CN1249514A - 数字信号磁记录、再现方法和装置,带状记录介质 - Google Patents

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Abstract

一种用于数字信号的记录装置,其有效利用磁带的生产设备或元件,保证在磁带上长时间记录高质量信号。在此用于数字信号的磁记录装置中,DV格式的两轨道数据以相同的数据模式记录在8mm带宽磁带的专有轨道上。扩展数据也与DV格式的两轨道数据一起记录在此专有轨道上。

Description

数字信号磁记录、再现方法和装置， 带状记录介质
本发明涉及记录或再现用于磁带的数字信号的数字信号磁记录方法和装置、数字信号磁再现方法和装置、具有记录的数字信号的带状记录介质。
近来，已经出现了用于在磁带上记录数字视频和音频信号的家用内置型数字录像机的摄像机和家用安装型数字录像机。
作为用于这种类型的数字录像机的记录***，有所知的称为DV***(用于消费者的使用6.35mm磁带的IEC 61834螺旋扫描数字盒式录像带(525/60，624/50、1125/60和1250/50***))的格式。在此DV***中，使用的录像带的带宽是6.35mm(＝1/4英寸)，它比在传统模拟录像机中的使用的录像带的带宽窄，传统模拟录像机中的使用的录像带的带宽诸如是8mm***：用于消费者的使用8mm磁带的IEC 60843螺旋扫描录像带***。尽管上述的事实，具有比传统***可能更高图像质量的长时间记录在DV***中是可能的，因为在DV***中记录信号被压缩，且记录密度增加。
同时，上述DV***与诸如8mm***的传统模拟录像机不兼容。然而，如果在DV***中的信号能够记录在此传统记录***中使用的较宽磁带宽度的录像带上，能够记录较长时间的较高图像质量的信号。另一方面，如果DV***的信号能够记录在传统记录***中使用的录像带上或从该录像带上再现DV***信号，利用诸如在此传统记录***中使用的录像带的生产设备或元件的资源成为可能。
本发明的一个目的是提供用于记录数字信号的方法和装置，通过该方法h和装置，能够有效利用磁带的传统生产设备，以在磁带上长时间的记录高图像质量的信号，便于记录和编辑附加数据。
本发明的另一个目的是提供用于再现利用磁带的传统生产设备在磁带上长时间记录的高图像质量的信号的方法和装置，并且保证便于记录或编辑附加数据。
本发明的另一个目的是提供带状记录介质，在该记录介质上已经记录高质量的信号，并且在该记录介质上能够附加记录或容易编辑数据。
一方面，本发明提供了一种磁记录装置，该装置包括：记录数据产生装置，用于产生符合使用到预定带宽的第一磁带的数字记录格式的记录数据；扩展数据产生装置，用于产生用于记录数据的扩展数据；和记录装置，用于在带宽比所述第一磁带的带宽宽的第二磁带上记录由记录数据产生装置产生的记录数据和由扩展数据产生装置产生的扩展数据。记录装置在形成在所述第二磁带上的专有(sole)轨道上连续记录，由记录数据产生装置产生的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和由扩展数据产生装置产生的扩展数据。
在用于数字信号的本磁记录装置中，使用到第一磁带的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和扩展数据，被连续记录在形成于带宽比所述第一磁带的带宽宽的第二磁带上的专有轨道上。
另一方面，本发明提供了一种磁记录方法，该方法包括：产生符合使用到预定带宽的第一磁带的数字记录格式的记录数据；产生用于记录数据的扩展数据；在带宽比所述第一磁带的带宽宽的第二磁带上记录数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和扩展数据。
在用于数字信号的本磁记录方法中，使用到第一磁带的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和扩展数据，被连续记录在形成于带宽比所述第一磁带的带宽宽的第二磁带上的专有轨道上。
另一方面，本发明提供了一种用于数字信号的磁再现装置，该装置包括：再现装置，用于从记录了记录数据和扩展数据的第二磁带上，再现记录数据和用于记录数据的扩展数据，并且所述第二磁带的带宽比第一磁带的带宽宽，其中，该记录数据符合用于预定带宽的第一磁带的数字记录格式。该用于数字信号的磁再现装置还包括：记录数据处理装置，用于处理由所述再现装置再现的记录数据；扩展数据处理装置，用于处理由所述再现装置产生的扩展数据。该再现装置从形成在所述第二磁带上的专有轨道连续再现数字记录格式的至少两个轨道的记录数据。
在用于数字信号的本磁再现装置中，使用到第一磁带的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和扩展数据，被连续记录在形成于带宽比所述第一磁带的带宽宽的第二磁带上的专有轨道上。
另一方面，本发明提供了一种磁再现方法，其中，使用到预定带宽的磁带的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和用于记录数据的扩展数据，被从形成于第二磁带上的专有轨道再现，所述第二磁带上已经记录所述记录数据和扩展数据，所述第二磁带的带宽比所述预定带宽宽。所述磁再现方法包括处理所述再现的记录数据和处理所述再现的扩展数据。
在用于数字信号的本磁再现方法中，使用到第一磁带的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和扩展数据，在形成于带宽比所述第一磁带的带宽宽的第二磁带上的专有轨道上连续再现。
另一方面，本发明提供了一种带状记录介质，在其上记录有符合使用到预定带宽的第一磁带的数字记录格式的记录数据和扩展数据，所述带状记录介质的带宽比所述预定带宽宽。数字记录格式的至少两个轨道被记录在专有记录轨道上。
按照本发明，使用到第一磁带的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和扩展数据，连续记录在形成于带宽比所述第一磁带的带宽宽的第二磁带上的专有轨道上或从该专有轨道上再现，这样保证长时间的在所述第二磁带上高数据质量的数据记录，以及有效利用资源诸如传统生产设备或元件。由于语音信号和视频信号能够作为扩展数据记录，这些数据能够被附加记录或容易编辑。
图1示出了一轨道模式，其中DV***的数字信号已经记录在在DV***中使用的6.35mm带宽的磁带上；
图2示出了叠加在每个轨道的数据上的导频信号的谱；
图3示出了一轨道模式，其中在磁带上用于记录视频和音频数据的本发明的记录***的数字信号，记录在8mm带宽的磁带上；
图4示出了在实施本发明的记录***中转鼓上的磁带包角；
图5示出了在实施本发明的记录***中一个轨道中的有效包角；
图6示出了在实施本发明的记录***中磁带上的轨道模式；
图7示出了在实施本发明的记录***中的轨道数据模式；
图8示出了在实施本发明的记录***中的通常轨道区的数据模式；
图9示出了在实施本发明的记录***中的轨道扩展区的数据模式；
图10是实施本发明的记录/再现装置的方框图；
图11是实施本发明的记录/再现装置的DV数据处理单元的方框图；
图12是实施本发明的记录/再现装置的写入/读出单元的方框图；
图13示出了在DV***的记录/再现装置上记录期间磁头的切换定时和ATF导频信号的序列；
图14示出了在实施本发明的记录/再现装置上记录期间磁头的切换定时和ATF导频信号的序列。
参照附图，解释按照本发明的用于在作为数据带状记录介质的磁带上记录视频数据和音频数据等的记录***。实施本发明的记录***是在带宽为8mm的磁带上记录所说的DV***的数字信号的***。此***在此称为数字8mm***。在下列实施本发明的记录***的解释中，具有8mm***(IEC60843)的传统记录***与DV***(IEV61834)比较。
图1示出了当DV***数字信号已经记录在在DV***中使用的6.35mm磁带宽度的磁带上时，形成的轨道模式。所述磁带在此称为DV磁带。
在DV***中，视频信号等由在具有6.35mm(1/4英寸)带宽的DV带上的转鼓记录，如图1所示。在此转鼓上，具有不同方位角的两个磁头安装在对角线相对方向上。于是，这两个磁头以相对于DV带的运行方向的预定角度，扫描DV带，以形成图1中所示的轨道模式。在此DV***中，如果由一个磁头记录的轨道是奇轨道O1、O3、O5、O7和O9，而由另一个磁头记录的轨道是偶轨道E2、E4、E6、E8和E10，符合NTSC***的视频信号被记录在相应于五个奇轨道和五个偶轨道总共10个轨道的帧的数量中。在PAL***中，一帧视频信号被记录在总共12个轨道中。
在本DV***中，记录在各轨道上的数据总量按照24/25转换***被转换。通过记录信号的24/25转换，用于ATF(automatic track finding，自动轨道搜索)的导频信号叠加在整个轨道上。通过在再现时检测导频信号，能够发现磁头的循迹。在24/25转换中，每个第24位数据***附加的一位，以叠加三个低频范围导频分量成为记录数据的数据串。具体地说，记录数据的运行长度设定到9或更少，并且导频信号和将满足图2中所示的谱的f0、f1、f2频率被叠加在各轨道上。在本DV***中，具有频率f0的导频信号叠加在奇轨道O1、O3、O5、O7和O9上，而具有频率f1和f2的导频信号交替叠加在偶轨道E2、E4、E6、E8和E10上。这样，总之，以…f0、f1、f0、f2、f1、f0、f2…的顺序重复的频率的导频信号被记录在个轨道上。通过记录这些导频信号，具有频率f1、f2的导频分量能够从相邻轨道作为串扰信号获得，使得在再现期间能够使用稳定的循迹。
图3示出了当按照本发明的数字8mm***的数字信号已经记录在具有8mm带宽的磁带上时，形成的轨道模式。此磁带在此称为8mm带。
在数字8mm***中，数字视频信号旋转地记录在具有大于DV带的带宽的8mm带上。此8mm带与在8mm***(IEC60843)中使用的用于记录传统模拟视频信号的磁带相同。在用于旋转记录的转鼓上，例如具有不同方位角的两个磁头排列在旋转中心的相对面、对角线相对的方向上，如同在传统模拟8mm***中。这样，这两个磁头以相对于8mm带的运行方向的预定角度，扫描所述带，以形成图3所示的轨道模式。
在数字8mm***中，在DV***中的2轨道数据用保留不变的DV***的数据模式，连续记录在8mm带的专有轨道上。即，在数字8mm***中，在DV***中的奇轨道数据和偶轨道数据作为一组排列，并且记录在一专有轨道上。
例如，在数字8mm***中，在DV***中的奇轨道O1数据和偶轨道E2数据作为一组排列，并且记录在一专有轨道上。在下一个轨道上，奇轨道O3数据和偶轨道E4数据作为一组排列并且被记录。同样，在DV***中两个连续轨道的数据，即奇轨道O5和偶轨道E6、奇轨道O7和偶轨道E8、奇轨道O9和偶轨道E10作为组排列，并且记录在8mm带的下一个轨道上。
这样在数字8mm***中，符合NTSC***的1帧视频信号记录在8mm带的五个轨道上。同样，符合PAL***的1帧视频信号记录在8mm带的六个轨道上。
同时，扩展数据与DV***中的2轨道数据一起被记录在8mm带的专有轨道上。
此外，在数字8mm***中，用于ATF的三个频率f0、f1和f2的导频信号通过24/25转换叠加在每个轨道上。即，在数字8mm***中每个轨道或DV***中每两个轨道记录不同频率的导频信号。具体地说，以…f0、f1、f0、f2、f0、f1、f0、f2…的顺序重复的频率的导频信号按照由DV***中作为一单元的偶轨道数据和奇轨道数据构成的轨道记录。如果以此方式记录导频信号，当磁头扫描在其上已经记录频率f0的轨道时，频率f1、f2的导频分量能够从相邻轨道作为串扰信号获得，于是在再现期间将能够使用稳定的循迹。注意，导频信号还记录在扩展数据中。记录在扩展数据上的导频信号具有与记录在有关轨道上的DV***中二轨道数据相同的频率。
图4示出了在数字8mm***中对于转鼓的磁带包角。
在数字8mm***中，8mm带经206°的角度范围包在转鼓上。随着磁头移动通过206°的包角范围记录的信号构成8mm带上专有轨道。此8mm带的包角也可是211°，如同在传统模拟8mm***中的，具有记录在此211°角度的206°部分的信号。
图5示出了数字8mm***中轨道内的有效包角。图6示出了在数字8mm***中带上的轨道模式。
在数字8mm***中，有效包角是177°，如图5和6所示。在此有效包角内，设有两个子轨道(SubTr#0和SubTr#1)。每个子轨道构成在87°的包角范围上。在DV***中1轨道数据按照DV***的数据格式记录在每个子轨道上。即，奇轨道和偶轨道的数据在有效包角内连续轨道接轨道地记录。在有效包角内，设有两个子轨道(SubTr#0和SubTr#1)之间的3°的间隙(ITG：InterTrack Gap，轨道间隙)。
此外，在本数字8mm***中，设有有效包角的扩展区上游，即轨道的头部入口侧。扩展区的包角是26°。因此，一个轨道的包角是用于扩展区的26°和有效包角117°的和，或206°。
此外，在此数字8mm***中，设在转鼓上的两个磁头通过以与转鼓的旋转相位的定时关系产生的切换脉冲SWP，而进行更换。在当由一个磁头诸如Ach进行的有效包角内数据的记录已经结束的时刻，切换脉冲SWP被更换，使得另一个磁头诸如Bch的有效包角内的数据的记录开始。每次转鼓旋转180°，此切换脉冲SWP被更换。于是，有效包角的上游和下游产生1.5°的容限。
同时，扩展区的数据与用于后面解释的扩展轨道(Ex-ITI)的同步信息同步或与用于先前轨道(ITI)的同步信息同步，使得其记录在更换切换脉冲SWP之前开始。
在数字8mm***中，在8mm带上形成的轨道的轨道角度，即头运行方法和带运行方向之间的角度是4.8999°。另一方面，从8mm带的纵向头入口侧到扩展区的记录开始位置的宽度是1.013mm。从8mm带的纵向头入口侧到有效包角的记录开始位置的宽度是1.786mm。从8mm带的纵向头入口侧到有效包角的记录结束位置的宽度是7.047mm。从有效包角的记录开始位置到有效包角的记录结束位置的宽度是5.261mm。从8mm带的纵向头入口侧到有效包角的中心位置即到子轨道subTr#1的记录开始位置的宽度是4.461mm。注意在以上所示的8mm带上的宽度表示在垂直于带运行方向的方向上测量的距离。
用于NTSC和PAL***的、按照本发明的用于磁带的记录***的示例说明列表如下。为了比较也将用于传统模拟8mm***的说明列表如下。
表1
数字8mm***说明(发明的) 模拟8mm***的说明(传统)
NTSC525/60 PAL625/50 NTSC
鼓直径(mm) 40 40 40
鼓rmp(1/sec) 75/1.001 75 30/1.001
轨道/鼓旋转数 2 2 2
轨道/帧数 5 6 2
鼓导入角(°) 4.885 4.885 4.885
记录轨道角(°) 4.8999 4.8999 4.9037
轨道长度(177°，mm) 61.597 61.597 62.593(189°，mm)
表2
数字8mm***说明(发明的) 模拟8mm***的说明(传统)
NTSC525/60 PAL625/50 NTSC
有效包角(°) 177 177 180
头方位Ach(°) 10 10 10
头方位Bch(°) -10 -10 -10
带宽(mm) 8 8 8
记录开始带高度(mm) 1.786 1.786 1.786
记录结束带高度(mm) 7.047 7.047 7.137
有效记录宽度(mm) -5.261 -5.261 5.351
表3
数字8mm***说明(发明的) 模拟8mm***的说明(传统)
NTSC525/60 PAL625/50 NTSC
轨道间距(μm) 16.34 16.34 20.5(SP)
带速(mm/sec) 28.695/1.001 28.695 14.345
相对速度(mm/sec) 9.3962/1.001 9.3962 3.75
最小记录波长(μm) 0.449/1.001  0.449 0.37(Hi8，NTSC)
    -
记录速率(Mbps) 41.85 41.85
数据(位) 274624 274350     -
同步滞后(μsec) 20.305 20.285
在磁带记录***中，按照本发明如上所述，由于DV***的两轨道数据以与DV模式相同的数据模式连续记录在8mm带的一个轨道上，能够有效地使用磁带区，以使得记录更长时间。换句话说，如果将进行相同的时间持续期的记录，与逐个地在8mm带上记录DV轨道模式的情况相比，需要较短的磁带长度，这样有利于减少磁带消耗。
当然，此记录***仅是示例性的，能够连续记录四个或更多数目的DV***的轨道。这使得记录更长时间。反之，对于记录相同的时间长度，能够进一步减少磁带所需长度。
此外，如果使用该记录***，并且如果记录/再现设备的转鼓的rmp(每分钟转数)从1800改变到4500，能够直接使用传统8mm录像机的机械走带机构，以形成上述8mm带上的轨道模式。
同时，主导轴速度即走带速率，仅影响轨道间距。必要的轨道间距是根据头特性或根据可能的兼容性设定的条目，由此如果需要可以设定。
详细解释在有效包角内记录的数据的数据格式和在扩展区内记录的数据的数据格式。同时，有效包角内的区域在此称为常规区，它区别于扩展区。
在数字8mm***中，在扩展区和常规区之间设置隔离区，如图7所示。此隔离区的包角是1.95°。
常规区包括：第一子轨道(SubTr#0)，其上以与DV***相同的数据模式记录DV***的一个轨道数据；间隙ITG；第二子轨道(SubTr#1)，其上记录DV***的一个轨道的数据。在此常规区中，分别有274624位用于NTSC***和274350位用于PAL***。
在第一子轨道(SubTr#0)上，从头部入口侧看去，相继记录了1400位的前置位，1920位的轨道同步信息或ITI(Insert and Track Information，***和轨道信息)，280位的后置位，625位的间隙，500位的前置位，10500位的音频数据，550位的后置位，700位的间隙，500位的前置位，111750位的视频数据，975位的后置位，1550位的间隙，1200位的启动(run-up)位，1200位的子码和1200位的隔离区。在PAL***中，最后的隔离区是1335位。注意记录在此第一子轨道(SubTr#0)中的数据与记录在DV***中专有轨道中的数据相同。
在第二子轨道(SubTr#1)中，记录与第一子轨道数据类似的数据。
在间隙ITG中，设有1250位的擦除容限和2150位(对于PAL***2155位)的间隙。
在扩展区中，对于NTSC***，从头部入口侧看去，相继记录1400位的前置位，1920位的用于扩展的轨道同步信息(EX-ITI)，280位的后置位，2325位的间隙，500位的前置位，10500位的第一扩展数据(EX-DATA)，550位的后置位，2325位的间隙，500位的前置位，10500位的第二扩展数据(EX-DATA)，550位的后置位，2325位的间隙，1200位的启动位，1200位的扩展子码(Ex-SubCode)，1200位的隔离区，3065位的间隙。在PAL***中，最后隔离区是1335位。
用于扩展区的轨道同步信息被用作时间轴和循迹伺服的参考，如同是DV***的轨道同步信息。用于扩展区的扩展子码同样地用作用于视频或音频数据的辅助信息，如同是用于DV***的子码。
在用于第一和第二扩展数据的区中，能够记录与常规区的音频数据区相同配置的音频数据。于是，音频数据能够记录在与常规区无关的扩展区中，使得能够容易地进行后记录。如果音频数据记录在扩展区中，用于记录音频数据的时间码或到常规区的音频数据的切换信息能够作为用于扩展的子码被记录。
在该用于扩展数据的区中，能够记录自动反射式幻灯机(telop)图像、静止图像或其它数字信息。
通过提供此扩展区，音频数据或图像数据能够后记录在数字8mm***中而不重写记录在常规区上的数据。具体地说，通过提供足够的间隙和用于扩展区数据的轨道同步信息，能够正确地实现后记录。在DV***中，其中子码是在轨道的后部，由于线性只重写子码是困难的。反之，扩展区的子码是在用于扩展的区域的附近，因此能够只容易地重写子码。
现在解释使用上述数字8mm***的用于记录视频和音频数据的记录/再现装置。
图10示出了实施本发明的记录/再现装置10的简要结构。
记录/再现装置10是所说的内置型录像机的摄像机，并且配置用于上述数字8mm***在8mm带1上记录视频数据等，或从该8mm带1上再现视频数据等。
记录/再现装置10包括：图像拾取单元11，用于将一目标成像，以输出模拟视频信号；DV数据处理单元12，用于将从8mm带1读出的DV数据转换成模拟视频信号；扩展数据处理单元13，用于产生记录在8mm带1的扩展区上的扩展数据，并且用于处理从扩展区读出的扩展数据。记录/再现装置10还包括：写入/读出单元14，用于写入/读出8mm带1的数据；控制器15，用于控制各部件单元。记录/再现装置10还包括：视频输出端16，用于输出模拟视频信号；音频输入/输出端17，用于输入/输出音频信号；切换器18，用于将从音频输入/输出端17提供的音频信号以切换方式提供给DV数据处理单元12或给扩展数据处理单元13，或者将从DV数据处理单元12或扩展数据处理单元13输出的音频信号以切换方式在音频输入/输出端输出。
图像拾取单元11由光学***诸如透镜、CCD和电子***诸如信号处理单元构成。图像拾取单元11产生模拟视频信号(亮度信号、红色度信号或蓝色度信号)，将模拟视频信号引入DV数据处理单元12。
DV数据处理单元12在记录期间被送入来自图像拾取单元11的模拟视频信号、经音频输入/输出端17来自外部的模拟音频信号和来自主控制器的辅助信息。在记录期间，DV数据处理单元12将这些信号和信息转换成符合图8所示的DV***的数据格式，并且将信号或信息按照作为一个单元的DV***中一个轨道的数据即在SubTr#0或SubTr#1所写的数据，送到写入/读出单元14。此外，在再现期间，从写入/读出单元14将从常规区即8mm带1的有效包角内的区读出的DV数据送给DV数据处理单元12。在再现期间，DV数据处理单元12将从DV数据中分离出视频数据、音频数据和辅助信息。DV数据处理单元12将分离的音频数据转换成模拟视频信号，然后将该信号通过视频输出端输出到外部。此外，DV数据处理单元12将分离的音频数据转换成模拟音频信号，然后将该信号通过音频输入/输出端17输出。DV数据处理单元12将分开的辅助信息送给主控制器15。
在记录或音频后记录期间，经音频输入/输出端17来自外部的音频信号以及从主控制器发送的辅助信息送给扩展数据处理单元13。扩展数据处理单元13将这些信号和信息转换成图9所示的用于记录在扩展区的数据格式，并且将转换的信号或信息作为记录在扩展区中的扩展数据送给写入/读出单元14。此外，在再现期间，从8mm带1的扩展区读出的扩展数据从写入/读出单元14送给扩展数据处理单元13。扩展数据处理单元13从扩展数据中分离音频数据和辅助信息。扩展数据处理单元13将分离的音频数据转换成模拟音频信号，然后该信号通过音频输入/输出端17输出。扩展数据处理单元13还将分离的辅助信息送给主控制器15。
同时，扩展数据处理单元13对于用于记录的扩展数据执行24/25转换以便记录导频信号。这些导频信号具有与记录在DV数据上的导频信号相同的频率以记录在轨道上。
在记录期间，如果音频信号记录在常规区的音频区中，切换器18将其可移动触点设定到DV数据处理单元12侧，以将音频信号送给DV数据处理单元12。在记录或后记录期间，如果音频数据要记录在扩展区中，切换器18将其可移动触点设定到扩展数据处理单元13侧，以将音频信号送给扩展数据处理单元13。在再现期间，如果要输出常规区中的音频数据，切换器18将其可移动端设定到DV数据处理单元12侧，以将由DV数据处理单元12输出的音频信号从音频输入/输出端送出。在再现期间，如果要输出扩展区中的音频数据，切换器18将其可移动端设定到扩展数据处理单元13侧，以将由扩展数据处理单元13输出的音频信号在音频输入/输出端送出。
写入/读出单元14控制磁头的切换、转鼓的旋转或8mm带1的运行速度，以进行用于常规区和扩展区的DV数据和扩展数据的写入/读出。
主控制器15控制DV数据处理单元12、扩展数据处理单元13和写入/读出单元14，同时产生提供给DV数据处理单元12和扩展数据处理单元13的辅助信息，并且处理从8mm带1读出的辅助信息。主控制器15还扩展切换器18的切换操作。
将进一步解释DV数据处理单元12的结构和处理内容。
图11示出了DV数据处理单元12的框图结构。
DV数据处理单元12包括：A/D转换器21，D/A转换器22，成块/混洗单元23，存储器24，离散余弦变换/逆离散余弦变换(DCT/IDCT)单元25，量化/去量化器26，定长单元27，混洗/去混洗(shuffling/deshuffling)单元28，存储器29，AD/DA转换器31，音频数据处理器32，多路复用/多路分解器33，ECC单元34，24/25转换器35，调制解调器36。
首先，解释记录期间DV数据处理单元12的处理内容。
从图像拾取单元11发送的模拟视频信号(亮度信号Y、红色度信号CR和蓝色度信号CB)通过A/D转换器21转换成数字信号。由A/D转换器21数字化的视频信号发送到成块/混洗单元23。
成块/混洗单元23对视频数据进行成块和混洗。成块是将视频数据(亮度信号Y、红色度信号CR和蓝色度信号CB)分成作为DCT基本单元的8×8象素块的处理。同时，亮度数据Y的四个块和一个色度数据CR、一个色度数据CB，总共6个块当成一个处理单元。该处理称为宏块。混洗是每5个宏块交换数据用于在整个图像上平均压缩数据量的处理。成块和混洗对于存储器24执行。成块和混洗的视频数据发送到DCT/IDCT单元25。
DCT/IDCT单元25对输入视频数据进行DCT，以对视频数据实行正交变化，将结果数据发送到量化/去量化器26。
量化/去量化器26用称为量化步长的整数将DCT系数划分，以进行量化。选择给出不超过目标位数的最大量化位数的该量化步长，以便执行量化。量化/去量化器26Z形线扫描来自DC分量的数据、在块的基础上量化的DCT系数，执行可变长编码。这样量化和可变长编码的视频数据送给定长单元27。
定长单元27将输入视频数据每五个同步块分组，同步块表示在磁带(8mm带1和DV带)的分离轨道上获得的小区域。具体地说，在磁带的轨道上记录区被分成称为同步块的小区域。视频数据被分成这种单元。在DV***中，包括在每个轨道中的同步块的数目是135。在数字8mm***中，在本发明的实施例中，由于DV***中的两轨道被记录在一个轨道上，包括在每个块中的同步块的数目是那个数目的两倍，或说270。每五个同步块分组的视频数据送给混洗/去混洗单元28。
混洗/去混洗单元28对于存储器29将每五个同步块分组的视频数据交换，使得能够用尽可能接近于图像的原始时间流的时间数据流再现数据。交换的视频数据送给多路复用/多路分解器33。
从外部麦克风或语音输入端提供的模拟音频信号通过AD/DA转换器31转换成数字数据。由AD/DA转换器31数字化的音频数据送给音频数据处理器32。
音频数据处理器32将输入音频数据转换成符合DV***的数据格式，诸如通过每个同步块分组音频数据，将结果数据送给多路复用/多路分解器33。
主控制器15将用于记录在子码、ITI、视频AUX或音频AUX的辅助信息发送给多路复用/多路分解器33。主控制器15还将关于轨道、视频数据标题或音频数据标题的信息送给多路复用/多路分解器33。
多路复用/多路分解器33将提供的视频数据、音频数据和辅助信息多路复用，以形成DV***中的一个轨道数据。多路复用数据按照作为一个单元的DV***中一个轨道数据送给ECC单元34。
ECC单元34在按照作为一个单元的DV***中的一个轨道数据所提供的数据中，增补纠错码。ECC单元34将内部奇偶位和外部奇偶位独立地增补到视频数据和音频数据以及辅助信息。具有增补的纠错码的数据送给24/25转换器35。
24/25转换器35对配置的数据进行24/25转换，并且将用于ATF的三个频率f0、f1、f2的导频信号叠加到所述数据上。此24/25转换器35在数字8mm***中的每个轨道用不同频率记录导频信号。具体地说，24/25转换器35对于DV***的每个两轨道数据增补相同的导频信号。24/25转换的数据送给调制解调器36。
调制解调器36对用于记录的数据进行通道编码，以便将数据串转换成符合数字记录/再现***。
在记录期间，DV数据处理单元12输出如上所述处理的数据作为DV数据。
现在解释再现期间DV数据处理单元12的处理内容。
在再现期间，通过写入/读出单元14从8mm带1读出的DV数据送给DV数据处理单元12。
调制解调器36解调通道编码的数据，将解调的数据送给24/25转换器，然后通过对先前24/25转换数据的转换，移去增补到解调的24位数据的附加位。24/25转换器35将没有附加位的数据送给ECC单元34。ECC单元34基于被增补到视频数据、音频数据和辅助信息的纠错码，进行纠错。现在被纠错的数据送给多路复用/多路分解器33。
多路复用/多路分解器33将在DV***中每个轨道多路复用的视频数据、音频数据和辅助信息分离。分离的辅助信息送到主控制器15。分离的音频数据通过音频数据处理器32处理，并且由AD/DA转换器31相继转换成输出到外部的模拟信号。分离的视频信号发送到混洗/去混洗单元28。
所述视频数据由混洗/去混洗单元28去混洗，由定长单元27去分组，由量化/去量化器26去量化，以便接着发送到成块/混洗单元23。成块/混洗单元23将输入的视频数据去混洗和去分块，将结果数据发送到D/A转换器22。
D/A转换器22将数字视频数据转换成模拟视频数据，然后将其输出到外部设备。
在再现期间，DV数据处理单元12从8mm带1读出DV数据，以输出模拟视频和音频信号。
将进一步详细解释写入/读出单元14的结构和处理内容。
图12示出了写入/读出单元14的框图。
写入/读出单元14包括：转鼓40，设置在转鼓40上的第一磁头41和第二磁头42，用于驱动第一磁头41的第一放大器43，用于驱动第二磁头42的第二放大器44，用于合成和分离用于记录的DV数据和扩展数据的数据合成/分离单元45，用于运行8mm带1的走带***46，用于驱动转鼓40的鼓驱动***47和控制器48。
转鼓40其上包有8mm带1。在此转鼓40上，第一磁头41和第二磁头42安装在对角线的相对位置，即在旋转中心的相对侧上。
第一磁头41和第二磁头42随着转鼓40旋转运行，以相对于纵向4.8999°的角度在8mm带1上运行，以记录/再现信号。第一磁头41和第二磁头42根据转鼓40的旋转位置替换，以记录/再现信号。该切换与由控制器48产生的切换脉冲SWP同步出现。控制器48根据指示转鼓40的旋转相位的PG信号，产生转鼓40的每180°旋转在高低之间切换的切换脉冲SWP。在切换脉冲SWP的高周期期间，选择第一磁头41以记录/再现信号，而在切换脉冲SWP的低周期期间，选择第二磁头42，以记录/再现信号。
在常规记录和再现期间，走带***41使得8mm带1以恒定速度运行。
在常规记录和再现期间，鼓驱动***47以恒定的4500rmp旋转地驱动转鼓40。
在再现期间，鼓驱动***47控制转鼓40的旋转相位，以控制第一磁头41和第二磁头42的循迹。响应于由数据合成/分离单元45检测的ATF导频信号控制转鼓40的旋转相位。具体地说，ATF导频信号叠加在记录在每个轨道中的数据上。当第一磁头41或第二磁头42扫描具有其上记录的频率f0的轨道时，控制器48检测作为串扰信号的f1或f2导频信号，并且使用循迹，使得来自相邻轨道的导频信号将彼此相等。
此外，在再现或重写期间，控制器48检测ITI或EX-ITI，以控制磁头在轨道上的记录或再现位置。例如，当仅重写音频数据、仅重写视频数据、仅重写子码数据或仅重写扩展数据时，控制器48执行控制，使得当磁头处在给定轨道上的预定位置处时，将开始数据重写，并且使得新数据不被写到其它部分的数据上。具体地说，当重写常规区的音频数据或常规区的视频数据时，检测记录在常规区的轨道的导入端的ITI，以产生执行转鼓40、第一磁头41和第二磁头42的写控制的时钟。当重写扩展区的扩展数据或扩展区的子码时，检测记录在扩展区的导入端的EX-ITI，以产生执行转鼓40、第一磁头41和第二磁头42的写控制的时钟。
如果从其中仅记录常规区的数据，而没有记录扩展区的数据的状态开始，先前轨道的常规区的ITI可以用来产生时钟。由于从ITI检测到扩展区的距离被延长，很可能将产生差错。然而，由于在扩展区设有足够的间隙或隔离，不会出现问题。
在记录期间，从DV数据处理单元12将DV数据送给数据合成/分离单元45，同时从扩展数据处理单元13将扩展数据送给数据合成/分离单元45。在记录期间，此数据合成/分离单元45将DV数据分离成按照DV***的两轨道组，同时，将分离的DV数据和一个轨道的扩展数据合成，以形成数字8mm***中一个轨道数据。数据合成/分离单元45响应于切换脉冲SWP切换用于记录的磁头，将一个轨道数据发送给选择的磁头。
在再现期间，从第一磁头41和第二磁头42将从8mm带1读出的数据送给数据合成/分离单元45。数据合成/分离单元45将从第一磁头41和第二磁头42提供的一个轨道数据分离成从常规区读出的DV***中的两轨道DV数据和从扩展区读出的扩展数据。随着数据合成/分离单元45根据切换脉冲SWP切换读磁头，它将分离的DV数据送给DV数据处理单元12，和将分离的扩展数据送给扩展数据处理单元13。
与DV***的传统记录/再现装置的记录期间磁头的切换定时比较，现在将解释本记录/再现装置10的记录期间第一磁头41和第二磁头42的切换定时。
图13示出了DV***的传统记录/再现装置的记录期间磁头的切换定时和ATF导频信号的序列。图14示出了DV***的本记录/再现装置的记录期间磁头41、42的切换定时和ATF导频信号序列。注意，在DV***的传统记录/再现装置中，转鼓的直径是21.7mm，并且鼓的每分钟转数rmp是9000，而，在本记录/再现装置10中，鼓直径是40mm，如上所述，鼓的每分钟转数rmp是4500，与以上所述类似。
在传统的DV***的记录/再现设备中，如图13所示，RF信号具有41.85Mbps的时钟频率(记录速率/头)，这些RF信号由交替排列的奇轨道数据(Och)和偶轨道数据(Ech)构成。奇轨道(Och)的RF信号和偶轨道(Ech)的RF信号每个相应于174°的鼓转角的长度，并且在奇轨道(Och)和偶轨道(Ech)之间设有对应于3°鼓转角的间隔。
排列在转鼓上的两个头作为用于偶轨道数据(Ech)的一个头和作为用于奇轨道(Och)的一个头操作。这两个头通过每180°鼓旋转头切换的切换脉冲SWP进行切换。
这样，奇轨道(Och)的RF信号和偶轨道(Ech)的RF信号均形成在每174°鼓旋转的专有轨道上。
另一方面，在传统DV***的记录/再现装置中的ATF导频信号，以…f0，f1，f0，f2，f0，f1…的重复模式记录在由奇轨道(Och)和偶轨道(Ech)交替排列构成的轨道中。
另一方面，对于本记录/再现装置10，RF信号的时钟频率(记录速率/头)是41.85Mbps，该值没有从传统DV***的值进行改变。在第一子轨道(SubTr#0)中记录传统DV***的记录/再现装置的奇轨道(Och)数据，而在第二子轨道(SubTr#1)中记录传统DV***的记录/再现装置的偶轨道(Ech)数据。在第一子轨道(SubTr#0)和第二子轨道(SubTr#1)之间，设有对应于3°包角的一段，同时从第一子轨道(SubTr#0)的数据的起始位置到下一个第一子轨道(SubTr#0)的数据起始位置的转角是180°。排列在转鼓40上的两个磁头41、42按照由作为一个单元的子轨道(SubTr#0)和子轨道(SubTr#1)的组的RF信号构成的通道，通过切换脉冲SWP的切换，被交替选择。
即对于本记录/再现装置10，DV***中奇轨道(Och)的RF信号和偶轨道(Ech)的RF信号被看作一个通道，使得由RF信号组构成的专有通道被作为每180°鼓旋转的专有轨道记录。
此外，在本记录/再现装置10中的ATF导频信号以…f0，f1，f0，f2，f0，f1…的重复模式，在排列有由RF信号组构成的专有通道的每个轨道上记录。通过头切换和ATF导频信号的重分配形成轨道模式。
对于上述记录/再现装置10，DV***的数据能够记录在带宽比DV***中使用的磁带宽的磁带上，诸如8mm带。由于DV***的两轨道数据以相同的数据模式，连续记录在8mm带的一个轨道上，能够有效使用磁带区域，使得能够记录更长时间。反之，如果要记录相同时间持续期，与逐一在8mm带上记录DV轨道模式的情况相比，较短的磁带长度就够了，于是有利于减少磁带消耗。
此外，在本记录/再现装置10中，由于DV格式的信号能够通过对于先前存在的8mm带记录器简单地改变鼓的rpm、及通过简单地重分配DV信号***的切换脉冲，而记录在8mm录像带上，能够更有效地采用用于传统录像带的生产设备或元件。
此外，在本记录/再现装置10中，设有扩展区，音频数据或视频数据能够后记录，不重写记录在常规区上的数据。具体地说，通过设有足够的间隙和用于扩展区数据的轨道同步信息，能够可靠地进行后记录。在DV***中，子码是在轨道的后部，由于线性，仅重写子码是困难的。相反，在本记录/再现装置10中，扩展区的子码是在用于扩展的区域的附近，因此能够容易地仅重写子码。

Claims (15)

1、一种磁记录装置，包括：
记录数据产生装置，用于产生符合使用到预定带宽的第一磁带的数字记录格式的记录数据；
扩展数据产生装置，用于产生用于所述记录数据的扩展数据；和
记录装置，用于在带宽比所述第一磁带的带宽宽的第二磁带上记录由所述记录数据产生装置产生的记录数据和由所述扩展数据产生装置产生的扩展数据；
所述记录装置在形成在所述第二磁带上的专有轨道上连续记录由所述记录数据产生装置产生的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和由所述扩展数据产生装置产生的扩展数据。
2、如权利要求1所述的磁记录装置，其中，所述记录数据产生装置增补相同的导频信号用于对数字记录格式的至少两个轨道的所述记录数据和由所述扩展数据产生装置产生的所述扩展数据循迹，所述记录数据和所述扩展数据被连续记录在所述第二磁带的专有轨道上。
3、如权利要求1所述的磁记录装置，其中，所述记录数据产生装置产生符合DV格式的记录数据；
所述记录装置在形成在具有8mm带宽的所述第二磁带上的专有轨道上连续记录由所述记录数据产生装置产生的所述数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和由所述扩展数据产生装置产生的扩展数据。
4、一种磁记录方法，包括：
产生符合使用到预定带宽的第一磁带的数字记录格式的记录数据；
产生用于所述记录数据的扩展数据；和
在带宽比所述第一磁带的带宽宽的第二磁带上记录数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和扩展数据。
5、如权利要求4所述的磁记录方法，其中，用于循迹的相同的导频信号被增补到连续记录在所述第二磁带的专有轨道上的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据，及增补到所述扩展数据。
6、如权利要求4所述的磁记录方法，其中，产生符合DV格式的数据，并且其中，在形成在具有8mm带宽的所述第二磁带上的专有轨道上连续记录所述数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和所述扩展数据。
7、一种用于数字信号的磁再现装置，包括：
再现装置，用于从记录了所述记录数据和所述扩展数据的第二磁带上，再现记录数据和用于所述记录数据的扩展数据，所述记录数据符合用于预定带宽的第一磁带的数字记录格式，所述第二磁带的带宽比第一磁带的带宽宽；
记录数据处理装置，用于处理由所述再现装置再现的记录数据；
扩展数据处理装置，用于处理由所述再现装置产生的扩展数据；
所述再现装置从形成在所述第二磁带上的专有轨道连续再现数字记录格式的至少两个轨道的记录数据。
8、如权利要求7所述的磁再现装置，其中，所述再现装置从连续记录在第二磁带的专有轨道上的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和扩展数据，检测用于循迹的导频信号，以控制每个轨道的循迹。
9、如权利要求7的所述磁再现装置，其中，所述再现装置从形成在具有8mm带宽的所述第二磁带上的专有轨道，连续再现数字记录格式的至少两个轨道的记录数据；
所述记录数据处理装置从形成在具有8mm带宽的所述第二磁带上的专有轨道，处理DV格式的至少两个轨道的记录数据。
10、一种磁再现方法，其中，使用到预定带宽的磁带的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和用于所述记录数据的扩展数据，被从形成于第二磁带上的专有轨道连续再现，所述第二磁带上已经记录所述记录数据和扩展数据，所述第二磁带的带宽比所述预定带宽宽；
处理所述再现的记录数据；和
处理所述再现的扩展数据。
11、如权利要求10所述的磁再现方法，其中，从连续记录在第二磁带的专有轨道上的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据和扩展数据，检测用于循迹的导频信号，以控制每个轨道的循迹。
12、如权利要求10所述的磁再现方法，其中，从形成在具有8mm带宽的所述第二磁带上的专有轨道连续再现DV格式的至少两个轨道的记录数据，并且其中，所述记录数据被处理得符合所述DV格式。
13、一种带状记录介质，在其上记录有符合使用到预定带宽的第一磁带的数字记录格式的记录数据和扩展数据，所述带状记录介质的带宽比所述预定带宽宽，其中，
所述数字记录格式的至少两个轨道被记录在专有记录轨道上。
14、如权利要求13所述的带状记录介质，其中，用于循迹的相同导频信号被扩展到连续记录在第二磁带的专有轨道上的数字记录格式的至少两个轨道的记录数据，及扩展到所述扩展数据。
15、如权利要求13所述的带状记录介质，具有8mm带宽，并且其中数字记录格式的至少两个轨道被连续记录在其专有轨道上。
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