数字信号记录/再现装置

1.一种数字信号记录装置，具有用于记录主视频和音频主信号的数据区和用于记录视频和音频副信号的辅助数据区的记录格式，所述数字信号记录装置包括：主和副信号预处理器，用于根据预定的信号标准分别对所述主视频和音频信号以及视频和音频副信号进行预处理；其特征在于，所述数字信号记录装置还包括：一个视频/音频信号处理器，用于压缩和处理所述主信号预处理器的主视频和音频信号；一个同步器，用于根据由所述主信号预处理器产生的同步信号和相位来对所述副信号预处理器的视频和音频副信号进行同步；一个数据量控制器，用于根据所述副数据区的尺寸来控制从所述同步器输出的视频和音频副信号的数据量；一个数据分组器，用于将从所述数据量控制器输出的视频和音频副信号以预定尺寸数据单元分组；一个数据处理器，用于顺序排列从所述视频/音频信号处理器和所述数据分组器输出的主和副视频和音频信号；一个调制器，用于向由所述数据处理器输出的视频和音频数据附加一个纠错奇偶校验位，并进行调制；以及一个用于将调制后的数据记录到记录媒体上的装置。
2.如权利要求1所述的数字信号记录装置，其中所述辅助数据区是附加到所述数据区的用户区。
3.一种数字信号再现装置，用于再现记录在主视频和音频信号的数据区中以及视频和音频副信号的辅助数据区中的数字信号，包括：一个解调器，用于对再现的调制视频和音频信号进行解调和纠错，其特征在于，所述再现装置还包括：一个数据分离器，用于将从所述解调器输出的视频和音频信号分离成压缩的主视频和音频信号以及以预定尺寸单元分组的视频和音频副信号；一个视频/音频信号处理器，用于将所述数据分离器压缩的主视频和音频信号恢复为原始视频和音频信号；一个数据拆分器，用于将来自所述数据分离器的分组的视频和音频副信号拆分为原始视频和音频副信号；一个信号组合器，用于将所述视频/音频信号处理器的主视频和音频信号与所述数据拆分器的视频和音频副信号组合，并输出其组合结果；以及一个控制器，用于从数据分离器提取副信号并向信号组合器发出控制信号，该控制信号用于控制所述信号组合器执行所述组合操作。

数字信号记录/再现装置\n技术领域\n本发明涉及一种数字信号记录/再现装置，尤其是指一种在数字盒式录像机或数字摄像机中记录和再现复合数字信号的装置。\n背景技术\n通常，当希望同时输出或记录一个以上的视频/音频信号时，采用画中画(PIP)或双屏幕。然而，使用PIP或双屏幕的缺点在于需要有对视频信号进行预处理以便组合屏幕的硬件，而这难以满足国际标准的数据记录/再现格式。\n发明内容\n本发明的一个目的在于，提供一种通过把视频和音频信号加进数字视频信号标准格式的辅助数据和子码数据区来同时记录所接收到的多个数字信号的装置。\n本发明的另一个目标在于，提供一种同时再现主视频和音频信号与副视频和音频副信号的装置。\n为实现本发明的上述目标，本发明提供了一种数字信号记录装置，具有用于记录主视频和音频主信号的数据区和用于记录视频和音频副信号的辅助数据区的记录格式，所述数字信号记录装置包括：主和副信号预处理器，用于根据预定的信号标准分别对所述主视频和音频信号以及视频和音频副信号进行预处理；一个视频/音频信号处理器，用于压缩和处理所述主信号预处理器的主视频和音频信号；一个同步器，用于根据由所述主信号预处理器产生的同步信号和相位来对所述副信号预处理器的视频和音频副信号进行同步；一个数据量控制器，用于根据所述副数据区的尺寸来控制从所述同步器输出的视频和音频副信号的数据量；一个数据分组器(packer)，用于将从所述数据量控制器输出的视频和音频副信号以预定尺寸数据单元分组；一个数据处理器，用于顺序排列从所述视频/音频信号处理器和所述数据分组器输出的主和副视频和音频信号；一个调制器，用于向由所述数据处理器输出的视频和音频数据附加一个纠错奇偶校验位，并进行调制；以及一个用于将调制后的数据记录到记录媒体上的装置。\n为了实现本发明的另一个目标，本发明提供了一种数字信号再现装置，用于再现记录在主视频和音频信号的数据区中以及视频和音频副信号的辅助数据区中的数字信号，所述再现装置包括：一个解调器，用于对再现的调制视频和音频信号进行解调和纠错；一个数据分离器，用于将从所述解调器输出的视频和音频信号分离成压缩的主视频和音频信号以及以预定尺寸单元分组的视频和音频副信号；一个视频/音频信号处理器，用于将所述数据分离器压缩的主视频和音频信号恢复为原始视频和音频信号；一个数据拆分器(unpacker)，用于将来自所述数据分离器的分组的视频和音频副信号拆分为原始视频和音频副信号；一个信号组合器，用于将所述视频/音频信号处理器的主视频和音频信号与所述数据拆分器的视频和音频副信号组合，并输出其组合结果；以及一个控制器，用于从数据分离器提取副信号并向信号组合器发出控制信号，该控制信号用于控制所述信号组合器执行所述组合操作。\n附图说明\n通过参照附图对一个优选实施例的详细描述，本发明的上述目标和优点变得更加明显。附图中：图1表示典型数字盒式录像机中一个磁道的数据格式；图2是本发明数字信号记录装置的框图；图3是本发明数字信号再现装置的框图；图4是图2所示数字视频信号记录装置的详细框图；图5是图2所示数字音频信号记录装置的详细框图；图6是图3所示数字视频信号再现装置的详细框图；和图7是图3所示数字音频信号再现装置的详细框图。\n具体实施方式\n参照图1，根据磁头处理顺序，插入和跟踪信息(ITI)、音频数据、视频数据和子码数据被顺序记录在各区中。在记录有ITI的ITI区，在插入编辑数据或识别磁道指令期间可得到一个参考信号。在记录有音频和视频数据的音频和视频区，分别具有对应各类数据的辅助信息的一个音频辅助数据区和一个视频辅助数据区。在记录到各部分数据区期间，空格“gap1”、“gap2”和“gap3”被隔四个数据记录区设置。此外，在每一个音频数据区、视频数据区和子码数据区都加入一个纠错符，即一个奇偶校验位。也就是说，纠错码(ECC)1是一个内部符，(ECC)2是外部符。ITI信号提供编辑数据的磁道信息和位置信息。音频和视频辅助数据区和子码数据区中的每一个区都包括用于记录日期、时间和钟点的数据区(未示出)，和一个由用户记录附加音频或视频数据的用户数据区(未示出)。这里，在音频和视频辅助数据区中的用户区由5字节单元组成。\n参照图2，数字信号记录装置包括：主信号预处理器210，用于处理主数字信号；视频和音频信号处理器220，用于对由主信号预处理器处理过的视频和音频数据进行压缩和信号处理；副信号预处理器230，用于对数字副信号进行信号处理；同步器240，用于根据由主信号预处理器210产生的同步信号来对从副信号预处理器230输出的副信号进行同步；数据量控制器250，用于控制由同步器240产生的副信号数据量；数据分组器260，用于对由数据量控制器250产生的数据进行分组；数据处理器270，用于从数据分组器260和视频音频信号处理器220接收数据以将其按一标准排列；纠错码(ECC)单元272，用于向由数据处理器270产生的数据附加奇偶校验位；调制器280，用于对从ECC单元272输出的数据进行调制；和控制器290，用于将控制信号施加到数据量控制器250和数据处理器270。\n如图2所示，主信号预处理器210对来自视频数据的视频和音频数据进行转换，该视频和音频信号包括主数字信号和同步信号。主数字信号对应于CCIR601或数字录像带(DVC)标准，这个标准是数字盒式录像机的国际标准信号格式。在视频和音频信号处理器220中，从主信号预处理器210输出的视频数据被通过离散余弦变换(DCT)、量化和可变长度编码处理以按一预定级压缩，而音频信号的脉冲编码被调制。在副信号预处理器230中，对由附加视频和音频数据组成的数字副信号进行副采样，或仅提取有效数据。在同步器240中，由主信号预处理器210产生的视频数据的水平“H”和垂直“V”同步信号，以及由副信号预处理器230通过音频数据相位输出的视频和音频副信号与主数字信号进行同步。在数据量控制器250中，从同步器240输出的副信号数据量响应于数据控制器290的数据而受到控制，或通过副采样减少。例如，当一帧数据的尺寸为1000字节而待在图1的视频和音频辅助数据区中记录的数据为500字节时，则在数据控制器290中有500字节的数据用于后续帧的记录区，或用副采样减少数据量。在数据分组器260中，对从数据量控制器250接收的附加视频和音频数据以5字节单位进行分组，以便将其记录在视频和音频辅助数据区和子码数据区中的用户区中。在数据处理器270中，根据控制器290的控制信号从数据分组器260接收到的输出信号被记录在视频和音频辅助数据区和子码数据区中的用户区中。数据是这样排列的，从视频和音频信号处理器220输出的主信号被记录在视频和音频数据区，并附加有记录副信号的信息。ECC单元272在数据处理器270输出的视频和音频数据中加入一个附加了纠错的奇偶校验位。调制器280对ECC单元的输出进行25-24位调制，以便数据使能够被记录在诸如磁带的记录介质上。\n参照图3，数字信号再现装置包括：解调器310，用于解调再现的调制数字信号；数据分离器320，用于把从解调器310输出的数据分离成主信号和副信号；视频和音频信号处理器330，用于将由数据分离器320分离出的主信号恢复为原始信号；数据拆分器340，用于对来自数据分离器320的副信号进行拆分；信号组合器350，用于把来自视频和音频信号处理器330的主信号与来自数据拆分单元340的副信号组合；和控制器360，用于从数据分离器320提取副信号并向信号组合器350发出控制信号。\n如图3所示，在解调器310中，再现的数字信号被转换为25-24位，以便被解调成原始信号，解调后的数据用附加的奇偶校验位进行纠错。在数据分离器320中，来自解调器310的纠错数字信号被分离成图1的音频和视频数据区的音频和视频数据。这里，记录在视频和音频辅助数据区和子码数据区中的用户区中的数据，即副信号，还被以5位单元分组，在辅助数据区中记录的副信号的信息被提取并被施加到控制器360。在视频和音频信号处理器330中，主信号，即经数据分离器320分离的音频和视频压缩数据，被恢复为原始视频和音频信号。在拆分器340中，来自数据分离器320的副信号被拆分并恢复为原始副信号。在信号组合器350中，根据控制器360发出的控制信号，由视频和音频信号处理器330输出的主信号与经数据拆分器340拆分的副信号相组合，并同时被显示为主图象和副图象。\n参照图4，数字视频信号记录装置包括：主信号预处理器410；具有混洗器422、存储器426和数据压缩器424的视频信号处理器420；副信号预处理器430；同步器442；数据量控制器444；数据分组器446；具有副数据格式化单元448和数据格式化单元452的数据处理器460；纠错码(ECC)单元454；调制器456和控制器450。控制器450向数据量控制器444、副数据格式化单元448和数据格式化单元452发出控制信号。ECC单元454向视频数据加入奇偶校验位以纠错。\n如图4所示，信号分离器和同步探测器被安装在主信号预处理器410中。在主信号预处理器410中，主视频数据被分离为相应于CCIR 601标准的亮度“Y”和基带色度“Cr，Cb”，当没有外部同步信号输入时，执行同步分离，而当有外部同步信号输入时，使用同步信号。这里，接收到的视频数据可以是复合视频数据、亮度“Y”和色度“C”数据、或亮度和色度“Cb，Cr”数据。信号分离器和同步探测器的操作状态根据接收到的数据类型而变化。在混洗器422中，对从主信号预处理器410输出的视频数据进行混洗。这时，针对预定单元尺寸的视频数据序列进行混洗处理，以便增强压缩效率。视频数据被临时存放在存储器426中，以便在混洗器422中进行混洗。在数据压缩器424中，从混洗器422输出的视频数据通过DCT和量化进行压缩。副信号预处理器430也包括一个信号分离器和同步探测器，而当由外部输入同步信号时，则不包括信号分离器和同步探测器。在信号分离器和同步探测器中，视频副数据被分解成亮度“Y”和色度“C”，而当没有施加外部同步信号时，从视频副数据中探测外同步水平“H”和垂直“V”同步信号。在同步器442中，由副信号预处理器430中的信号分离器和同步探测器产生的水平“H”和垂直“V”同步信号，与由主信号预处理器410中的信号分离器和同步探测器探测到的水平和垂直同步信号相同步。在数据量控制器444中，从同步器442输出的视频副信号被根据来自控制器450的控制信号控制，以记录在视频音频辅助数据区和子码数据区中的用户区中。在数据分组器446中，从数据量控制器444输出的视频数据被分组成多个对应于用户区尺寸的单元。在副数据格式化单元448中，根据控制器450的控制，从数据分组器446输出的视频副数据被排列成与视频辅助数据区和子码数据区的格式相对应。在数据格式化单元452中，从副数据格式化单元448和视频信号处理器420输出的数据被根据控制器450的控制而顺序排列。在ECC单元454中，附加一奇偶校验位，以对来自数据格式化单元452的数据进行纠错。在调制器456中，对来自ECC单元454的数据进行24-25位调制。\n参照图5，数字音频信号记录装置包括：主音频信号处理器510，其具有混洗器512、音频数据处理器518和存储器514；同步器522，用于使主音频数据的同步信号同步；数据量控制器524；数据分组器526；数据处理器532，其具有副数据格式化单元528和数据格式化单元532；ECC单元534；调制器536；以及控制器530。控制器530向数据量控制器524、副数据格式化单元528和数据格式化单元532发出控制信号。\n如图5所示，在混洗器512中，采用存储器514对所接收到的、预定单元尺寸的主音频数据序列进行混洗，以防止在记录介质中产生错误。在音频数据处理器518中，对从混洗器512输出的音频信号进行排列。在同步器522中，用主音频数据的相位对音频副数据同步，以使主音频数据的相位与音频副数据的相位相一致。在数据量控制器524中，根据控制器530的控制信号，从控制同步器522输出的音频副数据量被控制，从而以预定尺寸数据单元记录在图1中一帧的音频辅助数据和子码区中。即，当存在过多的音频副数据时，超过部分的音频副数据就被记录在下一帧的相同区中，或通过副采样或量化处理来控制数据尺寸。在数据分组器526中，从数据量控制器524输出的音频副数据被分组成相应于用户区的1字节×5字节单元。在副数据格式化单元528中，根据控制器530的控制对从数据分组器526输出的副数据进行排列，以使其与音频辅助数据区和子码数据区的格式相一致。在数据格式化单元532中，根据控制器530的控制对从副数据格式化单元528和音频信号处理器510输出的数据进行排列，以便顺序记录在图1的磁道中。在ECC单元534中，加入一个奇偶校验位以对来自数据格式化单元532的数据进行纠错。在调制器536中，从ECC单元534输出的音频数据被调制并被输出。\n参照图6，数字视频信号再现装置包括：解调器610；ECC单元620；数据分离器630；具有一个数据恢复单元642、去混洗器644和同步信号发生器646的视频信号处理器640；数据拆分器650；视频组合器680和控制器660。\n如图6所示，在解调器610中，来自记录介质的25位调制视频数据被解调为24位视频数据。在ECC单元620中，使用附加的奇偶校验位对在解调器610中解调的视频数据进行纠错。在数据分离器630中，在ECC单元620中纠错的视频数据被分离成主视频数据和分组的视频副数据，辅助数据区中视频副数据的记录信息被输出到控制器660。在数据恢复单元642中，从数据分离器630接收到的压缩视频数据被恢复为原始视频数据。在去混洗器644中，从数据恢复单元642输出的经混洗的主视频数据被去混洗。在同步信号发生器646中，生成主视频信号的同步信号。此外，在数据拆分器650中，从数据分离器630输出的、被以预定单元分组的副视频信号被拆分。在视频组合器680中，根据控制器660发出的控制信号，从视频信号处理器640输出的主视频数据与从数据拆分器650输出的视频副数据相组合，并被同时显示成主图象和副图象。\n参照图7，数字音频再现装置包括：解调器710；ECC单元720；数据分离器730；音频信号处理器740；数据拆分器750；，去混洗器760和延迟器770。去混洗器760用于对混洗的主音频数据进行去混洗，并输出第一音频信号。延迟器770用于延迟音频副数据并输出第二音频信号。\n如图7所示，在解调器710中，来自记录介质的调制音频数据被解调。在ECC单元720中，使用附加的奇偶校验位对经解调器710解调的音频数据进行纠错。在数据分离器730中，来自ECC单元720的纠错数据被分离成图1的音频和视频数据区中的音频数据，和音频辅助数据区的用户区中的音频副数据，并被以预定单元分组。在音频信号处理器740中，主音频数据被分成左和右两个声道，并按输出类型格式化。在去混洗器760中，混洗的主音频数据被去混洗，以作为第一音频信号输出。这里，具有调制脉冲编码的主音频数据可以不经数据处理而输出。在数据拆分器750中，以预定单元分组的音频数据被拆分。在延迟器770中，音频副数据被延迟，以便与主音频同步，然后作为第二音频信号输出。\n根据本发明，在标准盒式录像机或摄像机中，能按同时记录或再现多个频道，并可记录或再现以两种或更多种语言的记录音频。