通过摄像机设定数据记录和再现视频信号的装置和方法

专利名称：通过摄像机设定数据记录和再现视频信号的装置和方法
技术领域：
本发明涉及通过摄像机设定数据记录和再现视频信号的装置和方法，特别涉及可在视频图象成象期间与识别摄像机各种设定的摄像机设定数据一起记录和再现视频信号的与视频磁带录像机一体化的摄像机。
众所周知，称为摄录像机的组合摄像机/视频磁带录像机生成视频图象以产生视频信号并将视频信号记录到磁带上。如普通静止摄像机一样，在视频图象成象期间和之前手动或自动调节该摄录像机的各种设定以便得到最高质量的画面。所调节的摄像机设定一般包括光圈设定、快门速度、以及增益和白平衡。
与视频磁带录像机一体化的摄像机常常在将视频信号记录到磁带之前要在该视频信号的垂直消隐期间插入某些信息信号，例如闭路字幕(closedcaption)、VBID和EDTV2型磁带信号。
普通记录/再现设备中遇到的一个困难是它们通常不能利用产生这些视频信号的摄像机的各种设定来记录、再现以及随后处理这些视频信号。
因此，本发明的目的是提供用以克服上述设备缺点的通过摄像机设定数据记录和再现视频信号的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供用能够根据所存储的摄像机设定数据来处理所记录的视频信号的摄像机设定数据记录和再现视频信号的装置和方法，以便产生高质量视频图象。
本发明的再一个目的是提供一种记录和再现技术，该技术能够利用所存储的摄像机设定数据自动或手动处理和/或校正所记录的视频信号。
根据本发明的一个优选实施例，其装置和方法是这样操作的，即在成象视频图象的准备中，建立成象设备(例如摄像机)的各种摄像机设定使视频图象成象以便产生视频信号、产生识别为成象视频图象而建立的各种摄像机设定的摄像机设定数据、以及将该视频信号记录在记录介质(例如磁带)上的道(磁道)的第一位置，并将摄像机设定数据记录在该记录介质上的道(磁道)的第二位置中。
作为本发明的一个方面，产生表示该视频图象成象的日期和时间的日期和时间数据，将该日期和时间数据与视频信号和摄像机设定数据一起记录到记录介质上。
作为本发明的另一个方面，该视频信号记录在每个道的视频数据区中，该摄像机设定数据作为具有公共包结构的数据包记录在每个道的视频辅助区中。
作为本发明的再一个方面，该摄像机设定数据在视频图象的成象期间识别该摄像机的光圈设定、快门速度、以及白平衡模式和聚焦模式。
作为本发明的还有一个方面，该摄像机设定数据在视频图象的摇摄跟拍成象期间识别该摄像机的垂直摇摄跟拍速度，水平摇摄跟拍速度，手动控制(手动偏差数据)和距离数据。
根据本发明的另一个实施例，其装置和方法是这样操作的，即从记录介质再现表示由摄像机和在视频图象成象期间识别该摄像机各种状态的摄像机设定数据而成象的视频图象的视频信号、从所再现的摄像机设定数据产生显示数据、以及输出再现的视频信号和产生的显示数据。
作为实施例的一个方面，将显示数据显示给用户，并根据用户指令和所显示的显示数据修改视频信号。
下面结合附图通过完全不对本发明做出限定的实例的详细描述更好地理解本发明，其中相同的参考标号表示相同的参考物和部件，其中

图1是根据本发明通过摄像机设定数据记录视频信号的装置的方框图；图2是通过摄像机设定数据记录视频信号的装置的另一个方框图，该图说明本发明装置在记录操作期间摄像机设定数据的信号流程；图3是根据本发明摄像机显示的示意图；图4是根据本发明的在记录介质上所记录磁道的数据结构；图5A和5B分别示意地说明前同步块和后同步块的数据结构；图6A和6B示意地说明磁道音频区的数据结构；图7A和7B示意说明视频信号的数据结构；图8表示了附加有纠错数据的视频帧的数据结构；图9A和9C示意地说明磁道视频区的数据结构；图10说明磁道子码区的数据结构；图11A和11B示出在音频和视频辅助区中ID数据的数据结构；
图12说明在子码区中ID数据的数据结构；图13示出数据包的数据结构；图14是数据包中识别为“大项目”数据的示意图；图15A和15E说明各种音频辅助数据包的数据结构；图16A说明音频辅助闭路字幕数据包，图16B至16E说明各种视频辅助数据包的数据结构；图17A和17B说明两个更多视频辅助数据包的数据结构；图18说明识别记录介质上的连续磁道中所存储的音频辅助包。
图19说明磁道的视频辅助区的数据结构；图20识别连续磁道中所存储的特别视频辅助数据包；图21示意地说明按525/50视频制式所记录的子码区的数据结构；图22示意地说明按625/50视频制式所记录的子码区的数据结构；图23说明“用户摄像机1”数据包的数据结构；图24说明“用户摄像机2”数据包的数据结构；图25用于说明电视调谐器的操作；图26是识别插入到各种复合视频信号的信号类型的示意图；图27用于说明视频和音频辅助区；图28是闭路字幕信号的波形图；图29用于说明在视频和音频辅助区中插入闭路字幕数据包；图30是识别在闭路字幕数据包的数据和音频辅助源数据包的音频模式数据之间的关系的示意图；图31用于说明在VAUX和AAUX区中插入透明(TR)数据包；图32A和32B用于说明处在记录和再现模式工作的本发明的装置；图33说明视频辅助TR数据包的数据结构；图34A和34B说明视频辅助TR包中所存储的VBID数据和WSS数据的数据结构；图35说明音频辅助TR包的数据结构；图36示意地说明具有CC、VBID和WSS数据的磁道的数据结构；图37示出本发明装置在再现操作期间摄像机设定数据流程的方框图；图38示意地说明本发明装置在再现操作期间的屏幕显示；图39示意地说明各种摄像机控制设定的显示；
图40A至40E示意地说明根据本发明的摄像机控制数据的各种显示。
现在参考附图，特别是图1，所示出的用于通过摄像机设定数据(下文称为“视频磁带录像机”或“摄像机”)记录和再现视频信号的装置，其包括摄像机控制器1、模式控制器2、显示控制器3、信号处理控制器4、手动偏差控制器5、显示器6、机械控制器7、信道编码器8、记录/再现单元9、以及I/O同步总线、VSP同步总线和DRP同步总线。虽然未示出，但本发明的装置还包括一个使视频图象成象以产生视频信号的成象单元(即摄像机)。此处也被等同为摄像机数据控制系统的图1的视频磁带录像机将控制器1中产生的摄像机设定数据以下面将讨论的方式记录到记录介质上。
摄像机控制器1响应来自手动偏差控制器5的控制信号来设定各种摄像机设定，包括AE模式、快门速度、白平衡、光圈/增益设定等，并经I/O同步总线将摄像机设定发送到模式控制器2，正如图2所示。手动偏差控制器5接收用户输入的指令，以便手动设定所需要的摄像机设定。模式控制器2将摄像机设定信息转换成摄像机设定数据(将在下面讨论)并经I/O同步总线将该摄像机设定数据提供给信号处理控制器4，信号处理控制器4将该数据经VSP同步总线提供给机械控制器7并在记录到记录介质(例如磁带)之前提供给信道编码器8。在本发明的视频磁带录像机的记录操作期间，显示控制器3控制显示器6以显示手动调节的那些摄像机设定而不显示已经自动调节的那些设定。图3示意地说明了显示器6并示出显示区AR1或显示区AR2中的手动调节设定。例如，如果该摄像机在手动设定光圈的模式中操作，则将手动调节光圈的特定操作模式以及光圈的实际手动设定值指示在取景器中(即显示器6)。作为另一个实施例，如果手动调节白平衡的量值，则手动调节值也显示在例如显示器6的显示区AR2中。另外，如果手动调节快门速度，该快门速度值显示在区域AR1中以及分离的摄像机LCD面板上。
参考图4，其表示根据本发明记录在磁带的磁道上的数据结构。该磁道格式包括一个边缘、其后是ITI区、音频区、视频区、子码区、和另一个边缘区。在ITI、音频、视频和子码之间插入块间间隔(IBG)。ITI区由1400比特的前置区、其后是1830比特的起始同步块(SSA)区、90比特的磁道信息(TIA)区和280比特的后置区所组成，ITI区的前置可在放像操作期间供PLL运行插入之用，后置则建立ITI的末端，SSA和TIA区分别由30比特的数据块组成，其中10比特的预置同步码型(ITI同步)记录在每块的开始部分。SSA区中每个块的10比特预置同步码型后的20个比特等同于相应同步块的编号，TIA区中预置同步码型后的20比特包括各种记录格式信息，该格式信息包括3比特APT数据、指示记录模式类型的SP/LP标记、在记录操作期间指示服务器系统参考帧的PF标记。该APT数据定义磁道的数据结构并且在用户类型的数字视频录像机中通常是“000”。将每一个具有相对较少的码数量的同步块的相对较大的编号以预定的固定间隔记录到磁带的每个磁道上，因此，便于执行同步块中数据的后记录。
如图4所示，磁道的音频区由400比特用于PLL约定目的的起动增长区、100比特供音频同步块检测之用的预同步区、以及一个其中包括50比特用于识别音频区末端的后同步区的后置区所组成，该音频区的末端带有在后记录操作期间用于保护该音频数据的500比特保护区。如分别由图5A和5B所示，前同步块和后同步块分别由2字节的同步数据、其后是3字节的识别数据(ID0、ID1和IDP)所组成。前同步块的第6字节包括一个SP/LP标记，该SP/LP标记是ITI区中存储的标记的冗余，并在不能再现ITI区的情况下使用。后同步块的第6字节不使用。
每个磁道的音频区中存储的音频数据位于图4所示的前同步块和后同步块之间并具有如图6A所示的数据结构。音频区的“数据”部分由存储5字节AAUX数据包的音频辅助(AAUX)区，和存储声音信息的音频数据区构成。该音频区由14个块构成，其中前9个块包括AAUX数据、音频数据、和水平奇偶校验C1，后5个块分别由垂直奇偶校验数据C2和水平奇偶校验数据C1组成。这14个块还分别在其起始处包括2字节的同步数据、其后的3字节的识别数据。图6B说明图6A所示的前9个块中每一个块的数据结构。
再参考图4，磁道的视频区具有与音频区相同的数据结构，如图所示，并包括一个起动增长区、一个前同步区、一个视频数据区、一个后同步区和一个保护区。将复合视频信号分解成其相应的Y、R-Y和B-Y分量，并转换成数字数据。在525/60视频制式中，为每一帧提取Y信号的水平方向的720个样本和垂直方向的480行。为每一帧提取R-Y和B-Y信号的水平方向的180个样本和垂直方向的480行。所提取的数据分成如图7A和7B所示的数据块。图7A说明块结构中的Y(DY)信号，图7B说明块结构中的R-Y(DR)和B-Y(DB)信号，由于“右手”侧的块仅分别具有4个水平样本，其中垂直相邻的块成对地在一起形成每个块。图7A和7B中所示的块结构每帧由8100个块组成，并且由8个水平样本和8个垂直行组成的一个块在此处被识别为DCT块。
以本领域中熟知的方式混合和变换这些块，将所变换的块最化并且量化步骤中编码的变量长度是按30个DCT块作为一个单个单元建立的，以使所得的合成的编码数据的总量不超过预定值。与30个DCT块对应的编码数据在此处被识别为缓冲单元。图8说明磁道视频区的数据结构，其中缓冲单元0至26分别包括5个视频块，如图9A所示。缓冲单元中的每个块包括与量化参数对应的1个字节的Q数据，其后是76字节的视频数据。再来参考图8，视频区由其中存储有VAUX数据的第一块α、其中存储有VAUX数据的第二块β、27个缓冲单元、其中存储有VAUX数据的第三块γ、和其中存储有垂直奇偶校验数据C2的11个数据块所组成。VAUX块、缓冲单元、和C2数据块的每一个之前都有2字节的同步数据和3字节识别数据，其后是8字节的水平奇偶校验数据C1。因此，磁道视频区中的每个“视频数据”块包括90字节的数据，如图9B所示。磁道视频区中的每个VAUX块(α、β和γ)包括90字节的数据，如图9C所示。
从上面讨论的成帧格式中可以看出，由于27个缓冲单元存储在磁带上的每个磁道中，并且由于每个磁道中包括810个DCT块的视频数据以及每帧对应于近8100个DCT块的视频数据，所以一个视频帧被记录在磁带上的10个磁道中。
下面参考附图10，该图示出磁道子码区的数据结构。子码区通常是为视频和/或音频数据的高速搜索而设置的，并且由一个子码前置、其后的12个同步块和一个后置所组成。与磁道的视频和音频区不同，子码区不包括前同步和后同步区。如图10中的扩展形式所示，每个子码同步块由2个同步字节、三个识别字节、一个5字节的辅助数据区、和2字节水平奇偶校验C1组成。
再来参考图9B和9C，对音频、视频和子码区的同步块进行24/25调制，以使音频、视频和子码区中每一个数据量具有如图9B和9C所示的数据量，如其所示，24/25调制将24比特的基本数据转换成25个比特，以使跟踪控制的导频分量与所记录的码一致。
如图5A、5B、6B、9B、9C和10所示的2个同步字节之后的ID数据具有如图11A和11B所示的数据结构。如图11A和11B两图中所示，在上面讨论的所有区域中的字节ID1识别其中设置有识别数据块的同步块编号。识别字节ID0的4个最低有效比特在每帧内识别磁道(即磁道编号)。参考图11A、该图说明AAUX、音频和视频同步块中识别数据的数据结构，识别字节ID0的4个最高有效比特识别用于可变速再现的一系列编号。如图11B所示，识别字节ID0的3个最高有效比特识别设置有前同步、后同步和C2奇偶校验同步块的区域的数据结构。即，位于磁道音频区中的识别数据识别音频区(数据AP1)的数据结构；位于磁道视频区中的识别数据识别视频区(数据AP2)的数据结构。数据AP1和AP2通常对于家用数字视频录像机来说具有值“000”。
图12说明磁道子码区中所有同步块中的识别数据ID0和ID1的数据结构。每个同步块的字节ID1的最高有效比特(FR)识别当前磁道对应的特定场，即奇数场或偶数场。换句话说，标记FR指示该磁道是一帧中前5个磁道之一还是该帧中后5个磁道之一。同步块0和同步块6中字节ID1的下面三个最高有效比特(AP3)识别子码区的数据结构，同步块11(APT)的ID1中的第二至第四个最高有效比特识别该磁道的数据结构。在同步块1-5和7-10中的“标记位”所识别的字节ID1的3个比特在图12中以扩展形式示出并包括一个用于索引目的的索引ID、一个用于跳越各种帧(例如广告)的跳越ID、和一个用于识别作为静止图象的帧的PP ID。字节ID1的4个最低有效比特和字节ID0的4个最高有效比特用于存储绝对磁道编号并且该编号在每个磁道的子码区中存储4次。如图所示，每个同步块的字节ID0的4个最低有效比特识别该同步块的偏号。
如前所述，音频辅助(AAUX)数据存储在磁道的视频区中，视频辅助(XAUX)数据存储在磁道的视频区中，子码辅助(AUX)数据存储在每个磁道的子码区中。这些辅助数据按5字节单元存储，被称为5字节“包”或简称为数据包，并具有如图13所示的数据结构。每个数据包的第一字节PC0识别包中存储的数据类型并称为该包的“项目”或“标题”。每个磁道的字节PC1至PC4是由该项目(字节PC0)定义的包数据。将该项目(PC0)分成上限4个比特，称为“大项目”，和下限4个比特，称为“小项目”。大项目识别与该包数据相关的“组”，而小项目特别识别在规定组内的包数据(PC1-PC4)中所包含的信息。
图14是表示可用组的表，如图所示，大项目可规定控制(0000)、题目(0001)、章节(0010)、部分(0011)、节目(0100)、音频辅助数据(AAUX)(0101)、视频辅助数据(VAUX)(0110)、摄像机(0111)、行(1000)和软模式(1111)等组。大项目(1001)至(1110)留作将来使用，大项目(1111)识别不含信息的包。
图15A-15E和16A说明AAUX音频区中存储的各种音频辅助(AAUX)包的数据结构。图15A示出包“AAUX源”，其项目值为01010000(PC0)，并且字节PC1至PC4包含下列信息锁定模式标记(LF)、音频帧大小(AF大小)、音频声道模式(CH)、场制式(50/60)、信号类型(STYPE)、加重标记(EF)、加重的时间常数(TC)、取样频率(SMP)和量化数据(Q0)。标记LF识别音频取样频率是否锁定到画面信号，数据AF大小识别每帧音频取样的编号，数据CH识别音频声道编号，PA和音频模式识别诸如立体声或单声道之类的音频模式类型。
图15B说明包“AAUX源控制”的数据结构，其项值(PC0)为01010001，该包的字节PC1至PC4识别音频信号复制保护类型，即录像带是否为原版，原版信号是否是模拟源信号、复制生成数据、密码型数据(CP)、记录起动帧标记(REC ST)、记录结束帧标记(REC END)、指示记录类型(例如原始的记录、后记录、插入记录等)的记录模式数据(REC MODE)、方向标记(DRF)、播放速度(SPEED)、和类型分类。
图15C说明包“AAUX REX DATE”的数据结构，其项目值为01010010。该包的字节PC1至PC4包括白天保存时间标记(DS)、指示至少30分钟时间差的30分钟标记(TM)、指示时间差的数据、和指示记录特定视频信号的日期、星期、月和年的数据。
图15D说明包“AAUX REC TIME”的数据结构，其项目值为01010011，该包的字节PC1至PC4识别记录该数据的特定时间。在该优选实施例中，根据SMPTE格式记录该时间。
图15E说明包“AAUX REC TIME BI NARY GROUP”的数据结构，其项目值为“01010100”。该包的字节PC1和PC4包括8个SMPTE时间码的二进制组。
图16A说明包“AAUX CLOSED CAPTION”的数据结构，其项目值为“01010101”。PC1和PC2识别基本“或主要”的语言和其种类，以及包括在电视信号垂直消隐期间所发送的闭路字幕信号中的数据的副(或第二)音频语言，主和副音频语言的3个比特定义如下
000＝未知；001＝英语；010＝西班牙语；011＝法语；100德语；101＝意大利语；110＝其它；111＝无。
主音频语言类型(主音频类型)定义如下000＝未知；001＝单音频；010＝模拟立体声；011＝真立体声；100＝立体声；101＝数据服务；110＝其它；111＝无；第二音频类型定义如下000＝未知；001＝单音频；010＝说明视频服务；011＝非节目音频；100＝特殊效果；101＝数据服务；110＝其它；111＝无。
当在AAUX主区(将在正讨论)中存储闭路字幕包时，与主音频和副音频相关的附加数据紧跟上面讨论的数据。然而，将一个“无信息”包记录在闭路字幕包的位置，与主语音的第二语音对应的数据跟随AAUX源包中的信息“音频模式”。
图16B-16E、17A和17B说明磁道视频区的视频辅助区中存储的各种VAUX包的数据结构。首先参考图16B，其示出包“VAUX SOVRCE”的数据结构。该包的项值为“0110000”(PC0)，字节PC1至PC4包括与电视频道编号(TV频道的十进制数和TV频道单元)、识别该视频信号是否是黑白信号的黑和白(B/W)标记、带有彩色帧识别码(CLF)的彩色帧启动(EN)标记、规定视频信号源(例如摄像机、行、电缆、调谐器、软磁带等)的源码数据、视频制式类型(50/60和STYPE)、以及识别调谐系统类型(例如广播/卫星广播等)的调谐器分类数据等有关的数据。
图16C说明包“VAUX SOURE CONTROL”的数据结构，其项目值为01100001，该包的字节PC1至PC4包括SOMS数据、以及其它规定视频信号的复制保护类型(如果有的话)的数据，即录像带是否是原版或复制、视频信号源(例如模拟或数字)、复制生成数据、密码型数据(CP)、记录起动帧标记(REC ST)、记录结束帧标记(REC END)、所存储数据记录模式的类型(例如，原始记录、后记录、插入记录等)、宽高比(BC SYS和DISP)、指示一个场是否被输出两次的场标记(FF)、规定在第一场周期期间提供第一场还是第二场的标记(FS)、规定当前帧的数据是否与来自前一帧的数据不同的标记(FC)、规定扫描种类的标记(IL)(例如隔行或非隔行)、规定所存储的图象是否是静止画面的标记(ST)、以及规定该画面是否由静止摄像机记录的数据和类型分类的数据。
图16D说明包“VAUX REC DATE”的数据结构，其项目值为01100010。该包的字节PC1至PC4识别记录有视频信号的数据。图16E说明包“VAUX REC TIME”的数据结构，其项目值为01100011，并且其字节PC1至PC4识别其中包括包数据的帧的SMPTE时间。图17A说明包“VAUX REC TIME BINARY GROUP”的数据结构，其项目值为1100100，其字节PC1至PC4包括8个时间码的二进制组。
图17B说明包“VAUX CLOSED CAPTION”的数据结构，其项目值为01100101，其字节PC1至PC4识别在模拟视频信号的垂直消隐周期间期发送的闭路字幕信号。
如上所述，该磁道的音频、视频和子码区以5字节的包结构存储辅助数据。在本发明的优选实施例中，相应的AAUX、VAUX和子码AUX数据各包括一个“主区”和一个“任选区”，并将在下面进行描述。
接下来参考图18，该图中示出10个相继磁道的音频区的AAUX包结构，其中每个磁道包括9个音频辅助包(编号0-8)并且每个磁道的音频区具有如前面讨论的图6A所示的数据结构。参考图18，9个包记录在一帧的10个磁道的每一个中，其中包编号0对应于第一音频同步块中的包，包编号8对应于第九音频同步块中的包。奇数编号磁道中的包编号3-8分别包含编号50、51、……、55，偶数编号轨迹中的包编号0-5也分别包含编号50、51、……、55。在该区域中，即包含一个编号的那些包中包括AAUX主区，而其它区，即不包含一个编号的那些包中包括AAUX任选区。如图18所示，主AAUX区中的包以十六进制记数法识别AAUX包的项目值(PC0)。例如，AAUX源包作为包编号3存储在磁道1、3、5、7、9中并作为包编号0存储在磁道2、4、6、8和10中。
如前面参考图8所讨论的，同步块α、β和γ分别包括77字节的VAUX数据区。图19说明同步块α、β和γ的数据结构，这些块中的每一个分别包括15个5字节的包，其后是2个未使用字节。如图所示，同步块α包括包编号0-14、同步块β包括包编号15-20，同步块γ包括包编号30-44，总共45个包存储在磁道的视频区中。
图20说明10个磁道(1帧)的视频区的VAUX区的包结构，如图所示，奇数编号磁道中的包编号39-45和偶数编号磁道中的包编号0-5包括VAUX主区。其它包，即那些不包含一个编号的包包括VAUX任选区。在包含编号60-65的VAUX主区中的包分别对应于包“VAUX SOURCE”、“VAUX SOURCE CONTROL”、“VAUX REC DATE”、“VAUX RECTIME”、“VAUX REC TIMES BINARY GROUP”和“VAUX CLOSEDCAPTION”，如图16B-16E、17A和17B所示。
如参考前面图10所讨论的，每个磁道的子码区包括12个同步块，其中每个同步块中包括5个字节的辅助(AUX)数据。一个5字节包作为5字节辅助数据存储在每个同步块中，因此，每个磁道的子码区包括12个同步包。接下来参考图21，该图示出每帧由10个磁道所组成的525/50制式中10个磁道的子码区的块结构。在图21中，同步块3-5和9-11为阴影部分并表示子码区的主区，剩余的同步块0-2和6-8表示任选区。该子码区的主区中的大写字母表示子码辅助区，例如前面讨论的那些，子码区任选区中的小写字母表示可存储在任选子码区中的任选子码辅助包。图22与图21类似，但其说明的是磁带上每帧由12个磁道组成的525/60制式的12个磁道的子码区的包结构。
再来参考图14，大项目值为“0111”的包指示该包与组“ CAMERA”有关。GROUP CAMERA中的数个包包括“商用摄像机1(CONSUMERCAMERA1)”、“商用摄像机2(CONSUMER CAMERA2)”、“镜头(LENS)”、“增益(GAIN)”、“消隐脉冲电平(PEDESTAL)”、“伽玛灰度(GAMMA)”、“细节(DETAIL)”、“摄像机预置(CAMERA PRESET)”、“闪烁(FLARE)”、“遮挡(SHADING)”、“拐点(KNEE)”和“阴影(SHADOW)”。图23说明包“CONSUMER CAMERA1”的数据结构。该包的字节PC1至PC4包括与光圈信息(IRIS)、AE模式信息、自动增益模式信息(AGC)、白平衡模式信息(WBMODE)、白平衡信息(WHITE BALANCE)、聚焦模式信息(FCM)和焦点位置信息(FOCUS)等有关的数据。
在数据包“CONSUMER CAMERA1”的光圈信息(IRIS)定义如下其中光圈位置＝2IP/8的0至3Ch＝IP；3Dh＝不大于F1.0；3Eh＝关闭；和3Fh＝无信息。
AE模式信息(AE MODE)定义如下0＝全自动；1＝增益优先模式；2＝快门优先模式；3＝光圈优先模式；4＝手动；Fh＝无信息；和其它值＝保留。
自动增益控制信息(AGC)定义如下0至Dh＝G；和Fh＝无信息这里G的值＝-3+G×3dB白平衡模式数据(WB MODE)定义如下0＝自动；
1＝保持；2＝一次按动(one push)；3＝预置；7＝无信息；和其它值＝保留。
白平衡数据(WHITE BALANCE)定义如下0＝烛光；1＝白炽灯；2＝低色温荧光灯；3＝高色温荧光灯；4＝目光；5＝多云天气；Fh＝无信息；和其它值＝保留。
聚焦模式信息(FCM)定义如下0＝自动聚焦；和1＝手动聚焦。
焦点信息(FOCUS)定义如下0至7Eh＝焦点位置；和7Eh＝无信息，其中焦点位置＝M×10Lcm，M表示FOCUS高序的5个比特，L表示FOCUS低序的2个比特。
图24说明了包“CONSUMER CAMERA2”的数据结构。字节PC1至PC4包括与在垂直方向中的摇拍信息(VPD)、垂直方向中的摇拍速度(VRANNING SPEED)、手动偏差信息(IS)和垂直距离信息(FOCAL LENGTH)有关的摇拍数据。
垂直方向中的摇拍信息(VPD)定义如下0＝与垂直扫描方向相同的方向；和1＝与垂直扫描方向相反的方向。
垂直方向中的摇拍速度定义如下0至1Dh＝摇拍速度；
1Eh＝每场不少于29行；和1Fh＝无信息。
水平方向中的摇拍(HPD)定义如下0＝与水平扫描方向相同的方向；和1＝与水平扫描方向相反的方向。
水平方向中的摇拍速度(H PANING SPEED)定义如下0至1Dh＝PS；3Eh＝每场不少于122个像素；和3Fh＝无信息。
其中摇拍速度＝2×PS，一个像素周期＝2/(13.5×106)秒。
手动偏差校正定义如下0＝启动；和1＝关闭。
焦距定义如下0-FEh＝焦距3Dh＝不大于F1。0；和FFh＝无信息。
其中焦距＝M×10Lcm，M表示FOCAL LENGTH高序的7个比特，L表示FOCAL LENGTH的LSB。
在上面讨论的磁道的视频、音频和子码区的各个主区中已经存储了通常由所有类型的磁带通用的辅助数据。另一方面，如上所讨论的，不同任选辅助数据可由磁带制造商和/或商用视频录像机的用户存储在该任选区中。存储在磁道任选区中的任选辅助数据可包括字符数据、图文电视信号数据、电视信号数据、或任何其它包括在电视信号垂直消隐期间中的数据，以及计算机图形数据。
图25表示电视调谐器，其中在垂直消隐期间由调谐器100接收具有附加信息的复合视频信号。调谐器100从所提供的信号中分离出视频、音频和音频导频信号。该复合视频信号包括画面数据、二维/一维转换数据(例如水平同步、视频同步和垂直消隐信号)、以及系统数据。该系统数据包括闭路字幕(cc)、ED、WSS和VBID数据。该系统数据包括与该视频画面数据、以及语音信息有关的数据。
在数字视频录像机中，在将视频信号记录到磁带上之前，要从该视频信号中去除其中包括系统数据的二维/一维转换数据。如果输入信号波直接记录并且当重放时被直接输出，则实现了被称为“透明记录”的记录类型。然而，在数字视频录像机中通常不能实现透明记录。
图26说明了包括在各类视频信号中的各种系统数据，可以看出，如果不对某些信息(例如字符多路复用信号和图文电视数据)进行进一步处理，则不能以数字形式将其简单地进行记录。另外，宏视觉(macrovision)信号对应于“复制保护”，因此不能将其按原样简单地记录。
接下来参考图27，该图示出存储在磁道的视频辅助(VAUX)区和音频辅助(AAUX)区中的特定类型的数据。如前面所讨论的，VAUX区包括项目值(或标题)为60h至65h的数据包。磁道的AAUX区中包括项目值50h至55h的数据包。标题值分别为60h、61h、50h和51h的视频和音频数据包“源”和“源控制”被称为“必要”数据，而标题为62h-65h和52h-55h的视频和音频数据包任意存储在磁带的每个磁道上，并且可将项目值为FFh的无信息包存储在这些数据包的位置。此外，利用标题值为65h和55h的闭路字幕包以及标题为56h和66h透明包可透明地记录上面提到的CC、EDS、VBID和/或WSS数据。
图28是闭路字幕信号的信号波形图，该闭路字幕信号由6.5个周期的时钟进入信号，其后跟随3个启始比特S1、S2和S3、第一字符数据和第二字符数据等所组成。根据本发明，闭路字幕信号中的第一和第二字符数据存储在具有前面讨论的图17B所示的数据结构的VAUX闭路字幕包中。应该指出，闭路字幕信号通常插入视频信号的第一和第二场二者中，而EDS信号有时也可包括在视频信号的第二场中。即“原始”闭路字幕信号和原始EDS数据可存储在信号VAUX闭路字幕包中。
VAUX闭路字幕包的项目值为65h并存储在每个磁道的视频辅助区中，如图20所示。如果该闭路字幕数据未被包括在该视频信号中，则由无信息包代替其存储在这些位置。再来参考图17B。VAUX闭路字幕包规定将该数据插入到一场的第21行，因此不必在“行”包中规定该行。当从记录介质再现具有闭路字幕数据包的数字视频信号时，由适当的解码器将该闭路字幕数据自动地插入到电视信号的第21行中。
接下来参考图29，当闭路字幕信号包括在电视信号中时则认为存储在标题为65h和55h的闭路字幕数据包中的闭路字幕数据是必要的。一种确定闭路字幕信号是否包括在电视信号中的技术是通过在水平同步信号衰减10.5毫秒后作为32fH时钟脉冲进入信号检测第21行来进行的。如果是这样，从中提取在此之后的16比特的数据，并且将这一包括2个7比特的ASCII码和2个奇偶校验比特的16比特的数据作为相应场的高和低比特存储在VAUX闭路字幕数据包中。以数字格式记录在记录介质上的美国原版视频信号在通常不处理该闭路字幕信号的日本能被再现。包括宽高比信息的VBID数据包括在电视信息中的闭路字幕数据中，因此，从闭路字幕信号中提取其中的“必要”数据并包括在标题为60h、61h、50h和51h的必要的数据包中。
因此宽高比数据包括在标题为61h的包中，以使不处理该闭路字幕数据的电视正确地将其转换成由VBID数据识别的适当的宽高比。
闭路字幕信号可包括必要的和非必要的数据，并且该数据存储在VAUX闭路字幕包中。必要的数据存储在标题为60h、61h、50h和51h的数据包中，因此可由解码VAUX闭路字幕包的电视完全再现。另外，不能解码VAUX闭路字幕包的电视同如果至少可确认VAUX闭路字幕数据包的存在则仍可将该闭路字幕信号恢复成第21行的电视信号。另外，既不能解码也不能确认VAUX闭路字幕包存在的电视仍可通过采用来自标题为60h、61h、50h和51h的包的数据恢复垂直消隐信息，因此，各种类型电视和/或视频磁带录像机可使用该闭路字幕数据。参考图16A前面已经讨论了音频辅助闭路字幕数据包的数据结构。标题为55h的该数据包存储在如图18所示的磁道音频辅助区中的那些位置。与VAUX闭路字幕包相似，对再现语音信号所必需的数据存储在标题为50h和51h的数据包中。因此，不能处理AAUX闭路字幕包的电视或视频磁带录像机仍能处理标题为50h和51h的包中所包括的必需的数据。
与音频有关的数据存储在VAUX闭路字幕包中。然而，该信息也存储在磁道的音频区中，以便即使不能重放VAUX闭路字幕包也能再现该音频数据(即语音数据)。因此，磁道视频区中会导致存储在VAUX闭路字幕包中的音频数据丢失的后记录视频数据不会造成磁带音频区中存储的音频数据不能再现。
如前面有关图16A中所讨论的，EDS数据包括有关闭路字幕数据的特定语言以及其本身的语言(即字)的信息，。图30说明了存储在AAUX闭路字幕包中的数据和存储在AAUX源包中的音频模式数据之间的关系。如图所示，各种音频数据以及该信息的位置反映在所存储的数据中。
分别具有图33和35所示的数据结构(下文将讨论)的VBID、WSS和垂直消隐数据存储在VAUX和AAUX透明包中。包标题为66h的VAUX透明包和包标题为56h的AAUX透明包存储在图31所示的位置中。这些包存储在与闭路字幕包相同的位置，并依据视频磁带录像机是否适合于处理透明包，来将闭路字幕包或闭路字幕包和透明包二者以图32A所示方式存储在数字数据中。图32B识别适合于处理透明包的视频磁带录像机以及不适合处理透明包的视频磁带录像机的处理。接下来参考图33，该图示出VAUX透明包的数据结构。该数据包包括识别存储在该透明包中的数据类型的4个DATA、TYPE比特。该数据类型可将该数据规定为VBID数据、WSS数据、EDTV2数据，以及对不同类型的数据的未来数据类型(例如X场1、X场2)存储在每帧的不同场中。最大28个比特存储在VAUX透明包中如图26所示并且能够具有小于1MHz的时钟频率。图34A说明了其中存储有VBID数据的透明包。图34B说明了其中存储有WSS数据的透明包。
图35说明了AAUX透明包的数据结构，如图所示，该AAUX透明包具有与VAUX透明包类似的数据结构。另外，由于VBID、WSS和EDTV2数据不包含音频数据，因此不分配0000、0001和0010型数据。这种情况下可作用“无信息”包。另外，最好保持VAUX透明包和AAUX透明包的数据类型的分配相同，以防止使信息处理变得复杂。
再来参考图18和20，该图示出10个磁道中的每一个的音频和视频辅助区的结构。从中可看出每个磁道包括相同的包内容，并且如果闭路字幕包至少写到最后一对磁道中(例如磁道9和10)，即使在10个磁道的每一个中仅包括所需闭路字幕包的磁带的情况下该透明包仍“拾取”该闭路字幕包。
图36说明了其中包括VBID、WSS和闭路字幕数据的10个相继磁道的数据结构。
仅能处理闭路字幕和VBID数据，例如，仅重放和处理闭路字幕和VBID数据的视频磁带录像机在视频信号垂直消隐期间的预定位置提供该数据。然而，可从包标题为60h和61h的数据包再现WSS数据并因此将其叠加在视频信号垂直消隐周期中的预定位置。与音频辅助透明包和闭路字幕包有关的音频辅助区的数据结构与视频辅助区的相同，这里省略对其描述。
如前面参考图1和图2所讨论的，本发明的摄像机/视频磁带录像机在视频图象成象期间产生表示该摄像机各种设定的摄像机设定数据，并将视频信号与摄像机设定数据一同存储在磁带上。根据本发明，该摄像机设定数据是数据包“商用摄像机1”、“商用摄像机2”、“镜头”、“增益”、“消隐脉冲电平(pedestal)”“伽玛灰度”、“细节”、“摄像机预置”、“闪烁”、“阴影”、“拐点”和/或“快门”。商用摄像机1和商用摄像机2包的数据结构已经在前面讨论并分别在图23和24中示出。另外，与产生视频信号的日期和时间有关的日期和时间数据(即何时读取画面)存储在REC日期和REC时间包、或二进制包中。前面已讨论过，这些数据包存储在磁道辅助数据区中。图37是根据本发明用摄像机设定数据记录和再现视频信号的装置的方框图，该图示出从记录/再现单元9到显示器6再现的摄像机设定数据的流程。再现操作期间，记录/再现单元9从磁带再现该视频信号和摄像机设定数据，并将所再现的摄像机设定数据经各种电路提供给模式控制器2，模式控制器2将所提供的摄像机设定数据转换成“显示”数据并将该显示数据提供给显示控制器3。模式控制器2响应用户命令确定是否以第一输出形式或第二输出形式输出显示数据。显示控制器3向显示器6提供适当的控制信号，以使显示器6在图38所示的预定显示区ARO或摄像机壳上独立的LCD显示器上显示各种摄像机设定数据和/或时间和日期数据。图39说明了区域ARO的结构，该图示出特定AE模式，并示出了与快门速度、白平衡增益、光圈设定和增益信息有关的信息。图40A至40E说明了与是否存在任何手动偏差(即用户控制)、特定AE模式、快门速度、光圈设定、白平衡(WB)设定和光圈/增益设定等相对应的本发明摄像机的不同显示，分别如图40A、40B、40C、40D和40E所示。
利用该装置的显示器或再现视频信号的装置中所示的数据以及摄像机设定数据，可相应地处理该视频信号，即可根据以此显示的各种摄像机设定数据由用户自动或手动处理和/或显示该视频信号。
由于已经结合本发明的优选实施例具体地描述了本发明，本领域的普通技术人员很容易理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下可做出各种变化。例如，虽然本发明是按包括手动偏差校正数据、AE模式数据、快门速度、光圈设定、WB数据和增益数据的记录和再现摄像机设定数据所示出和描述的，但本发明并不限于这些类型的摄像机设定，并可记录和再现其它类型的摄像机设定，既使这些设定现在还未使用。
作为另一个实施例，虽然这里的讨论是以特定类型的记录格式为对象，但本发明并不限于这种格式而是可广泛应用于其它记录格式以及其它类型的记录介质，包括但不限于磁带、磁光盘、光盘、计算机随机存取存储器等等。
因此，附属权利要求所阐明的意图是包括这里所描述的实施例、上述替换实施例、和所有与其等效的实施例。
权利要求
1.通过摄像机设定数据将视频信号记录到记录介质上的装置，包括用于在视频图象成象的准备中建立各种摄像机设定的装置；成象装置，用于使视频图象成象以产生表示视频图象的视频信号；用于产生识别为使该视频图象成象而建立的各种摄像机设定的摄像机设定数据的装置；记录装置，用于将视频信号记录在介质的第一位置并将摄像机设定数据记录在记录介质上与第一位置分开的第二位置。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括产生表示视频图象成象的日期和时间的日期和时间数据的装置，其中所述记录装置将日期和时间数据记录到所述记录介质上。
3.根据权利要求1所述的装置，其中记录介质由包括一个视频数据区和一个视频辅助区的连续的道所组成；所述记录装置将视频信号记录在视频数据区中并将摄像机设定数据记录在视频辅助区中。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述记录装置将在公共包结构中的摄像机设定数据记录在该记录介质上每个道的视频辅助区中。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述用于建立设定的装置建立该装置的光圈设定和快门速度，所述用于产生设定数据的装置产生识别所建立的光圈设定和快门速度的摄像机设定数据。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述用于建立设定的装置建立该装置的白平衡模式和聚焦模式，所述用于产生设定数据的装置产生识别所建立的白平衡模式和聚焦模式的摄像机设定数据。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述用于建立设定的装置建立该装置的垂直摇拍速度和水平摇拍速度。所述用于产生设定数据的装置产生识别所建立的垂直摇拍速度和水平摇拍速度的摄像机设定数据。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述用于产生设定数据的装置从该视频图象分别产生包括表示手动控制和摄像机距离的手动偏差数据以及垂直距离数据的所述摄像机设定数据。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述成象装置是一个摄像机。
10.从记录介质再现视频信号和摄像机设定数据的装置，包括再现装置，用于从记录介质再现表示由摄像机成象的视频图象的视频信号和识别在视频图象成象期间摄像机各种状态的摄像机设定数据；用于从再现的摄像机设定数据产生显示数据的装置；用于输出再现的视频信号和所产生的显示数据的装置。
11.根据权利要求10所述的装置，还包括向用户显示所产生的显示数据的装置，以及根据用户指令和显示的所产生的显示数据而改变再现的视频信号以产生改变的视频信号的装置。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述再现装置从所述记录介质再现与所述视频信号一起的日期和时间数据以及所述摄像机设定数据；所述日期和时间数据表示该视频图象成象的日期和时间；所述输出装置输出所述日期和时间数据。
13.根据权利要求10所述的装置，其中所述再现装置从所述记录介质上每个道的视频数据区和视频辅助区分别再现视频信号和摄像机设定数据。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述摄像机设定数据是在公共包结构中作为公共包存储在记录介质上每个道的视频辅助区中；所述再现装置从视频辅助区再现具有公共包结构的公共包。
15.根据权利要求10所述的装置，其中所述再现装置再现能识别表示在视频图象成象期间成象装置状态的光圈设定、快门速度、白平衡模式和聚焦模式的摄像机设定数据。
16.根据权利要求15所述的装置，还包括用于向用户显示所再现的光圈设定、快门速度、白平衡模式和聚焦模式的显示装置。
17.根据权利要求10所述的装置，其中所述再现装置再现能识别表示在视频图象摇拍成象期间成象装置状态的垂直摇拍速度、水平摇拍速度、手动偏差数据和垂直距离数据的摄像机设定数据。
18.通过摄像机设定数据向记录介质记录和从记录介质再现视频信号的装置，包括用于在视频图象成象的准备中建立各种摄像机设定的装置；成象装置，用于视频图象成象以产生表示视频图象的视频信号；用于产生摄像机设定数据的装置，该数据识别为视频图象成象而建立的各种摄像机设定；记录装置，用于将视频信号记录在记录介质的第一位置上并将摄像机设定数据记录在记录介质上与第一位置分开的第二位置上；再现装置，用于从所述记录装置再现所述视频信号和所述摄像机设定数据；用于从所再现的摄像机设定数据产生显示数据的装置；和用于输出所再现的视频信号和所产生的显示数据的装置。
19.将视频信号通过摄像机设定数据记录到记录介质上的方法，包括步骤在视频图象成象准备中建立各种摄像机设定；使视频图象成象以产生表示视频图象的视频信号；产生识别为该视频图象成象而建立的各种摄像机设定的摄像机设定数据；将视频信号记录在记录介质的第一位置上并将摄像机设定数据记录在记录介质上的与第一位置分开的第二位置。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括产生表示视频图象成象的日期和时间的日期和时间数据的步骤；其中通过将视频信号、摄像机设定数据、和日期和时间数据记录到记录介质上来进行所述记录的步骤。
21.根据权利要求19所述的方法，其中记录介质由包括一个视频数据区和一个视频辅助区的连续道所构成；通过将视频信号记录在视频数据区中和将摄像机设定数据记录在视频辅助区中来进行所述记录的步骤。
22.根据权利要求21所述的方法，其中通过将在公共包结构中的摄像机设定数据记录在该记录介质上每个道的视频辅助区中来进行所述记录步骤。
23.根据权利要求19所述的方法，其中通过建立成象设备的光圈设定和快门速度进行所述建立的步骤，通过产生识别所建立的光圈设定和快门速度的摄像机设定数据来进行所述产生的步骤。
24.根据权利要求19所述的方法，其中通过建立成象设备的白平衡模式和聚焦模式进行所述建立的步骤，通过产生识别所建立的白平衡模式和聚焦模式的摄像机设定数据来进行所述产生的步骤。
25.根据权利要求19所述的方法，其中通过建立成象设备的垂直摇拍速度和水平摇拍速度进行所述建立的步骤，通过产生识别所建立的垂直摇拍速度和水平摇拍速度的摄像机设定数据进行所述产生的步骤。
26.根据权利要求19所述的方法，其中通过在成象期间从该视频图象分别产生包括表示手动控制和摄像机距离的手动偏差数据以及垂直距离数据的所述摄像机设定数据来进行所述产生的步骤。
27.从记录介质再现视频信号和摄像机设定数据的方法，包括步骤从记录介质再现表示由摄像机成像的视频图象的视频信号和识别在视频图象成象期间摄像机各种状态的摄像机设定数据；从再现的摄像机设定数据产生显示数据；输出再现的视频信号和所产生的显示数据。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括向用户显示所产生的显示数据的步骤；以及根据用户指令和显示的所产生的显示数据而改变再现的视频信号以产生改变的视频信号的步骤。
29.根据权利要求27所述的方法，其中通过从所述记录介质再现与所述视频信号一起的日期和时间数据以及所述摄像机设定数据来进行所述再现的步骤，所述日期和时间数据表示该视频图象的成象日期和时间；另外还包括输出所再现的日期和时间数据的步骤。
30.根据权利要求27所述的方法，其中通过从所述记录介质上每个道的视频数据区再现视频信号和从视频辅助区再现摄像机设定数据来进行所述再现步骤。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述摄像机设定数据是在公共包结构中作为公共包存储在记录介质上每个道的视频辅助区中，通过从该视频辅助区再现具有公共包结构的公共包进行所述再现步骤。
32.根据权利要求27所述的方法，其中通过再现识别表示在视频图象成象期间成象装置状态的光圈设定、快门速度、白平衡模式和聚焦模式的摄像机设定数据来进行所述再现步骤。
33.根据权利要求32所述的方法，还包括对用户显示所再现的光圈设定、快门速度、白平衡模式和聚焦模式的显示步骤。
34.根据权利要求27所述的方法，其中通过再现识别表示在视频图象摇拍成象期间的成象装置状态的垂直摇拍速度、水平摇拍速度、手动偏差数据和垂直距离数据的摄像机设定数据来进行所述再现步骤。
35.通过摄像机设定数据向记录介质记录和从记录介质再现视频信号的方法，包括步骤在视频图象成象的准备中建立各种摄像机设定；使视频图象成象以产生表示视频图象的视频信号；产生识别为视频图象成象而建立的各种摄像机设定的摄像机设定数据；将视频信号记录在记录介质的第一位置上并将摄像机设定数据记录在记录介质上与第一位置分开的第二位置上；从所述记录介质再现所述视频信号和所述摄像机的设定数据；从再现的摄像机设定数据产生显示数据；以及输出再现的视频信号和所产生的显示数据。
全文摘要
与数字视频磁带录像机构成一体的摄像机在成象的准备中建立各种摄像机设定，产生视频信号，产生识别各种摄像机设定的摄像机设定数据，以及将视频信号记录在记录介质上道的第一位置上并将摄像机设定数据记录在记录介质上道的第二位置上。当从记录介质再现视频信号和摄像机设定数据时，从再现的摄像机设定数据产生显示数据，并与视频信号一起输出以使用户利用存储的摄像机设定数据改变(即处理)视频信号。
文档编号H04N9/804GK1159119SQ9611329
公开日1997年9月10日 申请日期1996年8月31日 优先权日1995年8月31日
发明者辻村贵, 船桥辉正, 开发千寻 申请人:索尼公司