Способ, система и устройство записи/воспроизведения на видеоленте

Способ, система и устройство записи/воспроизведения на видеоленте

Реферат

 

Цифровое устройство записи-воспроизведения на магнитной видеоленте, предназначенное для обработки телевизионного сигнала высокой четкости, включает в себя средство управления местоположением видеоинформации высокого приоритета. Такая информация селективно записывается с нормальной скоростью на дорожках магнитной ленты в пределах заранее заданных участков таким образом, чтобы появлялась вдоль траектории сканирования головки, связанной с предопределенными скоростями считывания ленты большими нормальной скорости (например, в 30 раз). Элементы входных высокоприоритетных данных можно переупорядочивать или продублировать для записи в заранее определенных зонах магнитной ленты в порядке, отличном от порядка приема. В другом случае выходной поток данных сжимается с целью создания видимого изображения в режиме быстрого считывания. В показанной системе для приема кодированного в соответствии со стандартом MРЕС потока данных, выходной поток данных на более высокой, чем нормальная скорость воспроизведения, содержит в себе либо только внутрикодированные элементы 1-кадра, либо в полную группу изображений. Технический результат заключается в повышении качества записи-воспроизведения. 1 з.п.ф-лы, 21 ил.

Данное изобретение относится к области обработки цифрового видеосигнала, и более конкретно к обработке цифрового сигнала телевидения с высокой четкостью посредством системы цифровой записи-воспроизведения на видеоленте.

Предпосылки создания изобретения Системы цифрового телевидения высокой четкости (HDTV) появились недавно. Одна из таких систем, предложенная консорциумом исследований передового телевидения и в общем известная как системе AD - HDTV, осуществляет расположение в порядке очередности и цифровую обработку сигнала телевидения высокой четкости, подвергаемого кодированию кодом различной длины типа MPEG. Код MPEG (группы экспертов по движущимся изображениям) представляет стандартизированный формат кодирования, устанавливаемый Международной организацией по стандартизации. Стандарт описан в документе "Международная организация по стандартизации "("lnternation Organization for Stan-dartization"), ISO/IEC DIS 11172-1, CD 11172-2, CD - 11172-3 обзор 1, вариант от 21 января 1992 г. "Кодирование движущихся изображений и связанного с ними звукового сопровождения для сред хранения цифровых данных" (Coding for Motion Pictures and Associated Audio for Digital Storage Media). Этот документ включен в описание настоящей заявки путем ссылки c целью описания основного кодового формата. Аспекты системы AD-HDTV описаны в патенте США N 5168356, выданном Акампора и др. В описанной Акампора системе кодовые слова располагаются в соответствии с приоритетом с целью отражения высокого приоритета и относительно низкого приоритета информации стандартного приоритета в цифровом потоке данных. Кодовые слова формируют в транспортные пакеты или элементы. Каждый транспортный пакет включает в себя полезную часть упакованных данных с находящимся перед ним заголовком, который содержит информацию для идентификации соответственных полезных данных.

Желательно производить запись и воспроизведение такого цифрового сигнала HDTV посредством, например, бытового кассетного видеомагнитофона (VCR). В таких приборах используются две или более магнитных головок, смонтированных на периферии вращающегося барабана. Головки физически разделены друг от друга, и запись-воспроизведение сигнала осуществляются на чередующихся последовательно расположенных под углом дорожках на магнитной ленте. Как бытовые, так и профессиональные кассетные видеомагнитофоны включают в себя обеспечение специальных "хитрых" признаков (трюков), таких как переменная скорость перемотки вперед (например, быстрый поиск), обратная перемотка и стоп-кадр. Раскрытая аппаратура записи/воспроизведения обладает способностью воспроизводить предварительную запись на носителях и может записывать как принимаемые программы вещательного телевидения высокой четкости, типа сигнала формата AD-HDTV, так и изображений прямой передачи с телекамеры. Настоящее изобретение касается средства, предназначенного для облегчения работы цифрового устройства записи-воспроизведения видеосигналов высокой четкости, в частности, в отношении работы специальных признаков.

Краткое изложение сущности изобретения В соответствии с принципами настоящего изобретения, устройство цифровой записи-воспроизведения видеосигналов на ленте, подходящее для обработки сигналов телевидения высокой четкости, включает в себя средство, предназначенное для управления появлением видеоинформации высокого приоритета. Такая информация по выбору записывается с нормальной скоростью в заранее заданных областях на дорожках ленты, которые должны появляться по пути сканирования головкой ленты, связанному со специальными скоростями воспроизведения выше нормальных (например, в 20 раз выше нормальной). Входные данные высокого приоритета можно переупорядочивать или дублировать для записи на заранее заданных участках ленты. В любом случае, входными данными манипулируют с целью создания видимого изображения во время воспроизведения на более высоких скоростях, чем нормальная, например в режиме быстрого поиска. В показанной системе, предназначенной для приема потока данных, закодированных в соответствии со стандартом MPEG, выходной поток данных на более высокой скорости воспроизведения, чем нормальная, содержит в себе либо только закодированные внутри элементы данных I-кадра, либо всю группу телевизионных кадров (GOP).

В соответствии с особенностью раскрываемой системы, к потоку данных добавляются биты и индикаторы признаков особенностей, содержащие операционные команды для последующих схем приемного устройства.

В соответствии с другой особенностью раскрываемой системы, информация обрабатывается на уровне кодового слова MPEG. Входной поток данных, закодированный в соответствии со стандартом MPEG, декодируют по словам MPEG, затем выбранные слова MPEG перекодируют и записывают в пакетах на ленте.

Краткое описание чертежей На фиг .1 представлен фрагмент магнитной ленты, показывающий формат наклонной записи на ленте.

На фиг. 2 показан путь сканирования головки вдоль дорожек магнитной ленты во время режима нормального воспроизведения.

На фиг. 3 показан путь сканирования головки по дорожкам магнитной ленты в режимах быстрого сканирования.

На фиг .4 показаны зоны восстановления данных в режиме быстрого сканирования ленты.

На фиг. 5 и 6 представлены позиции с записью высокоприоритетной информации (HP) для воспроизведения с высокой скоростью сканирования в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 7 показано соотношение между изображением, потоком данных и информацией на магнитной ленте в режиме быстрого прокручивания вперед в контексте фиг. 6.

На фиг. 7а представлена блок-схема, иллюстрирующая функциональные аспекты режима признаков (особенностей) быстрого прокручивания вперед, описанные в соответствии с фиг. 6 и 7.

На фиг. 8 представлена иллюстрация групп блока данных в соответствии с стандартом MPEG.

На фиг. 9 изображено обобщенное графическое представление формата данных иерархической структуры стандарта MPEG.

На фиг. 10, 11, 12 представлена функциональная подробная блок-схема видеомагнитофонной системы, в которой используется изобретение.

На фиг. 13, 14, 15, 16 представлены аспекты элементов данных, обрабатываемых соответствующей изобретению аппаратурой записи-воспроизведения на ленте.

На фиг. 17 приведены детали операционной структуры части системы, показанной на фиг. 12.

На фиг. 18 более подробно представлен известный элемент заголовка транспортного блока (пакета) данных для системы AD-HDTV.

На фиг. 19 показаны соотношения между каналами данных высокого приоритета и низкого или стандартного приоритета (LP) в системе HDTV и последовательность кадров изображения в соответствии с стандартом MPEG.

На фиг. 20 приведена таблица, иллюстрирующая аспекты режима действия медленных признаков соответствующей изобретению системы записи-воспроизведения на магнитной ленте.

На фиг. 21 представлена картина, предназначенная для содействия пониманию обработки выходных данных кадра в режиме быстрого прямого воспроизведения.

На фиг. 22 и 23 приведена функциональная подробная блок-схема системы записи-воспроизведения на ленте уровней MPEG, в которой используется изобретение.

На фиг. 24 представлена общая конфигурация пакета на ленте вырабатываемого на месте системой записи-воспроизведения.

В качестве предпосылок и содействия пониманию функционирования изобретения, на фиг. 1 показан отрезок магнитной ленты, с записью в обычном спиральном формате. Дорожки магнитной ленты с винтовым сканированием могут быть ориентированы, как показано на фигуре, под углом, и в качестве альтернативы записываются в соответствии с обычной практикой с различными углами переноса рабочего зазора (азимутами) "а" и "в". Также в соответствии с обычной практикой продольные дорожки, расположенные вдоль внешней кромки ленты, содержат информацию системы автоматического регулирования и синхронизации.

В формате телевидения обычного кассетного видеомагнитофона (VHS) каждая дорожка заключает одну длительность поля изображения. В случае наматывания магнитной ленты на 180^o вращающегося барабана и при наличии двух головок записи-воспроизведения, барабан завершает один оборот в двух полях (1/30 сек) при скорости вращения 1800 оборотов в минуту. Обеспечить более широкую полосу для цифровой записи можно посредством разделения каждого поля-кадра, например, на пять частей. Такая сегментация не представляет проблем, поскольку информационные заголовки обеспечивают надежное средство идентификации информационных отрезков, подлежащих преобразованию в изображение. В такой цифровой системе барабан вращается в пять раз быстрее (9000 об/мин). Предполагается, что эта скорость приемлема для обеспечения общей скорости передачи данных в 35 мегабит в сек, или чистой скорости передачи видеосигналов около 24 мегабит в сек, например, после данных коррекции ошибок, управления и звукового сопровождения. Пропускную способность ширины полосы можно дополнительно увеличить путем увеличения числа дорожек и, соответственно, числа головок. При скорости 35 МГбс каждая дорожка содержит 150 Килобит или 14,5 Килобайт. Такое количество данных эквивалентно приблизительно 100 транспортным пакетам в системе AD-HDTV. В цифровых системах каждая дорожка может содержать больше или меньше полей-кадров информации из-за характера кодированных данных, переменной длины (неравномерный ход), соответствующих каждому транспортному пакету.

Зазоры магнитных головок сдвигают относительно направления перемещения головки по ленте на несколько градусов, при наклоне чередующихся головок в противоположном направлении известным способом (запись-воспроизведение с учетом перекоса). При записи дорожки перекрывают таким образом, что головка полностью перекрывает граничащие друг с другом дорожки. При воспроизведении на нормальной скорости, каждая головка сцентрирована на соответствующей ей дорожке с правильным наклоном, и сигналы соседних дорожек сильно ослабляются под действием угла перекоса и, таким образом, эффективно не учитываются. Это процесс нормального режима показан на фиг. 2, иллюстрируя траектории, занимаемые первой и второй головками на соответствующих дорожках (белой и заштрихованной) во время последовательных прохождений соответственных головок.

В режиме специальных "признаков" (особенностей), таких как быстрый поиск, каждая головка проходит по магнитной ленте под углом к дорожкам с записью. Этот процесс показан на фиг. 3 для быстрого поиска имеющего скорость в 2, 8 и 20 раз выше нормальной. Фактически, каждая головка проходит через дорожки магнитной ленты от одной кромки к другой с такой скоростью, которая является функцией скорости движения магнитной ленты. В режимах более высоких скоростей данные, записанные каждой головкой, появляются в виде пакетов элементов "хорошей" информации, за которыми следует промежуток, когда головка проходит по участку дорожки с записью с другим углом перекоса рабочего зазора, чем пакет "хороших" элементов из какого-то другого места изображения. В этом отношении следует отметить, что вероятность непрерывности данных изображений уменьшается с увеличением скорости движения магнитной ленты, благодаря увеличению числа дорожек, которые пересекает головка, проходя магнитную ленту от кромки к кромке. На фиг. 4 показаны перерывы (пропуски), создаваемые движением магнитной ленты с высокой скоростью. Пропуски данных обусловлены головками, перескакивающими дорожки, а не следующими непрерывно по данной дорожке в режиме нормальной скорости, что связано с неспособностью данной головки, предназначенной для работы относительно дорожки, на которой произведена запись с одним углом перекоса рабочего зазора (заштрихованная дорожка), воспроизводить данные с соседней (белой) дорожки, на которой записана информация под другим углом перекоса.

Диапазон скоростей быстрого поиска диктуется способностью осуществлять быстрый поиск на ленте при получении разумного предварительного просмотра отображаемого изображения. Обычно этой цели удовлетворяет диапазон скоростей примерно в 10-30 раз выше нормальной скорости.

При более низких скоростях телезритель может стать раздражительным. Верхний конец этого диапазона скоростей может быть слишком быстрым, например, для пропуска телевизионных реклам, но будет все же полезен для поиска на ленте.

Быстрые признаки отличаются тем, что головка не может покрывать всю площадь магнитной ленты, благодаря чему только часть имеющейся информации становится доступной для отображения. В соответствии с принципами настоящего изобретения, ясно что этот недостаток можно значительно компенсировать путем управления данными таким образом, чтобы определять, какое подмножество данных на магнитной ленте становится пригодным, для отображения при одной или более скоростях перемещения магнитной ленты. С этой целью некоторые элементы данных уплотняются, например, дублируются или переупорядочиваются для того, чтобы обеспечить возможность воспроизведения с магнитной ленты в желаемой временной последовательности на предопределенных скоростях движения магнитной ленты. В частности, данные высокого приоритета располагают на ленте таким образом, чтобы их можно было просматривать воспроизводимым образом головкой на выделенных скоростях движения ленты. Этот процесс упрощается посредством пакетирования пакета данных и, в особенности посредством информации идентификации и синхронизации, содержащейся в заголовках, связанных с пакетами данных, что будет описано в связи с последующими рисунками. В системе AD-HDTV элементы данных (HP) высокого приоритета содержат более важную информацию, необходимую для воспроизведения изображения. Элементы HP обрабатываются таким способом, который минимизирует шансы потери информации. При воздушной передаче, информация высокого приоритета посылается с более высоким уровнем мощности, чем информация низкого приоритета (LP). В случае записи на магнитной ленте может оказаться полезным элементы HP информации записывать более одного раза.

Поскольку на высоких скоростях сканирования ленты воспроизведения записываемая информация в противном случае оказывается непредсказуемой, в раскрываемой системе некоторая высокоприоритетная информация, о которой известно, что необходимо производить хорошее качество изображения, записывается на специальных участках дорожки, по которым головка перемещается при выбранных скоростях перемещения магнитной ленты. Эта высокоскоростная информация включает в себя, например, низкие видеочастоты, содержащие постоянный ток, важную информацию изображения переменного тока, звуковой сигнал и информацию синхронизации. Этот формат записываемых данных представлен на фиг. 6, которая получена из фиг. 5.

Одна из функций информации HP представляет синхронизацию представления данных в случае поступления данных в потоке бит. Входные видеосистемы поступают в систему в виде изображений или кадров, появляющихся с постоянной скоростью. При кодировании создается кодированный поток битов различной длины, в котором отдельные кадры занимают различное количество бит, а отсюда различные временные интервалы. Приемник должен формировать выходные телевизионные кадры с постоянной скоростью. Кроме того, декодер должен иметь все входные биты информации, необходимые для вырабатывания выходного кадра в то время, когда требуются биты. В системе AD-HDTV в канале HP используются пакеты синхронизации совместно с информацией заголовка изображения в потоке бит с целью получения требуемой синхронизации. Информация, содержащаяся в заголовке изображения в потоке бит, появляется в элементах данных HP в начале данных каждого кадра. Эти заголовки изображений включают в себя идентификатор номера последовательности изображений. Этот номер последовательности заголовков изображений в действительности представляет счет, идущий от 0 до 1023 кадров в последовательности видеосигнала. Изображение (или кадр) 123 следует за изображением 122, после которого следует изображение 124. Можно считать, что информация в заголовке изображения переносит значение: "Следующие биты определяют каким образом следует формировать кадр 123". Элементы синхронизации в высокоприоритетном канале вводятся посредством кодера приблизительно с постоянной скоростью, соответствующей частоте следования кадров отображения. Элементы с информацией хронирования не выравнивают с информацией изображения. Когда появляется каждый элемент, содержащий синхронизирующую информацию, наступает момент для кодирующего устройства формировать выходное изображение. Элементы синхронизации содержат номер последовательности, соответствующий подлежащему формированию изображению. В какой-то момент поступает элемент хронирования, содержащий номер последовательности 122, указывающий, что должен сформироваться кадр 122. Непосредственно после времени этого кадра, поступают элементы синхронизации, содержащий номер последовательности 123, указывающий, что должен формироваться кадр 123. Время поступления элемента хронирования указывает, когда необходимо вырабатывать кадр, и содержания элементов хронирования указывают, который кадр должен быть сформирован. Если данные для кадра 123 поступили раньше элемента синхронизации для кадра 123, декодер ожидает правильного элемента хронирования. Если элемент синхронизации для кадра 123 поступает на декодер, а буфер декодера содержит несколько иную информацию, чем заголовок для кадра 123, то данные в буфере отвергаются. Этот записанный формат данных иллюстрируется на фиг. 6, которая получается из фиг. 5. Можно считать, что информация хронирования передает смысл : "Сейчас как раз время для формирования кадра 123".

В элементе синхронизации имеется дополнительная избыточная информация, например, о типе кадра (I, B или P). Элемент хронирования представляет также средство, предназначенное для передачи на декодер, описываемых ниже битов управления декодером или битов признака.

Как показано на фиг. 6, пакеты (элементы) данных высокого приоритета (HP) записывают на пяти предопределенных участках дорожки, обозначенных позициями от НР1 к НР5. Секции дорожки, по которым проходит головка во время воспроизведения с нестандартной скоростью (например, быстрый поиск), определяют участки записанной информации HP. Данные HP в пространственном отношении записываются вдоль дорожки для того, чтобы облегчить восстановление во время воспроизведения со скоростями, отличными от номинальной скорости, когда головка проходит множество дорожек с записью во время одного прохождения.

Пакеты высокоприоритетных данных располагают таким образом, что они охватывают все сегменты дорожек магнитной ленты в каждой обозначенной области высокоприоритетной информации, не только темные участки в каждой области HP. Темные участки указывают участки соприкосновения головки вдоль ее траектории на заранее заданных скоростях в 2, 8 и 20 раз выше нормальной скорости (см. фиг. 3), т.е. участки, где головка считывает информацию с магнитной ленты, движущейся с этими предопределенными скоростями. Остальные находящиеся между ними области, содержащие участки соприкосновения с головкой, рассматриваются как участки с низким приоритетом (LP) и обозначаются как участки от LP1 до LP3 в случае 20-кратной номинальной скорости. Другие участки с низким приоритетом, например, между участками НР2, HP3 и между участками НР4, НР5, не обозначены как таковые. Низкоприоритетные данные записываются на магнитную ленту тогда, когда они появляются в исходном входном потоке данных, т.е. без переупорядочивания.

Последующие пояснения сделаны относительно скорости движения ленты в 20 раз выше нормальной скорости. В системе AD-HDТV, высокоприоритетная информация включает информацию низкочастотного видеосигнала, звуковые и синхросигналы. В предложенном варианте, участки с высокоприоритетной информацией заполняются переупорядоченными данными элементов 1-кадра с внутренним кодированием, а участки с низким приоритетом произвольно содержат данные элементов B-кадр или P-кадр наряду с другой принимаемой низкоприоритетной информацией. Следует отметить, что участки высокоприоритетной информации выбирают таким образом, что хорошие результаты создаются более чем на одной скорости, т. е. высокоприоритетные данные предикативно восстанавливаются на этих скоростях. В частности, каждая из трех иллюстрируемых скоростей движения ленты (в 2,8 и 20 раз выше нормальной) будет иметь высокоприоритетную информацию, записанную таким образом, что она совпадает с соответствующей траекторией головки, поэтому видимое или распознаваемое изображение будет создаваться головкой, проходящей по каждой из соответствующих траекторий. Например, траектория самой высокой 20-кратной скорости включает в себя пять установленных высокоприоритетных участков (включая один как исходный), каждый из которых имеет аналог на других установленных высоких скоростях движения ленты. На фиг. 6 числа, приведенные в третьей сверху горизонтальной дорожке, указывают номинальную ширину соответствующих высокоприоритетного или низкоприоритетного участков в информационных интервалах. Таким образом, например, участок НР1 содержит две высокоприоритетные полосы данных, участок LP1 содержит шесть низкоприоритетных полосок данных, участок НР2 содержит три полоски данных, и т.д. Должно понятно, что эти определения полосок упрощены в интересах обеспечения более ясного понимания. Высокоприоритетные данные записываются на нормальной скорости движения ленты, так что эти данные головка проходит на выбранных скоростях в режиме быстрого прокручивания вперед, так как будет описано в связи с фиг. 7.

При процессе записи на магнитную ленту, поступает кодированный поток бит переменной длины. Вначале будет описан пример, не включающий дублирование данных. Общая скорость передачи битов при записи соответствует подлежащей записи общей площади магнитной ленты. При предыдущих способах записи, подлежащие записи данные на ленту поступают последовательно. В текущем примере нет прямого соответствия между позициями данных на магнитной ленты и временной последовательностью видеосигнала. Осуществляется поэлементная перегруппировка потока данных для того, чтобы обеспечить воспроизведение в особом режиме. Требуемый рисунок элементов на дорожках магнитной ленты определяют заранее на основе требуемых скоростей при воспроизведении. Как показано на фиг. 6 спланирован следующий рисунок: 2 элемента HP, 6 элементов SP, 3 элемента HP, 1 элемент SP, 4 элемента HP, 5 элементов SP, 4 элемента HP, 2 элемента SP, 3 элемента HP и 12 элементов LP. Соответствующая последовательность участков на фиг. 6 обозначена позициями HP, LP1, НР2 (LP - не отмечен), HP3, LP2, НР4 (LP - не отмечен), НР5 и LP3. Участки магнитной ленты заполнены следующими полезными элементами соответствующего типа, которые имеются в расположенных в соответствии с приоритетами потоках битов при нормальном режиме считывания с ленты восстанавливается весь поток данных. Первые два элемента дорожки поступают в выходной поток высокого приоритета, следующие шесть элементов поступают в низкоприоритетный поток, следующие три в высокоприоритетный и т.д.

Снова со ссылкой на фиг. 6 предположим, что та же магнитная лента воспроизводится на 2-кратной скорости. Достоверные данные считываются с участка ленты, отмеченного черным цветом. Процесс считывания начинается на дорожке 1. Считывание первых двух элементов назначаются высокоприоритетной информации, следующие шесть элементов назначаются приоритету SP, следующие три высокоприоритетной информации, следующий элемент - приоритету SP и так далее. Где-то на участке LP3 данные становятся недостоверными. Достоверные данные продолжаются головкой с другим углом перекоса рабочего зазора на дорожке 4 и повторяют ту же картину. Отсюда можно видеть, что восстанавливаются не все данные, а данные с низким приоритетом, которые были потеряны.

Характеристикой установления приоритетов системы AD-HDTV служит то, что изображения можно формировать только из высокоприоритетных данных.

Фиг. 7 иллюстрирует процесс работы видеомагнитофона в режиме ускоренной перемотки вперед на скорости в 20 раз выше нормальной, в отношении данных элементов, переупорядоченных в требуемую последовательность областей высокоприоритетных и низкоприоритетных данных, как показано на фиг. 6. Для цели следующего примера, предполагается, что переупорядоченные данные, расположенные в HP участках от НР1 до НР5, представляют собой данные 1-кадра, закодированные внутри в кадра в соответствии с стандартом MPEG, которые представляет собой временно когерентную информацию, независимую от другой информации, в отличие от данных B-кадра или P-кадра, которые кодируются предсказуемым образом. Для того, чтобы упростить последующее описание фиг. 6 и 7, предполагается, что низкоприоритетные LP участки LP1, LP2 и LP3, соответственно, содержат данные кадров в последовательности B₁, B₂ и P₁, хотя само действительное содержание участков низкого приоритета может быть произвольным, то есть низкоприоритетная информация может встречаться в низкоприоритетных участках в том порядке, в каком она принимается в потоке данных.

Для лучшего понимания этого материала, обратимся к фиг.8 и 9 совместно с изображением (А) на фиг. 7, на котором показано расположение в соответствии с стандартом MPEG группы изображений (GOP). Группа GOP в контексте стандарта MPEG содержит 9 кадров изображения, начиная с 1-кадра, за которым следуют В и P кадры в следующей последовательности: 1, В₁, B₂, P₁, B₃, B₄, P₂, B₅, B₆. Для 1-кадра обычно требуется гораздо больше битов чем для В и P кадров. GOP занимает время отображения 9/30 секунды, или примерно 0,3 секунды. При канальной скорости 24 мегабит в секунду, размер средней группы СОР соответствует 7,2 мегабита (24х9/30). Размер (GOP может изменяться от 1.2 до 13,2 мегабита. Приемник AD-HDTV обычно содержит два запомненных фиксированных кадра 1 и P прошлого и будущего. При приеме В кадра, кадр выходного изображения будет формироваться из запомненных фиксированных кадров. Если кадр В не принимается то существующий будущий фиксированный кадр перемещается в место положения прошлого фиксированного кадра и новый будущий фиксированный кадр создается из принятых данных, в то время как прошлый фиксированный кадр отображается на дисплее.

Более конкретно, в данном примере входной поток данных содержит последовательность кадров с уплотненными данными, которые закодированы кодом, сопоставимым с форматом MPEG. Этот формат является иерархическим и в сокращенном виде представлен на фиг. 9. Иерархический формат MPEG, включает в себя множество слоев, каждый из которых имеет соответствующую информацию заголовка. Номинально, каждый заголовок включает в себя код канала, данные, относящиеся к соответственному слою и резерв для добавления расширения заголовка. Каждый заголовок включает в себя информацию, относящуюся к тем данным в пакете данных, с которыми связан заголовок. Информация заголовка помогает компоновке и синхронизации данных, например, в приемнике и включает в себя, например, такую информацию, как тип обслуживания (например, звуковой сигнал, видеосигнал), тип кадра, номер кадра, номер полоски. Заголовок этого типа и его обработка описаны в контексте системы обработки сигналов AD-HDTV, в которой используется кодирование сигналов в соответствии со стандартом MPEG, описанном в патенте США N 5168356, выданном Акампора и др. На фиг.18 настоящей заявки показаны детали заголовка транспортного блока, используемого в системе AD-HDTV, описанной в патенте Акампора и др. На фиг. 19 приведены временные соотношения между потоками данных высокого приоритета AD-HDTV и относительно низкого стандартного приоритета (SP), и временной последовательностью закодированных в соответствии со стандартом MPEG кадров I, В и P.

При ссылке на совместимый с стандартом MPEG обрабатываемый системой сигнал, следует отметить, что (а) последовательные поля-кадры видеосигналов изображения кодируются в соответствии с последовательностью кодирования кадров I, P, В, и (в) кодированные данные на уровне изображения кодируются в элементах или группе совместимых с стандартом MPEG блоков, где число полос на поле/кадр может быть различным и число макроблоков в полосе может быть также различным. Кодированный кадр I является кадром, который уплотняется (кодируется) внутри кадра таким образом, для воспроизведения изображения требуются уплотненные данные только кадра I. P-кодированные кадры кодируются согласно предсказательного метода с компенсацией движения вперед, где кодированные данные кадра P формируются из текущего кадра и из потока кадра и I и P кадры появляющегося кадра I или P перед текущим кадром. B-кодированные кадры кодируются по предсказательному способу с компенсацией двунаправленного перемещения. Кодированные данные кадра В формируются из текущего кадра и кадров I и В, которые проявляются как до, так и после текущего кадра.

Обрабатываемый настоящей системой кодированный сигнал делится на группы изображений (кадров) или GOP, показанных посредством ряда блоков L2 (фиг.9). Каждая GOP (2) включает в себя заголовок, за которым следуют сегменты данных изображения в виде последовательности кадров изображения I, В, В, P, В, В, P, В, В, как показано на изображении (А) фиг. 7. Заголовок GOP включает в себя данные, относящиеся к горизонтальным и вертикальным размерам изобретения, коэффициенту сжатия, скорости передачи полей/кадров, скорости передачи битов и другую информацию.

Данные изображения (L3), соответствующие соответственным кадрам изображения, включают заголовок, за которым следуют данные полос (L4). Заголовок изображения включает в себя номер поля/кадра и тип кода изображения. Каждая полоска включает в себя заголовок полоски, за которым следует множество блоков данных MB:. Заголовок полоски включает в себя номер группы и параметры квантования.

Каждый блок MB: (L5) представляет макроблок и включает в себя заголовок, за которым следует вектор движения и кодированный коэффициент MBi. Заголовки MBi включают в себя адрес макроблока, тип макроблока и параметр квантования. Кодированные коэффициенты представлены в слое L 6. Каждый макроблок включает в себя 6 блоков, включая четыре блока сигналов яркости, один блок вектора цветности U и один блок вектора цветности V, как показано на фиг. 8. Блок представляет матрицу элементов изображения, например, 8 х 8, по которым в этом примере осуществляется дискретное косинусоидальное преобразование. Четыре блока сигналов яркости представляют матрицу 2 х 2 смежных блоков данных яркости, например, матрицу 16 х 16 элементов изображения. Блоки векторов цветности (U и V) представляют собой такую же общую площадь, как и четыре блоков яркости. То есть, перед сжатием сигнал вектора цветности субдескритизируется с коэффициентом равным двум по горизонтали и вертикали относительно сигнала яркости. Полоска данных соответствует информации, представляющей прямоугольную часть изображения, соответствующую площади представляемой смежной группы макроблоков. Кадр может включать в себя развертку растра из 360 полос, 60 полос по вертикали на 6 полос по горизонтали. Блочные коэффициенты представляют собой дискретные косинусоидальные преобразования, передаваемые по одному блоку одновременно. Вначале появляются коэффициенты постоянного тока, за которыми следуют коэффициенты переменного тока дискретного косинусоидального преобразования в порядке их относительной значимости. В конце каждого последовательно появляющегося блока данных добавляется код конца блока ЕОВ.

Обращаясь снова к фиг. 7, отметим, что изображение (В) представляет упрощенный перспективный вид изображения (А). Каждый кадр I, В и P содержит полосы изображения с компонентом данных и компонентом заголовка, который определяет соответствующий компонент данных полосы. Изображение (C) представляет данные, полученные с магнитной ленты на скорости в 20 раз выше нормальной. Каждый сегмент записанных данных (C) представляет собой пакет примерно из 6-7 элементов данных, после которого следует промежуток примерно из 3-4 элементов данных со скоростью в 20 раз выше нормальной. Восстановленные данные получаются с магнитной ленты с данными, размещенными в предопределенных участках HP и LP, как показано на фигуре 6. В интересах четкости на изображении (C) не показаны промежутки в данные, когда головка проходит по дорожкам с записью под другим углом переноса рабочего зазора. Изображение (D) иллюстрирует поток данных на выходе магнитофона, когда идет воспроизведение на скорости в 20 раз выше нормальной. Считанные данные (D) переупорядочиваются и преобразуются (из записанных данных C) в стандартную последовательность MPEG кадров 1, В, В, Р..., которые схемы обработки сигналов приемного устройства ожидают для осуществления обработки данных отображения. Таким образом, изображение (D) представляет данные изображения в режиме ускоренной перемотки вперед на скорости в 20 раз выше нормальной, на основании расположения ленты в сегментах HP и LP, как показано на фигуре 6.

Пакеты данных на ленте переупорядочиваются в расположенные в соответствии с приоритетом участки, как показано и описано относительно фиг. 6, путем использования информации, содержащей информацию хронирование содержащуюся в заголовках пакета на ленте вместе с системой индексирования, как будет описано. Восстановленная последовательность данных на ленте начинается с информации I-кадра, поскольку эта информация начинает группу GOP в соответствии с стандартом MPEG, и, следовательно, легко идентифицируется. Кроме того, с началом GOP связывается кодовое слово НАЧАЛА изображения. Начиная с первой дорожки на 20-кратной скорости, первыми восстановленными данными с участка HPI высокого приоритета является информация полосы I-кадра, который на изображении (C) показан позицией 1₁. Следующий участок, сканируемый головкой магнитной ленты вдоль траектории 20-кратной скорости, представляет низкоприоритетный участок LP1, появляющийся на дорожке 3. Предполагается, что данные считываемые с этого участка представляют данные кадра В, показанные позицией В₃. Третий участок, сканируемый головкой магнитной ленты с 20-кратной скоростью, представляет участок HP 3 высокого приоритета на дорожке 5. Данные, восстановленные с этого участка, показаны позицией I₅ на изображение C. Этот процесс продолжают, получая данные I-кадра с дорожек 7, 11, 13, данные B-кадра с дорожки 9 и данные P-кадра с дорожек 15-19 в той последовательности, которая показана. На изображении (C) показано, что нижний индекс, связанный с заданным кадром I, В или P, указывает дорожку, с которой головка восстановила данные. Данные, восстановленные с участка LP3 магнитной ленты, соответствуют отделенным участкам низкоприоритетных данных, которые вероятно находятся где-то между 15-19 кадрами. Из-за характера потока данных, кодированных неравномерным кодом обычно невозможно точно указать, какой из кадров видеосигнала соответствует определенным учас