专利名称：信号记录/再生装置和方法
技术领域：
本发明涉及信号记录器/再生器，用于把信号记录到记录介质中并再生记录在记录介质中的信号，本发明还涉及应用于该信号记录器/再生器的记录/再生方法。
背景技术：
例如利用光盘作为记录介质的视频信号记录/再生设备必须包括分别用于该光盘装置的记录和再生系统的缓存器，以便补偿由于进行轨迹跳跃、搜寻等所引起的滞后或等待时间。
如上所述，在传统的视频信号记录器/再生器中包括两个缓存器，一个用于记录系统，而另一个用于再生系统，二者的使用是根据用户指定的是记录模式还是再生模式而定。
对于视频信号的记录器/再生器来说，越来越多地要求其能够再生已经记录的视频信号的任何部分，同时记录和被记录的视频信号相邻接的视频信号。
最终是要求设备的再生系统的响应应该被改进。但是，由于在普通的视频信号的记录器/再生器中的分别用于在记录模式和再生模式中的记录系统和再生系统的分别的存储器，使得控制存储器的方法和硬件结构很复杂，而且用于记录系统的缓存器不能用于再生系统。所以必须要添加另一个缓存器用于再生系统，以便改善再生系统的响应。
发明内容
因此，本发明的目的是克服已有技术中的上述的缺陷，提供具有简单的硬件结构的信号记录器/再生器，并且用于抑制可能出现在存储器装置中的下溢和上溢。本发明的目的还在于提供用于该记录器/再生器中的信号记录/再生方法。
记录介质中再生出一个信号的信号记录器/再生器，它包括集成的存储器装置，具有分别地用于记录系统和再生系统的分离的存储器区域；控制装置，用于把记录在所述记录介质上的程序数据的分散的分段读取到用于再生的所述的存储器区域，在用于记录的所述的存储器区域中，以所述程序数据的原始的次序来连接所述的分段。
上述的目的实现是通过提供把信号记录到一个记录介质并且在该记录介质中再生出一个信号的信号记录器/再生器，它包括集成的存储器装置，具有分别地用于记录系统和再生系统的存储器区域，其区域的分配是可变的；控制装置，用于根据该装置是处在记录模式还是再生模式而控制该集成存储器的存储区域的分配。
根据本发明的一个方面，控制装置控制该集成存储器装置在当该设备处在记录模式中时使用仅用于记录系统的存储器区域，而当设备处于再生模式中时使用仅用于再生系统的存储区域。
根据本发明的另一个方面，当设备处在记录/再生同时模式中时，控制装置控制集成存储器装置分别地使用用于记录和再生系统的存储器区域根据本发明的另一个方面，当设备处在记录/再生同时模式中时，在用于记录系统的存储器区域中生成的一个上溢信号在该控制装置的控制下被写入到分配给再生系统的存储器区域中。该集成的存储器装置被用于数据编辑。
上述的目的实现是通过提供一种把信号记录到一个记录介质并且在该记录介质中再生出一个信号的信号记录/再生方法，它包括如下步骤把记录在所述记录介质上的程序数据的分散的分段读取到一个用于再生的存储器区域；以及在一个用于记录的存储器区域中，以所述程序数据的原始的次序来连接所述的分段，其中，所述的用于再生的存储器区域、和用于记录的存储器区域分离地包含在一个集成的存储器装置中。
上述的目的实现是通过提供把信号记录到一个记录介质并且在该记录介质中再生出一个信号的方法，其中在一个存储器单元中用于记录系统和再生系统的存储器区域分配是根据设备是处在记录模式还是再生模式而可变的。
根据本发明的另一个方面，在存储器单元中的存储器区域在设备处在记录模式中时只用于记录系统，而当设备处于再生模式中时只用于再生系统。
根据本发明的另一个方面，当设备处在记录/再生同时模式中时，在该存储器单元中的存储器区域分别地用于记录和再生系统。
根据本发明的另一个方面，当设备处在记录/再生同时模式中时，在用于记录系统的存储器区域中生成的一个上溢信号被写入到分配给再生系统的存储器区域中。
如上所述，根据本发明，分别地用于信号记录器/再生器的记录和再生系统的缓存器被集成，以便简化控制的方法和硬件的构成，并且当设备处在再生模式中时，用于记录系统的缓存器被分配给再生系统，以便改善再生系统的响应而没有使用在设备中的任何附加的缓存器。
本发明的上述和其它的目的以及优点将在下面结合附图所作的描述中变得显见，其中图1是根据本发明的视频信号记录器/再生器的一个实施例示意框图；图2是图1中的视频信号记录器/再生器的实际部分的详细构成的框图；图3是图1中的视频信号记录器/再生器另一个实际部分的详细框图；图4示出根据图1的视频信号记录器/再生器用于对于视频信号进行记录的存储器的存取的一个实例的示意图；图5示出根据图1的视频信号记录器/再生器用于对于视频信号进行记录的存储器的存取的另一个实例的示意图；图6示出根据图1的视频信号记录器/再生器用于对于视频信号进行再生的存储器的存取的另一个实例的示意图；图7示出根据图1的视频信号记录器/再生器用于对于视频信号同时地进行记录和再生的存储器的存取的实例的示意图；图8示出根据图1的视频信号记录器/再生器用于对于视频信号同时地进行记录和再生的存储器的存取的另一个实例的示意图；
图9示出在图1中的视频信号记录器/再生器对于存储器存取以便实现编辑(连接IN点)的一个实例；图10示出在图1中的视频信号记录器/再生器对于存储器存取以便实现编辑(连接OUT点)的一个实例；图11是该视频信号记录器/再生器的一个变形的框图；图12是根据本发明的另一个实施例的视频信号和音频信号记录器/再生器示意框图；图13是图12中的视频信号和音频信号记录器/再生器的记录系统的详细框图；图14是图12中的视频信号和音频信号记录器/再生器的再生系统的详细框图；图15对于当着在图1的视频信号记录器/再生器或图12中的视频信号和音频信号记录器/再生器中重复地进行记录和再生时的存储器再分配的图示解释；和图16是当存储器被再分配时图15中的存储器的详细的表示。
具体实施例方式
参考图1，示出的本发明的第一个实施例是一个视频信号记录器/再生器，通过把输入的模拟信号转换成数字信号并对于该数字信号进行频带压缩，或者直接地将输入的数字视频信号进行频带压缩而把视频信号记录到设置在光盘驱动器1中的作为记录介质的一个光盘中，并且通过对于该数字视频信号进行扩展或解压而再生记录在光盘上的频带压缩的数字视频信号。
如图1所示，该视频信号记录器/再生器包括一个集成缓存器22，具有分配可变的分别地用于记录系统10和再生系统30的存储区域；和，经过记录控制信号输入单元3或再生控制信号输入单元4而根据用户所指定的记录或再生模式来控制在集成缓存器22中的存储器区域的分配的系统控制器5。
如图1所示，集成缓存器22具有用于记录系统10的记录缓存器22a和用于再生系统30的再生缓存器22b。该记录缓存器22a和再生缓存器22b受到系统控制器5经过存储器控制器27施加的控制以便改变区域。比如说，为了进行记录，记录缓存器22a将使用整个集成缓存器22。而为了进行再生，再生缓存器22b将使用整个集成缓存器22。该集成缓存器22可用同时地用于进行记录和再生，而记录缓存器22a和再生缓存器22b的每一个将分享集成缓存器22的一半。
如图1所示，记录系统10用于把一个模拟或是数字视频信号记录到光盘上，而再生系统30用于把记录在光盘上的数字视频信号再生出来。
如图2所示，光盘驱动器1具有激光头1b，通过辐射一个记录激光束到光盘1a而记录一个数字视频信号并通过辐射一个再生激光束到光盘1a而再生一个数字视频信号；以及旋转该光盘1a的旋轴马达1c。激光头1b和旋轴马达1c受光盘/激光头控制器2的控制。
形成的记录系统10具有如下描述的功能。通常记录系统10包括视频信号处理器14，用于处理例如来自一个模拟VTR的视频信号；摄像机信号处理器15处理由一个摄像机系统拾取的信号；调谐器16，处理由天线接收的广播视频信号；视频信号选择器17，从这些信号处理器中选择一个视频信号；视频信号A/D转换器18，把来自视频信号选择器17的所选择的视频信号转换成一个数字视频信号；视频信号控制器20，选择转换的数字信号或直接输入的数字视频信号之一；和视频信号频带压缩器21，对于来自视频信号控制器20的数字视频信号作频带压缩。
来自输入端11、12和13的视频信号输入、摄象机系统的视频信号和天线系统的视频信号分别在视频信号处理器14、摄象机信号处理器15和调谐器信号处理器16(视频系统)中作处理，并将输出信号送到视频信号选择器17。
由系统控制器5控制的视频信号选择器17从上述的输入视频信号中选择所希望视频信号之一。系统控制器5被提供有来自记录控制信号输入单元3的记录控制信号。所以，由视频信号选择器17选择的所希望的视频信号提供到视频信号A/D转换器18。
视频信号A/D转换器18把提供的所希望的视频信号转换成数字信号并提供到数字信号控制器20。
在视频信号控制器20中，根据用户在视频信号选择器17中的设置，在系统控制器5的控制下选择从视频信号A/D转换器18或终端19提供的数字视频信号，并提供到视频信号频带压缩器21。该视频信号频带压缩器21对于来自视频信号控制器20的MPEG和JPEG模式的视频信号进行频带压缩。
由视频信号频带压缩器21作频带压缩的视频信号由系统控制器5经过总线控制的存储器控制器27编址，并存储在集成缓存器22的记录缓存器22a中。
经过总线和数据处理器6，存储在记录缓存器22a中的数字视频信号记录在光盘驱动器1的光盘1a中。当在光盘驱动器1中出现搜寻和轨迹的跳跃时，就出现时间的延滞和等待。在此情况下，从集成缓存器22到光盘驱动器1的数字视频信号的提供不得不被停止。
如图2所示，数据处理器6包括记录信号处理器6a和再生信号处理器6b。为了进行信号的记录，记录信号处理器6a被启动来处理用于记录的数字视频信号。
经过光盘/激光头控制器2，系统控制器5控制着光盘驱动器1，同时控制着该光盘驱动器1的操作状态。受控的状态通知给存储器控制器27，以便对应地控制从集成缓存器22提供的数据。
下面描述再生系统30的构型和功能。再生系统30包括一个视频信号频带扩展器31，对于经过总线从集成缓存器22的再生缓存器22b提供的视频信号作频带扩展；一个视频信号控制器20，选择来自视频信号频带扩展器31的视频信号；和一个视频信号D/A转换器32，把由视频信号控制器20选择的视频信号转换成一个模拟信号。
为了再生，光盘驱动器1有由光盘/激光头控制器2控制的伺服和激光头移动，以便经过数据处理器6的再生信号处理器6b把再生的视频信号送到再生缓存器22b。该再生缓存器22b把再生的视频信号按照该再生的视频信号的写入和读出之间的平衡关系按比例提供到视频信号频带扩展器31。
该视频信号频带扩展器31按照MPEG和JPEG所规定的模式对于再生的视频信号进行扩展，并将其提供到视频信号控制器20。
视频信号控制器20受控于系统控制器5，根据从用户经过再生控制信号输入单元4进行的设置中提取的信息，从视频信号频带扩展器31选择数字视频信号并且将其提供到视频信号D/A转换器32或34。
视频信号D/A转换器32把视频信号控制器20选择的数字视频信号转换成模拟视频信号，并提供到输出端33。
图3示出视频信号控制器20的详细的构成。视频信号控制器20包括选择开关SW1和SW2。该选择开关SW1包括一个可选择的从终端19提供有数字视频信号的输入的接端a；一个可选择的经过输入端36从A/D转换器18提供有数字视频信号的接端b；一个可选择的从视频信号频带扩展器31提供有解码的视频信号(MPEG模式中由MPEG解码器解码一个信号)接端c；和一个把选择的输入信号提供到视频信号频带压缩器21(在MPEG中是编码一个信号的MPEG编码器)的选择件d。开关SW2包括一个可选择的从输入端36提供有数字视频信号的接端e；从视频信号频带扩展器31(MPEG解码器)提供有解码的视频信号的f；和经过输出端37把选择输出提供到D/A转换器32的一个选择件g。
视频信号控制器20的开关SW1和SW2在系统控制器5的控制下被选择。更具体地说，当经过记录控制信号输入单元3提供到系统控制器5的用户定义的命令是把来自终端19的外部数字视频信号作为输入并记录到光盘1a时，开关SW1的选择件d接到接端a。当该用户定义的命令是把该转换的数字视频信号被指定并且记录在光盘1a中时，则选择件连d接到可选择的接端b。当用户定义的命令是任何一个上述视频输入和由光盘驱动器1再生的视频数据应彼此连接并记录到光盘1a时，该系统控制器5则控制该选择件d被接到可选择的接端c的时间。就是说，从MPEG解码器31输出的解码的输出信号被直接地反馈到MPEG编码器21。所以能够象下面描述的那样进行用于每一个帧的拼接编辑。
在传统的视频信号记录器/再生器中，在视频信号频带压缩器21的输出端侧提供专用的存储器和在视频信号频带扩展器31的输出端侧提供专用的存储器。根据本发明，这些存储器被集成为集成缓存器22。
更具体地说，在传统的视频信号记录器/再生器中，当在记录过程中从视频信号频带压缩器21输出的信号增加且有大的光盘驱动器1的时间滞后时，记录系统的专用缓存器上溢，并因此使得传统的视频信号记录器/再生器不能正常地工作。但是根据本发明，即使在这样的情况下该再生缓存器22b在系统控制器5的控制下用作记录缓存器22a。就是说，该再生缓存器22b的区域被加到记录缓存器22a。
而且，在传统的视频信号记录器/再生器中，当在再生中经常发生搜寻和轨迹跳跃时，用于再生系统的该专用的缓存器将出现下溢。但是根据本发明，记录缓存器22a在此情况下被用作再生缓存器22b。就是说把记录缓存器22a的区域加到再生缓存器22b。
图4示出了对于用于进行记录的集成缓存器22的存取的一个实例。在传统的视频信号记录器/再生器中，由于存储器的提供是分别地用于记录和再生系统，所以它们彼此是相互地独立。可用于记录或再生的存储器的容量只能是2n。但是根据本发明，记录缓存器22a和再生缓存器22b被集成为一个集成的集成缓存器22，并且记录缓存器22a可用根据需要用作再生缓存器22b，反之亦然。所以对于记录和再生来说，有4n(2n+2n)的容量可用。
假设集成缓存器22当前存储来自视频信号频带压缩器21的信号到达n的存储器的容量，并且当被存储的信号高达n的容量时记录开始。
在阶段1进行记录。信号从集成缓存器22输出并且被写入到在光盘驱动器1的光盘1a中。在此把写入到光盘1a的传输速率这里应是从视频信号频带压缩器21输入到集成缓存器22的传输速率的两倍。例如当从视频信号频带压缩器21写入到集成缓存器22的传输速率是10Mbps时，用于写入到光盘1a中的传输速率是20Mbps。
在阶段2，该集成缓存器22是空闲的，光盘驱动器1进入等待状态，等待时间包括当激光头被移动以便写入到另一个区域时所引起的延滞或等待时间。在该等待或延滞期间，视频信号频带压缩器21把信号提供到集成缓存器22。当所存储器的信号到达存储器的容量n时，该集成缓存器22进入到在阶段3中进行记录的阶段。通常，集成缓存器22的容量取决于由激光头移动所引起的最长的，即最糟的等待时间，以便使得集成缓存器22将不出现上溢。
但是，如果由于振动或冲击使得光盘驱动器1的伺服系统不能够正常的工作，或者是由于划痕或所带的尘土的原因使得不可能对于光盘1a写入，则延滞或等待的时间将变得比正常值要长。在此情况中，写入集成缓存器22所要求的时间将更长，且对于集成缓存器22的占据将更大，如在阶段4中所示。
通常，记录存储器容量是2n。因此，如图4所示，对于图4中的斜线部分超过容量2n的记录来说不可能。但是根据本发明，在集成缓存器22中不会出现上溢，从而使得记录能够被连续地进行。
在阶段5，记录是以目前所进行的记录速度的双倍的传输速率进行(40Mbps)，如图所见，以便在相同的时间长度中记录在阶段4中还没有存储的太多的信号。
图5示出用于记录的存储器存取的另一个实例。在本例中直到阶段3的对于存储器的存取都和图4中的情况相同。当在第4阶段中由于任何理由使得从视频信号频带压缩器21输出的信号变得比平常大两倍时，这传统的缓存器将会象上述的那样出现上溢。可能的原因包括许多场景改变的图像的输入、比特产生速率不知的压缩信号的输入或者比设置的压缩传输速率更高的信号的输入。但是根据本发明，由于记录缓存器22a的容量可以是4n，所以将不会出现上溢，从而使得记录能够连续地进行。
图6示出了用于再生的存储器存取的一个实例。提供的缓存器为记录和再生系统每一个提供一缓存器，每一个存储器具有2n的容量。在本发明中，集成缓存器22具有用于再生的4n的容量。
假设该集成缓存器32已经把高达3n的信号容量输送到视频信号频带扩展器31，则光盘驱动器1便开始再生。在阶段1中，再生被实现。信号从光盘1a中读出并且写入到集成缓存器22中。该信号的写入是以从集成缓存器22输出到视频信号频带扩展器31的传输速率的两倍实现的。例如当输出到视频信号频带扩展器31是以10Mbps进行，则对于光盘1a的读出传输是以20Mbps进行。在第2阶段，集成缓存器22被充满，光盘驱动器1进入到等待状态的一段时间，该段时间包括为了读取由激光头移动从另一个区域开始的移动所引起的时间的延滞。
对于此时间延滞，集成缓存器22将信号送到视频信号频带扩展器31的数据量达3n。随后，存储器的存取进入到再生阶段3。即根据由激光头的移动所引起的最长的或最糟的时间延滞来确定集成缓存器22的容量，所以使得集成缓存器22不会上溢。
但是，如果由于振动或冲击而使得光盘驱动器1的伺服系统不能正常地工作，或者是由于划痕或尘土的存在使得读出不可能进入到该光盘1a，则该延滞或等待变得通常的时间要长。在此情况中，用于输出所需的时间将象阶段4中所示变得较长，并且在集成缓存器22中剩存的数据将减低到1.5n。
传统上，该记录存储器的容量是2n。所以，如从图4中所示，对于图4中超过2n容量的阴影的部分不可能被再生。但是根据本发明，用于再生缓存器22b的容量是4n，由于不会出现下溢而使得再生能够继续。
在阶段5中，再生例如是以已经进行的记录的速率的双倍速率进行(40Mbps)，以补偿在阶段4减少太多的信号。
图7示出用于同时进行记录/再生的存储器的存取的实例。对于同时地进行记录/存储器来说，该存储器在集成缓存器22的控制下被分成了两部分。通常容量在0-2n的一部分用于记录缓存器22a，而2n-4n用于再生缓存器22b。
在阶段1中，存储器的存取是用于记录。记录系统将把信号写入到光盘驱动器1中直到记录缓存器22a的使用容量在2n开始并且变为零。同时，再生系统将把信号输出到视频信号频带扩展器31。在阶段2中，激光头被移动(延滞或等到时间)，使得记录系统停止对于光盘驱动器1的写入同时该再生系统保持其先前的状态。在阶段3中，为进行再生而进行存储器的存取。该记录系统将保持先前状态，同时该再生系统将从光盘驱动器1读出信号并且将其写入到再生缓存器22b中。阶段4再度是时间延滞。记录系统将保持先前的状态，同时记录系统将停止读出。随后，在阶段1-4中的操作被重复，以便实现同时地进行记录/再生。
图8示出了在同时进行记录再生期间出现不希望的延滞的时候的存储器的存取的情况。在阶段1-3中的存储器的存取的情况和参考图7所作的说明相同。在阶段4中，如果由于某种原因没有记录/再生出现，在普通信号记录器/再生器中的缓存器将会出现在图8中所示出的阴影区A中的上溢，记录将被中断，在阴影区C中的存储器的下溢，而再生将被中断。根据本发明，由于记录和再生缓存器被集成为集成的缓存器集成缓存器22，所以能够通过使用再生系统的阴影区B来防止在阴影区A中的上溢的发生。尽管在阴影区C中的下溢会由于没有数据而不能够被防止，但是记录将不会被中断，从而使得缓存器能够利用记录的优先级而被控制。
在根据本发明的视频信号记录器/再生器中，如图3所示，一个MPEG编码器和MPEG解码器被分别用作视频信号频带压缩器21和视频信号频带扩展器31，从而对于形成一个GOP的每一帧实现拼接编辑。
在MPEG编码模式中的压缩的视频信号具有一个GOP的结构。通常，为了对于每一个帧进行编辑，视频信号被再次转换回到模拟信号，并且该模拟信号被从开始重新编码。在本实施例中，能够通过利用从MPEG解码器31到MPEG编码器21的反馈使得由再次编码引起的图像的劣变减小到仅存在拼接编辑点的一个GOP。
下面参考图9说明拼接编辑的IN点。为了进行说明的方便，假设从光盘1a再生的视频数据和从视频信号的A/D转换器18提供的已经转换的数字视频信号相拼接，通过输入端36到达视频信号控制器20的开关SW1的可选终端b。
通常，在图9A示出的光盘1a中的数据中的GOP2的数据B4被与将被在图9B中的一个A/D转换输出的一个数据Ba和随后的数据相拼接。在此情况中，在GOP2中的数据B4被用作P图像，以便产生包括数据B1、B2、I3、P4(B4)的一个GOP。
为了解码在GOP2中的数据B1和B2，需要一个数据P15，为了解码数据P15需要数据I3。所以，为了数据B4之间的拼接，从先于GOP2一个GOP的GOP1获得光盘中的一个数据是必要的。
首先，在系统控制器5的控制下，视频信号控制器20的开关SW1的选择件d被接到选择端c。所以，MPEG解码器31的解码输出经过开关SW1送到MPEG编码器21。
该MPEG编码器21在示于图9C的GOP2的I3处开始重新编码。当B4改变到P4时，系统控制器5将把开关SW1的选择件d连接到可选终端b。
以图9B中示出的Ba开始，MPEG编码器21连续地编码输入的数据，以便产生在图9C示出的Ic，Ba和Bb。由于Ba和Bb仅提供后向的预测，所以一个封闭的GOP标志被加到GOP开头中。所以，该MPEG编码器的输出I3，B1，B2和P4之后跟随的是编码器输出Ic，Ba，Bb和Pf，...并且如此编辑的数据能够被记录到在图9D示出的光盘驱动器1中。
如果MPEG编码器21和MPEG解码器31是彼此相互异步地操作，则当开关SW1操作时垂直同步信号将是不连续的，导致不规则的拼接点。为避免此，该MPEG编码器21和MPEG解码器31是彼此相互同步地操作，以便实现连续的拼接点。
在下将描述一个处在编辑(拼接编辑IN点)状态的存储器的存取。假设对于光盘驱动器1的读出/写入的数据传输速率，从MPEG编码器21输出数据的传输速度(而且是用于写入到记录缓存器22a的传输速度)和用于输入到MPEG解码器31的数据传输速率(而且是用于从再生缓存器22b读出的数据的传输速率)都是相同的(例如10Mbps)。
首先，“再生1”中，从其中存在一个拼接帧的GOP(GOP2)之前的GOP(GOP1)的开始从光盘1a读出数据，并写入到再生缓存器22b中。
随后，当数据已经累积或存储在再生缓存器22b中达到一定程度时，在“再生2”中将被输出到MPEG解码器31。在此假定其中没有MPEG解码器31的输出和输入信号的延迟。在“再生2”中，对于再生缓存器22b的写入和读出是同时地进行的，并且读出和写入的速率是相同的，因此存储器的容量将不改变。
随后，在“等待1”中，由于GOP1和GOP2对于光盘1a的连续的写入或者是由于其它的原因而使得在激光头的移动期间出现时间的延滞或等待，则该光盘驱动器1将不再把数据送到再生缓存器22b，而是只将数据送到MPEG解码器31，以便使得该存储器的容量较小。
在“再生1”和“记录/再生1”中，再生缓存器22b将象在“再生2”中那样工作。
当光盘驱动器1在视频信号的GOP2中读到B4以便实现再编码时，由于随后的数据不需要而将再生停止。但是，再生缓存器22b将连续地输出数据到MPEG解码器31直到B4的结束，如在“记录/再生2”中所示。
随后，直到再生重新恢复，该再生缓存器22b才进行存取(“等待2”，“记录1”和“记录2”)。直到记录重新开始，该记录缓存器22a才进行存取(“再生1”，“再生2”，“等待1”和“再生3”)。
随后，在SW1的选择件d被接到可选端c和MPEG编码器21输出一个重新编码的信号之后，该记录缓存器22a则开始进行写入并将信号累积到一定程度(“记录/再生1”，“记录/再生2”和“等待2”)。
当如在“记录1”中所示开始对于光盘驱动器1进行写入时，则由于提供和消耗的数据彼此相同，所以该记录缓存器的容量不改变。
在MPEG编码器21的输出被完成之后，在记录缓存器22a中的剩余数据被完全写入到光盘驱动器1中，如在“记录2”中所示。
下面参考图10描述用于每一帧的拼接编辑OUT点。描述是对B11的拼接，示于图10A中光盘中的B11和之后的数据拼接到示于图10中的从A/D转换器18输出的输入数据Pf之后。该输入数据是经过输入端36从视频信号A/D转换器18提供到视频信号控制器20的开关SW1的选择件b的一个已经转换的数字视频信号。
在此情况中，该MPEG编码器21将重新记录B11到P17并提供如图10C中所示的重新记录的数据。就是说，由于开关SW1的选择件d接到可选择的接端b，所以该MPEG编码器21输出Ic、Ba、Bb、Pf、Bd和Be到光盘驱动器1，如图10D中所示。当MPEG编码器21已经进行记录并且在光盘驱动器1中已经进行如此的记录时，系统控制器5将把SW1的选择件d连接到可选择的接端c并且同时开始从光盘1a的再生，以便在拼接点B11之后由光盘驱动器1向MPEG解码器31提供数据。
在图10B中示出的MPEG解码输出的B11之后，该MPEG编码器21将重新对数据编码，以便重新将数据构成I13、B11、B12，...，如图10D中所示的从MPEG编码器21输出的数据是图10E中所示的将被写入的数据，并且被写入到光盘驱动器1中。
由于B11和B2只提供后向预测，所以一个封闭的标志位进入到GOP的开头中。而且，由于GOP中的B16和B17以及随后的数据不能够被解码，所以一个断开连接(broken link)的标志被加入到GOP开头中。
参考图10描述进行这种编辑的存储器的存取(拼接编辑OUT点)。假设该存储器的存取条件和图9中所示的条件相同。
首先，在一个其中存在将被拼接的帧GOP(GOP2)之前的一个GOP(GOP1)的开始从光盘1a中读出“再生1”数据，并将该数据写入到再生缓存器22b中。
随后，当数据已经被累积或存储到再生缓存器22b中到一定程度，则输出到MPEG解码器31(“再生2”，“记录/再生1、2、3”)。这里假设其中没有MPEG解码器31的输入/输出信号的延迟。在“再生2”对于再生缓存器22b的写入和读出是同时发生的，并且读出和写入的传输速率相同，所以存储器的容量将不改变。
在“记录/再生4”中，从光盘驱动器1的读出已经完成。所以在此情况中只进行对于MPEG解码器31的输出。在“记录2”中完成存储器的存取。
直到记录被开始，才对记录缓存器22a进行存取。该记录缓存器22a等待存取(“再生1”和“再生2”)。
随后，开关SW1的选择件d接到可选择接端b，从视频信号A/D转换器18输出的视频信号经过输入端36输出到MPEG编码器21，从MPEG编码器21传递编码的数据并且同时开始对于记录缓存器22a的写入，如在“记录/再生1”中所示。数据被累加到记录缓存器22a中到一定程度。
当开始对于光盘驱动器1的光盘1a的写入时，提供和消耗的数据量是彼此相同的，以便使得存储器的容量将不改变(“记录/再生2、3、4”和“记录2”)。
在MPEG编码器21完成输出之后，光盘驱动器1完成了把在“记录3”中的所有在记录缓存器22a中的残存的数据写入到光盘1a中。
对光盘1a的写入在GOP3的118完成的原因是，必须加入的一个断开连接的标志因为GOP3中的B16和B17不能够从P17中预测。B16和B17能够通过读I18进行预测。
由于在图1中示出的视频信号记录器/再生器采用的是集成缓存器22，所以能够实现MPEG模式的编辑而没有上溢和下溢。
注意到图1中的视频信号记录器/再生器可以被构型为图11的形式。就是说，集成缓存器22可以被提供在视频信号频带压缩器21和视频信号频带扩展器31处，而不是在总线7处。
前面提到的本发明的实施例是一个用于视频信号记录/再现的视频信号记录器/再生器。但是，本发明也适用于在图12到14示出的视频和音频信号的记录器/再生器。
视频和音频信号的记录器/再生器描述如下，作为本发明的第二个实施例。
如图12中所示，该视频和音频信号记录器/再生器包括记录系统110和记录缓存器160，用于经过输入端80和90把提供的视频和音频信号记录到作为记录介质的实例的光盘驱动器100；以及再生缓存器170和再生系统200，再生由图2中所示的光盘驱动器100记录在光盘1a上的视频和音频信号。
该视频和音频信号记录器/再生器还包括一个光盘/光头控制器101控制在光盘驱动器100中的光盘1a的旋转速度并且控制一个光头辐射激光束到光盘1a来写入和读出视频和音频信号；一个记录控制信号输入单元102，经过一个人为接口(没示出)输入一个控制信号，在该控制信号的控制下将视频和音频信号记录到光盘1a；一个再生控制信号输入单元103，经过该人为接口，输入一个控制信号，在该控制信号的控制下从光盘1a再生出视频和音频信号；和一个系统控制器104，分别根据从记录控制信号输入单元102和再生控制信号输入单元103分别输入的记录和再生控制信号控制记录和再生系统及控制器。
上述的视频和音频信号记录器/再生器的基本功能描述如下。
首先描述装置的记录操作。视频和音频信号分别地经过输入端80和90提供到记录系统110，以预定的方式作分别的处理并且送到记录缓存器160。该记录缓存器160把该视频和音频信号分别按比例地送到光盘驱动器100以便使信号的读写之间均衡。在光盘驱动器100中，视频和音频信号记录到光盘1a，同时光盘1a的旋转和激光头移动的伺服控制是由光盘/光头控制器101所控制。
下面将描述记录过程。即，在控制单元(没示出)处，当用户按下记录按键进行记录模式的选择时，该记录控制信号输入单元102产生记录控制信号，经过人控界面传输到系统控制器104，再对记录和再生系统和控制器轮流发出对应于该记录控制信号的指令。
随后，再生操作如下。就是说，当选择再生模式时，伺服系统和激光头的移动受在光盘驱动器100中的光盘/光头控制器101的控制，并将再生信号传递到再生缓存器170。该再生缓存器107将按照信号的写入和读出的关系的比例把信号输出到再生系统200。该再生系统200按照预定的方式对于再生信号进行处理，以便分别提供送到输出端250和260的视频信号和音频信号。
下面描述再生过程。当用户按下再生按键选择再生模式时，再生控制信号输入单元103产生一个再生控制信号，经过人工控制界面传送到系统控制器104，再对于记录和再生系统和控制器轮流发出对应于该再生控制信号的指令。
而且，在视频信号和音频信号记录/再生器中，记录缓存器160和再生缓存器170也是被集成到集成缓存器150中。
通常，记录缓存器和再生缓存器是彼此独立地提供。所以，例如为了改进再生响应，必须附加专用于再生的缓存器。但是根据本发明，包含在信号记录器/再生器中的集成缓存器150能够简化该存储器的控制模式和硬件的构型，当在进行记录时分配用于记录系统的再生缓存器170，或者当在进行再生时分配记录缓存器160。因此，能够以改进的响应的方式实现再生而不添加任何用于再生的缓存器。
而且，在根据本发明的视频和音频信号的记录器/再生器中，当从在光盘驱动器100中的光盘1a再生出的信号被编辑时，能够通过把信号从再生系统200返回到记录系统110而实现把该已经编辑的信号记录到在光盘驱动器100中的光盘1a上。
另一方面，为了在光盘驱动器100中的光盘1a上具体地重新排列再生的信号而不对于信号进行编辑，该信号经过记录缓存器160记录到光盘驱动器1中。
在前面的描述中，已经描述了彼此独立实现的记录和再生。对于同时进行的记录和再生来说，对于在光盘驱动器100中的光盘1a上的信号的读出和写入是以时间共享的方式实现的。在时间共享的方式中的同时的记录和再生所导致的数据的中断能够由集成缓存器150所补偿。这一点在下面描述。
图13示出记录系统110的详细构成。如图所示，记录系统110包括为了进行记录而处理视频信号的视频信号记录系统111；和为了进行记录而处理音频信号的音频信号记录系统123。
首先说明视频信号记录系统111。在输入端81、82和83接收的输入视频信号，在分别由视频信号处理器112、摄象机信号处理器113和调谐器信号处理器(视频)144进行处理后分别送到视频信号选择器115。
在系统控制器104的控制下该视频信号选择器115选择所希望的输入视频信号之一。根据用户经过一个用户接口(没示出)输入的命令，系统控制器104提供来自记录控制信号输入单元102的一个记录控制信号。由视频信号选择器115选择的所希望的视频信号被提供到视频信号A/D转换器116。
视频信号A/D转换器116把输入的所希望的视频信号转换成数字信号并提供到视频信号控制器117。
与视频信号选择器115相似，在来自系统控制器104的反映用户输入的命令的控制命令的控制下，视频信号控制器117从来自A/D转换器116的信号、从输入端84输入的数字视频信号和从输入端85经过一个DV模式扩展器118输入的一个DV输入中选择之一，并将其送到视频信号频带压缩器119。应该指出，DV输入表示根据家用数字视频摄象机的标准输入的视频摄象机信号，该DV输入信号由DV模式扩展器118所转换，以便适于使用在根据本发明的记录器/再生器中，并且随后提供到视频信号控制器117。
当记录系统110编辑或处理来自再生系统200的视频信号时，视频信号控制器117经过输入终端87得到再生的视频信号。
视频信号频带压缩器119对来自视频信号控制器117的MPEG或JPEG模式的再生的视频信号进行频带压缩，并且将其送到视频信号选择器120。
该视频信号选择器120对调压缩的数字视频信号，例如从输入端86经过压缩模式转换器121输入的数字卫星广播/数字TV广播信号和从视频信号频带压缩器119来的视频信号。
应该注意，输入的压缩数字信号可以是来自计算机等的数据。如果输入的压缩的数字信号不与采用在根据本发明的记录器/再生器中的记录方法相匹配，则已压缩的输入压缩数据的模式由压缩模式转换器121转换成一种适当的模式。
由视频信号选择器120选择的视频信号被送到用于视频系统的形成记录缓存器160的一个视频存储器。正比于涉及到在光盘驱动器100中的光盘1a的写入和读出的视频信号之间的关系，视频系统缓存器161把视频信号提供到记录信号处理器105。
随后描述音频信号记录系统123。分别在输入端91、92和93输入的输入音频信号、话筒信号和天线信号由音频信号处理系统124、话筒输入语音处理器125和调谐器信号处理器(音频)114分别处理，并送到音频信号选择器126。
在系统控制器104的控制下，音频信号选择器126选择所希望的输入的音频信号之一。根据由用户通过一个用户接口(没示出)输入的命令，系统控制器104被提供有来自记录控制信号输入单元102的一个记录控制信号。由音频信号选择器126选择的所希望的音频信号被提供到音频信号A/D转换器127。
该音频信号A/D转换器127把所希望的音频信号转换成一个数字信号并且送到音频信号选择器128。
与音频信号选择器126相似，音频信号选择器128在反映用户的输入命令的系统控制器104的控制下选择来自音频信号A/D转换器127的数字音频信号、来自输入端93的输入数字音频信号和经过DV模式扩展器118从输入端85提供的DV输入中之一，并且将其送到音频信号处理系统129。
当记录系统110编辑或处理来自再生系统200的一个再生音频信号时，该音频信号选择器128经过输入端94而被提供再生的音频信号。
如图所示，音频信号处理器129包括一个用于音频系统的缓存器130和一个衰减器131。当拼接是对时基方向上不连续的输入数字音频信号进行时，音频信号处理系统129调节对应于在所要被彼此拼接的音频信号之间的幅度电平中的差异的拼接点邻近处的音频电平。当在所要彼此拼接的输入数字音频信号之间的幅度电平差异不大于一个预定的值时，该衰减器131将不提供任何衰减。而当该差异大于预定值时，该衰减器131进行一个衰减。这一衰减包括在该拼接点之前的信号部分的音频电平的渐弱和在该拼接点之后的信号部分的音频电平的渐强。幅度电平的差由系统控制器104所检测。而且，系统控制器104将使得衰减器131实现一个衰减，或不与上述的幅度电平差相关。该音频信号处理系统129使得在再生期间在拼接点产生的不舒适的噪声被抑止。
从音频信号处理系统129输出的数字音频信号被提供到频带压缩器132，其对于按照MPEG音频或AC-3模式的信号进行频带压缩，并且把压缩的信号送到音频信号选择器133。
该音频信号选择器133对调压缩的输入数字信号，例如经过压缩模式转换器121从输入端86输入的数字卫星广播/数字TV广播信号和从频带压缩器132来的音频信号。
如果输入的压缩数字信号不与采用在根据本发明的记录器/再生器中使用的方法相匹配，则由压缩模式转换器121把其中已经被压缩的数字数据输入信号的模式转换成一个适当的模式。
由音频信号选择器133选择的信号被送到形成记录缓存器160的一个音频系统缓存器162中。在存储器控制器164的控制下，整个记录缓存器160调节信号分别从视频信号选择器120和音频信号选择器133送到视频系统缓存器161和音频系统缓存器162信号的时间的长度，同时对于信号(例如在MPEG系统中的节目数据流和传输数据流)进行多路。对于进行多路所需的开头信息(时间信息和数据流信息等)是从系统控制器104提供。
多路复用的信号按比例提供到记录信号处理器105，相对于记录缓存器160的读出和写入进行均衡而不引起记录缓存器160的上溢和下溢。
为了把记录的数据写入到在光盘驱动器100中的光盘1a，记录信号处理器105通过数据的重新放置、纠错码的添加或根据记录模式的EFM调制而处理数据。在光盘驱动器100中，伺服系统和激光头的移动等等都由光盘/光头控制器101所控制，如同在前面所描述的那样，以便在给定位置记录数据。
除去视频系统缓存器161和音频系统缓存器162之外，记录缓存器160包括一个重置缓存器163，不仅是用于对再生系统200所再生的视频和音频信号的编辑，而且用于信号的重置，以便将信号记录到在光盘驱动器100中的光盘1a。
图14中示出了该再生系统200的详细的构成。如图所示，再生系统200包括一个视频信号再生系统201，用于处理为了进行再生而从在光盘驱动器100中的光盘1a读出的视频信号，和一个音频信号再生系统220，用于处理为了进行再生而从光盘1a读出的音频信号。
光盘/光头控制器101控制光盘的旋转和寻迹及其聚焦的伺服控制。由激光头读出的数据被送到再生信号处理器106。
通过EFM解调、数据的重置、把纠错码添加到再生格式，该再生信号处理器106对数据进行处理，并且把再生的数据经过数据总线提供到再生缓存器170。
再生缓存器170和记录缓存器160相集成，形成集成缓存器150。
更具体地说，使用的再生缓存器170包括压缩模式转换缓存器171，当读出的数据是压缩数据时，用于转换其压缩模式；视频系统1缓存器172；视频系统2缓存器173；音频系统1缓存器174；音频系统2缓存器175和相似于包括在记录缓存器160中的重置缓存器163的重置缓存器176。包括这些缓存器的再生缓存器170受控于存储器控制器164。
在存储器控制器164的控制下，来自再生信号处理器106的再生数据存储在再生缓存器170中。随后经过激光头的解析、解多路，并分布到缓存器的每一个当中。
为了对于光盘驱动器100中的光盘1a中记录的两个分离的文件的两个通道上同时地再生，例如在CH1上的图像被送到视频系统1缓存器172而同时将CH1上的声音送到音频系统1缓存器174，而在CH2上的图像被送到视频系统2缓存器173而同时将CH2上的声音送到音频系统2缓存器175。
涉及到再生缓存器170的读出和写入之间的平衡是由系统控制器104和存储器控制器164所控制，以便防止再生缓存器170的上溢和下溢的出现，而且根据包括在开头中的时间信息调节图像和伴音之间的定时。来自视频系统1缓存器172的视频信号送到视频信号频带扩展器202，同时来自视频系统2缓存器173的视频信号送到视频信号频带扩展器203。
该视频信号频带扩展器202和视频信号频带扩展器203扩展各自的MPEG或JPEG模式视频输入信号并将扩展的视频信号提供到一个视频信号选择器/合成器204。
根据用户的设置，以经过再生控制信号输入单元103提供的信息为基础，视频信号选择器/合成器204由系统控制器104所控制，以便选择/合成来自视频信号频带扩展器202和视频信号频带扩展器203的视频信息，并经过D/A转换器205、DV模式转换器206和输出端207把选择的/合成的视频信号送到记录系统110。而且，经过输出端208把该视频信号作为数字信号来传递。
视频信号D/A转换器205把该数字视频信号从数字转换成模拟。来自转换器的模拟信号送到视频信号输出单元209，经过色度转换，随后在输出端210作为视频信号1输出。
另一方面，DV模式压缩器206把来自视频信号选择器/合成器204的已处理信号的模式转换成DV模式并将该信号在输出端211作为DV输出信号传递。而且，从视频信号选择器/合成器204提供到输出端207的已处理的信号被从记录系统110的输出端87提供到视频信号控制器117，在此作编辑处理。
为了同时地经过两个通道传递视频信号，来自视频信号频带扩展器203的视频信号被提供到视频信号D/A转换器212，转换成模拟视频信号。该模拟视频信号经过一个视频信号输出转换器213在输出端214作为一个视频信号输出2传递。
另一方面，在音频信号再生系统220中的音频信号频带扩展器221和222通过MPEG或AC-3模式扩展来处理各自的输入音频信号(对于线性的PCM不作扩展)，并将扩展的信号送到音频信号选择器/合成器223。
根据用户的设置，以经过再生控制信号输入单元103提供的信息为基础，音频信号选择器/合成器223由系统控制器104所控制，以便选择/合成来自音频信号频带扩展器221和222的音频信号信息，并把选择的/合成的音频信号提供到音频信号处理器224。
音频信号处理器224包括音频系统缓存器225和衰减器226。当拼接在时基方向不连续的输入的数字音频信号时，该音频信号处理器224调节对应于在彼此被拼接的音频信号之间的幅度电平差的拼接点邻近的音频信号电平。当在所要被拼接的输入数字音频信号之间的幅度电平差不大于预定的值时，衰减器226将不提供任何衰减，而当该差值大于预定的值时，衰减器226经进行衰减。这一衰减包括在该拼接点之前的信号部分的音频电平的渐弱和在该拼接点之后的信号部分的音频电平的渐强。幅度电平的差由系统控制器104所检测。而且，系统控制器104将使得衰减器226实现一个衰减或不与上述的幅度电平差相关。该音频信号处理器224使得在再生期间在拼接点产生的不舒适的噪声被抑止。
从音频信号处理器224输出的数字音频信号被提供到DV模式压缩器206。而且，经过记录系统110的输入端94，该信号被送到音频信号选择器128，并且在输出端228作为数字音频信号输出。而且，该信号还提供到音频信号D/A转换器229。
该音频信号D/A转换器229以D/A转换处理来自音频信号处理器224的数字音频信号。来自该音频信号D/A转换器229的模拟信号送到音频信号处理系统230，对其进行各种处理并在输出端231输出。
为了同时地在两个通道上传递音频信号，来自音频信号频带扩展器222的音频信号送到一个音频信号D/A转换器232，转换成一个模拟音频信号。该模拟音频信号在音频信号输出处理器233经受各种处理并在输出端234传递。
视频和音频信号具有经压缩模式转换缓存器171由压缩模式转换器215转换的压缩模式，并在输出端216作为压缩的数字输出信号传递到一个具有视频/音频扩展器的设备(例如一个数字视频广播发射机，数字电视接收机)。该输出可以被接到计算机之类的装置。
当前述的视频信号记录器/再生器或视频和音频信号记录器/再生器重复地执行记录和再生时，节目将可能在光盘1a上分段，导致难于实现无缝隙的信号再生。如果节目被进一步地分段，则可能出现信号无法被再生的情况出现。
但是，上述的问题可用通过在图15中示出的节目的重新排列而解决。更具体地说，分段节目1的段落A、B、C、D被读出并在集成缓存器22中彼此连接，以便连续地把它们记录成如图16中所示。
由于记录/再生区域被集成在一起，上述的分段能够仅通过在集成缓存器22中移动这些分段或移动指针来消除。
根据本发明，可以简化硬件的构型，并且通过集成记录和再生缓存器为一体而减小存储器的上溢和下溢。
而且存储器的上溢和下溢在编辑中也被抑止。
权利要求
1.一种把信号记录到一个记录介质并且在该记录介质中再生出一个信号的信号记录器/再生器，它包括集成的存储器装置，具有分别地用于记录系统和再生系统的分离的存储器区域；控制装置，用于把记录在所述记录介质上的程序数据的分散的分段读取到用于再生的所述的存储器区域，在用于记录的所述的存储器区域中，以所述程序数据的原始的次序来连接所述的分段。
2.根据权利要求1的所述装置，其中，所述的控制装置以所述程序数据的原始的次序，把所述的分段从用于再生的所述的存储器区域传送到用于记录的所述的存储器区域。
3.根据权利要求1的所述装置，其中，所述的控制装置以移动所述信号的指针的方式，把所述分段传送到用于记录的存储器区域。
4.根据权利要求1的所述装置，其中，所述的控制装置还控制所述的集成的存储器装置，以便在该装置处在记录模式中时、把所述的存储器区域仅仅使用于记录系统，而在该装置处在再生模式中时、把所述的存储器区域仅仅用于再生系统。
5.一种把信号记录到一个记录介质并且在该记录介质中再生出一个信号的信号记录/再生方法，它包括如下步骤把记录在所述记录介质上的程序数据的分散的分段读取到一个用于再生的存储器区域；以及在一个用于记录的存储器区域中，以所述程序数据的原始的次序来连接所述的分段，其中，所述的用于再生的存储器区域、和用于记录的存储器区域分离地包含在一个集成的存储器装置中。
6.根据权利要求5的所述方法，其中，以所述程序数据的原始的次序，把所述的分段从用于再生的所述的存储器区域传送到用于记录的所述的存储器区域。
7.根据权利要求5的所述方法，其中，以移动所述信号的指针的方式，把所述分段传送到用于记录的存储器区域。
8.根据权利要求5的所述方法，其中，控制所述的集成的存储器装置，以便在该装置处在记录模式中时、把所述的存储器区域仅仅使用于记录系统，而在该装置处在再生模式中时、把所述的存储器区域仅仅用于再生系统。
全文摘要
信号的记录器/再生器包括集成的缓存器22，具有用于记录系统的存储器区域和用于再生系统的存储器区域，这些存储器的区域的分配是可变的；一个系统控制器5根据用户通过记录控制信号输入单元2，或再生控制信号输入单元4指定的记录或再生，控制在集成缓存器22中的存储器区域的分配。
文档编号G11B20/00GK1484221SQ0314869
公开日2004年3月24日 申请日期1998年9月30日 优先权日1997年9月30日
发明者太田正志, 高桥孝夫, 秋叶俊哉, 富田真巳, 滨田敏道, 水藤太郎, 宫田胜成, 长德弘一, 一, 哉, 夫, 巳, 成, 道, 郎 申请人:索尼公司