本发明涉及一种视频信号数字记录和重放装置，其中视频信号 在记录和重放时，经受比特压缩编码操作，本发明特别涉及一种视 频信号数字记录和重放装置，其中校正处理装置在变速下，例如在 高速搜索方式下重放时，能有效地阻止图像质量变劣。

一种采用比特压缩编码技术，典型的是用数字VTR表示的视频 信号录放装置的结构如图1所示。首先，参照图1对该装置的结构进 行简要说明。这类技术的例子能在如EP 559,467中找到。通常，在 这种数字VTR中，每个具有规定尺寸的一些图像信息块被重新排序( 在信息块改组电路101中)，合成的信息块根据比特压缩编码操作( 在比特压缩编码电路102中)以便压缩在记录磁带上进行记录的信 息量，然后，该比特压缩编码数据与一个纠错码(奇偶(parity))相 加(在纠错/编码电路103中)。随后，该合成的数据与一同步信号 和用于录放的ID信号相加(在同步和ID相加电路104中)。接着，将 如此处理的信息以这种方法进行调制(在调制电路105中)以使其抑 制所产生的DC分量，并且记录到磁带上(记录介质106)。

在重放的一边，磁带上的数据被解调(在解调电路107中)。合 成的数据根据纠错操作并以每个编码信息块为一单元解码(在纠错 /解码电路109中)。在校正电路中校正期间，不能被校正的任何部 分，将在未进行解码下被传送到解码/修改电路110，以便在其中进 行修改。

其后，在记录的一边，按相反顺序重新排列信息块(在信息解组 合电路111中)，由此原始视频信号被重放。

这是采用比特压缩编码技术数字VTR的基本结构。

同时，当必须展现高质量图像时，用比特压缩编码压缩信息量 是有某种限制的。因此，假如编码后的信息量是大的，该数据则需 被分割并被记录在考虑记录速率的许多磁迹上。

在这种情况下，如果分割的磁迹数目很大，则在高速重放方式 下，能连续重放的图像画面的信息块数量变小，由此许多信息块的 边界呈现在矩形区域中，结果导致出现缺陷的图像。

本发明是基于这样的事实，即每个被记录在单独磁迹上的画面 上的每个矩形区域具有一带有较大数目信息块的长边和一带有较 小数目信息块的短边。由此，本发明的一个目的是提供一个改进的 视频信号数字录放装置，在该装置中，即使在变速重放方式下，亦能 重放高质量的图像。即本发明的装置是这样构成的，当以往复形式 在短边方向扫描这些信息块时，信息块的数据被连接记录，并且在 变速重放方式重放的可能性由这些信息块的每个短边行识别，从而 由短边信息块的这些行作为单元更新图像，因此，任何信息块的边 界，至少在信息块短边行的中间可以不予考虑。

为实现上述目的，已完成了本发明，而本发明的要点存在于一 种视频信号数字录放装置中，该装置包含；

一个记录系统，包括：

一个信息块产生装置，用于将采集的多个取样值形成信息块；

一个比特压缩编码装置，用于从通过提供经过正交变换的每个 信息块和控制在每信息块或每组信息块中进行均衡的数据编码长 度的一些信息块形成记录信息块；

一个重新排序装置，用于重新排序记录用的记录信息块；以及

一个记录装置，用于将重新排列的记录信息块记录到记录介质 上； 其中，当将一个图象帧的视频信号数据通过把图象帧水平和/或垂 直分为N个矩形区而分割成多个部分(N部分)，并且将该分组数 据的N个部分记录在各自的多个磁迹(N个磁迹)上时，重新排序 装置以这样的方式重新排序在每个划分区域内的视频信号数据，即 一个信息块和其在图象帧的划分区域中的邻近信息块的有效分量被 分配到记录在记录介质邻近的相应磁迹的位置上的一些邻近的记录 信息块上，以及

一个重放系统，包括：

一个逆向重新排序装置(inverse-rearranging means)，用于 将数字记录在记录介质上的检测信号逆向重新排列，该检测信号是 通过记录系统以在该数据被记录时，相反顺序记录在记录介质上的， 由此产生记录信息块；

一个解码装置，用于使来自记录信息块的视频数据的原始信息 块解码；以及

一个修改装置，当任何记录的信息块被错放时，用于降低不利 于图像质量的作用，其中判断作为单元的矩形区域中信息块的短行 是否进行数据修改，以便根据判断修改数据。

在上述结构中，判断在正常重放方式中作为单元的每个信息块 是否进行数据修改，以及判断在变速重放方式中作为单元的矩形区 中每个信息块的短边行是否进行数据修改都是很有效的，由此完成 恰当的数据修改。在同样的结构中，判断在重放速度相当低的变速 重放方式中作为单元的矩形区域信息块的短边行是否进行数据修改， 同时判断在重放速度相当高的速度重放方式中作为单元的每个信息 块是否进行数据修改也是很有效的，由此完成该信息的恰当修改。

在上述结构中，在一个矩形区中的一些信息块的边界，仅在平 行于短边方向的方向上呈现，而在信息块的短边行中间不呈现信息 块边界。因此，信息边界干扰可明显被降低，由此在变速方式中， 获得高质量重放画面是可能的。

由于重放可能性判断单元在正常重放方式和变速重放方式之 间或取决于变速重放方式速度被恰当的切换，因此，在每种方式下 重放最佳图像是可能的。

图1表示采用比特压缩编码技术的现有技术的数字VTR的整体 说明视图；

图2表示本发明视频信号数字录放装置实施例的一个方框图；

图3A表示本发明编码长度控制的例子示意图，特别表示构成宏 观信息块的图象帧上宏观信息块和亮度信号的DCT信息块和色差 (Color difference)信号之间的关系；

图3B表示本发明控制编码长度的例子中一个宏观信息块和一 个记录信息块间关系的示意图；

图4A表示本发明一个划分一幅画面的典型方法和在画面上位 置与磁带上记录位置的关系的示意图；

图4B表示图4A中所指定部分A的放大图；

图4C表示图像数据记录到图4A中磁带上状态的示意图；

图5表示在变速重放方式中磁头轨迹例子的示意图；

图6A表示在常规方法中，变速重放方式期间重放区域示意图；

图6B表示本发明中，变速重放方式期间重放区域示意图；

图7A表示本发明第二个实施例中记录信息块结构的示意图，特 别表示出宏观信息块编码长度被均衡前的状态；以及

图7B表示在图7A中该宏观信息块编码长度被均衡后状态的示意 图。

本发明的一个实施例将在下文中参照附图详细说明。

图2是本发明的视频信号(数字VTR)数字录放装置的一个方框 图。在图中，该装置的组件包括一个预处理装置1，一个信息块产生 装置2，一个比特压缩编码装置3，一个记录信息块处理装置4，一个 调制装置5，一个记录介质6，一个解调装置7，一个记录信息块重放 装置8，一个解码装置9，一个信息块分解装置10和一个后处理装置 11。以下将就本发明的该实施例构成的视频信号数字录放装置的 操作进行说明。

在记录系统中，预处理装置1是在比特压缩编码操作前有效地 进行预处理，特别像对根据输入信号在水平方向的子取样和/或色 差信号的线性排序的操作是有效的。在信息块产生装置2中，来自 预处理信号的数据形成每个由8像素×8行构成的DCT信息块。在比 特压缩编码装置3中，像已知DCT(离散余弦变换)的正交变换受信息 块产生装置2输出的每个DCT信息块的数据影响。然后，合成的系数 数据(the resulling coefficient data)按图像显示的重要程度 被量化，同时为压缩信息量和控制DCT信息块信息，依据可变长度编 码操作，如Haffman编码，以便在每个DCT信息块或由多个DCT信息块 构成的每个单元组中的所有产生编码长度可进行均衡，由此形成记 录信息块。在该实施例中，简而言之，如图3A所示，假定一个宏观信 息块是由在图面上同时出现在相同位置上的亮度信号DCT信息块和 色差信号DCT信息块组成，并且如图3B所示，控制每个宏观信息块的 编码长度从而构成记录信息块。在记录信息块处理装置4中，每个 这样产生的记录信息块提供一个这样的编码，例如已知的Reed- Solomon码，以便在重放时纠错。由此编码的信息块按照数据能被 记录到磁带上的顺序被重新排序。在后调制装置5中，对每个具有 一个纠错码的记录信息块提供用于重放的同步和ID码，并由此处理 的数据被调制到阻止其DC分量的情况，并将合成的数据记录到记录 介质6上。

当记录到磁带上时，数据在磁带上的排序按如下方式，即如图 4A所示，将全部画面划分成十个水平伸长的矩形区域。将所划分成 的十个矩形区数据集按上速方法编码，并依次记录到十个划分的磁 迹上，如图4C所示。在每个磁迹上的相邻记录信息块相当于在画面 上相邻宏观信息块的数据分量，而沿矩形区域短边的全部宏观信息 块(包含校少量的信息块的一边)被连续地记录，如图4B所示，它是 图4A中A表示的部分放大图。

在重放系统中，由此记录的信号由解调装置7检测。在记录信 息块重放装置8中，在重放期间，检测数据中出现的误差被校正。 同时，如果在任一个记录信息块中的误差不能被校正时，用先一帧 的数据代替该信息块的数据。同时，以与录制相反的顺序执行重 新排序该数据，以便重放记录的信息块。在解码装置9中，该如此重 放的记录信息块依次经过可变长度解码，反量化和IDCT在该顺序中 以使重新产生DCT信息块。在DCT信息块分解装置10中，DCT信息块 被分解。然后，在后处理装置11中，使该数据经过处理，以补偿记 录时完成的子取样等，以便提供一个重放的图像。如所述那样，由 于在重放期间不能校正的任何有缺陷的信息块可由前一帧的数据 代替，因此，重放不含明显图像缺陷的图像是可能的。

在变速重放方式过程中，重放磁头如图5所示，在记录介质上横 向通过多个磁迹进行数据的扫描。在这种情况下，在图5中画阴影 线区域所重放的信息块数目不需要相应于多个沿矩形区短边所有 信息块的数目。由此，假如对每个信息块进行重放可能性的判断和 随后修正处理，那么从不同磁迹(对第i和第j帧)产生的图像帧 数据就形成一个具有不规则边界，低品质图像的图像帧，如图6A 所示。为处理该问题，在本发明中，可对信息块每个短边行进行 重放可能性的判断和随后的修改处理。这样操作，由于对第i和 第j帧，图像数据来自不同磁迹，在合成图像上所产生的边界不规 则性能被减小，如图6B所示，由此在变速方式下，获得高质量重放图 像是可能的。另一方面，在正常速度重放方式中，对信息块的每 个短边行进行重放可能性的判断和随后修改处理，不需要替换的 信息块可被替换，图像的质量可能下降。因此，在正常重放方式中 对各个信息块挨次进行重放可能性的判断，而在变速重放方式中， 对信息块的每个短边行进行判断，以便实现随后修改处理是有利 的。

当变速重放方式下速度变得较高时，从一个磁迹上连续检测到 的信息块数目变少。在这种情况下，假如对信息块的每个短边行 进行重放可能性的判断和随后的修改处理，图像更新率变低，导致 图像劣化。因此，在上述的一确定重放速度下，例如，从一个磁迹连 续检测到的信息块的数目是沿短边全部信息块数目的二倍或更低， 的速度最好一个接一个对每个信息块进行重放可能性的判断，以实 现随后的修改处理。

因此，本发明的第一个实施例至此已经说明。然而，本发明不 应受上述具体例子限制。这就是说，本发明的主要特征在于当以往 复移动方式在矩形区域的短边方向扫描所有的信息块时，图象帧矩 形区中信息块上的数据被记录在相应的磁迹上，同时在变速重放方 式中，对信息块每个短边行进行数据重放和随后的修改处理，由此 在变速下可以获得一个高质量的重放图像。图此，在电路结构上没 有强加限制，例如，任何时期都可实现信息块的重样排序，只要维 持上述特征。

其次，本发明的第二个实施例将被说明，在该实施例中，考虑比 特压缩编码操作效率，对由多个宏观信息块构成的每个单元组进行 编码长度的控制。

该实施例的操作将在下面参照图2中方框图进行说明。

在记录系统中，在随后的比特压缩编码操作前，预处理装置1实 现预处理，特别是像根据输入信号，实现色差信号在水平方向和/ 或线性排序的子取样的操作。在信息块产生装置2中，来自预处理 信号的数据形成每块为8像素×8行的DCT信息块。然后，由相应于 图象帧相同位置上的亮度信号的DCT信息块和色差信号的DCT信息 块两者组合来构成宏观信息块。其后，每个宏观信息块经过改组 操作，在该改组操作中，考虑了在随后比特压缩编码装置中编码长 度控制的排序。在比特压缩编码装置3中，对每个DCT信息块的数据 进行DCT。然后合成的系数数据(Coefficient data)根据图像显 示的重要程度被量化并且为了压缩信息量和控制编码数据，还经过 可变长度编码操作，例如Huffman编码，从而使5个宏观信息块构成 的每个单元群中所产生的编码的长度被均衡。在该操作中，由于取 决于单个宏观信息块的信息量，使编码数据长度相互不同，如图7A 所示，所以5个宏观信息块的平均码长被假定为该5个编码数据的典 型的码长。每个宏观信息块的编码数据，即在解码中起重要作用的 附加信息，DC分量，低频分量，高频分量用典型码长，以这样的顺序 被连续地存储到相应的记录信息块区域中。如果编码数据大于典 型码长，不能储存在记录信息块中的高频分量被储存到码长短于 平均码长的另一个宏观信息块分配的记录信息块的未被占用的区 域。因此，如图7B所示，5个宏观信息块的每一个构成该记录信息块。 在记录信息块处理装置4中，由此产生的记录信息块中的每一个被 提供一个像Reed Solomon码的编码，为了在重放时纠正出现的误差。 这样的编码信息块按照将记录到磁带上的数据顺序重新排列。在随 后的调制装置5中，用于重放的同步和ID码连同纠错码提供给每个 记录信息块，同时，这样处理的数据以阻止其DC分量的方式被调制 并且将合成的数据记录到记录介质6上。

当在磁带上记录时，数据在磁带上的排列如下。即，整个图像帧 被分划成如图4A所示的10个水平延伸的矩形区域。这样划分的10 个矩形区域的数据群如上所述被编码并且分别被记录在分隔的10 个磁迹。在每个磁迹上，在磁迹上相邻记录信息块相应于图象帧相 邻宏观信息块的有效数据分量，同时，沿矩形区域短边的全部宏观 信息块被连接地记录，如图4B所示。

在重放系统中，由解调装置7检测这样记录的信号。在记录信 息块重放装置8中，在重放期间，检测数据中出现的误差被校正。同 时，如果在任何记录信息块中的误差不能被校正，由前一帧的数 据代替该信息块的数据。同时，该数据以逆于记录时执行的顺序被 重新排序，以便重放记录信息块。在解码装置9中，该重放的记录信 息块依次经过可变长度解码，逆量化和IDCT，以便重新产生DCT信息 块。在该操作期间，仅有被替换的原始高频分量的任何宏观信息块 在不采用替换的高频分量，而仅仅用原始存在的附加信息，DC分量 和低频分量将被解码。另一方面，如果任何宏观信息块其中有效分 量，例如DC分量等用其他相应的分量替换，在替换后，用该数据使宏 观信息块解码。在DCT信息块分解装置10中，分解所获得的DCT信息 块。然后，在后处理装置11中，该数据经过处理以补偿在记录中产 生的子取样等等。通过这样产生的修改处理，在重放期间，任何不 能被校正的有缺陷的信息块能在不发生任何明显图像缺陷的情况 下被重放，尽管已经舍弃了一些高频分量。

在变速重放方式中，当对每个信息块的短边行进行关于重放可 能性的判断，和此后对数据进行类似的修改处理时，虽然一些数据 的高频分量已被舍去，但在变速时获得高质量重放图象是可能的。

因此，本发明的主要特征在于在图象帧上的矩形区域中， 一个宏观信息块上的每个包含有效信息分量的一些记录信息块被 连续地记录在相应的磁迹上，并且在变速重放方式中，对沿矩形 区域短边宏观信息块的每一行进行修改处理，由此可在变速情况下获 沿矩形区域短边宏观信息块的每一行影响，由此可以变速情况下获 得高质量的重放图像。因此，用于控制编码数量，构成单元的宏观 信息块数目和用于重新排序宏观信息块的电路结构应不受限制。

另外，在记录系统处，通过实现所谓信道分割(Channel Spl it)，在图象帧上，相邻宏观信息块上的一个对数据被交替地记录在一 对磁迹上，重放可能性的判断可由沿矩形区域矩边的信息块组成的 每个单元完成，矩形区域的图像信息被记录在该磁迹对上。

如前所述，根据本发明构成的装置，由于在图像帧上矩形区 域中，一个宏观信息块上每个都含有效信息分量中的一些记录信息 块被连续地记录到相应的磁迹上，并且在变速重放方式中，修改处 对沿矩形区域知边的宏观信息块每行进行修改处理，因此，在变速 下，获得高质量的重放图像是可能的。

在本发明的装置中，由于在正常重放方式下，对每一个信息块 进行重放可能性的判断和随后的修正处理，而在变速重放方式下， 对信息块的每个短边行进行所速判断和处理，因此，在正常重放方 式和在变速重放方式两种情况下，获得高质量图像是可能的。

在本发明的装置中，当在变速方式中的重放速度为某个预定级 或较低时，对信息块每个短边行进行重放可能性的判断和随后的修 改处理。当在变速方式中，重放速度高于该预定级时，对每个信息 块进行重放可能性的判断和随后的修改处理。因此，在不同重放速 度下，获得高质量图像是可能的。