数字视频信号可以被处理，以便形成具有比特速率减少的比特 流。根据MPEG压缩方法，可以实现这种减少比特速率的处理，并且可 以格式化，例如，用一种MPEG的可兼容结构，诸如在数字卫星系统中 所采用的那种结构，例如DSSTM或者所建议的大联盟或者GA地面广播 系统。
消费者录象机可以被用于提供模拟信号和数字编码信号的记录能 力，该数字信号例如与MPEG标准兼容，并且具有GA或者DSSTM信号格 式。所采用的消费者录象机可以认为是在一个盒子之内的两个电子系 统，共用录像机构，伺服系统，以及控制系统。在模拟亮度信号成分 频率调制RF载频同时模拟色度信号成分振幅调制第二RF载频的地 方，可以使用常规模拟记录方法。当被再现时，两个所调制的信号被 解调，结合并被连接到视频显示器。
在记录和重放操作方式，屏幕显示信息可以表明录象机的工作状 态，警报条件，磁带期间，记录时间，时间码等等。屏上显示信息或 者OSD可以增加到模拟视频输出信号以便向用户提供录像机状态信 息。
发明概述
通过利用消费者录象机作为一种数字码流记录器/重放器，可以完 成数字记录。与MPEG兼容的信号，例如传输包，可通过对传输包再格 式化而被记录，以简化记录和重放。例如，传输包可以被缓存和误差 检测以及对所计算和增加的数字词进行校正。具有误差检测的码流可 被格式化，以成为记录数据块或包含在每个记录轨迹中的预定字节的 同步块。同步块信号可以编码以便提供更适合于数字记录的信号，例 如，去掉所有直流组成部分，或者对记录的信号进行频谱整形，这样 的调制可以通过“码本”类型的编码来产生。在重放方式，记录过程 有效地被翻转，例如，“码本”编码将被解码，检测并校正误差，并 去掉同步块格式化，按MPEG之类的格式恢复比特流。
为了最大限度地减少数字记录和再生的附加成本增量，在录像机 中不包括MPEG解码和编码。这样，录像机必须处理MPEG之类的包流， 而没有变化或者增加。因此，录像机提供节目延迟或时间偏移装置。 然而，在模拟操作期间增加至模拟输出信号的录像机状态和警报和磁 带定时器显示等，在数字操作的方式期间可以不存在。因此，通过观 察录像机控制面板，仅仅可以弄清楚录像机状态。
通过使用双向数据总线，可以简化数字信号源，录像机和监视器 显示器之间的系统互连和控制。可是加到模拟系统上的任何互连会给 用户带来难以理解的复杂和混乱。不管录象机的工作状态如何，都需 要在数字信号源和显示器之间提供一种简单互连连接。通过相同的互 连系统，该简单的互连方法必须简化模拟和数字录象机的工作。另外， 录象机状态和报警消息在模拟和数字录象机工作方式需要向用户显 示。
当与解码的视频信号相组合时，录像机状态，报警和视频定时显 示可能出现暂时移位，用下面发明的装置可以对这些暂时移位进行同 步。一个数字录像和重放设备包括一个用来重放来自记录介质的数字 编码的比特流信号的传感器。重放电子设备与用来处理数字编码比特 流信号的传感器相连以产生一个用来解码的输出信号。接收装置接收 从输出信号解码的视频信号比特流，并将显示消息加到视频信号上。 消息产生器响应于该设备的工作模式并产生显示消息。一个控制装置 与该消息产生器相连用来使显示消息的产生与视频信号相同步。
附图简述
图1是包含有耦合到解码和显示器的信号源的方框图。
图2显示了包括各种创造性实施例的示例性方框图。
图3显示了包括各种创造性实施例的简化开关的示例性方框图。
优选实施例描述
图1图示了简化的消费者数字音频视频系统。打包的信号源，压 缩的音频视频和控制数据被显示为与解码器和显示器连接。接收机 IRD100与接收天线50连接，可是也可从电缆分配网络(未显示)提 供调制的信号。该调制的打包信号被调谐，解调，而且用户确定的节 目在指示为包源109的块内被分离。包源109的输出包括被MPEG解码 的音频视频和控制数据的传输包流，以由解码器117产生音频和视频 信号。解码器117的输出连接到用于监视的显示器300。其它的打包信 号源用虚线显示为由解码器117进行MPEG解码的替代数据流。由此解 码器117可用来对来自外部包源的传输流进行解码，因此减少其它源 的成本。例如，包源75可表示形成打包输出信号的计算机。这种信号 可以是从计算机存贮器中提取或从外部源比如计算机网络产生。这种 计算机源可从磁盘存贮器再生压缩的音频视频和控制数据。另外，包 源75可表示数字视盘播放机，比如DVD格式装置。由磁带重放记录器 可提供另一个传输包源，包源200，它可具有比如与D-VHS或DVC标 准对应的格式。
简化的消费者数字视频接收机，记录器以及显示系统被图示在图2 的示例性方框图中。该系统采用数字视频信号源，例如集成接收机解 码器或IRD100，音频视频监视器显示器装置300和诸如数字磁带录象 机的数字设备200，该数字设备200例如采用D-VHS或DVC格式。在 所图示的系统中，数字视频代表信号被调制在RF载波上并由天线50 接收。天线50与集成接收机解码器IRD100连接。可是，调制的载波 也可由电缆分配系统(未显示)提供到接收机100。该集成接收机解码 器100被调谐到RF载波频率并由此解码与MPEG兼容的传输数据流。
该传输数据流可被解码，以产生模拟音频和视频信号，以立即由 音频视频显示器300监视。该解码的输出信号由连接在接收机，IRD100 和显示器300之间的信号101和104表示。出于对成本的考虑，指出 诸如数字记录器的数字设备200也可不包括MPEG编码和解码。因此数 字设备200起到比特流记录器/重放器的功能，以提供时间偏移或节目 延迟功能。MPEG处理的省略和为便于非标准速率重放能力所需的复杂 程度妨碍了以穿梭遥控，慢动作或轨迹重放方式重放图象。因此，总 的来说，接收机100将与MPEG兼容的包流连接到数字A/V总线112， 以由数字设备200记录。类似地，来自数字设备200的重放包流送回 到接收机，以便进行MPEG解码，产生音频视频。在记录器中省略MPEG 处理的附加后果是屏上显示消息或OSD格式的状态消息不能组合或加 到重放的打包比特流中。因此，数字设备的工作状态不能明显地提供 给用户。
另外，由于只是在记录，重放和停止方式才能获得数字设备图象 数据，则用户不清楚数字设备在控制指令之后的响应是什么。例如从 重放变化到倒带的瞬间会引起重放图象切换到诸如输入比特流上，这 是一种电子到电子即E到E的情况，又或者出现例如重放图象会消失 并由IRD产生的冻结帧代替的情况，再或者运动图象被彩色场配上字 幕的情况。因此，用户不能稳定地知道这些作为记录方式响应的标志 的可视显示效果。
图2所示的系统显示了第一个有创造性的连接装置，其中解码的 传输比特流从接收机IRD100通过双向数据总线112连接到数字设备 200。该传输包流通过接口总线IF.110连接到数据总线并借助于接口 总线IF.210在数字设备200处接收。该接口通过控制数据流而被控 制，该数据流是在数据总线112中的一个分离导线上携带的。控制信 号可以从用户输入端通过启动控制开关(未显示)来提取，或由用户 发出的IR遥控指令来产生。例如，用户可以选择监视由天线50接收 的数字音频视频信号。通过触摸或遥控可选择该接收机。接收机的选 择可导致自动监视该显示选择，即该显示被自动地切换到监视MPEG解 码的音频视频输出。该用户可以选择数字记录方式，它会使通过总线 112从IRD接收的传输流耦合到记录器并开始记录。类似地，选择数字 记录器的重放方式会使重放的数据流通过总线112耦合到接收机100 的解码器117，以便解码。
与MPEG兼容的打包信号耦合到数字设备200并被处理，以便由块 D.REC210记录。一个缓冲器存贮器被包括在块D.REC210中，并对数 据流进行缓冲，以建立比包括具有可变间隔的数据脉冲的打包信号更 适合记录的信号。缓冲数据流从缓冲器中读出，以形成记录格式同步 块，它可用误差检测校正数据字编码。该同步块格式化的数据流可被 调制，以便如上所述地被记录，并从记录块D.REC210通过选择开关A4 耦合。按照选择的D-VCR工作方式来控制选择器开关A4和A5。例如， 在图2中显示了开关A4和A5具有数字记录触点DR和数字重放触点 DP，用来将数据流耦合到旋转磁头装置250或从那里输出数据流。对 于模拟工作，开关A4和A5采用另一个位置，AP，模拟记录和AP模拟 重放。来自D.REC215的同步块格式化的数据流耦合到放置磁头装置 250，以便在磁带上记录。
在重放方式，记录的同步块格式化的数据流由位于装置250上的 传感磁头251从磁带上再现。所恢复的信号由数字重放块D.REC220解 调，以去掉任何记录频道调制。然后借助于记录前插入的数据字对重 放的信号进行误差检测和校正。在误差校正之后，同步块格式化被去 掉，所恢复的比特流具有基本上与耦合到记录器的包格式相同的包格 式。来自块D.REP220的包流被耦合到接口210，它响应于记录器的重 放方式将该包流耦合到双向数据总线112，以便由解码器117进行MPEG 解码。
集成接收机解码器100对与MPEG兼容的包流进行解码并产生视频 音频输出信号。例如，图2示出了视频和音频输出信号101和102以 及分量视频信号104，例如S-Video。可是，该数字重放的视频信号没 有通常由屏上显示即OSD装置提供的记录状态信息。
在图2中以简化形式显示的接收机IRD100包括控制器CTRL115， 它提供接收机的整个控制，例如调谐，包开头控制分路，总线接口控 制和耦合到MPEG解码器117的包流选择。另外，借助于加到解码的视 频信号上的屏上显示消息可指示接收机的状态或工作方式。控制器115 可构造一个屏上显示消息或从存贮器块MEM510读出预定存贮的消 息。该屏上显示消息即OSD被耦合到OSD插入器即加法器，即块520， 其中，该消息被格式化以便模拟视频显示，并加到MPEG解码的视频信 号上或与之组合。该具有OSD信号的视频通过输出放大器118输出， 以便由监视器显示器300显示。
在图2中数字设备200包括屏上显示发生器，OSD.GEN270，它与 控制系统CTRL205连接。响应于来自记录器控制系统205的信号，OSD 发生器270产生适合于工作条件的状态或报警消息。该消息被格式化 为视频信号，以在决OSD.ADD 275中插入到或包含在模拟视频信号中。 模拟视频信号从视频选择器块SEL.280耦合到屏上显示加法器275。
选择器280由控制系统205控制并提供在各种模拟信号源之间的 选择能力。例如，开关A1提供在调谐器提供的信号，基带模拟信号输 入和MPEG解码的音频视频输出信号102之间提供模拟输入信号选择。 开关A1的输出连接到块A.REC，以便记录。
SEL280的选择器开关A3可方便地提供耦合到屏上显示加法器275 的信号选择。在图2中所示的开关A3提供有创造性的连接，将输出信 号102的视频成份耦合到屏上显示加法器275的输入端。因此，例如 在重放中产生的数字设备200的状态消息可加到从输出传输包流解码 的视频信号成份102上。于是，可由显示器300看到加有屏上消息的 数字方式产生的MPEG解码的重放信号，信号103。
在数字设备200的模拟工作期间，开关A3将模拟重放信号VHS连 到屏上显示加法器275。因此，在模拟工作期间，OSD消息被加到模拟 重放视频信号中。当选择数字记录时，OSD消息可被有利地加到从重放 的比特流解码的模拟视频信号102中。因此，通过有利的反馈连接， 数字设备状态消息与视频成份组合并作为模拟信号103输出。
选择器SEL.280的开关A2有利地提供旁路屏上显示加法器275的 连接，并允许输出信号102直接耦合到监视器显示器300。因此开关 A2的旁路动作允许观看解码的输出信号并排除由于加法器275对信号 质量降低的可能性。当在备用方式记录器被关闭时，或当观看解码的 非记录“实时”比特流时，可以自动地选择旁路路径A2。为了在模拟 记录期间允许观看解码的非记录信号，可以手动地操作该旁路开关。 例如通过E/E记录器通道，该有利的旁路连接排除了不必要的模拟记 录器信号处理，它本身会损坏数字化产生的信号102。另外，该有利的 旁路功能可例如由机械接触来简化，比如开关A2允许接收机IRD100 连接到监视器显示器300，而不管数字设备200的工作状态如何。
屏上显示发生器270产生用特定水平和垂直同步定时格式化的消 息，使得将该消息插入到视频信号时，它被显示在显示屏幕的预定位 置。可是，当工作于数字重放方式并采用上述的该有利的反馈连接时， 可利用与模拟记录器工作期间不同的垂直同步定时而有利地产生OSD 消息。该不同的水平和垂直同步定时有利地补偿了在接收机100中碰 到的延迟信号传播和MPEG解码延迟问题。因此使用不同的OSD同步定 时基本上有利地在模拟或数字记录器工作中获得相同的预定消息位 置。
在处理和MPEG解码时的延时可等于多帧周期。多帧延迟或时间偏 移会导致OSD消息先于实际的重放可见现象。数字设备OSD消息先于 重放事件这样的时间偏移会呈现为用户控制指令的结果和相应的重放 图象效果的延迟出现。当显示记录时间码信号或记录器磁带定时器 时，该时间偏移会引起更大的问题。例如，在磁带重放期间，可从记 录器磁带定时器的屏上显示或记录时间码信号的OSD上看到具体事 件。所看到的时间被用作为该选定事件的后续定位。可是，如果所看 到的时间用于编辑点，则编辑结果的场景将位于在预览期间所选场景 之前。用使消息和解码的可视图像相同步可有利地消除在消息和重放 图像之间的暂时偏移的影响。包括帧组成或GODS和MPEG信号结构增 加了编辑点的选择的复杂性，因为每组帧只包括一个内部编码帧或I 帧，在可进行不同画面间的编辑的实际点的位置是受限制的，可能被 局限于内部编码帧或I帧。于是，许多重放帧如可能的编辑点一样被 排除。因此，为简化编辑点的选择，磁带定时器或时间码的显示可与 解码的可视图像同步以只显示各时间帧或响应于内编码帧的磁带时 间。通过延迟，消息产生，消息通信，OSD的呈现或通过修改磁带定时 器时间码数或计数器，可使OSD暂时偏移与被解码的可视图像同步。 在数字设备200中可由开关A7或A8选择标记为DLY.207的延迟。例 如，当解码的视频信号102被反馈有在块275处插入的数字设备OSD 消息时，响应于控制器205，可产生OSD消息指令。来自控制器205 的消息指令信号CMD被图示为耦合到开关A7和延迟线DLY207。响应 于为数字设备200所选择的方式，即模拟或数字，来控制开关A7。开 关A7被显示在数字方式，并选择来自延迟线207的信号CMD的延迟版 本。该延迟指令信号会引起OSD消息的产生和插入，它基本上与解码 的视频信号重合。一个替换的装置采用了开关A8，它可将延迟线207 插入到OSD发生器270的输出中。在该装置中，开关A7连接到控制器 205的输出端。开关A8也可用于将信号CMD延迟耦合到总线112和 IRD100。通过将延迟比如DLY.116引入到存贮器的存取信号或存贮器 的输出信号中，在接收机100中也可校正OSD消息和解码的延迟图象 之间的时间偏移。利用各种方法，例如借助于使用时钟数据锁存的延 迟，移位寄存器，单稳态多谐振荡器等等，可获得重放图象与OSD的 同步。例如在由显示数码的算法处理进行预览的编辑方式期间，磁带 定时器或时间码OSD可与解码的图象同步。因此可输入选择的图象和 相同的显示数码，以使完成电子编辑。在数字设备200的模拟工作期 间，来自控制器205的指令信号CMD不延迟，而开关A7直接耦合到发 生器270。
在另一个有创造性的实施例中，由数字设备200产生的屏上显示 消息可有利地利用接收机100的屏上显示能力。记录器提供的消息可 通过数据总线112的控制导线耦合到接收机100，以便在图2的块 OSD520处进行屏上显示插入。该记录器消息数据可由发生器270格式 化为文字消息。在其上附带有一个标记或标签。显示为信号271的已 标记文字消息耦合到IRD100的控制器115，以从其它控制总线数据中 分离。后面分离的文字消息被耦合，以便由OSD520进行显示格式化和 视频插入。响应于来自控制器205的OSD指令信号CMD而产生文字消 息。如上所述，在块207处，信号CMD会受到延迟。可是，来自块270 的文字消息在另一点由于开关A7插入的延迟207会受到延迟。
在另一个有创造性的实施例中，接收机100包括存贮器510，它包 含接收机屏上显示消息和数字设备200特定的OSD消息。响应于数字 设备屏上显示指令信号CMD可以存取数字设备的特别消息，该屏上显 示指令信号可通过控制总线耦合到控制器115。在数字设备200中，由 控制器205产生屏上显示指令信号CMD，控制器另外还确定要产生的消 息。因此，指令信号CMD可有利地耦合到接收机100对存贮在存贮器 510中的数字设备特别图形消息进行存取和显示的格式化。
在再一个有创造性结构的接收机100中，根据数字设备指令可适 应性地在记录器文字消息或接收机图形消息之间进行选择。记录器文 字或IRD图形消息显示之间的选择允许具有不同特性和设置和不同年 代的数字设备和接收机的互连。例如，一个老接收机可连接到新近制 造的数字设备，因此，该接收机存贮器可不包含预编程的图形消息来 支持数字设备屏上显示消息的呈现。因此该接收机可显示由数字设备 产生的简单文字消息。相反，更现代的接收机可通过选择各种制造年 代的各种产品的图形消息来进行预编程，并且这些各种图形消息可代 替数字设备文字消息而被显示。通过附加到文字消息中的标志或标 签，可简化在简单文字或图形消息之间的选择。例如，该标志或标签 可包含指令信号CMD，它选择并启动所需要的数字设备的特别消息。另 外，该标签可提供足够的容量，以通告数字设备的特征信息，例如那 些与数字设备的制造者，型号，版本或版本高低以及序列号有关的信 息。当控制器115接收到具有标志或标签的该文字消息时，该标志或 标签被翻译，导致从IRD存贮器510中选择一个数字设备特定图形消 息。可是，如果接收机存贮器没有用特别数字设备消息或为数字设备 特性特定的消息进行预编程，则该标志启动格式化并显示附加的简单 文字消息。如上所述，可以插入一个延迟单元来补偿0SD消息，文字 或图形以及重放的解码已解码图象之间的时间和空间的位移。
图2图示了一个监视器显示器，它具有三个模拟信号输入端：音 频视频信号101和103，音频和分量音频信号104(例如S-视频)， 或亮度和彩色分量Y，Pr，Pb。另外，通过射频(RF)信号RF IN，显 示器300可接收音频和视频信号。已知的一个信号选择器310耦合到 视频和同步处理电路(未显示)，它在组合中产生图象显示。通过用 户启动显示器300上的开关，或者由用户启动通过调制IR控制流发射 的遥控指令，就可控制信号选择器310。通过选择器开关310的自动控 制，可有利地选择所图示的这三个基带输入信号。例如，对数字记录 或重放方式的选择就可自动地选择包含数字设备0SD状态显示信息的 输入信号。该数字设备状态OSD可如上所述的那样被产生。另外，多 基带信号输入的允许会允许功能特别的装置的互连。例如，通过与用 于数字设备OSD插入的输出信号102一起使用比如输出信号101，或 分量视频信号103，以形成A/V信号103，就可从IRD100简便地直接 观看解码的，非记录的信号。
图3图示了成本降低了的显示器例如显示器301的使用情况。为 了减少成本，信号输入端的数量可限制到例如一个RF输入端，一个分 量视频或S一视频输入端以及一个音频视频信号输入端。图2的选择器 280的该优秀的选择和旁路能力允许显示器301通过单一A/V输入端 来监视记录的和非记录的材料。可是，该显示可有利地利用分量视频 信号连接，以在信号连接之外，确定并控制显示输入选择。例如，由 于可以假设分量视频信号或S-VIDEO信号提供比NTSC编码信号更好的 显示图象质量，耦合到分量信号输入端的这种分量信号可自动地导致 分量信号源的选择。因此，当分量和分量信号分别耦合到显示器301 的输入端1和2时，输入控制器具有这样的逻辑，它预定选择分量信 号作为参考输入。可是，该自动输入选择会阻止监视包含从图2的数 字设备200耦合来的数字设备特别屏上显示信息的信号。可是，该自 动的参考输入选择可有利地用于启动音频视频信号的遥控选择，例如 输入端2上的信号103。通过允许或中断从IRD100的输出耦合信号 104，并对分量信号104进行有创造性的控制，可在显示器301上观看 到通过数字设备200耦合的包含屏上显示信息的信号。例如，用户选 择非记录比特流即接收的信号，将导致接收机100的控制器115开始 产生或输出具有例如S-VIDEO格式的分量信号104。对用于显示的记 录图象信号的选择将导致控制器115中断产生或输出分量信号104。因 此，监视器301的控制器312连接到分量信号输入端，以通过信号309 来检测信号104的消失，并使输入选择器311从输入端1上的分量输 入信号104切换到例如输入端2上的音频视频信号103，输入端2连接 到图2中的数字设备200的选择器280。