Патент на изобретение №2204174

(54) УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ЗАПИСИ ЦИФРОВОГО ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА И НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к записи цифрового информационного сигнала и подкодового сигнала в наклонных дорожках на носителе записи. Устройство содержит средства ввода цифрового информационного сигнала и подкодового сигнала, средства форматирования для размещения частей информации подкодового сигнала в блоках подкодового сигнала и для размещения частей информации информационного сигнала в блоках информационного сигнала и для объединения блоков подкодового сигнала и блоков информационного сигнала в полный телевизионный сигнал. Множество блоков 2^m подкодового сигнала записывается в часть дорожки для записи подкодового сигнала. Множество блоков информационного сигнала записывается в часть дорожки для записи информационного сигнала. Имеются средства для генерирования сигнала кода времени и для размещения сигналов кода времени в определенных блоках подкодового сигнала, приспособленные для генерирования сигналов кода времени для размещения в определенных блоках подкодового сигнала в части записи подкодового сигнала, имеющих порядковый номер, удовлетворяющий следующей формуле: N(i)=[N(i-1)+1+2p] mod 2^m, где р – целая положительная постоянная, для которой выполнено 0р2^(m-1)-1, a N(i) – порядковый номер подкодового блока синхронизации в дорожке под номером i, в который может быть записан сигнал кода времени, и N(i) – целое число, которое может принимать значение от 0 до 2^m-1, a m – целое число, большее 0. Технический результат – уменьшение влияния шумов и выпадения из синхронизма во время воспроизведения. 3 с. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к устройству для записи цифрового информационного сигнала и подкодового сигнала в наклонных дорожках на носителе записи, причем это устройство содержит:
– средства ввода для приема цифрового информационного сигнала и подкодового сигнала,
– средства форматирования для размещения частей информации подкодового сигнала в блоках подкодового сигнала и для размещения частей информации информационного сигнала в блоках информационного сигнала и для объединения блоков подкодового сигнала и блоков информационного сигнала в полный телевизионный сигнал для записи дорожек на носителе записи,
– средства для генерирования сигналов кода времени и для размещения сигналов кода времени в определенных блоках подкодового сигнала,
– записывающее средство для записи полного телевизионного сигнала в дорожки на носителе записи таким образом, что множество блоков 2^m подкодового сигнала записывается в часть дорожки для записи подкодового сигнала и множество блоков информационного сигнала записывается в часть дорожки для записи информационного сигнала, где m – целое число, большее чем 0. Данное изобретение, кроме того, относится к способу записи цифрового информационного сигнала и подкодового сигнала в наклонных дорожках на носителе записи и к носителю записи, получаемому при помощи данного устройства.

Устройство, подобное определенному во вступительном абзаце, известно из ЕР-А 693214, документ D1 в списке документов, относящихся к известному уровню техники. Известное устройство предназначено для записи цифрового видеосигнала и ассоциированного аудиосигнала в наклонных дорожках на носителе записи. Кроме того, подкодовый сигнал записывается в часть дорожек для записи подкодового сигнала. Подкодовый сигнал обычно содержит информацию, такую как информация об абсолютном и относительном времени и оглавление.

Изобретение нацелено на обеспечение записывающего устройства для записи сигналов кода времени в определенных местах в частях записи подкодового сигнала в дорожках. С этой целью устройство согласно изобретению характеризуется тем, что средства для генерирования приспособлены для генерирования сигналов кода времени для размещения в определенных блоках подкодового сигнала в части записи подкодового сигнала, имеющих порядковый номер, удовлетворяющий следующей формуле:
N(i)=[N(i-1)+1+2p] mod 2^m,
где р – целая положительная постоянная, для которой выполняется 0р2^(m-1)-1, и N(i) – порядковый номер подкодового блока синхронизации в дорожке под номером i, в которую может быть записан сигнал кода времени, и N(i) – целое число, которое может принимать значение от 0 до 2^m-1.

Изобретение основывается на распознавании перемещения положения сигналов кода времени на частях записи подкодового сигнала таким образом, что с учетом сдвига дорожек относительно друг друга распределение сигналов кода времени по частям записи подкодового сигнала осуществляется настолько случайным образом, насколько это возможно, так что негативное влияние поверхностных шумов на носителе записи и выпадений из синхронизма при детектировании сигналов кода времени во время воспроизведения уменьшено. Наибольший общий делитель величин (1+2р) и 2^m в вышеприведенной формуле равен 1. По определению период сигналов кода времени всегда является максимальным (2^m), так что может осуществляться наилучшее детектирование сигналов кода времени после воспроизведения.

В первом варианте устройство дополнительно отличается тем, что средства для генерирования дополнительно содержат определяющие средства для определения порядковых номеров блоков подкодового сигнала в части записи подкодового сигнала в соответствии с упомянутой формулой, и что средства для генерирования дополнительно приспособлены для генерирования сигнала кода времени для размещения сигнала кода времени в определенном блоке подкодового сигнала, имеющем порядковый номер, полученный в соответствии с вышеприведенной формулой.

Это позволяет записывать сигналы кода времени в определенные подкодовые блоки синхронизации, при этом все же можно свободно выбрать точное местоположение в этом подкодовом блоке синхронизации для размещения сигнала кода времени.

Во втором варианте устройство отличается тем, что подкодовый блок синхронизации содержит множество R пакетов, причем средства для генерирования приспособлены для размещения сигнала кода времени в определенном одном пакете подкодового блока синхронизации из последовательности 2^mR пакетов в части записи подкодового сигнала, и этот пакет имеет порядковый номер, удовлетворяющий следующей формуле:
n(i)=[n(i-1)+R+2рR] mod (2^mR),
где n(i) – порядковый номер пакета в дорожке под номером i, в которой может быть записан сигнал кода времени.

В этом варианте установлено точное место сигнала кода времени в пакете.

Эти и другие цели изобретения будут описаны более подробно в следующем описании фигур, в котором
фиг.1 показывает формат дорожек, записываемый на носителе записи,
фиг.2 показывает формат подкодового блока синхронизации, содержащегося в части дорожки для записи подкодового сигнала, показанной на фиг.1,
фиг. 3 показывает разделение области подкодовых данных подкодового блока синхронизации на пакеты данных,
фиг.4 показывает размещение сигнала кода времени в пакете,
фиг. 5 показывает один вариант размещения сигналов кода времени в частях записи подкодового сигнала последующих дорожек,
фиг. 6 показывает другой вариант размещения сигналов кода времени в частях записи подкодового сигнала последующих дорожек,
фиг. 7 показывает еще один вариант размещения сигналов кода времени в частях записи подкодового сигнала последующих дорожек,
фиг. 8 показывает еще один вариант размещения сигналов кода времени в частях записи подкодового сигнала последующих дорожек, и
фиг. 9 показывает вариант записывающего устройства согласно данному изобретению.

Фиг. 1 показывает формат дорожек, записываемых записывающим устройством согласно изобретению. Дорожка записывается и считывается в направлении слева направо на фигуре. В данном примере длины различных частей дорожки на фиг.1 выражены в количестве основных блоков синхронизации, где основной блок синхронизации имеет длину 112 байт по 8 битов в каждом.

Сначала записывается часть 1 вхождения в синхронизм, обозначенная как “граница”, которая в данном примере имеет длину в 2 основных блока синхронизации. Затем следует вводная часть 2, имеющая длину в 3 основных блока синхронизации. Часть 3 записи подкодового сигнала следует за вводной частью 2 и имеет длину в 4 основных блока синхронизации. Часть 3 записи подкодового сигнала предназначена для записи в нее подкодового сигнала. Подкодовый сигнал может содержать среди прочего информацию об абсолютном и/или относительном времени и оглавление.

Затем следует заключительная часть 4 длиной в 3 основных блока синхронизации, интервал редактирования 5, обозначенный “IBG”, длиной в 3 основных блока синхронизации, и вводная часть 6, имеющая в данном примере длину в 1 основной блок синхронизации. Затем следует часть 7 записи информационного сигнала, обозначенная “основная область”, длиной в 336 основных блоков синхронизации. Часть 7 записи информационного сигнала предназначена для записи в нее информационного сигнала. Информационным сигналом может быть цифровой видеосигнал и/или цифровой аудиосигнал, который может быть закодирован в информационный сигнал MPEG.

За частью 7 записи информационного сигнала следует заключительная часть 8 длиной в 2 основных блока синхронизации и другая часть 9 “граница”, длина которой не рассматривается, но может предполагаться равной 2 основным блокам синхронизации, для данного примера. Всего, следовательно, дорожка содержит 356 основных блоков синхронизации.

Часть 3 записи подкодового сигнала содержит блоки подкодового сигнала (или: подкодовые блоки синхронизации), формат которых показан на фиг.2. Подкодовый блок синхронизации имеет длину в 28 байт и содержит синхрослово длиной в 2 байта, два идентификационных байта ID0, ID1 и байт контроля четности идентификации, байт идентификации формата, область 11 подкодовых данных длиной в 18 байт и область контроля четности длиной 4 байта. Как объяснялось со ссылкой на фиг.1, часть 3 записи подкодового сигнала имеет длину в 4 основных блока синхронизации, что равно длине в (4112=)448 байт. В результате, часть записи подкодового сигнала содержит 16 подкодовых блоков синхронизации. Область 11 подкодовых данных фиг.2 подразделяется на три пакета, причем каждый пакет содержит 6 байт, как показано на фиг.3. Всего, следовательно, каждая часть записи подкодового сигнала содержит (163=) 48 пакетов.

Сигнал кода времени должен записываться по меньшей мере однажды в части 3 записи подкодового сигнала группы по меньшей мере из m последовательных дорожек, где m – целое число, большее чем 1. Предполагается, что m равно 2. Более конкретно, сигнал кода времени размещается в одном пакете. Фиг.4 показывает размещение сигнала кода абсолютного времени в пакете. Пакет содержит, как объяснялось выше, 6 пакетных байтов или пакетных слов pw0-pw5. Первое слово pw0 идентифицирует этот пакет как пакет, содержащий сигнал кода абсолютного времени. Второе пакетное слово pw1 содержит количество кадров, выраженное в единицах кадров четырьмя самыми младшими (двоичными) разрядами b₀-b₃ в pw1, и десятках кадров тремя битами b₄-b₆. Сигнал кода абсолютного времени хранится в пакетных словах pw2, pw3 и pw4. Более конкретно, информация о “секундах” сигнала кода абсолютного времени хранится в pw2 таким образом, что единицы секунд выражаются четырьмя самыми младшими (двоичными) разрядами b₀-b₃ в пакетном слове pw2, а десятки секунд выражаются битами b₄-b₆ в pw2. Информация о “минутах” хранится в pw3 таким образом, что единицы минут выражаются четырьмя самыми младшими битами b₀-b₃ пакетного слова pw3, а десятки минут выражаются битами b₄-b₆ в pw3. Информация о “часах” хранится в pw4 таким образом, что единицы часов выражаются четырьмя самыми младшими битами b₀-b₃ пакетного слова pw4, а десятки часов выражаются битами b₄ и b₅ в pw4. Кроме того, временная информация, выраженная в количествах дней, может быть размещена в пакетном слове pw5. Значение бита b₇ в пакетных словах pw1-pw4 не будет поясняться, так как они не рассматриваются в данном изобретении.

Затем следует способ определения того, в который из 48 пакетов в части записи подкодового сигнала может быть записан сигнал кода абсолютного времени. Если пакеты в части записи подкодового сигнала в дорожке под номером i имеют номер n(i), где n(i) пробегает значения от 0 до 47, то следующая формула дает положения пакетов в последующих дорожках, где может быть сохранен сигнал кода абсолютного времени:
n(i)=[n(i-1)+39] mod 48 (Уравнение 1)
Здесь следует отметить, что после начала записи первым генерируемым значением n(i) может быть произвольное значение между 0 и 47.

При помощи вышеприведенной формулы может быть получено точное место, выраженное в номере пакета, для хранения сигнала кода абсолютного времени. Формула, приведенная выше, реализует циклы из 16 различных пакетных номеров. Фиг. 5 показывает позиции для сохранения сигналов кода абсолютного времени в 16 последовательных дорожках, в предположении, что n(0)=0, жирными линиями. Фиг.5 лишь показывает части записи подкодового сигнала в 16 последовательных дорожках, сдвинутых относительно друг друга согласно формату записи винтовым сканированием. В первой дорожке (i=0) позицией для записи сигнала кода абсолютного времени является пакетный номер 0 (n(0)=0). В следующей дорожке (i=1) позиция для записи сигнала кода абсолютного времени находится в пакете 39 (n(1)=39). В следующей дорожке (i=2), позиция для записи сигнала кода абсолютного времени находится в пакете 39 (n(2)=30)… и т.д.

Таким образом, можно хранить сигнал кода абсолютного времени в каждом из этих пакетов, полученных способом, приведенным выше, с использованием вышеприведенной формулы. Кроме того, было объяснено выше, что может существовать требование, что сигнал кода времени должен записываться по меньшей мере однажды в части 3 записи подкодового сигнала группы по меньшей мере из m последовательных дорожек. В ситуации, где m выбирается равным 2, можно было бы, таким образом, не включать некоторую часть кода абсолютного времени, пока выполняется вышеприведенное требование.

В альтернативном варианте можно было бы заменить вышеприведенное уравнение 1 уравнением, приведенным ниже:
N(i)=[N(i-1)+13] mod 16 (Уравнение 2)
В этом уравнении N(i) указывает номер подкодового блока синхронизации в дорожке под номером i, в котором мог бы храниться сигнал кода абсолютного времени. Заметим, что N(i) пробегает значения от 0 до 15, так как в части записи подкодового сигнала есть 16 подкодовых блоков синхронизации. Уравнение 2 было получено из уравнения 1 путем деления целых чисел в уравнении 1 на 3, поскольку каждый подкодовый блок синхронизации содержит 3 пакета.

С использованием уравнения 2 имеется дополнительная свобода при выборе того, в котором из трех пакетов в подкодовом блоке синхронизации следует хранить сигнал кода абсолютного времени.

Более общим уравнением для уравнения 1 является уравнение, приведенное ниже:
n(i)=[n(i-1)+3+р6] mod 48 (Уравнение 3)
где р – целая величина, для которой выполнено: 0р7.

n(i), таким образом, выражается как номер пакета. Это уравнение опять может быть преобразовано в более общее уравнение для уравнения 2, путем деления целых чисел на 3 таким образом, чтобы получить
N(i)=[N(i-1)+1+р2] mod 16 (Уравнение 4)
Фиг. 6, 7 и 8 показывают примеры положений сигналов кода абсолютного времени для других значений р, с использованием уравнения 3, причем значение р для фиг.6 равно 0, р равно 1 для фиг.7 и р равно 5 для фиг.8.

Целью изобретения является помещение сигналов кода времени в части записи подкодового сигнала таким образом, чтобы учесть геометрический сдвиг дорожек на магнитной ленте относительно друг друга. Это ведет к надежной системе для записи сигналов кода времени, такой, что негативные эффекты поверхностных шумов на магнитной ленте и выпадения из синхронизма минимизированы. Предпочтительно, для р выбираются значения 5 или 6, так как для этих значений сигналы кода абсолютного времени могут быть записаны в более случайно распределенных положениях в частях записи подкодового сигнала последующих дорожек.

Ниже приведена даже более общая формула для порядковых номеров:
N(i)=[N(i-1)+1+2р] mod 2^m (Уравнение 5)
для порядковых номеров блоков синхронизации N(i) и
n(i)=[n(i-1)+R+2pR] mod (2^mR) (Уравнение 6)
для номеров пакетов n(i).

Фиг.9 показывает вариант записывающего устройства для записи подкодового сигнала и информационного сигнала. Записывающее устройство содержит входной контакт 111 для приема видеосигнала и соответствующего аудиосигнала. Видеосигнал и соответствующий аудиосигнал, возможно, были закодированы в переносимые пакеты, включаемые в последовательный поток данных MPEG, хорошо известный в данной области. Входной контакт 111 связан со входом 112 процессора 114 “нормального воспроизведения”. По выбору обеспечивается процессор 116 “сложного воспроизведения”, имеющий вход 117, также связанный с входным контактом 111. Выходы 119 и 120 процессора 114 “нормального воспроизведения” и процессора 116 “сложного воспроизведения” (если таковой имеется) связаны с соответствующими входами мультиплексора 122. Будет ясно, что в отсутствие процессора 116 “сложного воспроизведения” будет отсутствовать также и мультиплексор 122. Информация “нормального воспроизведения”, а также информация “сложного воспроизведения” будет записана в часть 7 дорожки для записи основной области, показанной на фиг.1.

Для дальнейшего описания процессора 114 “нормального воспроизведения” и процессора 116 “сложного воспроизведения” делается ссылка на ЕР-А 702877, документ D2 в списке относящихся к известному уровню техники документов и WO 95/ 28061, документ D3 в списке документов, относящихся к известному уровню техники.

Генератор 124 подкодовых сигналов имеется для поставки информации подкодовых сигналов для хранения в блоках подкодового сигнала в части записи подкодового сигнала, см. фиг.1-4. Выходы мультиплексора 122 и генератора 124 связаны с соответствующими входами кодеров 126 и 128 исправления ошибок соответственно. Кодер 126 исправления ошибок способен осуществлять стадию кодирования исправления ошибок в видео- и аудиоинформации таким образом, чтобы получать информацию контроля четности для хранения в основных блоках синхронизации. Кодер 128 исправления ошибок способен выполнять стадию кодирования исправления ошибок в подкодовой информации таким образом, чтобы получать информацию контроля четности, показанную в последних четырех байтах подкодового блока синхронизации на фиг.2.

Записывающее устройство дополнительно содержит генератор 130 для добавления информации идентификации таким образом, как показано на фиг.2, и синхрослов. После объединения этих сигналов в объединяющем блоке 132 объединенный сигнал подается в блок 134, в котором над полным телевизионным сигналом осуществляется канальное кодирование. Канальное кодирование, осуществляемое в кодирующем блоке 134, хорошо известно в данной области. В качестве примера такого канального кодирования делается ссылка в этом отношении на US-А 5142421, документ D4 в списке ссылок.

Выход блока 134 канального кодирования связан со входом записывающего блока 136, в котором поток данных, полученный при помощи кодирующего блока 134, записывается в наклонные дорожки на носителе записи 140 посредством по меньшей мере одной записывающей головки 142.

Блок 144 микропроцессора присутствует для управления функционированием различных блоков, такого как управление скоростью перемещения носителя записи 140, вращением барабана с блоком видеоголовок, генерированием подкодовой информации и поставкой синхрослов и идентифицирующей информации.

Хотя изобретение было описано со ссылкой на его предпочтительные варианты, следует понимать, что они не являются ограничительными примерами. Таким образом, различные модификации могут стать очевидными для специалистов, без отхода от объема изобретения, определенного формулой изобретения. Информационным сигналом, таким образом, может быть другой тип сигнала, чем цифровой видеосигнал и/или аудиосигнал, такой как сигнал данных.

Кроме того, данное изобретение заключается в любом и каждом элементе новизны или сочетании элементов.

Формула изобретения

1. Устройство для записи цифрового информационного сигнала и подкодового сигнала в наклонных дорожках на носителе записи, причем устройство содержит средства ввода для приема цифрового информационного сигнала и подкодового сигнала, средства форматирования для размещения частей информации подкодового сигнала в блоках подкодового сигнала и для размещения частей информации информационного сигнала в блоках информационного сигнала и для объединения блоков подкодового сигнала и блоков информационного сигнала в полный телевизионный сигнал для записи дорожек на носителе записи, средства для генерирования сигнала кода времени и для размещения сигналов кода времени в определенных блоках подкодового сигнала, записывающее средство для записи полного телевизионного сигнала в упомянутые дорожки на носителе записи таким образом, что множество блоков 2^m подкодового сигнала записывается в часть дорожки для записи подкодового сигнала и множество блоков информационного сигнала записывается в часть дорожки для записи информационного сигнала, где m – целое число, большее 0, отличающееся тем, что средства для генерирования приспособлены для генерирования сигналов кода времени для размещения в определенных блоках подкодового сигнала в части записи подкодового сигнала, имеющих порядковый номер, удовлетворяющий следующей формуле:
N(i)= [N(i-1)+1+2p] mod 2^m,
где р – целая положительная постоянная, для которой выполнено 0р2^(m-1)-1;
N(i) – порядковый номер подкодового блока синхронизации в дорожке под номером i, в который может быть записан сигнал кода времени, и N(i) – целое число, которое может принимать значение от 0 до 2^m-1.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства для генерирования приспособлены для генерирования первого порядкового номера произвольного значения в диапазоне от 0 до 2^m-1, после начала записи цифрового информационного сигнала.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что средства для генерирования дополнительно содержат определяющие средства для определения порядковых номеров блоков подкодового сигнала в части записи подкодового сигнала в соответствии с упомянутой формулой, и тем, что средства для генерирования дополнительно приспособлены для генерирования сигнала кода времени для размещения сигнала кода времени в определенном блоке подкодового сигнала, имеющем порядковый номер, полученный в соответствии с приведенной формулой.

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что подкодовый блок синхронизации содержит множество R пакетов, причем средства для генерирования приспособлены для размещения сигнала кода времени в определенном одном пакете подкодового блока синхронизации последовательности 2^mR пакетов в части записи подкодового сигнала, и этот пакет имеет порядковый номер, который удовлетворяет следующей формуле:
n(i)= [n(i-1)+R+2pR] mod (2^mR),
где n(i) – порядковый номер пакета в дорожке под номером i, в котором может быть записан сигнал кода времени.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что средства для генерирования дополнительно содержат определяющие средства для определения порядковых номеров пакетов в части записи подкодового сигнала в соответствии с упомянутой второй формулой, и тем, что средства для генерирования дополнительно приспособлены для генерирования сигнала кода времени для размещения сигнала кода времени в определенном пакете, имеющем порядковый номер, полученный согласно второй формуле.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что m= 4.

7. Устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что R= 3.

8. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что 1p2^(m-1)-2.

9. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что р равно 5 или 6.

10. Способ записи цифрового информационного сигнала и подкодового сигнала в наклонных дорожках на носителе записи, причем этот способ содержит стадии, на которых принимают цифровой информационный сигнал и подкодовый сигнал, размещают части информации подкодового сигнала в блоки подкодового сигнала, размещают части информации информационного сигнала в блоки информационного сигнала и объединяют блоки подкодового сигнала и блоки информационного сигнала в полный телевизионный сигнал для записи дорожек на носителе записи, генерируют сигнал кода времени и размещают сигналы кода времени в определенных блоках подкодового сигнала, записывают полный телевизионный сигнал в дорожках на носителе записи таким образом, что множество 2^m блоков подкодового сигнала записываются в часть дорожки для записи подкодового сигнала, а множество блоков информационного сигнала записываются в часть дорожки для записи информационного сигнала, отличающийся тем, что стадия генерирования содержит подстадию генерирования сигналов кода времени для размещения в определенных блоках подкодового сигнала в части записи подкодового сигнала, имеющих порядковый номер, который удовлетворяет следующей формуле:
N(i)= [N(i-1)+1+2р] mod 2^m,
где р – целая положительная постоянная, для которой выполнено 0р2^(m-1)-1;
N(i) – порядковый номер подкодового блока синхронизации в дорожке под номером i, в котором может быть записан сигнал кода времени, и N(i) является целым числом, которое может принимать значения от 0 до 2^m-1.

11. Носитель записи, имеющий цифровой информационный сигнал и подкодовый сигнал, записанные в наклонных дорожках на носителе записи, полученный при помощи устройства по любому из пп. 1-9.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.01.2004

Извещение опубликовано: 10.05.2005 БИ: 13/2005