专利名称：屏上显示定时的制作方法
技术领域：
本发明与数字视频记录的领域有关，特别与各种设备组成部分之间的连接有关。
数字视频信号可以被处理，以便形成具有比特速率减少的比特流。根据MPEG压缩方法，可以实现这种减少比特速率的处理，并且可以格式化，例如，用一种MPEG的可兼容结构，诸如在数字卫星系统中所采用的那种结构，例如DSSTM或者所建议的大联盟或者GA地面广播系统。
消费者录象机可以被用于提供模拟信号和数字编码信号的记录能力，该数字信号例如与MPEG标准兼容，并且具有GA或者DSSTM信号格式。所采用的消费者录象机可以认为是在一个盒子之内的两个电子系统，共用录像机构，伺服系统，以及控制系统。在模拟亮度信号成分频率调制RF载频同时模拟色度信号成分振幅调制第二RF载频的地方，可以使用常规模拟记录方法。当被再现时，两个所调制的信号被解调，结合并被连接到视频显示器。
在记录和重放操作方式，屏幕显示信息可以表明录象机的工作状态，警报条件，磁带期间，记录时间，时间码等等。屏上显示信息或者OSD可以增加到模拟视频输出信号以便向用户提供录像机状态信息。
通过利用消费者录象机作为一种数字码流记录器/重放器，可以完成数字记录。与MPEG兼容的信号，例如传输包，可通过对传输包再格式化而被记录，以简化记录和重放。例如，传输包可以被缓存和误差检测以及对所计算和增加的数字词进行校正。具有误差检测的码流可被格式化，以成为记录数据块或包含在每个记录轨迹中的预定字节的同步块。同步块信号可以编码以便提供更适合于数字记录的信号，例如，去掉任何直流组成部分，或者对记录的信号进行频谱整形，这样的调制可以通过＂码本＂类型的编码来产生。在重放方式，记录过程有效地被翻转，例如，＂码本＂编码将被解码，检测并校正误差，并去掉同步块格式化，以恢复比特流成为原来MPEG之类的格式。
为了最大限度地减少数字记录和再生的附加成本增量，在录像机中不包括MPEG解码和编码。这样，录像机必须处理MPEG之类的包流，而没有变化或者增加。因此，录像机提供节目延迟或时间偏移设置。然而，在模拟操作期间增加至模拟输出信号的录像机状态和警报和磁带定时器显示等，在数字操作的方式期间可以不存在。因此，通过观察录像机控制面板，仅仅可以弄清楚录像机状态。
通过使用双向数据总线，可以简化数字信号源，录像机和监视器显示器之间的系统互连和控制。可是加到模拟系统上的任何互连会给用户带来难以理解的复杂性和混乱。不管录象机的工作状态如何，都需要在数字信号源和显示器之间提供连接的一种简单互连。通过相同的互连系统，该简单的互连方法必须简化模拟和数字录象机的工作。另外，录象机状态和报警消息在模拟和数字录象机工作方式需要向用户显示。
当与解码的视频信号相组合时，录像机状态，极警和视频定时显时可能出现暂时移位。用下面发明的装置可以对这些暂时移位进行同步。一个数字录像和重放设备包括一个用来重放来自记录介质的数字编码的比特流信号的传感器。重放电子设备与用来处理数字编码比特流信号的传感器相连以产生一个用来解码的输出信号。接收装置接收从输出信号解码的视频信号比特流，并将显示消息加到视频信号上。消息产生器响庆于该设备的工作模式并产生显示消息。一个控制装置与该消息产生器相连用来使显示消息的产生与视频信号相同步。
图1是包含有耦合到解码和显示器的信号源的方框图。
图2显示了包括各种创造性实施例的示例性方框图。
图3显示了包括各种创造性实施例的简化开关的示例性方框图。
图1图示了简化的消费者数字音频视频系统。打包的信号源，压缩的音频视频和控制数据被显示为与解码器和显示器连接。接收机IRD100与接收天线50连接，可是也可从电缆分配网络(未显示)提供调制的信号。该调制的打包信号被调谐，解调，而且用户确定的节目在指示为包源109的块内被分离。包源109的输出包括被MPEG解码的音频视频和控制数据的传输包流，以由解码器117产生音频和视频信号。解码器117的输出连接到用于监视的显示器300。其它的打包信号源用虚线显示为由解码器117进行MPEG解码的替代数据流。由此解码器117可用来对来自外部包源的传输流进行解码，因此减少其它源的成本。例如，包源75可表示形成打包输出信号的计算机。这种信号可以是从计算机存贮器中提取或从外部源比如计算机网络产生。这种计算机源可从磁盘存贮器再生压缩的音频视频和控制数据。另外，包源75可表示数字视盘播放机，比如DVD格式装置。由磁带重放记录器可提供另一个传输包源，包源200，它可具有比如与D-VHS或DVC标准对应的格式。
简化的消费者数字视频接收机，记录器以及显示系统被图示在图2的示例性方框图中。该系统采用数字视频信号源，例如集成接收机解码器或IRD100，音频视频监视器显示器装置300和数字磁带录象机200，该数字磁带录象机200例如采用D-VHS或DVC格式。在所图示的系统中，数字视频代表信号被调制在RF载波上并由天线50接收。天线50与集成接收机解码器IRD100连接。可是，调制的载波也可由电缆分配系统(未显示)提供到接收机100。该集成接收机解码器100被调谐到RF载波频率并由此解码与MPEG兼容的传输数据流。
该传输数据流可被解码，以产生模拟音频和视频信号，以立即由音频视频显示器300监视。该解码的输出信号由连接在接收机，IRD100和显示器300之间的信号101和104表示。对成本的考虑指出数字记录器200也可不包括MPEG编码和解码。因此数字记录器200起到比特流记录器/重放器的功能，以提供时间偏移或节目延迟能力。MPEG处理的省略和为简化非标准速率重放能力所需的复杂和程度使不可能以往返，慢动作或轨迹重放方式中的图象重放。因此，总的来说，接收机100将与MPEG兼容的包流连接到数字A/V总线112，以由记录器200记录。类似地，来自记录器200的重放包流送回到接收机，以便进行MPEG解码，产生音频视频。在记录器中省略MPEG处理的附加后果是屏上显示消息或OSD格式的状态消息不能组合或加到重放的打包比特流中。因此，记录器的工作状态不能明显地提供给用户。
另外，由于只是在记录，重放和停止方式才能获得记录器图象数据，则用户不清楚记录器在控制指令之后的响应是什么例如从重放变化到倒带会引起重放图象比如切换到输入比特流，这是公知的电子到电子或E到E状态，或者，例如重放图象会消失并由IRD产生的冻结帧代替，或者运动图象被彩色场配上字幕。因此，用户不能确定知道这些作为记录方式响应的标志的可视显示效果。
图2所示的系统显示了第一个有创造性的连接装置，其中解码的传输比特流从接收机IRD100通过双向数据总线112连接到记录器200。该传输包流通过接口110连接到数据总线并借助于接收210在记录器200处接收。该接口通过控制数据流而被控制，该数据流是在数据总线112中的一个分离导线上携带的。控制信号可以从用户输入端通过启动控制开关(未显示)来提取，或由用户产生的IR遥控指令来产生。例如，用户可以选择监视由天线50接收的数字音频视频信号。通过触摸或遥控可选择该接收机。接收机的选择可导致自动监视该显示选择，即该显示被自动地切换到监视MPEG解码的音频视频输出。该用户可以选择数字记录方式，它会使通过总线112从IRD接收的传输流耦合到记录器并开始记录。类似地，选择数字记录器的重放方式会使重放的数据流通过总线112耦合到接收机100的解码器117，以便解码。
与MPEG兼容的打包信号耦合到记录器200并被处理，以便由块D.REC210记录。一个缓冲器存贮器被包括在块D.REC210中，并对数据流进行缓冲，以建立比包括具有可变间隔的数据脉冲的打包信号更适合记录的信号。缓冲数据流从缓冲器中读出，以形成记录格式同步块，它可用误差检测校正数据字编码。该同步块格式化的数据流可被调制，以便如上所述地被记录，并从记录块D.REC210通过选择开关A4耦合。按照选择的D-VCR工作方式来控制选择器开关A4和A5。例如，在图2中显示了开关A4和A5具有数字记录触点DR和数字重放触点DP，用来将数据流耦合到旋转磁头装置250或从那里输出数据流。对于模拟工作，开关A4和A5采用另一个位置，AP，模拟记录和AP模拟重放。来自D.REC210的同步块格式化的数据流耦合到放置磁头装置250，以便在磁带上记录。
在重放方式，记录的同步块格式化的数据流由位于装置250上的传感磁头251从磁带上再现。所恢复的信号由数字重放块D.REP220解调，以去掉任何记录频道调制。然后借助于记录前插入的数据字对重放的信号进行误差检测和校正。在误差校正之后，同步块格式化被去掉，所恢复的比特流具有基本上与耦合到记录器的包格式相同的包格式。来自块D.REP220的包流被耦合到接口210，它响应于记录器的重放方式将该包流耦合到双向数据总线112，以便由解码器117进行MDEG解码。
集成接收机解码器100对与MPEG兼容的包流进行解码并产生视频音频输出信号。例如，图2图示了视频和音频输出信号101和102以及分量视频信号104，例如S-Video。可是，该数字重放的视频信号没有通常由屏上显示或OSD装置提供的记录状态信息。
在图2中以简化形式显示的接收机IRD100包括控制器CTRL115，它提供接收机的整个控制，例如调谐，包开头控制分路，总线接口控制和耦合到MPEG解码器117的包流选择。另外，借助于加到解码的视频信号上的屏上显示消息可指示接收机的状态或工作方式。控制器115可构造一个屏上显示消息或从存贮器块MEM510读出预定存贮的消息。该屏上显示消息或OSD耦合到OSD插入器或加法器，块520，其中，该消息被格式化以便模拟视频显示，并加到或与MPEG解码的视频信号组合。该具有OSD信号的视频通过输出放大器118输出，以便由监视器显示器300显示。
在图2中记录重放器200包括屏上显示发生器，OSD.GEN270，它与控制系统CTRL205连接。响应于来自记录器控制系统205的信号，OSD发生器270产生适合于工作条件的状态或报警消息。该消息被格式化为视频信号，以在块OSD.ADD275中插入到或包含在模拟视频信号中。模拟视频信号从视频选择器块SEL.280耦合到屏上显示加法器275。
选择器280由控制系统205控制并提供在各种模拟信号源之间的选择能力。例如，开关A1提供在调谐器提供的信号，基带模拟信号输入和MPEG解码的音频视频输出信号102之间提供模拟输入信号选择。开关A1的输出连接到块A.REC，以便记录。
SEL280的选择器开关A3优越地提供耦合到屏上显示加法器275的信号选择。在图2中所示的开关A3提供有创造性的连接，将输出输出信号102的视频成份耦合到屏上显示加法器275的输入端。因此，例如在重放中产生的记录器重放器200的状态消息可加到从输出传输包流解码的视频信号成份102上。于是，可由显示器300看到加有屏上消息的数字方式产生的MPEG解码的重放信号，信号103。
在记录器重放器的模拟工作期间，开关A3将模拟重放信号VHS到屏上显示加法器275。因此，在模拟工作期间，OSD消息被加到模拟重放视频信号中。当选择数字记录时，OSD消息可被有利地加到从重放的比特流解码的模拟视频信号102中。因此，通过有利的反馈连接，记录器状态消息与视频成份组合并作为模拟信号103输出。
选择器SEL.280的开关A2有利地提供旁路屏上显示加法器275的连接，并允许输出信号102直接耦合到监视器显示器300。因此开关A2的旁路动作允许观看解码的输出信号并排除由于加法器275对信号进行降低的可能性。当在备用方式记录器被关闭时，或当观看解码的非记录“实时＂比特流时，可以自动地选择旁路路径A2。为了在模拟记录期间允许观看解码的非记录信号，可以手动地操作该旁路开关。例如通过E/E记录器通道，该有利的旁路连接排除了不必要的模拟记录器信号处理，它本身会损坏数字化产生的信号102。另外，该有利的旁路功能可例如由机械接触来简化，比如开关A2允许接收机IRD100连接到监视器显示器300，而不管记录器200的工作状态。
屏上显示发生器270产生用特定水平和垂直同步定时格式化的消息，使得将该消息插入到视频信号时，它被显示在显示屏幕的预定位置。可是，当工作于数字重放方式并采用上述的该有利的反馈连接时，可利用与模拟记录器工作期间不同的垂直同步定时而有利地产生OSD消息。该不同的水平和垂直同步定时有利地补偿了在接收机100中碰到的延迟信号传播和MPEG解码延迟问题。因此使用不同的OSD同步定时基本上有利地在模拟或数字记录器工作中获得相同的预定消息位置。
在处理和MPEG解码的时间延迟可累积为多帧的时期。多帧延迟或时间偏移会导致OSD消息先于实际的重放可见现象。记录器OSD消息先于重放事件这样的时间偏移会呈现为用户控制指令的结果和相应的重放图象效果的延迟出现。当显示记录时间码信号或记录器磁带定时器时，该时间偏移会引起更大的问题。例如，在磁带重放期间，从记录器磁带定时器的屏上显示或记录时间码信号的OSD可看到特殊事件。所看到的时间被用作为所选事件的依次位置。可是，如果所看到的时间用于编辑点，则编辑结果的场景将位于在预览期间所选场景之前。用使消息和解码的可视图像相同步可有利地消除在消息和重放图像之间的暂时偏移的影响。包括帧组成或GODS的MPEG信号结构增加了编辑点的选择的复杂性，因为每组帧只包括一个内部编码帧或I帧，在可进行不同画面间的编辑的实际点的位置是受限制的，可能被局限于内部编码帧或I帧。于是，许多重放帧如可能的编辑点一样被排除。因此，为简化编辑点的选择，磁带定时器或时间码的显示可与解码的可视图像同步以只显示各时间帧或响应于内部编辑码帧的磁带时间。通过延迟，消息产生，消息通信，OSD的呈现或通过修改磁带定时器时间码数或计数器，可使OSD暂时偏移与被解码的可视图像同步。在记录器200中可由开关A7或A8选择标记为DLY.207的延迟。例如，当解码的视频信号102被反馈有在块275处插入的记录器OSD消息时，响应于控制器205，可产生OSD消息指令。来自控制器205的消息指令信号CMD被图示为耦合到开关A7和延迟线DLY207。响应于为记录器200所选择的方式，即模拟或数字，来控制开关A7。开关A7被显示在数字方式，并选择来自延迟线207的信号CMD的延迟版本。该延迟指令信号会引起OSD消息的产生和插入，它基本上与解码的视频信号重合。一个替换的装置采用了开关A8，它可将延迟线207插入到OSD发生器270的输出中。在该装置中，开关A7连接到控制器205的输出端。开关A8也可用于将信号CMD延迟耦合到总线112和IRD100。通过将延迟比如DLY.116引入到存贮器的存取信号或存贮器的输出信号中，在接收机100中也可校正OSD消息和解码的延迟图象之间的时间偏移。利用各种方法，例如借助于使用时钟数据锁存的延迟，移位寄存器，单稳态多谐振荡器等等，可获得重放图象与OSD的同步。例如在由显示数码的算法处理进行预览的编辑方式期间，磁带定时器或时间码OSD可与解码的图象同步。因此可输入选择的图象和相同的显示数码，以使完成电子编辑。在记录器200的模拟工作期间，来自控制器205的指令信号CMD不延迟，而开关A7直接耦合到发生器270。
在另一个有创造性的实施例中，由记录器200产生的屏上显示消息可有利地利用接收机100的屏上显示能力。记录器提供的消息可通过数据总线112的控制导线耦合到接收机100，以便在图2的块OSD520处进行屏上显示插入。该记录器消息数据可由发生器270格式化为文字消息，在其上附带有一个标记或标签。显示为信号271的已标记文字消息耦合到IRD100的控制器115，以从其它控制总线数据中分离。后面分离的文字消息被耦合，以便由OSD520进行显示格式化和视频插入。响应于来自控制器205的OSD指令信号CMD而产生文字消息。如上所述，在块207处，信号CMD会受到延迟。可是，来自块270的文字消息在另一点由于开关A7插入的延迟207会受到延迟。
在另一个有创造性的实施例中，接收机100包括存贮器510，它包含接收机屏上显示消息和记录器200特定的OSD消息。响应于记录器屏上显示指令信号CMD可以存取记录器的特别消息，该屏上显示指令信号可通过控制总线耦合到控制器115。在记录器200中，由控制器205产生屏上显示指令信号CMD，控制器另外还确定要产生的消息。因此，指令信号CMD可有利地耦合到接收机100对存贮在存贮器510中的记录器特别图形消息进行存取和显示的格式化。
在再一个有创造性结构的接收机100中，响应于记录器指令可适应性地在记录器文字消息或接收机图形消息之间进行选择。记录器文字或IRD图形消息显示之间的选择允许具有不同特性和设置和不同年代的记录器和接收机的互连。例如，一个老接收机可连接到新近制造的记录器，因此，该接收机存贮器可不包含预编程的图形消息来支持记录器屏上显示消息的呈现。因此该接收机可显示由记录器产生的简单文字消息。相反，更现代的接收机可通过选择各种制造年代的各种产品的图形消息来进行预编程，并且这些各种图形消息可代替记录器文字消息而被显示。通过附加到文字消息中的标志或标签，可简化在简单文字或图形消息之间的选择。例如，该标志或标签可包含指令信号CMD，它选择并启动所需要的记录器的特别消息。另外，该标签可提供足够的容量，以通告记录器的特征信息，例如那些与记录器的制造者，型号，版本或版本高低以及序列号有关的信息。当控制器115接收到具有标志或标签的该文字消息时，该标志或标签被翻译，导致从IRD存贮器510中选择一个记录器特定图形消息。可是，如果接收机存贮器没有用特别记录器消息或为记录器特性特定的消息进行预编程，则该标志启动格式化并显示附加的简单文字消息。如上所述，可以插入一个延迟单元来补偿OSD消息，文字或图形以及重放的解码已解码图象之间的时间和空间的位移。
图2图示了一个监视器显示器，它具有三个模拟信号输入端音频视频信号101和103，音频和分量音频信号104(例如S-视频)，或亮度和彩色分量Y，Pr，Pb。另外，通过射频(RF)信号RF IN，显示器300可接收音频和视频信号。已知的一个信号选择器310耦合到视频和同步处理电路(未显示)，它在组合中产生图象显示。通过用户启动显示器300上的开关，或者由用户启动通过调制IR控制流发射的遥控指令，就可控制信号选择器310。通过选择器开关310的自动控制，可有利地选择所图示的这三个基带输入信号。例如，对数字记录或重放方式的选择就可自动地选择包含记录器OSD状态显示信息的输入信号。该记录器状态OSD可如上所述的那样被产生。另外，多基带信号输入的允许会允许功能特别的装置的互连。例如，通过与用于记录器OSD插入的输出信号102一起使用比如输出信号101，或分量视频信号103，以形成A/V信号103，就可从IRD100简便地直接观看解码的，非记录的信号。
图3图示了成本降低了的显示器例如显示器301的使用情况。为了减少成本，信号输入端的数量可限制到例如一个RF输入端，一个分量视频或S-视频输入端以及一个音频视频信号输入端。图2的选择器280的该优秀的选择和旁路能力允许显示器301通过单一A/V输入端来监视记录的和非记录的材料。可是，该显示可有利地利用分量视频信号连接，以在信号连接之外，确定并控制显示输入选择。例如，由于可以假设分量视频信号或S-VIDEO信号提供比NTSC编码信号更好的显示图象质量，耦合到分量信号输入端的这种分量信号可自动地导致分量信号源的选择。因此，当分量和分量信号分别耦合到显示器301输入端1和2时，输入控制器具有这样的逻辑，它预定选择分量信号作为参考输入。可是，该自动输入选择会阻止监视包含从图2的记录器200耦合来的记录器特别屏上显示信息的信号。可是，该自动的参考输入选择可有利地用于启动音频视频信号的遥控选择，例如输入端2上的信号103。通过允许或中断从IRD100的输出耦合信号104，并对分量信号104进行有创造性的的控制，可在显示器301上观看到通过记录器200耦合的包含屏上显示信息的信号。例如，用户选择非记录比特流即接收的信号，将导致接收机100的控制器115开始产生或输出具有例如S-VIDEO格式的分量信号104。对用于显示的记录图象信号的选择将导致控制器115中断产生或输出分量信号104。因此，监视器301的控制器312连接到分量信号输入端，以通过信号309来检测信号104的消失，并使输入选择器311从输入端1上的分量输入信号104切换到例如输入端2上的音频视频信号103，输入端2连接到图2中的记录器200的选择器280。
权利要求
1.一种数字记录和重放设备(200)，包括一个传感器(251)它有从记录介质再生一个数字编码的比特信号；重放电子设备(220)，它与所述传感器(251)相连，用来处理所述数字编码比特信号以产生一个用于解码的输出信号比特流(221)；装置(280)，用来接收由所述输出信号比特流(221)解码的视频信号(102)和将一个显示消息(272)加到所述视频信号(102)；消息产生器(270)，它响应于所述设备的工作模式用来产生所述显示消息(272)；和控制装置(205)，它与所述消息产生器(270)相连，用来使所述显示消息的产生与所述视频信号(102)相同步。
2.根据权利要求1所述的记录和重放设备(200)，其中所述控制装置(205)响应于工作在重放模式的所述设备(200)同步所述显示消息(272)的产生。
3.根据权利要求1所述的数字记录和重放设备(200)，其中所述控制装置(205)包括一个用来使所述显示消息(272)与所述视频信号(102)同步的延迟装置(207)。
4.根据权利要求1所述的数字记录和重放装置(200)，其中所述控制装置(205)在重放模式操作期间用算术运算来同步磁带时间或时间码。
5.一个数字记录和重放装置(200)，包括一个传感器(251)，用来从一个记录介质再生一个具有内码帧和非内码帧的数字编码信号；重放电子设备(200)，它与所述传感器(251)相连，用来处理所述数字编码信号以产生一个用于解码的输出信号比特流(221)；装置(280)，用来接收从所述输出信号比特流((221)解码的视频信号(102)和将一个显示消息(270)加到所述视频信号(102)上；显示消息产生器(270)，它响应于所述设备的操作模式，用来产生所述显示消息(272)；和控制装置(205)，它与所述显示消息产生器(270)相连，用于磁带时间显示和使所述显示消息(270)与从所述记录的介质再生的内编码帧的出现相同步。
6.根据权利要求5所述的数字记录重放设备(200)，其中所述控制装置(205)使磁带时间的数字显示相应于内编码帧。
7.根据权利要求5所述的数字记录和重放设备(200)，其中所述的控制装置(205)只使时间的数字显示相应于再生的内编码帧。
8.数字电视接收机(100)，包括装置(110)，适用于与重放源相连和从中接收压缩的数字电视信号，显示消息数据和消息命令信号；解码装置(117)，它与所述接收装置(110)相连，用来从所述压缩的数字电视信号中解码视频信号；装置(520)，它响应于所述消息数据，用来产生视频信号并将其加到所述视频信号(102)以进行显示；和控制装置(115)，用来使所述视频消息与所述视频信号(102)相同步，所述控制装置(115)响应于所述重放消息命令信号。
9.根据权利要求8所述的数字电视接收机(100)，其中所述控制装置(1154)包括一个用来使所述视频消息与所述视频信号(102)相同步的延迟装置。
10.根据权利要求8所述的数字电视接收机(100)，其中所述压缩的数字电视信号有内编码帧和非内编码帧。
11.根据权利要求10所述的数字电视接收机(100)，其中所述的显示消息数据代表介质重放时间信息。
12.根据权利要求11的数字电视接收机(100)，其中所述控制装置(115)只使介质重放时间信息的所述视频消息相应于所重放的内编码帧。
全文摘要
在消费者数字记录器重放器中,MPEG处理的消失会阻止记录器状态的屏上消息显示。公开的各种方法可简化记录器重放器状态消息的屏上显示。第一实施例将重放的解码的模拟视频信号(102)返回到数字记录器重放器(200),以插入消息的状态。在进一步的实施例中,记录器消息数据被耦合到数字信号解码器(100,117,520),以包括在解码的模拟视频信号中。在另一个实施例中,记录器消息指令(TAG/CMD)耦合到解码器(100,510),以存取记录器特定图形消息。在再一个实施例中记录器消息数据(221)被标记并被耦合到解码器(100,510),以选择记录器特定图形消息,如果可获得的话,或显示记录器(相对于重放的解码的视频信号的)的消息数据。在还有的一个实施例中,数字或模拟工作方式确定记录器消息显示和定时。
文档编号H04N5/44GK1201580SQ96197982
公开日1998年12月9日 申请日期1996年9月13日 优先权日1995年9月15日
发明者B·A·斯帕克斯 申请人:汤姆森消费电子有限公司