用于存储垂直分辨率信号的数字视频信号记录/再现设备的制作方法

专利名称：用于存储垂直分辨率信号的数字视频信号记录/再现设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数字式视频信号记录/再现设备，特别是用于数字式记录/再现一个作为彩色信号的视频图像垂直分辨率信号。参考文献是于1995年11月3日申请的，该文献涉及相关的主题。
视频信号从传输源发送到电视上，并且由电视重现为一视频图像。一个视频信号包括不同类型的信号，如信息信号和数据信号，前者表示该视频图像是如何编排的，后者与实际视频图像相对应。视频信号以标准制式发送到各电视机，因此电视机能识别各种信号，并将它们处理成一视频图像。
PAL plus标准是一种专门用于欧洲国家的制式，这种制式在美国也越来越普遍。PAL plus标准制的成功主要是由于

图1A所示的PALplus视频图像的电影屏幕形状(movie-screep shape)。采用PALplus电视，收看者能在他们自己家中舒服地观看电影，如同在电影院所看到的视频图像的效果一样。
众所周知，视频图像的宽和高之比称为宽高比。PAL plus标准具有16∶9的宽高比，这表示宽度大约是PAL plus视频图像高度的两倍。与图1B所示的NTSC电视屏幕(叠加PAL plus视频图像)相比，PALplus视频图像比NTSC屏具有大得多的宽高比。也就是说，NTSC屏幕的形状更接近方形，而PAL plus视频图像为矩形。
随着数字压缩技术的发展，各种视频图像标准都用数字压缩方法予以改进。PAL plus标准是由早期的PAL标准生成的改进形式。在PAL plus标准中的数字压缩是4按照3来抽选，如图1C所示，视频图像从4行压缩为3行。这一视频图像压缩结果可视为该屏幕具有上屏区、中间主屏区和无效的下屏区。
由于无效的屏幕区不传播视频图像数据，PAL plus标准利用这些屏区传送有关该视频图像的信息。这类信息包括垂直分辨率信号，它作为一种辅助信号，利用4抽取1处理由抽取的视频图像产生。在解压缩期间采用此辅助信号重现PAL plus视频图像的垂直分辨率。
图2A更详细地描述了已抽取的PAL plus视频图像的情况，该图像具有与亮度信号Y分量相对应的第一场(行60至274)和与色差信号分量CB、CR(图3)相对应的第二场(行372至586)。在发送行1至22，行311至335和行623至624期间，无信号传输，电视机执行垂直消隐操作；由此电子扫描光束消失，并恢复到电视屏幕的左上角。类似地，在采样1-9和712-713传输期间，电视机执行水平消隐操作，电子扫描光束重置到下一行。WSS位表示出现一个辅助信号，这些WSS位布置在行23的视频图像开头处，在行23紧随WSS位的是一个参考信号，用于对该辅助信号解码。这个辅助信号在行24到59期间对应于无效的上屏区被传输，主屏区在行60至274期间被传输，即构成该视频图像的数据在此区内传输。最后，另一区的辅助信号在行274至310期间被传输，至此完成了场1的传输过程。场2(行336至623)的信号传输方式与场1相同。
PAL plus标准采用与CCIR(国际无线电协商委员会；现在，ITU-RS)的推荐值601相符合的4∶2∶2(Y∶CR∶CB)采样方案。换句话说，对每四个采样，亮度信号Y采样四次，色差信号CB、CR各采样两次。因此亮度采样信号Y贮存在场1中，色差信号是“可对折的(doubled-up)”，它们共同贮存在场2中，如图2A所示。
如果PAL plus信号以图2A的图形表示时，作为数据流被传输的该PAL plus信号用图4A表示。有效行23至622由同步脉冲开始，每行由水平同步脉冲分离。PAL plus信号从行23开始，带有WSS信号和辅助信号的标记；该信号在行622终止。垂直消隐间隔从行623开始，并包括白色100％基准电平，它表示与电视图像的100％白色部分相对应的值。图4B表示在该PAL plus信号的主区部分期间与所传输的视频图像所对应的一模拟信号。在该视频信号之后的辅助信号也表示为一模拟信号。图4C更具体地展示了行23，WSS信号排列为一比特(bits)串。图4D更详细地展示了行623的PAL plus信号，其中白色100％电平基准具有最大值235，其消隐脉冲电平设定为16。
如图2B所示，这是另一种称为EDTV-2视频图像的视频图像标准，它与图2A所示的PAL plus视频图像结构类似。EDTV-2视频图像具有两个场，每个场包括上和下无效区部分和中间有效区部分。上和下无效区与垂直分辨信号VT和VH被多路复用传输，而中间有效区与水平分辨率信号HH被多路复用传输。VT信号是一个垂直定时(time)高频带分量，当以双倍速非隔行模式光电成像的视频信号以隔行模式被传输时，该VT信号在隔行处理中会丢失；VH信号是一个垂直亮度高频带分量，当具有宽高比为16∶9的视频信号通过抽选(decima-tion)构成一信箱(letter box)形状时，上述VH信号会丢失。HH信号是一个水平亮度高频带分量，带宽从4.2MHZ-6MHZ，该信号被频移和多工操作到主屏区的Fukinuki无信号区(hole)(在不位于色彩信号的垂直/暂态的频域中的一个区域)。因此，当场1的行23至232和场2的行285至524被编码时，省略了在垂直消隐间隔和水平消隐间隔中的数据。
与PAL plus系统类似，EDTV-2也包含基准信号。代表宽高比的NRZ信号(B1-B4)位于行22和285上。标识信号(ID)用于表示VT，VH和HH的信号分量是否存在(这个ID信号由彩色副载波调制，并且识别是否存在VT，VH和HH信号分量，该识别取决于被调制信号的相位，是O或是与彩色副载波同相位)。最后，配置有2.04MHZ的确认信号，它将该视频信号识别为一对应于EDTV-2标准的信号。
当采用数字式VCR数字式记录一分辨率补偿信号时，存在一些问题，如图5所示，亮度Y信号的带宽大约是5 MHZ，中心频率大约为2.25MHZ。色度信号C的带宽只有大约1MHZ。如图5B所示的辅助信号与该色度信号C具有相同的中心频率，但其带宽是在亮度信号Y的范围内。当PAL plus视频信号第一场中的辅助信号作为彩色信号C被处理时，该辅助信号被截断，这是因为色度信号C的带宽(1MHZ)比该辅助信号(5MHZ)小得多。因此，该辅助信号没有得到合适的处理，以及被数字式存储在媒介上。
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于存储一垂直分辨率信号的数字式视频信号记录/再现设备。
本发明的另一目的是提供一种数字式视频信号记录/再现设备，它将垂直分辨率信号处理为一色度信号C。
本发明的又一目的是提供一种数字式视频信号记录/再现设备，用于将垂直分辨率信号作为一色度信号C数字式存储在一介质上。
根据上述目的，本发明的数字式视频信号记录设备，其数字式记录一个合成信号。该合成信号包括亮度信号，色度信号和一个定位在预定电视扫描行上的分辨率补偿信号。一Y/C分离器从该合成信号中分离出亮度信号和色度信号，一译码器将该彩色信号解码成色差信号CB，CR，一组合器将该分辨率补偿信号与色差信号CB，CR之一相组合。一数字视频信号记录器将该组合信号数字式记录到记录介质上。
本发明的电视信号再现设备，它能以数字方式再现一合成信号。一数字再现装置从记录介质上再现信号分量，该信号包括一色差信号与一分辨率补偿信号的组合。一分离器将分辨率信号分量与色差信号相分离，一编码器将该色差信号CB，CR编码构成一彩色信号。
本发明还提供一种记录和再现合成信号的方法。在该记录方法中，将亮度信号和色度信号分离，并且将色度信号译码为色差信号CB，CR，分辨率补偿信号与其中一个色差信号组合后数字式记录到一记录介质上。在再现方法中，该信号成分从记录介质上重现；将分辨率补偿信号与色差信号相分离。然后该色差信号被编码构成一色度信号，并且与该分辨率信号分量相组合。
本发明的其他目的、特征和优点通过结合实施例参考附图的详细描述将变得更明显。
附图简要说明图1A和1B分别表示一PAL plus接收机和一叠加到一常规接收机上的PAL plus视频图像；图1C表示PAL plus视频图像的总概况图；图2A和2B详细展示了PAL plus视频图像和EDTV-2视频图像；
图3表示PAL plus视频图像的行60至274，其对应于亮度信号Y，而行372至586，对应于色差信号CB，CR；图4A表示在行23开始和在行623终止的作为信号数据流的PALplus视频图像；图4B表示PAL plus视频信号是模拟信号，其后跟随一辅助信号；图4C表示作为数字信号的PAL plus视频信号的行23的情况；图4D表示作为数字信号的PAL plus视频信号的行623的情况；图5A和5B分别表示亮度信号Y和带有辅助信号的色度信号C的频域图；图6是本发明记录侧的方框图；图7是本发明第一实施例的PAL plus译码器的框图；图8A-8D表示在行23-623上的亮度信号Y和色差信号CB，CR；图9A是本发明第二实施例的PAL plus译码器的框图；图9B表示亮度信号Y和色差信号CB，CR的标称化；图9C是本发明第二实施例的PAL plus记录侧处理电路的框图；图10是本发明第三实施例的PAL plus译码器的框图；图11A和11B是第一实施例的记录侧数字VCR的框图；图12是本发明第二实施例的记录侧数字VCR的框图；图13是本发明第三实施例的记录侧数字VCR的框图；图14A和14B分别表示设置在一记录介质上的记录磁道和具有插入和跟踪信息(ITI)标题的一记录磁道；图14C表示设置在一记录介质上的磁道，其具有设定为不同数据结构的磁道区域；图15表示ITI块的内容；
图16表示具有ITI标题的一磁道和由间隙分隔的各区域；图17表示存储在盒式磁带录像机的磁带和存储器IC(MIC)上的应用ID的分层系统；图18A和18B表示设置有音频、视频和子代码区的一磁道区域；图19是带有一标题和包括相关区数据的一数据区的数据包的位图；图20是不同数据包的分层标题系统；图21A、21B和21C是具有存入数据包的不同类数据的数据包位图；图22A是存有彩色相位信息的VAUX数据源包的位图；图22B是存有彩色相位信息的VAUX数据源包的位图；图23是分配作音频区的一磁道区位图；图24A和24B分别表示如图23所示的前同步块和后同步块的位图；图24C是排列成用于存入一数据包的同步块的音频数据的位图；图25A和25B表示以数据包存储的同步块；图26是表示在记录介质的每个磁道内的数据包排列情况的示意图；图27A和27B是指定给视频数据的一同步块的位图；图28表示聚集多个缓冲单元并纵向设置在该记录介质上的同步块；图29是用于搜索记录介质内容的子代码区的位图；图30是如图29所示的子代码区的位图；图31A-31D是子代码同步块的位图；图32是再现侧PAL plus编码器的框图；图33A-33C是本发明的第一实施例的再现侧数字式VCR的框图34是本发明第二实施例的再现侧数字式VCR；图35是本发明第三实施例的再现侧数字式VCR；图36是本发明第一实施例的PAL plus信号再现电路；图37A是本发明第二实施例的PAL plus信号再现电路；图37B是图37A的PAL plus再现侧处理电路的框图；以及图38是本发明第三实施例的PAL plus信号再现电路的方框图。
附图中，相似的符号代表同样的或在几幅附图中通用的部件，下面参照图6说明本发明的数字式视频信号记录/再现设备中的记录侧。
PAL plus记录调谐器100接收传输来的PAL plus信号。所接收的PAL信号由PALplus信号记录电路102进行处理，该PAL plus信号被转换成亮度信号Y，色差信号CB，CR，和有关PAL plus信号的信息。数字式VCR 104处理这些信号，并将它们记录到记录介质上。
PAL plus信号记录电路图6的PAL plus信号记录电路102如图7所示由第一实施例构成。接收的PAL plus信号通过端子106输入到PAL plus信号记录电路102，接着又送到Y/C分离电路108、辅助信号解调电路110和WSS检测电路112。Y/C分离电路108将PAL plus信号分解成亮度信号Y和色度信号C，并将该信号输出到PAL信号译码电路114。然后将译码后的亮度信号Y送至开关126。该开关126在行60至274(图2A)的PAL plus视频图像期间向数字式VCR 104输出亮度信号Y和在PAL plus信号的所有其他时间中输出一称为“消隐脉冲电平”“pedestal”电压的直流偏置电压。将色差信号CR直接输送到行顺序滤波器116，而使另一色差信号CB由加法器118将其与辅助信号组合，然后送到行顺序滤波器116。
行顺序滤波器116将色差信号CB，CR排序，使得在行24至59，275至310，336至371和587至622期间，将辅助信号输出到数字式VCR，而在行372至586期间，将色差信号CB，CR交替发送到数字式VCR 104上。
辅助信号解调电路110从PAL plus信号中将辅助信号解调，继而将其输出到辅助抑制电路124。辅助电路124能够在数字式VCR 104不能正确记录该辅助信号时(例如当数字式VCR 104的频带明显窄于该辅助信号时)抑制或消除该辅助信号。当辅助抑制电路124不工作时，辅助信号才能输出到加法电路118和由数字式VCR将其存储。
WSS检测电路112检测包括PAL plus信号行23上的WSS信号。将WSS检测电路的输出传送至行计数器122和WSS重写电路120。行计数器计算对应于PAL plus信号的行数，以使开关126和行顺序滤波器116根据图2A所示的设置输出适当的信号。
常规的VCR可用于存储Y和CB，CR信号。由于这些VCR包含常规的PAL译码电路，因此常规VCR会再次对这些信号译码。为避免这个问题，WSS重写电路120重写WSS信号，以使数字式VCR 104确认该PALplus信号而不需被译码。
现在参照图4A，图7和图8A-8D所例举的PAL plus信号记录电路102的第一实施例的操作，来说明PAL plus信号的信号处理。将PALplus视频信号输入到PAL plus信号记录电路102端子106(图7)，该信号如图4A所示为数据流方式。当垂直消隐间隔终止时，该信号处理开始，将行23输入PAL plus信号记录电路102。此时，WSS检测电路112检测行23上存在一WSS信号，并向WSS重写电路120输出该检测信号。WSS重写电路120以适合于VCR采用的特殊规格重写该WSS信号，于是数字式VCR 104能确认出该PAL plus信号已被译码。在这一过程期间，亮度信号Y维持在黑色电平(数字值16)，彩色信号CR维持在DC偏置电平(数字值128)，如图8A所示。
当WSS信号被处理后，在PAL plus信号行24至59上的辅助信号被送到PAL plus信号记录电路102。辅助信号解调电路110对该辅助信号进行解调并向辅助抑制电路124输出该已解调信号。为了举例说明，假设数字式VCR 104能正确记录该辅助信号，而且辅助抑制电路124是不工作状态。接着该辅助信号被输出到加法器118，并如图8B所示与色差信号CB相组合，此时，亮度信号Y维持在黑色电平，这是由于PAL plus信号没有传输亮度信号Y。
该亮度信号Y在对应于行60至274的PAL plus信号中传输，此时，Y/C分离电路108向PAL信号译码电路114输出亮度信号Y。PAL信号译码电路114将亮度信号Y解码并将其结果输出到开关126。行计数器122在行60至274的传输期间将开关126切换到端子126a，并且开关126向数字式VCR 104输出如图8C所示的亮度信号Y。因此，将对应于亮度信号Y的图2A的第一场输出给数字式VCR 104。
PAL plus信号记录电路102接收对应于行275至310的辅助信号、行311至335上的垂直消隐间隔和在行336至371上的另一辅助信号。如前所述，辅助信号解调电路110将行275至310和行336至371上的辅助信号解调并通过辅助抑制电路124输出，然后将其与色差信号CB重叠。根据行311至335的垂直消隐间隔，PAL plus信号记录电路102输出如图8A所示的与黑色电平对应的信号，这个黑色电平用于亮度Y和色差信号CR。
由PAL信号译码电路114输出与行372至586上的色差信号CB，CR相对应的PAL plus信号。色差信号CR直接输送至行顺序滤波器116，而色差信号CB被输出到加法器118。因此，若辅助信号不存在，色差信号CB将无影响地通过加法器118，被输出到行顺序滤波器116。行顺序滤波器116通过在CB，CR信号之间交替输出(如图8C所示)来组合色差信号CB，CR。
如前所述，加法器118将行587至622上的辅助信号迭加到色差信号CB上。亮度信号Y和色差信号CB，CR的波形如前所述被设定为固定电平(图8B)。
行623的PAL plus信号包括100％白基准电平，如图8D所示，该信号被送入PAL plus信号记录电路102的端子106。将白100％电平叠加到亮度信号Y上，并由数字式VCR 104将其存储。在行623之后，PAL plus信号在行624上又开始另一垂直消隐间隔，于是PAL plus信号记录电路的工作到此完成。
上述实例中是将辅助信号迭加到CB信号行上，该辅助信号也可叠加到CR信号行上。
图6中的PAL plus信号记录电路102的第二实施例示于图9A-9C中。与前一实施例相类似，辅助信号被叠加到色差信号CB上。如图9A所示，PAL plus信号被输入到端子106并传送到Y/C分离电路108和WSS检测电路112。如前所述，Y/C分离电路108将该PAL plus信号分成亮度信号Y和彩色信号C。类似地，WSS检测电路112以前述第一实例同样的方式工作，其检测出WSS信号，表明存在辅助信号。WSS信号通过WSS重写电路120被重写并被传送到数字式VCR 104，以表示PAL plus信号不需要再次译码。
第二实施例采用一集成电路IC 134以执行PAL plus记录侧的信号处理，这方面与第一实施例不同。由于IC电路输入数字信号，被分离的亮度信号Y和彩色信号C必须被数字化，以便输入PAL plus记录侧处理电路134，因此，亮度信号Y被送入一低通滤波器130a，然后在被送到PAL plus记录侧处理电路134之前由模-数转换器132a转换成一数字信号。该彩色信号C被传送至PAL信号译码电路114，其被转变成色差信号CB，CR。将这些色差信号分别送入低通滤波器130b，130c并且在被传送到PAL plus记录侧处理电路134之前，由模-数转换器132b和132c将其转换成数字信号。
将辅助信号叠加到色差信号CB上，然后由低通滤波器130b和模-数转换器132b将其数字化。辅助抑制电路124将辅助抑制信号直接输出到PAL plus记录侧处理电路134。在第二实施例中该辅助抑制信号也被传送到WSS重写电路120，用于抑制WSS信号，其原理与数字式VCR 104中抑制或消除辅助信号相同(例如当数字式VCR 104有窄记录带宽时其不能正确记录辅助信号)，也就是说WSS信号是辅助信号的一部分，并同时也包含许多高频带成分。为此，当辅助信号由辅助抑制电路124抑制时，也抑制了WSS信号。
从模-数转换器132a，132b和132c输出的信号(如上述处理操作所提及的)采用4∶2∶2格式。PAL plus记录侧处理电路134将4∶2∶2格式标称化为4∶2∶0格式，如图9A中虚线所示由PAL信号译码电路114和低通滤波器130a、130b、130c及模/数转换器132a、132b、132c执行这一标称化处理。如图9B所示，亮度信号Y为0.7伏(数字值219)。色度信号C被送入PAL信号译码电路114，并被译码成色差信号CB，CR色差信号CB被解调并被乘以因子2。然后色差信号CB，CR分别乘以CB，CR因子，使色差信号CB，CR的比例为1∶1(0.716Vp-p；数字值224)。辅助基准信号被拾取在色差信号CB行，并乘以因子KB(0.173Vp-p；数字值54)；辅助信号也被拾取在色差信号CB行并乘以因子KB(最大0.346Vp-p；数字值108)。将辅助基准信号和辅助信号均乘以因子1/2，并输出到PAL plus记录侧处理电路134。然后该处理结果信号Y，CB，CR被送入PAL plus记录侧处理电路134。
图9C所示的PAL plus记录侧处理电路134处理亮度信号Y和色差信号CB，CR，色差信号CB直接通过端子152a传送到辅助抑制电路136，将幅度标定电路156和直流电平偏移电路158旁路掉。色差信号CB，CR通过辅助抑制电路，并交替地组合为单色度信号C，以形成-4∶2∶0(Y∶C∶O)规格。亮度信号Y被供给一延迟电路144，它用于校正亮度信号Y和色差信号CB和CR的定时之间在PAL plus记录侧处理电路134中所产生的偏差。延迟的亮度信号Y经过辅助抑制电路136的开关138输出到输出端Y。该延迟的亮度信号Y被输送到一电平锁定电路146，它受行计数器172的控制，以锁定与行23和623对应的PAL plus信号(即辅助信号和基准信号)。
在PAL plus信号行23上记录的WSS信号具有如图4C所示的步位(step)形波形，它使在数字式VCR 104的数字压缩中实现的DCT压缩处理的压缩性能劣化。为防止DCT压缩处理的劣化，本发明采用一静噪电路(mute circuit)148，它将亮度信号相应于消隐脉冲电平(predestal)(数字值16)切换到端子150b上，对WSS信号进行噪声抑制。因此，静噪电路148在WSS信号期间向辅助抑制电路136的开关138输出所有有效行的亮度信号或消隐脉冲电平16，从而不降低DCT压缩处理的性能。
行623上的白色100％基准信号的幅值不仅相应于视频图像用于重新建立PAL plus信号，而且用于重构辅助信号。但是，行623是处于垂直消隐周期(图4A)之内，并且在垂直消隐间隔期间通常将被消除。为此，电平锁定电路146也锁住白色100％基准信号，并将其提供给数字式VCR 104。
在理想情况下，所传送的PAL plus信号的电场强度足够强，白色100％基准信号顺利地由电平锁定电路146锁住，有时白色100％基准信号不能恢复，这是因为所传送的PAL plus信号的电场强度太弱。在这种情况下，可将FFh(十六进制)的数据值在传送行623上的白色100％基准信号期间提供给TR包(pack)端子。当替代的数据FFh不是白色100％基准信号的最合适替代时，已发现数据FFh能足以令人满意的操作，从所接收的PAL plus视频信号能够恢复具有良好图像质量的视频图像。
WSS信号和白色100％基准信号通过TR包(pack)端子输出到数字式VCR。数字式VCR 104以一种称为TR包的专门的数据包模式存储由TR包端子接收的数据，这将在下面结合数字VCR 104进一步详细讨论。
当辅助信号被传输时，辅助信号抑制电路通过断开信号Y，CB，CR抑制辅助信号。当处于PAL plus视频图像的主屏区时(即行60至274和行372至586)，辅助抑制电路136的开关138，140和142都切换到端子138a、140a和142a上，从而使辅助抑制电路136输出亮度信号Y和色差信号CB，CR亮度信号Y直接从辅助抑制电路136输出到数字式VCR。色差信号CB，CR从辅助抑制电路136输出到行顺序电路160，这些信号在那里交替地作用到单色信号行C/HELPER上。此时，开关166和168分别设定到端子166b和168b上，由低通滤波器162，164输出的色差信号相应地由开关170交替地作用到C/HELPER信号行上。由于色差信号CB，CR交替出现在单独的C/HELPER信号行上，因此从PAL plus记录侧处理电路134输出的PAL plus信号输出的规格为4∶2∶0。
当把CB/HELPER信号行上的辅助信号输入到PAL plus记录侧处理电路134时，开关152被切换到端子152b上。该信号不直接向辅助抑制电路136输出。而将该辅助信号输出到一个由外部方式(控制信号)控制的开关154、一幅度限定电路156和一直流电平偏移电路158。当把开关154切换到端子154a时，直流电平偏移电路158数字式地根据由幅度限定电路156所限定的幅值移位该辅助信号。另一方面，当开关154被切换到端子154b上时，没有幅度值被限定，而且直流电平偏移电路158也不对辅助信号进行数字移位的操作。通过数字式移位该辅助信号，使操作人员能改变垂直分辨率补偿的效果。
当辅助抑制电路138工作时，开关138，140和142分别设定到端子138b，140b和142b上，并且辅助抑制电路136在辅助信号传输期间输出固定的数字值。在PAL plus视频图像的主屏区期间，辅助抑制电路136使开关切换到端子138a，140a和142a上，以便输出亮度信号Y和色差信号CB，CR。当辅助抑制电路138不工作时，开关138，140和142被切换到端子138a，140a和142a上，对应于PAL plus信号的各行，将该辅助信号输出到行顺序电路160。行顺序电路160收到该辅助信号时，开关166和168分别被切换到端子166a和168a，该辅助信号与低通滤波器162呈旁路关系。但是，辅助信号不由开关170变换，因为端子170a和170b都连接到辅助信号行。
下面将结合计数器172举例说明上述PAL plus记录侧处理电路134的工作过程。行计数器根据PAL plus视频图像各行控制信号流。
输入对应于行23的WSS信号和基准辅助信号，行计数器172使电平锁定电路146锁住来自延迟电路144的WSS信号。此时，静噪电路148输出消隐脉冲电平“16”作为亮度信号Y。
将行24至59的辅助信号被传送到PAL plus记录侧处理电路134。此时，行计数器172使开关152切换到端子152b以输出辅助信号。当操作人员将开关154转接到154a时，幅度值限定电路156标定一幅度值，直流电平偏移电路158根据所标定的幅度值数字地移位该辅助信号。在本例中，辅助抑制电路136不工作，该辅助信号从直流电平偏移电路158经开关140被传送到行顺序电路160。开关166和168分别由行计数器172转接到端子166a和168a。因此，该辅助信号绕开低通滤波器162直接输出到开关170。由于端子170a和170b是通过端子166a和168a连接到该辅助信号，因此所输出的辅助信号到C/HELPER信号行不用变换。
当对应于PAL视频图的像行60至274的主屏区被传送到PAL plus记录侧处理电路134时，行计数器172转接开关152到端子152a上，以便将色差信号CB输出到辅助抑制电路136，因此绕开幅度值限定电路156和直流电平偏移电路158，只要PAL plus视频图像的主屏区正在传输中，辅助抑制电路136就总会传输色差信号CB，CR。所以色差信号CB被直接传送到行顺序电路160。类似地，色差信号CR通过辅助抑制电路136的开关142直接被传送到行顺序电路160。在此期间，行计数器172将开关166和168转接至端子166b和168b，从而将色差信号CB输出到端子170a，将色差信号CR输出到端子170b。行计数器172使开关170交替地接通端子170a和170b，并交替地将色差信号CB，CR输出到C/HELPER信号行。
PAL plus视频图像的剩余部分包括在行275至310，336至371和587至622上的辅助信号和在行372至586上的第二主屏区。这些信号由PAL plus记录侧处理电路134处理，其处理方式与前述在行24至59上的辅助信号和在行60至274上的主屏区的方式相同；因此关于PALplus记录侧处理电路134的工作的说明这里不再赘述。关于行623，白色100％基准信号由电平锁定电路146锁住，类似于WSS信号，并且将其输出到TR包，这将在下面结合数字式VCR 104说明。因此，图2A所示的PAL plus视频图像由图9C的PAL plus记录侧处理电路134进行处理。
图10表示本发明第三实施例的PAL plus信号记录电路102。这个实施例的结构基本上与图7的第一实施例相同，区别在于行623上的白色100％基准电平由模-数转换器174和闭锁电路176进行了数字变换和锁定；而且PAL plus信号记录电路102的操作是由同步信号分离电路180和行译码器182控制的。
PAL plus信号记录电路102的其他电路成分与第一实施例相同。例如Y/C分离电路108从PAL plus信号中分离出亮度信号Y和彩色信号C。将亮度信号Y输出到输出端子Y上，彩色信号C由色度解调电路184解调为色差信号CB，CR辅助信号解调电路110将辅助信号解调，加法器118将辅助信号与彩色信号C行叠加。最后WSS信号检测器112和WSS重写电路120检测和重写该WSS信号。
模-数转换器174和闭锁电路176从亮度信号中恢复白色100％基准信号，以免丢失白色100％基准信号。如图4A所示，白色100％基准信号位于行623上，并且在垂直消隐间隔期间出现。由于数字式VCR在垂直消隐间隔期间不记录信息，因此如果不用其他方式恢复的话，白色100％基准信号将会丢失。本发明通过以下方案解决了这个缺陷，当行译码器182确定正在传输行623时，通过模-数变换器174将亮度信号Y变换为数字形式，并且通过闭锁电路176锁定该白色100％基准信号。接着将这个数字式白色100％基准信号叠加到具有WSS信号的TR包数据行上，并作为一TR包由数字式VCR 104记录。如前述，TR包由数字式VCR 104存储到记录介质上，然后被恢复以重构已记录的PAL plus信号。
同步信号分离电路180检测水平和垂直同步信号，它们包含在PAL plus信号中，以指示水平行的起点和垂直消隐间隔在何处出现。行译码器182利用这些水平和垂直同步信号来确定当前正在传送的是PAL plus信号的哪一行，并且控制PAL plus信号记录电路102的电路元件。例如当正在传输行23时，行译码器182导致WSS检测电路112对WSS信号进行检测。当正在传送行24至59，275至310，336至371和587至622时，行译码器使辅助信号解调电路110对辅助信号进行解调，并通过加法器118将该辅助信号叠加到彩色信号C行上。如前所述，当正在传送行623时，行译码器182控制闭锁电路176以锁定白色100％基准电平。结合第一实施例的介绍，含有WSS信号和白色100％基准信号的PAL plus信号的信息被记录到TR包数据中；亮度信号Y与色差信号CB，CR一道输出，辅助信号叠加到彩色信号C行上。行译码器182还输出切换信息到切换信息输出端，数字式VCR 104采用的这个端子是用于屏蔽亮度Y和色差信号CB，CR的。
数字式VCR接着，译码后的亮度Y和色差信号CB，CR被送入数字式VCR 104中。现在参考图11A和11B来讨论第一实施例的数字式VCR 104。如图，亮度信号Y和色差信号CB，CR分别由低通滤波器200a，200b和200c进行滤波，滤波后的信号分别由模/数转换器202a，202b，202c进行数字化转换，并且被输出到分块电路(blocking)204。分块电路204分隔PAL plus视频图象为8采样×8行的块，它们更便于由混洗(shuffling)电路206处理。混洗电路将这些块混洗，以便防止记录到磁带的数据由于机械故障而丢失，例如磁头阻塞或磁带水平划伤。混洗电路206还改变亮度信号Y和色差信号CB，CR的顺序，使其在后级的数字式VCR中连贯信号处理。
一旦PAL plus视频图像的这些块已由混先电路206混洗，继而这些块由数据压缩和编码电路208进行数字压缩。在最佳实施例中，数据压缩和编码部分208根据由一估算器产生的估计量化因子通过压缩数据和量化压缩数据执行一DCT数据压缩处理。量化的系数被传送到一成帧电路210，在那里将它们成帧并记录到记录介质上。通常，所采用的成帧技术确定了与记录介质上的压缩数据相对应的位(bits)排列方案。例如，将于下面还要讨论的，这样一种成帧设计示于图27A和27B中，其中视频数据以视频同步块成帧。加法器212将来自VAUX电路214的视频辅助数据VAUX插入到视频同步块中。
类似地，输入的模拟一音频信号由一模-数转换器222进行数字转换。这个音频数据由混洗电路224混洗后再由成帧电路226成帧，类似于视频数据的处理过程。加法器228将该音频数据与音频辅助数据(AAUX)组合后输出作为ADATA。
由信号处理微计算机220产生的VAUX和AAUX数据通过VAUX电路214和AAUX电路218分别提供给加法器212和228。信号处理微机220还产生帮助数字式VCR 104在记录介质上搜索视频图像数据的子代码。例如，通过寻找对应于记录介质上某一所需地址的子代码，数字式VCR 104能够快进到记录介质的某一点处。子代码电路216处理子代码数据，并输出子代码标识信号(SID)和子代码数据(SDATA)。
如图11B所示，ADATA，VDATA，SID和SDATA被输入到开关232。同步产生电路230也输出一音频/视频标识信号(AV ID)、前同步和一后同步信号到开关232，如前述开关232通过在不同数据源之间的转接，选择出要记录到记录介质上预定点处的数据类型。
当要记录音频数据时，例如开关232将选择同步产生电路230，以接收前同步信号。然后开关232转接到ADATA输出，以获得音频数据。该开关又恢复接通同步产生电路230，以得到后同步信号，于是组合成图23所示的音频同步块。
开关232的输出被传送到误差校正码产生电路234。该误差校正码产生电路234将预定的奇偶校验C1加到由开关232所接收的信号上，如图24C所示。奇偶校验用于测定和校正从记录介质上恢复的视频信号的误差。
接着已校正误差的视频信号由随机化电路238进行随机化处理，以此方式使视频数据随机化，以使记录的数据不会出偏差。由此方式随机化的视频信号能保证所记录的数据可从记录介质上连续不断地被恢复。
随机化电路238的输出被传送到一24至25变换电路240，它将随机化的视视频信号从24位数据变成25位数据。在记录介质中视频信号的直流分量，可能影响重放磁头感应电流并降低其灵敏度。该变换处理目的在于从视频信号中除去直流分量，否则其对磁记录/重放操作将造成不利的影响。
在这点上，进行适于数字记录操作的编码处理(1/1-D2)(图中未示出)，又称为局部响应级4(PR IV)。将编码处理结果送入加法器242，它将音频视频同步图形或子代码同步图形与该视频信号相加。
目前经过处理的视频信号已做好记录到记录介质上的准备。该视频信号通过开关244被传送到另一开关250，它随着磁头254a和254b的定时同步变换，从开关250经放大器252a或252b交替输出的视频信号由记录磁头254a或254b，记录到该记录介质上。
通过开关244也可选取一amble图形和插入及跟踪信息数据(ITI)并将其记录到该记录介质上。该ITI信号表示要跟踪的同步块的精确对准并且被插入到同步块组开始处的记录介质上，如图14C所示。
模式处理微计算机248通过数字式VCR处理的控制信号，确定整个数字式VCR 104的模式。从开关256输入的SP/LP信号(短或长播放)、代表该伺服系统基准帧的引导帧位和指示音频或视频区的磁道的应用标识(ID)都是一些控制信号，这些控制信号用于确定模式。另一方面，当磁带被记录或播放时，自动起动记录或再现模式。模式处理微机248还确定是什么信息被插入到ITI中。例如，当选取长播放方式(LP)时，在ITI信号中的数据表示视频数据的长度比SP模式的数据长度更长，因为LP模式具有更多的视频数据。
模式处理微机248还与机械控制微机236相联系，后者根据由模式处理微机248给定的模式控制数字式VCR 104的机械部分，例如在记录模式时，机械控制微机236控制磁头254a和254b与记录介质相配合，以使记录磁带在磁头下面通过。
根据本发明的第二个实施例，数字式VCR 104采用图12所示的结构。在这个实施例中，通过一有效信息选取电路260从亮度Y和彩色信号C/HELPER中选取视频信息。该有效信息选取电路抽取在有效屏(即行23至310和行336至622)的间隔中的数据，并除去该屏其他部分中的数据，例如在垂直消隐和水平消隐间隔中的数据。所抽取的信息送入块分割和混洗电路262，它类似于第一实施例中的分块和混洗电路204，206，将上述信息分割成块以及将他们混洗。一压缩电路264类似于第一实施例，采用了DCT压缩技术执行数据压缩。帧分割电路266将视频数据成帧，VAUX加法电路268将该视频数据加到由VAUX产生电路270产生的VAUX数据上。成帧的视频数据和VAUX数据组合被传送到多路复用器272。
音频数据经类似处理后被传送到多路复用器272(multiplexor)。音频信号经模-数转换器274进行模-数转换后被传送到音频处理电路276。音频信号处理电路276将音频数据组合成预定的音频同步块，然后将同步块输出到AAUX加法电路278。AAUX加法电路278将由AAUX产生电路280产生的AAUX数据加到该音频同步块上，其结果被输出到多路复用器272中。
子码产生电路282产生子代码数据，用于通过记录介质检索出视频图像的某个预定部分。
控制器290接收白色100％基准信号和VAUX、TR包。根据这些信号，控制器290控制VAUX产生电路270、AAUX产生电路280和子代码产生电路282。
多路复用器272选择视频、音频数据或子代码数据中的一种数据。例如当需将视频数据写入记录介质上时，多路复用器272选择VAUX加法电路268的输出信号，多路复用器272的输出被传送至误差校正编码电路284，它将奇偶校验加到多路复用的信号上，如第一实施例所述。接着将已误差校正的信号由通道编码电路286进行通道编码，执行24到25变换，并且相应于适合数字记录的局部响应级(class)4对记录的信号编码。然后经编码的信号被传送到记录磁头288，并记录到记录介质上。
第三实施例的数字式VCR 104与前述实施例相类似，不同的是本实施例的数字式VCR屏蔽视频数据。如图13所示，屏蔽信号产生电路296使模-数转换电路294相应于WSS信号屏蔽掉行23。行23处在电视屏幕的扫描区域内(即不在垂直消隐间隔内)并且会被处理为一个亮度信号Y。由于WSS信号具有高频分量，将该信号处理为亮度信号Y会劣化DCT压缩处理。因此屏蔽信号产生电路296用于使模-数电路294将行23设置为消隐脉冲电平。因此模-数转换电路294要求按4∶2∶0格式输入，为此在电路294之前提供一行顺序选取电路292，以便与色差信号CB，CR组合。采用这种电路方案，将WSS信号从PAL plus视频信号中屏蔽掉，使DCT压缩性能不会下降。
记录介质数据格式数字式VCR 104以同步块记录音频和视频数据使其沿着记录介质记录到磁迹(track)上，这种介质例如录像带。如图14A所示，采用螺旋形(helical)记录技术将磁迹记录到该记录介质上，其中当录像带沿磁头扫描方向运动时，旋转磁头靠近该录像带旋转。图14B表示每个磁迹的前部是插入和跟踪信息(ITI)，标题包括跟踪数据的定位信息。例如如图14C所示，ITI标题指示出音频区、视频区和子代码区的起始位置。
如图15所示，ITI区包括不同信息位，ITI区以一个前序区开始，这个区包括1400位，当磁头再现数字信号时，这个区用于引导。紧跟着前序区的是一个起始同步块区(SSA)，它包括1830位并标定出同步块区的起始。ITI接着包括90位的磁迹信息区，其中存储所有磁迹的信息。在TIA中包括3字节的磁迹应用ID(APT)，SP/LP特征位，一个备用字节和代表伺服系统的基准帧的导引(pilot)帧(PF)。跟在TIA之后的是后序区，它包括280位，用来提供在每个磁迹终止的边缘(margin)。
磁迹的剩余部分是由间隙分隔开的多个区域(区1，区2，……，区n)(图16)。如图14C所示，这些区域可以是音频、视频或子代码区。ITI指示出这些区的起始和终止，数字式VCR 104利用ITI能够快速检索和恢复所需的区域。
存贮在TIA中的应用ID(APT)表示不同的区域，如音频、视频或子代码区。如图17所示，应用ID(APT)可以是一种分级的应用Ids。采用这种全部转移的分层结构，包含树形的若干区域，能够由数字式VCR 104提取。以这种方式，与视频图像对应的各区域均能相互链结，易于再现视频图像。
录像带的盒体内最好具有存储器IC(MIC)。盒内的MIC与数字式VCR 104连通，可用于存储在录像带上与所有记录的节目有关的信息。例如，MIC可以为预定的节目作标记，指定节目的再现顺序，指定一个预定的画面，用于再现一个静止的图像(即照片)，以及预留定时记录操作。
MIC还具有图17所示的一个应用ID(APM)，它位于MIC的高位的三个字节上，类似于磁道的应用ID，APM可确定MIC的数据结构。
下面参考图18A和18B，举例说明应用ID所指定的磁道的不同区域。如果将用于区AP1，AP2，AP3的每个应用ID设为000，则图18A中的各区域被指定为如图18B的音频，视频和子代码区。显然用于应用ID的任何数字表示法都能用于表示数据结构。
数字式VCR 104采用专门的格式将不同的数据结构记录到记录介质上。与视频图像有关的信息是AAUX，VAUX，子代码和MIC数据以如图19所示的包结构被写入。一个包由五个字节组成(PC0……PC4)，高位字节预留为标题，其余的四个低位字节用于数据，标题的高四位可用作上标题，标题的低四位可用作下标题，采用图20所示的分层结构。利用数据区(PC1......PC4)中的位可以产生深一层的等级。每个包具有固定为五个字节的长度，不过当向MIC写入数据时，采用可变长度的包结构，因为MIC是一个缓冲器，MTC应获得最有效使用缓冲器的容量。
如图21A和21B所示，当PC0设为66h时，数据包被指定为一个TR包。TR包是一个很重要的数据包，因为该包包括视频图像信息，例如WSS信号和白色100％基准信号。如图21A所示，TR包可以包括在VBID、行22上的EDTV-2ID信息和在行285上的EDTV-2ID信息。例如图21B中的数据包被指定为一个TR包，因为字节PC0设为66h，并且数据类型(PC1的低位半个字)设为0001，该TR包包含WSS数据。
TR包并不限于某种专门的排列，可以具有其它数据排列。例如图21C中WSS数据位于PC2中，白色100％基准数据位于PC4中。如前所述，白色100％基准信号是在行623即垂直间隔期间被传送，它必须被存入TR包，因为数字式VCR 104不记录行623。
数据包的其它形式参见图22A和图22B。图22A表示存储彩色相位信息的VAUX数据源包。在这个源包中，PC2存有一个彩色帧ID代码(CLF)，它是这样定义的00＝第一和第二场01＝第三和第四场10＝第五和第六场11＝第七和第八场图22B表示由存入PC0的61h所定义的VAUX数据源控制包。PC2存有显示选择模式(DISP)，它确定视频图像的宽高比。由显示选择模式所定义的宽高比可作如下定义000＝4∶3正常001＝4∶3信箱010＝16∶9音频数据作为同步块存入记录介质。如图23所示，数字式VCR将一个前序区，音频区段和后序区组织为音频同步块。前序区包括400位的起动(Yun-up)和100位的前序信息，包含6字节的一个前同步块。音频区段包括10500字节，它们代表与该视频图像同步的声音。后序区包括6字节的后同步块和500位保护区(guard area)，这个区用于防止音频数据与下一个视频区段相重叠。
图24A和24B详细地给出了前同步块和后同步块的结构。前同步块具有6个字节，不过其中表示选择短重放SP或长重放LP模式的SP/LP字节，也存储在TR包的TIA区内(图15)，因此这个字节可以从前同步块中省略。前同步和后同步块各包括2个同步字节，其后跟着三个标识字节(ID0，ID1和IDP)。后同步块与前同步块不同，其在该块的6个字节中，存有一个伪(dummy)字节。音频同步块如图24C所示，还可包括奇偶校验区C1。奇偶校验区C1是一种公知的水平奇偶校验，因为C1协助数字式VCR104在当前的音频同步块数据内检测区域。另一方面，奇偶校验区C2是一个公知的垂直奇偶校检，因为C2有助于数字式VCR104确定沿垂直方向排列的同步块中的误差(图25A)。
如图25A所示，将音频同步块以每磁道由14个同步块为一组的许多组被集合和被存储在记录介质上。如图25B所示，数据区的前5个字节为AAUX数据占用，每组的前9个音频同步块包括音频信息，而后5个同步块用于分别存放水平和垂直奇偶校验C1和C2。在记录这些信号之前，数字式VCR104执行“24至25”变换，每个磁道的14个同步块的该组的总位长计算如下90×14×8×25÷24＝10,500字节数字式VCR 104将包括14个音频同步块的数据包以图26的方式记录到记录介质上。如图26所示，包50至55存储在磁道(1至10)的每个中，沿各磁道从不同的包数开始。这些包以这种方式排列，并且从磁道1至10依序重复，以保证每个数据包中的信息能在再现操作时恢复。附加区(a至g)用于存放其他需要的数据包，采用这种配置，即使该记录介质的一部分出现问题，也能确保音频数据的恢复。
视频数据如图27A所示也存储入同步块中。与前述情况相同，视频同步块包括一前序区(preamble)，视频区和一后置区(postam-ble)。由于视频数据比音频数据的内容更广泛，因此与音频同步块相比，用于前序区，视频区和后置区的视频同步块需要更多字节数，这可从图27A看出，尤其是视频区为111750位(对比音频区为10500位)，保护区为925位(对比音频保护区为500位)视频同步块的保护区大于音频同步块的情况，是因为视频数据明显多于音频数据，需要更多的保护位，以保证视频数据不会与记录介质上的相邻区相重叠。如图27B所示，视频同步块也可包括奇偶校验区C1。
如图28所示，记录介质上的每个磁道存储有以缓冲器为单元(BUFF0-BUFF26)的视频同步块。每个缓冲器包括5个视频同步块，每个磁道中总共为135个视频同步块，如同音频数据包，每个磁道具有水平奇偶区C1和垂直奇偶区C2，以保证数字式VCR 104能精确地再现已存储的视频数据。前两个同步块，每个同步块有前5个字节和该最后一个缓冲器之后(BUFF26)的同步块是空白的，用作储备量，从而数字式VCR 104的再现磁头能准确地对准有关的视频同步块。
如同音频同步块情况，数字式VCR 104在记录数据到记录介质上之前，先将视频同步块通过“24到25”的变换处理，变换后，该视频区的总位长如下90×149×8×25/24＝111750位因此，数字式VCR 104将PAL plus信号记录为数据包、音频和视频同步块和子代码同步块。
子代码数据也以数据包排列存储到记录介质上。如图29所示，子代码同步块包括1200位前序区，1200位的子代码数据区和1325或1200位的后置区。与音频和视频同步块不同，子代码同步块的前序区不带有前同步块，子代码同步块的后置区不带有后同步块，这是由于在检索期间子代码区频繁地重写其索引，和每次耗时地更新前和后同步块。另一方面，图30又表示了包括一前同步块、一数据区和一奇偶区C1的子代码同步块。每个磁道可如图31A所示包括12个子代码同步块。每个同步块包括12个字节，其中有5个字节的前同步块、一数据块和一奇偶区C1，如图31B所示。
子代码数据区在检索节目期间在记录介质上包括有助于数字VCR 104的信息，因此它只需少量的位数即可。其存有一个F/R特征(flag)位，它在高速搜索期间用于检测地址，例如图31C和31D中的ID0。如图31C所示，同步块SB0和SB6各含有一表示在子代码区内的数据结构的应用ID(AP3)。图31C和31D中的绝对磁道号放在ID1内，其指示与该子代码区相应的磁道号。图31D的ID0位还包括一索引ID(index)，一跳跃ID(skip)和一摄像ID(pp)。
子代码同步块也由数字VCR 104进行“24至25”变换，子代码区的总位长如下12×12×8×25/24/＝/1200位PAL plus信号再现图32是说明从记录介质上再现PAL plus信号的方框图。数字VCR104输出亮度信号Y、色差信号CB、CR和信息信号(WSS信号，白色100％基准信号……)到PAL plus信号再现电路300。该电路300将来自数字VCR 104的信号编码，并输出已恢复的PAL plus信号到电视接收机302，变成可供观赏的视频图像。
数字式VCR再现图33A是说明根据第一实施例数字VCR从记录介质上再现信号的方框图。数字VCR的再现处理是与记录处理对称的，其详细的情况可参见记录部分来说明。
磁头254A和254B从记录介质上恢复所记录的信号，并将已恢复信号送到放大器304A和304B进行放大。放大器的输出由开关306以磁头的定时同步地转接。该信号经开关306送到均衡器电路308，以实现对磁记录/再现操作中发生的各种损耗的补偿。时钟选取PLL电路310从均衡器输出信号中选取时钟信号，并激励模-数转换电路312相应于所选取的时钟数字变换该已均衡的信号，将数字化的信号连续送入FIFO存储器314，它以先进先出的方式存储该数字信号。以此方式，记录在记录介质上的信号存入FIFO存储器314内。
相同于描述过的数字VCR记录处理，信号以数据包和同步块方式存入FIFO存储器，而且必须被再顺序成相关数据。最后，同步图形检测电路316通过开关318接收一与ITI同步图形、一音频/视频同步图形和一子代码同步图形。相对应的采样同步图形，同步图形检测电路316将存储在FIFO存储器中的同步块与采样同步图形比较，使开关320接通以输出FIFO存储器的同步块。这个同步图形检测电路316具有“飞轮”(“fly wheel”)结构，其能确定是否在一预定同步块长度间隔之后接收同样的同步图形。如果接收的是同样的同步图形，例如多于三次，可确信所接收的同步图形是正确的。
同步图形检测电路316确定FIFO存储器314的偏差(shift)量，以便输出正确的同步块。由FIFO存储器314输出的数据经开关320送到用于锁定同步块的同步块固定闭锁电路322。同步号选取电路324选出由电路322锁定的该同步块的同步号，并将该同步号输出到定时电路326。定时电路控制开关318将正确的采样同步图形输送到同步图形检测电路316。该定时电路也使开关346根据同步块是音频数据(A DATA)，视频数据(V DATA)，子代码标识/子代码数据(SID，SDATA)或误差(ERROR)来输出该处理同步块。
当同步块是音频、视频或子代码数据时，开关328输出同步块到通道译码器(图33A)。将音频、视频或子代码的图形从该同步块中减去，将“原”(“raw”)数据送入逆“24至25”变换电路340中，于是该数据转变为24行规格。转换后的数据又经逆随机化电路342排序，之后送入误差校正电路344，它利用存入音频/视频和子代码数据中的水平和垂直奇偶校验检测误差，如果检测出在奇偶性上存在误差，则输出一误差信号。否则，将音频，视频或子代码标识信号/子代码数据输出到开关346，如所述，定时电路使开关346根据存在同步块固定闭锁电路中的同步块选取合适的输出。
另一方面，当该同步块是信息数据(ITI)，定时电路326使开关328将信息数据输出到减法器330。减法器从信息数据中减去ITI同步图形，然后输出原(raw)信息给ITI译码器332。该信息数据被译码，从其中抽取应用ID(APT)，短或长播放模式(SP/LP)和引导帧(PF)。
模式处理微机334根据信号APT，SP/LP和PF和按照外部操作键盘输入的指令选择数字VCR 104的模式。例如，模式处理微机334在按下PLAY键和在键盘336上将SP/LP开关设定到短播放的情况时选择慢速再现模式。如果通过键盘336设置的SP/LP与ITI数据不一致时，模式处理微机334将ITI译码器332的该SP/LP信号与SP/LP开关设定比较，同时发出警告。模式处理微机334还接收由音频/视频ID、前同步、后同步电路348输出的前同步块中的SP/LP信号，并将这个SP/LP信号与键盘336键入的和ITI数据中的SP/LP信号比较。
由ITI数据中得到的SP/LP数据被写入三次，因此该数据可以用“多数规则”正确地被检测。而SP/LP信息写入音频区四个同步块内和视频区四个同步块内，也经“多数规则”正确被检测。实际上，在ITI数据中的SP/LP信息是最可靠的，当信号之间存在差异时被使用。
模式处理微机334还可与机械控制微机350和信号处理微机372相联系(图33C)。机械控制微机350根据所选定的模式控制数字VCR104的机械部分的操作。例如，当由模式处理微机334选定再现模式时，机械控制微机350命令数字VCR 104的磁头与录像带接近。信号处理微机根据模式处理微机选定的模式处理AAVX和SUBCODE数据，机械控制微机350还根据信号处理微机的操作控制数字VCR 104机械部分的操作。例如，在由信号处理微机指令搜索期间，机械控制微机命令快速进到录像节目，当子代码的索引值(图31D)与节目中所需点相符合时，停止该快速推进动作。
如图33C所示，VDATA，ERROR信号、子代码ID信号(SID)、子代码数据(SDATA)和ADATA送入数字VCR 104的各电路中。当VDATA与实际视频图像数据相符合时，VDATA从开关352被送到解帧电路354。另一方面，当VDATA与视频附加数据相符合时，VDATA从开关352被送到VAUX电路366。视频数据与误差特征位一同被送到解帧电路354，该视频数据被解帧。解帧后的数据送入数据解压缩编码部分，而误差特征位ERROR传送给解块电路362。解帧的视频数据由逆量化电路356逆量化和由解压缩电路358解压缩。然后解压缩的视频数据送入去混洗电路360，对数据块进行去混洗，并将亮度信号Y和色差信号CB，CR输出到解块电路(deblocking citcuit)362。它将已去混洗的信号由8×8块解块形成一视频图像，继而输出到数-模变换电路364a，364b和364c，在那里将其由数字信号转换成模拟信号，然后从数字式VCR 104输出。
误差特征位由水平和垂直奇偶信号C1和C2中产生。解块电路362通过内插与相邻的视频图像部分相应的视频数据来校正该视频数据。
类似地，将该音频数据从开关374与-误差特征位一起输出到解帧电路376。解帧电路376对音频数据解帧，并与音频误差信号一起输出到去混洗电路378。该电路378将已混洗的音频数据去混洗后按误差特征位对该音频数据进行校正，然后将已去混洗并已校正的音频数据送入数-模变换电路380，将其由数字信号变成一模似信号，并从数字VCR 104输出。
附加(auxiliary)数据AAUX与一误差特征位一起从开关374输出到AAUX电路370该音频信息和误差特征位被处理后由AAUX电路370送入信号处理微机372。
包括子代码ID(SID)和子代码数据(SDATA)的子代码数据与一误差特征位一起送入子代码电路368。该子代码信号经处理后输出到信号处理微机372。
VAUX，AAUX和子代码数据多重地写入记录介质(即数据包)。VAUX，AAUX和子代码电路按“多数规则”根据提供每个电路的误差特征位预处理这些信息信号。即，将多重写入的信息与其自身比较，并选择一致的多重写入数据中多数者，作为正确的数据。
图34是说明数字VCR 104的再现部分的方框图。磁头288从记录介质上再现信号，继而将该信号送入一通道译码电路382。通道译码电路382将再现信号解调后送入误差校正电路383以执行误差校正处理，例如根据水平和垂直奇偶数据C1和C2进行内插处理。经过校正误差的信号被送入多路分解器384，根据传送到多路分解器的数据的类型多路传输到视频部分、音频部分或子代码部分。
当视频信号送入多路分解器(demultiplexor)384时，视频数据被多路分解并送入VAUX译码电路386和解帧电路385。VAUX译码电路386选取该VAUX数据，并将附加视频信息送入控制器396。解帧电路385将视频数据解帧，送入扩展电路391。扩展电路391对视频数据执行逆DCT处理，以将该数据解压缩。已解压缩的视频数据然后被送入去混洗和解块电路392进行去混洗和解块处理，方法如同第一实施例中的去混洗和解块电路。经过去混洗和解块处理的视频信号作为一亮度信号Y和一彩色信号C被输出到信号相加电路393，信息相加电路393将水平同步信号和垂直同步信号等加到再现信号Y和C上。恢复了的亮度信号Y和彩色信号C从数字VCR104的再现部分输出，并再重新准备编码构成PAL plus视频信号。
图35是本发明第三实施例的数字VCR104再现部分的方框图。第三实施例的再现部分大体上与第二实施例中所述的记录部分相同，不过第三实施例包括数-模转换电路394，它将来自信息相加电路393的数字信号变换为模拟信号。从这个模拟信号中输出亮度信号Y和色度信号C。彩信号C被输出到行顺序内插电路395中，从而由彩色信号C产生色差信号CB，CR。
PAL plus信号再现电路图36是说明第一实施例的图32的PAL plus信号再现电路300的方框图。如图示，亮度信号Y和色差信号CB，CR从数字VCR中被输出到PAL信号编码电路400。记录在色差信号CB中的辅助信号被辅助信号调制电路402选出并送至开关410。PAL信号编码电路400分别将亮度信号Y和色差信号CB，CR编码形成PAL信号Y和C。开关410输出辅助信号或PAL编码的彩色信号C到Y/C混合电路412。当行计数器408指示出该视频图像的行与该辅助信号行相符合(行24至59，275至310，336至371和587至622；图2A)时，开关410选通辅助信号。
数字VCR 104还从信号处理微机372(图33C)输出一WSS信号到WSS编码器404。该WSS信号经编码器404编码后送入加法电路406和行计数器408。由Y/C混合电路412再生图2A所示的PAL plus视频图像，并将该视频图像送入加法器406。加法器406将WSS信号叠加到行23上的PAL plus视频图像上，从而完成了PAL plus再现处理。
图37A和37B示出了第二实施例的PAL plus信号再现电路300。本发明的再现侧是与记录侧对称的，因此对PAL plus再现信号电路的不同部分的详细说明将对比记录部分进行。
该数字式VCR 104直接将亮度信号Y输出到PAL plus再现侧处理电路416，并将C/HELPER信号输出到行顺序内插电路414，它产生色差信号CB，CR，并将其送入PAL plus再现侧处理电路416。从而将亮度信号Y和C/HELPER信号的4∶2∶0格式变换成4∶2∶2格式(Y∶CB∶CR)。
白色100％基准信号从控制器396(图34)输出到PAL plus再现侧处理电路416。辅助抑制电路420输出一辅助抑制信号到PAL plus再现侧处理电路416和WSS/基准编码电路418。
PAL plus再现侧处理电路416将亮度信号Y和色差信号CB，CR处理成PAL plus信号。也就是说，PAL plus再现侧处理电路416从输入信号中产生如图2A所示的PAL plus视频图像，其中在上和下无效屏区插入辅助信号，在行623上插入白色100％基准信号。
如果电视机不具有处理辅助信号的设备，PAL plus再现侧处理电路416会利用辅助抑制信号去抑制该辅助信号。如果电视机不具有PAL plus视频信号设备时，辅助抑制信号也能对来自WSS/基准编码电路的WSS信号静噪(mutes)。如前所述，WSS信号包含高频分量，如果电视机不具有处理PAL plus信号的设备，会劣化数字处理性能，因此应静噪处理。
PAL plus再现侧处理电路416的输出被送至数-模转换电路422a，422b和422c，之后送入PAL编码器424；它执行PAL编码，并将亮度信号Y传送给开关426，而将C/HELPER信号直接送到Y/C混合电路428。Y/C混合电路428将信号混合后输出一对应于图2A的PAL plus视频图像。当信号Y，C还送入其他系统的情况下，还可装有Y/C输出端子429，其他系统不接收组合的Y和C信号。
图37B是说明图37A的PAL plus再现侧处理电路416的方框图。如前所述，视频信号被转变成一PAL plus视频信号，该亮度信号Y由延迟电路430延迟后输出到辅助抑制电路432的开关434，而色差信号CB，CR分别输出到开关440和442。在视频图像的主屏区期间，开关440和442分别设置到端子440a和442a上，从而直接输出色差信号CB，CR到辅助抑制电路432的开关436和438上。另一方面，在无效屏幕区期间传输该辅助信号时，开关440和442分别设置到端子440a和440b上。因此，在无效屏区期间，两色差信号行上的辅助信号被输出到开关436上。
该亮度信号Y从辅助抑制电路432的开关434被输出到白色基准电路444。该白色基准电路将白色100％基准信号输入到寄存器448。在主屏区传输期间，开关446接至端子446a，并输出该亮度信号Y。另方面在行623传输期间，开关446接至端子446b，以输出白色100％基准信号。
在传输主屏区期间，色差信号CR直接从开关438输出到PAL plus再现侧处理电路416。类似地，色差信号CB经开关436和450送至端子450b，该色差信号CB旁路掉幅度限定电路453和直流电平偏移电路454。
另外，在传输无效屏区时，开关440和442分别接到端子440a和442a，该辅助信号被输出到开关450。该开关450接到端子450a并传送辅助信号到开关452。如果在记录期间该辅助信号被偏移，参见图9C，该幅度限定电路453指定使该辅助信号需要被偏移以产生正常的辅助信号所需的位(比特)数。否则，开关452接通端子452a，不限定振幅偏移量。
与PAL plus记录侧处理电路的情况相同，再现侧处理电路由行计数器456控制。在主屏区期间，行计数器456使开关输出亮度信号Y和色差信号CB，CR；在无效屏区期间，输出辅助信号；以及在行623时输出白色100％基准信号。
该辅助抑制电路432也与图9C所述的抑制电路对称。当辅助抑制模式被致能时，在传输无效屏区期间，开关434，436和438切换到固定的数值(分别为16，128，128)，即该辅助信号。在传输主屏区期间，该辅助抑制电路432使亮度信号Y和色差信号CB，CR被输出。当辅助抑制电路432禁能时，开关434，436和438分别持久地连接到端子434a，436a和438a，于是该辅助信号与亮度信号和色差信号CB，CR一同输出。
图38是说明本发明第三个实施例的PAL plus信号再现侧电路300的方框图。相同于前面的实施例，第三实施例与记录侧处理电路是对称的，详细说明对比于记录部分的说明。
亮度信号Y被输入到增益控制电路474和同步分离电路466。色差信号CB，CR输入到色度调制电路460，它将这些信号组合为彩色信号C。辅助信息解调电路458从记录的色差信号CB中抽取辅助信号，并将该辅助信号送入加法器468，其中将该辅助信号叠加到彩色信号C行上。亮度信号Y和C/HELPER信号被输入到增益控制电路474，它相应于白色100％基准信号控制这些信号的增益。如所述白色100％基准信号用于恢复亮度信号Y的振幅、彩色信号C和辅助信号的振幅值。放大后的信号被输入到Y/C合成电路476，它将信号组合后输出到加法器478。
包含水平和垂直同步信号的亮度信号Y被送至同步分离电路466。同步分离器466检测这些同步信号，将其输出到行译码器472。行译码器472根据这些同步信号产生行信号，并控制加法器478。
闭锁电路462锁定对应行623的PAL plus视频图像的再现的视频信号(即白色100％基准信号)。由数-模转换器470将白色100％基准信号变换成模拟信号，并输出到增益控制电路474和加法器478。
WSS编码器464在传输PAL plus视频图像的行23期间恢复该WSS信号并将该信号输出到加法器478。
加法器478受行译码器472的控制以图2A所示的顺序输出该PALplus视频图像信号。因此，在行23期间输出WSS信号。在无效屏区期间输出该辅助信号。在主屏区期间输出该亮度信号Y和彩色信号C，在行623期间输出白色100％基准信号。因此，记录到记录介质上的视频信号被恢复为PAL plus视频图像(如图2A)，并且在PAL plus电视屏上播放。
显然，在上述的教导下可以作出本发明的多种改进和变型。例如，本发明也可应用于其他电视标准，例如EDTV-2。因此无需专门说明，所有依据本发明作出的各种改进和变型均应包括在本发明权利要求的范围内。
权利要求
1.一种在记录介质上记录一合成信号的电视信号记录设备，该合成信号包括一亮度信号，一色度信号和一包含在预定电视扫描行中的分辨率补偿信号，该设备包括Y/C分离装置，用于从该合成信号中分离出亮度信号和色度信号；译码装置，用于将亮度和色度信号译码，并产生色差信号CBCR；组合装置，用于将分辨率补偿信号和色差信号CB，CR之一组合；以及数字视频信号记录装置，用于数字式地将已组合的分辨率补偿信号和所述色差信号之一记录到该记录介质上。
2.根据权利要求1的电视信号记录设备，其中，该合成信号是一PAL plus信号，该分辨率补偿信号是设置在该合成信号的无效区域内的一辅助信号，该译码装置是一PAL信号译码器。
3.根据权利要求2的电视信号记录设备，其中，还包括WSS信号检测装置，用于锁定出现在该PAL plus信号的预定水平行上的一WSS信号，所述WSS信号表明该辅助信号和宽高比信息的存在。
4.根据权利要求3的电视信号记录设备，其中，还包括重写装置，用于将WSS信号重写为在记录介质上的数据包。
5.根据权利要求4的电视信号记录设备，其中，还包括当WSS信号被WSS信号检测装置锁定时用于对合成信号静噪的装置，并且防止将数字地记录到记录介质上的预定的水平行作为PALplus信号的有效区的部分。
6.根据权利要求4的电视信号记录设备，其中，还包括用于将被处理为亮度信号，设置在PAL plus预定水平行上WSS信号之后的基准色同步信号输出到组合装置的装置。
7.根据权利要求6的电视信号记录设备，其中，还包括偏置相加装置，用于将直流偏置与该基准色同步信号相加，以通过数字式视频信号记录装置进行记录。
8.根据权利要求3的电视信号记录设备，其中，还包括用于存储白色基准信号的装置，该信号被设置在PAL plus信号的第二预定行上，以数字包形式记录在记录介质上。
9.根据权利要求8的电视信号记录设备，其中，还包括当白色基准信号被存储在该数字包中时，用于对合成信号静噪的装置。
10.根据权利要求8的电视信号记录设备，其中，还包括辅助抑制装置，用于响应一预定条件抑制该辅助信号。
11.根据权利要求10的电视信号记录设备，其中，还包括偏置相加装置，用于将直流偏置与辅助信号相加，以通过数字式视频信号记录装置实现记录。
12.根据权利要求11的电视信号记录设备，其中，该数字式视频信号记录装置还包括用于将合成信号数字地压缩为DCT系数，以数字式记录到记录介质上的装置。
13.根据权利要求12的电视信号记录设备，其中，还包括用于对合成信号静噪的装置，该信号与相邻辅助信号设置的行60至62和372至374相对应，并且在主屏区的PAL plus信号中，防止DCT压缩畸变。
14.根据权利要求11的电视信号记录设备，其中，还包括行检测装置，用于检测该PAL plus信号的行数，以便在辅助信号、WSS信号和有用的视频信号之间相区别。
15.根据权利要求10的电视信号记录设备，其中，还包括解调装置，用于解调该辅助信号和从副载波中分离出该辅助信号。
16.根据权利要求10的电视信号记录设备，其中，还包括模-数转换器，用于数字转换亮度信号和色差信号；用于将来自模-数转换器的亮度信号和色差信号标准化的装置；PAL plus处理装置，用于在亮度信号和色差信号被输出到数字式视频信号记录装置之前，处理来自标准化装置的色差信号。
17.根据权利要求16的电视信号记录设备，其中，组合装置包括在PAL plus处理装置中，并还包括第一开关，具有接收与辅助信号组合的该色差信号的一输入端子；放大限定装置，用于限定由第一开关的第一端子输出信号的增益；及偏置相加装置，具有与第一开关的第二端子和该放大电路的输出相连接的一输入，用于根据所限定的增益将一直流偏置信号加到所述第一开关的所述第一端子上。
18.根据权利要求17的电视信号记录设备，其中，该辅助抑制装置包含在PAL plus处理装置中，并还包括第三开关，用于在与辅助信号组合的色差信号和一固定数字电平之间变换连接；第四开关，用于在其它色差信号和所述固定数字电平之间转换连接，其中当辅助抑制装置被致能时，该辅助抑制装置将第三和第四开关设置到该固定数字电平上。
19.根据权利要求18的电视信号记录设备，其中，该PAL plus处理装置包括一静噪电路，用于对第一信号行上的信号静噪。
20.根据权利要求1的电视信号记录设备，其中，合成信号是一EDTV-2信号，包含VT和VH信号的分辨率补偿信号，其位于该合成信号的无效区上，该译码装置是一EDTV-2译码器，其中VT信号是一垂直时间高频带分量，即在内插处理中丢失的信号，VH信号是一垂直亮度高频带分量，即当一视频信号通过选取法形成时，丢失的信号。
21.根据权利要求20的电视信号记录设备，其中，还包括一解调器，用于相应于一水平亮度高频带分量解调一HH信号；及一加法电路，用于将已解调的HH信号加到所述色差信号之一上。
22.根据权利要求21的电视信号记录设备，其中，还包括ID信号检测装置，用于检测表示VT、VH和HH信号的存在和包含宽高比数据的ID信号，并且根据该ID信号确定分离装置的状态。
23.一电视信号再现设备，用于将由记录介质再现的信号分量转换为具有一亮度信号、一色度信号和包含在一预定行中的一分辨率补偿信号的合成信号，该设备包括数字视频信号再现装置，用于从所述记录介质上数字地再现所述信号分量，该信号包括与分辨率补偿信号组合的一对色差信号中之一色差信号；分离装置，用于从所述一色差信号中分离分辨率补偿信号；及编码装置，用于对亮度和色差信号编码，并从该色差信号中产生色度信号。
24.根据权利要求23的电视信号再现装置，其中，所述信号分量是一PAL plus信号，而该分辨率补偿信号是一位于该合成信号的无效区内的辅助信号。
25.根据权利要求24的电视信号再现设备，其中，还包括WSS信号检测装置，用于由数字式视频信号再现装置相应于一预定的PAL plus信号的水平行恢复一包含一WSS信号的数字包。
26.根据权利要求25的电视信号再现设备，其中，还包括改写装置，用于将在数字包中的WSS信号改写到所述PAL plus信号的预定水平行中。
27.根据权利要求25的电视信号再现设备，其中，还包括用于从数字包中抽取一基准色同步信号的装置，并将该基准色同步信号放到PAL plus信号的所述预定水平行上。
28.根据权利要求27的电视信号再现设备，其中，还包括偏置消除装置，用于从抽取的基准色同步信号中去掉直流偏置，从而可将该抽取的基准色同步信号放在PAL plus信号上。
29.根据权利要求24的电视信号再现设备，其中，还包括用于从数字包中恢复一白色基准信号的装置，并且将白色基准电平放在该PAL plus信号的第二预定水平行上。
30.根据权利要求29的电视信号再现设备，其中，还包括辅助抑制装置，用于响应一预定条件抑制该辅助信号。
31.根据权利要求30的电视信号再现设备，其中，还包括偏置消除装置，用于从辅助信号中取掉直流偏置，使辅助信号能够形成为再现的PAL plus信号。
32.根据权利要求31的电视信号再现设备，其中，还包括静噪装置，用于对与辅助信号相邻的行60至62和372至374上对应的合成信号静噪。
33.根据权利要求31的电视信号再现设备，其中，还包括行检测装置，用于检测PAL plus信号的行数，以便在辅助信号、该WSS信号和视频信号之间相区别。
34.根据权利要求29的电视信号再现设备，其中，还包括调制器装置，用于调制该辅助信号和将该辅助信号与一个副载波相组合。
35.根据权利要求30的电视信号再现设备，其中，还包括数-模转换器，用于转换亮度信号和色差信号；标准化装置，用于将由数字视频信号再现装置输出的亮度信号和色差信号标准化；PAL plus处理装置，用于处理来自标准化装置的色差信号。
36.根据权利要求35的电视信号再现设备，其中，用于组合的装置是被包含在PAL plus处理装置中的，并且还包括幅值限定装置，用于接收组合的色差信号和辅助信号，以限定一损耗；电平偏移装置，用于根据损耗对偏置取消装置的输出放大；第一开关，用于在幅值限定装置的输入和电平偏移装置的输入之间进行转换；和第二开关，用于在第一开关的输入和电平偏移装置的输出之间进行转换；其中，当辅助信号存在时，第二开关输出该辅助信号，当辅助信号不存在时，第二开关将第一开关旁路。
37.根据权利要求36的电视信号再现设备，其中，该辅助抑制装置包含在PAL plus处理装置中，并还包括第三开关，用于在组合的色差信号及该辅助信号和一固定数字电平之间进行转换；和第四开关，用于在其它色差信号和该固定数字电平之间进行转换，其中，第三和第四开关当该辅助抑制装置被致能并且该辅助信号存在时，设定该色差信号为一固定电平。
38.根据权利要求37的电视信号再现设备，其中，该PAL plus处理装置还包括白色基准电路，用于将白色基准电平放到该PAL plus信号的所述第二预定水平行上。
39.根据权利要求23的电视信号再现设备，其中，该合成信号是EDTV-2信号，并且该分辨率补偿信号包括位于该合成信号的无效区内的VT和VH信号，其中VT信号是一垂直时间高频带分量，它在内插处理中会丢失，并且VH信号是一垂直亮度高频带分量，当视频信号通过选取法形成时，VH信号会丢失。
40.根据权利要求39的电视信号再现设备，其中，还包括调制器装置，用于相应于水平亮度高频带分量调制一HH信号；和加法装置，用于将HH信号加到EDTV-2信号上。
41.根据权利要求40的电视信号再现设备，还包括ID信号发生器，用于产生被与EDTV-2信号组合的ID信号，表示VT、VH和HH信号的存在，所述ID信号包括宽高比数据。
42.一种记录和再现一合成信号的电视信号记录/再现方法，该合成信号含有亮度信号，色度信号和一包括在预定行内的分辨率补偿信号，该方法包括下列步骤从接收的合成信号中分离出亮度信号和色度信号；将色度信号译码为色差信号；和将分辨率补偿信号与其中一个色差信号相组合；将组合的分辨率补偿信号和色差信号作为记录信号，记录到一记录介质上。
43.根据权利要求42的电视信号记录/再现方法，其中，还包括下列步骤再现该记录信号，以从该记录介质中恢复所述信号分量；从组合的色差信号和分辨率补偿信号中分离出已恢复的分辨率补偿信号；和将已恢复的色差信号组合为所述的色度信号。
44.根据权利要求42的电视信号记录/再现方法，其中，合成信号是PAL plus信号，而分辨率补偿信号是位于合成信号的无效区中的辅助信号。
45.根据权利要求42的电视信号记录/再现方法，其中，该合成信号是EDTV-2信号，而分辨率补偿信号包括位于该合成信号的无效区内的VT和VH信号，其中VT信号是垂直时间高频带分量，它在内插处理中会丢失，VH信号是垂直亮度高频带分量，当视频信号通过选取法形成时，该VH信号会丢失。
全文摘要
电视信号记录/再现系统，数字式记录和再现电视信号，该信号包括亮度信号、色度信号和一包含在预定的电视扫描行中的分辨率补偿信号。该系统包括Y/C分离电路，用于从合成信号中分离亮度信号Y和色度信号C，还有译码器，将彩色信号译码成色差信号C
文档编号H04N9/82GK1131370SQ9512164
公开日1996年9月18日 申请日期1995年12月22日 优先权日1994年12月22日
发明者柳原尚史, 佐藤正彦, 小黑正树, 叶多启二 申请人:索尼公司