СПОСОБ ЗАПИСИ И/ИЛИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ДАННЫХ НА ЦИФРОВОЙ ВИДЕОЛЕНТЕ Российский патент 2000 года по МПК G11B5/08 G11B20/10 

Настоящее изобретение относится к способу записи и/или воспроизведения данных на цифровой видеоленте, в частности, к способу записи и/или воспроизведения данных, позволяющего осуществлять так называемый трик-режим ("хитрый" режим трюков с различными ухищрениями) в устройстве записи и воспроизведения фазирующего телевизионного (ATV) сигнала на цифровой видеоленте.

В свое время уже были разработаны регистраторы на цифровой видеоленте (DVCR) для записи и воспроизведения ATV сигнала, использующие стандартные видеокассеты для магнитофонов (SD-VCR). Учитывая тот факт, что поток бит в устройствах SD-VCR проходит со скоростью 24,9 Мбит/сек, а ATV сигнал передается со скоростью 19,3 Мбит/сек, область, где биты могут регистрироваться со скоростью 5,6 Мбит/сек, остается неиспользованной. Современные исследования в этой области направлены на разработку способа, с помощью которого с трик-данными могли бы выполняться трик-операции записи в аудио- и видеосекторах свободных областей с тем, чтобы использовать различные скорости в трик-режиме и отвечать требованиям различных типов сканеров, увеличивая тем самым качество изображения путем снижения уровня шумов (помех).

В качестве части таких исследований в настоящем изобретении предлагается подход к разработке способа записи трик-данных, который позволяет использовать более широкий диапазон кратных скоростей в трик-режиме при записи и воспроизведении данных устройствами DVCR.

Цель разработки устройств DVCR состоит в установлении формата записи для режима специального воспроизведения, который желателен с точки зрения качества изображения и стоимости.

Обычно используется способ, с помощью которого данные в трик-режиме располагаются в сканируемой области, соответствующей каждой из кратных скоростей. Этот способ обеспечивает относительно неплохое качество изображения на экране, когда воспроизведение осуществляется в трик-режиме. Однако весьма важно, чтобы сканирование трик-данных производилось в областях сканирования, соответствующих каждой кратной скорости. Вследствие этого управление сервоустройством должно выполняться с большой точностью, что ведет к увеличению финансовых затрат.

Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения, обусловленная необходимостью разрешения перечисленных выше проблем, состоит в том, чтобы разработать способ записи и/или воспроизведения данных на цифровой видеоленте, стоимость изготовления которой невысока и позволяет работать на множестве кратных скоростей при осуществлении трик-режима в устройствах DVCR, когда нет необходимости в сервоуправлении с высокой точностью при сканировании головками области данных.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения разработан и предлагается способ регистрации данных на цифровой видеоленте путем разделения ATV сигнала на нормальные данные для выполнения операций в нормальном режиме и на трик-данные для выполнения операций в трик-режиме, когда ATV сигнал содержит блоки данных, которые поступают в заранее заданные интервалы и могут декодироваться независимо. Этот способ включает следующие операции: разделение области данных синхронного блока с формированием аудиосектора и видеосектора на каждой дорожке цифровой видеоленты в виде первой области и второй области; запись нормальных данных в первой области, а трик-данных - во второй области; и повторное записывание тех же самых трик-данных в виде синхронных блоков того же количества относительно количества дорожек, соответствующих удвоенному количеству максимально четно-кратных скоростей среди множества четно-кратных скоростей, когда трик-данные записаны во второй области.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ записи данных на цифровую видеоленту путем разделения ATV сигнала на нормального вида данные для выполнения с ними операций нормального вида, и на трик-данные для выполнения с ними трик-операций, когда ATV сигнал содержит данные в виде блоков, которые поступают в заранее заданные интервалы времени и могут декодироваться независимо. Такой способ включает следующие операции: разделение области данных синхронного блока с формированием видеосектора на каждой дорожке цифровой видеоленты в виде первой области и второй области; запись нормальных данных в первой области, а трик-данных - во второй области, и повторное записывание тех же самых трик-данных в виде синхроблоков того же количества относительно количества дорожек, соответствующих удвоенному количеству максимальных четно-кратных скоростей среди множества четно-кратных скоростей, когда трик-данные записаны во второй области.

В соответствии еще с одним из аспектов настоящего изобретения разработан способ записи данных на цифровой видеоленте с разделением ATV сигнала на нормальные данные для выполнения с ними нормальных операций, и повторная запись тех же трик-данных в синхроблоках такого же количества относительно количества дорожек, соответствующих удвоенному количеству максимальных четно-кратных скоростей среди множества четно-кратных скоростей, когда трик-данные записаны во второй области.

В соответствии еще с одним из аспектов настоящего изобретения разработан способ воспроизведения ATV сигнала, содержащего блоки данных, которые поступают в заранее заданные интервалы времени и декодируются независимо путем разделения ATV сигнала на нормальные данные для дальнейшего выполнения операций в нормальном режиме, и на трик-данные для дальнейшего выполнения с ними операций в трик-режиме, и записи нормальных данных и трик-данных в первой и второй областях каждой дорожки цифровой видеоленты, соответственно. Этот способ включает следующие операции: сканирование области с записанными данными на цифровой видеоленте с помощью головок; декодирование трик-данных путем сканирования первой области, в которой записаны нормальные данные, и сканирования второй области, в которой записаны трик-данные, а также путем сканирования области коррекции ошибок внутренней четкости, и воспроизведение трик-данных путем декодирования их в результате сканирования области коррекции ошибок внешней четности во второй области.

Краткое описание чертежей на фигурах
Названные выше цели и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными после подробного описания предпочтительного варианта реализации этого изобретения при совместном рассмотрении прилагаемых рисунков, на которых изображено следующее:
на фиг. 1 показан формат дорожки цифровой видеоленты, соответствующий формату записи на SD-VCR;
на фиг. 2A-2C показаны синхроблоки данных, соответствующие как обычному способу (известному), так и способу согласно настоящему изобретению;
на фиг. 3A и 3B показаны аудио- и видеосекторы синхроблока в области данных согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4A-4D поясняется работа в трик-режиме согласно настоящему изобретению
Подробное описание настоящего изобретения
В соответствии с настоящим изобретением нормальные данные и трик-данные записываются раздельно в разных участках области данных синхроблока, которая может стать пригодной для работы, если использовать в качестве области для трик-данных остающуюся неиспользуемой область, где возможна запись потока бит со скоростью 5,6 Мбит/сек в случае, когда для записи потока бит нормальных данных сигнала ATV со скоростью 19,3 Мбит/сек используется область SD-VCR, позволяющая вести запись до скорости 24,9 Мбит/сек.

На фиг. 1 показано, как дорожка записи разделяется на сектор 2 с информацией о врезках и дорожках (ITI), аудиосектор 4, видеосектор 6 и сектор субкода 8. Между секторами предусмотрены промежуточные интервалы G1, G2, G3. Сектор 2 ITI состоит из заголовка 10, зоны 12 запуска синхронизации блока, зоны 14 информации о дорожке и заключительной зоны ITI 16. Аудиосектор 4 состоит из заголовка 18, четырнадцати синхроблоков 20 аудиоданных и заключительной части 22. Видеосектор 6 состоит из видеозаголовка 24, 149 синхроблоков 26 видеоданных и заключительной видеочасти 28. Сектор субкода 8 состоит из заголовка 30 субкода, участка 32 собственно субкода и заключительной части субкода 34. Участок, следующий за сектором 8 субкода, соответствует полю 36 переполнения записи (перезаписи).

На фиг. 2A представлена структура обычного (известного) синхроблока данных. Здесь поз. 38 обозначена двухбитовая синхрозона, поз. 40 обозначает трехбитовый код идентификации (ID), поз. 42 - 77 - битовое поле данных и поз. 44 - восьмибитовое поле внутренней четности.

На фиг. 2B показан синхроблок данных, соответствующий настоящему изобретению. Здесь использованы следующие обозначения: поз. 42 - область данных (аналогично той, что показана на фиг. 2A, и поз. 46 - поле для записи трик-данных, имеющее заранее заданные размеры внутри области данных 42. Однако хотя в примере, представленном на фиг. 2B, поле трик-данных 46 занимает 17 байтов в общей области данных 42 - от 65-го до 81-го байта - местоположение этого поля не обязательно ограничивается именно таким расположением и может занимать любые 17 байтов в области 42. Более того, величина поля трик-данных также не ограничивается именно 17-ю байтами и может изменяться в зависимости от остатка "C" Мбит/сек в потоке бит, который образуется после вычитания "B" Мбит/сек потока бит ATV сигнала из "A" Мбит/сек потока бит SD-VCR, т.е. A - B = C. Здесь A и B - реальные числа. Поскольку в настоящее время скорость передачи бит в стандартных устройствах SD-VCR составляет 24,9 Мбит/сек, а скорость передачи бит сигнала ATV составляет 19,3 Мбит/сек, то остающаяся область скоростей 5,6 Мбит/сек используется для трик-данных. Вследствие этого, если величина A и/или В изменяется, то и величина C также изменяется.

Как показано на фиг. 2C, трик-данные расположены в пределах общей области данных 42 на иных позициях, чем те, что указаны на фиг. 2B; это служит иллюстрацией возможности записи трик-данных в любом месте области 42. Показанное на фиг. 2C местоположение поля трик-данных применимо как к аудио-, так и к видеосекторам. Однако из соображений упрощения рассмотрения ниже будет описано только использование видеосектора. Обозначения на фиг. 2C такие же, как и на фиг. 2B.

Настоящее изобретение иллюстрируется здесь вариантом его реализации для случая, когда трик-данные записываются в последних 17 байтах общей области данных 42, как показано на фиг. 2B, что применимо как к аудиосектору, так и к видеосектору.

На фиг. 3A показан видеосектор, имеющийся в каждом синхроблоке и соответствующий случаю, когда трик-данные расположены так, как показано на фиг. 2B. Буква "j" здесь обозначает номера синхроблоков относительно видеоданных, позицией 48 обозначена область, где в пределах общей области данных записываются нормальные данные, а позицией 50 обозначено поле для записи трик-данных в составе общей области данных.

На фиг. 3B представлена структура видеосектора, имеющегося в каждом синхроблоке и соответствующего случаю, когда трик-данные расположены в общей области данных так, как показано на фиг. 2C. Обозначения здесь такие же, как и на фиг. 3A, а потому их описание опущено.

В настоящем изобретении для выполнения операций с трик-данными они записываются повторно на вдвое большем количестве дорожек с максимальной кратной скоростью, а затем воспроизводятся.

Далее рассматривается эффект, получаемый в результате такой повторной записи с иллюстрацией этого случая на фиг. 4A-4D.

На фиг. 4A показано состояние, когда трик-данные записаны на вдвое большем количестве дорожек с максимальной кратной скоростью, и соответствующее случаю, показанному на фиг. 3A. На фиг. 4A цифры (числа), расположенные вдоль оси ординат, представляют собой номера синхроблоков. Хотя здесь представлен случай, когда трик-данные записаны только в области видеоданных, следует отметить, что такой же эффект имел бы место, если бы трик-данные были записаны в области аудиоданных. Если случай, показанный на фиг. 3B, относится к фиг. 4A, трик-данные каждого синхроблока будут повторно записаны где-либо в средней части синхроблока, но не в конце его.

Далее настоящее изобретение описывается более подробно применительно к конкретному варианту его реализации.

В этом варианте предполагается, что максимальная кратная скорость установлена превышающей в шесть раз нормальную скорость.

На фиг. 4B иллюстрируется случай, когда головка сканирует дорожку, на которой записаны трик-данные со скоростью, в шесть раз превышающей скорость нормальной записи. Вследствие такой величины максимальной кратной скорости, количество дорожек, на которых записаны трик-данные, составляет двенадцать. Одни и те же трик-данные записываются в каждом поле, предназначенном для них в синхроблоках одного и того же количества на двенадцати дорожках. На фиг. 4B косыми линиями отмечены части полей трик-данных, причем зачерненные участки считываются головками "a" и "b" во время выполнения операций сканирования, относящихся к трик-данным, а "белые" участки представляют собой поля нормальных данных. Головка "a" считывает данные с дорожек своей части "а", а головка "b" считывает дорожки своей части "b". Кроме того, предполагая, что записанные данные могут быть декодированы, если более 50% трик-данных подверглось сканированию, головка "а" декодирует синхроблоки 23, 24, 25, 26, 153, 154 и 155, а головка "b" декодирует синхроблоки 21, 22, 150, 151 и 152. Можно сказать, что в том случае, когда максимальная кратная скорость в шесть раз превышает скорость нормальной записи, трик-данные, распределенные на двенадцати дорожках, подлежат последующему сканированию головками "а" и "b".

Вследствие специфического распределения трик-данных в настоящем изобретении используются только четно-кратные скорости манипулирования данными (т. е. 2x, 4x, 6x ... ). Например, если максимальная кратная скорость соответствует 2N, то в настоящем изобретении используются все скорости с множителями -2n, -2(N-1), ... , -4, -2, 2, 4, ..., 2(N-1) и 2N (здесь N - целое число). Кроме того, используются и скорости, образующиеся на основе прибавления к перечисленным выше кратным скоростям чисел -0,5, -0,4, -0,3, -0,2, -0,1, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 и 0,5. Причина состоит в том, что разница между отдельными участками области данных, сканируемых при выполнении трик-операций со скоростью, например, имеющей множители 4,0 и 4,1, очень невелика в случае, когда рабочая скорость превышает в четыре раза скорость нормальной записи (воспроизведения). Кроме того, как указывалось выше, если головка считывает 50% данных, они могут быть декодированы. Таким образом, кратные скорости с множителями, имеющими десятичную запятую, при использовании которых нет возможности считывать более 50% данных, не используются.

Далее в соответствии с вариантом изобретения, описанным выше, приводится описание случаев, когда кратные скорости имеют множители 4 и 2.

На фиг. 4C иллюстрируется случай сканирования головкой с четырехкратной скоростью для случая трик-операции, которая может выполняться со скоростью, максимально превышающей скорость сканирования в шесть раз. Поскольку одни и те же трик-данные записываются в каждом поле синхроблока в одном и том же количестве на двенадцати дорожках, головка "a" сканирует одни и те же данные (участки 1 и 2, окруженные пунктиром) дважды, а головка "b" - один раз.

Фиг. 4D иллюстрирует сканирование головкой с выбранной двухкратной скоростью для случая трик-операции, которая может выполняться со скоростью, превышающей скорость сканирования максимум в шесть раз. Здесь одни и те же данные считываются по три раза головками "а" и "b", соответственно. Другими словами, участки 3, 5 и 7 представляют собой трик-данные, считанные головкой "а", а участки 4, 6 и 8 - трик-данные, считанные головкой "b". Поскольку результаты трижды высвечиваются на одних и тех же экранах с двухкратной скоростью, то даже в сравнении с шестикратной скоростью просмотр их достаточно утомителен.

Если трик-данные записываются с максимальной 30-кратной скоростью, то в соответствии с принципом настоящего изобретения трик-операции могут выполняться со скоростями, имеющими кратные множители 2, 4, 6, ..., 28 и 30. В дополнение к таким увеличивающимся кратным скоростям используются и кратно уменьшающие скорости. Кроме того, используются также скорости, образуемые на основе соответствующих кратных скоростей с множителями, содержащими децимальную запятую, как уже пояснялось выше. Это означает, что для пользователя имеется чрезвычайно разнообразный выбор скоростей по сравнению с известными трик-системами, где используются только скорости с ограниченной кратностью.

Далее дается описание операции кодирования с исправлением ошибок (ECC).

В составе синхроблока коды с исправлением ошибок следуют после полей аудио- и видеоданных. Как показано на фиг. 3A и 3B, биты внутренней четности расположены вертикально, а биты внешней четности - по горизонтали; и те, и другие используются при выполнении ECC.

В настоящем изобретении восемь байтов контроля внутренней четности следуют за 77-байтовым полем данных синхроблока. Кроме того, вдоль дорожки биты внешней четности следуют за областями аудиоданных в синхроблоках заранее заданного количества, равно как и после области видеоданных также следуют биты внешней четности в заданном количестве, которые необходимы для выполнения ECC.

Обычно для этих целей использовался известный способ, при осуществлении которого для выполнения ECC трик-данных требуются исходная ECC область и заранее заданная область данных. Однако в соответствии с настоящим изобретением, поскольку трик-данные записываются в 17-байтовых полях областей аудио- и видеоданных, отдельная область для выполнения ECC трик-данных не требуется. ECC нормальных данных и трик-данных может быть выполнено при наличии области, необходимой только для выполнения ECC нормальных данных.

Благодаря такой возможности выполнения ECC трик-данных при наличии только EC области нормальных данных, которая является основной областью, увеличивается эффективность записи, т. к. в данной области может быть записано гораздо большее количество данных.

Как уже указывалось выше, в соответствии с настоящим изобретением область, соответствующая скоростям 5,6 Мбит/сек, используется для записи трик-данных в случае приема ATV сигнала. Кроме того, не требуется отдельной области для выполнения ECC трик-данных. Поскольку трик-операции могут выполняться с четно-кратными скоростями в диапазоне до максимальных кратных частот, для трик-режима имеется множество различных скоростей.

Способ записи и/или воспроизведения данных для осуществления трик-режима в устройствах с цифровой видеолентой в случае приема фазирующего телевизионного (ATV) сигнала имеет ту особенность, что аудио- и видеосекторы в области данных каждого синхроблока преобразуются на дорожке в первую и вторую области. В первой области записываются нормальные данные, а во второй области записываются трик-данные. Область, соответствующая скорости передачи бит величиной 5,6 Мбит/с, используется для трик-данных в случае, когда принимается ATV сигнал. При этом не требуется отдельной области для кодирования с исправлением ошибок. Благодаря тому, что трик-режим осуществляется на четно-кратных скоростях, в несколько раз превышающих обычные скорости, для такого режима имеется большое количество рабочих скоростей. 4 с. и 8 з.п.ф-лы, 10 ил.

1. Способ записи данных на цифровую видеоленту, предусматривающий разделение фазирующего телевизионного сигнала ATV на нормальные данные для выполнения с ними операций в нормальном режиме, и на трик-данные для выполнения с ними операций в трик-режиме, причем ATV сигнал содержит данные в виде блоков, которые поступают в заранее заданные интервалы времени и могут декодироваться независимо, отличающийся тем, что включает операции разделения области данных синхроблока с преобразованием аудио- и видеосектора каждой дорожки цифровой видеоленты в первую область и вторую область, записи нормальных данных в первую область и трик-данных - во вторую область, повторной записи тех же трик-данных в виде синхроблоков того же количества относительно количества дорожек, соответствующих удвоенному количеству максимальных четно-кратных скоростей среди множества четно-кратных скоростей, в случае, когда трик-данные записаны во второй области. 2. Способ записи данных на цифровую видеоленту по п.1, отличающийся тем, что трик-данные, имеющие подлежащий записи объем в битах, соответствующий разности объемов в битах устройств SD-VCR и ATV сигнала, подлежащих записи в пределах емкости в битах области данных в каждом из синхроблоков, записывают в области трик-данных для выполнения с ними трик-операций. 3. Способ записи данных на цифровую видеоленту по п.1, отличающийся тем, что трик-данные, имеющие подлежащий записи объем в битах, соответствующий разности объемов в битах устройств SD-VCR и ATV сигнала, подлежащих записи в пределах объема области данных в каждом из синхроблоков, записывают периодически и повторно в пределах одного и того же интервала на каждой дорожке. 4. Способ записи данных на цифровую видеоленту, предусматривающий разделение фазирующего телевизионного сигнала ATV на нормальные данные для выполнения с ними операций в нормальном режиме и на трик-данные для выполнения с ними операций в трик-режиме, причем сигнал ATV содержит данные в виде блоков, поступающие в заранее заданные интервалы времени и могут декодироваться независимо, отличающийся тем, что включает операции разделения области данных синхроблока с преобразованием видеосигнала каждой дорожки цифровой видеоленты в первую область и во вторую область, записи нормальных данных в первой области, а трик-данных - во второй области, повторной записи тех же трик-данных в виде синхроблоков того же количества относительно количества дорожек, соответствующих удвоенному количеству максимальных четно-кратных скоростей, когда трик-данные записаны во второй области. 5. Способ записи данных на цифровую видеоленту по п.4, отличающийся тем, что трик-данные, для записи которых предусмотрен объем битов, соответствующий разности битовых объемов устройств SD-VCR и сигнала ATV, предусмотренных для записи в области данных каждого синхроблока, записывают в области, предусмотренной для трик-данных и выполнения с ними определенной операции. 6. Способ записи данных на цифровую видеоленту по п.4, отличающийся тем, что трик-данные, для записи которых предусмотрен объем битов, соответствующий разности битовых объемов устройств SD-VCR и сигнала ATV, предусмотренных для записи в области данных каждого синхроблока, записывают периодически и повторно в том же самом интервале на каждой дорожке. 7. Способ записи данных на цифровую видеоленту с разделением фазирующего телевизионного сигнала ATV на нормальный данные для выполнения с ними операций в нормальном режиме и на трик-данные для выполнения с ними операций в трик-режиме, причем ATV сигнал содержит в виде блоков, которые поступают в заранее заданный интервал времени и могут декодироваться независимо, отличающийся тем, что включает операции разделения области данных синхроблока с преобразованием аудиосектора каждой дорожки цифровой видеоленты в первую и вторую области, записи нормальных данных в первую область, а трик-данных - во вторую область, повторной записи тех же трик-данных в виде синхроблоков такого же количества относительно количества дорожек, соответствующих удвоенному количеству максимальных четно-кратных скоростей, когда трик-данные записаны во второй области. 8. Способ записи на цифровую видеоленту по п.7, отличающийся тем, что трик-данные, для записи которых предусмотрен объем битов, соответствующий разности битов объемов устройств SD-VCR и ATV предусмотренных для записи в битовом пространстве области данных каждого синхроблока, записывают в области, предназначенной для трик-данных, с последующим выполнением операции в трик-режиме. 9. Способ записи на цифровую видеоленту по п.7, отличающийся тем, что трик-данные, для записи которых предусмотрен объем битов, соответствующий разности битов объемов устройств SD-VCR и ATV сигнала, предназначенных для записи в битовом пространстве области данных каждого синхроблока, записывают периодически и повторно в том же интервале времени на каждой дорожке. 10. Способ воспроизведения с цифровой видеоленты фазирующего телевизионного сигнала ATV, содержащего блоки данных, принимаемые в заранее заданный интервал и декодируемые независимо, предусматривающий разделение сигнала ATV на нормальные данные для выполнения с ними операций в нормальном режиме, и на трик-данные для выполнения операций в трик-режиме, причем нормальные данные и трик-данные записываются в первую и вторую области каждой дорожки цифровой видеоленты соответственно, отличающийся тем, что включает операции сканирования с помощью головки области цифровой видеоленты с записанными данными, декодирования трик-данных при сканировании первой области, в которой записаны нормальные данные, и второй области, в которой записаны трик-данные, а также сканирования области исправления ошибок внутренней четности, и воспроизведения трик-данных путем сканирования области исправления ошибок внешней четности второй области. 11. Способ воспроизведения данных с цифровой видеоленты по п.10, отличающийся тем, что трик-данные, записанные в области, предназначенной для записи со скоростью 5,6 Мбит/с, которая занимает семнадцать байтов в 77-байтовой области данных синхроблока, и соответствует разности скоростей передачи бит в устройствах SD-VCR и ATV сигналов, воспроизводят для выполнения с ними операции в трик-режиме. 12. Способ воспроизведения данных с цифровой видеоленты по п.10, отличающийся тем, что трик-данные воспроизводят при сканировании области исправления ошибок внутренней четности, информация о которой записана в восьми байтах, следующих после области в каждом синхроблоке, где записаны нормальные и трик-данные, а также при выполнении исправления ошибок путем размещения информации об исправлении ошибок внешней четности в области объемом одиннадцать синхроблоков.