CN1108842A - 视频信号重放装置 - Google Patents

Abstract

采用显示在M帧的时间间隔上的连续的N帧 的方法，实现了M/N倍高速重放。所重放帧的顺 序是0，1，2，…，N-1，M，M+1，M+2，…，M+N-1， 2M，2M+1，2M+2，…，2M+N-1，3M，3M+1， 3M+2，…，3M+N-1，……由此，在视频信号重放装 置上进行高速重放时，能够提供各帧之间画面图象的 好的连续性。

Description

本发明涉及从诸如视盘，硬盘和允许随机存取的半导体存储器之类的存储媒体上实现高速重放视频信号的装置。

例如在光盘***之类的视盘***中，就CAV盘来说，在盘的每一圈中记录着视频信号的一帧，而就CLV盘来说，在盘的每一圈中记录着视频信号的一到三帧。作为相关技术的例子，可见我们在美国5，159，488号专利中所公开的技术。

在象这样的视盘***中，在进行A倍（A是2或大于2的整数）高速重放时，通常的做法是在A帧的时间间隔上接连地显示一帧，如图14（a）和14（b）所示。更准确地说，重复这样的操作，即在从视盘上读完一帧之后，一般在垂直消隐期间，读出头就移到位于A帧后面的记录道上，并且从其上读出下一帧视频信号。

然而，这样的重放***存在一个问题，就是当重放速度是很高的时候，了解画面图象的内容变得困难。例如，在进行100倍速度重放时（在图14（a）和14（b）中A＝100），接在一帧的显示之后，将显示100帧后面的另一帧。所以，在各帧之间的画面图象的连续性几乎没有，并且很难了解其内容。

另外，当试图采用进行高速搜索的办法搜索所希望的画面图象，并据此设定静止方式或正常重放方式，以得到所希望的画面图象时，存在着记录有所希望的画面图象的记录道被通过，因而达到精密搜索是困难的问题。

还有，当在垂直消隐时间之内不能读位于A帧后面的记录道上的视频信号时，例如在高速度重放的CLV盘的情况下，必须重复读来自帧存储器的同一帧的视频信号B帧的时间，如图15（a）如15（b）所示，并且显示同一帧，直到位于A帧后面的记录道上的视频信号被读为止。因此，各帧间画面图象的连续性变得更差，了解其内容变得更困难。

所完成的本发明就是为了解决上面所提到的问题。于是，本发明的目的在于提供一种能够使得各帧间画面图象的连续性很好，并且能够重放其内容容易了解画面图象的视频信号重放装置。本发明的另一目的在于提供一种使得精密高速搜索成为可能的视频信号重放装置。

为了解决上面所提出的问题，本发明从其第一方面所构造的视频信号重放装置包括用于从存储媒体上读出视频信号的设备，和用于将读出的视频信号输出到显示器的设备，以便将占视频信号的M帧或者M场的时间间隔中的连续的N帧或者N场（这里M和N是整数，满足M＞N＞1）输出给显示器。

本发明从其第二方面所构造的第一方面的视频信号重放装置，以便当在其中进行反向的高速重放时，在正向读出视频信号的N帧或N场，并且读出的视频信号在正向输出给显示器。

另外，本发明从其第三方面所构造的视频信号重放装置包括用于从存储媒体读出视频信号的设备，和用于将读出的视频信号输出给显示器的设备，以便将作为在视频信号的M帧或M场的时间间隔上的连续的N帧或N场的部分的L帧或L场（这里L，M，和N是满足M＞N＞L＞1的整数）输出给显示设备。

按照本发明的第一方面，由于显示了在M帧或M场的时间间隔上的连续的N帧或N场的图象（这里M和N是满足M＞N＞1的整数），所以能够实现M/N倍高速重放。例如，当设置M＝1000和N＝20并进行正向重放时，将显示0，1，2，···，18，19，1000，1001，1002，···，1018，1019，2000，2001，2002，···，2018，2019，3000···帧或场的图象，从而实现50倍高速重放。

按照本发明的第二方面，在反向重放中，在正向显示在M帧或M场的时间间隔上的连续的N帧或N场的图象。例如，当M＝1000和N＝20时，将显示2000，2001，2002，···，2018，2019，1000，1001，1002，···，1018，1019，0，1，2，···，15，19，···帧或场的图象。

按照本发明的第三方面，显示作为在M帧或M场的时间间隔上的连续N帧或N场的部分的L帧或L场的图象（这里M，N，和L是满足M＞N＞L＞1的整数），所以能够实现M/L倍高速重放。例如，设置M＝1000，N＝20，和L＝10，并在正向进行重放，将显示0，2，4，···，16，18，1000，1002，1004，···，1016，1018，2000，2002，2004，···，2016，2018，3000···帧或场的图象，因此，能够实现100倍高速重放。

本发明将在参考以下附图的情形下进行说明：

图1（a）和1（b）是说明采用重放在M帧的时间间隔上的连续的N帧的方法，实现M/N倍高速重放的***的基本原理的附图;

图2是本发明适用的视频信号重放装置的结构的方框图;

图3是表示当用于读数据的时间等于用于显示该数据的时间时，正向重放的工作时间图的一个例子的图形;

图4是表示当用于读数据的时间小于显示该数据的时间时，正向重放的工作时间图的一个例子的图形;

图5是表示当读数据的时间小于显示该数据的时间时，正向重放的工作时间图的另一例子的图形;

图6是表示当读数据的时间等于显示该数据的时间时，反向重放的工作时间图的一个例子的图形;

图7是表示当读数据的时间小于显示该数据的时间时，反向重放的工作时间图的一个例子的图形;

图8是表示当读数据的时间小于显示该数据的时间时，反向重放的工作时间图的另一例子的图形;

图9（a）和9（b）是说明采用重放在M帧的时间间隔上的连续的N帧内的L帧的方法，实现M/L倍高速重放的***的基本工作原理的图形;

图10是在采用重放在M帧的时间间隔上的连续的N帧内的L帧的方法，实现M/L倍高速反向重放的***中，在反向重放L帧时的工作时间图;

图11是说明当以高速正向重放在1000帧的时间间隔上的20帧时，所重放帧的顺序的图形;

图12（a）和12（b）是分别说明当以高速正向重放在1000帧的时间间隔上的20帧和在1000帧的时间间隔上的10帧时，所重放帧的顺序的图形;

图13（a）和13（b）是分别说明当以高速正向重放在1000帧的时间间隔上的20帧内的10帧和在1000帧的时间间隔上的40帧内的20帧时，所重放帧的顺序的图形;

图14（a）和14（b）是说明在进行A倍高速重放时，在一般的视盘***中所完成的基本工作过程的图形;和

图15（a）和（b）是表示当存取周期较长时，在一般的视盘***中所完成的高速重放工作过程的图形。

下面参考附图，将详细地对本发明的实施例进行说明。

图2是表示本发明适用的视频信号重放装置的结构的方框图。参见图2，由对视频信号进行A/D变换，和按照MPEG制式或诸如此类的制式对其进行数据压缩所获得的视频数据进行记录。作为相关技术的例子，已经由我们在5，155，593号美国专利所披露。主轴马达2以预定的旋转速度使视盘1转动。光度头3将来自其中装有的半导体激光器的激光束投射到视盘1上，并读出其中所记录的数据。在光度头3中的半导体激光器受激光激励器4激励。光度头3构造成可由滑动马达5沿视盘1径向滑动。

从光度头3重放的视频信号由RF放大器8放大，并送给伺服电路6和均衡器9。伺服控制电路6根据RF放大器8的输出，产生跟踪控制信号，聚焦控制信号和主轴控制信号，并将这些信号送给光度头3和主轴马达2。伺服电路6在高速重放和随机存取的时候还提供用于控制滑动马达5的控制信号。

激光激励器4和伺服电路6受***控制器7控制。***控制器7由微型计算机构成，并执行整个装置的控制。

均衡器9使RF放大器8的输出波形均衡，并将其输出送给检波电路10和PLL电路11。PLL电路11根据均衡器9的输出分离出时钟信号，并将该时钟信号送给检波电路10。检波电路10，根据时钟信号，将输入数据变换为在0和1的两个数值之间变化的二进制数据。

检波电路10的输出送给信道译码器12，并在其中完成已调记录的解调，其输出送给ECC译码器13。ECC译码器13应用附加在视频数据上的纠错码实现视频数据的纠错，并将校正的数据输出到RAM控制器14。

该RAM控制器14临时将ECC译码器13的输出存储到RAM15中，并从其读出数据，借此吸收了从视盘1读出的数据的速率和在源泽码器16中处理速率之间的差异。

源译码器16对压缩了的作为在MPEG***或诸如此类***上的数据的视频数据进行译码，并将译码了的数据提供给帧存储控制器17。帧存储器控制器17，按照需要，将该视频数据存储到帧存储器18中，并将该数据读出到输出图象数据。来自帧存储器的图象数据输出是A/D变换过的，并输出到显示单元（来画出），用作画面图象显示。

下面将对在上面所说明的视频信号重放装置中当其进行高速重放时所进行的工作过程作一描述。

[1]正向重放

图1（a）和1（b）是表示在正向重放中所进行的基本工作过程。在本发明中，采用显示在M帧的时间间隔上的连续的N帧的方法，实现以M/N倍速度的高速重放，这里M和N是满足M＞N＞1关系的整数。M和N需要的值不是固定的值，而是可以为变数。所重放的帧的顺序如下：

0，1，2，···，N-1，M，M+1，M+2，···，M+N-1，2M，2M+1，2M+2，···，2M+N-1，3M，3M+1，3M+2，···，3M+N-1，······

下面将说明在读出数据的工作过程，存取记录道的工作过程，和显示数据的工作过程之中的关系。（a）在数据读出时间＝数据显示时间的情形

当从视盘1上读出对显示N帧所必需的视频数据的时间几乎等于用于显示N帧的时间时，按图3所示的定时进行视频数据的读出和显示。即，从视盘1上读出N帧视频数据，然后就显示N帧视频数据。当完成N帧视频数据的读出时，借助滑动马达5的驱动或光度头3本身的运动使光度头3移到出现下次要读的数据的记录道上，以便它能读出视频数据。存取周期必须在垂直消隐的时间内。

虽然当压缩了的视频数据记录在如图2所示***的视盘1上时，读出数据的时间一般小于显示该数据的时间，但是这种情况例如在视盘的转数降低时才出现。

（b）在数据读出时间＜数据显示时间的情形

当从视盘1读出用于显示N帧所需要的视频数据的时间小于显示该N帧的时间时，按图4所示的定时，进行视频数据的读出和显示。这种情况例如在从视盘1读出数据的速率大于显示该数据的速率时才出现。由于图2的***的构造为的是重放在其上记录有压缩了数据的视频数据的视盘1，所以所述情况一般是会出现的。即使在***的构造用于重放在其上记录有未被压缩的视频数据的视盘时，如果将视盘的转数设置得较高时，读出数据的时间变得小于显示该数据的时间。

在图4的情形下，在显示N帧所需要的视频数据全被读出的时间点上，开始对下次要读出的记录道的存取。在此情况下，存取周期可以做成大于垂直消隐时间。如较早所述，存在一问题点，在CLV盘的高速重放中，因为在记录道跳动之后，为了锁定相位要求长时间，所以存取时间变得更长。然而，由于在本***中存取周期可以做得更长，所以在没有使用帧存储器的情况下，变得能对付CLV盘的高速重放。

通常，在读出一帧数据的平均时间Tr，一帧数据的显示时间Td，和存储周期d之中的关系满足下面的表示式（1）：

d≤b-a＝N×（Tr-Td）    ···（1）

这里

N：被显示的连续帧的数目

a：N帧数据的读出时间

b：N帧数据的显示时间

从（1）式可以得知，采用增加被显示的连续帧N的数值的办法，能够延长存储周期。

当存取周期d是长，并且因此（1）式不能满足时，最后帧（在图4中附有下标N-1的帧）连续被显示直到下一数据被读出时为止。在这样的情况下，就有在图2的帧存储器18中所存储的最后帧的图象，该数据可重复地读出并输出到显示单元。

[2]反向重放

同样地反向重放中，与正向重放相同，在M帧的时间间隔上，显示连续的N帧。在反向重放的情况下，两个***是可能的：其中之一，连续的N帧在反向被重放，而其中的另一，它们被正向重放。在每一***中所显示帧的顺序如下：

在连续的N帧在反向被显示的***中：3M+N-1，3M+N-2，···，3M+2，3M+1，3M，2M+N-1，2M+N-2，···，2M+2，2M+1，2M，M+N-1，M+N-2，···，M+2，M+1，M，N-1，N-2，···，2，1，0，······在连续的N帧在正向被显示的***中：3M，3M+1，3M+2，···，3M+N-1，2M，2M+1，2M+2，···，2M+N-1，M+1，M+2，···，M+N-1，0，1，2，···，N-1，······

与在正向重放的情形相同，下面将说明在读出数据的工作过程，存取记录道的工作过程，和显示数据的工作过程之中的关系。

（a）在数据读出时间＝数据显示时间的情况下

在此情形，按图6中所示的定时进行视频数据的读出和显示。更准确地说，在一帧的时间间隔上读出数据，并且当一帧的读出完成时，使光度头3移到记录有下次要读数据的记录道上，以便它能读出该数据。此存取周期必须在垂直消隐时间之内。这是一个连续的N帧在反向被重放的***的例子。只有当视频数据未被压缩，或者压缩制式是在帧之内进行的***时，才能够实现这样的读出和显示。当按照在MPEG制式中进行移动补偿编码时，反向的译码是不可能的，并且因此不能实现这样的在连续的N帧的反向的重放。

在数据读出时间＝数据显示时间的情况下，在正向连续的N帧的重放也是不可能的。

（b）在数据读出时间＜数据显示时间的情况下

图7表示反向重放连续的N帧的***的实例。在此实施例中，显示N帧所需的数据在正向从视盘1上读出，并且在完成了N帧的读出时，对出现下次要读出数据的记录道进行存取。所读出的数据由源译码器16译码，并写入帧存储器18中。当完成N帧数据的写入时，按与该数据写入的顺序相反的顺序读出该数据，并输出给显示单元。

在此情况下，尽管要求帧存储器18有N帧容量，但视频数据以正向输入到源译码器16。所以，即使数据压缩制式是如同进行移动补偿的MPEG制式那样，但此方法能被实现。虽然在图7的情况下，读出显示N帧所必需的数据的时间和将该数据写入帧存储器18的时间是相等的，这可以由增加帧存储器控制器17的写时钟的速度来达到。

图8是以正向重放连续的N帧的***的实例。在此实例中，数据的N帧以正向读出，并在完成读出时，执行对记录着下次要读出数据的记录道进行存取的操作，与图7中相同。但是，在此情况下，由源译码器16所译码的视频数据不存储在用于使顺序反向的帧存储器18中，而将它们按原样输出到显示单元。

这样，随着M值的增加，N帧数据的每一个之间的时间间隔变得更大。因此，即使没有按反向顺序重放连续的N帧，也能够得到样子不奇特的所重放的图象。此外，取消帧存储器18是可能的。[3]在M帧的时间间隔上重放连续的N帧的部分的***。

图9（a）和9（b）是说明重放在M帧的时间间隔上的连续的N帧内的L帧，并由此实现M/L倍高速重放的***的基本工作原理的图形。在上面，M，N，和L是满足M＞N＞L＞1的整数。有必要将L帧分成至少在N帧之内的两部分，如图9（b）所示。当L＝N/3时，以正向重放的帧的顺序的一个例子如下：

0，3，6，···，N-1，M，M+3，M+6，···，M+N-1，2M，2M+3，2M+6，···，2M+N-1，3M，3M+3，3M+6，···，3M+N-1，······

因此，在此重放***中，当完成显示一帧所要求的数据读出时，对位于N/L帧后面，记录着下次要读出数据的记录道进行存取。否则，将接连地读出N帧数据，并且只有其必需的部分将被译码和显示。在反向重放的情形下，如在[2]（b）中所述情况一样，两个***是可用的，即，一个是以正向重放L帧的***，另一是以反向重放L帧的***。在以反向进行重放的***中所执行的操作示于图10中。此时，作为用于使从视盘读出的帧的顺序反向的存储器的容量，只要求L帧的容量，所以可以将该存储器做得比在[2]（b）情况下所采用的小些。

现在，通过对重放方法[3]与重放方法[1]的比较，对重放***[3]的特点进行说明。

假设，当在[1]的重放***中设置M＝1000和N＝20时，进行50倍高速重放，所重放帧的顺序结果变成如图11所示。

当速度从以上所述情况增加到的倍速度时，有两个方法，也就是，（1）一个设置M＝2000和N＝20的方法，和（2）另一设置M＝1000和N＝10的方法。按照方法（1）和（2）所重放帧的顺序分别地如图12（a）和12（b）所示。

由图11与图12（a）和12（b）相比较，可知在方法（1）中存在的问题是，不被显示的帧的时间间隔（例如，1000-1019帧）结果变得较长。可以得知在方法（2）中也存在着的问题是，连续被显示的内容结果变得较小。更准确地说，当按50倍速度重放对0-19帧进行重放时，在方法（2）中只显示0-9帧。

与这些对照，当在重放***[3]中设置M＝1000，N＝20，和L＝10时，所重放帧的顺序如图13（a）所示。从而，解决了在方法（1）和（2）中的问题。

此外，如在方法[3]中设置M＝1000，N＝40，和L＝20，所重放帧的顺序如图13（b）所示。因此，虽然在这些方法中重放速度是同样的50倍，但能显示如方法[1]中的内容两倍的内容。

虽然上面的实施例是按照重放记录着根据MPEG或诸如此类的方式压缩了的视频数据的数字视盘的***进行说明的，但是本发明还能应用于重放记录着模拟视频信号的视盘的***，如通常的激光盘***。它能进一步地应用于记录和重放数字视盘的***，记录/重放在硬盘上的视频信号的***，和在半导体存储器上写入/读出视频信号的***。

虽然，在上面的实施例中，说明视频信号以多帧为单位进行读出和显示，但是该***可构成以多场为单位进行视频信号的读出和显示。

按照本发明，如上面详细所说明的那样，能够重放在各帧之间有好的画面图象的连续性的画面图象，并能容易了解其内容。另外，按照本发明，能进行精密高速搜索。

Claims (7)

1、视频信号重放装置，包括：

从存储媒体上读出视频信号的设备；和

将所读出的视频信号输出给显示设备的设备，其特征在于：

在视频信号的M帧或M场的时间间隔上的连续的N帧或N场输出给所述显示设备，这里M和N是满足M＞N＞1的整数。

2、按照权利要求1的视频信号重放装置，其特征在于：当在其中进行高速反的重放时，视频信号的N帧或N场在正向读出并且所读出的视频信号在正向输出给所述显示设备。

3、视频信号重放装置，包括：

从存储媒体上读出视频信号的设备;和

将所读出的视频信号输出给显示设备的设备，其特征在于：

作为在视频信号的M帧或M场的时间间隔上的连续的N帧或N场的部分的L帧或L场输出给所述显示设备，这里L、M和N是满足M＞N＞L＞1的整数。

4、视频信号重放装置，包括：

从盘形存储媒体上读出视频信号的设备;

沿所述盘形存储媒体的径向滑动所述读出设备的驱动设备;

旋转所述盘形存储媒体的马达;

检测所述盘形存储媒体的旋转状态和所述读出设备相对于所述盘形存储媒体的位置的控制电路，用于控制该装置处于预定状态;

波形整形电路，用于对来自所述读出设备的重放信号的波形进行整形;和

接收来自所述波形整形电路的输出信号的帧存储器;其特征在于：

写入所述帧存储器的视频信号是以在M帧或M场的时间间隔上的连续的N帧或N场的视频信号形式输出给显示设备的，这里M和N是满足M＞N＞1的整数。

5、按照权利要求4所述视频信号重放装置，其特征在于：当由此进行高速反向重放时，沿正向读出视频信号的N帧或N场，并且所读出的视频信号沿正向输出给所述显示设备。

6、按照权利要求5所述视频信号重放装置，其特征在于：所述视频信号是按照MPEG制式记录在所述盘形存储媒体上。

7、按照权利要求6所述视频信号重放装置，其特征在于：所述盘型存储设备是光盘。

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