[发明专利]记录装置和方法、重放装置和方法、记录/重放方法

说明书

与本发明相关的专利申请，日本专利申请号05-056576(申请日1993.02.22)；05-195533(申请日1993.06.2)；06-200878(申请日1994.08.25)由同一受让人提出。与这五个日本专利申请相应美国专利申请正处于审查期。以上每个申请由本发明的受让人所有，特此合在一起，作为参考。

本发明涉及一种数字视频信号的记录装置，重放装置，记录方法，重放方法，记录/重放方法。特别是，涉及这样的数字视频信号记录装置，重放装置，记录方法，重放方法，记录/重放方法，其中，由称做MPEG的系统编码的视频信号得到的数据直接被记录，变速重放时可以产生高画面质量的重放图象。

关于这样的数字视频磁带录象机(数字VTR)的研究进展迅速，其中转换成数字信号的视频信号进行离散余弦变换及象哈夫曼(Huffman)码这样的变长编码，以进行数据压缩，得到的数字视频信号依据斜角记录的系统由旋转头部件记录。这样的数字VTR可以被设置成记录当前的电视系统的视频信号(例如NTSC系统)的方式，这里称作SD方式，或者可以设置成记录称作高分辨电视系统(HDTV信号)的信号方式，这里称作HD方式。

在SD及HD方式中，视频信号以大约25Mbps的压缩数字视频信号的形式被记录，HDTV视频信号以大约50Mbps的压缩数字视频信号的形式被记录。

传统的数字式VTR，输入数字视频信号即输入数据，可以直接记录在磁带上，记录在磁带上的数据可直接重放和输出。也就是说，如果直接记录/重放的功能被附加在传统数字VTR的话，就不必要在重放如HDTV信号时解码被编码的数字视频信号输入，也不必要在磁带上记录时依据预定的编码系统对HDTV信号再编码，从而消除了硬件中的损耗。

特别是，如果给数字VTR提供由依据例如MPEG系统的视频信号编码获得的数字视频信号，或者提供由光盘重放的数字视频信号的话，数字VTR如果有直接记录/重放这些数字视频信号的功能将会更方便。(MPEG，是指由国际标准化组织(IS)及国际电气会议(IEC)下的分委员会(SC)中第11工作组(WG)标准化运动图象编码标准)。

下面将解释叫作先进电视系统的(ATV)，即采用上述MPEG系统作为编码系统的数字广播系统。

图1是ATV系统发送系统的构造方块图。图1中101记为一个视频压缩编码器，102记为一个音频编码器。由输入端子103向视频压缩编码器101提出HDTV系统的视频信号。由输入端子104提供音频信号至音频编码器102。

视频压缩编码器101以数据压缩方式用MPEG系统编码输入HDTV信号。也就是说，视频压缩编码器101使用高效编码系统，即由DCT与运动补偿预测编码相结合，以数据压缩方式编码和压缩HDTV信号。在视频压缩编码器101中，一个场内或帧内编码的图象称为I-“图象”，前向预测编码图象数据称为P-“图象”，双向编码的图象数据叫作B-“图象”，并以预定的次序输出，如图2所示。这里的“图象”的意思是一场或一帧。对于I-“图象”，DCT独立执行不与其它“图象”相关。对于P-“图象”，由前面的(时间上在前的)I-“图象”或P-“图象”来进行运动补偿预测编码，而对差信号或者预测误差进行DCT变换。而B-“图象”由前后的-“图象”或P-“图象”执行运动补偿预测，差信号或预测误差进行DCT变换。I-“图象”的呈现周期又叫作图象组(group-of-pictures简称为GOP)。在本例中(图2中)，M＝3和N＝9。

106是传输编码器，用于将视频压缩编码器101产生的编码视频数据、由音频编码器104产生的编码音频数据以及从输入端子107进来的辅助信息打包。图3说明这样一个包的构造。如图所示传输包长为188字节。在每个包的头部具有一个固定4字节长的连接头和4字节长的匹配头(Adapation header)，接着为由视频或音频数据组成的传输数据。

图1中的108是道调制器，由传输编码器106生成的包送至道调制器108。道调制器用预定频率的载波调制成该数据包。道调制器的输出被发送到输出端子109。

对于ATV系统，HDTV信号可用上述的图象压缩以例如19Mbps的速率传送。这一速率比约25Mbps的SD方式的数字VTR的记录速率低。由此，这样的由ATV系统传输的信号(数据)可直接由SD方式数字VTR记录。如果数字VTR直接记录传输信号，在该数字VTR中不必为重放HDTV信号而将传输信号解码为原HDTV信号，因而可避免硬件的耗费。另一方面，由于记录是在SD方式下进行的，可以设置更长的记录时间。