CN1224304A - 数字视频信号记录装置和再生装置 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种视频信号记录和再生装置,包括:记录部分用于把具有第一分辨率的数字视频信号记录在记录介质上;分区变换电路用于通过把静止画面视频信号分成n份来把具有第二分辨率(高于第一分辨率)的这静止画面视频信号记录在记录介质上;以及辅助数据产生电路(43,36)用于产生指示n值的第一辅助数据和指示静止画面视频信号帧尺寸的第二辅助数据。静止画面图像的HDS视频信号被分割并***虚拟数据,以把它变换成SD视频信号。

Description

数字视频信号记录装置和再生装置

本发明涉及数字视频信号记录装置和数字视频信号再生装置。

数字视频信号记录装置和数字视频信号再生装置是众所周知的。

有人已经提出了称作“DVC”的标准(下文中称作“DVC”标准)做为通过数据压缩记录视频数据的数字VTR(视频磁带记录器)的标准(例如，国家技术报告(National Technical Report)41卷第2期，1995年4月，自48页至55页)。在这个DVC标准中，有一个标准用于记录有当前广播级一般分辨率的视频信号(SD信号)，还有一个标准用于记录具有更高分辨率的视频信号(HD信号)。下文中将描述记录SD信号标准的概况。

在525/60方法(NTSC方法与此对应)中，视频信号以(4∶1∶1)取样。对于亮度(Y)信号，水平方向有效象素数为720，一帧中垂直方向有效线数为480；对于色彩差(Cb和Cr)信号，水平方向有效象素数为180，垂直方向有效线数为480，与亮度信号的线数相同。

图9A到9C显示出用于DCT运算而分块的先有技术。有效象素数据被分割，以提供数据块并使DCT(离散余弦变换)运算有效。用于DCT运算的数据块(以下称作“DCT块”)是分别对亮度(Y)信号和色彩差(Cb和Cr)信号的一帧进行分割，以水平8象素×垂直8象素为一块构成的。于是，如图9A至9C所示，对应于屏面上同一位置的同一区域的Y信号4个DCT块和Cb信号的一个DCT块及Cr信号的一个DCT块总共6个DCT块被称作“宏块”。

图10A和10B显示出先有技术的屏面格式及屏面格式的部分放大图。再有，一帧屏面以27个宏块为单元进行分割，从而构成如图10A所示的超级块(super block)。于是，从图10A中各行各选一块，从每个超级块选一个宏块，并由5个宏块构成一个视频块。在压缩时，数据量在预先确定的量内由每个视频段单元来控制。

对于DCT运算，有两种方式，即有效8×8DCT方式(即每个帧单元以水平8象素乘以垂直8象素进行有效DCT)和有效8×4DCT方式(即每个帧单元以水平8象素乘以垂直4象素进行有效DCT)，并在两个域(field)的各自DCT系数之间进行求和和求差操作，并且在编码上自适应地切换它们。由DCT运算得到的DCT系数以选定的量化表之一进行量化，以便量化和可变长编码之后的数据量等于或小于一个预先确定值和一个最接近预先确定值的值。

图11显示的是先有技术的数据格式，图12是先有技术的同步块格式。如图11所示，量化和可变长编码后的数据以每个宏块为单元格式化，并以同步块格式记录在磁带上，在同步块中加上了SYNC字、ID码以及错误校正用的奇偶校验字，如图12所示。一帧视频数据被分成10道(track)记录。图10A所示的视频数据的每行超块记为一道。图13给出先有技术的一道格式。

图11所示格式化数据包括解码所必须的各种参数(错误和隐藏用STA信息，所选定量化表号QN0或类似的其他参数)。一个视频段的数据存储于5个同步块中。dc(直流)分量数据存于图中的DC区(DC0至DC5),ac(交流)分量存于AC区。ac分量存于与dc分量所在同步块基本相同的同步块中的相应DCT块的AC区。然而，如果数据量高于指定外的容量，则使用同一同步块中的自由AC区和同一视频段中的自由AC区。

在图12所示的ID码中，存有一个道对号指示从10道中第1道的起始算起的道数和同步块号指示一道中的同步块号。再有，在存储视频数据的同步块的ID码中还存有序列号(SEQ.No.)，这是对顺序的12帧指定从0至11作为序号。

在图13中，ITI代表ITI(***和道信息)段，其中主要记录用于在***一编辑过程中易于道控制所需数据。AUDIO代表由存储音频数据的9个同步块和存储外部奇偶校验的5个同步块构成的音频段。VIEDO代表一个视频段，其中135个同步块用于存储视频数据，3个同步块用于存储辅助数据(称作视频AUX)，以及11个同步块用于存储外部奇偶校验。SUBCODE代表子代码段，用于记录时间代码信息之类。再有，图13中还有称作隙缝的部分，它们是用于在***-编辑每个段单元时防止其他段被破坏所需的边缘。

有人提出过利用按DVC标准设计的VTR根据SD标准记录静止画面的方法，例如快拍记录方式、频闪记录方式、单次拍摄记录方式和相继拍摄记录方式。

快拍记录方式是把一幅静止画面在磁带上记录几秒钟，频闪记录方式是通过切换从几个到几十个帧的每个单元来记录若干静止画面，单次拍摄记录方式是一幅静止画面记录在例如5帧上，而相继拍摄记录方式是重复单次拍摄记录。

图14A到14E是各记录方式的先有技术的时序图。其中定义了PPID标志、FC标志、ST标志和SC标志，用于区分静止画面各记录方式和运动画面的记录方式。在图14A到14E中设定了这些标志作为举例。即，PPID标志设为“0”，表示从记录静止画面开始持续5秒作为一般规律。再有，如果设定SC标志为“0”，则在SC标志为“0”时对PPID标志设为“0”。当本帧画面与紧邻的前一帧画面相同，则FC标志设为“0”。当一帧内两个场的画面之间的时间差近似为零时，ST标志置为“0”。当所记录画面为静止画面时SC标志置为“0”。在图14B中，“single”代表单拍记录方式。

本发明的目的是提供一种改进的数字视频信号记录装置和改进的数字视频信号再生装置。

本发明提供了一种数字视频信号记录装置，包括：记录装置(21-27)用于在记录介质上记录具有第一分辨率的数字视频信号；分区-变换电路(65,67)，用于通过把静止画面视频信号分成n份(n为大于1的自然数)来把具有第二分辨率(高于第一分辨率)的静止画面视频信号变换成分区变换后的信号；以及辅助数据产生电路(43,36)，用于产生指示n值的第一辅助数据和指示静止画面视频信号帧大小的第二辅助数据。记录部分把分区变换后的信号和第一及第二辅助数据记录在记录介质上。

在数字视频信号记录装置中，辅助数据产生电路产生辅助数据指示静止画面视频信号的亮度信号的象素数与该静止画面视频信号的色彩差信号的象素数的比值，记录部分再把该第三辅助数据记录在记录介质上。

在数字视频信号记录装置中，其记录部分包括视频数据压缩电路，它通过对包含预定象素数的每块进行正交变换来压缩分区变换后的信号；一个分区变换电路，该电路包括：虚拟数据产生电路，用于以块为单元产生虚拟数据并将其加入到被分区的静止画面视频信号中，以产生分区变换后的信号；以及一个改变电路(43,65,67,68a)，它响应一个命令去改变一帧分区变换后的信号中所产生的虚拟数据数与一帧中静止图画视频信号数据数之比值，并改变n值。辅助数据产生电路产生指示该比值的第四辅助数据，而记录部分把改变后的n值及第四辅助数据记录在磁介质上。

在数字视频信号记录装置中，分区变换电路按预定次数(大于一次)输出一帧；辅助数据产生电路产生第三辅助数据以指示这预定次数，并包含一个计数电路对输出同一帧分区变换后信号的次数进行计数，还产生第四辅助数据指示这计数值，而记录部分再把这第三和第四辅助数据记录在记录介质上。

数字视频信号记录装置可以进一步包括：紧缩视频信号产生电路(68b)，用于从静止画面视频信号产生具有第一分辨率的紧缩视频信号，从而使一帧视频信号对应于一帧紧缩的视频信号。记录部分以第一方式把分区变换后的信号记录在磁带上，而以第二方式把紧缩的视频信号记录在磁带上。

数字视频信号记录装置还可以包括：简略视频信号产生电路(74)，它有存储器(75)，用于从静止画面视频信号产生紧缩视频数据，把紧缩视频数据累积到存储器中，并通过从存储器读取累积的紧缩视频信号来从静止视频信号产生具有第一分辨率的简略视频信号，从而使一帧简略视频信号的图像中包含多帧静止画面视频信号的图像；该产生电路(74)还用于产生位置数据以确认这多帧在记录介质上的位置，并在存储器中累积位置数据。记录介质以第一方式把分区变换后的信号记录在磁带上，而以第二方式把简略视频信号和位置信号作为第三辅助数据从存储器记录到磁带上。

在数字视频信号记录装置中，在记录部分刚刚响应一个记录停止信号而停止记录分区变换后的信号之后，即在记录介质上记录简略视频信号和位置数据。

在数字视频信号记录装置中，辅助数据产生电路还产生第三辅助数据，以表明在一个没有把再生的分区变换后的信号恢复成第一视频信号这种功能的再生装置中要使用一个屏蔽命令以屏蔽这再生的分区变换后的信号。

根据本发明，提供了一种数字视频信号再生装置，包括；再生电路(28-35)，用于从记录介质中再生出有第一分辨率的视频信号和辅助数据，这辅助数据是关于从多帧视频信号构成一帧静止画面视频信号所用的数据；静止画面视频信号产生电路(66,67,68)，用于产生静止画面视频信号，例如根据辅助数据从多帧视频信号构成一帧静止画面视频信号。

数字视频信号再生装置可以进一步包括：带有存储器(37)的辅助数据读取电路(31,36)，用于读取辅助数据，这些辅助数据指示出在记录视频信号结尾记录在记录介质上的静止画面视频信号的位置数据，并把这些辅助数据存储于存储器中；以及搜索电路(36)，它响应一个搜索命令，根据存储器中的辅助数据去搜索一帧静止画面视频信号。

通过下文中结合附图所作的详细描述，将会更清楚地看出本发明的目的和特点，这些附图是：

图1是根据本发明的一个实施例的数字视频信号记录和再生装置的方框图；

图2是图1中所示视频信号切换处理电路的方框图；

图3A是图1中所示记录处理电路的方框图；

图3B是图1中所示再生电路69的方框图；

图4A到4C是本实施例的一个说明图，说明按第一方式把Y信号分成8份；

图5A到5C是本实施例的一个说明图，说明Y信号和色彩差信号Cr和Cb的宏块；

图6是本实施例的一个说明图，显示出按第二方式的分割操作；

图7A和7B是本实施例一个说明图，显示出包数据的位格式；

图8A和8B是本实施例的时间图，显示出记录HD静止画面信号的操作；

图9A到9C是先有技术的说明图，显示出DCT运算的各块；

图10A和10B是先有技术的说明图，显示出屏面格式和屏面格式的部分放大图；

图11是先有技术的说明图，显示出数据格式；

图12是先有技术的说明图，显示出同步块的格式；

图13是先有技术的说明图，显示出道格式；以及

图14A到14E是先有技术的时间图，显示出各个记录方式。

在各图中的相同或对应部件或部分被赋予相同的参考符号。

下面将描述本发明的一个实施例。

图1是根据本发明的一个实施例的数字视频信号记录和再生装置的方框图。

数字视频信号记录和再生装置由视频信号切换处理电路1和视频信号记录和再生装置2组成。图2是图1中所示视频信号切换处理电路1的方框图。

如图2所示，视频信号切换处理电路1主要组成部分是：输入端61用于输入数字SD信号，输入端62用于输入数字高分辨率静止视频信号(以下称“HDS信号”)，输出端63用于输出再生的HDS信号，输出端64用于输出再生的SD信号，第一和第二HD帧存储器65和66用于存储HDS信号的每帧单元。

记录处理电路68用于有效***虚拟数据和进行记录所必须的处理，再生处理电路69用于有效去掉虚拟数据和进行再生所必须的处理，地址控制电路67用于读写HD帧存储器65和66的地址，切换电路70、71、72、73及SD帧存储器74用于产生和存储在SD信号帧中产生的简略画面视频信号，以及存储器控制电路75用于SD帧存储器74的有效读控制和有效写控制。在视频信号切换处理电路1中各部件由控制电路43控制，它响应来自操作面板42的命令信号和来自VTR部分2的辅助数据、命令信号和数据。

图3A是图1中所示记录处理电路68的方框图。记录处理电路68包括：虚拟数据增加电路68a，用于向HD帧存储器65的输出增加虚拟数据，色彩差信号紧缩电路68b，用于紧缩出水平方向中色彩差信号的象素，以及开关电路68C。

图3B是图1中所示再生电路69的方框图。再生处理电路69包括：虚拟数据去除电路69a，用于从再生信号中去掉加到记录上的虚拟数据，色彩差信号内插电路69b，用于内插水平方向中色彩差信号的象素，以及开关电路69C。

记录处理电路68可在第一方式和第二方式之间切换。第一方式(在如图中所示开关电路68C的状态下的方式)用于把一个HD帧分成8个区间，第二方式(图中开关电路68C的相反状态下的方式)用于把一个HD帧分成4个区间。相应地，再生处理电路69也是可在第一方式(在如图中所示开关电路69C的状态下的方式)和第二方式(图中所示开关电路69C的相反状态下的方式)之间切换，以使内插水平方向色彩差信号象素的处理生效。各开关电路响应来自控制电路43的控制信号进行切换。

在本实施例中，假定HDS信号的Y信号的水平方向有效象素数为1280(下文中把HDS信号的帧称作“HD帧”，把SD信号的帧称作“SD帧”)，垂直方向一帧中的有效线数是1024，水平方向Cr和Cd信号象素数是640(这是Y信号的水平方向有效象素数的一半)，垂直方向Cr和Cd信号数是1024，这与Y信号相同。

输入的HDS信号被提供给第一HD帧存储器65和地址控制电路67,HDS信号的一个HD帧被存于第一HD帧存储器65。地址控制电路67控制读第一HD帧存储器65的地址(见下文所述)以交织或排列HDS信号的象素。从HD帧存储器65读出的HDS信号(下文中称作“分区变换后的信号”，以区别于输入的HDS信号)被提供给切换电路70和71。

从视频信号记录和再生电路2输入的再生信号被提供给切换电路71。切换电路在“记录”时选择分区变换后的信号，在“再生”时选择再生信号，并将其输入到SD帧存储器74。存储器控制电路75在记录时通过紧缩掉分区变换后信号的象素(即不写入)从而产生对应于输入的HDS信号的简略视频信号，并将其顺序存入SD帧存储器74。再有，在相继拍摄多帧的相继拍摄方式下，希望只产生对应于HDS信号第一帧和最末一帧的简略视频信号。这样产生的简略视频信号可使得一个SD帧中包括例如HDS信号的一百个帧。

SD帧存储器74的输出信号被提供给切换电路70和73。切换电路70或者选择输入的SD信号、分区变换后的信号、或者简略视频信号，并把它提供给视频信号记录与再生电路2的块形成电路21。当时HDS信号的相继记录操作结束时，切换电路70受控制以恰在记录结束时继续记录简略视频信号。

在本实施例中，视频信号记录和再生电路2包括根据DVC标准的VTR，它被称作“VTR部分2”。VTR部分2的视频信号记录***主要包括：块形成电路21用于为DCT运算形成象素块。DCT电路22用于使DCT运算生效，定量电路23用于使定量化生效，VLC(可变长编码)电路24用于使可变长编码，辅助数据增加电路，用于在子代码区增加辅助数据、增加视频AUX数据以及***控制数据，误差校正编码电路26用于向视频数据增加纠错用奇偶校验位，同步块形成及调制电路27用于形成同步块和调制以记录在磁带41上，磁头28用于把调制的记录信号记录在磁带41上。

视频信号再生***包括：磁头28，用于从磁带41中再生出数据；SYNC检测和解调电路29，用于检测同步块并使解调生效；纠错解码电路30，用于根据读出的奇偶校验位来实现纠错；辅助数据读取电路31，用于读取子代码段中的辅助数据、视频AUX数据及控制用数据；VLD(可变长解码)电路32，用于实现可变长解码；逆量化电路33，用于实现逆量化；逆DCT电路34，用于实现逆DCT运算；以及象素交织(重新安排)电路35用于交织象素。

再有，CPU36响应辅助数据增加25和辅助数据读取电路31。CPU36产生和控制辅助数据增加和读取。存储器37用于存储辅助数据，主要供查询之用。

VTR部分2的象素交织排列电路35的输出信号被提供给视频信号切换处理电路1的切换电路71和72。当再生信号是SD信号时，切换电路72把再生信号输出到切换电路73一侧；当再生信号是分区变换后的信号时，则切换电路72通过再生处理电路69把它输出到第二HD帧存储器66。当再生出分区变换后的信号时，地址控制电路67控制HD帧存储器66的读地址，以恢复记录时被交织的象素的排列，并控制读地址，以按记录时的输入顺序输出一个HD数据帧。

接下来，将描述在记录HDS信号时对HD帧分区和交织排列象素的方法。

输入的HDS信号被存储在HD帧存储器65中并把一个分为8个，使一个屏面分为8个屏面区域，而且这被分割的HDS被转换成相应于一帧SD信号(一个SD帧)并被输入到VTR部分2。

图4A到4C是本实施例的说明图，说明了在第一方式(把一个HD帧分成8份的方式)下把Y信号分成8份的方法。图5A到5C是本实施例的说明图，说明了Y信号和色彩差信号Cr和Cb的宏块。

更具体地说，一个HD帧在水平方向上被分为4份，在垂直方向被分为2份，分割后的A、B、C、D、E、F、G各区的每个区包括水平320象素X垂直512象素。因为一个SD帧包括水平720象素×垂直480象素，故从A到H的每个区并不对应于原样的一个SD帧，所以***了虚拟数据，并按如下方式移动象素：

首先，如图4B所示，向HDS信号***虚拟数据，使得被分成8份的每个区域(水平320象素×垂直512象素)，沿水平方向每8个象素***8个象素的虚拟数据(水平8象素×垂直512象素)，以提供水平640象素×垂直512象素。虚拟数据的值全为“16”。在图4B中，为了方便，所示水平方向8个象素的宽度被放大了。

接下来，如图4C所示，使水平640象素×垂直512象素的区域的左下角(图中所示)与SD帧的左下角相一致，以此建立起对应关系。然后，把非对应区R1的象素(水平640象素×垂直32象素)移到SD帧右侧的***区域R2(水平80象素×垂直256象素)。在这样做的过程中，象素的移动是以水平8象素×若干垂直象素的每个最小单元作为单元尽可能地移动的。再有，Y信号是以每个这样的单元来尽可能地移动的，因为如图5A所示，水平32象素×垂直8象素构成一个宏块。在图中，4个DCT块中画阴影线的2块是由虚拟数据形成的。在SD帧中向右倾斜的阴影线所示R3区(水平80象素×垂直224象素)中存储数据“16”作为虚拟数据。如前所述，这样便构成了Y信号的一个SD帧。

再有，Cr和Cb信号与Y信号类似地分成8份，构成每个区包括水平160象素×垂直512象素。然后，如图4C所示，使被分割后的区域的左下角与SD帧的左下角相一致，以此建立对应关系。然后，把非对应区R1的象素(水平640象素×垂直32象素)移到SD帧的右侧***区域R2(水平80象素×垂直256象素)。在这样做的过程中，象素的移动是以水平8象素×垂直8象素的每个最小单元作为单元尽可能地移动的。

如前所述，对应于HDS信号八分之一的Y信号、Cr信号及Cb信号的象素数据被相继转换成SD信号一帧的象素数据，从而使HDS信号的一个HD帧变换成视频信号的8个SD帧，并将其输入到VTR部分2。

在VTR部分2的记录***中，除了进行DCT运算、量化、可变长度编码等信号处理外，还要实现下文所述对HDS信号的特殊处理，然后把视频信息记录在磁带41上。在DVC标准中，视频数据的一个SD帧被记录在10道上。因此这10道被称作一个道帧。

在第一方式中，对应于一个HD帧的8个SD帧被记录在8个道帧上(80道)。就是说，视频信号切换处理电路1的地址控制电路67实现控制8次输出将其分成8份的一个SD帧。

再有，指示把一个HD帧分成8份的辅助信息(分割器)、指示把一个SD帧记录8次的辅助信息(重复数)、指示从道帧起始计算的本帧序号的辅助信息、指示输入的HDS信号的屏面尺寸(水平方向象素数和垂直方向象素数)的类别的辅助信息(源画面类别)、指示输入的HDS信号的亮度信号象素数与二个色彩差信号象素数之比的辅助信息(色彩差率)、在不具备把分割HDS信号所得到的分区变换后的信号恢复成原始HDS信号功能的再生装置中屏蔽(掩蔽)分区变换后的信号的辅助信息、以及扩展功能的辅助信息都存储在子代码区，这是每个道帧的辅助信息记录区。

作为扩展功能，分割屏面数以及一帧分区变换后信号中虚拟数据数所占比例被作成可由用户设置的变量，而且该比例被作为本扩展功能的辅助信息记录下来。增大虚拟数据(即空空间)的比例会增加在DCT运算中赋予实际视频数据的数据量，从而能改善再生图像的质量。

再有，记录指示重复次数的辅助信息使操作者能设定重复次数，从而能在环境需要时建立相继拍摄速度和通过接缝作用避免差错之间的平衡。

图7A和7B是本实施例的说明图，显示出包数据(pack data)的位格式。前面提到的辅助信息被记录在***数据中提供的标记任选区的包数据PC1和PC2。就是说，指示屏面分区数的辅助信息在包数据PC1的位B7和B6，指示重复次数的辅助数据在位B5至B3，指示帧数的辅助信息记录在位B2至B0，指示源画面类别的辅助信息在包数据PC2的位B7至B5，指示色彩差比例的辅助信息在位B4和B3，关于屏蔽的辅助信息在位B2，关于扩展功能的辅助信息记录在位B1和B0。这一处理是由辅助信息写电路25根据发自CPU36的一个命令完成的。

指示色彩差比例的辅助信息指明为(4∶4∶4)、(4∶2∶2)、(4∶2∶0)或(4∶1∶1)四者之一。再有，指示源画面类别的辅助信息是把输入的HDS信号屏面尺寸列入的下各组之一，并把得到的组号置于该辅助信息处，这些屏面尺寸分组是：水平720象素×垂直960象素，水平1440象素×垂直960象素，水平1024象素×垂直1280象素，以及水平1920象素×垂直1036象素。

可根据SS标志(指示画面源及记录状态(存在或不存在编码)的标志)设定关于屏蔽的辅助信息并记录在包数据PC1。

再有，在本实施例中，一个HD帧视频信号被变换成一个SD帧视频信号，以通过紧缩掉输入的HDS信号的象素来产生紧缩变换后的信号，并把它与分区变换后的信号一起记录在磁带41上。这使得能在再生时不具备把记录信号恢复成原始HDS信号功能的情况下容易地通过观看取景器来根据命令实现对所记录HDS信号的搜索。

再有，在本实施例中，当相继记录操作结束时，在磁带41上记录简略视频信号。与此同时，指示简略视频信号的辅助信息、指定由CPU36提供的简略视频信号的HDS帧的记录位置的辅助信息(即时间代码数据(记录日期、月和年，时、分和秒)或绝对道号)被记录在预定区域。

图8A和8B是本实施例的时间图，显示出记录HD静止画面信号的操作。即使在单次拍摄记录方式中也要重复记录4秒钟对应于HD静止画面信号的分区变换后信号。提供这种重复记录是考虑到如果单次拍摄静止画面被记录在能记录大约一小时运动画面的磁带41上的话视频信号记录装置所具有的操作能力。然后，紧缩变换后的信号被重复记录1秒钟。重复记录1秒钟的理由是：如果刚刚在一个单次拍摄记录之后完成另一个单次拍摄记录，则磁带41要稍稍反转，所谓间隙返回，以得到磁带41上记录图案的连续性，并在寻道伺服装置变为稳定之后进入记录方式，这里约需要0.7秒使寻道伺服装置稳定。然后，虽然在磁带反转相当于0.7秒的磁带量的过程中错误地完成记录方式，将会留下若干帧紧缩变换后的信号。因此，对紧缩变换后的信号记录要有效1秒钟。再有，如果如图8A所示重复单次拍摄记录，则重复这种图案(4秒+1秒)。在相继拍摄记录的情况中，有可能在4秒钟最多记录15帧，因为如前所述，一个HD帧被记录在80道上。再有，单次拍摄记录和相继拍摄记录之间的区分是通过判断操作员按下操作面板42上的记录命令键一次短时间(这是单次拍摄记录)还是连续按住它(这是相继拍摄记录)。

如图8B所示，在记录末端，简略视频信号与上述辅助信息一起记录1秒钟。这是刚好在根据例如从操作面板42上发出的退出磁带41命令去退出磁带41之前完成这个记录操作的。

接下来，将描述VTR部分2的再生***中的处理。记录在磁带41上的数据被再生和解调，以输出数字数据列。从这个数据列中检测出SYNC(同步)字(参考图11)，并输出一个同步数据块。利用同步块的内部奇偶校验码对前述所获得的再生数据进行错误检查和纠正处理，此外，还利用外部奇偶校验码对视频数据之类进行错误检查和纠正。然后，相继实现读辅助信息，可变长度解码处理(可变长度编码处理的逆处理)，量化逆处理及DCT逆运算。再有，象素被重新排列成原始排列并提供给视频信号切换处理部分1的切换电路71和72。

上面提到的处理对于SD信号和分区变换后的信号是共同的。再有，当再生分区变换后的信号时，辅助信息读出电路31读取子代码区的数据，以获得必要的辅助信息如屏面分割数、重复数及帧数。然后，关于分区变换后的信号的信息被提供给视频信号切换部分1。

视频信号切换处理部分1的再生处理电路69去掉记录时加入的虚拟数据。地址控制电路67控制把再生数据存储在第二HD帧存储器66中的地址，所根据的是通过控制信号43a在控制电路43的控制下从VTR部分2提供的关于HDS信号的信息。

类似地，在全部8个分区的数据被存储在HD帧存储器66中，并作为一个HD帧从HD帧存储器中读出。读出的视频图像的屏面尺寸或类似数据是根据记录在子代码区的辅助信息确定的。如前面所述获取再生的HDS信号。

再有，在本实施例中，如果在再生时加载磁带41，则磁带41总是被驱动运动到记录的末端部分，并进入再生方式以再生记录在所记录部分末端的简略视频信号。然后，通过切换电路71把再生的简略视频信号存储在SD帧存储器74。CPU36读出时间代码数据以确定HDS信号的记录信号并将其存储于存储器37中。

当操作员进行搜索时，操作员操作操作面板42以使装置处于搜索方式。这使切换电路73切换到b侧触点，简略视频信号被提供给显示装置(未画出)，从而显示出简略画面。操作员通过观看简略画面来选择必要的画面，例如，在简略画面下方显示有相应的时间代码，操作员通过从操作面板42输入时间代码来选择一幅画面，CPU36从存储器37中读出相应的时间代码，根据此时间代码由驱动单元44驱动磁带41，并再生和输出由操作员选择的这一静止画面。

接下来将描述第二方式下的处理(在水平方向紧缩色彩差象素的处理方式)。这第二方式是在4道帧上记录HDS信号。

图6是本实施例的说明图，显示第二方式下的分割操作。

在第二方式下，Y信号在屏面上被分成4份。就是说，水平方向1280象素×垂直方向1024象素被分割成沿水平方向2个区和垂直方向被分成2个区。因为在分割后的A到D各区包括水平方向640象素×垂直方向512象素，与第一方式相似，故被变换成一个SD帧的Y信号的象素数据。在第二方式下，取值“16”的虚拟数据被***到对应于区域R3(如图4C所示)的区域。

另一方面，色彩差信号Cr和Cb被紧缩一半以提供水平方向320象素×垂直方向1024象素并按水平和垂直各分为二(与Y信号相似)来分成4个区域。被分割后的区域象素数是水平方向160象素×垂直方向512象素。它们被变换成一个SD帧的色彩差信号Cr和Cb的象素数据，这与第一方式类似。

如前所述，在第二方式下，一个HD帧被分成4个区，即被变换成4个SD帧的视频信号并提供给VTR部分2和记录在磁带41上。

在第二方式下，对应于一个HD帧的4个SD帧被记录在4个道帧(40道)上。即重复次数为4。

其他方面与第一方式相同。

在本实施例中，通过操作员选择记录SD信号或HDS信号，来选择切换电路70的触点a或触点b。当选择记录HDS信号时，只有当如前所述记录简略视频信号时才选择触点c。再有，通过操作员选择第一方式或第二方式，来切换记录处理电路68的切换电路68C。然后，在记录时，将指示是SD信号记录还是HDS信号记录的信息以及指示是第一方式还是第二方式的信息被提供给CPU36，以在VTR部分2的各自部分实现切换控制。再有，在再生时，控制电路43判断信号是SD信号还是HDS信号以及它是第一方式还是第二方式，并实现对切换电路72及69C的切换控制。

再有，形成了宏块，它是在VTR部分2中进行处理的单元，以包括2块Y信号的虚拟数据，如图5A所示。然后，在包括相同值数据的DCT块中，通过DCT运算使所有ac系数变为“0”，从而可能将位值赋予其他DCT块。于是，有可能在保持高质量HDS信号的情况下记录和再生。

再有，在本实施例的第二方式下，因为其Y和C象素比为2∶1的HDS信号被变换成其Y和C象素数之比为4∶1供记录和再生，因此能在视频信号质量略有下降的情况下增加记录数。

再有，对于Y信号，其HDS信号象素数不限于水平方向1280象素×垂直方向1024象素，而是例如可使用水平方向1920象素×垂直方向1036象素。再有，也不一定把一个HD帧均匀地分成8或4份，而是例如水平方向1920象素×垂直方向1036象素可以分成12或6份。

再有，存储在一个SD帧的空间部分的虚拟数据值不限于“16”或“128”，也可以是DCT块范围内的相同值，这里DCT块是DCT运算的单元(水平方向8象素×垂直方向8象素)。

再有，也不必相对于屏面区域来分割信号，而是例如也可以构成每8个象素有不同象素数的SD帧。

Claims (10)

1．一种数字视频信号记录装置，包括：

记录装置(21-27)，用于在记录介质上记录具有第一分辨率的数字视频信号；

分区变换装置(65,67)，用于通过把静止画面视频信号分成n份(n为大于1的自然数)来把具有第二分辨率(高于第一分辨率)的静止画面视频信号变换成分区变换后的信号；以及

辅助数据产生装置(43,36)，用于产生指示所述n值的第一辅助数据和指示所述静止画面视频信号帧尺寸的第二辅助数据，所述记录装置在所述记录介质上记录所述分区变换后的信号和所述第一和第二辅助数据。

2．如权利要求1中所述的数字视频信号记录装置，其中所述辅助数据产生装置进一步产生第三辅助数据，指示所述静止画面视频信号的亮度信号的象素数与所述静止画面视频信号的色彩差信号的象素数之比，所述记录装置进一步把所述第三辅助数据记录在所述记录介质上。

3．如权利要求1中所述的数字视频信号记录装置，其中所述记录装置包括视频数据压缩装置，它通过对包含预定象素数的每块进行正交变换来压缩分区变换后的信号；上述分区变换装置包括：

虚拟数据产生装置(68a)，用于以所述块为单元产生虚拟数据并将其加入到被分区的静止画面视频信号中，以产生分区变换后的信号；以及

变换装置(43、65、67、68a)，它响应一个命令去改变所述分区变换后的信号一帧中所述产生的虚拟数据数与一帧所述静止画面视频信号数据数之比以及改变所述n值，所述辅助数据产生装置产生第四辅助数据指示所述比值，所述记录装置把改变的n和所述第四辅助数据记录在所述磁介质上。

4．如权利要要示1中所述的数字视频信号记录装置，其中所述分区变换装置按预定次数(大于1)输出一帧所述分区变换后的信号，而所述辅助数据产生装置产生指示所述预定次数的第三辅助数据，并包含一个计数装置用于对输出同一帧分区变换后信号的次数进行计数，该辅助数据产生装置还产生第四辅助数据指示这个计数值，而所述记录装置又把所述第三和第四辅助数据记录在所述记录介质上。

5．如权利要求1中所述的数字视频信号记录装置，还包括：

紧缩视频信号产生电路(68b)用于从所述静止画画视频信号产生具有所述第一分辨率的紧缩视频信号，从而使一帧所述视频信号对应于一帧所述紧缩视频信号，所述记录装置按第一方式把所述分区后的信号记录在所述磁带上，按第二方式把所述紧缩的视频信号记录在所述磁带上。

6．如权利要求1中所述的数字视频信号记录装置，进一步包括：简略视频信号产生装置(74)，它带有存储器(75)，用于从所述静止画面视屏信号产生紧缩的视频数据，把所述紧缩的视频数据累积到所述存储器中，并通过从所述存储器读取累积的紧缩视频信号来从静止视频信号产生具有第一分辨率的简略视频信号，从而使一帧所述简略视频信号的图像中包含多帧静止画面视频信号的图像，并用于产生位置数据以确认这多帧在记录介质上的位置，并在所述存储器中累积位置数据。所述记录介质以第一方式把分区变换后的信号记录在磁带上，而以第二方式把简略视频信号和位置信号作为第三辅助数据从存储器记录到磁带上。

7．如权利要求1中所述的数字视频信号记录装置，其中所述记录装置在所述记录装置刚刚响应一个记录停止信号而停止记录分区变换后的信号之后，即在记录介质上记录所述简略视频信号和所述位置数据。

8．一种数字视频信号再生装置，包括：

再生装置(28-35)，用于从记录介质再生出具有第一分辨率的视频信号和辅助数据，所述辅助数据是关于从多帧视频信号构成一帧静止画面视频信号所用的数据；

静止画面视频信号产生装置(66、67、68)，用于产生所述静止画面视频信号，从而根据辅助数据从多帧所述视频信号构成一帧静止画面视频信号。

9．如权利要求8中所述的数字视频信号再生装置，还包括：

带有存储器(37)的辅助数据读取电路(31,36)，用于读取辅助数据，这些辅助数据指示出在记录所述视频信号结尾记录在记录介质上的所述静止画面视频信号帧的位置数据，并把这些辅助数据存储于所述存储器中；以及

搜索装置(36)，它响应一个搜索命令，根据所述存储器中的辅助数据去搜索一帧所述静止画面视频信号。

10．如权利要求1中所述的数字视频信号记录装置，其中所述辅助数据产生装置还产生第三辅助数据，指示在一个不具有把再生的分区变换后信号恢复成所述第一视频信号的功能的再生装置中使用一个屏蔽命令，以屏蔽这再生的分区变换后的信号。

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