記錄和再現設備的制作方法

專利名稱：記錄和再現設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于記錄和再現數字視頻信號的數字信號設備，以及涉及用于記錄外部輸入視頻信號的設備。
背景技術：
隨著數字信號處理技術的近來發展，用于記錄和再現例如數字盒式磁帶錄象機(以后稱為DVC)的視頻信號的高效編碼數字數據等的設備已經變得普遍。
在待審日本專利申請平7-177469中已經提出用這種記錄和再現設備記錄諸如復合信號等的外部輸入視頻信號的方法。
圖8表示上述提出方案的一種情況。圖8中，101表示I/O塊，102是VSP塊，103是DRP塊，104是控制塊，105是輸入視頻信號處理電路，106是混洗存儲器(shuffling memory)，107是正交變換電路，108是成幀電路，109是PTG存儲器，110是編碼器，111是解碼器，112是ECC存儲器，113是解幀電路，114是逆正交變換電路，115是輸出視頻信號處理電路，116是同步分離器電路，117是同步檢測電路，118是多路復用器，119是垂直和水平同步分離器電路，120是I/O控制信號發生器電路，121是I/O PLL電路，122是VSP控制信號發生器電路，123是2VSPPLL電路，124是DRP控制信號發生器電路，125是DRPPLL電路，126是多路復用器，127是PBPLL電路，128是基準同步發生器和129是幀脈沖發生器電路。
圖8所示的記錄和再現設備由下述部件構成作為輸入/輸出部分用于實現視頻信號的輸入和輸出的I/O塊101(輸入/輸出處理器)，用于對視頻數據實現預定處理的VSP(視頻信號處理)塊102(壓縮和擴展處理器)，用于執行記錄和再現視頻數據的記錄和再現處理的DRP(數據記錄播放)塊103(記錄和再現處理器)，以及用于產生塊101到103所要求的時鐘信號并且執行設備的整個控制的控制塊104。
下面將描述例如利用這個記錄和再現設備的外部輸入復合信號的記錄和再現。
開始，在控制塊104，在同步分離器電路116從輸入復合信號中提取出同步信號，并且當該同步信號被同步檢測電路117檢測出時，通過多路復用器118，該同步信號被提供給垂直和水平同步分離器電路119。這里，即使沒有同步信號被同步檢測電路117在預定的時間內檢測出，通過多路復用器118，同步信號仍然能夠被提供給垂直和水平同步分離器電路119。
在垂直和水平同步分離器電路119中，該同步信號被分離成垂直同步信號和水平同步信號。水平同步信號的相位由產生精確定時水平同步信號的I/OPLL電路121得出，其被提供給I/O控制信號發生器電路120。該I/O控制信號發生器電路120產生I/O控制信號，同時基于水平同步信號產生13.5MHz時鐘信號作為基準信號，該13.5MHz時鐘信號是國際電信聯盟(ITU-R)推薦的。這些信號被提供給I/O塊101。
垂直同步信號是通過檢測視頻信號的幀長度由幀脈沖發生器電路129獲得的，并且當結果落在標準頻率的±1％之間的范圍內時，基于所提供的垂直同步信號產生幀脈沖(以后稱為外部輸入同步信號)。當結果落在等于或者大于標準垂直同步信號的+1％或者等于或者小于標準垂直同步信號的-1％時，分別產生標準垂直同步信號+1％或者-1％的獨立幀脈沖(以后稱為內部自由運行同步信號)，并且被提供給2VSPPLL電路123。
當同步信號從外部輸入同步信號轉換到內部自由運行同步信號時，用于內部運行同步信號的計數器由所提供的垂直同步信號復位，由此確保輸出幀脈沖的連續性。另一方面，對于同步信號從內部自由運行同步信號轉換到外部輸入同步信號的轉換，提供了具有預定寬度的窗口，使得當相位出現在該窗口內時進行該轉換，由此確保輸出幀脈沖的連續性。
2VSPPLL電路123得到幀脈沖的相位，以便產生精確定時的幀脈沖，其被提供給VSP控制信號發生器電路122。從VSP控制信號發生器電路122提供到VSP塊102是18MHz時鐘信號并基于該18MHz時鐘信號形成VSP控制信號。
DRPPLL電路125得到從2VSPP LL123供給的定時信號的相位，以便產生相位上精確調整的41.85MHz時鐘信號，其通過多路復用器126被提供給DRP控制信號發生器電路124。從DRP控制信號發生器電路124提供給DRP塊103的是41.85MHz時鐘信號和基于該41.85MHz時鐘產生的DRP控制信號。
接著，在I/O塊101，輸入復合信號由輸入視頻信號處理電路105取樣和數字化，并且被進一步成形為亮度數據Y和色度數據C。然后，基于從控制塊104提供的13.5MHz時鐘信號，這些信號被寫入混洗存儲器106。
在VSP塊102，基于從控制塊104提供的18MHz時鐘信號，從混洗存儲器106讀出視頻數據，然后該數據通過正交變換電路107進行數據壓縮和由成幀電路108形成為一個圖象幀的視頻數據，其與奇偶校驗位相加和然后寫入PTG存儲器109。
在DRP塊103，基于從控制塊104提供的41.85MHz時鐘信號，視頻數據從PTG存儲器109讀出并且通過編碼器110進行預定編碼處理和輸出到記錄頭(未示出)。
下面，將描述著重這種記錄和再現設備的播放操作。
視頻數據通過再現頭(未示出)以播放模式進行再現和提供給解碼器111。
這里，在控制塊104，通過上述解碼器111(在DRP塊103中)處理的視頻數據被提供給PBPLL電路127，在這里產生41.8gMHz的時鐘信號，其經多路復用器126被提供給DRP控制信號發生器電路124。從DRP控制信號發生器電路124提供給DRP塊103的是41.85MHz時鐘信號和DRP控制信號。在DRP控制信號發生器電路124中，基于記錄在帶上的導頻信號控制主動輪速度。即，這允許播放頭精確地跟蹤記錄軌道，因此，有可能正確地再現視頻數據。
基準同步發生器128產生同步信號，其經過多路復用器118被提供給垂直和水平同步分離器電路119。由垂直和水平同步分離器電路119分離的垂直同步信號的相位由利用幀脈沖發生器電路129的2VSPPLL電路123得到，以便允許VSP控制信號發生器電路122產生18MHz時鐘信號和VSP控制信號，這些信號被提供給VSP塊102。
而且，由垂直和水平同步分離器電路119分離的水平同步信號的相位由I/OPLL電路121得到，以便允許I/O控制信號發生器電路120產生13.5MHz時鐘信號和I/O控制信號，這些信號被提供給I/O塊103。
在DRP塊103，再現的數據按上述被提供給解碼器111，在這里數據經過預定解碼處理，并且基于從控制塊104提供的41.85MHz時鐘信號，被解碼的數據寫入ECC存儲器112，同時進行錯誤校正。
在VSP塊102，基于從控制塊104提供的18MHz時鐘信號，該數據從ECC存儲器112中讀出并且經過解幀電路113被提供給逆正交變換電路114，在這里基于VSP控制信號，該數據進行逆正交變換，并且基于18MHz時鐘信號被寫入混洗存儲器106，以便形成一幀的視頻數據。
在I/O塊101，基于從控制塊104提供的13.5MHz時鐘信號，該視頻數據從混洗存儲器106中讀出，并且基于I/O控制信號通過輸出視頻信號處理電路115被變換成復合數據，同時被逆變為模擬形式和輸出到外部。
這樣，該視頻數據能夠根據當在記錄期間外部輸入視頻數據的垂直同步信號落在標準頻率的±1％之間范圍內時的外部輸入同步信號被記錄，以及能夠根據當同步信號落在等于或者大于標準頻率的+1％或者等于或者小于標準頻率的-1％時的增加或者降低1％之內部自由運行同步信號被記錄。而且，由于當從外部輸入同步信號變換到內部自由運行同步信號或者反之時，在輸出垂直同步信號之間的轉換能夠保持連續性來完成，因此有可能在記錄頭的旋轉速率上做到精密磁鼓伺服控制。
另外，在再現中，也能夠正確地再現記錄在帶上的視頻數據。
然盡管如此，由于在混洗存儲器上的寫入和讀出是異步的，如果數據讀出在一幀數據的寫入完成之前開始，則被重寫之前的數據，即在先舊幀的數據將混合在讀出數據中。而且，如果下一幀數據的寫入是在一幀數據的讀出完成之前開始，則被重寫之后的數據，即新幀的數據將混合在讀出數據中。這些現象是經常發生的，尤其當垂直同步信號的長度經常落在標準信號的±1％之間范圍之外時更是這樣。但是，待審日本專利申請Hei 7-177469沒有涉及這個問題。
而且，在一些情況下，依賴于輸入信息源的類型，存在外部輸入的視頻數據會以缺乏次序被記錄的可能性。例子包括當再現和輸入被中斷場景的帶子時在場之間的不連續性，因從調諧器輸入期間頻道改變引起的場之間的不連續性，一幀中行數目的增加或者減少，不同類型幀數據的混合，在諸如從游戲機等輸入的非隔行信號中非配對場的連續輸入，因消隱信號輸入導致的同步故障和恢復之后同步信號的相位不連續性。
發明公開為解決上述問題，本發明按下述構成。
即，用于記錄和再現數字視頻信號的記錄和再現設備包括用于至少3幀的存儲器；用于基于數字視頻信號的同步信號，將外部輸入視頻數據寫入存儲器的寫入裝置；用于基于同步信號，從存儲器中讀出視頻數據的第一讀出裝置；用于基于單獨產生的自由運行同步信號，從存儲器中讀出視頻數據的第二讀出裝置；和用于基于同步信號通過至少控制將視頻數據寫入存儲器的定時和讀出的定時，完成存儲器中幀頁管理的頁管理裝置，其中第一讀出裝置和第二讀出裝置根據來自頁管理裝置的指令相互進行轉換。
這里，第二讀出裝置包括幀長度檢測裝置，用于檢測與預定標準值的同步信號幀長度的差；第一內部計數器，用于產生大于標準值的第一幀基準信號；第二內部計數器，用于產生小于標準值的第二幀基準信號；以及窗口脈沖發生器，用于產生基于同步信號的窗口脈沖，和進行該操作使得當幀長度檢測裝置的檢測結果顯示該幀長度與標準值一致時，第一讀出裝置從存儲器中讀出視頻數據；當幀長度大于標準值時，使用第一幀基準信號的第二讀出裝置從存儲器中讀出視頻數據；當幀長度小于標準值時，使用第二幀基準信號的第二讀出裝置從存儲器中讀出視頻數據；當操作從第一讀出裝置轉換到第二讀出裝置時，復位第一內部計數器和第二內部計數器；并且當第一幀基準信號或者第二幀基準信號出現在窗口脈沖內時進行從第二讀出裝置到第一讀出裝置的轉換。
另外，最好是第二讀出裝置包括場確定裝置，用于確定場；和非連續性檢測裝置，用于檢測場之間的非連續性，并且當非連續性檢測裝置檢測出由場確定裝置確定的場中的場非連續性時，保留要被寫入的頁和要被讀出的頁。
還最好是第二讀出裝置包括行計數檢測裝置，用于檢測一幀中行的數目，并且當由行計數檢測裝置檢測的行計數不同于先前設定的行數目時，保留要被寫入的頁和要被讀出的頁。
而且，第二讀出裝置可以包括消隱檢測裝置，用于檢測外部輸入數字視頻信號的消隱周期；和屏蔽裝置，用于當消隱檢測裝置檢測出消隱周期時強制地抑制從存儲器中讀出的視頻信號。
此外，第二讀出裝置可以包括隔行模式確定裝置，用于確定外部輸入數字視頻信號是隔行的還是非隔行的數據；以及場重新分配裝置，其當隔行模式確定裝置已經確定外部輸入數字視頻信號是非隔行的數據時，進行將該數據變換到隔行格式的場重新分配。
這里，當來自隔行模式確定裝置的確定結果變化時，最好是保留存儲器的要被寫入頁和要被讀出頁中的內容。
而且，當來自隔行模式確定裝置的確定結果變化時，最好是在先前確定的時間周期中監測該確定的結果，然后保留存儲器的要被寫入頁和要被讀出頁中的內容。


圖1是表示根據本發明記錄和再現設備的方框圖；圖2是詳細地表示根據本發明記錄和再現設備的外部輸入控制電路的方框圖；圖3是表示根據本發明記錄和再現設備的外部輸入控制電路的處理順序的流程圖；圖4是表示用于標準模式525/60制式的一幀的存儲器結構的示意圖；圖5是用于說明當外部輸入視頻數據被亂序時數據的讀和寫的定時圖；圖6是用于說明當讀周期短于寫周期時數據的讀和寫的定時圖；圖7是用于說明當讀周期大于寫周期時數據的讀和寫的定時圖；圖8是表示常規的記錄和再現設備的方框圖。
實現本發明的最好方式下面說明本發明的一個實施例。
首先對視頻數據的混洗進行說明。
為了壓縮和記錄視頻數據，要進行正交變換。為此目的，為了減低信息量的變化和提高壓縮效率，要進行混洗(視頻數據的重組)。
為了簡單地進行上述混洗處理，可以使用這種方法(銀行法)，其中，使用兩個存儲器，每個都能夠存儲所提供的一幀視頻數據，數據被寫入它們中的一個，同時在先的幀數據以不同于當寫該數據時的次序的次序從另一個中讀出。
但是，常規的存儲器件價格上是高的，并且用于上述銀行法所需要的兩幀存儲器在容量上太大，該方法顯示出差的價格性能比。為解決這個問題，采用混洗處理，其使用一幀的存儲器。
參照圖4，說明執行混洗處理的一個例子，該交換處理使用了一幀的存儲器。圖4是表示用于標準模式525/60制式的一幀的存儲器結構的示意圖。圖4中，51是Y信號DCT塊，52是Cr信號DCT塊，53是Cb信號DCT塊，54是宏塊，55是超級塊。
首先，寫存儲器是通過將第一場數據寫入240交替水平行，然后以類似方式將第二場數據寫入240水平行實現的。
接著，存儲器的讀出是通過稱為DCT塊的最小單元實現的，每個最小單元是由水平方向上的8個取樣和垂直方向上的8個取樣構成的。6個DCT塊，即4個Y信號DCT塊51，1個Cr信號DCT塊52和1個Cb信號DCT塊53被分組在一起形成一個宏塊54。而且，27個宏塊被分組成一個超級塊55。首先讀出的是圖4中陰影線的超級塊55。即，Y信號DCT塊51，就是Y0到Y3，Cr信號DCT塊52和Cb信號DCT塊53以宏塊54單元中所述的次序被讀出。當每個都具有0到26個宏塊54的5個超級塊55已經被讀出時，則讀位置向下移動到下一行的超級塊55并且從此開始讀。
然后，下一幀的數據被寫入從此已經讀出數據的超級塊55。因此，數據被連續地寫入從此已經讀出數據的塊，由此實現使用僅僅一幀之存儲器的混洗處理。
下面，說明上述問題，即在使用僅僅一幀的存儲器的混洗處理的方法中在兩個相鄰幀之間數據的混合現象。當讀周期短于寫周期時，寫逐漸不能與讀保持同步，使得數據被從寫已經完成的超級塊55中讀出，因此讀出具有來自先前幀被混合在其中的數據。當讀周期大于寫周期時，讀逐漸不能與寫保持同步，使得下一幀的數據被寫入讀已經完成的超級塊55中，因此就讀出具有先前幀被混合在其中的數據。
因此，當使用用于僅一幀的存儲器來進行混洗時，如果寫周期和讀周期相互不同，將發生相鄰幀的數據混合。而且，由于寫/讀之地址舍入規則的破壞，存在這種可能性，即恢復是不可獲得的，除非復位地址舍入，其在使用該方法中造成困難。
但是，因為由于存儲器向大容量和批量生產發展導致的近來價格的降低，如果使用外部存儲器，多目的存儲器在費用上已經變得比用于僅僅一幀的專用存儲器有利。使用目前可獲得的具有有利費用性能比的16兆位DRAM使得提供用于3幀的存儲空間成為可能，甚至對于標準模式625/50制式(4.75兆位)也是如此，其需要對于一幀的大量數據。結果，使用前述的銀行法變成可能。下面，當寫周期和讀周期相互不同時，在基于使用用于2幀的存儲器的銀行方案和使用用于3幀的存儲器的銀行方案的混洗處理之間將進行比較。
首先，將利用

讀周期短于寫周期的情況。
圖6表示讀周期短于寫周期的情況，(a)表示使用用于2幀的存儲器的情況，和(b)表示使用用于3幀的存儲器的情況。附圖中的X表示這樣的點(標準模式的第二場中的第216行上)，在此足夠量的數據已經被寫入以啟動讀同時進行混洗，并且讀是對于位于位置X的下游數據進行的。同時，附圖中的Y表示讀結束的點，并且如果寫是在該點之前開始，數據將被混合。還假設存儲器的第一幀是A，第二幀是B和第三幀是C。
圖6(a)中，由于A1將早于A1寫入完成的點X之前被讀出，因此B0被讀兩次。由于B1寫入在B0讀出完成的點Y之前開始，因此讀出的數據是B0和B1的混合。然后，由于進行A1讀出但A2的寫入是在A1讀出被完成的點Y之前開始，因此，讀出的數據是A1和A2的混合。類似地，對于B1的讀出，讀出的數據是B1和B2的混合。之后，對于A2的讀出，由于A3的下一個寫入將不在讀結束的點Y之前開始，因此能夠恢復沒有數據混合的正確讀出。
圖6(b)中，由于C0將早于C0寫入完成的點X之前被讀出，因此B0被讀兩次。由于A1寫入是在C0寫入完成之后開始，因此B0的第二次讀出通常是在沒有任何數據混合的情況下進行的，并且沒有數據的混合在之后和以后發生。
因此，當使用用于兩幀的存儲器完成混洗時，在讀和寫重疊的周期內被混合的數據從該幀中讀出。依賴于讀周期和寫周期之間的相位差別，混合的數據部分和正常的數據部分周期性地出現。在這種情況下，等價于2幀的時間延遲存在于混合數據部分中的數據內。當使用用于3幀的存儲器完成混洗時，通過讀數據兩次，沒有數據混合發生。
下面，利用

讀周期大于寫周期的情況。
圖7表示讀周期大于寫周期的情況，并且(a)表示使用用于2幀的存儲器的情況，和(b)表示使用用于3幀的存儲器的情況。附圖中的X表示這樣的點(標準模式的第二場中的第216行上)，在此足夠量的數據已經被寫入以啟動讀同時進行混洗，與圖6一樣。讀是對于位于位置X的下游數據進行的。同時，附圖中的Y表示讀結束的點，也與圖6一樣，并且如果寫是在該點之前開始，數據將被混合。還假設存儲器的第一幀是A，第二幀是B和第三幀是C。
圖7(a)中，由于B1寫入在B0讀出完成的點Y之前開始，因此讀出的數據是B0和B1的混合。然后，由于進行A1讀出但A2的寫入是在A1讀出結束點Y之前開始，因此，讀出的數據是A1和A2的混合。類似地，對于B1的讀出，讀出的數據是B1和B2的混合，并且對于A2的讀出，讀出的數據是A2和A3的混合。對于下一次讀出，由于讀的開始點被A3寫入完成的點X繞過，在沒有讀B2的情況下讀出A3，由此恢復沒有數據混合的正常讀出。
圖7(b)中，B1讀出之后，由于A2讀出的開始點已經繞過A2寫入完成的點X，在沒有讀C1的情況下讀出A2，由此恢復沒有數據混合的正常讀出。
因此，當使用用于兩幀的存儲器完成交換時，在讀和寫重疊的周期內被混合的數據從該幀中讀出。依賴于讀周期和寫周期之間的相位差別，混合的數據部分和正常的數據部分周期性地出現。應當注意，在這種情況下，等價于2幀的時間延遲存在于混合數據部分中的數據內。當使用用于3幀的存儲器完成混洗時，通過掉數據，沒有數據混合發生。
正如上述，當在混洗存儲器上的寫和讀是異步時，用于3幀的存儲器的使用使得有可能在沒有數據混合的情況下完成混洗。
下面，說明用在本實施例中的使用用于3幀的混洗存儲器的記錄和再現設備。
圖1是表示用在本實施例中的記錄和再現設備的電路的一個例子的示意圖。圖1中，1是I/O塊，2是VSP塊，3是DRP塊，4是控制塊，5是輸入視頻信號處理電路，6是混洗存儲器(shuffling memory)，7是正交變換電路，8是成幀電路，9是PTG存儲器，10是編碼器，11是解碼器，12是ECC存儲器，13是解幀電路，14是逆正交變換電路，15是輸出視頻信號處理電路，16是同步分離器電路，17是垂直和水平同步分離器電路，18是I/O PLL電路，19是多路復用器，20是I/O控制信號發生器電路，21是13.5MHz時鐘發生器電路，22是4/1PLL電路，23是頻分器，24是幀脈沖發生計數器，25是VSP控制信號發生器電路，26是DRPPLL電路，27是DRP控制信號發生器電路，28是外部輸入控制電路，29是相位比較器，和30是數據屏蔽電路。
圖1所示的記錄和再現設備由下述部件構成作為輸入/輸出部分用于操作視頻信號的輸入和輸出的I/O塊1(輸入/輸出處理器)，用于實現對視頻數據之預定處理的VSP(視頻信號處理)塊2(壓縮和擴展處理器)，用于執行記錄和再現視頻數據的記錄和再現處理的DRP(數據記錄播放)塊3(記錄和再現處理器)，以及用于產生塊1到3所要求的時鐘信號并且完成設備的整個控制的控制塊4。
下面將描述例如在該記錄和再現設備中外部輸入復合信號的記錄和再現操作。
開始，在控制塊4，在同步分離器電路16從輸入復合信號中提取出同步信號，并且被提供給垂直和水平同步分離器電路17。
在垂直和水平同步分離器電路17中，該同步信號被分離成垂直同步信號和水平同步信號。使用水平同步信號作為基準信號的I/OPLL電路18形成13.5MHz時鐘信號，該13.5MHz時鐘信號是國際電信聯盟(ITV-R)推薦的。經過多路復用器19，該時鐘信號被提供給I/O控制信號發生器電路20。在I/O控制信號發生器電路20中，I/O控制信號被形成并且隨著13.5MHz時鐘信號被提供給I/O塊1。
垂直同步信號用在外部輸入控制電路28中，其作為產生幀脈沖的基準，與當視頻信號的幀長度是標準時的外部輸入同步信號一樣。當視頻信號的幀長度是非標準頻率時，來自自由運行計數器的內部自由運行同步信號被用作為產生幀脈沖的基準。所產生的幀脈沖被提供給相位比較器29。
在13.5MHz時鐘發生器電路21中，形成13.5MHz時鐘信號且被提供給4/1PLL電路22和DRPPLL電路26。在4/1PLL電路22中，13.5MHz時鐘信號乘以4，以產生54MHz時鐘信號且其提供給頻分器23。在頻分器23中，54MHz時鐘信號除以3，以產生18MHz時鐘信號且其提供給FP計數器24和VSP控制信號發生器電路25。
在FP計數器24中，幀脈沖是基于18MHz時鐘信號的計數產生的，并且被提供給VSP控制信號發生器電路25，相位比較器29和外部輸入控制電路28。在相位比較器29中，來自FP計數器24的幀脈沖和來自外部輸入控制電路28的幀脈沖進行比較。結果被提供給13.5MHz時鐘發生器電路21以完成將信號變成相位的控制。在VSP控制信號發生器電路25中，來自頻分器23的18MHz時鐘信號和基于來自FP計數器24的幀脈沖產生的VSP控制信號隨著18MHz時鐘信號被提供給VSP塊2。在外部輸入控制電路28中，產生用于混洗存儲器的頁控制信號和屏蔽信號產生并提供給VS塊2。
在DRPPLL電路26中，來自13.5MHz時鐘發生器電路21的13.5MHz時鐘信號被乘以31/10以形成41.85MHz時鐘信號，其被提供給DRP控制信號發生器電路27。在DRP控制信號發生器電路27中，基于41.85MHz時鐘信號，產生DRP控制信號，其與41.85MHz時鐘信號一起被提供給DRP塊3。
下面，在I/O塊1中，輸入復合信號被輸入視頻信號處理電路5取樣和數字化，并且被進一步成形為亮度數據Y和色度數據C。然后，根據來自外部輸入控制電路28的頁管理，基于從控制塊4提供的13.5MHz時鐘信號，這些信號被寫入混洗存儲器6。
在VSP塊2中，基于從控制塊4提供的18MHz時鐘信號，根據來自外部輸入控制電路28的頁管理，從混洗存儲器6讀出視頻數據。根據來自外部輸入控制電路28的屏蔽信號，所讀出數據在數據屏蔽電路30中屏蔽。然后該數據通過正交變換電路7進行數據壓縮和由成幀電路8形成為一個圖象幀的視頻數據，其與奇偶校驗位相加和然后寫入PTG存儲器9。
在DRP塊3，基于從控制塊104提供的41.85MHz時鐘信號，視頻數據從PTG存儲器9讀出并且通過編碼器10進行預定編碼處理和輸出到記錄頭(未示出)。
下面，將描述這種記錄和再現設備的播放操作。
首先，在控制塊4，從13.5MHz時鐘發生器電路21產生的13.5MHz時鐘信號在DRPPLL電路中乘以31/10以形成41.85MHz時鐘信號，其被提供給DRP控制信號發生器電路27。在DRP控制信號發生器電路27中，基于41.85MHz時鐘信號，DRP控制信號與41.85MHz時鐘信號一起產生并被提供給DRP塊3。在DRP控制信號發生器電路27中，基于通過解碼器11從再現頭(未示出)提供的且記錄在帶上的導頻信號，控制主動輪速度。即，這允許播放頭精確地跟蹤記錄軌道，因此，有可能正確地再現視頻數據。
在13.5MHz時鐘發生器電路21中產生的13.5MHz時鐘信號被提供給4/1PLL電路22，在這里，該信號被乘以4，以產生54MHz時鐘信號且其提供給頻分器23。在頻分器23中，54MHz時鐘信號除以3，以產生18MHz時鐘信號，其被提供給FP計數器24和VSP控制信號發生器電路25。在FP計數器24中，幀脈沖是基于18MHz時鐘信號的計數產生的，并且被提供給VSP控制信號發生器電路25。
在VSP控制信號發生器電路25中，來自頻分器23的18MHz時鐘信號和基于來自FP計數器24的幀脈沖產生的VSP控制信號隨著18MHz時鐘信號被提供給VSP塊2。
在頻分器23中，54MHz時鐘信號除以4變成13.5MHz時鐘信號，其經過多路復用器19被提供給I/O控制信號發生器電路20。在I/O控制信號發生器電路20中，形成I/O控制信號并與13.5MHz時鐘信號一起被提供給I/O塊1。
在DRP塊3中，由播放頭(未示出)再現的視頻數據被提供給解碼器11，在這里數據要進行預定的解碼處理，并且基于來自控制塊4的41.85MHz時鐘信號，所解碼的數據被寫入ECC存儲器12，同時進行錯誤校正。
在VSP塊2，基于從控制塊4提供的18MHz時鐘信號，該視頻數據從ECC存儲器12中讀出并且經過解幀電路13被提供給逆正交變換電路14，在這里基于VSP控制信號，該數據進行逆正交變換，并且基于18MHz時鐘信號被寫入混洗存儲器6，以便形成一幀的視頻數據。
在I/O塊101，基于從控制塊4提供的13.5MHz時鐘信號，該視頻數據從混洗存儲器6中讀出，并且基于I/O控制信號通過輸出視頻信號處理電路15被變換成復合數據，同時被逆變為模擬形式和輸出到外部。
下面，將詳細地描述外部輸入控制電路28。
圖2是詳細地表示外部輸入控制電路28的方框圖。圖2中，31是外部同步信號處理電路，32是場非連續性檢測電路，33是行計數錯誤檢測電路，34是隔行/非隔行確定電路，35是基準頁產生電路，36是消隱檢測電路，37是屏蔽信號產生電路，38是幀長度確定電路，39是長幀基準脈沖發生器電路，40是短幀基準脈沖發生器電路和41是多路復用器。
首先，將描述外部輸入視頻信號是亂序的情況。
場非連續性檢測電路32從輸入垂直同步信號和水平同步信號中進行場非連續性判斷，并且還保持關于在先場的場非連續性判斷的結果。
類似地，從垂直同步信號和水平同步信號，行計數錯誤檢測電路33確定在一場中的行數是否滿足預定值。如果不滿足，則設定錯誤標志。該電路還保持關于在先場的行計數確定結果。
接著，隔行/非隔行確定電路34根據垂直同步信號逐場地檢查該場非連續性判斷和來自場非連續性檢測電路32的關于在先場的場非連續性判斷，并且當場非連續性數目超過預定計數時設定標志和輸出第一/第二場偽重新分配信號。這里，當場連續性被標準化時，僅僅在標準連續性的數目已經超過預定計數之后才復位該標志。
基于輸入垂直同步信號和水平同步信號，外部同步信號處理電路31檢測幀的開始，但是當隔行/非隔行確定電路34的標志被設定時要根據第一/第二場偽重新分配信號來檢測幀的開始。
基于這些結果，基準頁產生電路35進行混洗存儲器的頁管理。首先，根據來自外部同步信號處理電路31的幀開始信號，頁被固定在幀開始的時間上。在隔行模式中，基準頁僅僅在行計數判斷，在先場行計數判斷，場非連續性判斷和在先場非連續性判斷都沒有錯誤時才被更新。在非隔行模式中，基準頁僅僅在行計數判斷和在先場行計數判斷都沒有錯誤時才被更新。除上述之外，基準頁將不被更新和保持原樣。基于該基準頁，在外部同步的幀開始處，要被寫入的頁通過將1加到基準頁被設定，同時該基準頁的值被設定為在幀脈沖的前沿處要被讀出的頁的值。
另一方面，屏蔽信號以如下方式產生。當輸入消隱信號時，沒有水平同步信號進入。因此，消隱檢測電路36測量水平信號之間的間隔以便確定當該間隔超過預定值時輸入信號是消隱的。該電路還檢查來自行計數錯誤檢測電路33的行計數判斷的值，并且當已經做出消隱決定或者當已經檢測出行計數錯誤時，設定水平同步信號錯誤標志。屏蔽信號產生電路37在幀脈沖的前沿檢查水平同步信號錯誤標志，并且當錯誤標志被連續地保持為設定的預定次數時輸出屏蔽信號。
接著，將描述外部輸入視頻信號的幀長度變化時的情況。
基于來自外部同步信號處理電路31的幀開始信號，幀長度確定電路38確定幀長度。當幀是長的時，則車廂LONG標志，而當幀是短的時，則出現SHORT標志。該電路還產生用于開關定時的窗口脈沖。當出現LONG標志時，比標準幀長度長預定長度的內部自由運行同步信號由長幀基準脈沖發生器電路39產生并且從多路復用器41輸出。當出現SHORT標志時，比標準幀長度短預定長度的內部自由運行同步信號由短幀基準脈沖發生器電路40產生并且從多路復用器41輸出。當幀長度是標準的既沒有LONG標志又沒有SHORT標志時，幀開始信號作為外部輸入同步信號從多路復用器41輸出。
為了在信號轉換時使外部輸入同步信號與內部自由運行同步信號同相位，當操作是基于外部輸入同步信號進行時，長幀基準脈沖發生器電路39和短幀基準脈沖發生器電路40的內部自由運行計數器由幀開始信號復位。為了轉換從內部自由運行同步信號到外部輸入同步信號的操作，相位匹配是通過檢查由幀長度確定電路38產生的窗口脈沖直到內部自由運行同步信號出現在該窗口脈沖內為止來抑制轉換而實現的。
上述外部輸入控制電路的處理流程示于圖3。
參照圖5，將描述當外部輸入視頻數據是亂序時上述的處理操作是如何完成數據讀出和寫入的。
圖5(a)表示因場景連接等導致發生場非連續性(串行出現的第一場)的情況。圖5(a)中，由于A2的第一場由A1第一場寫入之后的場檢測所檢測出，就發生場非連續性使得場錯誤標志被設定和保留了要被寫入的頁A及要被讀出的頁C。即，A2的數據被重寫到已經僅僅被寫入A1的第一場數據的頁A上，并且在先的場錯誤標志被復位后釋放頁保留。使得輸出讀出的A2的數據并輸出標準化數據。
并且在在先的場錯誤標志被復位使得讀出A2的數據和輸出被標準化的視頻數據之后就釋放頁駐留。
盡管沒有說明，當第二場串行出現時，被標準化的視頻數據通過以相同方式保留適當的頁來輸出。
下面，圖5(b)表示從隔行模式到非隔行模式(僅僅具有第一場)的操作轉換的情況。圖5(b)中，由于A2的第一場由A1第一場寫入之后的場檢測所檢測出，就發生場非連續性，使得場錯誤標志被設定和保留了要被寫入的頁A及要被讀出的頁C。
但是，由于A3的第一場由A2第一場寫入之后的場檢測所檢測出并且這些第一場向下是連續地被檢測出，因此場錯誤標志被保持下去。當場錯誤標志被確定和計數完并同時該場錯誤標志和在先場錯誤標志都出現，場非連續性計數被復位，以便計數場錯誤已經連續多少次。當場錯誤已經連續了預定次數時(圖中為4次)，則設定非交互標志以產生偽場重新分配信號，由此A7的偽第一場和偽第二場就被寫入。此后，釋放頁保留，以便數據B7和隨后的數據被順序地寫入，同時A7和隨后數據在C0讀出之后被讀出，結果標準化的視頻數據被輸出。
對于僅僅第二場的非隔行處理進行相同的操作。盡管沒有說明，在從非隔行模式向隔行模式轉換的操作中，當場錯誤連續釋放的計數達到預定次數時復位該非交互標志。然后頁被保留直到轉換完成為止，結果標準化的視頻數據被輸出。
下面，圖5(C)顯示行數已經變化(下降)的情況。圖5(C)中，確定A1第一場中的行數使其低于預定值，以便設定行計數錯誤標志和保留要被寫入的頁A和要被讀出的頁C。A2的數據被寫在頁A上，其上已經被寫入具有不足行數的A1數據，并且在在先場錯誤標志的復位之后釋放頁保留，以便讀出A2的數據。因此，標準化的視頻數據被輸出。盡管沒有說明，當行數增加時，標準化的視頻數據將通過以相同方式保留適當的頁而被輸出。
下面，圖5(d)表示消隱輸入的情況。通常缺乏輸入同步信號的消隱輸入被認為分類成三種情況第一種情況是垂直同步信號沒有進入，第二種情況是水平同步信號沒有進入，和第三種情況是垂直同步信號和水平同步信號都沒有進入。圖5(d)表示垂直同步信號沒有進入的情況。圖5(d)中，垂直同步信號停止進入，同時A1的第一場正被寫入。但是，在這種情況下，水平同步信號連續完成其功能，以便確定行的計數大于預定值。因此，行計數錯誤標志被設定，并保留要被寫入的頁A和要被讀出的頁C。
然后，設定水平同步錯誤標志，其是由行計數錯誤標志和水平同步信號頻率錯誤標志(未示出)之間的邏輯或給出的。由于行計數錯誤標志向下被保持下去，水平同步錯誤標志也保持被設定狀態。當水平同步錯誤標志被設定和計數完并同時該水平同步錯誤標志和在先幀水平同步錯誤標志都出現，水平同步錯誤計數被復位，以便計數水平同步錯誤已經連續的次數。當水平同步錯誤已經連續了預定次數時(圖中為4次)，則設定BLANK標志以用例如黑色抑制信號來屏蔽讀出數據。
盡管沒有示出，沒有水平同步信號進入和既沒有垂直同步信號又沒有水平同步信號進入這兩種情況被假設為沒有水平同步信號進入的情況。即，當水平同步信號停止進入時，水平同步信號頻率錯誤信號(未示出)被設定以便水平同步錯誤標志變成設定，該水平同步錯誤標志是由行計數錯誤標志和水平同步信號頻率錯誤標志之間的邏輯或給出的。此后，通過計數水平同步錯誤已經連續的次數，操作按上述相同的方式進行。當水平同步錯誤已經連續預定次數時，則設定BLANK標志以屏蔽讀出數據。
正如已經說明的，視頻數據在記錄期間當外部輸入視頻數據中的垂直同步信號不以標準頻率出現時能夠基于內部自由運行同步信號被記錄，當以標準頻率出現時能夠基于外部輸入同步信號被記錄。在不引起任何相位突變的情況下，還可能進行在外部輸入同步信號和內部自由運行同步信號之間的轉換。而且，三幀的混洗存儲器的使用使得有可能避免在一幀內數據的混合，并且幀頁的管理和視頻數據的強制屏蔽使得有可能輸出正常的視頻數據，即使外部輸入視頻數據已經被亂序也是如此。
工業實用性根據本發明，按照上述方式三幀混洗存儲器的使用使得有可能進行正常的記錄，避免了幀數據的混合。而且，即使諸如復合信號等的外部輸入視頻數據的同步信號是亂序的，外部輸入同步信號的不規則性被檢測出以便進行三幀混洗存儲器中幀頁的管理和進行視頻數據的強制屏蔽，因此使得有可能記錄被標準化的視頻數據。因此，有可能提供記錄和再現設備，其在記錄模式中圖象質量得到提高。
而且，由于外部輸入同步信號和內部自由運行同步信號能夠平滑地轉換，這使得能夠在記錄頭的旋轉速率上進行精確的磁鼓伺服控制，因此引導輸入信號的可靠記錄。
權利要求
1一種用于記錄和再現數字視頻信號的記錄和再現設備，包括用于至少3幀的存儲器；用于基于數字視頻信號的同步信號，將外部輸入視頻數據寫入存儲器的寫入裝置；用于基于同步信號，從存儲器中讀出視頻數據的第一讀出裝置；用于基于單獨產生的自由運行同步信號，從存儲器中讀出視頻數據的第二讀出裝置；和用于基于同步信號通過至少控制將視頻數據寫入存儲器的定時和讀出的定時，完成存儲器中幀頁管理的頁管理裝置，其中第一讀出裝置和第二讀出裝置根據來自頁管理裝置的指令相互進行轉換。
2權利要求1的記錄和再現設備，其中第二讀出裝置包括幀長度檢測裝置，用于檢測來自預定標準值的同步信號的幀長度的差；第一內部計數器，用于產生大于標準值的第一幀基準信號；第二內部計數器，用于產生小于標準值的第二幀基準信號；以及窗口脈沖發生器，用于產生基于同步信號的窗口脈沖，和當幀長度檢測裝置的檢測結果顯示該幀長度與標準值一致時，第一讀出裝置從存儲器中讀出視頻數據；當幀長度大于標準值時，使用第一幀基準信號的第二讀出裝置從存儲器中讀出視頻數據；當幀長度小于標準值時，使用第二幀基準信號的第二讀出裝置從存儲器中讀出視頻數據；當操作從第一讀出裝置轉換到第二讀出裝置時，復位第一內部計數器和第二內部計數器；并且當第一幀基準信號或者第二幀基準信號出現在窗口脈沖內時，進行從第二讀出裝置到第一讀出裝置的轉換。
3權利要求1或2的記錄和再現設備，其中第二讀出裝置包括場確定裝置，用于確定各個場；和非連續性檢測裝置，用于檢測各個場之間的非連續性，并且當非連續性檢測裝置檢測出由場確定裝置確定的場中的場非連續性時，保留要被寫入的頁和要被讀出的頁。
4權利要求1到3任何一個的記錄和再現設備，其中第二讀出裝置包括行計數檢測裝置，用于檢測一幀中行的數目，并且當由行計數檢測裝置檢測的行計數不同于先前設定的行數目時，保留要被寫入的頁和要被讀出的頁。
5權利要求1到4任何一個的記錄和再現設備，其中第二讀出裝置包括消隱檢測裝置，用于檢測外部輸入數字視頻信號的消隱周期；和屏蔽裝置，用于當消隱檢測裝置檢測出消隱周期時強制地抑制從存儲器中讀出的視頻信號。
6權利要求1到5任何一個的記錄和再現設備，其中第二讀出裝置包括隔行模式確定裝置，用于確定外部輸入數字視頻信號是隔行的還是非隔行的數據；以及場重新分配裝置，其當隔行模式確定裝置已經確定外部輸入數字視頻信號是非隔行的數據時，進行將該數據變換到隔行格式的場重新分配。
7權利要求6的記錄和再現設備，其中當來自隔行模式確定裝置的確定結果變化時，保留存儲器的要被寫入頁和要被讀出頁中的內容。
8權利要求6的記錄和再現設備，其中當來自隔行模式確定裝置的確定結果變化時，在先前確定的時間周期中監測該確定的結果，同時保留存儲器的要被寫入頁和要被讀出頁中的內容，并且在預定時間周期完成之后已經證明該確定結果時，釋放存儲器的要被寫入頁和要被讀出頁中的保留。
全文摘要
當垂直同步信號的長度總是與標準信號的不同時,數據對混洗存儲器的寫入和從其中讀出是異步的,使得發生數據的重寫和混合。為了解決這個問題,三幀的存儲器被用于混洗存儲器。這使得有可能在不引起數據混合的情況下進行混洗。
文檔編號H04N9/888GK1355993SQ00807013
公開日2002年6月26日 申請日期2000年6月16日 優先權日1999年6月30日
發明者齋藤修治, 加藤高明, 高倉英一 申請人:夏普公司