专利名称：再压缩和再记录记录数据的图像记录和再现装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种能够再压缩数据的图像记录和再现装置及其方法。更具体地讲，本发明涉及一种能够再压缩和再记录先前压缩并记录在记录介质中的数据的图像记录和再现装置及其再记录方法。
背景技术：
随着数字卫星和陆地数字广播系统的开展，品质图像几乎能够无损发送到观众的电视。与模拟广播系统不同，各种附加信息能够通过数字广播系统发送，因此使得观众能够享受各种信息。例如，观众通过数字广播来享受各种娱乐。由于这些优点，在用于记录和再现高品质的图像数据，如数字广播的图像记录和再现装置方面已经不断地引起了人们的兴趣。
通常，图像记录和再现装置包括盒式录像机(VCR)、数字视频盘播放器(DVDP)、和数字录像机(DVR)。
由于DVR记录和再现多种数字图像数据，如陆地广播、卫星广播、有线广播和通过互联网的网络广播的能力而对其需求不断增加。由于DVR将图像作为文件记录在硬盘驱动器(HDD)中，因此执行再现文件搜索是简单的，并且即使图像被重复再现，图像品质的恶化也很少发生。
然而，HDD限制了存储容量。因此，DVR通常使用作为高效的压缩方法的运动图像专家组(MPEG)格式来为更加空间有效的存储而压缩图像数据。
然而，目前，与当音频媒介作为公共娱乐的主要来源时的过去相比，由于以图像媒介为中心的社会的影响，导致图像数据的使用增加。因此，记录在HDD上的图像文件的数目也增长。此外，由于高品质图像数据的大尺寸，无论DVR的HDD的存储容量变得多大，DVR都可能达到其存储容限。
当图像数据超过记录介质的容量时，先前存储的图像数据应该被删除，或记录介质需要被替换为一个具有更大容量的介质，或应该增加额外的记录介质。然而，有时不情愿删除存储的图像数据，并且由于替换或附加记录介质而招致附加的费用。
发明内容
本发明的一方面在于解决至少以上问题并提供至少下述的优点。因此，本发明的一方面在于提供一种用于再压缩和再记录记录介质中的数据的图像记录和再现装置及其方法。
为了实现本发明的上述方面，提供了一种图像记录和再现装置，包括编码器，用于使用第一压缩率压缩输入的数字图像数据，从而产生并输出第一压缩数据；存储部分，用于存储第一压缩数据；解码器，用于扩展存储部分的第一压缩数据以恢复数字图像数据，并且输出该数字图像数据；和控制器，用于控制解码器以使从解码器输出的数字图像数据被发送到编码器，由编码器使用第二压缩率压缩为第二压缩数据，并且存储到存储部分。
图像记录和再现装置还包括键输入部分，其输出用于第一压缩数据到第二压缩数据的转换的再压缩命令信号，其中，当控制器接收到再压缩命令信号时，控制键输入部分以产生第二压缩数据。
键输入部分包括主开关，其输出用于供电的开电信号和用于阻止供电的关电信号中的一个，并且当控制器在再压缩命令信号后接收到关电信号时，控制键输入部分以产生第二压缩数据。
图像记录和再现装置还可以包括输入信号转换部分，用于将输入的模拟图像数据转换为数字图像数据并将数字图像数据发送到编码器；和输出信号转换部分，用于将从解码器输出的数字图像数据转换为模拟图像数据。
图像记录和再现装置还可以包括第一开关部分，用于根据控制器将从输入信号转换部分和解码器输出的数字图像数据中的一个输入到编码器，并且当接收到再压缩命令信号时，控制器控制第一开关部分，从而从解码器输出的数字图像数据被输入到编码器。
图像记录和再现装置还可以包括第二开关部分，用于根据控制器将从解码器输出的数字图像数据输入到编码器和输出信号转换部分中的一个，并且当接收到再压缩命令信号时，控制器控制第二开关部分，从而从解码器输出的数字图像数据被输入到编码器。
第一压缩数据是以运动图像专家组(MPEG)-2格式，并且第二压缩数据是以MPEG-4格式和视窗媒体视频(WMV)格式中的一种。
提供了一种用于在存储第一压缩率的第一压缩数据的图像记录和再现装置中再压缩数据的方法。该方法包括步骤输入用于将第一压缩数据转换为第二压缩数据的再压缩命令；当接收到再压缩命令时，将第一压缩数据扩展以恢复为数字图像数据；使用第二压缩率来压缩恢复的数字图像数据，从而产生第二压缩数据；和存储第二压缩数据。
该方法还可以包括步骤在主开关被关闭后，输入用于将第一压缩数据转换为第二压缩数据的自动再压缩命令；和当输入自动再压缩命令时，执行恢复第一压缩数据，产生并存储第二压缩数据的步骤。
第一压缩数据是以MPEG-2格式，并且第二压缩数据是以MPEG-4格式和视窗媒体视频(WMV)格式中的一种。
通过结合附图详细描述其示例性的实施例，本发明的以上方面和其他特性将会变得更加清楚，其中图1是用于略述应用根据本发明实施例的图像记录和再现装置的显示系统的视图；图2是根据本发明实施例的图1中的图像记录和再现装置的方框图；图3A到图3D是示出使用菜单屏幕再压缩和再记录数据的例子的图像；和图4是示出根据本发明实施例的用于再压缩和再记录数据的方法的流程图。
贯穿全图，应该注意相同或相似部件由相同标号表示。
具体实施例方式
以下，参考附图详细描述本发明的实施例。另外，为简明而没有详细描述众所周知的功能或结构。
图1示出了应用根据本发明实施例的图像记录和再现装置的显示系统。参考图1，图像记录和再现装置100经传输线缆350连接到作为显示器件使用的电视(TV)300。图像记录和再现装置100处理从作为外部器件的遥控器200接收到的信号，并且将相应的显示信息发送到TV 300。
图2是图1中的示例性的图像记录和再现装置的方框图。参考图2，图像记录和再现装置100包括输入/输出终端部分110、切换部分123、第一开关部分140、第二开关部分150、运动图像专家组(MPEG)编码器161、硬盘驱动器(HDD)171、和主控制器180。
输入/输出终端部分110接收来自不同图像信号源的信号，并且输出接收的信号和从HDD 171与盘播放器175再现的信号。
输入/输出终端部分110配备有超级视频输入终端(S_V IN)111、超级视频输出终端(S_V OUT)112、射频输入终端(RF IN)113、射频输出终端(RFOUT)114、线路视频和音频输入终端(LINE V_IN，LINE A_IN)115、线路视频和音频输出终端(LINE V_OUT，LINE A_OUT)116、和串行并行数字接口(SPDIF)117。
调谐器121调谐接收通道，从而广播信号经RF输入终端113能够被接收，该通道的广播信号由输入/输出控制部分125根据主控制器180的控制来请求。由输入/输出控制部分125控制的切换部分123控制连接到切换部分123的输入/输出终端，以选择性地互相连接。
由主控制器180控制的视频解码器131将经超级视频输入终端111或切换部分123接收的模拟视频信号解码并转换为数字视频信号，并且输出该数字视频信号。从视频解码器131输出的数字视频信号经由主控制器180控制的第一开关部分140的第一视频路径开关140a输入到MPEG编码器161。
音频模拟-数字转换器133将经由切换部分123输入的模拟音频信号转换为数字音频信号，并且输出该数字音频信号。从音频模拟-数字转换器133输出的数字音频信号经由主控制器180控制的第一开关部分140的第一音频路径开关140b输入到MPEG编码器161。
MPEG编码器161经第一路径指示开关部分140从视频解码器131接收数字视频信号和从音频模拟-数字转换器133接收数字音频信号，通过由主控制器180设定的压缩格式和速率来编码信号，并且将记录数据存储到HDD171。尽管本发明实施例不限于MPEG-2，但是作为MPEG编码器161的压缩方法MPEG-2方法是优选的。如果数字视频和音频信号以MPEG-2的标准定义(SD)比特率6Mbps记录，则一个小时记录需要3千兆字节(GB)。
尽管在这个实施例中，HDD 171被使用作为用于存储压缩数据的示例性记录介质，但是应该理解其他记录介质，如光学记录介质和半导体存储器也可应用。
同步动态随机存储器(SDRAM)163被使用作为缓冲器以暂时存储由MPEG编码器161编码的数据。
数据管理单元177管理关于HDD 171或盘播放器175的数据的记录和再现。光接收部分191接收从遥控器200发送的操作信号，并且将该操作信号输出到主控制器180。
主控制器180可以包括单片集成电路(IC)，该集成电路包括中央处理单元(CPU)181、用于解码以MPEG格式压缩的数据的MPEG解码器183、和用于产生相应于菜单的数据的同屏显示(OSD)部分185。MPEG解码器183和OSD部分185也可以包括分别连接到主控制器180的单独芯片。
MPEG解码器183解码MPEG压缩数据以恢复并分别输出数字视频和音频信号。从MPEG解码器183输出的数字视频信号经由主控制器180控制的第二开关部分150的第二视频路径开关150a输入到视频编码器137。从MPEG解码器183输出的数字音频信号经由主控制器180控制的第二开关部分150的第二音频路径开关150b输入到数字-模拟转换器135。
视频编码器137经第二视频路径开关150a接收从MPEG解码器183输出的数字视频信号，将数字视频信号转换为模拟视频信号，并且将模拟视频信号输出到切换部分123。
数字-模拟转换器135经第二音频路径开关150b接收从MPEG解码器183输出的数字音频信号，将数字音频信号转换为模拟音频信号，并且将模拟音频信号输出到切换部分123。
以下，将解释使用高压缩率将先前由MPEG-2格式压缩并记录在HDD171中的数据再压缩并且再记录在HDD 171的处理。
当用户通过安装在遥控器200或键输入部分193上的操作按钮设置为‘编辑’模式时，光接收部分191或键输入部分193将用户的命令发送到主控制器180。当主控制器180接收到用户的以‘编辑’模式操作图像记录和再现装置的命令时，主控制器180控制OSD部分185以输出‘编辑’菜单。输出的‘编辑’菜单经由第二视频路径开关150a、视频编码器137、切换部分123、和线路视频和音频输出终端116发送到TV 300，其结果是，‘编辑’菜单屏幕显示在TV300上。
然后，用户使用在遥控器200或键输入部分193上的方向键将光标在TV300上显示的‘编辑’屏幕上移动，并且使用‘确认’键选择由光标指定的菜单。主控制器180根据用户的命令控制OSD部分185以显示或改变菜单屏幕、字符、符号、和图片。
图3A到图3D是示出使用显示在TV 300上的‘编辑’菜单屏幕再压缩和再记录数据的例子的图像。由于图像记录和再现装置被设置为编辑模式，所以如图3A所示TV 300以‘编辑’模式显示菜单屏幕。‘编辑’显示在菜单屏幕的顶部，表示当前显示在菜单屏幕上的菜单项410。另外，‘指令’显示在提供键的操作向导的链接的菜单屏幕的底部440。关于遥控器200的键和键的功能的信息也显示在菜单屏幕的底部440。
当前菜单项410的子菜单420显示在当前菜单项410的下面。在图3A中，‘组合’、‘分割’、‘删除’、‘部分删除’、和‘再压缩’项示出作为‘编辑’菜单的子菜单。当用户使用键输入部分193或遥控器200的方向键将光标放在‘再压缩’菜单上时，主控制器180控制数据管理部分177以读取关于存储在HDD171中的数据的信息。关于数据的信息可以包括图像的标题版(front page)、标题、存储日期、运行时间和图像品质。主控制器180控制OSD部分185以输出相应于数据信息的信号，并且该输出信号经第二视频路径开关150a、视频编码器137、切换部分123、和线路视频和音频输出终端116发送到TV 300。
如图3A所示，数据信息显示在‘再压缩’窗口430中。‘再压缩’窗口430通过水平地显示各个数据的标题版431a到431f来显示当前存储在HDD 171中的数据列表431。如果用户使用方向键向下移动置于‘再压缩’的光标，则光标被置于数据列表431上，并且关于由光标指定的项的数据信息433显示在数据列表431的底部。更具体地讲，如图3A所示，光标被置于第一数据的标题版431a，从而第一数据的标题、存储日期、运行时间和图像品质被显示作为数据信息433。
当用户通过使用方向键在水平方向移动光标来选择压缩数据时，将光标置于期望数据并按下确认键，选择的数据的标题版显示在再压缩数据列表435中。图3B示出将从数据列表431选择的第一和第五数据的标题版431a和431f显示在再压缩数据列表435上的得到的屏幕。
为了再压缩选择的数据，用户使用方向键向下移动光标并将光标置于‘执行’项437，并且按下确认键。因此，如图3C所示，再压缩率设置窗口450出现在屏幕的中央。例如，高品质(HQ)方法使用4Mbps比特率记录数字视频和音频信号，而标准品质(SQ)方法使用2Mbps比特率记录信号。
当用户通过方向键和确认键选择显示在再压缩率设置窗口450中的两种压缩率的任何一种时，如图3D所示，再压缩时间设置窗口460显示在屏幕的中央。如果用户选择‘现在’为再压缩时间，则选择的数据的再压缩立即开始。如果用户选择‘自动’为再压缩时间，则在由用户关闭图像记录和再现装置的主开关后选择的数据被再压缩，从而由于数据压缩将花费大量时间，所以当图像记录和再现装置不在使用中时才执行数据压缩。因此，能够防止在数据再压缩期间不能够使用图像记录和再现装置的不便。
在先前描述的处理中，当用户在存储于HDD 171中的数据中选择用于压缩的数据，并设置再压缩率和时间时，图像记录和再现装置根据选择的再压缩率和压缩时间对选择的数据执行再压缩。以下，将详细地描述图像记录和再现装置的再压缩处理。
如果用户设置‘现在’为压缩时间，则图像记录和再现装置立即执行选择的数据的再压缩。因此，主控制器180控制存储到HDD 171的选择的数据以经数据管理部分177发送到MPEG解码器183。MPEG解码器183扩展接收的MPEG-2数据，恢复数字视频和音频信号并输出恢复的信号。
从MPEG解码器183输出的数字视频信号经第二视频路径开关150a和第一视频路径开关140a输入到MPEG编码器161。从MPEG解码器183输出的数字音频信号经第二音频路径开关150b和第一音频路径开关140b输入到MPEG编码器161。主控制器180控制第一和第二开关部分140和150以设置数据传输路径，从而从MPEG解码器183输出的数字视频和音频信号能够被输入到MPEG编码器161。
MPEG编码器161根据再压缩率再压缩输入的数字视频和音频信号并再存储到HDD 171。如果数字视频和音频信号以4Mbps或2Mbps比特率记录，则1小时记录分别需要2GB或1GB。当由MPEG-4 1Mbps比特率记录时，1小时记录需要0.5GB。因此，如果先前以6Mbps比特率记录的某数据分别以4Mbps或2Mbps或1Mbps压缩，则需要的记录介质的存储容量下降到2/3、1/3或1/6。尽管当压缩率高时图像品质恶化，但是由于先前已经观看的图像很少再次观看，所以使用高压缩率再压缩和再记录先前观看的图像是有很效的，尤其在利用记录介质方面。
如果用户选择‘自动’为再压缩时间，则主控制器180将选择的数据的列表存储到SDRAM 187。当用户关闭图像记录和再现装置的主开关时，这选择的数据才被再压缩。该再压缩以与根据‘现在’再压缩时间的再压缩相同的方式被执行。
图4是示出根据本发明实施例的用于再压缩和再记录数据的方法的流程图。当用户使用安装在遥控器200或键输入部分193上的操作按钮设置‘编辑’模式时，编辑模式的菜单屏幕显示在TV 300上。在步骤S611，当用户使用遥控器200或键输入部分193上的方向键在显示的编辑菜单的子菜单中选择‘再压缩’项时，再压缩模式开始。
在再压缩模式下，主控制器180控制数据管理部分177以读取关于存储到HDD 171的MPEG数据的信息，并且控制OSD部分185以输出相应于读取的信息的信号。输出信号经第二视频路径开关150a、视频编码器137、切换部分123、和线路视频和音频输出终端116被发送到TV 300。数据信息可以包括图像的标题版、标题、存储日期、运行时间和图像品质，并且这些显示在‘再压缩’窗口430中。在步骤S613，‘再压缩’窗口430显示当前存储在HDD 171中的数据列表431和关于由光标所指的数据的数据信息，如标题、存储日期、运行时间和图像品质。在步骤S615，用户将光标放置到来自数据列表的要被再压缩的数据上，并且按下确认键，从而选择了将要被再压缩的数据。
为了再压缩在步骤S615选择的数据，用户必须使用方向键向下移动光标并将光标置于‘执行’项437上，并且按下确认键以执行命令。在步骤S621，主控制器180检测是否有来自用户的执行命令。当有由用户输入的执行命令时，再压缩率设置窗口450显示在屏幕的中央，从而在步骤S623用户使用方向键和确认键能够选择如显示在再压缩率设置窗口450的4Mbps的HQ方式和2Mbps的SQ方式的两个压缩率中的一个。
当用户选择压缩率时，再压缩时间设置窗口460显示在屏幕的中央。在步骤S625，用户在‘现在’和‘自动’之间选择用于压缩数据的安排。
在步骤S631，如果用户选择‘现在’为再压缩时间，则立即开始选择的数据的再压缩。因此，在步骤S633，主控制器180控制存储到HDD 171的选择的数据以经数据管理部分177发送到MPEG解码器183。
MPEG解码器183扩展接收的MPEG-2数据的数据以将数据恢复为数字视频和音频信号，并且输出恢复的信号。从MPEG解码器183输出的数字视频信号经第二视频路径开关150a和第一视频路径140a输入到MPEG编码器161。从MPEG解码器183输出的数字音频信号经第二音频路径开关150b和第一音频路径开关140b输入到MPEG编码器161。主控制器180控制第一和第二开关部分140和150以设置数据传输路径，从而在步骤S635从MPEG解码器183输出的数字视频和音频信号能够输入到MPEG编码器161。
在步骤637，MPEG编码器161根据由用户设置的压缩率来再压缩输入的数字视频和音频信号，并且在步骤S639将信号再存储到HDD 171。如果数字视频和音频信号使用4Mbps、2Mbps或1Mbps比特率记录，则对于1小时记录分别需要2GB、1GB或0.5GB。如果由6Mbps比特率记录并对于1小时记录需要3GB的某数据分别使用4Mbps、2Mbps或1Mbps再压缩，则对记录介质的存储容量的需求下降到2/3、1/3或1/6，因此可有效使用记录介质的存储容量。
在步骤S631，如果用户选择‘自动’为再压缩时间，则在步骤S641主控制器180将选择的数据的列表存储到SDRAM 187。在此以后，在步骤S643当用户关闭图像记录和再现装置的主开关时，选择的数据开始被再压缩。如步骤S633到S639再压缩被执行。
从以上能够清楚地看出，在本发明的一定实施例中，一次压缩和记录在记录介质中的数据能够以高压缩率被再压缩和再记录。因此，能够防止当图像数据超过所使用的记录介质的容量时，不得不为附加的存储而删除先存储的数据、将记录介质替换为一个更大存储容量的记录介质、或增加额外的记录介质的很多不便。因此，本发明的记录介质的存储容量能够被非常有效地使用。
尽管参考其一定实施例显示和描述本发明，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，在形式和细节上可以在其中作出各种改变。
权利要求
1.一种图像记录和再现装置，包括编码器，用于使用第一压缩率压缩输入的数字图像数据，从而产生并输出第一压缩数据；存储部分，用于存储第一压缩数据；解码器，用于扩展存储部分的第一压缩数据以恢复数字图像数据，并且输出该数字图像数据；和控制器，用于控制解码器以使从解码器输出的数字图像数据被发送到编码器，由编码器使用第二压缩率压缩为第二压缩数据，并且存储在存储部分。
2.如权利要求1所述的图像记录和再现装置，还包括键输入部分，其输出用于第一压缩数据到第二压缩数据的转换的再压缩命令信号，并且，其中，当控制器接收到再压缩命令信号时，控制键输入部分以产生第二压缩数据。
3.如权利要求2所述的图像记录和再现装置，其中，键输入部分包括主开关，其输出用于供电的开电信号和用于阻止供电的关电信号中的一个，并且，当控制器在再压缩命令信号后接收到关电信号时，控制键输入部分以产生第二压缩数据。
4.如权利要求2所述的图像记录和再现装置，还包括输入信号转换部分，用于将输入的模拟图像数据转换为数字图像数据并将数字图像数据发送到编码器；和输出信号转换部分，用于将从解码器输出的数字图像数据转换为模拟图像数据。
5.如权利要求4所述的图像记录和再现装置，还包括第一开关部分，用于根据控制器的控制将从输入信号转换部分和解码器输出的数字图像数据中的一个输入到编码器，并且，其中，当控制器接收到再压缩命令信号时，控制第一开关部分，从而从解码器输出的数字图像数据被输入到编码器。
6.如权利要求4所述的图像记录和再现装置，还包括第二开关部分，用于根据控制器将从解码器输出的数字图像数据输入到编码器和输出信号转换部分中的一个，并且，其中，当控制器接收到再压缩命令信号时，控制第二开关部分，从而从解码器输出的数字图像数据被输入到编码器。
7.如权利要求1所述的图像记录和再现装置，其中，第一压缩数据是以运动图像专家组(MPEG)-2格式，并且第二压缩数据是以MPEG-4格式。
8.一种用于在存储第一压缩率的第一压缩数据的图像记录和再现装置中再压缩数据的方法，该方法包括步骤输入用于将第一压缩数据转换为第二压缩数据的再压缩命令；当接收到再压缩命令时，将第一压缩数据扩展以恢复为数字图像数据；使用第二压缩率压缩恢复的数字图像数据，从而产生第二压缩数据；和存储第二压缩数据。
9.如权利要求8所述的方法，还包括步骤在主开关被关闭后，输入用于将第一压缩数据转换为第二压缩数据的自动再压缩命令；和当输入自动再压缩命令时，执行扩展、压缩和存储的步骤。
10.如权利要求8所述的方法，其中，第一压缩数据是以运动图像专家组(MPEG)-2格式，并且第二压缩数据是以MPEG-4格式。
全文摘要
一种用于再压缩和再记录一次存储的数据的图像记录和再现装置及其方法。该图像记录和再现装置包括编码器，用于使用第一压缩率压缩输入的数字图像数据，从而产生并输出第一压缩数据；存储部分，用于存储第一压缩数据；解码器，用于扩展存储部分的第一压缩数据以恢复数字图像数据，并且输出该数字图像数据；和控制器，用于控制解码器以使从解码器输出的数字图像数据被发送到编码器，由编码器使用第二压缩率压缩为第二压缩数据，并且存储到存储部分。
文档编号H04N9/79GK1585472SQ200410056918
公开日2005年2月23日 申请日期2004年8月20日 优先权日2003年8月20日
发明者金哲敏 申请人:三星电子株式会社