專利名稱：聲頻和視頻數據的記錄和再現裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種非跟蹤的聲頻和視頻數據的記錄和再現技術，更詳細地說，它涉及這樣的技術，其中聲頻和視頻數據被記錄在錄像帶或類似媒體的原有數據的一個或多個磁道上，而從那里再現時則無需跟蹤原有的磁道。
聲頻和/或視頻數據可由具有相應方位角的記錄磁頭記錄在視頻磁帶或VTR(磁帶錄像機)磁帶的螺旋線磁道上。這樣的配置能使與螺旋線磁道有關的方位角交錯，使鄰接的螺旋線磁道不具有相同的方位角。在再現操作過程中，如果具有第一方位角的螺旋線磁道被具有與第一方位角不同的第二方位角的再現磁頭掃描(跟蹤)時，從這樣的螺旋線磁道就不可能正確地再現聲頻和視頻數據。而且，在這樣的再現操作過程中，即使螺旋線磁道由具有與螺旋線磁道相同的方位角的再現磁頭跟蹤，當再現磁頭與螺旋線磁道相互偏離時，再現的聲頻和視頻數據也可能有相當大的誤差。
上述的方位角記錄和再現原理可適用于所謂非跟蹤類型的視頻或VTR裝置。這樣的裝置可能包括兩個有正方位角的再現磁頭(正方位角磁頭)和兩個有負方位角的再現磁頭(負方位角磁頭)。兩個正方位角磁頭是這樣排列的，使之具有大體上等于磁鼓的磁帶移動表面上的一個螺旋線磁道寬度的間隙，兩個再現磁頭的負方位角(負方位角磁頭)的排列則使之具有大體上等于，例如，相對于正方位角磁頭和磁鼓的旋轉中心的對稱位置上的一個螺旋線磁道寬度的間隙。在這樣的非跟蹤VTR裝置中，螺旋線磁道可能由四個再現磁頭掃描，以便讀出聲頻和視頻數據。這樣的裝置可利用內部代碼進一步處理讀出的聲頻和視頻數據，以便檢測錯誤并校正它們。在利用內部代碼沒有檢測到錯誤并進行校正的地方，就賦予聲頻和視頻數據高的優先權，而對其中出現錯誤的聲頻和視頻數據則賦予較低的優先權并把它們存儲在存儲器中，利用外部代碼校正聲頻和視頻數據中的一個或多個錯誤，并輸出具有最少錯誤的聲頻和視頻數據。
在上述的非跟蹤VTR裝置中，由于相互偏離一個磁道的兩個正方位角磁頭或兩個負方位角磁頭所獲得的聲頻和視頻數據可被輸出，由再現磁頭對螺旋線磁道的跟蹤控制就可被大大減輕，以致不經掃描已經存在的VTR磁帶的螺旋線磁道(基礎磁道)，就可記錄聲頻和視頻數據。
但是，在利用上述的記錄聲頻和視頻數據而不跟蹤基礎磁道的非跟蹤VTR裝置來進行編輯操作時，就有可能保留應由覆蓋磁道的第一條和最后一條磁道重寫的基礎磁道。在發生這種情況時，如果第一條和最后一條覆蓋磁道的方位角與這些應該由覆蓋磁道重寫在其上面的基礎磁道的方位角重合時，在再現操作過程中，覆蓋磁道的聲頻和視頻數據以及基礎磁道的聲頻和視頻數據兩者都可能被再現，從而會在再現的聲頻和視頻數據中產生明顯的錯誤。
本發明的一個目的在于提供一種非跟蹤的聲頻和視頻數據的記錄和再現裝置及其方法，它們能把聲頻和視頻數據記錄在記錄媒體的原有磁道上，并從那里再現而無需跟蹤任何已經存在的螺旋線磁道，以便把在其它情況下可能發生的數據錯誤減至最少或消除它們。
更準確地說，本發明的一個目的在于提供一種非跟蹤的聲頻和視頻數據的記錄和再現裝置及其方法，其中一個單元內除了第一個和最后一個磁道以外的所有磁道的數據都被記錄在那里，而在再現過程中，第一個和最后一個磁道的數據則通過利用糾錯碼和單元內其它磁道的數據來獲得。
本發明的另一個目的在于提供一種象前面所說的非跟蹤的聲頻和視頻數據的記錄和再現裝置及其方法，其中先前記錄在記錄媒體上相當于數據單元(覆蓋數據)應被記錄的位置上的數據(基礎數據)被擦除。
根據本發明的觀點提供了一種聲頻和視頻數據的記錄和再現裝置及其方法。該裝置包括糾錯碼添加裝置，以便把一個或多個糾錯碼加入代表聲頻和視頻數據的若干圖像組(GOPs)的記錄或預定單元，該單元被記錄在磁帶記錄媒體的多個螺旋線磁道上并作為供糾錯處理用的單元，這樣，即使對于相應的一個記錄單元來說有一個以上螺旋線磁道的聲頻和視頻數據丟失，也能使單元再現；數據記錄裝置，以便在記錄兩個或多個記錄單元(糾錯碼被加入記錄單元)的聲頻和視頻數據時，能省去第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據，并以方位角記錄其它螺旋線磁道；多個數據讀出裝置，用來從磁帶記錄媒體的各自處于不同方位角的螺旋線磁道上讀出聲頻和視頻數據，以便從那里獲得多組讀出的聲頻和視頻數據，多個數據讀出裝置至少有兩個再現磁頭，它們以大體上等于一個螺旋線磁道寬度的間隙掃描螺旋線磁道；誤碼率檢測裝置，用來檢測由多個數據讀出裝置的再現磁頭所讀出的每一組聲頻和視頻數據的誤碼率；選擇裝置，用來從多個數據讀出裝置的再現磁頭所讀出的數據組中選擇具有檢測出的最低誤碼率的組；以及通過利用記錄單元的其它聲頻和視頻數據及糾錯碼來產生第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據的裝置。聲頻和視頻數據的記錄和再現方法包括與聲頻和視頻數據的記錄和再現裝置相對應的步驟。
在本發明的聲頻和視頻數據的記錄和再現裝置中，本裝置的數據記錄裝置省去或不記錄預定單元或組中的第一個和最后一個覆蓋磁道的聲頻和視頻數據，并方位角記錄這些組內其它覆蓋磁道的聲頻和視頻數據。通過不記錄第一個和最后一個覆蓋磁道，就避免了記錄在第一個和最后一個覆蓋磁道上的聲頻和視頻數據與先前記錄在基礎磁道(與上述的覆蓋磁道相對應)上的聲頻和視頻數據被同時再現。
在本發明的記錄和再現裝置中，糾錯碼或代碼可能被附加到聲頻和視頻數據的記錄單元中去，該記錄單元被記錄在記錄媒體(例如VTR磁帶或類似媒體)的多個螺旋線磁道上并作為糾錯處理的單元，以便即使在聲頻和視頻數據的一個或多個螺旋線磁道丟失或不能為每個記錄單元利用時，仍能再現。通過以這種方式增加糾錯碼，就可利用(i)包含在相應單元(記錄單元)中并被記錄在除了第一個和最后一個磁道以外的磁道上的其它聲頻和視頻數據，以及(ii)被附加到相應的記錄單元中去的糾錯碼，再現或獲得第一個和最后一個覆蓋磁道的聲頻和視頻數據。
聲頻和視頻數據的再現是由本發明非跟蹤裝置的多個數據讀出裝置，誤碼率檢測裝置及選擇裝置來實現的。本發明非跟蹤裝置的糾錯裝置利用相應的記錄單元的其它聲頻和視頻數據及糾錯碼產生或恢復未被記錄在第一個和最后一個覆蓋磁道中的聲頻和視頻數據。
通過以下參照附圖詳細說明本發明的實施例，本發明的其它目的、特征和優點將更加明顯。附圖中的相應部件用相同的參考數字標明，其中

圖1是本發明的第一個實施例的記錄和再現裝置的示意圖；圖2是圖1的裝置的記錄系統的示意圖；圖3是圖2的記錄系統的記錄處理電路簡圖；圖4是圖1的裝置的再現磁頭示意圖；圖5是圖1的裝置的再現系統的示意圖6(A)-6(D)是聲頻和視頻數據的記錄格式圖；圖7是記錄在VTR磁帶上的聲頻和視頻數據示意圖；圖8(A)和(B)是用于解釋由圖5的再現系統的非跟蹤控制電路所實現的非跟蹤控制操作時的參考圖；圖9(A)-(K)是用于解釋圖1的記錄和再現裝置的操作的參考時間圖；圖10(A)和(B)是由圖1的記錄和再現裝置記錄在VTR磁帶上的聲頻和視頻數據的邊界部分的示意圖；圖11是在記錄過程中螺旋線磁道被正確跟蹤的聲頻和視頻數據的邊界部分的示意圖；圖12是用于解釋根據本發明的第二個實施例的記錄和再現裝置的記錄在VTR磁帶上的聲頻和視頻數據的示意圖；以及圖13A-13E是用于解釋糾錯碼在重建未被記錄的數據時的用途的參考簡圖。
下面描述本發明的第一實施例。
圖1示出記錄和再現裝置1，它適用于壓縮和/或編碼和/或處理由聲頻和視頻處理裝置(例如外部編輯裝置或類似裝置)提供的數字聲頻和視頻數據，把壓縮的和/或編碼的和/或處理過的聲頻和視頻數據記錄到VTR磁帶2的螺旋線磁道上而無需跟蹤VTR磁帶上已有的螺旋線磁道，用所謂的非跟蹤方法從VTR磁帶上再現記錄的聲頻和視頻數據，將再現的數據擴展及譯碼，以便恢復原始的聲頻和視頻數據，并輸出結果。如圖1所示，這種記錄和再現裝置1一般包括磁鼓30，系統控制電路60，磁帶傳送系統62，磁鼓旋轉系統64，記錄裝置10以及再現裝置48。記錄裝置10包括具有壓縮和編碼電路120及存儲電路122的壓縮和編碼部件12，記錄系統14，存儲電路18，記錄磁頭20，圖像組數據(GOP)生成電路22，記錄控制電路24，擦除控制電路26和擦除磁頭28。再現裝置48包括再現磁頭40，再現系統50，存儲電路56，以及具有擴展和譯碼電路580和存儲電路582的擴展和譯碼單元58。
系統控制電路60可接收來自記錄和再現裝置1(未表示)的或來自終端99或類似裝置的操作開關的輸入信號。根據這些輸入信號，系統控制電路能形成控制信號并把這些信號從輸出終端98傳送給記錄和再現裝置1的相應的一個或一些部件，以便控制這些部件的操作。磁帶傳送系統62能控制VTR磁帶2的移動或運動。磁鼓旋轉系統64能控制磁鼓30的旋轉。
現在將在下文中進一步描述記錄部件10。
壓縮和編碼單元12中的壓縮和編碼電路120接收來自外部視頻處理裝置(例如編輯裝置，磁帶錄像機或類似裝置)的非壓縮視頻數據(VIDEO)。壓縮和編碼電路120通過利用存儲電路122。按照預定的技術，例如具有多幅畫面或多個GOPs(圖像組)單元的MPEG(電影專家組)標準，壓縮和編碼接收到的視頻數據。結果，壓縮和編碼電路120就生成壓縮的視頻數據(簡化數據)并將這些數據傳送給記錄系統14，GOP數據生成電路22接收來自壓縮和編碼電路120的輸出，并產生表示有關GOPs邊界信息的GOP數據，而GOP是根據壓縮和編碼電路的運行時間被記錄的。生成的GOP數據就從GOP數據生成電路120被傳送到記錄控制電路24。
記錄控制電路24接收GOP數據，并以此為根據產生表示記錄接通/斷開的控制信號(以下稱“記錄接通/斷開信號”)及表示記錄磁道起始點的信號(以下稱“磁道起始信號”)。這些生成的信號可用來控制記錄系統14和擦除控制電路26的操作。
擦除控制電路26產生擦除信號，并在從記錄控制電路24接收的記錄接通/斷開信號所指出的時間將擦除信號傳送到擦除磁頭28。結果，記錄在VTR磁帶2上對應于這樣的接通/斷開信號的時間的位置上的聲頻和視頻數據就可被擦除。
如圖2所示，記錄系統14可包括組合電路140，外部代碼編碼器142，記錄處理電路148，及記錄放大器156a和156b。組合電路140、外部代碼編碼器142及記錄處理電路148與通過記錄磁頭20施加于VTR磁帶2的螺旋線磁道上的記錄信號的時鐘信號(記錄頻率)同步工作。
組合電路140接收來自壓縮和編碼電路120的輸入聲頻數據和簡化數據并把輸出信號S18a傳送給存儲電路18。更詳細地說，組合電路140可將未壓縮的聲頻數據及壓縮的視頻數據組合成，例如，如圖6(A)到6(C)所示的預定的記錄格式，并把這些數據存儲到存儲電路18中。
外部代碼編碼器142可接收來自存儲電路18的組合并存儲的聲頻和視頻數據作為輸入信號S18b，并可由此產生如圖6(B)和(C)所示的外部奇偶校驗碼，并可把這些碼添加到接收的聲頻和視頻數據中去，以便形成傳送給存儲電路18的輸出信號S18c。
記錄處理控制電路148可把輸出信號傳送給存儲電路18，并可從存儲電路18接收信號S18d，從記錄控制電路24接收輸出信號。記錄處理控制電路148可處理接收的信號，以便形成要傳送給記錄放大器156a和156b待放大的記錄數據信號，隨后就可把這樣的放大后的信號傳送給記錄磁頭20A和20B(圖3)，以便記錄到磁帶2上。
如圖3所示，記錄處理電路148可能包括先進先出(FIFO)電路150，內部代碼編碼器電路152，記錄數據接通/斷開電路158，以及同步代碼添加和并行/串行轉換電路(SPS電路)154。來自記錄控制電路24的磁道起始信號和記錄接通/斷開信號被傳送給記錄數據接通/斷開電路158，隨后就產生記錄啟動信號A和B并被相應地傳送給記錄放大器156a和156b，以便控制來自記錄放大器的聲頻和視頻數據輸出。記錄數據接通/斷開電路158還可根據接通/斷開記錄信號產生存儲器讀出信號，并把這些信號傳送給存儲電路18。隨著存儲器讀出信號，來自存儲電路18的聲頻和視頻數據作為信號S18d可被傳送給FIFO電路150。FIFO電路150緩沖從存儲電路18收到的聲頻和視頻數據，并把這些數據輸出到內部代碼編碼器電路152。內部代碼編碼器電路152用從FIFO電路150接收的聲頻和視頻數據產生例如圖6(B)和(C)所示的內部奇偶校驗碼，把產生的內部代碼加入數據，再把合成的數據輸出到SPS電路154。SPS電路154把同步代碼(象圖6(D)所示的那樣)加到具有從內部代碼編碼器電路152所接收的并行格式的聲頻和視頻數據中，把這些數據轉換成具有串行格式的聲頻和視頻數據，并把結果數據輸出到記錄放大器156a和156b。記錄放大器156a和156b分別放大從SPS電路154接收的聲頻和視頻數據，產生記錄信號，并把這些信號輸出到記錄磁頭20的正的和負的方位角磁頭。
根據象Reed-Soloman方法，Hamming方法等等這樣一些預定的技術，可以形成由外部代碼編碼器142和內部代碼編碼器電路152所產生的糾錯碼。此外，如此產生的糾錯碼(它們可被加入聲頻和視頻數據)可能具有乘積代碼的形式(也就是說，內部代碼×外部代碼)。這樣的代碼可使丟失的或未記錄的聲頻和視頻數據恢復。因此，對于每個GOP或預定的組來說，即使有一個或多個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據丟失或未記錄，這種丟失的或未記錄的數據也可能被再現或恢復。在本實施例中，對于插入到磁帶上去的一個GOP或預定的組來說，即使有兩個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據可能未被記錄，外部代碼編碼器142和內部代碼編碼器電路152加上乘積代碼(圖6B和6C)，也能使所有磁道再現。通過利用這種方法，本發明就使聲頻和視頻數據的相對高質量的再現成為可能。
記錄磁頭20可能包括正方位角磁頭A和負方位角磁頭B。可使正方位角磁頭A和負方位角磁頭B這樣工作，以便為每個螺旋線磁道交替地記錄來自記錄放大器156a和156b的信號。因此，對于每一個螺旋線磁道來說，與螺旋線磁道的記錄信號有關的方位角就可能被交錯或倒置。還可進一步使記錄磁頭20這樣操作，使聲頻和視頻數據的一個GOP被包含在記錄到VTR磁帶2上的12個螺旋線磁道(對于625/50的格式來說)中或10個螺旋線磁道(在525/60的格式中)中。
圖7說明記錄在VTR磁帶2上的聲頻和視頻數據。
下面將進一步描述再現單元48。
圖4示出再現磁頭40。如圖所示，這樣的再現磁頭可能包括兩個正方位角再現磁頭(正方位角磁頭)4001和4002以及兩個負方位角再現磁頭(負方位角磁頭)4021和4022，這些再現磁頭都與內部代碼譯碼器電路500連接，并以一個螺旋線磁道寬度的間隔被排列在磁鼓30的磁帶傳送表面上。這樣的正和負方位角磁頭適宜于以非跟蹤方式從VTR磁帶2上再現數據并把再現的數據傳送給再現系統50的內部代碼譯碼器500。
圖5示出再現系統50。如圖所示，再現系統50可包括內部代碼譯碼器電路500，非跟蹤控制電路512，以及外部代碼譯碼器電路518。
內部代碼譯碼器電路500把從正方位角磁頭4001和4002及負方位角磁頭4021和4022接收的四個記錄信號S4001，S4002，S4021和S4022轉換為具有數字格式的四組聲頻和視頻數據。接著，內部代碼譯碼器電路500通過利用加到四組聲頻和視頻數據上的內部代碼進行聲頻和視頻數據的錯誤檢測和錯誤校正，并把表示這些組的聲頻和視頻數據的誤碼率的誤碼率信號輸出到非跟蹤控制電路512。
非跟蹤控制電路512適宜于完成非跟蹤控制處理。也就是說，非跟蹤控制電路512可根據從內部代碼譯碼器500接收的誤碼率信號賦予聲頻和視頻數據組以優先權并把這些數據組存儲在存儲電路560中。例如，非跟蹤控制電路512可賦予具有最少錯誤的組以最高優先權，并可賦予具有最多錯誤的組以最低優先權。如圖8(B)所示，每一個GOP之前和之后的兩個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據可存儲在存儲電路560中，以便即使在相對大的偏離出現在VTR磁帶2的控制磁道(所謂的X音調偏離)上時的磁道再現階段也能再現。換句話說，即使有大的X音調偏離，也可把第一個和最后一個磁道的聲頻和視頻數據存儲在存儲電路560中。
現在將參照圖8A進一步說明由非跟蹤控制電路512所進行的非跟蹤控制處理。如圖所示，當正方位角磁頭4001和4002跟蹤有彎曲的VTR磁帶2上的具有與此有關的正方位角的螺旋線磁道時，由正方位角磁頭4001和4002所讀出的聲頻和視頻數據(記錄信號)的強度可能變化，就象線A和A′的寬度所表示的那樣。在這種情況下，負方位角磁頭4021和4022不能從正方位角螺旋線磁道上正確地讀出聲頻和視頻數據。但是，由可能具有一個螺旋線磁道寬度的間隙的兩個磁頭跟蹤VTR磁帶2時，即使每個磁頭沒有準確跟蹤螺旋線磁道，也能讀出聲頻和視頻數據。因此，即使磁道那里有彎曲或沒有能正確對中時，兩個或多個磁頭的這種用途仍能使聲頻和/或視頻數據再現。
外部代碼譯碼器電路518可利用包含在聲頻和視頻數據中的外部代碼對存儲在存儲電路560中的四組聲頻和視頻數據進行錯誤校正。外部代碼譯碼器電路518可將具有最少錯誤的聲頻和視頻數據組輸出到緩步存儲電路562。緩步存儲電路562可進行所謂的緩步穿梭再現，或根據系統控制電路60的控制信號把存儲的聲頻和視頻數據輸出到分離電路524，以便使代表一個圖像或多個圖像的信號能以多種速度之中的一種被傳輸。分離電路524從接收的數據中使聲頻數據和視頻數據分離并輸出這些數據。更詳細地說，分離電路524把獲得的視頻數據或簡化數據傳送給擴展和譯碼電路580(圖1)，并把獲得的聲頻數據輸出到外部的裝置。
擴展和譯碼電路580適宜于以基本與壓縮和編碼電路120相反的方式擴展從記錄系統50傳送來的壓縮的視頻數據。經過擴展和譯碼的視頻數據可從擴展和譯碼電路580傳送到外部的裝置。
就象下面更充分說明的那樣，內部代碼譯碼器電路500和外部代碼譯碼器電路518可重建或恢復在記錄操作過程中未被記錄的數據。
現在將參照圖9至11描述記錄和再現裝置的操作。這種操作將針對下述情況予以說明，即代表三個GOP的625/50格式的聲頻和視頻數據被記錄到其上已記錄了聲頻和視頻數據的VTR磁帶2上。一開始將描述記錄操作，之后將描述再現操作。
壓縮和編碼單元12在如圖9(A)所示的幀信號的每個周期內(在該周期中，幀信號的下降點即是起始點)，壓縮和編碼以GOP為單位從外部裝置接收的非壓縮的視頻數據(VIDEO)。GOP數據生成電路22產生GOP數據，這些數據可表明由壓縮和編碼單元12所壓縮和編碼的聲頻和/或視頻數據(簡化數據)的起始點，如圖9(B)所示。記錄控制電路24可產生磁道起始信號(磁道起始)和記錄接通/斷開信號(記錄接通/斷開)，相應地如圖9(C)和9(D)所示，并把這些信號的一個或兩個輸出到記錄系統14和擦除控制電路26。
擦除控制電路26根據GOP數據(圖9B)和記錄接通/斷開信號(圖9D)產生如圖9(K)所示的擦除信號，并把它輸出到擦除磁頭28。根據這樣的擦除信號，擦除磁頭28可擦除在與圖9(K)所示相對應的期間或時間間隔內已經記錄到VTR磁帶2的螺旋線磁道上的聲頻和視頻數據(基礎數據)。
在記錄系統14中，組合電路140(圖2)把壓縮的視頻數據和未壓縮的聲頻數據組合成記錄格式并將其存儲在存儲電路18中。接著，外部代碼編碼器142把外部代碼加入存儲在存儲電路18中的聲頻和視頻數據中。記錄處理電路148根據磁道起始信號(圖9C)和記錄接通/斷開信號(圖9D)產生圖9(E)所示的存儲器讀出信號。如圖9(F)所示，記錄處理電路148在存儲器讀出信號所指出的時間讀出記錄在存儲電路18中的聲頻和視頻數據，向其添加內部代碼和同步代碼，并把結果數據輸出到記錄放大器156a和156b。記錄處理電路148的記錄數據接通/斷開電路158(圖3)產生記錄允許信號A和B，以便使得記錄磁頭20的正方位角磁頭A和負方位角磁頭B能把數據信號記錄到VTR磁帶2上，如圖9(G)和9(H)所示。可把預定的偏移延遲附加到記錄允許信號之一上，就象添加到負方位角磁頭那樣。只有當記錄允許信號A和B的邏輯值具有相對大的值(例如“1”)時，記錄磁頭20的正方位角磁頭A和負方位角磁頭B才分別把從記錄放大器156a和156b接收的記錄信號記錄到VTR磁帶2上，就象圖9(I)和9(J)所示的那樣。如圖9(I)和9(J)所示，數據沒有被記錄到具有三個待插入或記錄到已經含有記錄數據的磁帶2上的GOP的那個組的第一個和最后一個磁道上。換句話說，記錄系統14省去或不把聲頻和視頻數據記錄到待插入磁帶2上的那個組的第一個和最后一個螺旋線磁道上去。
因此，在上述的記錄和再現裝置1的記錄操作中，覆蓋的聲頻和視頻數據(記錄信號)的第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道沒有被記錄到VTR磁帶2上，而與覆蓋數據相對應的基礎螺旋線磁道則被擦除，如圖10(A)，9(I)，9(J)和9(K)所示(圖10A說明由記錄和再現裝置1記錄到VTR磁帶2上的聲頻和視頻數據(記錄信號)的邊界部分)。本記錄和再現裝置1的這種操作可防止再現過程中的錯誤。作為一個例子，請設想一種情況，在那里記錄位置偏離了一個磁道，以致具有相同方位角的螺旋線磁道相互靠近，如圖10(B)所示。在這種情況下，在再現過程中，再現磁頭40的正方位角磁頭4001和4002或負方位角磁頭4021和4022可能再現基礎數據的最后一個螺旋線磁道(螺旋線磁道11)和覆蓋數據的第一個螺旋線磁道(螺旋線磁道1)兩者。正如應感覺到的那樣，這樣的再現會產生錯誤。另一方面，如圖10(A)所示，如果進行本發明的處理，在再現過程中可避免再現磁頭40的正方位角磁頭4001和4002或負方位角磁頭4021和4022再現基礎數據的最后一個螺旋線磁道和覆蓋數據的第一個螺旋線磁道兩者的情況。
此外，可把象乘積代碼那樣的糾錯碼提供給記錄在VTR磁帶2上的聲頻和視頻數據。利用這種乘積代碼，即使每個GOP或預定的組中聲頻和視頻數據的一個、兩個或多個螺旋線磁道丟失或沒有記錄時，也可再現聲頻和視頻數據。因此，記錄和再現裝置1可能再現或恢復覆蓋數據的第一個和最后一個螺旋線磁道的部分，而這個部分并沒有利用包含在同一個GOP或預定的組內的其它聲頻和視頻數據和乘積代碼被記錄下來。這樣，本發明的記錄和再現裝置1可產生與正確跟蹤基礎數據記錄在其上面的螺旋線磁道時所獲得的結果類似的結果。以致覆蓋數據的GOP的邊界與基礎數據的GOP的邊界結合，如圖11所示。
現在將描述記錄和再現裝置1的再現操作。
再現磁頭40的正方位角磁頭4001和4002及負方位角磁頭4021和4022(圖4)可讀出記錄在VTR磁帶2上的信號并把獲得的四個記錄信號傳送給記錄系統50(圖5)的內部代碼譯碼器500。內部代碼譯碼器電路500把接收的四個記錄信號轉換成具有數字格式的四組聲頻和視頻數據，利用內部代碼進行錯誤檢測和錯誤校正，并產生誤碼率信號。非跟蹤控制電路512可把四組聲頻和視頻數據存儲在存儲電路560中，并可根據誤碼率賦予其優先權。外部代碼譯碼器電路518利用外部代碼對聲頻和視頻數據進行錯誤校正，并把具有最小誤碼率的糾錯后的數據組通過緩步存儲器562傳送給分離電路524。分離電路524從接收的數據中分離出聲頻數據和視頻數據，并把視頻數據傳送給擴展和譯碼電路580，把聲頻數據傳送給外部的裝置。擴展和譯碼電路580擴展壓縮的視頻數據并把它們輸出到外部的裝置。
通過內部代碼譯碼器電路500和外部代碼譯碼器電路518所進行的錯誤校正，在記錄操作(圖9I和9J)過程中未被記錄的覆蓋數據的第一個和最后一個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據就可被恢復和再現。
現在將就恢復省去的或未記錄的數據這個方面，參照圖13A-13E，進一步說明由內部代碼譯碼器電路500和外部代碼譯碼器電路518所進行的錯誤校正處理。
數據和糾錯碼可排列成，例如，如圖13A所示的塊格式。如圖所示，塊900可能包括數據區902，外部奇偶校驗碼區904，以及內部奇偶校驗碼區906。數據區902可包括按水平行和垂直列排列的數據。數據的這種排列可表示一個螺旋線磁道或多個磁道的數據的預定排列。換句話說，要記錄到磁道的螺旋線磁道上的數據可按預定的方式(這可能不是連續排列)排列在若干個塊的數據區。例如，要記錄到一個組的第一個螺旋線磁道上的數據可排列在多個塊的數據區的預定位置。外部奇偶校驗區904可包括分別從數據區902中的數據列所獲得的外部奇偶校驗碼。例如，外部奇偶校驗碼909可從數據列907獲得，如圖13B所示。內部奇偶校驗碼區906可包括分別從數據區902中的數據行所獲得的內部奇偶校驗碼。例如，內部奇偶校驗碼915可從數據行913中獲得，如圖13C所示。
數據區902中一行或一列的被省去或沒有記錄的一個或多個數據可通過利用相應行或列中的其它數據以及內部奇偶校驗碼或外部奇偶校驗碼中的相應的一種碼予以重建。
例如，假定圖13D所示的908行中的一個數據或象素910被省去或未被記錄。在這種情況下，象素910的值可通過利用908行中的其它數據象素以及與908行相對應的內部奇偶校驗碼912來獲得。這種處理或譯碼可由內部代碼譯碼器電路500完成。
另外一個例子，假定圖13E所示的908行中的兩個數據或象素910和914被省去或沒有記錄，現想要獲得象素910的值。如圖13E所示，象素910包含在908行和916列之內。因此，在這種情況下，象素910的值可通過利用916列中的其它數據象素以及與916列相對應的外部奇偶校驗碼918來獲得。這種處理或譯碼可由外部代碼譯碼器電路518進行。可以理解的是，象素914的值可同樣地通過利用相應列中的其它數據以及與之相對應的外部奇偶校驗碼來獲得。
這樣，在記錄可能覆蓋基礎數據的覆蓋數據時，本發明的記錄和再現裝置1擦除位于要記錄覆蓋數據的區域內的基礎數據，把糾錯碼加入覆蓋數據，以便能夠再現將不被記錄的覆蓋數據的兩個螺旋線磁道，并記錄除了第一個和最后一個磁道以外的覆蓋數據。這種安排可防止在另外一種情況下可能出現的錯誤的再現結果，就象當覆蓋數據和基礎數據邊界上的螺旋線磁道的方位角互相重合時由非跟蹤系統再現聲頻和視頻數據的情況那樣。在這種情況下，具有相同方位角的邊界螺旋線磁道上的數據在再現覆蓋數據和基礎數據的過程中可能被混合，從而形成錯誤的再現數據。
此外，在再現過程中，記錄和再現裝置1恢復未被記錄在覆蓋數據的第一個和最后一個螺旋線磁道上的聲頻和視頻數據。因此，本發明的裝置使得能夠獲得再現的聲頻和視頻數據，這些數據實質上與利用通過正確跟蹤螺旋線磁道來記錄數據的裝置所能獲得的數據一樣。
盡管本發明的記錄和再現裝置被說成是完成編輯功能，但本裝置并不局限于此。例如，本裝置還可進行非編輯的記錄和再現操作，如僅僅記錄和再現基礎數據。
此外，本裝置可進行具有任何預定格式的聲頻和視頻數據的記錄和再現，如525/60格式或625/50格式。
此外，通過利用相應的硬件裝置或通過軟件可實現本發明的裝置的各種部件的功能和/或操作。
由于本發明的記錄和再現裝置的上述實施例包括僅僅用于擦除聲頻和視頻數據的部件(例如擦除磁頭28和擦除控制電路26)，這樣的裝置可能具有相對大的體積。可以理解，也許最好是在一臺具有較小體積的裝置中提供本發明的性能。例如，最好是在一個具有攝象機和VTR裝置的，或具有目的不在于完成編輯功能等等的簡單的記錄和再現裝置的手提式攝象機中提供本發明。在這樣的裝置中，可能只有用于擦除磁帶寬度上的一切的所謂全面擦除磁頭，而沒有用于逐一地擦除螺旋線磁道的所謂飛行式擦除磁頭。在本發明的第二個實施例中提供了一種技術，它使得能夠在簡單的記錄和再現裝置或類似裝置中提供與第一個實施例的記錄和再現裝置1類似的功能。
現在將描述本發明的第二個實施例。正如下面更詳細描述的那樣，第二個實施例的裝置除了省去擦除磁頭28和擦除控制電路26以外，與第一個實施例的裝置類似。因此，在描述第二個實施例時，將參考在描述第一個實施例的裝置時所利用的附圖。
壓縮和編碼部件12壓縮和編碼由外部的裝置傳送來的未壓縮的視頻數據(VIDEO)。圖像組(GOP)數據生成電路22產生GOP數據(圖9B)，這些數據可為由壓縮和編碼部件12所壓縮和編碼的聲頻數據和/或視頻數據(簡化數據)提供起始點。記錄控制電路24根據GOP數據產生螺旋線磁道起始信號(磁道起始)(圖9C)以及記錄接通/斷開信號(記錄接通/斷開)(圖9D)。在記錄系統14，組合電路140(圖2)把壓縮的視頻數據和未壓縮的聲頻數據組合成記錄格式并把它們存儲到存儲電路18外部代碼編碼器142把外部代碼加入存儲在存儲電路18中的聲頻和視頻數據；而記錄處理電路148則根據從記錄控制電路24來的信號產生存儲器讀出信號(圖9E)，讀出記錄在存儲電路18中的聲頻和視頻數據，并把內部代碼和同步代碼加入其中。
上述組件具有與第一個實施例的裝置類似的工作方式或完成類似的功能。所以，以前有關這類功能和/或操作的說明可適用于第二個實施例，因此，它的進一步說明此處省略。
SPS電路154(圖3)可通過記錄磁頭20把具有預定頻率的信號加到第一個和最后一個螺旋線磁道(覆蓋磁道)上，如圖12所示。這種預定頻率應是相對高的頻率，例如記錄信號的時鐘信號(記錄頻率)的1/2頻率。記錄數據接通/斷開電路158產生記錄允許信號(記錄允許A，B)，以便用記錄磁頭20的正方位角磁頭A和負方位角磁頭B把高頻信號記錄到VTR磁帶2的第一個和最后一個覆蓋螺旋線磁道上。另外，記錄磁頭20可把由SPS電路154傳送來的聲頻和視頻數據(記錄信號)記錄到VTR磁帶2上。
如上所述記錄在VTR磁帶2上的聲頻和視頻數據(記錄信號)可通過記錄和再現裝置1的再現操作以與第一個實施例類似的方式再現。
通過把高頻信號記錄到覆蓋數據的第一個和最后一個螺旋線磁道上，可幾乎完全消除來自先前記錄的基礎數據的作用或影響。因此，可以獲得實質上相當于把這些螺旋線磁道的基礎數據擦除的上述情況的結果或效果。此外，第二個實施例使得能夠在沒有擦除磁頭28和擦除控制電路26的情況下獲得這種有利的結果。值得贊賞的是，第二個實施例的結構使得有可能以相對小的體積和相對低的價格提供能體現上述性能的裝置。因此，第二個實施例的這種裝置可完全適于簡單的記錄和再現裝置或類似裝置。
此外，在再現過程中可不再利用記錄信號的1/2時鐘信號的頻率(記錄頻率)來進行再現均衡處理。因此，以前描述的它的用途將不會對聲頻和視頻數據的再現產生不利影響。
因此，如上所述，本發明的記錄和再現裝置在再現聲頻和視頻數據時，可避免在另一種情況下，即在利用不跟蹤原有磁道的非跟蹤技術把這些數據插入到以前記錄的數據之上(重寫)時，所可能發生的數據錯誤。另外，通過施加高頻信號(如具有記錄信號的1/2時鐘信號的頻率的信號)而不是象以前描述的那樣擦除基礎數據，本裝置可適用于沒有擦除磁頭和擦除控制電路的便宜的記錄和再現裝置。
特此引入描述沒有跟蹤控制的記錄和再現的美國專利第5231543號(被授予索尼公司)作為參考。
盡管在此處已詳細描述了本發明及其改進形式的最佳實施例，不言而喻的是，本發明并不局限于這些實施例和改進形式，在不脫離由附加的權利要求書所確定的本發明的精神和范圍的情況下，精通技術的人們可對其進行其它改進及變型。
權利要求
1.一種用于把視頻數據記錄到記錄媒體上并從那里再現記錄的數據的裝置，所述裝置包括控制裝置，用于產生插入控制信號，所述信號至少表明要插入到所述記錄媒體上的數據的起始點和結束點之中的一個；糾錯碼添加裝置，用于把糾錯碼加入代表要記錄到所述記錄媒體的螺旋線磁道上的一個組的聲頻和視頻數據；記錄裝置，用于響應所述插入控制信號，省略包括糾錯碼的所述組的第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據，并以方位角記錄該組其它螺旋線磁道的聲頻和視頻數據；再現裝置，用于再現記錄在所述記錄媒體的螺旋線磁道上的聲頻和視頻數據；以及利用所述組的其它螺旋線磁道的聲頻和視頻數據以及糾錯碼產生未記錄在所述記錄媒體上的第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據的裝置。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述控制裝置進一步產生擦除控制信號，還進一步包括根據所述擦除控制信號擦除以前記錄的數據的部分的擦除裝置。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中的記錄裝置包括把具有預定頻率的信號記錄到第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道上的裝置。
4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述預定頻率具有記錄信號的時鐘信號的二分之一的值。
5.一種用于把視頻數據記錄到記錄媒體上并從該處再現記錄的數據的方法，所述方法包括以下步驟產生一插入控制信號，該信號至少表示要插入到所述記錄媒體上的數據的起始點和結束點之中的一個；把糾錯碼加入代表要記錄到所述記錄媒體的螺旋線磁道上的一個組的聲頻和視頻數據；響應所述插入控制信號省略包括糾錯碼的所述組的第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據，并以方位角記錄其它螺旋線磁道的聲頻和視頻數據；再現記錄在所述記錄媒體的螺旋線磁道上的聲頻和視頻數據；以及利用所述組的其它螺旋線磁道的聲頻和視頻數據及糾錯碼產生未記錄在所述記錄媒體上的第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據。
6.根據權利要求5所述的方法，進一步包括產生擦除控制信號并根據所述擦除控制信號擦除以前記錄的數據的部分的步驟。
7.根據權利要求5所述的方法，進一步包括把具有預定頻率的信號記錄到第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道上的步驟。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述預定頻率具有記錄信號的時鐘信號的二分之一的值。
9.一種用于把視頻數據記錄到已經記錄數據的記錄媒體上并從該處再現記錄的數據的裝置，所述裝置包括數據記錄裝置，用于把視頻數據記錄到所述記錄媒體的螺旋線磁道上，以便省去預定組內的第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的視頻數據，并以方位角記錄預定組內的其它螺旋線磁道的視頻數據；糾錯碼生成裝置，用來產生糾錯碼，以便與要記錄到所述記錄媒體上的視頻數據組合；再現裝置，用于再現記錄到所述記錄媒體上的視頻數據；以及利用預定組的其它視頻數據及糾錯碼為第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道產生視頻數據的裝置。
10.根據權利要求9所述的裝置，其中所述再現裝置包括至少兩個用于掃描所述記錄媒體的螺旋線磁道的再現磁頭，以便從那里獲得多組讀出的視頻數據，以及檢測每一組讀出的視頻數據中的錯誤和選擇具有最少的檢測錯誤的組的裝置。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中的數據記錄裝置包括從所述記錄媒體上擦除以前記錄的數據的選擇部分的裝置。
12.根據權利要求11所述的裝置，其中的擦除裝置擦除與第一個和最后一個螺旋線磁道之間的數據相對應的以前記錄的數據。
13.根據權利要求10所述的裝置，其中由糾錯碼生成裝置所產生的糾錯碼包括內部和外部糾錯碼。
14.根據權利要求10所述的裝置，其中由糾錯碼生成裝置所產生的糾錯碼包括乘積糾錯碼。
15.根據權利要求10所述的裝置，進一步包括把具有第一預定頻率的信號記錄到第一個和最后一個螺旋線磁道上的裝置。
16.根據權利要求15所述的裝置，其中所述數據記錄裝置根據具有第二預定頻率的時鐘信號工作，其中所述第一預定頻率大約等于所述第二預定頻率的二分之一。
17.一種把視頻數據記錄到已經記錄數據的記錄媒體上并從那里再現記錄的數據的方法，所述方法包括以下步驟把視頻數據記錄到所述記錄媒體的螺旋線磁道上，以省去螺旋線磁道的預定組里面的第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的聲頻和視頻數據，并以方位角記錄預定組里面的其它螺旋線磁道的視頻數據；產生糾錯碼，以便與要記錄到所述記錄媒體上的視頻數據組合；再現記錄在所述記錄媒體上的視頻數據；以及通過利用預定組的其它視頻數據和糾錯碼產生第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的視頻數據。
18.根據權利要求17所述的方法，其中再現步驟包括至少用兩個再現磁頭掃描所述記錄媒體的螺旋線磁道，以便從那里獲得多組讀出的視頻數據，檢測每一組讀出的視頻數據中的錯誤，并選擇具有最少檢測出的錯誤的組。
19.根據權利要求18所述的方法，其中記錄步驟包括從所述記錄媒體上擦除以前已記錄的數據的選擇部分。
20.根據權利要求19所述的方法，其中擦除步驟擦除與第一個和最后一個螺旋線磁道之間的數據相對應的以前記錄的數據。
21.根據權利要求18所述的方法，其中糾錯碼包括內部和外部糾錯碼。
22.根據權利要求18所述的方法，其中糾錯碼包括乘積糾錯碼。
23.根據權利要求18所述的方法，進一步包括把具有第一預定頻率的信號記錄到第一個和最后一個螺旋線磁道上的步驟。
24.根據權利要求23所述的方法，其中視頻數據的記錄是根據具有第二預定頻率的時鐘信號來進行的，其中所述第一預定頻率大約等于所述第二預定頻率的二分之一。
25.一種非跟蹤裝置，用于把視頻數據記錄到記錄媒體的若干磁道上，覆蓋在原有磁道中以前記錄的數據上，以及/或用來從該處再現記錄的數據，所述裝置包括用于接收與若干磁道相對應的預定組的視頻數據以及把接收的視頻數據的至少一部分記錄到所述記錄媒體上，以省去第一個磁道和最后一個磁道的視頻數據，并以方位角記錄預定組內其它磁道的視頻數據而無需跟蹤所述記錄媒體的原有磁道的裝置；糾錯碼生成裝置，用于產生糾錯碼，以便與要記錄到所述記錄媒體上的視頻數據組合；再現裝置，用于再現記錄在所述記錄媒體上的視頻數據；以及利用預定組的其它視頻數據及糾錯碼產生第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的視頻數據的裝置。
26.根據權利要求25所述的非跟蹤裝置，其中所述再現裝置包括供掃描所述記錄媒體的磁道用的具有四個再現磁頭的數據讀出裝置(所述再現磁頭中的兩個有第一方位角，所述再現磁頭中的另外兩個有第二方位角)，以便從那里獲得四組讀出的視頻數據，以及檢測每一組讀出的視頻數據中的錯誤和選擇具有最少檢測出的錯誤的組的裝置。
27.根據權利要求26所述的裝置，其中由糾錯碼生成裝置產生的糾錯碼包括乘積糾錯碼。
28.根據權利要求26所述的裝置，其中記錄裝置包括從所述記錄媒體上擦除以前記錄的數據的選擇部分的裝置。
29.根據權利要求28所述的裝置，其中擦除裝置擦除與第一個和最后一個螺旋線磁道之間的數據相對應的以前記錄的數據。
30.根據權利要求26所述的裝置，進一步包括把具有第一預定頻率的信號記錄到第一個和最后一個螺旋線磁道上的裝置。
31.根據權利要求30所述的裝置，其中記錄裝置根據具有第二預定頻率的時鐘信號工作，而其中所述第一預定頻率大約等于所述第二預定頻率的二分之一。
32.一種把視頻數據記錄到記錄媒體的若干磁道上，覆蓋在原有磁道中以前記錄的數據上，以及/或從那里再現記錄的數據的一種非跟蹤方法，所述方法包括以下步驟接收與若干磁道相對應的預定組的視頻數據，把接收的視頻數據的至少一部分記錄到所述記錄媒體上，以省去第一個磁道和最后一個磁道的視頻數據，并以方位角記錄預定組內其它磁道的視頻數據而無需跟蹤所述記錄媒體的原有磁道；產生糾錯碼，以便與要記錄到所述記錄媒體上的視頻數據組合；再現記錄在所述記錄媒體上的視頻數據；以及通過利用預定組的其它視頻數據和糾錯碼產生第一個螺旋線磁道和最后一個螺旋線磁道的視頻數據。
33.根據權利要求32所述的非跟蹤方法，其中再現步驟包括利用四個再現磁頭掃描所述記錄媒體的磁道(其中所述再現磁頭的兩個有第一方位角，所述再現磁頭的另外兩個有第二方位角)，以便從那里獲得四組讀出的視頻數據，以及檢測每一組讀出的視頻數據中的錯誤并選擇具有最少檢測出的錯誤的組。
34.根據權利要求33所述的方法，其中糾錯碼包括乘積糾錯碼。
35.根據權利要求33所述的方法，其中記錄步驟包括從所述記錄媒體上擦除以前記錄的數據的選擇的部分。
36.根據權利要求35所述的方法，其中擦除步驟擦除與第一個和最后一個螺旋線磁道之間的數據相對應的以前記錄的數據。
37.根據權利要求33所述的方法，進一步包括把具有第一預定頻率的信號記錄到第一個和最后一個螺旋線磁道上的步驟。
38.根據權利要求37所述的方法，其中視頻數據的記錄是根據具有第二預定頻率的時鐘信號進行的，其中所述第一預定頻率大約等于所述第二預定頻率的二分之一。
全文摘要
一種適用于進行編輯操作的非跟蹤類型的聲頻和視頻數據的記錄和再現裝置及方法,其中一個單元或組的數據(覆蓋數據)被插入到以前記錄的數據(基礎數據)之上。在記錄操作過程中,把糾錯碼加入覆蓋數據,可擦除位于要記錄覆蓋數據的區域之內的基礎數據,并記錄除第一個和最后一個磁道之外的磁道的覆蓋數據。在再現過程中,利用再現的糾錯碼及除了第一個和最后一個磁道之外的磁道的單元的數據來獲得未被記錄的第一個和最后一個磁道的覆蓋數據。這種安排可防止在基礎和覆蓋數據的邊界上錯誤地再現基礎和覆蓋數據。
文檔編號G11B15/087GK1188560SQ97190320
公開日1998年7月22日 申請日期1997年2月6日 優先權日1996年2月7日
發明者巖本哲也, 喜多干夫 申請人:索尼公司