专利名称：数字视频家用系统编译码器系统的译码器和译码方法
技术领域：
本发明涉及一种用于记录/再现高清晰度图象和高保真声音的数字视频家用系统编译码器系统的译码方法及译码器。
自从数字电视广播于1994年使用MPEG2(活动图像专家组2)标准广播以来，世界上的许多广播公司都开始或计划使用数字广播。广播公司参与数字广播的原因是数字数据只会丢失极少的信息，并能够提供高质量活动图像和高保真声音，并且数字信息极其适合多媒体时代。当前，国外很多电子制造商预测数字数据记录装置(下文称DR)会有很好的市场，同时他们也积极投资于DR的开发中。
日本的胜利有限公司(JVC)已经投资来确定数字视频家用系统(下称D-VHS)标准模式的技术规范。通过与日立有限公司、松下电子工业有限公司和菲利普电子有限公司协商，有关D-VHS的规范标准化已得以实现，并于1995年4月宣布。这为D-VHS技术转换成产品，并进一步推动VHS在即将到来的多媒体时代作为记录媒体铺平了道路。
D-VHS是基于世界上最流行的家庭视频格式VHS的一种新技术。除了提供传统VHS的特点，为了满足多媒体应用的需要，这个新的VHS技术还具备位流记录能力，这使它能够记录象数字广播的压缩数字数据。为了更好地利用高容量低成本的磁带媒体，人们期望D-VHS有新的应用-包括一种家用数字数据存储设备。
数字广播具有多通道、高图像质量、环绕声音、多语言等视频/音频特性。同时，在信息方面，数字广播被分为节目单、评论等服务信息和PC软件、购物目录和电子出版等数据广播。在高速发展的多媒体时代，能够记录和再现大量各种各样信息的技术是十分关键的。
图1给出了一个用传统D-VHS记录/再现数字广播数据的系统概略电路结构的框图。如图1所示，由摄像机11提供的音频/视频信号被广播站中模/数(A/D)变换器12转换成数字信号。被转换成数字信号的音频/视频信号通过一个数字压缩器13，并经过象MPEG2的数字图像压缩处理。压缩过的信号被调制器14调制成QPSK(正交相移键控)信号，并通过广播卫星15传播出去。被广播接收天线16接收到的数字广播数据顺序经过调谐器171和一个解调器(未示出)，变成解复用数字数据。解复用后的数字数据通过IEEE1394数字接口并以位流的方式被送至D-VHS系统18的输入端。位流被以磁道的方式记录于安装在D-VHS系统18的走带机构的磁带中。
回放的时候，从磁带上读出的数字数据经过IEEE1394数字接口，并经过数字扩展器172处理。数字扩展器172输出的数字数据经过D/A变换器173，然后提供给电视接收器19。
也就是说，位流记录是一种记录压缩或处理过，比如加密过的信号的方法，正如将数字广播直接以数字数据记录于磁带上，并将它们与输入时相同的状态输出。
所以，一个位流记录装置不包括A/D转换、D/A转换、数字压缩/解压缩或解扰等功能。这样，不能单独使用这个装置再现视频音频信号。为了再现视频音频信号，位流数据必须经过一个能够将数字数据转换成视频音频信号的数字广播接收机的电路。
而且，D-VHS还具有如下特点。首先，除了具有当前广播系统如NTSC和PAL的模拟记录的功能外，通过位流记录实现数字广播的时移也成为可能。其次，通过提供磁带媒体的高容量特性，使数据记录跟上多媒体时代成为可能。第三，通过保持与当前VHS格式的相容性，回放存在于世界范围的巨大的VHS软件库成为可能。第四，通过利用很多传统的VHS技术、部件和生产设备，广泛地推动和发展家庭应用成为可能。
D-VHS具有以输入数据率14.1Mbps的速率存储多达7个小时的数字数据的记录能力。对于长放映模式，D-VHS具有以输入数据率7Mbps的速率存储多达14个小时的数字数据的记录能力。也就是说，D-VHS具有44千兆字节的记录能力。D-VHS可应用于视频服务、安全录象、数据记录、数据存储等等。
为了跟上快速发展的多媒体时代，为了大容量地存储象数字广播数据的压缩信息，并再现高质量图象和高保真声音，必须开发一种能够进行大量实时运算又具有低造价的D-VHS编译码器系统的译码方法和译码器。
所以，本发明的第一个目的是为D-VHS编译码器系统提供一种译码方法，此译码方法在回放以磁道的格式记录的数字数据时能够通过前向错误校正(下称FEC)附加信息校正随机错误或突发错误，并再现高清晰度图象和高保真声音。
本发明的第二个目的是为D-VHS编译码器系统提供一种译码器，此译码器在回放以磁道的格式记录的数字数据时，能够通过前向错误校正(下称FEC)附加信息校正随机错误或突发错误，并再现高清晰度图象和高保真声音。
为了达到第一个目的，本发明为D-VHS编译码器系统提供了一种包括如下步骤的译码方法(i)在每一个具有位串格式且从装载于走带机构的磁带上读出的数字数据的磁道中检测数据的格式和同步模式，并产生同步模式检测数据；(ii)把第(i)步产生的同步模式检测数据分离为同步块，同时按同步块单位存储数据，并对包含于每个同步块的头标中的ID进行分类；(iii)根据分类ID是否被损坏对第(ii)步产生的分类ID执行错误校正，并产生校正ID；(iv)通过将第(iii)步产生的校正ID当作初始值，在读出在第(ii)步中按同步块单位存储的数据的同时，按同步块单位对读数据进行解扰操作，并产生解扰数据；(v)在第一预定数目的本地存储器组中分别存储按照在第(iv)步产生的解扰数据的磁道格式构造的主数据同步块和子码同步块，并产生去格式化同步块数据；(vi)基于根据去格式化同步块数据的ID值计算出的存储器的地址，并根据与系统时钟同步的记录控制信号，把第(v)步产生的去格式化同步块数据记录于存储器的相关磁道中；(vii)判断去格式化同步块数据是否在第(vi)步中被顺序地记录在多至第二预定数目的磁道中；(viii)当在第(vii)步判断出去格式化同步块数据被全部记录在相关的磁道上时，对在第(vi)步中新记录的去格式化同步块数据的同步块执行去混洗操作，并同时执行内译码和外译码以产生每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息；(ix)把第(viii)步产生的每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息顺序存储于错误信息寄存器中指定的位置；(x)判断回放停止信号是否处于有效状态；
(xi)当在(x)步中判断出回放停止信号不处于有效状态时，在等效于错误校正同步块数据的读同步块数据中仅存储正常同步块数据；(xii)基于将正常同步块数据记录在磁带上时输入的传输流包的相应时间间隔，把具有传送时间控制点的正常同步块数据传送至机顶盒，并读出在(xi)步存储的正常同步块数据；以及(xiii)当在第(x)步判断出回放停止信号处于有效状态时，停止回放操作。
为了达到第二个目的，本发明提供了一种D-VHS编译码器系统的译码器，此译码器包括一个同步模式检测器，用于区分具有位串格式且从装载于走带机构的磁带中读出的数字数据的每个磁道的前同步字符、子码和主码，并用于检测主码和子码的同步数据以提供同步模式检测数据以及与其格式相关的信息；一个拆包器，基于与由同步模式检测器提供的同步模式检测数据的格式相关的信息，按单位同步块存储由同步模式检测器提供的同步模式检测数据，按同步块单位提供读数据，并对包含于每个同步块的头标中的ID进行分类，以提供分类ID；一个ID校正器，用于判断由拆包器提供的分类ID是否被损坏，并当错误发生时，通过对分类ID执行错误校正来提供校正ID；一个解扰器，通过将ID校正器提供的校正ID当作初始值，按同步块单位对来自拆包器的读数据进行解扰操作，并提供解扰数据；一个字节校准器，用于在本地存储器组中分别存储按照由解扰器提供的解扰数据的磁道格式构造的主数据同步块和子码同步块，并提供去格式化同步块数据；一个存储器，用于基于根据包含于由字节校准器提供的去格式化同步块数据中的ID值计算出的存储器的地址，并根据与系统时钟同步的记录控制信号，把去格式化同步块数据顺序记录于存储器的相关磁道中；一个数据控制器，用于在记录数据时或接收到读出数据的请求时，为每一个设备分配访问存储器的时间，并在数据要求发生冲突时进行仲裁；一个存储器控制器，用于在数据控制器的控制之下，为了把数据记录于存储器中或把数据从存储器中读出，提供存储器位置的记录/读出地址和记录/读出控制信号；
一个去混洗器，用于当数据控制器判断出包含于预定数目的磁道中的同步块数据被全部记录在存储器的相关磁道中时，对记录有同步块数据的磁道中的用于错误校正编码的同步块进行去混洗操作，并提供去混洗同步块；一个RS译码器，用于按同步块单位对由去混洗器提供的去混洗同步块顺序执行内译码和外译码，并提供每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息；一个错误信息寄存器，用于把由RS译码器提供的每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息顺序存储于指定的位置；一个锁存器，用于按磁道和同步块的顺序存储第一次读出的同步块数据，而且在错误校正完成之后，当数据控制器判断出回放停止信号不处于有效状态，通过要求数据控制器提供记录于存储器中的错误校正同步块数据，经数据控制器读出错误校正同步块数据，并输出第二次读出的同步块数据；一个伪滤波器，用于从由锁存器提供的第二次读出的同步块数据中排除伪同步块数据，并仅提供正常同步块数据；一个去平滑缓存器，用于在数据控制器的控制之下与交换信号同步地存储由伪滤波器提供的正常同步块数据；一个时间标志比较器，用于在从去平滑缓存器读出正常同步块数据的时间标志的同时，比较每个同步块数据的时间标志与当前基准时间标志数据，并控制到机顶盒的数据传送时间点；以及一个微控制器，用于给所述数据控制器提供子码数据和系统数据。
根据本发明的D-VHS编译码器系统的译码方法和译码器，程序无法处理的大量运算通过一种最佳数据流操作处理方法被实时地执行，压缩或处理过的数字数据被高速处理。
通过参照附图对一个最佳实施例的详细描述，本发明的所述目的及其它优势就变得更加明显，在这些图中，图1是表示传统的数字广播数据的D-VHS记录/再现系统的简略电路结构的框图；图2示出用于按照D-VHS系统标准的基本格式记录数据结构的一个磁道的结构；图3示出包含于图2的一个磁道的主码中的主数据同步块的结构；图4示出包含于图2的一个磁道的子码中的子码同步块的结构；
图5示出D-VHS系统标准中一个错误校正码(ECC)块的结构；图6示出D-VHS系统标准的MPEG2 STD模式格式中的MPEG2传输流记录结构；图7示出包含在图6的MPEG2传输流记录结构中的包头标的结构；图8示出包含于图7的包头标中的时间标志的结构；图9是本发明的一个实施例的D-VHS系统的电路结构框图；图10是本发明的一个实施例的D-VHS编译码器系统的译码器的电路结构框图；图11是本发明的一个实施例的D-VHS编译码器系统的编译码器的电路结构框图；图12至15是由图10中D-VHS译码器或由图11中D-VHS编译码器执行的D-VHS译码方法的流程图。
下面根据本发明的一个实施例并参照附图详细描述一种D-VHS编译码器系统的译码方法以及译码器的构造和操作。
图2示出用于按照D-VHS系统标准的基本格式的记录数据结构的一个磁道的结构。如图2，一个磁道包含356个同步块。但是，当格式ID的1.001标志被设置为1时，一个磁道可以包含356.356个同步块。每个同步块由896位组成。主码域包含主数据同步块。子码域包含子码同步块。一个同步块包含4个子码同步块。
图3示出包含于图2的一个磁道的主码中的一个主数据同步块的结构。如图3所示，一个主数据同步块包含一个SYNC(同步分隔符)，一个ID，一个主数据和一个内奇偶。一个主数据同步块有99个主数据符号和8个内奇偶符号。一个符号由8位构成。
SYNC代表区分同步块的边缘。ID包含ID0，ID1和IDP。ID0和ID1分别表示一个同步块所属磁道的编号以及此同步块在相关磁道中的位置。IDP是ID0和ID1的错误检测码。
图4示出包含于图2的一个磁道的子码中的一个子码同步块的结构。如图4所示，子码同步块包含一个SYNC，一个ID，一个格式ID，一个子码数据和一个内奇偶。一个子码同步块有18个子码数据符号和4个内奇偶符号。一个符号由8位构成。
图5示出D-VHS系统标准中一个错误校正码(下称ECC)块的结构。如图5所示，一个ECC块包含102个数据同步块和10个外奇偶同步块。主码域有336个主数据同步块。它们包含306个数据同步块和30个外奇偶同步块。6个磁道的组合主码域包含18个ECC块。
图6示出D-VHS系统标准的MPEG2 STD模式格式中的一个MPEG2传输流记录结构。如图6所示，当主头标中的应用细节设为000时，MPEG2传输流被记录下来。MPEG2传输包(188字节)和相关的包头标信息(4字节)被记录在两个同步块中。
图7示出包含在图6的MPEG2传输流记录结构中的包头标的结构。如图7所示，包头标的低22位被用作表示传输包输入时间的时间标志。预留位将被置为0。
图8示出包含于图7的包头标中的时间标志的结构。如图8所示，时间标志是传输包的输入时间，而且它是按本地时间标志产生器的采样值记录的，这是为了使回放的时间间隔与输入的时间间隔保持精确一致。本地时间标志产生器的时钟频率是27MHz(±27rpm)，而当记录时，它将被锁相于输入PCR数据。由本地时间标志产生器产生的时间标志的默认值是0。在记录和回放的时候，磁鼓的转动相位应该与本地时间标志产生器的值保持同步。时间标志的高4位表示磁鼓每1/4转的计数值，且它将从0到11循环(12的模)。时间标志的低18位的值表示本地时间标志产生器(27MHz)的计数值，且它从0到224999循环(225000的模；1800rpm)或者从0到225224循环(225225的模；1800/1.001rpm)。
图9是本发明的一个实施例的D-VHS系统的电路结构框图。如图9所示，一个D-VHS系统180包含一个走带机构800，一个用决策反馈均衡器(DEF)实现的记录/回放检测器(即，部分响应最大似然度；PRML)72，一个通道编译码器71和一个微控制器，即用户数据源900。参考数字70和73分别表示一个D-VHS编译码器系统和一个自动增益控制器。数字数据位流通过IEEE1394数字接口181并被提供给D-VHS系统180。当位流经过通道编译码器71时，用于错误校正的附加信息被产生，然后位流与用于错误校正的附加信息经过记录编码处理被记录在装载于走带机构800的磁带上。
由于外界环境造成的位损坏，或者由于记录/回放检测器72的分辨率导致的位错误等等，由记录/回放检测器72从磁带上检测到的比特数据被损坏，所以这些比特数据错误在回放的时候将被校正。经过错误校正的数据经过IEEE1394数字接口181并被提供给机顶盒。
图10是本发明的一个实施例的D-VHS编译码器系统的译码器的电路结构框图。如图10所示，一个译码器70B包括一个同步模式检测器712，一个拆包器713，一个ID校正器714，一个去扰器710B，一个字节校准器709B，一个存储器704，一个数据控制器705，一个存储器控制器706，一个去混洗器715，一个RS译码器716，一个错误信息寄存器717，一个锁存器703，一个伪滤波器718，一个去平滑缓存器702B，一个时间标志比较器719和一个微控制器900。
同步模式检测器712分离具有位串格式从装载于走带机构800的磁带上读出的数字数据的每个磁道的前同步字符、子码和主码，并检测子码和主码中的同步数据以提供同步模式检测数据712D以及与其格式相关的信息712E。这样构造同步模式检测器712是为了使之动态适应磁带读跳跃、由于均衡器错误造成的位丢失以及突发错误。
拆包器713根据与同步模式检测器712提供的同步模式检测数据712D的格式相关的信息712E，按同步块单位存储由同步模式检测器712提供的同步模式检测数据712D。同时，拆包器713还按同步块单位提供提供读数据，并对包含于每个同步块的头标中的ID进行分类以提供分类ID713D。
ID校正器714判断由拆包器713提供的分类ID713D是否被损坏，并当错误产生时通过对分类ID713D执行错误校正提供校正ID714D。
去扰器710B通过把由ID校正器714提供的校正ID714D当作初始值，按同步块单位对由拆包器713提供的读数据713E进行去扰操作，并提供去扰数据710D。去扰器710B按照与包含于D-VHS编译码器系统的编码器70A中的加扰器710A相同的硬件形式构造，而且使用与加扰器710A采用的相同原始多项式。
字节校准器709B把分别按照由解扰器710B提供的解扰数据710D的磁道格式构造的主数据同步块和子码同步块数据存储于一个高层或低层本地存储器组中，并提供去格式化同步块数据709D。
存储器704基于根据包含于由字节校准器709B提供的去格式化同步块数据709D中的ID值计算出的存储器的地址，并根据与系统时钟同步的记录控制信号，把去格式化同步块数据709D顺序记录于存储器的相关磁道中；
在记录数据或接收到读出数据的请求时，数据控制器705为每个设备分配访问存储器704的时间，并当数据要求发生冲突时作出仲裁。数据控制器705从微控制器900接收子码数据，并把子码数据记录在由存储器控制器706提供的存储器704的一个相关地址中。数据控制器705从微控制器900接收系统数据，把系统数据记录在由存储器控制器706提供的存储器704的一个相关地址中，并且当记录于存储器704的6个磁道中的主数据的译码完成后，根据磁道的顺序产生一代码，以将产生的代码记录于存储器704的每一个同步块的奇偶部。
存储器控制器706在数据控制器705的控制之下提供存储器位置的记录/读出地址和记录/读出控制信号，以将数据记录于存储器704中或把数据从存储器704中读出。存储器控制器706根据每个同步块的ID计算出对应于相关磁道的一个相关磁道编号和一个同步块编号的存储器704的地址，并记录每个同步块数据。
当数据控制器705判断出包含于预定数目磁道中的同步块数据被全部记录在存储器704的相关磁道中时，去混洗器715对用于错误校正编码的由记录有同步块数据的磁道提供的同步块进行混洗操作，以提供去混洗同步块。当数据控制器705判断出包含于编号为0-5的6个磁道中的同步块数据被全部记录于存储器704中时，去混洗器715对用于错误校正编码的由具有记录数据的这6个磁道提供的同步块进行去混洗操作。去混洗器715对同步块进行去混洗操作是为了纠正在将数据记录到存储器704中使用的单位错误校正码中的错误。
RS译码器716按同步块单位对由去混洗器715提供的去混洗同步块顺序执行内译码和外译码，并提供每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息。由于外译码具有比内译码更强的纠错能力，当判定不能通过内译码对同步块进行错误校正而要对这些不能被内译码纠错的同步块进行擦除处理的情况下，RS译码器716利用外译码处理进行错误校正，以加强纠错能力。
错误信息寄存器717把由RS译码器716提供的每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息顺序存储于指定的位置。错误信息寄存器717是通过嵌入静态RAM实现的。错误信息寄存器717对同步块连续执行错误校正，以减少等待时间并实现快速操作，此等待时间等于RS译码器716译码2-3个同步块所需的时间间隔。
存储器控制器706计算出存储器704的一个相关地址，同时读出存储于错误信息寄存器717中的错误位置信息，并通过存储器写操作纠正相关错误数据的错误。当对18个错误校正码块的纠错完毕时，对6磁道的纠错过程也就结束了。
当数据控制器705在错误校正完成后判断出回放停止信号处于无效状态时，锁存器703按照磁道和同步块的顺序存储第一次读出的同步块数据704D，同时通过要求数据控制器705提供记录于存储器704中的错误校正同步块数据，来利用数据控制器705读出错误校正同步块数据。锁存器703输出第二次读出的同步块数据703D。
伪滤波器718从由锁存器703提供的第二次读出的同步块数据中排除伪同步块数据，仅提供正常同步块数据718D。
在数据控制器705的控制下，去平滑缓存器702B与交换信号同步地存储由伪滤波器718提供的正常同步块数据718D。
在从去平滑缓存器702B中读出每个正常同步块数据702D的时间标志的时候，时间标志比较器比较时间标志和当前基准时间标志数据，并控制到机顶盒17的数据传送时间点。
作为对具有周期为27MHz的脉冲信号的响应，交换脉冲产生器720产生一个交换脉冲，并把此交换脉冲提供给锁存器703和数据控制器705。
图11是本发明的一个实施例的D-VHS编译码器系统的编译码器的电路结构框图。如图11所示，D-VHS编译码器系统的一个编译码器70包括一个时间标志产生器701，一个存储器704，一个数据控制器705，一个存储器控制器706，一个混洗器707，一个RS编码器708，一个预编码器711，一个同步模式检测器712，一个拆包器713，一个ID校正器714，一个加扰器/去扰器710A/710B，一个磁道格式器/磁道去格式器709A/709B，一个去混洗器715，一个RS译码器716，一个错误信息寄存器717，一个打包器703，一个伪滤波器718，一个平滑/去平滑缓存器702A/702B，一个时间标志比较器719和一个微控制器900。
当通过机顶盒17以传输流包单元格式的位串输入数字广播数据时，时间标志产生器701产生一个表示数字广播数据的每一个传输流包单元的第一个字节到达时间的时间标志，并通过将相关的时间标志粘贴到每一个传输流包单元的包头标上来提供传输包数据701C。
在记录时，基于根据包含于打包数据703C的第一附加信息中的ID值计算出的地址，并根据与系统时钟同步的记录控制信号，存储器704把一个打包数据703C顺序记录于相关的磁道中。在回放时，基于根据包含于去格式化同步块数据709D中的ID值计算出的地址，并根据与系统时钟同步的记录控制信号，存储器704把一个去格式化同步块数据709D顺序记录于相关的磁道中。
在记录数据或接收到读出数据的请求时，数据控制器705为设备分配访问存储器704的时间并对发生冲突的数据要求进行仲裁。数据控制器705从微控制器900接收子码数据，并把子码数据记录在由存储器控制器706提供的存储器704的一个相关地址上。数据控制器705从微控制器900接收系统数据，并把系统数据记录在由存储器控制器706提供的存储器704的一个相关地址上，并当对记录于存储器704的6个磁道中的主数据编码完成后，根据磁道的顺序产生一代码，以将产生的代码记录于存储器704的每一个同步块的奇偶部。
存储器控制器706在数据控制器705的控制之下提供存储器位置的记录/读出地址和记录/读出控制信号，以将数据记录于存储器704中或把数据从存储器704中读出。
混洗器707混洗等效于记录在存储器704的磁道上的打包数据703C的同步块，并产生错误校正码块。
RS编码器708对混洗器707的每一个错误校正码块分别在水平和垂直方向执行内RS编码和外RS编码，并产生奇偶。
预编码器711对除了包含加扰数据710C中的同步字符和空白区外的同步块的所有数据进行预编码操作，并向装载于走带机构800的磁带提供预编码数据711C。
同步模式检测器712区分具有位串格式且从装载于走带机构800的磁带上读出的数字数据的每一个磁道的前同步字符、子码和主码，并检测主码和子码中的同步数据以提供同步模式检测数据712D和与此格式相关的信息712E。
基于与从一个同步模式检测器712得来的同步模式检测数据712D的格式相关的信息712E，拆包器713以同步块为单位拆分并存储从同步模式检测器712得来的同步模式检测数据712D。拆包器713以同步块为单位提供读数据713E，并对包含于每个同步块头标中的ID进行分类以提供一个分类ID713D。
ID校正器714判断从拆包器713得来的分类ID713D是否被损坏，并当错误发生时通过对分类ID713D执行错误校正来提供一个校正ID714D。
在记录时，当把相关ID设为初始值时，加扰器/去扰器710A/710B利用M序列数据对磁道格式数据709C的主码同步块和子码同步块进行加扰操作，并提供加扰数据710C。在回放时，加扰器/去扰器710A/710B通过把从ID校正器714得到的校正ID714D用作初始值，以同步块为单位对从拆包器713得到的读数据713E进行解扰操作，并提供解扰数据710D。
在记录时，当RS编码器708编码完毕后，磁道格式器/磁道去格式器709A/709B按磁道的格式构造读同步块，并通过数据控制器705，按磁道顺序和每个磁道的同步块的顺序读出记录于存储器704中的帧数据，并提供磁道格式数据709C。在回放时，磁道格式器/磁道去格式器709A/709B在高层或低层本地存储器组中存储分别按照从加扰器/解扰器710A/710B得到的去扰数据710D的磁道格式构造的主数据同步块和子码同步块，并提供去格式化同步块数据709D。
当数据控制器705判断出包含在6个磁道中的同步块数据被全部记录在存储器704的相关磁道上时，去混洗器715对从记录有同步块数据的磁道得来用于错误校正编码的同步块进行去混洗操作，并提供去混洗同步块。
RS译码器716以同步块为单位对从去混洗器715得到的去混洗同步块顺序执行内译码和外译码，并提供每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息。
错误信息寄存器717在指定的位置顺序存储从RS译码器716得到的每一个同步块的错误位置信息和错误幅度信息。
在记录时，打包器703把包括正常数据在内的每一个平滑传输包数据702C分离成两个同步块，并通过把第一附加信息粘贴在每一个同步块的头标来提供打包数据703C。在回放时，当数据控制器705判断出在错误校正完成后回放停止信号处于无效状态时，打包器703在要求数据控制器705提供记录于存储器704中的错误校正同步块数据而经数据控制器705读出错误校正同步块数据的同时，按磁道和同步块的顺序存储第一次读出的同步块数据704D。打包器703输出第二次读出的同步块数据703D。
伪滤波器718从由打包器703提供的第二次读出的同步块数据703D中排除伪同步块数据，并且只提供正常同步块数据718D。
在记录时，当根据传输包数据701C把一系列传输流包单元中的变化时间间隔转变成固定的时间间隔时，平滑/去平滑缓存器702A/702B顺序存储从时间标志产生器701得来的传输包数据701C，并提供平滑传输包数据702C。在回放时，平滑/去平滑缓存器702A/702B在数据控制器705的控制之下与交换信号同步地存储由伪滤波器718提供的正常同步块数据718D。
当根据从平滑/去平滑缓存器702A/702B读出的正常同步块数据702D读出每一个同步块数据的时间标志时，时间标志比较器719比较时间标志和当前的基准时间标志数据，并控制机顶盒17的数据传输时间点。
作为对具有周期为27MHz的脉冲信号的响应，交换脉冲产生器720产生一个交换脉冲，并把此交换脉冲提供给锁存器703和数据控制器705。
ID产生器721在记录时产生一个ID信号并把此ID信号提供给磁道格式器709A和加扰器710A。
下面根据图12-15示出的流程图描述由图10给出的D-VHS译码器或由图11给出的D-VHS编译码器执行的D-VHS译码方法的实现过程。
图12-15是描述由图10的D-VHS译码器或由图11的D-VHS编译码器执行的译码方法的流程图。
具有位串格式且从装载于走带机构800的磁带上按磁道单位读出的每单位数字数据被同步模式检测器712分成一个前同步字符、一个子码和一个主码(第S300步)。用来表示连续放置的子码同步块和主码同步块之间的边界的同步数据被同步模式检测器712检测出来，同步模式检测数据712D和与其格式相关的信息712E被产生(第S310步)。
第S310步产生的同步模式检测数据712D被根据与同步模式检测数据712D的格式相关的信息712E分离成同步块，而且按同步块单位将数据存储于拆包器713中(第S320步)。包含于在第S320步被分离出的每个同步块的头标中的ID被拆包器713进行分类，同时一个分类ID713D被产生(第S330步)。
ID校正器714判断在第S330步产生的分类ID713D是否被损坏(第S340步)。当在第S340步判断出分类ID713D被损坏时，ID校正器714对分类ID713D执行错误校正，并产生一个校正ID714D(第S350步)。
当在第S320步按同步块单位读出被存储的数据时，通过把第S350步产生的校正ID714D当作初始值，去扰器710B按同步块单位对读数据713E进行去扰操作，并产生去扰数据710D(第S360步)。
当在第S340步判断出分类ID713D未被损坏时，第S340步直接转移到第S360步。
分别按照在第S360步产生的去扰数据710D的磁道格式构造的主数据同步块和子码同步块，被字节校准器709B存储在一个高层或低层本地存储器组中，同时一个去格式化同步块数据709D被产生(第S370步)。基于根据去格式化同步块数据709D的ID值计算出的存储器704的地址，并根据与系统时钟同步的记录控制信号，在第S370步产生的去格式化同步块数据709D被记录在存储器704的相关磁道中(第S380步)。
数据控制器705判断去格式化同步块数据709D是否在第S380步被顺序记录在多至6个磁道中(第S390步)。
当在第S390步判断出去格式化同步块数据709D被全部记录在相关的磁道中时，在第S380步被新记录的用于错误校正编码的同步块被去混洗器715执行去混洗操作，并产生去混洗同步块(第S400步)。RS译码器716按同步块单位对第S400步产生的去混洗同步块执行内RS译码，不能进行错误校正的同步块被分离和显示(第S410步)。RS译码器716按同步块单位对第S400步产生的去混洗同步块执行比内RS译码有更强纠错能力的外RS译码，并同时产生每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息(第S420步)。
第S420步产生的每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息被顺序地存储于错误信息寄存器717中的指定位置(第S430步)。
数据控制器705判断回放停止信号是否处于有效状态(第S440步)。
当在第S390步判断出去格式化同步块数据709D未全部记录于相关的磁道中时，去混洗器715对6个磁道中以前记录在存储器704中的用于错误校正编码的同步块数据执行去混洗操作，并产生去混洗同步块(第S450步)。RS译码器716按同步块单位对第S450步产生的去混洗同步块执行内RS译码，不能进行错误校正的同步块被进行擦除处理(第S460步)。RS译码器716按同步块单位对第S450步产生的去混洗同步块执行比内RS译码有更强纠错能力的外RS译码，并同时产生每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息(第S470步)。第S470步产生的每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息被顺序地存储于错误信息寄存器717中的指定位置(第S480步)。第S480步直接转移到S440步。
在错误校正完毕后，当在第S440步判断出回放停止信号不处于有效状态时，存储器704中记录的错误校正同步块数据被读出来，第一次读出的同步块数据704D被以磁道和同步块的顺序存储于锁存器703中(第S490步)。在通过读出第S490步存储的第一次读出的同步块数据704D而产生的第二次读出的同步块数据703D中排除伪同步块数据，而仅产生正常同步块数据718D(第S500步)。第S500步产生的正常同步块数据718D根据一个交换信号和一个控制信号被存储于去平滑缓存器702B中(第S510步)。
第S510步存储的正常同步块数据被读出来，每个同步块数据的时间标志值被时间标志比较器719读出(第S520步)。第S520步读出的每个同步块数据的时间标志值被与当前基准时间标志的值进行比较，并控制正常同步块数据的传送时间(第S530步)。具有第S530步中受控传送时间的正常同步块数据719D被通过机顶盒17传送给电视接收机(第S540步)。第S540步返回至第S440步。
当在第S440步判断出回放停止信号处于有效状态时，回放操作被停止。
根据本发明的D-VHS编译码器系统的译码方法和译码器，以前不能被程序处理的大量运算可以通过使用一种最佳数据流操作处理方法而得到实时处理，并且压缩和处理过的数字数据可以被高速处理。同时，按传统方法包括两三块电路板的编译码器的硬件结构，可只采用一个常规制造的半导体芯片来实现，从而降低了D-VHS编译码器的造价。
虽然详尽描述了本发明的具体实施例，但本领域技术人员应明白在不违背随后的权利要求规定的本发明原理和范围的情况下，可对其进行各种形式和细节上的修改。
权利要求
1.一种D-VHS编译码器系统的译码方法，所述的方法包括如下步骤(i)在每一个具有位串格式且从装载于走带机构的磁带上读出的数字数据的磁道中检测数据的格式和同步模式，并产生同步模式检测数据；(ii)把第(i)步产生的同步模式检测数据分离为同步块，同时按同步块单位存储数据，并对包含于每个同步块头标中的ID进行分类；(iii)根据分类ID是否被损坏对第(ii)步产生的分类ID执行错误校正，并产生校正ID；(iv)在读出在第(ii)步中按同步块单位存储的数据的同时，通过将第(iii)步产生的校正ID当作初始值，按同步块单位对读出数据进行解扰操作，并产生解扰数据；(v)在第一预定数目的本地存储器组中分别存储按照在第(iv)步产生的解扰数据的磁道格式构造的主数据同步块和子码同步块，并产生去格式化同步块数据；(vi)基于根据去格式化同步块数据的ID值计算出的所述存储器的地址，并根据与系统时钟同步的记录控制信号，把第(v)步产生的去格式化同步块数据记录于存储器的相关磁道中；(vii)判断去格式化同步块数据是否在第(vi)步中被顺序地记录在多至第二预定数目的磁道中；(viii)当在第(vii)步判断出去格式化同步块数据被全部记录在相关的磁道上时，对在第(vi)步中新记录的去格式化同步块数据的同步块执行去混洗操作，并同时执行内译码和外译码以产生每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息；(ix)把第(viii)步产生的每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息顺序地存储于错误信息寄存器中指定的位置；(x)判断回放停止信号是否处于有效状态；(xi)当在(x)步中判断出回放停止信号不处于有效状态时，在等效于错误校正同步块数据的读同步块数据中仅存储正常同步块数据；(xii)在读出第(xi)步存储的正常同步块数据的同时，基于将正常同步块数据记录在磁带上时输入的传输流包的相关时间间隔，把具有传送时间控制点的正常同步块数据传送至机顶盒；以及(xiii)当在第(x)步判断出回放停止信号处于有效状态时，停止回放操作。
2.如权利要求1所述的D-VHS编译码器系统的译码方法，其中所述第(i)步包括如下子步骤(A)把具有位串格式的从装载于一个走带机构的磁带上按磁道单位读出的数字数据分离成一个前同步字符、一个子码和一个主码；以及(B)检测代表连续放置的主码同步块和子码同步块之间边界的同步数据，并产生同步模式检测数据和与其格式相关的信息。
3.如权利要求1所述的D-VHS编译码器系统的译码方法，其中所述第(ii)步包括如下子步骤(C)根据与同步模式检测数据的格式相关的信息，把第(i)步产生的同步模式检测数据分离成同步块，并按同步块单位存储这些数据；以及(D)对包含于第(C)步分离出的每个同步块的头标中的ID进行分类，并产生分类ID。
4.如权利要求1所述的D-VHS编译码器系统的译码方法，其中所述第(iii)步包括如下子步骤(E)判断第(ii)步产生的分类ID是否被损坏；以及(F)当在第(E)步中判断出分类ID被损坏时，对分类ID执行错误校正，并产生校正ID。
5.如权利要求1所述的D-VHS编译码器系统的译码方法，还包括如下子步骤当在第(iii)步判断出分类ID未被损坏时，转移到第(iv)步。
6.如权利要求1所述的D-VHS编译码器系统的译码方法，其中所述第(viii)步包括如下子步骤(K)当在第(vii)步判断出去格式化同步块数据被完全记录于相关的磁道中时，对在第(vi)步新记录的磁道中用于错误校正编码的同步块进行去混洗操作，并产生去混洗同步块；(L)按同步块单位对第(K)步产生的去混洗同步块进行内RS译码，并分离显示不能进行错误校正的同步块；以及(M)按同步块单位对第(K)步产生的去混洗同步块进行具有比内RS译码更强纠错能力的外RS译码，并产生每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息。
7.如权利要求1所述的D-VHS编译码器系统的译码方法，其中所述第(xi)步包括如下子步骤(P)在错误校正完毕后，当在第(x)步判断出回放停止信号不处于有效状态时，读出所述存储器704中记录的错误校正同步块数据，并按磁道和同步块的顺序存储第一次读出的同步块数据；(Q)从通过读出在第(P)步存储的第一次读出的同步块数据而产生第二次读出的同步块数据中排除伪数据，并只产生正常同步块数据；以及(R)根据交换信号和控制信号存储在第(Q)步产生的正常同步块数据。
8.如权利要求1所述的D-VHS编译码器系统的译码方法，其中所述第(xii)步包括如下子步骤(S)读出在第(xi)步存储的正常同步块数据并读出每个同步块数据的时间标志值；(T)比较第(S)步读出的每个同步块数据的时间标志值与当前基准时间标志的值，并控制正常同步块数据的传送时间；(U)通过机顶盒把具有在第(T)步控制的传送时间的正常同步块数据传送到电视接收机；以及(V)执行完第(U)步后，返回到第(x)步。
9.如权利要求1所述的D-VHS编译码器系统的译码方法，还包括如下子步骤(a)当在第(vii)步判断出去格式化同步块数据未全部记录在相关的磁道中时，对来自先前记录在所述存储器上预定数量磁道中的用于错误校正编码的同步块进行去混洗操作，并产生去混洗同步块；(b)按同步块单位对第(a)步产生的去混洗同步块进行内RS译码，并对不能进行错误校正的同步块执行擦除处理；以及(c)按同步块单位对第(a)步产生的去混洗同步块进行具有比内RS译码更强纠错能力的外RS译码，并产生每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息。(d)把第(c)步产生的每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息顺序地存储于错误信息寄存器中指定的位置；以及(e)执行完第(d)步后，转移到第(x)步。
10.一种D-VHS编译码器系统的译码器，所述译码器包括一个同步模式检测器，用于区分具有位串格式并从装载于走带机构的磁带中读出的数字数据的每个磁道的前同步字符、子码和主码，并用于检测主码和子码的同步数据以提供同步模式检测数据以及与其格式相关的信息；一个拆包器，用于基于与由所述同步模式检测器提供的同步模式检测数据的格式相关的信息，按同步块单位存储由所述同步模式检测器提供的同步模式检测数据，按同步块单位提供读数据，并对包含于每个同步块头标中的ID进行分类，以提供分类ID；一个ID校正器，用于判断由所述拆包器提供的分类ID是否被损坏，并当错误发生时，通过对分类ID执行错误校正来提供校正ID；一个解扰器，用于通过将所述ID校正器提供的校正ID当作初始值，按同步块单位对来自所述拆包器的读数据进行解扰操作，并提供解扰数据；一个字节校准器，用于在本地存储器组中分别存储按照由所述解扰器提供的解扰数据的磁道格式构造的主数据同步块和子码同步块，并提供去格式化同步块数据；一个存储器，用于基于根据包含于由所述字节校准器提供的去格式化同步块数据中的ID值计算出的存储器的地址，并根据与系统时钟同步的记录控制信号，把去格式化同步块数据顺序记录于改存储器的相关磁道中；一个数据控制器，用于在记录数据时或接收到读出数据的请求时，为每一个设备分配访问所述存储器的时间，并在数据要求发生冲突时进行仲裁；一个存储器控制器，用于在所述数据控制器的控制之下，为了把数据记录于所述存储器中或把数据从所述存储器中读出，提供存储器位置的记录/读出地址和记录/读出控制信号；一个去混洗器，用于当所述数据控制器判断出包含于预定数目的磁道中的同步块数据被全部记录在所述存储器的相关磁道中时，按同步块单位对记录有同步块数据的磁道中的用于错误校正编码的同步块进行去混洗操作，并提供去混洗同步块；一个RS译码器，用于按同步块单位对由所述去混洗器提供的去混洗同步块顺序地执行内译码和外译码，并提供每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息；一个错误信息寄存器，用于把由所述RS译码器提供的每个同步块的错误位置信息和错误幅度信息顺序存储于指定的位置；一个锁存器，用于按磁道和同步块的顺序存储第一次读出的同步块数据，而且在错误校正完成之后，当所述数据控制器判断出回放停止信号处于无效状态时，通过要求所述数据控制器提供记录于所述存储器中的错误校正同步块数据，经所述数据控制器读出错误校正同步块数据，并输出第二次读出的同步块数据；一个伪滤波器，用于从由所述锁存器提供的第二次读出的同步块数据中排除伪同步块数据，并仅提供正常同步块数据；一个去平滑缓存器，用于在所述数据控制器的控制之下与交换信号同步地存储由伪滤波器提供的正常同步块数据；一个时间标志比较器，用于在从所述去平滑缓存器读出正常同步块数据的时间标志的同时，比较每个同步块数据的时间标志与当前基准时间标志数据，并控制到机顶盒的数据传送时间点；以及一个微控制器，用于给所述数据控制器提供子码数据和系统数据。
11.如权利要求10所述的D-VHS编译码器系统的译码器，其中所述的存储器控制器基于每个同步块的ID计算对应于相关磁道的相关磁道编号和同步块编号的所述存储器的地址，并记录各同步块数据。
12.如权利要求10所述的D-VHS编译码器系统的译码器，其中当所述数据控制器判断出包含于编号为0至5的6个磁道中的同步块数据被全部记录在所述存储器中时，所述的去混洗器对具有记录数据的6个磁道的用于错误校正编码的同步块进行去混洗操作。
13.如权利要求10所述的D-VHS编译码器系统的译码器，其中所述的RS译码器在内译码过程中分离显示不能进行错误校正的同步块后，在具有比内译码更强纠错能力的外译码过程中校正错误，以加强错误校正能力，。
14.如权利要求10所述的D-VHS编译码器系统的译码器，其中所述的错误信息寄存器包括一个嵌入的静态RAM。
15.如权利要求10所述的D-VHS编译码器系统的译码器，其中所述的错误信息寄存器连续执行同步块的错误校正，以减少等于所述RS译码器译码2-3个同步块所需时间间隔的等待时间，并执行快速操作。
16.如权利要求10所述的D-VHS编译码器系统的译码器，其中所述的存储器控制器在读出存储在所述错误信息寄存器中的错误位置信息的同时，计算所述存储器的相关地址，并通过存储器写操作来校正一个相关校正数据的错误。
全文摘要
一种可以记录/再现高清晰度图象和高保真声音的D－VHS编译码器系统的译码器和译码方法。在回放按磁道格式记录的数字数据时,通过前向错误校正附加信息校正随机错误和突发错误并再现高清晰度图象和高保真声音,使不能被程序处理的大量计算被通过一种最佳数据流操作处理方法实时地处理,并能高速处理压缩或处理过的数据,传统的包括两三个电路板的D－VHS编译码器硬件结构也仅由一块常规半导体芯片实现,并降低了造价。
文档编号H04N5/92GK1190314SQ9712340
公开日1998年8月12日 申请日期1997年12月31日 优先权日1996年12月31日
发明者南承铉 申请人:大宇电子株式会社