图3示出一个包结构，一个传输包长度为188字节。包前端是具有4字节定长的连接头和变长的匹配头，接着为视频和音频数据组成的传输数据。

参照图1，由传输编码器106产生的包提供给道调制器108，该调制器由预定频率的载波调制传输包。道调制器108的输出送至输出端子109。

对ATV系统，HDTV信号由例如10Mbps的速率传输，其速率低于数字VTR SD方式约25Mbps的记录速率。这样由ATV系统传输的信号可直接记录于数字VTR上。直接记录被传输的信号于数字VTR上，就不必要解码传输来的HDTV信号并将解码的信号输入给数字VTR，可以消除硬件的浪费。此外，使用SD方式记录可以得到更长的记录时间。

然而，如果ATV信号以SD方式直接记录于数字VTR上下述理由不能取得变速重放。

对ATV系统，压缩依据MPEG系统进行，其中的I-“图象”、P-“图象”和B-“图象”以前述方式传输。由于磁头访问磁带上的磁道，不可能产生连续图象帧信号。如果不能获得连续图象帧信号，P-“图象”和B-“图象”不能解码。只有I-“图象”可被解码。因此变速重放只能用I-“图象”数据重放。