專利名稱：使用數字的計算機可讀的非線性媒介的動態畫面錄制設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及動態畫面錄制設備和處理。
本發明的背景技術目前的典型的攝像機是攝像鏡頭和便攜式的視頻磁帶錄像機的組合體，通常稱做攝錄機或視頻磁帶錄像機。為應用起見，他們被稱做視頻磁帶錄像機。當前，這種便攜式視頻磁帶錄像機通常要使用放在錄像帶盒里的錄像帶作為錄制媒介。錄制格式多種多樣，包括模擬的BETA格式，VHS格式，以及數字的DI格式。視頻磁帶錄像機的主要缺點是視頻磁帶只允許對視頻磁帶上的特定點進行線性訪問。也就是說，如果錄像帶剛剛完成錄制，要訪問位于磁帶起始位置的已錄制片段的開端，就必須倒帶。
對錄像帶上的記錄進行線性存取時出現的問題在廣播電視新聞領域最為明顯。最為典型的是報道小組帶著視頻磁帶錄像機到新聞現場錄制事件。在完成錄制后，必須進行倒帶，回放，然后通過衛星或微波傳送到地面站。在地面站，信息才能被編輯成最終的新聞節目。
動態畫面通常用非線性的基于計算機的編輯系統(例如馬薩諸塞州Tewksbury的Avid技術公司的Avid/l Media Composer)進行數字化編輯。該系統一般把模擬視頻信號進行數字化轉換，成為計算機可讀的格式。即使視頻信號來自數字化視頻磁帶，對磁帶信息的線性訪問依然存在同樣問題。除非地面站和攝像機之間存在實際的現場聯接，磁帶的錄制、傳輸、和數字化過程必須進行。由于倒帶、回放、和傳輸已錄制在錄像帶上的信息等的延誤，在事件錄制完畢到節目編輯完成由地面站播放出去之間，一般有半小時的延遲。在制作最具時效性的新聞節目而且播放時間舉足輕重的廣播新聞界，這點延遲是十分重要的具有競爭性的問題。
目前已有在磁媒介(例如軟盤)上錄制靜態影像的電子靜態攝像機。這種攝像機在1991年1月28日授權給索尼公司的美國專利號5,084,775上描述過。但該專利描述的攝像機只能錄制靜態影像而非全動態視頻影像。另外，目前已存在有由RasterOps/Truevision公司生產的NuVista之類的計算機視頻捕獲系統。但是該系統沒有簡化到本發明的直接通過攝像機進行實況數字式捕獲的便攜機形式。
另外，動態畫面錄制領域的一些技術人員最近指出，非線性數字式動態畫面錄制設備的眾多問題是無法克服的。特別是在增加錄制時間的能力時，會伴隨很大的影像質量下降。另外，在使用基于磁盤的媒介的情況下，攝像機的微小震動都可能導致磁盤破碎。最后，磁盤媒介比磁帶成本高得多。
以前的攝像機的另一個問題是需要在錄像帶中存放一個測試模式區域，其一般先于其他的錄制工作位于錄像帶開頭幾分鐘。這類測試模式可以在看錄像帶時使別的裝置校正顏色層次。這些準備工作可能會使攝像人員錯過錄制重要事件的機會或導致進一步的延誤。
本發明的簡要描述本發明通過采用數字的計算機可讀寫的隨機存取錄制媒介(比如磁盤或光盤)替代模擬的錄像帶，從而克服了錄像機由于線性錄制媒介導致的問題。在一個實施例中，通過提供小體積的磁盤驅動器(比如2.5英寸的尺寸)和防震包裝，大大降低了磁盤損壞和破碎的風險。另外，以每秒4兆字節(4MBps)的速度傳送的壓縮的數字動態影像信息流提供了廣播品質的視頻信號。在本發明的一個實施例中，用基于磁盤的錄制媒介錄制了大約10分鐘的連續視頻信號。
通過提供直接錄制到數字的計算機可讀寫的隨機存取(即非線性)媒介的便攜式錄像機，不再需要由于倒帶或數字化帶來的延遲。利用非線性錄制和非線性編輯，再結合非線性播放系統，播出新聞事件的時間大大減少了。時間的節省為廣播新聞站提供了巨大的有競爭力的優勢。
因此，本發明的一個方面是一個數字動態畫面錄制設備。該錄像機包括一個大小適于單人攜帶的外殼，動態畫面錄制設備被裝配在外殼中并提供動態的視頻信號作為輸出。裝配在外殼上的轉換電路用于把動態視頻信號轉換成靜態數字圖像序列。輸出信號耦合到數字計算機可讀寫隨機存取媒介，該媒介被可移去地裝配和附加到外殼上，它接受數字圖像序列并用計算機可讀的文件格式存儲起來。
本發明的另一方面是自動校準電路和該電路執行的校準方法。在本發明的這一方面，攝像機包括一個開關，當開關激活時，使攝像機產生一個測試模式，該模式在信號的已知位置提供包含已知顏色(如黑和白)的信號。響應該開關的激活，攝像機的輸出被解碼器數字化。相應于每種著色的解碼器的輸出被設置為預定的準確顏色值。比如，由某些視頻顏色標準(如SMPTE使用的標準)定義預定的準確顏色值。在本發明的一個實施例中，一幀測試模式與錄制好的視頻信號(例如每個錄制剪輯)一起存儲。本發明的另一方面在于該校準電路和對本發明其它方面的處理的組合。
本發明的另一方面是一個用于數字化、錄制、存儲、和回放視頻信號的電子電路。該電路包括一個解碼器，它用于處理視頻信號以產生送到象素總線的數字視頻信息。該象素總線連接到編碼器，編碼器把象素總線上的信息轉換為視頻信號。象素總線還連接到媒介數據緩沖器和主媒介存儲器，比如磁盤驅動器。處理器控制數據流從解碼器到編碼器或(和)媒介數據緩沖器，以及從媒介數據緩沖器到編碼器。編碼器連接到取景框，或連接到提供輸出視頻信號的輸出端，或者到上述兩者。如果有兩個象素總線，則一個連接到解碼器，另一個連接到媒介數據緩沖器，那么，隨機數量的編碼器可以連接到任一或兩個象素總線。在這種情況下，有可能在從主媒介存儲器觀看錄制的視頻信息的同時，用一個編碼器從現場攝像機或別的外部信息源觀察輸入的視頻信號。
本發明的另一方面是動態畫面錄制設備和編輯系統的組合，其中，前者把攝像機信號錄制到隨機存取媒介中，而后者允許選擇錄制在隨機存取媒介中的剪輯并回放所選的剪輯。
在本發明前述的方面中，由于數字視頻信息不必全局同步，它被用基于命令的流控制存儲在主存儲媒介。從主存儲器寫入和讀出到媒介緩沖區的視頻數據，視對其需要，或者被傳送到編碼器，或者從解碼器傳送過來。視頻數據根據攝像機中的中央處理單元執行的操作系統存成數據文件。
在本發明的各個方面中，音頻數據可以與視頻信息一起被錄制和回放。
在本發明的各個方面中，一個實施例還包括在將數字圖像序列存儲到隨機存取媒介之前對其進行壓縮的裝置。所用的壓縮處理把運動畫面的每一幀(或場)視為自含的實體，而不相關也不依賴于其前續或后續的幀(或場)，從而改善了編輯能力。
本發明的另一實施例還提供了動態影像編輯系統。該實施例還包括外殼中的播放和編輯控制，以允許編輯和播放數字影像序列。顯示由在攝像機一邊的顯示屏提供，以便顯示可能的編輯或文件管理功能，而一個附帶的取景框可觀看從錄制媒介中回放的動態影像序列。使用設置在顯示屏附近的按鈕來選擇編輯和管理功能，這些按鈕使攝像機執行當前顯示的功能。
本發明的實施例中，動態畫面錄制設備的數字錄制媒介是磁盤類型的驅動器。在本發明的實施例中，該磁盤類型的驅動器裝配在可以從便攜的外殼內的一個分離的艙室。該獨立的艙室可以是堅固耐用的。
在本發明的實施例中，外殼是兩部分，以便使外殼附加到標準的攝像機部件上。
附圖的簡要說明

圖1是附加到根據本發明的攝像機上的數字動態畫面錄制設備的左視圖；圖2是圖1中的數字動態畫面錄制設備的右視圖；圖3是用來容納圖2中的數字動態畫面錄制設備的錄制媒介的艙室開口的放大圖4是圖2所示的數字動態畫面錄制設備的俯視剖面圖，示出了容納錄制媒介的艙室；圖5a和5b示出了將錄制媒介放到圖4所示的數字動態畫面錄制設備的艙室的細節；圖6是裝有錄制媒介的可更換存儲部件的透視圖；圖7是位于圖6所示可更換存儲部件內部的錄制媒介部件的俯視圖；圖8是圖7中的部件的側視圖；圖9是圖7中的部件的后視圖；圖10是圖6所示錄制媒介可更換存儲部件的分解透視圖；圖11是電子電路的方框圖，該電路把攝像機和音頻信號處理成媒介文件，以便存儲到計算機的可讀寫的隨機存取存儲媒介中；以及圖12是圖11所示方框圖的詳細方框圖。
本發明的詳細描述結合附圖閱讀以下詳細說明將更完整地理解本發明。附圖和詳細說明使用一致的參考數字來指明同一部件。
圖1顯示視頻攝/錄機20，其中包含視頻攝像機22和視頻錄像機24。攝像機可以是許多類型的視頻攝像機的一種，例如，可以是日本Ikegami公司制造的HL-57型，或者是日本Sony公司制造的“400”型攝像機。典型的視頻攝/錄機20有手柄26和肩托28。視頻錄像機24一般有一個顯示器30，用于告訴用戶狀態和其他下面將詳述的即時信息。攝像機、電子電路(如在下面圖11-12中描述的)和錄制媒介可以是一體的，從而集成了攝像機22和錄像機24；也可以分成兩部分，使攝像機22和錄像機24互相分離。許多應用于新聞報道的基于磁帶的錄像機就是分成兩部分的，并且常常采用日本實用新型63-9907(也引做56-134889)或日本專利61-187165所示的外型。
視頻攝像機的輸出通常是模擬視頻信號。就目前所知，Ikegami的攝像機有79線總線用于和錄制機通訊，而Sony的攝像機使用52線總線。本發明中的錄制機提供了與Ikegami、Sony、或其他總線接口的物理和電子連接。因此，運用業界已知的技術，本發明的動態畫面錄制設備就可以象錄像帶式錄像機一樣接受攝像機的輸出。動態畫面錄制設備還包括電子觸點和連接(未畫)，以打開或關閉攝像機，激活錄制等，這里使用了業界眾所周知的技術。
圖2顯示了圖1所示攝像機的另一邊的情景。在攝像機的這一邊是通過門43存取的錄制媒介艙室42。外部連接(如48和49)提供外部視頻輸出、ETHERNET(以太網)或別的類型的連接。門43的更詳細的說明顯示在圖3中。它有鉸鏈部件44和一個手柄45以便開門。如圖4所示，艙室42是錄制機中的開口，在其底部有連接器46，下面要描述到的錄制媒介就連接到該連接器46上，它提供電連接到位于區域47的錄像機電路的其它部分。
圖5a顯示門43的細節以及錄制媒介和連接器46的連接方式。在圖5a中，門43a關閉，錄制媒介完全耦合并與連接46a相接。門43b和連接器46b示出了連接或開始處的開口位置。圖5b示出了在錄制媒介上的絞鏈保護折板50在靠近連接器46的突起部分51在插入錄制媒介包時是如何旋轉的。
本發明實施例的錄制媒介可結合圖6-10描述。圖6說明直接放入錄像機的艙室42的錄制媒介可更換存儲部件的頂部100。該可更換存儲部件做得堅固耐用，便于野外使用，它一般由硬塑料材料制成。堅固耐用可使磁盤驅動器部件能夠抵抗錄像機在惡劣的野外環境中使用時可能遇到的野蠻對待。驅動器部件具有熱傳導材料，用來吸收從部件中發出的過量的熱量，因而進一步減少了潛在的磁盤故障。為了達到該目的，磁盤驅動器部件放置在壓緊的殼組件中，殼組件包括對媒介震動和振蕩的保護機制和如圖7-10所示的散熱材料。
現在參照圖10，圖10描述了含有圖6所示頂部100的可更換存儲部件，它有第一部分100和底部110，它們沿邊緣108相互結合，提供實體環境的緊密連接。連接器112被放置在由邊緣106和104構成的凹口中，連接器通過印刷電路板116和帶狀電纜117連接到媒介部件114。印刷電路板116的電路，或者把輸入的數據流分解成兩路數據流送到兩個分離的媒介設備中，或者合成來自兩個分離的媒介設備的輸出數據流。這兩個分離的媒介設備位于下面將描述的媒介部件114中。分解和合成的處理稱做分離。可更換存儲部件的部分100和110的每個角，如圖所示，有防震材料118。該材料可以是名為SORBATHANE的產品，該產品可以從俄亥俄州肯特郡的Sorbathanc公司獲得。該材料是一種聚亞胺脂高彈體，在美國專利第4,346,205，4,476,258，4,777,739和4,808,469號中有描述。對材料118進行成型加工，以包住媒介部件114的每個角，從而吸收震動和振蕩。
圖7、8、和9分別是媒介部件114的俯視圖、側視圖和后視圖。參照圖7-9，兩個磁盤驅動器120組合成一個媒介部件114。磁盤驅動器120有薄的導熱墊從驅動器120上散熱。在媒介部件中，磁盤驅動器120被封閉在散熱部件122內，散熱片124裝配在媒介部件的頂部、底部、側面、和后面。連接器126提供到帶狀電纜117的連接。該連接器連接到磁盤驅動器120的連接器127和129上。
磁盤驅動器120(和相關的信號處理電路)應該能夠以每秒4兆字節(MBps)的不變速率錄制視頻和音頻數據流。直徑為2英寸、容量720MB的TravelStar LP磁盤驅動器可以從紐約州YorktownHeights郡的IBM公司獲得。增加磁盤驅動器的容量可以增加設備的錄制時間。兩個磁盤驅動器組合形成媒介部件114。當然，并非磁盤驅動器，任何其他類型的數字隨機存取媒介都可以使用，比如光盤驅動器、磁光驅動器、DRAM、閃存等。
磁盤驅動器40是自含的，其內腔42包含電子觸點41、43和匹配觸點45、47，用來為磁盤驅動器提供電源，實現讀寫功能或執行其它相關功能。
現在已描述了本發明動態畫面錄制設備的一個實施例的機械結構。下面將描述處理動態畫面的電子電路。視頻攝像機22的輸出通常是模擬信號，它被供給如圖11-12所示的數字化電子電路。該電路包括數字化器35、壓縮電路37、和計算機可讀寫隨機存取錄制媒介39(如磁盤驅動器)。數字化器35用于那些產生模擬輸出信號的視頻攝像機，如果攝像機的輸出是數字的，則數字化器35不必要。在某些先有技術的系統中，由圖1所示攝像機捕獲的圖像用業界熟知的電荷耦合器件(CCD)壓縮。CCD產生電子信號，然后處理成(用數字或模擬電路)模擬視頻信號，這些信號再傳送到傳統的模擬磁帶錄像機中。數字視頻信號或數字視頻信息流直接輸入到圖11的壓縮電路37，在攝像機31電路中去除了與先有技術設備相關的數/模和模/數轉換電路。
但是，為了將錄像機與目前存在的模擬輸出的視頻攝像機接口，數字化器35是必要的。數字化器35可以包括多個模/數(A/D)轉換器。如業界熟知，這些轉換器接受模擬視頻攝像機的輸出并包括用于視頻攝像機的每個Y、Cr、和Cb分量信號的模/數轉換器。模擬組合信號也被解碼為數字視頻數據。處理數字視頻數據并去除同步信號，以提供數字視頻信息。典型的格式是4∶2∶2，但4∶1∶1，4∶4∶4格式也可以使用。其他顏色格式包括8位、16位、32位格式的CMYK、HS1、和RGB。不過，由于眾所周知的攝影家聯合組織(JPEG)壓縮標準，Y、Cr、Cb格式更具優勢。本動態畫面錄制設備也可使用該標準。其他業界熟知的壓縮標準，如MPEG，也適用于本發明。不過，使用JPEG壓縮簡化了編輯。因為它不依賴于相鄰幀或場的相關性，實際上，每個幀或場是自含的。來自麥克風的音頻信號也被數字化了。如果使用數字麥克風則不必要數字化。數字化和壓縮/解壓縮電路在美國專利第5,355,450，5,045,940號和公開的PCT申請WO93/12481和WO93/12613中有所描述。
上述專利和公開的申請描述的系統與本發明實施例的一個區別是本實施例不需要幀緩沖器。取消幀緩沖器減少了電源消耗，這對便攜的電池供電的系統是大有好處的。取消幀緩沖器的可能性在于使用高性能的壓縮電路，比如ZR36050和ZR36015 JPEG壓縮電路，該電路可從加利福尼亞州的桑塔克拉拉市的Zoran公司獲得。該電路對720×480數字靜態圖像的未壓縮數據提供每秒全60場的速率，滿足廣播品質要求。借助高性能壓縮電路，本實施例的壓縮電路不必任何停頓或計量機制來延遲處理通過該流水線的數據。其它JPEG壓縮電路也可以獲得，例如LSI邏輯。
為了保持來自視頻攝像機的捕獲圖像的正確的顏色，需要對攝像機信號校準，以使其匹配著名的SMPTE數字視頻顏色標準。如果沒有校準，本發明樣機的基于JPEG壓縮標準的壓縮電路可能會出錯，因為JPEG壓縮依賴于從當前信號提取的顏色頻率。響應于圖1視頻錄像機中的校準選擇開關33的動作，校準自動完成。一般地，校準在使用時周期性地執行，或當攝像機使用新的標準和數字化電路時執行。
執行校準時，使攝像機產生參照信號。常用參照信號被稱做“色柵”或“測試模式”。任何給定攝像機的測試模式是預定義的格式，并且通常由攝像機電路以已知的方式產生。使用該格式，色柵信號的所有信號層次被錄像機預先定義，因此攝像機的輸出值進而CCD設備的輸出值被確定下來。使用熟知的映射技術把這些值映射成代表數字顏色的SMPTE標準，將其指標存于錄像機中。更精確地，調整數字化處理器中的模/數轉換器(下述)，使參照信號的模擬層次的輸出譯成相應的SMPTE數字值。用決定論的方式創建此映射，迫使攝像機提供SMPTE兼容的數字視頻信息。因此不再需要象磁帶錄像機那樣錄制色柵，雖然如此，為每一個壓縮的視頻信號的錄像剪輯存放一個單獨的數字化色柵幀是可取的。
圖11所示的組件以及全部攝像機和錄像機的操作都處于中央處理單元(CPU)36的控制之下。中央處理單元，比如Motorola公司的MC68341，在實時操作系統(比如由加利福尼亞州的阿拉米達縣的Wind River System公司生產的VXWorks操作系統)控制下運行。
媒介文件和磁盤控制器的管理可由多種多樣的方式實現，比如授予Avid公司的美國專利第5,267,351號和公開的PCT申請WO93/21636。數據文件是DOS文件格式，由稱做開放媒介框架(OMF)的媒介文件格式補充。后者在OMF交換標準和OMF交換工具箱中有定義，他們可以從Avid技術公司獲得。
圖11所示電路的更詳細的方框圖在圖12中給以描述。如上所述，數字化電路由運行實時操作系統的中央處理單元100(比如Motorola公司的MC68341處理器)控制。中央處理單元100具有主地址和數據總線102，連接到系統的其余部分。
數字化電路包括處理組合視頻信號的同步耦合電路104，一組模/數轉換器106，以及相關的同步信號分離電路108，后者把分量視頻信號處理成YUV4∶2∶2格式的數字信號。由同步耦合電路104輸出的組合視頻信號提供給解碼器110，解碼器把它轉換成與模/數轉換器106的輸出相類似的數字分量信息。水平同步信號(HSYNC)、垂直同步信號(VSYNC)、和象素時鐘(PIX)用于同步電路的其余部分。組合信號沿總線109提供給解碼器110，解碼器把它譯成YUV4∶2∶2數字分量信號。組合信號也直接送到編碼器152。
分量數字信號作用于象素總線112，后者使它們經過開關114(比如多工器)傳送到光柵塊轉換器116和內存118。光柵塊轉換器根據上述JPEG壓縮標準把串行象素數據序列轉換成圖像塊，以便使用和處理。內存118的大小一般為32K×16。象素數據到光柵塊轉換器116的傳遞繞過中央處理單元100，即象素數據不寫入中央處理單元的主存105。JPEG處理器120與光柵塊轉換器116和內存118交互作用，從象素數據獲得數字靜態圖像，并用JPEG壓縮進行標準壓縮，形成如122所示的輸出信號。根據美國專利號5,355,450的教導，JPEG壓縮可用于提供改善的圖像質量，并同時保持良好的壓縮水平。
當輸入音頻信號時，麥克風或在130處示出的輸入信號被加至至少一個音頻編碼器和解碼器(CODEC)132，它提供一個串行數據輸出134。如果輸入信號是數字化的(例如數字麥克風，數字音頻磁帶，CD盤或其它數字源)，或輸出信號是數字的，則無需編碼器。取樣率可以任意定，但通常的音頻為44.1KHg、22KHg、和84KHg，8、6、32位格式。本發明并不限于任何特定的數字音頻格式。此外，它們可以通過QSPI總線按照數字輸入并將其轉換成138處的模擬輸出。串行音頻數據134和壓縮視頻數據122應用到流水線控制電路124。用來自同步控制器126的同步控制信息控制流水線控制電路124，經便傳送數據到壓縮數據緩沖器128，典型的緩沖器128由動態隨機存儲器(RAM)實現。緩沖器的合適的大小是2M×32，一般在邏輯上實現為環行緩沖區。流水線控制電路124根據美國專利號5,045,940和公開的PCT申請WO93/12481的技術實現。中央處理單元100控制同步控制器126，流水線控制電路124，和磁盤控制器140，以便把視頻和音頻數據流在內存128和磁盤存儲器142之間傳送。兩個磁盤控制器被用于執行傳統的分離。但是，一個控制器用于傳送命令到圖10中116所示的驅動器部件的電路，響應來自單磁盤控制器100的命令，它或者分解輸入數據流或者合成輸出數據流。分離可以在字級，塊級，或字節級執行。磁盤控制器和相應的磁盤總線可以是IDE或SCSI控制器，或者別的標準。應該理解到，本發明并未限制磁盤控制器的類型。
流水線控制器提供了一種局部同步化的形式，該形式是由在編碼器，解碼器，計算機可讀存儲器之間的媒介數據的基于命令的流控制的。在象素總線中的數據，通過壓縮數據緩沖器到達存儲器，其運動是間歇性的，但有一個可與連續的同步視頻信號流相比較的平均數據流。流控制允許數據流中的統計性變化，比如由于磁盤訪問，內存管理，或別的操作系統活動引起的對數據流的沖擊。流控制既確保需要數據時，編碼器接受數據，又確保不丟失地從解碼器讀數據。使用流控制的媒介數據的附加益處是不需要鎖定輸入源或鎖定輸出頻率和相位的預滾時間。
本系統也具備提供由數字化視頻信號產生的輸出視頻信號的能力。比如，象素總線112連接到疊加(overlay)電路150，疊加電路150的輸出和組合信號109提供給編碼器152。編碼器的輸出回饋給攝像機。攝像機有一輸入用于取景器154。另外，該信號可提供給監視器156。在本發明的一個實施例中，攝像機的取景器154不僅接受來自攝像機的信號，而且接收別的信息源。運用這一功能，運動圖像錄制器具有控制器158和相應內存160，通過取景器和被錄制的視頻信號產生附加的狀態信息。這些狀態信息可能指明電源情況、時間代碼、日期、執行的功能(如錄制或回放)等。
中央處理單元100也有相應的可編程只讀內存(比如閃存101，其中存放了程序信息)以及動態RAM控制器103和動態RAM105(在業界常用來存儲處理時使用的易失性數據)。一般，內存101存放操作系統和其它應保存在非易失性存儲區中的程序代碼。內存101的合適大小是4M，DRAM的合適大小是4M×16。
動態畫面錄制設備具有附加的編碼器162，它為VITC/LTC控制信息提供組合輸出視頻信號。編碼器的輸入可以是下列信號的任何一種象素總線112、繞過象素總線112的解碼器110的輸出、繞過象素總線112的模/數轉換器106的輸出，或者同步耦合器電路104的輸出109。替換之，這些輸入的每一種都分別地作用到自己的獨立的編碼器上。這些編碼器的輸出經過一個簡單的開關，允許選擇這些輸出中的一種。另外，還提供了一個以太網連接器。
在本發明的一個實施例中使用了兩個象素總線112。第一根總線是錄制總線，它連接到解碼器110和106的輸出以及JPEG壓縮電路的輸入，通過開關114的輸入邊到光柵/塊轉換器116和編碼器162和152。第二根總線是回放總線，它通過開關114的輸出邊和編碼器162和152的輸入連接到JPEG壓縮電路的輸出。
在本發明的一個實施例中，同步耦合器電路104可以是Raytheon 22071同步耦合器電路。解碼器110可以是RaytheonSAA7151解碼器。編碼器152、162可以是Raytheon或TRW22191全視頻編碼器。以太網電路、音頻模塊和磁盤控制器有各種各樣的形式，可以從許多供應商處獲得。
因為本系統的錄制媒介允許計算機以不同格式直接訪問，而且如上所述內含硬盤驅動器的媒介部件可以方便地從錄像機24中取出，并且將媒介部件直接連入計算機系統進行編輯或播放錄制的視頻信息。這些計算機系統有Avid Media Composer，Avid News Cutter，Avid AirPlay System，它們都可以從馬薩諸塞州Tewksbury的Avid技術公司獲得。磁盤驅動器部件具有一定的外部物理形狀和電子連接裝置來使其便于插入上述計算機系統的相應的“裝載站”。與運用前面提到的先有技術相比，該功能大幅度地降低了從攝像到播放的時間。
圖1所示的顯示器30提供了更優于舊技術的長處。在以前的錄像機中，線性錄像機在系統的單獨的錄像帶上執行錄制功能，或回放錄好的材料。編輯材料必須延遲到錄像帶裝入模擬視頻編輯器，或象最近那樣，把視頻材料數字化后裝入非線性視頻編輯器。作為本發明的一方面，提供了用于編輯的數字化的壓縮格式的材料。圖1的錄像機包括編輯系統，比如在美國專利第5,267,351和公開的PCT申請WO93/21636中描述的編輯系統。編輯系統在成文于1995年4月7日提交的美國專利申請第08/418,948號中也有描述。編輯系統允許用戶在錄制地點現場編輯錄制的視頻材料，這對必須立即播出的材料有特殊的優勢。因而，視頻和音頻信號可以在野外以非常短的周期錄制、編輯和播放。在編輯期間，通過數字視頻流水線由取景器或別的顯示器進行信息回放。在編輯期間，還可能通過外部視頻端口顯示視頻信號，或者用外部視頻端口傳送實況視頻信號。各種各樣的視頻輸出和輸入配置在攝像機上提供了類似電視播放站的轉換能力。
錄制機62還包括許多壓敏性或其他合適的控制64，這些技術為本行業一般技術人員熟知，比如，用在自動對講機和面向消費者的攝錄機中的那些技術，這些控制為顯示在顯示器30中的素材提供錄制和編輯功能。顯示器30可以是LCD或其他合適的薄板顯示儀。
現在描述了本發明的若干實施例，對本行業的一般技術人員而言，上述說明只是通過實例對本發明加以描述而不是加以限制，因此，各種修改和其他實施都在本發明權利要求范圍之內。
比如，數/模轉換電路可以從攝像機中去除，因為沒有必要處理模擬信號。
附帶提一句，盡管媒介部件在這里描述成可移去的，它不必被去掉。又及，磁盤驅動器可以在攝像機的外面，例如裝在支架中。輸出信號可以不錄制到磁盤而直接錄制到計算機網絡，比如ATM網絡，或者錄制到傳送器，比如手機衛星，微波或電話線路。通過提供可分離磁盤驅動器，磁盤驅動器充滿了錄制好的視頻材料后，新的空盤可以插進去，替換已滿的磁盤驅動器，這就象換錄像帶一樣。也有可能采用兩個磁盤驅動器部件，象如圖3、4所示的錄像機24那樣，有兩個機盒。使用這樣的系統，從一個磁盤連續的錄制到下一個，可以使錄制時間無限地延長，而不會產生由于替換錄制媒介而引起的信息丟失。
精通本技術領域的一般工作人員可以在本發明的范圍內對本發明上述實施例進行改型和變化，相對于上述作為例子介紹的實施方案而言，存在著許多等價方案。本發明的精神和范圍只受附加權利要求的保護。
權利要求
1.數字動態畫面錄制設備，其特征在于包括結構上適于單人便攜的外殼；裝配在該外殼上的動態畫面攝像機，用于提供動態視頻信號作為輸出；裝配在所述外殼并把動態視頻信號轉換成一系列數字靜態圖像的裝置；數字計算機可讀寫存取媒介，該存取媒介裝在所述外殼上并用于接收和存儲具有計算機可讀的文件格式的一系列數字靜態圖像。
2.根據權利要求1所述的動態畫面錄制設備，進一步包括對隨機存取媒介接收的數字靜態圖像序列進行壓縮的裝置。
3.根據權利要求1所述的動態畫面錄制設備，進一步包括位于所述外殼內的動態畫面編輯系統。
4.根據權利要求3所述的動態畫面錄制設備，還包括外殼內的顯示和編輯控制，以編輯和顯示數字靜態圖像序列。
5.根據權利要求1所述的動態畫面錄制設備，其中的數字媒介包括磁盤類型驅動器。
6.根據權利要求5所述的動態畫面錄制設備，其中的磁盤類型驅動器裝配在可從便攜的外殼拆卸的驅動器殼內。
7.根據權利要求5所述的動態畫面錄制設備，其中的驅動器殼是堅固的。
8.根據權利要求1所述的動態畫面錄制設備，進一步包括校準動態圖像信號為數字視頻顏色標準的裝置。
9.根據權利要求1所述的數字錄制設備，進一步包括用于自動校準動態視頻信號為數字顏色標準的電子電路，它包括；動態視頻信號源；可選的測試模式源，該測試模式源根據視頻信號源的特征，在預定的位置具有預定的顏色；解碼器，用于把動態視頻信號轉化為符合數字顏色標準的數字靜態圖像序列；以及用于在解碼器中設置映射的裝置，根據所選測試模式信號并響應測試模式源的選擇，把動態視頻信號電平映射成數字顏色標準的顏色層。
10.自動校準動態視頻信號為數字顏色標準的電子電路，其特征在于包括；動態視頻信號源；可選的測試模式源，該測試模式源根據視頻信號源的特征，在預定的位置產生預定的顏色；解碼器，用于把動態視頻信號轉化為符合數字顏色標準的數字靜態圖像序列；以及在解碼器中設置映射的裝置，該裝置根據所選測試模式并響應測試模式源的選擇，把運動視頻信號電平映射成符合數字顏色標準的顏色層。
11.根據權利要求10所述的電子電路，進一步包括用于把數字靜態圖像序列錄制成在計算機可讀寫隨機存取媒介中的計算機可讀文件格式的裝置；以及存儲與數據文件相關的測試模式幀的裝置。
12.處理動態視頻信號的電子電路，其特征在于包括解碼器，用于接收來自動態視頻錄像機的動態視頻信號并產生相應的代表數字靜態圖像序列的數字視頻信息流；連到解碼器并傳輸數字視頻信息流的象素總線；編碼器，用于接收數字視頻信息流并產生相應的輸出動態視頻信號；媒介流水線，包括媒介緩沖器和連接到象素總線上的計算機可讀媒介，用于從象素總線上讀寫數字視頻信息流；以及處理器，用于通過控制媒介流水線、編碼器、和解碼器而在象素總線上控制數據流。
13.根據權利要求12所述的電子電路，其結構適于在單人便攜的包括攝像機的外殼中實現。
14.根據權利要求12所述的電子電路，進一步包括連接用于顯示輸出視頻信號的取景器，其中的處理器同時輸送數字視頻信息流到編碼器和媒介流水線。
15.根據權利要求12到14之一所述的電子電路，進一步包括用于接收音頻信息和將音頻信息導入媒介流水線的裝置的方法。
16.動態畫面錄制設備和編輯系統，其特征在于包括適于單人便攜的外殼；外殼中的隨機存取媒介；用于讀寫隨機存取媒介中的動態視頻數據的控制器；以及位于所述外殼中并用于控制控制器的處理器，該處理器包括用于選擇并回放存儲于隨機存取媒介中的動態視頻數據的編輯系統。
17.根據權利要求12所述的動態畫面錄制設備，進一步包括在外殼上的顯示器，用于顯示當前可選的編輯操作；以及外殼上臨近顯示器的控制，用于選擇顯示的編輯操作。
18.根據權利要求16或17所述的動態畫面錄制設備，進一步包括外殼上的顯示器，用于顯示當前可選的文件管理操作；以及外殼上臨近顯示器的控制，用于選擇顯示的文件管理操作。
全文摘要
數字媒介錄制設備包括視頻攝像信號數字化電路(35)和數字計算機可讀可寫的隨機存取媒介(39),比如磁盤或光盤,在該媒介中,數字的靜態圖像序列被直接存儲在記錄媒介上。本發明也提供了音頻錄制能力。本系統不再需要用來錄制視頻信息的錄像帶,因此用純粹的數字視頻系統提供了捕獲、編輯和回放的功能。
文檔編號H04N5/262GK1176035SQ96192126
公開日1998年3月11日 申請日期1996年2月23日 優先權日1995年2月23日
發明者彼得·法西亞羅, 吉姆·麥克凱恩 申請人:阿衛德技術公司