專利名稱:用于記錄和/或重放數字數據的方法和裝置的制作方法
本發(fā)明通常涉及到一種用于在從磁帶記錄介質的斜面磁跡上記錄和/或重放數字數據的方法和裝置，特別是涉及了一種以記錄和/或重放具有誤差校正代碼的數字數據的方法和裝置。
在日本第40573/85公開特許中披露了一種數字磁帶錄像機(VTR)，在這種數字磁帶錄像機(VTR)中，利用它將視頻信號記錄在磁帶的斜面磁跡上并使其從磁帶的斜面磁跡上重放出來。該文件還公開了這種數字磁帶錄像機的一種記錄格式。在這種數字磁帶錄像機中，電視信號的每一場都被模擬轉換成數字信號，并且該數字數據被記錄在磁帶的相繼四個斜面磁跡上。
用于一個外部誤差校正代碼的每一個8畢特第一冗余符號是由符號的每一個8畢特的第一予定數產生的，并且與符號的第一予定數一起構成一個外部誤差校正段。用于一個內部誤差校正代碼的每一個8畢特第二冗余符號是由符號的第二予定數產生的，這些符號取自外部誤差校正代碼段中的混洗符號，并且第二冗余符號與符號的第二予定數一起構成一個內部誤差校正段。
在斜面磁跡的重放磁頭開始跟蹤磁跡的開頭部分，重放信號不是連續(xù)獲得的，這樣，數字數據就不能被適當地提取出來，因此，重放數據就可能含有很多錯誤。特別是在諸如利用動態(tài)跟蹤磁頭使磁跡跳躍工作的特殊重放方式中，重放磁頭間歇地跟蹤某些磁跡，這樣在重放數據中就會產生相對長的色同步信號誤差，該誤差的長度超過內部代碼和外部代碼的誤差校正能力，最后這種誤差就會保留下來。
因此，本發(fā)明的一個目的就是要提供一種用于記錄和/或重放數字數據的經改進的方法和裝置，這種裝置和方法能夠避免現有技術中上述缺點。
特別是本發(fā)明的一個目的就是要提供一種用于記錄和/或重放數字數據的方法和裝置，即使在重放數據中包含有很多錯誤數據，利用這種方法和裝置也能減少信息數據中所包含的錯誤符號的數量。
根據本發(fā)明的第一個目標，記錄數字數據的方法由下述步驟組成接收一系列的數字數據；把上述數字數據分成相應的段，每一段包括數據符號的第一予定數；產生外部誤差校正代碼段，該段包括數據符號的第一予定數和冗余符號的第二予定數；產生內部誤差校正代碼段，該段包括數據符號的第三予定數和冗余符號的第四予定數；和在磁帶記錄介質的斜面磁跡上記錄具有外部誤差校正代碼段和內部誤差校正代碼段的具有冗余符號的一系列數據數字。利用它首先在斜面磁跡上記錄的是上述外部誤差校正代碼段的冗余符號，接下來是所說的內部誤差校正代碼段的數據符號和冗余符號。
根據本發(fā)明的第二個目標，用于記錄數字數據的裝置由下述電路組成用于接收一系列數字數據的電路；用來把上述數字數據分成相應段且每個段都包含有數據符號第一予定數的電路；用來產生包括數據符號第一予定數和冗余符號第二予定數的外部誤差校正代碼段的電路；用于產生包括數據符號第三予定數和冗余符號第四予定數的內部誤差校正代碼段的電路；用于在磁帶記錄介質的斜面磁跡上記錄該具有外部誤差校正代碼段的冗余符號和內部誤差校正代碼段的冗余符號的一系列數字數據的電路，從而首先在斜面磁跡上記錄外部誤差校正代碼段的冗余符號，接下來是內部誤差校正代碼段的數據符號和冗余符號。
根據本發(fā)明的第三個目標，用于重放數字數據的方法包括下述步驟重放具有外部誤差校正代碼段和內部誤差校正代碼段的冗余符號的一系列數字數據，從而，上述冗余符號以如下方式產生上述一系列數字數據被分成相應的段面且每一段包含數據符號的第一予定數，產生上述外部誤差校正代碼段使它含有數據符號的第一予定數和冗余符號的第二予定數，產生內部誤差校正代碼段使其包含有數據符號的第三予定數和冗余符號的第四予定數，并以此首先從磁帶記錄介質的斜面磁跡上重放外部誤差校正代碼段的冗余符號，接下來是內部誤差校正代碼段的數據符號和冗余符號；譯碼包括數據符號第三予定數和冗余符號第四予定數的內部誤差校正代碼段；如果在上述內部誤差校正代碼段內存在誤差符號的予定數，則標記一個誤差特征位；譯碼包括數據符號的第一予定數和具有上述誤差特征位的冗余符號的第二予定數的外部誤差校正代碼段；并且輸出上述系列數字數據。
根據本發(fā)明的第四個目標，用于重放數字數據的裝置由下述電路組成用于重放具有外部誤差校正代碼段和內部誤差校正代碼段的冗余符號的一系列數字數據的電路，利用它，上述冗余符號以下述方式產生該一系列數字數據被分成相應的段，每一段包括數據符號的第一予定數；產生外部誤差校正代碼段使其包括數據符號的第一予定數和冗余符號的第二予定數；產生內部誤差校正代碼段使其包括數據符號的第三予定數和冗余符號的第四予定數，以此，首先從磁帶記錄介質的斜面磁跡上首先重放外部誤差校正代碼段的冗余符號，接下來是內部誤差校正代碼段的數據符號和冗余符號；用于譯碼包括數據符號第三予定數和冗余符號第四予定數的內部誤差校正代碼段的電路；如果在內部誤差校正代碼段內存在一個誤差符號予定數，用于標記一個誤差特征位的電路；用于解碼包括數據符號第一予定數和含有誤差特征位的冗余符號第二予定數的外部誤差校正代碼段的電路；以及用于輸出系列數字數據的電路。
在下面實施例的詳細敘述中，特別是連同附圖一起閱讀時，本發(fā)明上述的以及其它的目標，特性以及優(yōu)點都將體現出來，在附圖中使用了相同的參考序號用以識別相應的單元和部分。
圖1是采用了本發(fā)明的典型的數字磁帶錄像機的記錄系統的原理方框圖。
圖2a-2c表示了在圖1記錄系統的內部區(qū)段混洗電路中，在由視頻信號形成外部誤差校正段以前的一個內部區(qū)段混洗的例子。
圖3是一個簡圖，它表示丁在每一個都包括在圖1記錄系統中的內部區(qū)段混洗電路中形成內部誤差校正段以前，來自誤差校正編碼器和內部區(qū)段混洗的外部誤差校正代碼的配置。
圖4表示了來自同樣包括在圖1記錄系統中的誤差校正編碼器的內部誤差校正代碼的配置圖5表示了磁跡模式，在該磁跡模式中，通過圖1的記錄系統使視頻信號和音頻信號被數字化地記錄下來。
圖6的方框圖表示了采用本發(fā)明的典型的數字磁帶錄像機的重放系統。
根據本發(fā)明的用于記錄和重放數字數據的裝置在下面將要敘述成適用于被稱為數字磁帶錄像機(下面簡稱為數字VTR)的視頻記錄系統。
參考圖1可以看到，采用了本發(fā)明的數字VTR的視頻記錄系統100包括用于接收以如圖2A所示的模擬形式，并且每場具有255行的合成視頻信號SV的視頻信號輸入端101，這樣一個合成視頻信號由端101加到模/數(A/D)轉換器102，并在其中以予定取樣頻率，例如以是彩色付載波頻率fsc4倍的取樣頻率將該合成信號轉換成例如8畢特符號。如圖2A所示，在根據NTSC系統的彩色電視信號情況下，提供了用于每個水平周期或行的768個有效樣值。
如圖2B所示，來自A/D轉換器102的數字化數據送到內部區(qū)段混洗電路103，在其中，用于每場的取樣數據在該場的垂直方向上被連續(xù)地分成3個部分，其結果是每個部分都含有用于每行都包括768個象素的85行的數據或65280個樣值數據。另外，如圖2C所示，每一部分的數據都以如下一種方式分布在兩個區(qū)段通道0和通道1內即取樣數據交替地分布在兩個區(qū)段內，每個區(qū)段包括用于每一行都含有384個象素的85行的數據或者是32640個樣值。另外，在內部區(qū)段混洗電路103中，在相應區(qū)段中第一行的數據或384個樣值分布在某些例如具有如圖3所示頻譜交錯的矩陣的付載波0-5的第一列(列號0，85，170，255，340，425)中。并且第二行的數據處在另外一些例如如圖3所示具有一予定偏置起始點的付載波的第二列(列號1，86，171，256，341，426)中。
在隨后被混洗的每個區(qū)段中32640個樣值的數據送到外部誤差校正代碼編碼器104，在104中，每個區(qū)段中的數據依據每個外部代碼段的Reed Solomon代碼被編成具有4個奇偶或冗余符號的數據，該數據由該矩陣的每一列數據組成，如圖3所示。至此，兩個區(qū)段的數據在電路103和104中進行處理。
相應區(qū)段隨后配置的外部編碼數據通過多路解調器或分配器105提供給兩個內部區(qū)段混洗電路106a和106b。內部區(qū)段混洗電路106具有場存貯器、寫地址發(fā)生器和讀地址發(fā)生器，(這些都未示出)。外部代碼段的數據在寫地址發(fā)生器控制下，根據它的產生順序在列號0，85，170，255，340，425等提供給場存貯器，并隨后使這些數據得到混洗，同時以如圖3所示的每一個都具有64×510個樣值的矩陣形式理想地進行排列。
在隨后被混洗的每個區(qū)段中32640個樣值的數據是從場存貯器中，在如圖3所示矩陣的行的方向上讀出的，用以在讀地址發(fā)生器控制下產生內部代碼段，并以此第一次讀出外部代碼行。
對于所有視頻場的所有部分，混洗處理操作相同。假設L是視頻部分內的電視行數L＝0，1，…，84，h是行L內的水平取樣位置h＝0，1，…，767，ih是上述通道分布處理或內部區(qū)段混洗后面的水平取樣索引ih＝整數(h/2)，ih＝0，1，…383，其中整數(X)是小于或等于X的最大整數。還假設ObLock是行L內的外部段數ObLock＝0，1，…，5，Obyt是外部段ObLock內的取樣數Obyt＝0，1，…，63，這樣，外部代碼奇偶符號就沒有包括在內部行混洗處理之中。外部段Oblock內的取樣Obyt根據下述公式映象到電視屏幕上ih＝(12·L+277·Oblock+258·obyt)模384。外部誤差校正代碼分別檢驗在位置obyt＝64，65，66和67內的冗余符號K3，K2，K1和K0。外部段Oblock中位置Obyt上的符號放置在位置(Row、Col)上的區(qū)段存貯器陣列中，其中Row＝Obyt和Col＝L+85·Oblock。通道0的區(qū)段存貯器陣列數據首先由列指令(0，1，…509)然后由降行指令(67，66，…，2，1，0)寫入磁帶。對于通道1的區(qū)段存貯器，列指令與通道0相同但行指令不同。假設R0和R1分別是當數據寫入磁帶時，用于通道0和通道1的段存貯器的行地址，則R1由下述公式給出R1＝(R0+32)模64，0≤R1≤63；＝R0；64≤R0≤67。
來自內部區(qū)段混洗電路106a和106b的數據提供給每一個多路調制器107a和107b，用來以如下所述的分時方式向其附加一個數字音頻數據信號。
所產生的多路調制信號提供給每個多路調制器108a和108b用來以分時方式向其附加一個由每個同步和識別信號發(fā)生電路109a或109b提供的同步(Sync)信號和識別(ID)信號。
在音頻信號輸入端110所接收的一個以上模擬音頻信號提供給模/數(A/D)轉換器111，在111中，這些信號以予定的例如48KHZ取樣頻率被轉換成例如16畢特樣值。來自A/D轉換器111的數字化數據提供給存貯電路112，并且在外部誤差校正代碼產生和混洗控制電路113的控制下與視頻數據相同的方式受到外部誤差校正代碼編碼和混洗，被編碼和混洗的數字音頻數據提供給如上所述的多路調制器107a和107b。
產生的多路調制信號提供給每個內部誤差校正代碼編碼器114a和114b，用以把這些信號編碼成同步(Sync)段，圖4中示出了其中之一。特別如圖4所示，每一個Sync·段由兩字節(jié)同步數據S0，S1和由數據B0-B84的85個字節(jié)加上ID數據ID0和ID1的兩個字節(jié)和內部奇偶檢驗數據或冗余符號K0--K7的8個字節(jié)所形成的第一內部代碼段以及由數據B0--B84的85個字節(jié)加上內部奇偶檢驗數據K0--K7的8個字節(jié)形成的第二內部代碼段組成。圖4所示典型的204個Sync·段構成了每個視頻因段，且圖4所示典型的24個Sync·段構成了0-3的4個音頻區(qū)段，每個音頻區(qū)段包括6個Sync·段。
在調節(jié)由于磁頭配置而引起的時間延遲而利用延遲電路115將一個區(qū)段的數據延遲一個予定值以后，通過每個通道編碼電路116a或116b使配置的數據受到代碼，諸如改進的密勒碼(M2Code)的調制，并且提供給全部的每一個記錄放大器117a或117b用來利用安裝在旋轉磁頭磁鼓(未示出)上具有傾斜方位角度的多個記錄磁頭118a和118b中的每一個將其記錄在如圖5所示的磁帶T。在如圖5所示的格式中，隨著一個視頻區(qū)段的204個Sync·段被記錄入每個磁跡，一幀視頻信號的數據就被記錄在沒有保護帶的12個磁跡中。第一24個Sync·段包括用于由圖5中斜線所示的外部誤差校正代碼的冗余符號。因此，用于具有圖4所示格式的每個Sync·段的ID信號指示相應的Sync·段數和區(qū)段ID。在每個磁跡中具有編輯間隙的204個Sync·段的一個視頻區(qū)段的前面和后面都記錄了音頻信號的同樣數據以使它能被記錄兩次。
下面參考圖6可以看到，在采用了本發(fā)明的數字VTR重放系統中，數據通過重放磁頭201a和201b從磁帶T重放出來并通過讀出放大器202a和202b提供給通道譯碼電路203a和203b從而使以改進的密勒碼為依據而記錄的信號被轉換成NRZ(不返回到零)調制系統的信號，然后饋送給Sync·信號/ID信號檢測電路204a和204b。借助于204a和204b檢測Sync.信號以確定數據所屬的Sync·段，并在同時檢測ID信號以確定需將對每個數據樣值進行的隨后的信號處理。特別是由于在這樣一個被識別的區(qū)段內，被檢測出的ID信號含有區(qū)段ID和Sync·段數，如果考慮到在一個Sync·段內的取樣順序，那么確定在Sync·段內相應樣值的絕對地址則是可能的。因此，Sync·信號/ID信號檢測電路204a和204b對于提取視頻信號以及它們相應地址是有作用的。
檢測電路204a和204b提供的數據加到內部誤差校正代碼譯碼電路205a和205b，在205a和205b中，這些數據通過使用內部代碼奇偶性受到誤差檢測和校正處理，且相應ID信號中的任何誤差也得到檢測。如果不能校正構成ID信號數據中的誤差，那么在相應Sync·段中數據的地址是不可靠的，這樣，那個Sync·段的數據就不傳輸給由內部區(qū)段消除混洗和時基校正電路207a，207b，208a和208b所構成的下一級。另一方面，如果校正了ID信號而未校正視頻數據中的誤差，則一個誤差特征位被加到視頻數據上并馬上傳輸給下一級或電路207a，207b208a和208b。
特別是，在內部誤差校正代碼譯碼電路205中受到誤差校正處理的數據和這些數據的地址通過多路解調器206a和206b提供給內部區(qū)段消除混洗和時基校正電路207a和207b以用具有分別未示出的場存貯器、寫地址發(fā)生器和讀地址發(fā)生器的視頻數據，還提供給內部區(qū)段消除混洗和時基校正電路208a和308b以用于音頻數據，在音頻數據中，數據被消除混洗成為外部代碼的數據配置并通過多路調制器209和210提供給外部誤差校正代碼譯碼電路211以用于視頻數據，并同時提供給外部誤差校正代碼譯碼電路212以用于音頻電路。在這些譯碼電路211和212中，參考由內部誤差校正代碼譯碼電路205a和205b所加上的誤差特征位執(zhí)行誤差校正處理。如果在電路211和212中誤差沒有被全部校正，那么就又一次在數據上加一個誤差特征位并將該誤差特征位馬上提供給內部區(qū)段消除混洗電路213以用于視頻數據，同時還提供給內部區(qū)段消除混洗電路214以用于音頻數據而將原來的數據配置重新存貯在音頻數據之中。在這以后，在由加給它的誤差特征位所識別的數據中的任何未校正誤差都在用于視頻數據的誤差屏蔽電路215和用于音頻數據的誤差屏蔽電路216中，利用已知的屏蔽或內插技術屏蔽或內插起來。最后，被屏蔽或內插了誤差的視頻數據由數/模(D/A)轉換器217轉換成模擬視頻信號，然后，通過視頻信號輸出端218傳送出去，并且被屏蔽或內插了誤差的音頻數據由數/模(D/A)轉換器219轉換成一個以上的通道模擬音頻信號，并通過音頻信號輸出端220傳送出去。
總之，應當理解在本發(fā)明的上述實施例中，在每個磁跡上的錄有有效視頻數據前面的視頻區(qū)段的開始部分都錄有外部誤差校正代碼的冗余符號。因此，即使在數字數據內的含有誤差的視頻區(qū)段的開始部分出現了誤差，當利用重放磁頭從斜面磁跡上重放被記錄的信號時，其結果是能夠重新恢復數字數據，并且誤差也總是包括在外部誤差校正代碼的冗余符號中。從而，使得包含在視頻或音頻數據中的誤差符號能夠由內部誤差校正代碼利用誤差特征位進行校正或者是指出來并且使得未校正的錯誤數據能在誤差屏蔽電路中被屏蔽起來。
雖然在這里參考附圖僅詳細地敘述了本發(fā)明的幾個實施例，但必須明白本發(fā)明并不限于這幾個明確了的實施例，可以利用不脫離本發(fā)明附加權利要求
所規(guī)定的范圍和精神的一種熟練技能對本發(fā)明進行各種變化和修改。
權利要求
1.一種用于記錄數字數據的方法，包括下述步驟接收一系列數字數據；將所說的一系列數字數據分成相應的段，每段包括數據符號的第一予定數；產生包括所述數據符號第一予定數和冗余符號第二予定數的外部誤差校正代碼段；產生包括數據符號的第三予定數和冗余符號第四予定數的內部誤差校正代碼段；在磁帶記錄介質的斜面磁跡上記錄具有所說的上述外部誤差校正代碼段和內部誤差校正代碼段的冗余符號的上述系列數字數據，以此，在斜面磁跡上首先記錄所說的上述外部誤差校正代碼段的冗余符號，隨后是所說的上述內部誤差校正代碼段的數據符號和冗余符號。
2.一種用于記錄數字數據的裝置，包括用于接收一系列數字數據的裝置；用于將所述的一系列數字數據分成相應段，且每段包括數據符號的第一予定數的裝置；用于產生包括所述數據符號的第一予定數和冗余符號第二予定數的外部誤差校正代碼段的裝置；用于產生包括數據符號第三予定數和冗余符號第四予定數的內部誤差校正代碼段的裝置；用于在磁帶記錄介質的斜面磁跡上記錄上述具有外部誤差校正代碼段和內部誤差校正代碼段的冗余符號的數字數據的裝置，以此，在斜面磁跡上首先記錄上述外部誤差校正代碼段的冗余符號，隨后是內部誤差校正代碼段的數據符號和冗余符號。
3.一種用于重放數字數據的方法，包括如下步驟重放具有外部誤差校正代碼段和內部誤差校正代碼段的冗余符號的一系列數字數據，以如下方式產生所述的冗余符號將所述的一系列數字數據分成相應的段，每段包括數據符號的第一予定數，產生所述的外部誤差校正代碼段使其包括數據符號的第一予定數和冗余符號的第二予定數，產生內部誤差校正代碼段使其包括數據符號的第三予定數和冗余符號的第四予定數，并以此從磁帶記錄介質的斜面磁跡上首先重放外部誤差校正代碼段的冗余符號，隨后是內部誤差校正代碼段的數據符號和冗余符號；譯碼包括數據符號第三予定數和冗余符號第四予定數的內部誤差校正代碼段；如果在上述內部誤差校正代碼段中存在一個誤差符號的予定數，標記一個誤差特征位；譯碼包括數據符號第一予定數和具有上述誤差特征位的冗余符號第二予定數的外部誤差校正代碼段；輸出所說的一系列數字數據。
4.一種用于重放數字數據的裝置，包括用于重放具有外部誤差校正代碼段和內部誤差校正代碼段的冗余符號的一系列數字數據的裝置，并以如下方式產生所述的冗余符號上述一系列數字數據被分成相應的段，每一段包括數據符號的第一予定數，產生外部誤差校正代碼段使其包括數據符號的第一予定數和上述冗余符號的第二予定數；產生上述內部誤差校正代碼段使其包括數據符號第三予定數和冗余符號第四予定數，并且以此從磁帶記錄介質的斜面磁跡上首先重放上述外部誤差校正代碼段冗余符號，然后是上述內部誤差校正代碼段的數據符號和冗余符號；用于譯碼包括有數據符號第三予定數和冗余符號第四予定數的上述內部誤差校正代碼段的裝置；如果在內部誤差校正代碼段內存在誤差符號的一個予定數，一個用于標記誤差特征位的裝置；用于譯碼包括數據符號第一予定數和具有誤差特征位的冗余符號的第二予定數的外部誤差校正代碼段的裝置；用于輸出所述一系列數字數據的裝置。
專利摘要
在用于記錄和/或重放數字數據的裝置中，利用包括外部代碼和內部代碼的誤差校正碼將諸如視頻數據的數學數據編碼，這樣，符號的相應預定數就形成了被加上同步數據的相應段，等等，然后把它記錄在磁帶介質，諸如具有旋轉磁頭的磁帶的斜面磁跡上。以此，信息數據前面的外部誤差校正代碼和內部誤差校正代碼的冗余符號被記錄在每個磁跡的開頭部分，這樣即使由來自磁帶開頭部分所重放的數據包含有誤差，信息數據也不會受那個誤差太多的影響。
文檔編號G11B20/18GK87107379SQ87107379
公開日1988年6月22日 申請日期1987年11月5日
發(fā)明者神永幸三 申請人:索尼公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan