专利名称：磁带记录设备和方法、磁带再现设备和方法以及记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁带记录设备和方法、磁带再现设备和方法以及记录介质，并特别涉及允许高质量的视频数据记录到磁带上和从磁带再现以及被有效编辑的磁带记录设备、磁带记录方法、磁带再现设备、磁带再现方法和记录介质。
如今，压缩技术正在不断取得进展。视频数据通过诸如数字视频(DV)法压缩并记录到磁带上。
举例来说，为了记录高质量的视频数据(以下称作高清晰度(HD)视频数据)，需要约为25Mbps的比特率。在传统的记录方法中，除了搜索图像数据的速率外，对应于Mp HL运动图像专家组(MPEG)法的视频速率至多约为24Mbps。因此通过MP HL或MP H-14法可记录标准质量的视频数据(以下称作标准清晰度(SD)视频数据)，但不能压缩和记录HD视频数据。
另外，通过MP HL或MP H-14法压缩的HD视频数据不能与通过MP HL或MP H-14法压缩的数据有效连接。
本发明已考虑了上述情况。相应地，本发明的一个目的就是允许HD视频数据被记录和再现，并被有效地编辑。
上述目的在本发明的一个方案中通过提供一种利用旋转磁头把数字数据记录到磁带上的磁带记录设备来实现，该设备包括第一获取装置，用于获取预定单元的视频数据；第二获取装置，用于获取对应于预定单元的视频数据的音频数据；合成装置，用于合成预定单元的视频数据和对应于该预定单元的视频数据的音频数据，以使它们在磁带的磁迹上连续，并且在它们之间没有任何间隔；和发送装置，用于把合成装置合成的数据发送到旋转磁头以将数据记录在磁带上。
该磁带记录设备的配置还包括用于压缩由第一获取装置获取的高质量视频数据的压缩装置；第一获取装置获取作为视频数据的高质量视频数据；并且预定单元的视频数据是图像数目由GOP结构中的值M表示的图像数据。压缩装置可利用MP HL或MP H-14法压缩高质量的视频数据。
该磁带记录设备的构成还包括用于获取作为视频数据的压缩的标准视频数据的第三获取装置；通过第一获取装置获取的高质量视频数据包括鉴别信息，用于区分高质量的视频数据和标准视频数据；并且合成装置选择通过压缩装置压缩的高质量视频数据或通过第三获取装置获取的压缩的标准视频数据，并且合成。
上述目的在本发明的另一个方案中通过提供一种使用旋转磁头把数字数据记录到磁带上的磁带记录设备的磁带记录方法来实现，该方法包括第一获取步骤，获取预定单元的视频数据；第二获取步骤，获取对应于预定单元的视频数据的音频数据；合成步骤，用于合成预定单元的视频数据和对应于该预定单元的视频数据的音频数据，以使它们在磁带的磁迹上连续，并且在它们之间没有任何间隔；和发送步骤，用于把在合成步骤的处理过程中合成的数据发送到旋转磁头以将数据记录在磁带上。
上述目的在本发明的又一个方案中通过提供一种用于记录计算机可读程序的记录介质来实现，其中该计算机可读程序控制用于使用旋转磁头把数字数据记录到磁带上的磁带记录设备，该程序包括第一获取步骤，获取预定单元的视频数据；第二获取步骤，获取对应于预定单元的视频数据的音频数据；合成步骤，用于合成预定单元的视频数据和对应于该预定单元的视频数据的音频数据，以使它们在磁带的磁迹上连续且在它们之间没有任何间隔；和发送步骤，用于把在合成步骤的处理中合成的数据发送到旋转磁头以将数据记录在磁带上。
在本发明的磁带记录设备、磁带记录方法和存储在记录介质上的程序中，获取了预定单元的视频数据，获取了对应于预定单元的视频数据的音频数据，预定单元的视频数据和对应于预定单元的视频数据的音频数据被合成以使它们在磁带的磁迹上连续且在它们之间没有任何间隔，并且合成的数据被记录到磁带上。
上述目的在本发明的再一个方案中通过提供一种由旋转磁头读取磁带的磁带再现设备来实现，在该磁带中，压缩的高质量或标准的预定单元的视频数据和对应于预定单元的视频数据的音频数据的记录要使它们在磁迹上连续且在它们之间没有任何间隔，该磁带再现设备包括第一解压装置，用于解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩的高质量视频数据；第二解压装置，用于解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩音频数据；检测装置，检测用于区分由旋转磁头从磁带读出的数据中的视频数据和音频数据的鉴别信息；和选择装置，用于根据检测装置执行的检测的结果选择第一解压装置或第二解压装置，以处理由旋转磁头从磁带中读出的数据。第一解压装置可通过MP HL或MP H-14法解压高质量的视频数据。
上述目的在本发明的又一个方案中通过提供一种由旋转磁头读磁带的磁带再现设备的磁带再现方法来实现，在该磁带中，压缩的高质量或标准的预定单元的视频数据和对应于预定单元的视频数据的音频数据的记录要使它们在磁迹上连续且在它们之间没有任何间隔，该磁带再现方法包括第一解压步骤，解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩的高质量视频数据；第二解压步骤，解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩音频数据；检测步骤，检测用于区分由旋转磁头从磁带读出的数据中的视频数据和音频数据的鉴别信息；和选择步骤，根据检测步骤执行的检测的结果选择第一解压步骤或第二解压步骤中执行的处理，以处理由旋转磁头从磁带中读出的数据。
上述目的在本发明的又一个方案中通过提供一种记录计算机可读程序的记录介质来实现，该计算机可读程序控制用于由旋转磁头读磁带的磁带再现设备，在该磁带中，压缩的高质量或标准的预定单元的视频数据和对应于预定单元的视频数据的音频数据的记录要使它们在磁迹上连续且在它们之间没有任何间隔，该程序包括第一解压步骤，解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩的高质量视频数据；第二解压步骤，解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩音频数据；检测步骤，检测用于区分由旋转磁头从磁带读出的数据中的视频数据和音频数据的鉴别信息；和选择步骤，根据检测步骤执行的检测的结果选择第一解压步骤或第二解压步骤中执行的处理，以处理由旋转磁头从磁带中读出的数据。
在本发明的磁带再现设备、磁带再现方法和存储在记录介质上的程序中，在由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩的高质量视频数据被解压，在由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩的音频数据被解压，在由旋转磁头从磁带读出的数据中检测出区分视频数据和音频数据的鉴别信息，解压处理根据检测结果来选择，并且由旋转磁头从磁带中读出的数据被处理。
图1所示为应用了本发明的磁带记录和再现设备的记录系统的典型结构的框图。
图2所示为图1所示磁带的磁迹格式图。
图3是涉及记录到图2所示磁迹中的用于跟踪的导频信号图。
图4所示为记录到图2所示磁迹中的用于跟踪的导频信号图。
图5所示为记录到图2所示磁迹中的用于跟踪的导频信号图。
图6是图2所示磁迹中的扇区排列的图。
图7是图6所示前置码(pre-amble)和后置码(past-amble)的模式图。
图8是图6所示主扇区的结构图。
图9是图6所示子码扇区的结构图。
图10所示为应用于视频数据的编码处理的图。
图11A和图11B所示为图像中的代码数量的图。
图12所示为数据合成处理的图。
图13所示为记录到磁带上的数据图。
图14所示为DV格式的磁迹扇区的结构图。
图15所示为视频连接处理图。
图16所示为视频连接处理图。
图17所示为应用了本发明的磁带记录和再现设备的记录系统的另一典型结构的框图。
图18所示为应用了本发明的磁带记录和再现设备的再现系统的一种典型结构的框图。
图19所示为应用了本发明的磁带记录和再现设备的记录系统的又一典型结构的框图。
图20所示为应用了本发明的磁带记录和再现设备的再现系统的另一典型结构的框图。
图21所示为图14所示TIA的结构图。
图1所示为应用了本发明的磁带记录和再现设备的记录系统的一种典型结构。视频数据压缩部分1通过诸如MP HL或MP H-14法的MPEG法压缩输入的HD视频信号。音频数据压缩部分2通过诸如对应于MPEG2-ACC音频压缩法的方法压缩对应于HD视频信号的音频信号。控制器13把由辅助(AUX)数据、子码数据和其它数据形成的系统数据输入到终端3。
开关4由控制器13控制以在预定的定时适当地选择视频数据压缩部分1的输出、音频数据压缩部分2的输出、或从终端3输入的系统数据，并将其发送到误码和ID添加部分5。
误码和ID添加部分5把错误检测和校正码或ID添加到通过开关4输入的数据中，并对16个磁迹应用交错处理，并输出到24-25转换部分6。
24-25转换部分6增加一个用以增强用于跟踪的导频信号的所选择的冗余比特，从而把以24比特为单位输入的数据转换为25比特的数据。
同步发生部分7产生同步数据以添加到随后描述的主数据(图8)或子码数据(图9)中，并产生同步码(amble)数据。
开关8由控制器13控制以选择输出到调制部分9的24-25转换部分6的输出或同步发生部分7的输出。调制部分9对经开关8输入的数据随机化以使“1”或“0”不连续，并通过一种适于记录到磁带14的方法(与用于DV格式的方法相同)将其调制，并输出到并行-串行(P/S)转换部分10。
并行-串行转换部分10把输入数据从并行数据转换为串行数据。放大器11放大从并行-串行转换部分10输入的数据，并将其发送到安装在旋转磁鼓(未示出)上并旋转的旋转磁头12，以记录到磁带14上。
图2所示为由旋转磁头12在磁带14上形成的磁迹格式。在图中从右下到左上的方向上，旋转磁头12在磁带14上跟踪，以在相对于磁带14纵向的一个角度上形成磁迹。磁带14在图中从右向左的方向上移动。
每个磁迹随着所记录的用于跟踪控制的导频信号类型的不同而为F0、F1或F2。磁迹以F0、F1、F0、F2、F0、F1、F0和F2的顺序形成。
如图3所示，在磁迹F0中，既不记录频率为f1的导频信号也不记录频率为f2的导频信号。相反，如图4所示，在磁迹F1中则记录频率为f1的导频信号，如图5所示，在磁迹F2中则记录频率为f2的导频信号。
频率f1和f2分别为信道比特的记录频率的1/90和1/60。
如图3所示，在磁迹F0中，在频率为f1和f2时的陷波(notch)部分深为9dB。频率为f1或f2的导频信号的载噪比(CNR)大于16dB且小于9dB。在相应磁迹中的频率为f1或f2的陷波部分的深度大于3dB。利用这些设置，当磁头扫描磁迹F0时，从相邻磁迹(如磁迹F1或F2)露出的导频信号易被检测到。因此，磁带速度被确实地控制以使泄露的导频信号的幅度保持恒定。
具有这些频率特性的磁迹模式与DV格式中的磁迹模式相同。因而，用于商用数字磁带录象机的磁带、旋转磁头、驱动系统、解调系统和控制系统可原样用于本发明的实施例。
图6示出了每个磁迹的典型扇区排列。在图6中，比特的数目表示在24-25转换后获取的每部分长度。当旋转磁头12以60×1000/1001Hz的频率旋转时，一个磁迹的长度是134,975个比特，而在旋转磁头以60Hz的频率旋转时则是134,850个比特。一个磁迹的长度对应于磁带14的174度的环绕角。1250个比特长的重写裕度在磁迹之后形成以防止删除丢失。
在图6中，旋转磁头12以从左向右的方向在磁迹上跟踪。在开始位置形成1,800个比特长的前置码。在这个前置码中，记录有产生诸如通过组合图7所示模式A和模式B获取的时钟所需的数据。模式A具有与模式B相反的0-和-1模式。磁迹F0、F1和F2的跟踪模式通过适当的组合这些模式得到。具体来说，0的数目和1的数目之间的差值在模式中周期变化，从而产生跟踪信号。
在具有1,800个比特的前置码之后排列了主扇区的130,425个比特。图8示出了主扇区的结构。
从图中可以看出，主扇区由141个同步块形成。每个同步块为888个比特(111个字节)的长度。
在前123个同步块的每个块中，安排了16-比特的同步数据、24-比特的ID、8-比特的SB首部、760-比特的主数据、和80-比特的奇偶校验码C1。
同步数据由同步发生部分7产生。ID由误码和ID添加部分5添加。SB首部包括识别信息，用于识别主数据的类型，如音频数据、视频数据、搜索视频数据、传输流数据、和AUX数据。控制器13经终端3发送作为系统数据的SB首部数据。
主数据是从视频数据压缩部分1发送的视频数据、从音频数据压缩部分2发送的音频数据、或从控制器13经终端3发送的AUX数据。
奇偶校验码C1通过使用每个同步块中的ID、SB首部和主数据来计算并且由误码和ID添加部分5添加。
141个同步块的后18个同步块中的每一个同步块都包括同步数据、ID、奇偶校验码C2和奇偶校验码C1。奇偶校验码C2是通过计算图8垂直方向上的SB首部或主数据而得到的。这个计算由误码和ID添加部分5执行。
主扇区的总数据量是888比特×141个同步块＝125,208个比特。在24-25变换后的数据总量是130,425个比特。在60Hz时，基本上最大的数据速率是760比特×123个同步块×10个磁迹×30Hz＝28.044MHz。这个比特率足以通过MP HL或MP H-14法记录HD视频数据、压缩的音频数据、AUX数据和搜索视频数据。
在主扇区之后排列了1250个比特长的子码扇区。图9表示子码扇区的结构。
一个磁迹中的子码扇区由10个子码同步块形成。一个子码同步块由同步数据、ID、子码数据和奇偶校验码构成。
在图9所示1250个比特长的子码扇区(24-25变换之后)的开始位置排列了一个16-比特的同步数据。之后排列了24-比特的ID。同步数据由同步发生部分7添加。ID由误码和ID添加部分5添加。
在ID码之后排列了40-比特的子码数据。这个子码数据由控制器13通过终端3发送，并包括诸如磁迹号和时间代码。在子码数据之后添加的是40-比特的奇偶校验码。奇偶校验码由误码和ID添加部分添加。
子码同步块在24-25转换之前具有长度(120个比特)。
在子码扇区之后排列的是后置码。后置码也通过组合图7所示的模式A和模式B而被记录。当在60×1000/1001Hz实现同步时，它的长度是1500比特，而在60Hz实现同步时则是1375比特。
接着将描述图1所示设备的操作。HD视频信号输入到视频数据压缩部分1并且通过诸如MP HL或MP H-14法压缩。
举例来说，构成HD视频的图像类型如图10(A)所示规定的帧被重排，以易于以双向预测的方式进行编码处理，并且如图10(B)所示对应于规定的图像类型而被编码。输入的HD视频信号由视频数据压缩部分1以这种方式压缩以产生视频数据(如果需要的话，随后将称作具有N＝15和M＝3的GOP结构的视频数据)，其中每15个图像(N＝15)排列一个I(帧内)图像并且每三个图像(M＝3)排列一个P(预测)图像。
图10(A)所示每帧的数据量相同。例如，如图11A所示，当在图中水平方向表示时间且垂直方向表示比特率时，每一帧由具有相同高和宽(具有相同面积)的一个块表示。
由于具有I图像图像类型的帧是帧内编码，具有P图像图像类型的帧是前向(单向)预测编码，并且具有B(双向预测)图像图像类型的帧是双向预测编码，所以在图10(B)所示每个图像中的代码数量是不同的。I图像具有最大的代码数量，P图像次之，之后是B图像。如图11B所示，当水平方向表示时间且垂直方向表示比特率时，由于每个图像通过MPEG法压缩以便具有相同的比特率，所以每个图像由对应于其代码数量的同高不同宽的块表示。
尽管在图11B看起来所有的P图像具有相同的尺寸(相同代码数量)且所有的B图像具有相同的尺寸，但它们实际上随着它们的视频帧的诸如视频中的图像模式的不同而具有不同的代码数量。与从其中获取预测关系的视频帧的相关性越大，代码数量就越小。即使应用了相同的编码处理，代码数量也不同。
HD音频信号输入音频数据压缩部分2，并由用于DV格式的相同方法来压缩。对应于HD视频信号的HD音频信号具有相同的数据量并且在压缩之后还具有相同的代码数量。
控制器13向终端3发送由子码数据、AUX数据和SB首部构成的系统数据。
开关4由控制器13控制以在预定的定时适当地选择视频数据压缩部分1的输出视频数据(包括搜索视频数据)、音频数据压缩部分2的输出音频数据、或从终端3输入的系统数据，并将其发送到误码和ID添加部分5以合成数据。
在这种情况下，发送到误码和ID添加部分5的数据被合成以使图像数目由GOP结构中的值M表示的图像被处理成一个单元，并且一个单元的图像(视频数据)和对应于图像的音频数据被集中排列。
在图11B所示的情况下，由于GOP结构中的M值是三，所以三个图像被处理成一个单元。I图像In＋2、B图像Bn和B图像Bn＋1、P图像Pn＋5、B图像Bn＋3和B图像Bn＋4，P图像Pn＋8、B图像Bn＋6和B图像Bn＋7，P图像Pn＋11、B图像Bn＋9和B图像Bn＋10，以及P图像Pn＋14、B图像Bn＋12和B图像Bn＋13每一组均被处理成一个单元的图像。
如图12所示，一个单元的视频数据(图像)被连续排列，并且相应的音频数据也在视频数据之前连续排列。例如，对应于I图像In＋2、B图像Bn和B图像Bn＋1的音频数据An＋2、音频数据An、和音频数据An＋1被连续排列，在它们之后则连续排列着I图像In＋2、B图像Bn和B图像Bn＋1。
在图12中，An＋2、An和An＋1表示对应于I图像In＋2、B图像Bn和B图像Bn＋1的音频数据，An＋5、An＋3和An＋4表示对应于P图像Pn＋5、B图像Bn＋3和B图像Bn＋4的音频数据，An＋8、An＋6和An＋7表示对应于P图像Pn＋8、B图像Bn＋6和B图像Bn＋7的音频数据，An＋11、An＋9和An＋10表示对应于P图像Pn＋11、B图像Bn＋9和B图像Bn＋10的音频数据，以及An＋14、An＋13和An＋12表示对应于P图像Pn＋14、B图像Bn＋12和B图像Bn＋13的音频数据。
误码和ID添加部分5将如上所述合成的数据保存于16个磁迹，并在16个磁迹内交错数据。
误码和ID添加部分5把24-比特的ID添加到主扇区中的图8所示的每个同步块。误码和ID添加部分5还为每个同步块计算图8所示的奇偶校验码C1并将其添加到每个同步块，并把奇偶校验码C2添加到141个同步块的后18个同步块中的每个同步块中，而不是添加到SB首部和主数据中。
另外，如图9所示，误码和ID添加部分5把24-比特的ID添加到子码扇区的每个子码同步块中，并且计算和添加40-比特的奇偶校验码。
24-25转换部分6把从误码和ID添加部分5以24比特为单位发送的数据转换为25-比特的数据。利用这种变换，图3至图5所示的具有频率f1和f2的用于跟踪的导频信号具有大振幅。
同步发生部分7把16-比特的同步数据(sync)添加到图8所示主扇区的每个同步块中。同步发生部分7还把16-比特的同步数据(sync)添加到图9所示子码扇区的每个子码同步块中。另外，同步发生部分7为图7所示的前置码或后置码产生运行模式。
具体来说，当控制器13控制开关8有选择地把同步发生部分7输出的数据和24-25转换部分6输出的数据发送到调制部分9时，上述数据被添加(合成)。
调制部分9将输入数据随机化，通过对应于DV格式的方法将其调制，并输出到并行-串行转换部分10。并行-串行转换部分10把输入数据从并行数据转换为串行数据，并经放大器11将其发送到旋转磁头12。旋转磁头12把输入数据记录到磁带14上。
图13表示包括了如图12所示合成的数据中的音频数据An＋2到B图像Bn＋1的数据被记录到磁带14上的情况。例如，具体来说，音频数据An＋1和I图像In＋2均记录到了磁迹T2上。在图13中，在相对于磁带14纵向的一个角度形成的磁迹被垂直显示。
如上所述，由于数据被如此合成以使预定单元的视频数据和相应的音频数据被分别集中排列，所以数据是以具有图6所示的扇区排列的格式记录的，并且获取了约28Mbps的视频速率。换言之，HD视频数据通过MP HL或MP H-14法压缩和记录。
传统上，如图14所示，由于数据以DV格式记录，其中除了具有音频信号的音频扇区和具有视频数据的视频扇区外还排列了间隙G1(625个比特)、间隙G2(700个比特)、和间隙G3(1550个比特)，所以除了搜索视频数据外，至多只能获取约24Mbps的视频速率。
如图13所示，由于HD视频信号和HD音频信号以预定的单元集中记录，所以记录的HD视频数据可有效地与通过MP HL或MP H-14法记录的其它HD视频数据连接。参考图15下面将描述适用于此的原理。
图15(A)模拟示出了如图13所示的MP HL或MP H-14法记录的HD视频信号和HD音频信号(记录的数据)(图15(A)与图12基本相同)。
图15(B)模拟示出了单独发送的通过MP HL或MP H-14法形成的HD视频信号和HD音频信号，换言之就是没有经过本发明处理的普通MEPG数据。在MPEG数据中，音频数据和相应的视频数据(图像)交替排列。
在此假定记录的数据(图15(A))用作记录下的数据，普通MPEG数据用作要被连接的数据，并且记录的数据的B图像Bn＋1和MPEG数据的I图像Im要被连接。在这种情况下，MPEG数据的音频数据Am紧接着记录数据的音频数据An＋5之后、紧接着记录数据的音频数据An＋3之后、或者紧接着记录数据的音频数据An＋4之后。利用此操作，在不包括无用视频数据的情况下就可以获取对应于复制图像的音频信号以用于连接数据。
连接到记录下的数据的数据的第一视频数据通常是I图像(在这种情况下是I图像Im)。如上所述，由于I图像的代码数量大于P图像和B图像，所以当I图像根据就在连接数据的I图像之前译码的记录下的数据的视频数据(在这种情况下是B图像Bn＋1)的代码数量被译码时，译码缓冲器产生下溢或上溢。为了防止译码缓冲器产生下溢和上溢，代码数量极其小的静止图像，即所谓的复制图像在连接点被插入以作为就在连接数据的I图像之前译码的记录下的数据的视频数据。
但当以这种方式插入复制图像时，由于复制图像的量而增加了显示时间，所以要被连接的数据在连接点之前连续记录下的数据的音频信号之后被连接，以确保对应于复制图像的音频数据。具体来说，在这种情况下，要被连接的数据被连接使得用作记录下的数据的记录数据的音频数据An＋5、音频数据An＋3或音频数据An＋4用作对应于复制图像的音频数据。传统上来说，由于通过MP HL或MP H-14法形成的HD视频信号和HD音频信号以等同于图16(A)所示MPEG数据的数据排列形式来记录，换言之即由于音频信号和相应的视频信号交替排列和记录，所以当它们与其它MPEG数据连接时，无用的视频信号就会被包括进来。
当图16(A)所示的记录数据(通过传统记录法记录的数据)中的B图像Bn＋1连接图16(B)所示MPEG数据的I图像Im时，图16(B)所示的I图像Im紧接在图16(A)所示的音频数据An＋5之后，音频数据An＋3之后，或音频数据An＋4之后。
在这种情况下，当I图像Im紧接在图16(A)所示的音频数据An＋3之后时，则包括进了P图像Pn＋5。当I图像Im紧接在音频数据An＋4之后时，则包括进了P图像Pn＋5及B图像Bn＋3。由此包括了无用的视频数据。
在前面的描述中，没有通过MPEG法压缩的HD视频信号和HD音频信号用作输入信号。通过MPEG法压缩的HD视频信号和HD音频信号可用作输入信号。
图17表示应用了本发明的磁带记录和再现设备中的记录系统的典型结构，它在通过MPEG法压缩的HD视频信号和HD音频信号被输入时使用。
该记录系统包括取代图1所示情况中使用的视频数据压缩部分1和音频数据压缩部分2的分路器31、视频缓冲器32、音频缓冲器33和延迟部分34。
分路器31对输入的MPEG数据应用分路处理，把由此产生的视频数据发送给视频缓冲器32，并把音频数据发送到音频缓冲器33。
举例来说，当图16(A)所示的MPEG数据输入时，I图像In＋2、B图像Bn、......被发送到视频缓冲器32，并且音频数据An＋2、音频数据An、......被发送到音频缓冲器33。
视频缓冲器32保存从分路器31发送的预定单元的视频数据，并将其发送到延迟部分34。在图16(A)所示的情况下，视频缓冲器32以三个图像(例如，I图像In＋2、B图像Bn、和B图像Bn＋1)为单位保存视频数据，其数目由GOP结构中的值M指示，并且将它们发送到延迟部分34。
音频缓冲器33保存从分路器31发送的预定单元的音频数据，并将其发送到开关4。在图16(A)所示的情况下，音频缓冲器33保存对应于三个图像的一个单元的音频数据(例如，音频数据An＋2、An、An＋1)。
延迟部分34把视频缓冲器32发送的视频数据存储(延迟)一个预定的时间。
开关4由控制器13控制以在预定的定时选择从延迟部分34输出的视频数据、从音频缓冲器33输出的音频数据、或从终端3输入的系统数据，并将其发送到误码和ID添加部分5以合成数据。
结果，如图12所示，数据的形成是以GOP结构中的值M来指示数目的图像(在图12所示情况下是三个图像)为单位排列音频数据和视频数据。
由于误码和ID添加部分5至放大器11执行的处理与图1所示情况下的处理相同，所以省略其描述。
图18表示用于再现记录到上述磁带14中的数据的再现系统的典型结构。
旋转磁头12读出记录在磁带14中的数据，并将其输出到放大器41。放大器41放大输入信号，并将其发送到A/D转换部分42。A/D转换部分42把输入信号从模拟信号转换为数字信号，并将其发送到解调部分43。解调部分43对应于调制部分9执行的随机化而对从A/D转换部分42发送的数据随机化，并通过对应于调制部分9使用的调制法的方法实现解调。
同步检测部分44通过解调部分43解调的数据检测图8所示主扇区的每个同步块中的同步(同步数据)和图9所示子码扇区的每个子码同步块中的同步数据，并将它们发送到纠错和ID检测部分46。25-24转换部分45对应于24-25转换部分6执行的转换而把解调部分43发送的数据从25-比特数据转换为24-比特数据，并输出数据到纠错和ID检测部分46。
纠错和ID检测部分46通过使用同步检测部分44输入的同步数据执行纠错处理、ID检测处理、和去交错处理。
开关47由控制器13控制以在纠错和ID检测部分46输出的数据中把视频数据(包括搜索视频数据)输出到视频数据解压部分48，把音频数据输出到音频数据解压部分49，并经终端50把诸如子码数据和AUX数据的系统数据输出到控制器13。
视频数据解压部分48解压输入的视频数据，应用D/A转换，并作为模拟HD视频信号输出。音频数据解压部分49解压输入的音频数据，应用D/A转换，并作为模拟音频数据输出。
下面将描述再现系统的操作。旋转磁头12读出以图13所示形式记录在磁带14上的数据，并且放大器41将其放大并将其发送到A/D转换部分42。A/D转换部分42把输入的模拟信号转换为数字信号，并将其发送到解调部分43。解调部分43通过对应于图1所示调制部分9使用的随机化和调制法的方法随机化并解调数据。
25-24转换部分把解调部分43解调的数据从25-比特数据转换为24-比特数据，并把数据输出到纠错和ID检测部分46。
同步检测部分44对自解调部分43输出的数据检测是以图8所示主扇区同步或图9所示子码扇区同步，并将它们发送到纠错和ID检测部分46。纠错和ID检测部分46存储用于16个磁迹的数据，应用去交错，并使用图8所示主扇区的奇偶校验码C1和C2实现纠错处理。纠错和ID检测部分46还检测主扇区中的SB首部以确定包含在每个同步块中的数据是音频数据、视频数据、AUX数据还是搜索视频数据。
另外，纠错和ID检测部分46使用图9所示的子码扇区的奇偶校验码以对子码数据应用纠错处理，并检测ID以确定子码数据的类型。利用此操作可以确定子码数据是指示磁迹号还是指示时间码号。
开关47根据纠错和ID检测部分46检测的SB首部把视频数据和搜索视频数据发送到视频数据解压部分48。视频数据解压部分48通过对应于图1所示视频数据压缩部分1所使用的压缩法的方法解压输入数据，并作为视频信号输出。
开关47把音频数据输出到音频数据解压部分49。音频数据解压部分49通过对应于图1所示音频数据压缩部分2所使用的压缩法的方法解压输入的音频数据，并作为音频信号输出。
开关47把纠错和ID检测部分46输出的AUX数据和子码数据经终端50输出到控制器13。
结果，举例来说，如图13所示记录的数据中的图像和音频数据对应于图16(A)所示的MPEG数据的普通数据排列而被解压。
在前面的描述中，记录到磁带14的图像和音频数据被解压。它们可被多路复用以形成MPEG数据。
图19表示根据另一个实施例的记录系统。在这个实施例中，与图1所示的情况相同，HD视频信号、相应的音频信号(HD音频信号)和系统数据(HD系统数据)通过MEPG法记录到磁带14上。另外，标准质量的视频信号(标准密度(SD)视频信号)、SD音频信号、和SD系统数据也可使用与传统上使用的格式相同的商用DV格式进行记录。
具体来说，在图19所示的实施例中，除了包括视频数据压缩部分1、音频数据压缩部分2、终端3、开关4及纠错和ID添加部分5的MPEG法记录信号处理部分61之外，还提供了用于处理SD视频信号、SD音频信号和SD系统数据的商用DV法记录信号处理部分62。开关63由控制器13控制以选择MPEG法记录信号处理部分61的输出或商用DV法记录信号处理部分62的输出，并输出到24-25转换部分6。
在图19所示的实施例中，还配备有ITI发生部分64。ITI发生部分64为插入和跟踪信息(ITI)扇区产生置于图14所示的传统磁迹中的数据，并将其发送到开关8。开关8选择24-25转换部分6的输出、同步发生部分7的输出、或ITI发生部分64的输出，并输出到调制部分9。其它部分与图1所示情况中使用的部分相同。
在本发明的实施例中，HD视频信号、相应的HD音频信号、和HD系统数据以等同于图1所示实施例的方式记录到(由于该操作等同于图1所示情况中的操作，所以省略其描述)磁带14上。另外，商用DV法记录信号处理部分62对DV格式的输入SD视频信号、相应的SD音频信号、和SD系统数据执行信号处理。
从商用DV法记录信号处理部分62输出的数据经开关63发送到24-25转换部分62，并且从24-比特数据转换为25-比特数据。开关8在预定的定时选择24-25转换部分6输出的数据、同步发生部分7输出的同步数据或前置码、或ITI发生部分64输出的数据(在图14所示ITI扇区中的数据)，并输出到调制部分9。调制部分9调制输入的数据并输出到并行-串行转换部分10。并行-串行转换部分10把并行数据转换为串行数据。从并行-串行转换部分10输出的数据由放大器11放大，并且通过旋转磁头12记录到磁带14上。
如上所述，数据记录到具有图14所示的DV格式的磁迹的磁带14上。
内置于MPEG法记录信号处理部分61中的图1所示的误码和ID添加部分5把表示当前正在记录的数据是通过MPEG法压缩的数据的识别信息记录到图8所示主扇区的ID中和图9所示子码扇区的ID中。
图19所示的商用DV法记录信号处理部分62、24-25转换部分6、ITI发生部分64、开关8、调制部分9、并行-并行转换部分10、放大器11和旋转磁头12使用的电路设备与传统商用DV法中使用的设备相同。在它们当中，24-25转换部分6、开关8、调制部分9、并行-串行转换部分10、放大器11和旋转磁头12既可用于记录SD视频信号又可用于记录HD视频信号。
图20表示对应于图19所示记录系统的再现系统的典型结构。在这个典型结构中，ID检测部分81通过包括在解调部分43的输出中的图8所示主扇区的ID或图9所示子码扇区的ID确定正在再现的数据是通过MPEG法压缩的HD视频信号的数据。ID检测部分81还检测在图21所示ITI扇区的磁迹信息区(TIA)中记录的APT2、APT1和APT0。如图21所示，APT2、APT1和APT0对于消费者数字盒式录象机来说均设置为零。因而，通过这些值可以识别正在再现的数据是否是商用DV法的SD视频信号的数据。
当确定再现的数据是HD视频信号的数据时，ID检测部分81把开关82转换到MEPG法再现信号处理部分83以把25-24转换部分45输出的数据发送到MPEG法再现信号处理部分83。当确定再现的数据是商用DV法中的SD视频信号的数据时，开关82转换至图20中的上边以把25-24转换部分45输出的数据发送到商用DV法再现信号处理部分84。
MEPG法再现信号处理部分83包括图18所示的同步检测部分44、纠错和ID检测部分46、开关47、视频数据解压部分48、音频数据解压部分49和终端50。
其它电路设备与图18所示情况中的设备相同。
具体来说，在图20所示的实施例中，ID检测部分81通过解调部分43输出的数据确定再现数据是MPEG法的数据(HD视频信号的数据)还是商用DV法的数据(SD视频信号的数据)。当确定再现数据是MPEG法的数据时，25-24转换部分45输出的数据通过开关82发送到MPEG法再现信号处理部分83并被处理。在这种情况下，应用的处理与图18所示情况执行的处理相同。
当ID检测部分81确定解调部分43输出的数据是商用DV法格式的数据时，ID检测部分81将开关82转换至把25-24转换部分45的输出发送到商用DV法再现信号处理部分84。商用DV法再现信号处理部分84通过DV格式法解压输入的数据，并作为SD视频信号、SD音频信号和SD系统数据输出。
在图20所示的结构中，旋转磁头12、放大器41、A/D转换部分42、解调部分43和25-24转换部分45既可用于再现SD视频信号又可用于再现HD视频信号。
上述的系列处理可由软件以及硬件来实施。当该系列处理由软件来实现时，构成软件的程序从记录介质安装到内置于专门硬件中的计算机中，或者可安装到在安装了各种程序后可执行各种功能的单元中，如通用个人计算机。
记录介质可以是存储程序的数据包(package)介质并且被分配用于向用户提供程序，它独立于图1、图17和图20所示的磁带记录和再现设备，可以是磁盘21(包括软盘)、光盘22(包括只读光盘存储器(CD-ROM)和数字多用盘(DVD))、磁光盘23(包括迷你盘(MD))或半导体存储器24。记录介质还可以是存储程序的设备并且在其预先内置于诸如ROM或硬盘的设备的状态下提供给用户。
在本发明的说明书中，描述存储在记录介质中的程序的步骤包括以它们被描述的顺序的时序方式执行的处理，并且还包括不必以时序方式执行而是并行或独立执行的处理。
根据本发明的磁带记录设备、磁带记录方法和存储在记录介质中的程序，获取了预定单元的视频数据，获取了对应于预定单元的视频数据的音频数据、并且预定单元的视频数据和对应于预定单元的视频数据的音频数据被合成以使它们在磁带的磁迹上连续并且在它们之间没有任何间隔，并且被发送以用于记录到磁带上。因而，通常是HD视频信号的数据的大量数据能够以数字方式记录到磁带上，并且连接处理可被有效地应用于视频信号。
根据本发明的磁带再现设备、磁带再现方法和存储在记录介质中的程序，在旋转磁头从磁带再现的数据中包括的压缩的高质量视频数据被解压，在旋转磁头从磁带再现的数据中包括的压缩的音频数据被解压，区分视频数据和音频数据的鉴别信息从旋转磁头从磁带再现的数据中检测出，并且从磁带再现的数据根据检测结果进行处理。因而，高质量的视频数据以及标准质量的视频数据可被确定地读出。
权利要求
1.一种利用旋转磁头把数字数据记录到磁带上的磁带记录设备，包括第一获取装置，用于获取预定单元的视频数据；第二获取装置，用于获取对应于预定单元的视频数据的音频数据；合成装置，用于合成预定单元的视频数据和对应于该预定单元的视频数据的音频数据，以使它们在磁带的磁迹上连续且在它们之间没有任何间隔；和发送装置，用于把合成装置合成的数据发送到旋转磁头以将数据记录在磁带上。
2.根据权利要求1的磁带记录设备，还包括用于压缩由第一获取装置获取的高质量视频数据，其中第一获取装置获取作为视频数据的高质量视频数据；和预定单元的视频数据是图像数目由GOP结构中的值M表示的图像数据。
3.根据权利要求2的磁带记录设备，其中压缩装置可利用MP HL或MP H-14法压缩高质量的视频数据。
4.根据权利要求2的磁带记录设备，还包括用于获取作为视频数据的压缩的标准视频数据的第三获取装置，其中通过第一获取装置获取的高质量视频数据包括鉴别信息，用于区分高质量的视频数据和标准视频数据；和合成装置，选择通过压缩装置压缩的高质量视频数据或通过第三获取装置获取的压缩的标准视频数据，并且合成。
5.一种使用旋转磁头把数字数据记录到磁带上的磁带记录设备的磁带记录方法，包括第一获取步骤，获取预定单元的视频数据；第二获取步骤，获取对应于预定单元的视频数据的音频数据；合成步骤，用于合成预定单元的视频数据和对应于该预定单元的视频数据的音频数据，以使它们在磁带的磁迹上连续且在它们之间没有任何间隔；和发送步骤，用于把在合成步骤的处理过程中合成的数据发送到旋转磁头以将数据记录在磁带上。
6.一种用于记录计算机可读程序的记录介质，该计算机可读程序控制用于使用旋转磁头把数字数据记录到磁带上的磁带记录设备，该程序包括第一获取步骤，获取预定单元的视频数据；第二获取步骤，获取对应于预定单元的视频数据的音频数据；合成步骤，合成预定单元的视频数据和对应于该预定单元的视频数据的音频数据，以使它们在磁带的磁迹上连续且在它们之间没有任何间隔；和发送步骤，用于把在合成步骤的处理中合成的数据发送到旋转磁头以将数据记录在磁带上。
7.一种通过旋转磁头读磁带的磁带再现设备，在该磁带中，压缩的高质量或标准的预定单元的视频数据和对应于预定单元的视频数据的音频数据连续记录在磁迹上且在它们之间没有任何间隔，该磁带再现设备包括第一解压装置，用于解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩的高质量视频数据；第二解压装置，用于解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩音频数据；检测装置，检测用于区分由旋转磁头从磁带读出的数据中的视频数据和音频数据的鉴别信息；和选择装置，用于根据检测装置执行的检测的结果选择第一解压装置或第二解压装置，以处理由旋转磁头从磁带中读出的数据。
8.根据权利要求7的磁带再现设备，其中第一解压装置可通过MP HL或MP H-14法解压高质量的视频数据。
9.一种用于由旋转磁头读磁带的磁带再现设备的磁带再现方法，在该磁带中，压缩的高质量或标准的预定单元的视频数据和对应于预定单元的视频数据的音频数据连续记录在磁迹上且在它们之间没有任何间隔，该磁带再现方法包括第一解压步骤，解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩的高质量视频数据；第二解压步骤，解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩音频数据；检测步骤，检测用于区分由旋转磁头从磁带读出的数据中的视频数据和音频数据的鉴别信息；和选择步骤，根据检测步骤执行的检测的结果选择第一解压步骤或第二解压步骤中执行的处理，以处理由旋转磁头从磁带中读出的数据。
10.一种用于记录计算机可读程序的记录介质，该计算机可读程序控制用于由旋转磁头读磁带的磁带再现设备，在该磁带中，压缩的高质量或标准的预定单元的视频数据和对应于预定单元的视频数据的音频数据连续记录在磁迹上且在它们之间没有任何间隔，该程序包括第一解压步骤，解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩的高质量视频数据；第二解压步骤，解压由旋转磁头从磁带读出的数据中的压缩音频数据；检测步骤，检测用于区分由旋转磁头从磁带读出的数据中的视频数据和音频数据的鉴别信息；和选择步骤，根据检测步骤执行的检测的结果选择第一解压步骤或第二解压步骤中执行的处理，以处理由旋转磁头从磁带中读出的数据。
全文摘要
一种利用旋转磁头把数字数据记录到磁带上的磁带记录设备,它包括:第一获取装置,用于获取预定单元的视频数据;第二获取装置,用于获取对应于预定单元的视频数据的音频数据;合成装置,用于合成预定单元的视频数据和对应于该预定单元的视频数据的音频数据,以使它们在磁带的磁迹上连续且在它们之间没有任何间隔;和发送装置,用于把合成装置合成的数据发送到旋转磁头以将数据记录在磁带上。
文档编号G11B5/008GK1333628SQ01119299
公开日2002年1月30日 申请日期2001年3月30日 优先权日2000年3月30日
发明者手代木英彦, 仲松庆太, 山村高也, 小谷保孝, 阿部文善, 桥野司 申请人:索尼公司