专利名称：视频设备,尤其是录像机,及用于该视频设备的方法
技术领域：
本发明涉及视频设备，尤其是录像机，以及涉及用于所述视频设备的方法。
视频设备是含有处理视频信号的电路的设备。在这样的设备中，录像机是将视频信号记录在介质上的设备。
例如美国专利第5504632号和欧洲专利申请第0671855号公开的，对录像机的公知解决方案具有如
图1所示的一般结构。来自模拟源2的视频信号(例如，CVBS)发送到模拟记录和再现单元4和数字记录和再现单元6两者。
根据给定的模拟标准，即无需数字化，譬如根据VHS或S-VHS格式，模拟记录和再现单元4可以将来自模拟源2的视频信号记录在磁带上。
根据给定的数字标准，譬如根据D-VHS，数字记录和再现单元6可以将来自模拟源2的视频信号记录在磁带上。数字记录和再现单元6通常包括数字化来自模拟源2的模拟信号的模拟-数字变换器和一些将数字化信号变换成要记录在磁带上的位流的装置。
VCR还包括微处理器(图1中未示出)，通过该微处理器用户可以选择两个单元4、6中他想要在记录模式下使用的那一个(在模拟与数字记录之间选择)。VCR还包括检测装置(未示出)，在再现记录带期间检测在记录带上的信号的类型，以便选择模拟记录和再现单元4或数字记录和再现单元6。关于这样的检测装置的解决方案描述在例如欧洲专利申请第0671855号中。
依照检测装置的输出，微处理器将控制监视器转换器8，以便将显示器10(在其上观看记录的视频信号)与模拟记录和再现单元4或数字记录和再现单元6相连接。
由于模拟信号的数字化只用于在根据象D-VHS那样的数字标准记录所述模拟信号的时候，因此，使用这样视频设备的可能性受到限制。
本发明的目的在于扩大实现数字化的电路的使用范围，以便在视频设备中充分利用它。
为此目的，本发明提出了一种视频设备，包括第一电路，用于在第一输出端上产生第一基带模拟视频信号；第二电路，至少可与第一输出端相连接，用于数字化第一基带模拟视频信号，并处理和在第二输出端上输出相应的数字流；其中该第二输出端至少可与第三电路相连接，该第三电路根据数字流在第三输出端上产生第二基带模拟视频信号。
表达方式“至少可与…相连接”是指可与…相连接或已与…相连接。
本发明还提出了如下特征多路复用器插在第二电路与第三电路之间，使第二电路与第三电路之间直接相连接；多路复用器与数字源和与介质接口相连接，使第三电路和介质接口独立地与第二电路和数字源相连接；多路复用器包括第一转换器，带有与第二电路相连接的输入端、与数字源相连接的输入端和与介质接口相连接的输出端；和第二转换器，带有与第二电路相连接的输入端、与数字源相连接的输入端、与介质接口相连接的输入端和与第三电路相连接的输出端。
第一转换器的输入端和第二转换器的输入端通过变码器与数字视频源相连接；第一电路是模拟记录和再现单元；第二电路和第三电路是数字记录和再现单元的一部分，和路径转换器使第二电路有选择地与模拟记录和再现单元或与模拟源相连接；数字转换器使第二电路与第三电路之间直接连接；第二电路是视频解码器，和第三电路是视频编码器；第二电路是与MPEG编码器串联的视频解码器，和第三电路是与视频编码器串联的MPEG解码器；第三输出端可连接到模拟记录和再现单元的输入端；第二电路和第三电路是数字记录和再现单元的一部分，和路径转换器使第三输出端或第一输出端有选择地与模拟记录和再现单元的输入端相连接；转换器使第二电路与第三电路直接连接；第一模拟视频信号是CVBS信号，第三模拟视频信号是S-Video(S-视频)信号，和模拟记录和再现单元是S-VHS模拟单元；
第一路径转换器和第二路径转换器有选择地将第三输出端或S-Video连接器与S-VHS模拟单元的输入端相连接。
本发明还提出了如下用于视频设备的方法根据模拟标准再现记录在磁带上的视频信号的方法，包括通过数字单元处理视频信号的步骤；根据模拟标准在磁带上记录视频信号的方法，包括通过数字单元处理视频信号的步骤；包括从其内容可以由用户改变的录像机的存储器中读取信号处理参数的步骤的方法；控制视频设备的微处理器的方法，其中第一基带模拟视频信号是根据第一规范实现的，包括下列步骤向所述第三电路发出指令，根据不同于所述第一规范的第二规范产生第二基带模拟视频信号；控制视频设备的微处理器的方法，包括下列步骤向屏幕显示处理器发出指令，显示菜单；等待来自用户的信息；在存储器中存储所述信息；将所述信息发送到第二电路或第三电路，作为信号处理的参数；控制视频设备的微处理器的方法，包括下列步骤向屏幕显示处理器发出指令，显示菜单；等待来自用户的信息；在存储器中存储所述信息；依照所述信息控制路径转换器。
本发明还提出了一种盒式磁带录像机，带有模拟记录和再现单元，含有用于第一基带模拟视频信号的输出端；数字记录和再现单元，含有用于第二基带模拟视频信号的输入端；和数字处理装置，在所述数字单元的输出端上产生第三基带模拟视频信号；路径转换器，使模拟单元的输出端与数字单元的输入端相连接；和控制盒式磁带录像机的方法，包括下列步骤向数字处理装置发出指令，产生静止图像；本发明还提出该方法包括下列逐次步骤
向数字处理装置发出指令，产生静止图像；向磁鼓单元发出指令，停止磁带运动。
感兴趣的特征还有盒式磁带录像机包括微处理器，向数字处理装置发出指令产生静止图像的步骤直接发生在微处理器接收到暂停信号的时候；盒式磁带录像机还包括监视器转换器，有选择地将模拟单元的输出端或数字单元的输出端与可与显示器相连接的监视器转换器的输出端相连接，和该方法还包括当微处理器接收到暂停信号时向监视器转换器发出指令将数字单元的输出端与监视器转换器的输出端相连接的步骤；盒式磁带录像机包括微处理器，数字处理装置包括视频编码器，和向数字处理装置发出指令产生静止图像的步骤是通过微处理器向视频编码器发出指令实现的。
盒式磁带录像机包括微处理器，数字处理装置包括MPEG解码器，和向数字处理装置发出指令产生静止图像的步骤是通过微处理器向MPEB解码器发出指令实现的。
盒式磁带录像机包括微处理器和监视器转换器，有选择地将模拟单元的输出端或数字单元的输出端与监视器转换器可与显示器相连接的输出端相连接，和该方法还包括当微处理器接收到搜索信号时向监视器转换器发出指令将模拟单元的输出端与监视器转换器的输出端相连接的步骤；这些特征使得当暂停根据模拟隔行扫描格式(VHS或S-VHS)记录的磁带的视频再现时获得全分辨率的图像，并且不危及其它特技模式(向前搜索、向后搜索)的质量。
现在结合附图描述本发明的实施例，在附图中图1是已经说明过的、在现有技术视频设备中的信号处理的一般结构；图2a表示本发明的第一实施例；图2b是图2a的多路复用器的详细表示；图2c表示第一实施例的变型；图2d表示关于图2c的解决方案的另一种可能性；图3a表示本发明的第二实施例；图3b表示第二实施例的更详细结构；图4a表示第二实施例的变型；
图4b表示允许用户输入他的指令的第一屏幕；图4c表示允许用户输入他的指令的第二屏幕；图4d表示使用户的指令得以输入和实现的主要部件；图5表示第二实施例的一些部件；图6a表示根据VHS标准记录的磁带；图6b示意性地表示从VHS磁带读取的图像的前一半；图6c示意性地表示从VHS磁带读取的图像的后一半；图6d示意性地表示图6b的图像；图6e表示在传统模拟VCR中，在暂停模式下图6b的图像；图6f示意性地表示在根据本发明的VCR中，在暂停模式下图6b的图像；图7表示本发明的第三实施例；图8描述第三实施例的具体应用；图9表示本发明的第四实施例。
本发明的第一实施例表示在图2a中。
主要部件表示在图2a中的数字录像机包括模拟源112和数字源114。模拟源112通常是模拟调谐器，通过与解调器组合的天线接收来自远程发送器的模拟视频信号，模拟源112还可以是例如传统模拟VCR的输出端。模拟源112产生基带模拟视频信号。
数字源114可以是数字调谐器，从天线或电缆链路接收例如根据MPEG-Ⅱ格式数字编码进行发送的视频信号。这种类型的数字编码信号(或数字流)已经广泛应用于从卫星接收的视频信号，并在将来甚至应该应用于地面通信(新HDTV标准)。数字源114的另一个例子是硬盘驱动器(HDD)。
数字编码器116从模拟源112接收模拟信号，并输出例如根据MPEG-Ⅱ格式编码的数字流。由数字编码器116实现的主要步骤是将模拟信号变换成数字信号(尤其通过对模拟信号进行取样)，处理数字信号(尤其将亮度与色度分离，然后将在模拟信号中通常混合在一起的色度成分分开，以获得所谓的YUV信号)，和根据给定格式编码(和可能压缩)数字信号。
来自数字源114和来自数字编码器116的数字流根据同一格式编码，这种格式可以是例如广泛使用的MPEG-Ⅱ格式。一方面的数字编码器116和另一方面的数字源114与多路复用器118的两个不同输入端相连接。
多路复用器118也通过双向链路与介质接口120相连接。介质接口120能够将编码数字流变换成位流，记录在介质上。例如，在数字VCR中，介质接口120包括携带磁头的磁鼓，以便根据D-VHS格式将位流记录在磁带上。反之，介质接口120可以从预先记录的介质读取位流，将其变换成按照象MPEG-Ⅱ那样的特定格式编码的数字流，并在双向链路上输出数字流。
多路复用器118的输出连接到数字解码器122。数字解码器122能够将编码数字流(例如MPEG-Ⅱ流)变换成要上显示器125上显示的模拟信号。此变换的主要步骤是将编码数字流(例如，MPEG-Ⅱ)解码成非编码(因此非压缩)数字信号(例如，YUV信号)，然后生成模拟信号(数字-模拟变换)。从数字解码器122输出的模拟信号可以是，例如，CVBS型的、S-Video型的或RGB型的，并且传送到显示器125，例如电视机。
其结构下面将要细述的多路复用器118允许独立地记录和显示来自模拟源112和数字源114的任何视频信号。当然，也允许显示预先记录的视频信号。
正如可从图2b看出的，和已经说明的那样，多路复用器118具有两个分开的输入端123、124，每一个都接收编码数字视频流。输入端123连接到数字编码器116的输出端，输入端124连接到数字源114的输出端。多路复用器118具有与数字解码器122相连接的输出端128。多路复用器118还通过双向链路在点126与介质接口120相连接。
多路复用器118包括第一转换器130和第二转换器132。第一转换器130使点126有选择地与输入端123或输入端124相连接。因此，第一转换器130允许选择哪一个视频信号(在来自模拟源112的视频信号和来自数字源114的视频信号中)应该传送到介质接口120进行记录。
第二转换器132使输出端128有选择地与输入端123、输入端124或点126相连接。因此，第二转换器132允许从来自模拟源112的视频信号和来自数字源114的视频信号中，与这些信号的一个的可能记录无关地选择哪一个视频信号要在解码器122中解码和显示在显示器125上。第二转换器132还允许显示在重放期间从介质接口120读取的预先记录的信号(点126)。
现在给出如何使用上述结构的例子。
如果用户想要记录来自模拟源112的视频信号，那么第一转换器130就将输入端123与点126相连接。来自模拟源112的模拟信号由数字编码器116进行数字编码(和压缩)，然后通过输入端123、转换器130和点126发送到介质接口120记录在介质上。
这样，用户将能够选择观看同时记录的来自模拟源112的视频信号，或者观看来自数字源114的视频信号(而来自模拟源112的视频信号按如上所说明的那样被数字记录)。如果他选择观看来自数字源114的视频信号，第二转换器132将输出端128与输入端124相连接。因此，来自数字源114的视频信号通过数字解码器122传送到显示器125。
第一实施例的一种变型表示在图2c中。这种变型中与第一实施例相同的那些部件(图2a和2b)具有相同的标号，在此再次略去不述。
图2c的解决方案使用了另一种源134，这里是数字视频源，例如通过IEEE(国际电子电气工程师学会)1394链路连接的、根据DV标准的数字可携式摄录一体机。录像机包括变码器136，它允许利用与数字源114和编码器116相同的标准，通常是MPEG-Ⅱ，将来自数字视频源134(DV标准)的数字信号变换成数字流。
多路复用器118具有与变码器136相连接的输入端142。多路复用器118包括第一转换器138，与图2b带有多于一个通过输入端142与变码器136相连接的输入端的转换器130类似；和第二转换器140，与图2b带有多于一个通过输入端142与变码器136相连接的输入端的转换器132类似。
图2c的录像机与图2b的录像机相类似地操作，具有从3个源中而不是从2个源中选择的可能性，并且仍然记录一个源和在显示器125上监视另一个。
本发明的解决方案因此是非常灵活的，它应用于任何数目的源，只要转换器130,132的输入端的数目适配，并假定将每一源变换为公共数字流标准。
另一种可能性表示在图2d中。与图2c的解决方案相比，点126和输出端128与记录转换器150两个相应输入端相连接。记录转换器150具有例如通过也用于与点142连接的双向链路与变码器136相连接的输出端。
记录转换器150允许选择哪一个视频信号要记录在数字视频源134上(当记录可能时，就象可携式摄录机那样)，是来自120的视频信号(从磁带再现的视频信号)，还是为显示用而传送的视频信号(模拟源或数字源)。多亏了记录转换器150的保证，甚至当在数字视频源134上记录时，以前的优点也可以得以保持。
本发明的第二实施例表示在图3a中。
在本实施例中，盒式磁带录像机(VCR)包括两个主要处理部分模拟记录和再现单元14(在短模拟单元中)和数字记录和再现单元16(在短数字单元中)，下面将作更详细描述。
模拟源12(例如，调谐器和解调器)产生基带复合视频信号(CVBS)，它是模拟信号。来自源12的视频信号一方面发送到模拟单元14，另一方面发送到转换器22(从现在开始称为路径转换器)。在第一位置，路径转换器22使模拟源12与数字单元16的输入端相连接，以便数字记录来自模拟源12的模拟信号。
数字单元16的输出端和模拟单元14的输出端两者都连接到监视器转换器18，以便选择来自数字单元16和来自模拟单元14的信号的哪一个将传送到显示器20进行观看。
模拟单元14的输入端还与路径转换器22相连接，它使模拟单元14的输出端与数字单元16的输入端相连接。这样，当重放(即再现)模拟记录的磁带(VHS格式)时，用户可以在如下两种可能性之间选择借助于监视器转换器18，将模拟单元14的输出端与显示器20相连接，从而以传统方式再现VHS磁带；借助于路径转换器22，将模拟单元14的输出端与数字单元16的输入端相连接，借助于监视器转换器18，将数字单元16的输出端与显示器20相连接，从而使来自VHS磁带的模拟信号通过数字单元16，在那里可以利用数字电路的所有优点，下面给出一些例子。
选择(例如通过菜单)是通过微处理器26(图3b)实现的，微处理器26存储用户的愿望，并相应地控制路径转换器22和监视器转换器18。下面描述这种处理的例子。
数字单元16的各个部分表示在图3b中。磁鼓单元24主要包括携带在磁带上记录或再现磁信号的磁头的磁鼓，该磁鼓单元24通过双向链路与位流处理器32相连接。磁鼓单元24和位流处理器32一起实现了介质接口。可以注意到，由于此磁鼓单元24用于根据模拟和数字标准记录和读取信号，因此，磁鼓单元24也与模拟单元14相连接。
位流处理器32是使根据MPEG-Ⅱ格式压缩的由字节组成的视频信号变换成位流和反过来变换的电路。应该指出，即使在实际电路上链路会由许多电线组成，但在图中，为了简洁起见，电路之间的链路由简单的线段表示，例如以定义字节。类似地，在本应用中，视频信号可以由许多电信号(象S-Video信号，或RGB信号)组成。
数字单元16包括从路径转换器22接收模拟信号的视频解码器28，如下所述，该模拟信号可以是来自模拟源12的模拟信号，或者是来自模拟单元14的输出端的模拟信号。合适的视频解码器有Philips SAA7114 IC。视频解码器28主要实现模拟-数字变换，并且当从路径转换器22接收CVBS信号时，实现亮度/色度分离(从而获得Y、C信号)。视频解码器28还实现两个色度成分U和V的分离。CVBS输入信号可以是NTSC型的、PAL型的或SECAM型的；公知的视频解码器，譬如SAA7114，可以处理这些规范的任何一种。
视频解码器28输出数字流，更精确地说，以4∶2∶2输出8-位字节流，即4字节用于亮度信息(Y),2字节用于第一色度成分(U)和2字节用于第二色度成分(V)。
视频解码器28包括滤波器，一些滤波器用于上述的信号分离(例如，梳形滤波器用于亮度/色度分离)，其它滤波器允许进行视频信号处理，例如，色度饱和控制或亮度对比和辉度控制。滤波器是自适应的，这意味着它们的参数由微处理器26通过串行I2-C总线(用虚线表示)控制。
美国专利第5621478号给出了带有自适应滤波器的视频解码器的另一个例子。
视频解码器28的4∶2∶2输出通过旁路传送到MPEG编码器30和数字转换器38。MPEG编码器30(更精确地说是MPEG Ⅱ编码器)提供了从4∶2∶2数字流到MPEG数字流的变换，然后将其传送到位流处理器32。接着将相应的位流传送到磁鼓单元24根据数字标准记录在磁带上。
位流处理器32也与MPEG解码器34相连接，MPEG解码器34将来自位流处理器32的、与从磁带上读取的数据相对应的MPEG Ⅱ数据流变换成4∶2∶2数字流。然后将此4∶2∶2数字流输出到数字转换器38。
数字转换器38允许选择哪一个数字流将被编码成模拟信号，即，哪一个数字流将传送到视频编码器36，是来自视频解码器28的数字流还是来自MPEG解码器34的数字流。从视频编码器36输出的模拟信号传送到监视器转换器18进行如上所述的可能显示。
旁路使视频解码器28直接与视频编码器36相连接，因此不通过MPEG编码器/解码器，在那里信息会由于压缩而丢失。
数字单元36具有2种操作模式当读取数字记录的磁带(D-VHS)时，位流将通过位流处理器32,MPEG解码器34，和数字转换器38处在将信号前送到视频编码器36的位置上。
当读取模拟磁带(VHS)时，用户可以按如上所述选择将来自模拟单元14的模拟信号通过路径转换器22输入到视频解码器28。然后，数字转换器38使视频解码器28的4∶2∶2输出端与视频编码器36的输入端直接相连接；正如上面已经描述的那样，通过监视器转换器18的正确定位将输出的模拟信号发送到显示器。
在后一种模式中，模拟VHS信号然后通过配置在视频解码器28中的高质滤波器，从而使图像质量得到提高。此外，可以容易地对滤波器编程，例如，通过用户可以选择滤波器的主要参数的菜单，将相应信息传送到视频解码器28的微处理器26。
根据此第二实施例的VCR也可以用作多标准变换器。在这种操作模式下，由视频解码器28接收的视频信号根据PAL、SECAM和NTSC中的给定规范来实现。由于Y、U和V信号是彼此分开的，和由于这些规范(PAL、SECAM、NTSC)确定Y、U和V信号是如何混合在一起得到CVBS信号的，因此，在视频解码器28输出端上的4∶2∶2数字流与所使用的规范的类型无关。
4∶2∶2直接通过视频编码器36是有利的(通过数字转换器38的正确定位)。视频编码器可以根据可能与所述给定规范不同的任何一种规范(PAL、SECAM、NTSC)产生视频信号。因此，可以将来自模拟源12或来自模拟单元14的模拟信号变换成根据另一种规范的信号。变换的信号可以从VCR输出到显示器20或特定的连接器，用在另一个系统中。
图4a表示了第二实施例的变型，它具有与图3a所公开的相同的一般结构，但在其实施细节方面却与图3b不同。但是，与图3b相同的部件具有相同的标号，在此再次略去不述。
如同在图3a中，路径转换器22使数字单元16的输入端(更精确地说，视频解码器28的输入端)有选择地与模拟源12的输出端或与模拟单元14的输出端相连接。
视频解码器28与MPEG编码器30相连接以用于发送4∶2∶2数字流，然后，4∶2∶2数字流由MPEG编码器30变换成第一MPEG数字流。第一MPEG数字流从MPEG编码器30输出到多路复用器42。多路复用器42也从数字调谐器40接收第二MPEG数字流。
多路复用器42还与位流处理器32的输入端和输出端两者相连接。或者，多路复用器42与位流处理器32之间的连接可以通过双向链路实现(因为在位流处理器32中处理的数据每次只能往一个方向传输，不可以同时在磁带上读取和记录)。
多路复用器42具有与MPEG解码器34相连接的独立输出端，将多路复用器42选择的第三MPEG数字流变换成4∶2∶2数字流。MPEG解码器34的输出端然后与视频编码器相连接，以便从4∶2∶2数字流中生成可以显示的模拟视频信号。
与前面的实施例一样，视频编码器36的输出端与监视器转换器18相连接，使显示器20接收来自模拟单元14或来自数字单元16的信号。
多路复用器42有选择地使MPEG编码器30或数字源40与位流处理器32(用于记录)相连接，和有选择地使位流处理器32、MPEG编码器30或数字源40与MPEG解码器34(用于显示)相连接，现在参照图5作更详细描述。
多路复用器42主要包括两个转换器第一转换器44和第二转换器46。第一转换器44接收第一和第二MPEG数字流，选择这两个流的哪一个传送到位流处理器32，以便将其记录在磁带上。第二转换器46也接收第一和第二MPEG数字流，另外还接收从位流处理器32输出的MPEG数字流(即，在重放期间从磁带读取的信息)。第二转换器46选择它接收的MPEG数字流的哪一个传送到MPEG解码器34作为第三MPEG数字流，这个第三MPEG数字流代表要在显示器20上显示的图像。
第一和第二转换器44、46由微处理器根据用户的愿望来控制。多路复用器42不仅允许选择应该记录哪一个MPEG数字流或应该显示哪一个MPEG数字流，多路复用器42还允许同时记录第一和第二MPEG数字流的任何一个和显示第一和第二MPEG数字流的另一个。
因此，借助于第二转换器46，多路复用器42可以直接将MPEG编码器30与MPEG解码器34相连接。当定位路径转换器22以便将模拟信号从模拟单元14输入到视频解码器28和监视器转换器18将显示器20与视频编码器36相连接时，这是特别值得关注的。在这种情况下，从VHS磁带读取的模拟信号沿着如下路径传输路径转换器22、视频解码器28、MPEG编码器30、多路复用器42、MPEG解码器34、视频编码器36、监视器转换器18、显示器20。
下列集成电路可以使用Philips SAA7114作为视频解码器；NEC uPD61050作为MPEG Ⅱ编码器；Philips SAA6700H作为位流处理器；SGS-Thomson STI5500作为组合的MPEG Ⅱ解码器和视频编码器。
在各种编码器和解码器中，视频信号可以在来自微处理器的指令的控制下得到处理，尤其用于图像改善。例如，可以实现滤波和时基纠正(TBC)，尤其是导致更稳定的图像。录像机也可以根据这种变型用作多标准变换器。变换尤其可以发生在D-VHS记录和再现(重放)期间；关于这一点，一些指令可以从微处理器26传送到MPEG编码器30和解码器34。例如，来自模拟源12的PAL信号可以在视频解码器28中被解码成4∶2∶2数字流，并由MPEG编码器30编码成要照在D-VHS下那样记录的NTSC信号。
现在参照图4b至4d描述图4a的VCR遵循用户通过菜单输入的指令进行这样控制另一个例子。
在第一时段中，用户输入他有关VCR操作的偏爱。用户启动其信号由接收器58接收并前送到微处理器26的遥控器，因此，(a)改变要通过传统屏幕显示(OSD)处理器60显示在显示器20上的菜单，或(b)改变在存储器56中操作参数的值。
为了控制图4a的电路的各种可能性，该方法可以是，例如，下列步骤显示建议使用还是不使用数字图像改善(图4b和4c)的OSD菜单；等待来自用户，尤其来自接收器58的指令；如果用户发出指令使用数字图像改善，则显示建议选择偏爱(图4c)，例如，亮度、细节、锐度、色度、时基纠正，的OSD菜单；如果用户发出指令改变偏爱，则修改存储器56中相应的参数。
OSD菜单也可以建议用户返回到各种偏爱的缺省设置。
在第二时段中，用户启动视频磁带的重放(PB)。然后，VCR将根据存储的偏爱再现磁带的内容。对于微处理器26，这主要包括(c)读取在存储器56中的参数；(d)相应地控制模拟单元14、数字单元16、路径转换器22和监视器转换器18。
当插入VHS磁带并开始重放模式时(指令从接收器58的用户传送到微处理器26)，在控制图4a的电路的过程中，其步骤是从检测装置62接收关于磁带类型的信息；在存储器56中读取与再现所述类型的磁带相对应的参数，例如，以前输入的与VHS重放相对应的参数；如果这些参数指示没有选择数字图像改善，则控制监视器转换器18将模拟单元14的输出端与显示器20的输入端相连接；如果这些参数指示选择了数字图像改善，则控制路径转换器22将模拟单元14的输出端与视频解码器28的输入端相连接，控制第二转换器46将MPEG编码器30的输出端与MPEG解码器34的输入端相连接，控制监视器转换器18将视频编码器36的输出端与显示器20相连接，并根据参数将指令传送到视频解码器28。
因此，即使当利用模拟单元14进行再现时，用户也可以容易地确定他想要如何从数字单元16中获益。
现在描述具有这种结构的优点的另一个例子。根据传统VHS标准，表示图像的模拟信号记录在磁带上或倾斜的轨道上，如图6a所示。图像线的前一半(即，对于PAL/SECAM,312 1/2条线，对于NTSC,262 1/2条线)记录在单个轨道A上；图6b给出了记录在轨道A上的前面两条线的例子。图像线的后一半记录在接着的轨道B上；图6c给出了两条这种线的例子。
来自每个轨道A、B的线按图6d所示意性地显示的那样被隔行扫描。众所周知，尽管分别在图6b和6c所表示的图像不是正好同时显示的，但用户的视觉停留使他看见图像象图6d所表示的那样。
当用户请求视频暂停(暂停模式)时，将磁带停止，磁鼓保持继续读取同一轨道，例如，轨道A。由于传统模拟单元没有存储器存储一部分图像，因此，在此轨道之前或之后的信息均不适用。与此相反，从磁带读取的视频信号直接传送到显示器。
在传统VCR中，在暂停模式期间显示的图像因此如图6e所示的那样，此处轨道A的每一条线都显示两次。因此，在暂停模式下分辨率除以2。
在根据本发明的VCR中，如图4a所示，如果用户选择让从VHS磁带读取的模拟信号通过如前所述的数字单元(数字图像改善)，全分辨率的图像(即，来自轨道A和B的信息)存储在MPEG解码器34的存储器中。因此，当用户请求暂停模式时，微处理器向MPEG解码器34请求静止图像(“冻结画面”)，MPEG解码器34通过视频编码器36向显示器20继续传送全分辨率图像(如图6f所示意性表示的)。除了具有全分辨率之外，还完全避免了垂直抖动。
然后，在接下来的步骤中，停止磁带的运动，磁鼓将继续保持读取同一轨道。重要的是注意到，尽管模拟单元保持继续传送半分辨率图像，但由于此半分辨率图像被处在“冻结”模式下的MPEG解码器34忽略，因此，继续显示的图像是在按下暂停按钮之前已经由MPEG解码器34接收到的、具有全分辨率的最后一幅图像。
另一方面，这不但可以应用到当用户选择数字图像改善的时候，而且可以应用到在传统再现VHS或S-VHS磁带的期间(监视器转换器18将模拟单元14与显示器20相连接)。
根据这种变型，在再现磁带(正常速度)期间，路径转换器22将模拟单元14的输出端与视频解码器28的输入端相连接，和第二转换器46直接将MPEG编码器30与MPEG解码器34相连接(以便使MPEG解码器34接收视频信号)，但监视器转换器18将模拟单元14的输出端与显示器20相连接(因为选择了VHS或S-VHS的传统再现)。
当按下暂停按钮时，微处理器26不仅将暂停指令(“冻结图像”)发送到MPEG解码器34，而且自动地切换监视器转换器18将视频编码器36连接到显示器20。然后，在下一步骤中，停止磁带的运动并且磁鼓将继续保持读取同一轨道，如同前一解决方案。
因此即使在从模拟单元14模拟再现磁带期间，也利用数字单元16。
可以注意到，来自MPEG解码器34的静止图像也可以在监视模拟源12或数字调谐器40的同时通过数字单元16获得(对于模拟源，路径转换器22将模拟源12与视频解码器28相连接；在两种情况下，第二转换器46将MPEG编码器30与MPEG解码器34相连接，和监视器转换器将视频编码器36与显示器20相连接)。
还应该指出，视频解码器36可以根据三种著名的类型CVBS、S-Video和RGB输出视频信号。因此，当读取VHS磁带时，模拟单元14输出CVBS信号，但借助于视频信号通过数字单元16，显示器20可以接收S-Video信号，甚至RGB信号(其质量更好)本发明的技术还应用在当读取S-VHS磁带时模拟单元14输出S-Video信号的时候。代替VHS(CVBS信号)一条线，在两条线(Y和C亮度和色度)上编码S-Video中的视频信号。因此，有两个路径转换器22，一个用于亮度，另一个用于色度。
另外，这些结论不依赖于关于磁鼓单元24的规范使用的磁带的规范。例如，当利用专用于PAL/SECAM的磁鼓读取在NTSC规范下记录的VHS磁带时，在重放(以正常速度再现)期间，利用传统解决方案的结果是正确的，但当处在暂停模式下时，会发生一些问题。本发明还避免了这种问题的发生。
如上所述的数字图像改善具有许多如已经说明的优点。但是，在向前或向后搜索期间(沿着相同或相反方向，以比记录速度高的速度再现磁带)会发生模拟信号从模拟单元14通过数字单元16产生数字假信号，尤其会出现宏块。
因此，建议在向前搜索期间和在向后搜索期间，即当搜索信号由微处理器通过接收器58接收时，监视器转换器18自动将模拟单元14的输出端与显示器20相连接。
本发明的第三实施例表示在图7中。在此实施例中，对于到模拟单元14的可能连接，来自模拟源12的模拟信号发送到数字单元16和路径转换器48的第一输入端。借助于监视器转换器18，模拟单元14的输出端和数字单元16的输出端可以有选择地连接到显示器20。
数字单元16的输出还发送到路径转换器48的第二输入端。这使得，当路径转换器48处在相应位置时，来自模拟源12的模拟信号在根据例如VHS或S-VHS标准在模拟单元14被记录之前通过数字单元16。因此，正如已经说明的那样，借助于在数字单元16中实现的信号处理，记录将具有更高的质量。
现在参照图8描述图7所示的一般结构的特殊应用。
主要部件表示在图8中的VCR含有S-VHS模拟单元15；这意味着，模拟单元15能够以S-VHS格式记录S-Video信号，此处视频信号分别由两个分开的有关亮度和色度的电信号表示。
因此，S-VHS模拟单元具有两个可与S-Video源52，譬如S-Video连接器相连接的输入端，和一个可与基带CVBS信号源12，譬如包括解调器的模拟调谐器相连接的输入端。(在一种变型中，当没有使用S-Video模式时，两条S-视频线中的Y-线可以用于发送CVBS信号。)CVBS信号包含Y和C信号，它们组合在一起作为复合信号以节约带宽。因此，允许记录根据VHS标准的CVBS信号或根据S-VHS标准的S-Video信号。
模拟源12的输出端一方面与S-VHS模拟单元的相应输入端相连接，另一方面与数字单元的视频解码器28的CVBS输入端相连接。
从S-Video连接器52输出的Y-线一方面前送到第一路径转换器48(可能与S-VHS模拟单元15相连接)，另一方面前送到视频解码器28的Y-输入端。
从S-Video连接器输出的C-线前送到可能与S-VHS模拟单元的色度信号输入端相连接第二路径转换器50和视频解码器28。
Philips SAA7114 IC是用于此目的的合适视频解码器。在视频解码器28中，S-Video信号(Y/C信号)变换成4∶2∶2数字流；这种转换主要在于模拟到数字的变换和两种色度成分的分离(C-信号到U-和V-信号的变换)。
正如在前面实施例中所看到的，输入到视频解码器28的CVBS信号也变换成4∶2∶2数字流。
数字单元的其它部件(MPEG编码器30、数字调谐器40、多路复用器42、位流处理器32、MPEG解码器34、视频编码器36)都与第二实施例(图4a)中描述的那些相同，因此，不再加以描述。
正如前面所指出的，视频编码器36尤其输出在图8由两条线表示的S-Video信号。当再现S-VHS磁带时，S-VHS模拟单元15也可以在两条线上输出S-Video信号。S-VHS模拟单元15的Y-线输出和视频编码器36的Y-线输出输入到第一监视器转换器18，用于选择要传送到显示器20的Y-信号。S-VHS模拟单元15的C-线输出和视频编码器36的C-线输出输入到第二监视器转换器19，用于选择要传送到显示器20的C-信号。
S-VHS模拟单元15也可以输出CVBS信号(在为了使附图清楚起见未表示的线路上)。
从视频编码器36输出的Y-线和C-线也分别连接到第一路径转换器48和第二路径转换器50，它们可能分别与S-VHS模拟单元15的Y-输入端和C-输入端相连接。因此，可以将从数字单元输出的S-Video信号发送到模拟单元15的输入端。这可按如下所述得到使用。
VCR可以根据各种操作模式工作，这些操作模式依赖于用户的选择(例如，通过如上所述的菜单)和可能的话，依赖于用于确定哪种类型的信号记录在磁带上的检测装置(例如，参见欧洲专利申请第0671855号)。然后，依照这些参数，VCR的微处理器将控制各种转换器和模拟和/或数字单元。
一些模式和它们的下列主要特征表示如下以VHS标准(由用户选择)记录来自模拟源12的CVBS信号S-VHS模拟单元15使用在其CVBS输入端上接收的信号；以S-VHS标准(由用户选择)记录来自S-Video连接器52的S-Video信号第一路径转换器48将S-Video连接器52的Y-输出端与S-VHS模拟单元15的Y-输入端相连接，和第二路径转换器50将S-Video连接器52的C-输出端与S-VHS模拟单元15的C-输入端相连接。
以D-VHS标准(由用户选择)记录来自模拟源12的CVBS信号选择数字单元记录从模拟源12，通过视频解码器28、MPEG编码器30和位流处理器32的CVBS信号；以D-VHS标准(由用户选择)记录来自S-Video连接器52的S-Video信号视频解码器28使用在其Y-和C-输入端上接收的视频信号；再现S-VHS磁带(用户选择再现磁带和检测装置确定磁带的类型)第一和第二监视器转换器18、19使Y/C信号从S-VHS模拟单元15输入到显示器20的Y-和C-输入端。
再现D-VHS磁带(用户选择再现磁带和检测装置检测D-VHS磁带)通过正确定位第一和第二监视器转换器18、19将视频编码器36的Y/C信号输出传送到显示器20。
根据S-VHS标准(由用户选择)记录来自数字调谐器40的MPEG流借助于多路复用器42(尤其是它的转换器46)将MPEG流发送到MPEG解码器34，然后依次由MPEG解码器34变换成4∶2∶2数字流和由视频编码器36变换成S-Video信号(Y/C信号)；然后，借助于第一和第二路径转换器48、50的定位，以便分别将视频编码器36的Y-输出端与S-VHS模拟单元15的Y-输入端相连接，和将视频编码器36的C-输出端与S-VHS模拟单元15的C-输入端相连接，由S-VHS模拟单元15以S-VHS记录S-Video信号。
根据S-VHS标准(由用户选择)记录来自模拟源12的CVBS信号CVBS信号由视频解码器28变换成4∶2∶2数字流，尤其通过集成在使亮度/色度分离的视频解码器28中的数字梳状滤波器；然后，让4∶2∶2信号通过MPEG编码器30，通过受控的多路复用器42，以便让MPEG流直接流到MPEG解码器34(参见图5，借助于第二转换器46使MPEG编码器30直接与MPEG解码器34相连接)；然后，MPEG解码器34的4∶2∶2数字流输出发送到视频编码器36，视频编码器36在其Y-输出端和C-输出端上产生S-Video信号，再借助于第一和第二路径转换器48、50的正确定位将S-Video信号前送到S-VHS模拟单元15的Y-输入端和C-输入端。
尽管有此最后的例子，但可以看出，S-VHS模拟单元15并不需要任何梳状滤波器，因此其成本可以降低。可以用作为数字单元16的视频解码器28一部分的数字梳状滤波器来代替。
应该注意到，可以使用插在模拟源12的输出端与S-VHS模拟单元15的CVBS输入端之间的第三路径转换器，和使视频编码器36的CVBS输出前送到此第三路径转换器。此解决方案允许在CVBS模拟源12与S-VHS模拟单元15的直接连接与通过如前所述(第二实施例)用于图像改善或在NTSC、PAL、SECAM之间转换的数字单元的连接之间选择。为了使图8清楚起见，没有表示出第三路径转换器。
本发明的第四实施例表示在图9中。根据第四实施例，盒式磁带录像机(VCR)包括S-VHS模拟单元15，用于通过磁鼓单元24记录在磁带上和从磁带上再现。
S-VHS模拟单元15与磁鼓单元24的组合允许在S-VHS模拟单元15的CVBS输入端上以VHS标准记录从模拟源12接收的基带CVBS视频信号。所述组合还能够根据S-VHS标准进行在S-VHS模拟单元15的Y-和C-输入端上接收的S-Video信号的记录。
如前所述，来自模拟源12的CVBS基带视频信号直接接到S-VHS模拟单元15的CVBS输入端。另外，来自模拟源12的CVBS基带视频信号发送到视频解码器28的CVBS输入端。根据此CVBS基带视频信号，视频解码器28产生4∶2∶2数字流，尤其通过数字化，由数字梳状滤波器实现的亮度/色度(Y/C)分离，和色度成分U和V的分离。
然后，将4∶2∶2数字流前送到视频编码器36，视频编码器36尤其在其输出端上产生S-Video信号(因此，在Y-输出端上的亮度信号，和在C-输出端上的色度信号)。视频编码器36的Y-输出端连接到亮度转换器54的输入端，亮度转换器54的另一输入端连接到S-Video连接器52的Y-引线。类似地，视频编码器36的C-输出端连接到色度转换器55的输入端，色度转换器55的另一输入端连接到S-Video连接器52的C-引线。
亮度转换器54和色度转换器55的输出端分别连接到S-VHS模拟单元15的Y-输入端和C-输入端。因此，亮度和色度转换器54、55允许从如下的信号中选择哪一个S-Video信号用于根据S-VHS标准进行记录∶来自S-Video连接器52的S-Video信号；根据模拟源12通过视频解码器28的CVBS信号产生的、来自视频编码器36的S-Video信号；因此，根据本发明的S-VHS模拟单元15不包括用于亮度/色度分离的模拟梳状滤波器，从而其成本低于带有模拟梳状滤波器的传统S-VHS处理单元。视频编码器28和解码器36是成本降低了的标准IC(集成电路)，因此，与带有模拟梳状滤波器的传统解决方案相比，降低了系统的成本。
本发明的范围不限于前面的实施例，尤其可以将第二实施例的技术与第三实施例的技术相结合；根据这种解决方案，数字单元的输出端和模拟单元的输出端两者可以分别连接到模拟单元的输入端和数字单元的输入端。
另一个值得关注的解决方案是在第四实施例(图9)中还使用图3b没有MPEG编码器、位流处理器和MPEG解码器的结构。通过将图3b所示的转换器添加到图9中，这会使S-VHS模拟单元15的视频信号输出在显示之前通过视频解码器和视频编码器。
还应该注意到，由于视频编码器随后将根据NTSC、PAL和SECAM中的任何规范再产生视频信号，因此，一旦视频信号被编码成4∶2∶2数字流(与以前编码的规范无关)，各种解决方案就允许在视频标准(象NTSC、PAL和SECAM)之间转换。
上面描述涉及视频信号，但同样适用于附属于这些视频信号的音频信号。
权利要求
1．一种视频设备，包括第一电路(112；14；12)，用于在第一输出端上产生第一基带模拟视频信号第二电路(116；28；28、30)，至少可与第一输出端相连接，用于数字化第一基带模拟视频信号，并处理和在第二输出端上输出相应的数字流；其特征在于所述第二输出端至少可与第三电路(122；36；34、36)相连接，该第三电路根据数字流在第三输出端上产生第二基带模拟视频信号。
2．根据权利要求1所述的视频设备，其中第一电路是模拟记录和再现单元(14)。
3．根据权利要求2所述的视频设备，其中第二电路和第三电路是数字记录和再现单元(16)的一部分，和其中路径转换器(22)使第二电路有选择地与模拟记录和再现单元或与模拟源(12)相连接。
4．根据权利要求3所述的视频设备，其中数字转换器(38)使第二电路(28)与第三电路之间(36)之间直接相连接。
5．根据权利要求4所述的视频设备，其中第二电路是视频解码器(28)和其中第三电路是视频编码器(36)。
6．根据权利要求4所述的视频设备，其中第二电路是与MPEG编码器(30)串联的视频解码器(28)和其中第三电路是与视频编码器(36)串联的MPEG解码器(34)。
7．根据权利要求1所述的视频设备，其中第三输出端可与模拟记录和再现单元(14)的输入端相连接。
8．根据权利要求7所述的视频设备，其中第二电路和第三电路是数字记录和再现单元(16)的一部分，和其中路径转换器(48)有选择地将第三输出端或第一输出端与模拟记录和再现单元(14)的输入端相连接。
9．根据权利要求8所述的视频设备，其中转换器(46)使第二电路与第三电路直接相连接。
10．根据权利要求7到9任何一项所述的视频设备，其中第一模拟视频信号是CVBS信号，其中第三模拟视频信号是S-Video信号，和其中模拟记录和再现单元是S-VHS模拟单元。
11．根据权利要求10所述的视频设备，其中第一路径转换器(48)和第二路径转换器(50)有选择地将第三输出端或S-Video连接器与S-VHS模拟单元的输入端相连接。
12．根据权利要求1所述的视频设备，其中多路复用器(118；42)插在第二电路与第三电路之间，使第二电路与第三电路之间直接相连接；
13．根据权利要求12所述的视频设备，其中多路复用器与数字源(114；40)和与介质接口(120；32、24)相连接，使第三电路和介质接口独立地与第二电路和数字源相连接；
14．根据权利要求13所述的视频设备，其中多路复用器包括第一转换器(130；44)，带有与第二电路相连接的输入端、与数字源相连接的输入端和与介质接口相连接的输出端；和第二转换器(132；46)，带有与第二电路相连接的输入端、与数字源相连接的输入端、与介质接口相连接的输入端和与第三电路相连接的输出端。
15．根据权利要求14所述的视频设备，其中第一转换器的输入端和第二转换器的输入端通过变码器(136)与数字视频源(134)相连接。
16．一种用于在根据权利要求3的视频设备中再现根据模拟标准记录在磁带上的视频信号的方法，包括通过数字单元(16)处理视频信号的步骤。
17．一种用于在根据权利要求8的视频设备中根据模拟标准在磁带上记录视频信号的方法，包括通过数字单元(16)处理视频信号的步骤。
18．根据权利要求16或17所述的方法，进一步包括从其内容可以由用户改变的视频设备的存储器(56)中读取信号处理参数的步骤。
19一种用于控制根据权利要求1的视频设备的微处理器(26)的方法，其中第一基带模拟视频信号是根据第一规范实现的，包括下列步骤向所述第三电路发出指令，根据不同于所述第一规范的第二规范产生第二基带模拟视频信号。
20．一种用于控制根据权利要求1的视频设备的微处理器的方法，包括下列步骤向屏幕显示处理器(60)发出指令，显示菜单；等待来自用户的信息；在存储器(56)中存储所述信息；将所述信息发送到第二电路或第三电路，作为信号处理的参数。
21．一种用于控制根据权利要求3或8的视频设备的微处理器的方法，包括下列步骤向屏幕显示处理器(60)发出指令，显示菜单；等待来自用户的信息；在存储器(56)中存储所述信息；依照所述信息控制路径转换器(22,48)。
22．一种盒式磁带录像机，带有模拟记录和再现单元(14)，含有用于第一基带模拟视频信号的输出端；数字记录和再现单元(16)，含有用于第二基带模拟视频信号的输入端；和数字处理装置(28、30、34、36)，在所述数字单元(16)的输出端上产生第三基带模拟视频信号；其特征在于，还带有路径转换器(22)，使模拟单元(14)的输出端与数字单元(16)的输入端相连接。
23．一种用于控制根据权利要求22的盒式磁带录像机的方法，包括下列步骤向数字处理装置(36；34)发出指令，产生静止图像。
24．一种用于控制根据权利要求22的盒式磁带录像机的方法，其中盒式磁带录像机包括尤其能够驱动磁带运动的磁鼓单元(24)，包括下列逐次步骤向数字处理装置(36；34)发出指令，产生静止图像；向磁鼓单元(24)发出指令，停止磁带运动。
25．根据权利要求23所述的方法，其中盒式磁带录像机包括微处理器(26)，其中向数字处理装置(36；34)发出指令产生静止图像的步骤正好发生在微处理器接收到暂停信号的时候。
26．根据权利要求23所述的方法，其中盒式磁带录像机包括微处理器(26)，其中数字处理装置包括视频编码器(36)，和其中向数字处理装置发出指令产生静止图像的步骤通过从微处理器(26)到视频编码器(36)的指令来实现。
27．根据权利要求23所述的方法，其中盒式磁带录像机包括微处理器(26)，其中数字处理装置包括MPEG解码器(34)，和其中向数字处理装置发出指令产生静止图像的步骤通过从微处理器(26)到MPEG解码器(34)的指令来实现。
28．一种用于控制根据权利要求22的盒式磁带录像机的方法，其中盒式磁带录像机还包括监视器转换器(18)，有选择地将模拟单元(14)的输出端或数字单元(16)的输出端与可与显示器(20)相连接的监视器转换器(18)的输出端相连接，包括下列步骤当微处理器(26)接收到暂停信号时向监视器转换器(18)发出指令将数字单元(16)的输出端与监视器转换器(18)的输出端相连接。
29．一种用于控制根据权利要求22的盒式磁带录像机的方法，其中盒式磁带录像机还包括微处理器(26)和监视器转换器(18)，有选择地将模拟单元(14)的输出端或数字单元(16)的输出端与可与显示器(20)相连接的监视器转换器(18)的输出端相连接，包括下列步骤当微处理器(26)接收到搜索信号时向监视器转换器(18)发出指令将模拟单元(14)的输出端与监视器转换器(18)的输出端相连接。
全文摘要
一种视频设备具有第一电路(例如,模拟记录和再现单元14),用于在第一输出端上产生第一基带模拟视频信号。至少可与第一输出端相连接(例如,通过路径转换器22)的第二电路(例如,视频解码器28)可以数字化第一基带模拟视频信号,并处理和在第二输出端上输出相应的数字流。第二输出端可依次至少与第三电路(例如,视频编码器36)相连接(例如,通过数字转换器38),该第三电路根据数字流在第三输出端上产生第二基带模拟视频信号。还提出了利用这种结构的方法。
文档编号H04N5/775GK1312651SQ01102900
公开日2001年9月12日 申请日期2001年2月22日 优先权日2000年2月23日
发明者陈源发, 弗兰克·杜蒙, 陈志南, 安德尔泽·齐奥洛科夫斯基 申请人:汤姆森多媒体公司