專利名稱：：帶有高清晰度電視特技放像數(shù)據(jù)流導(dǎo)出的數(shù)字盒帶錄像機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及數(shù)字視頻信號(hào)的記錄，尤其是以非標(biāo)準(zhǔn)速度對(duì)MPEG類型的高級(jí)電視信號(hào)進(jìn)行的導(dǎo)出、記錄和再生。發(fā)明的背景標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)已經(jīng)提出了采用螺旋掃描格式的數(shù)字盒帶錄像機(jī)。所提出的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了普通清晰度SID電視信號(hào)，例如NTSC或PAL的數(shù)字記錄和具有MPEG的兼容結(jié)構(gòu)的高清晰度電視信號(hào)，例如大聯(lián)盟(即GA)信號(hào)的數(shù)字記錄。SD錄像機(jī)采用的是利用了具有自適應(yīng)量化和可變長(zhǎng)度編碼的場(chǎng)內(nèi)/幀內(nèi)DCT的一種壓縮了的分量視頻信號(hào)格式。這種SD數(shù)字VCR或DVCR可以數(shù)字地記錄NTSC或PAL電視信號(hào)，并具有足夠的數(shù)據(jù)記錄能力來(lái)記錄高級(jí)的電視信號(hào)。GA信號(hào)的規(guī)范包括在題為″大聯(lián)盟HDTV系統(tǒng)規(guī)范″的草簽規(guī)范文件中，發(fā)表于1994年3月20-24日的″廣播工程會(huì)議第48屆年會(huì)″1994的會(huì)刊中。GA信號(hào)采用的是MPEG兼容的編碼的方法，它利用稱作I幀的幀內(nèi)編碼的圖象、稱作P幀的正向預(yù)測(cè)幀和稱作B幀的雙向預(yù)測(cè)幀。這三種幀的類型出現(xiàn)在稱作GOP，即圖象組的各組中。在一個(gè)GOP中的幀的數(shù)目是可由用戶確定的，可以包括例如15幀。每一個(gè)GOP包括一個(gè)I幀，可有兩個(gè)與之相鄰接的B幀和一個(gè)隨后的P幀。在模擬型消費(fèi)產(chǎn)品VCR中，″特技放像″即諸如圖象在正向和反向的快速播放、快速或慢速的移動(dòng)的TP特征是很便于獲得的，這是因?yàn)槊恳粭l記錄磁跡通常包括一個(gè)電視場(chǎng)。因此，以不同于標(biāo)準(zhǔn)速度的其它的速度再生時(shí)將會(huì)導(dǎo)致一個(gè)或多條磁頭跨過(guò)多個(gè)磁跡并恢復(fù)出可識(shí)別的圖象段。這些圖象段可以被相鄰接并提供一幅可識(shí)別和有用的圖象。高級(jí)電視的或MPEG型的信號(hào)可以包括多組的圖象，即多個(gè)GOP。GOP可以包括例如15個(gè)幀，而且每一個(gè)幀可以占據(jù)磁帶上多個(gè)磁跡來(lái)記錄。例如，如果10條磁跡分配給每一個(gè)幀的話，則一個(gè)15幀的GOP將包括150磁跡。在放像速度運(yùn)行期間，I幀數(shù)據(jù)被恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)的P和B幀的解碼和重建。但是，當(dāng)一個(gè)DVCR運(yùn)行在非標(biāo)準(zhǔn)的重放速度時(shí)，重放磁頭將從多條磁跡上轉(zhuǎn)換多個(gè)部分或數(shù)據(jù)段。不幸的是，這些DVCR磁跡不再代表連續(xù)的圖象場(chǎng)的離散的記錄。相反，這些數(shù)據(jù)段包含的是主要從預(yù)測(cè)的各幀產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。但是，由于預(yù)測(cè)的P和I幀需要在先的數(shù)據(jù)來(lái)協(xié)助解碼的進(jìn)行，所以從這些再生的數(shù)據(jù)片重建出任何有用的幀的可能性大為降低。此外，MPEG數(shù)據(jù)流尤其不能允許數(shù)據(jù)的丟失或竄改。所以，為了提供″特技放像″或非標(biāo)準(zhǔn)速度重放的特征，要求記錄規(guī)定(specific)數(shù)據(jù)，它在TP模式下重放時(shí)能在不需要使用相鄰的或在先的幀信息的條件下實(shí)現(xiàn)圖象的重建。這種規(guī)定數(shù)據(jù)，即″特技放像″數(shù)據(jù)在語(yǔ)義上必須正確，以便實(shí)現(xiàn)MPEG解碼。此外，″特技放像″速度的選擇可能需要不同的TP數(shù)據(jù)導(dǎo)出，還可能需要TP速度專用的一些記錄磁跡位置。為了能夠不使用在先的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，要求從I幀中得出″特技放像″規(guī)定數(shù)據(jù)。該″特技放像″規(guī)定數(shù)據(jù)必須在句法和語(yǔ)義上正確，以實(shí)現(xiàn)解碼，例如由GA或MPEG的兼容的解碼器來(lái)解碼。此外，該″特技放像″即TP數(shù)據(jù)必須插入到MPEG類型的數(shù)據(jù)流中，以便與正常重放的MPEG類型的信號(hào)的數(shù)據(jù)流一起進(jìn)行記錄。這種對(duì)于記錄信道數(shù)據(jù)的容量的共享可能會(huì)對(duì)在可用磁跡容量之內(nèi)所能提供的TP數(shù)據(jù)比特速率方面造成限制。該TP數(shù)據(jù)比特速率可以被多樣地利用，或者是在得出或重建TP圖象的空間或時(shí)間的分辨率之間分享。再生的″特技放像″圖象的質(zhì)量可以由TP數(shù)據(jù)導(dǎo)出的復(fù)雜性所確定。例如，消費(fèi)產(chǎn)品DVCR在記錄期間必須實(shí)際上是實(shí)時(shí)地導(dǎo)出TP數(shù)據(jù)，并且只將名義上的附加數(shù)據(jù)處理費(fèi)用加到DVCR的造價(jià)上。所以，這種實(shí)時(shí)的消費(fèi)產(chǎn)品DVCR″特技放像″的圖象質(zhì)量可能會(huì)出現(xiàn)低于通過(guò)利用復(fù)雜的數(shù)字圖象處理的非實(shí)時(shí)圖象處理所得出TP圖象數(shù)據(jù)的情況。例如，利用非實(shí)時(shí)的TP圖象處理有可能對(duì)于一個(gè)被編輯的節(jié)目作逐個(gè)場(chǎng)景的、按非實(shí)時(shí)的再生速度進(jìn)行的處理，從而使得能應(yīng)用復(fù)雜的數(shù)字圖象處理技術(shù)。這種非實(shí)時(shí)的處理固有地提供出比采用實(shí)時(shí)處理獲得的更高質(zhì)量的″特技放像″圖象。發(fā)明概要本發(fā)明提供了一種用于產(chǎn)生MPEG兼容數(shù)字圖象表征信號(hào)的方法，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行記錄有助于實(shí)現(xiàn)以多于一種速度的再生。所說(shuō)的方法包括以下的步驟接收包括MPEG兼容的數(shù)字圖象表征信號(hào)的數(shù)據(jù)流；解碼所說(shuō)的數(shù)據(jù)流，以便提取幀人編碼的數(shù)據(jù)；從所提取的幀內(nèi)編碼數(shù)據(jù)中存儲(chǔ)規(guī)定的系數(shù)，以便形成具有降低了比特速率的幀內(nèi)編碼的幀；周期地選擇所說(shuō)的減低了比特速率的幀內(nèi)編碼幀，以便形成規(guī)定到一個(gè)特技放像速度的一個(gè)比特流；在所說(shuō)的規(guī)定到所說(shuō)的特技重放速度的比特流和所說(shuō)的數(shù)據(jù)流之間進(jìn)行選擇，以便產(chǎn)生一個(gè)記錄格式化的比特流；并且記錄所說(shuō)的記錄格式化的比特流。附圖簡(jiǎn)述圖1是本發(fā)明的用于實(shí)時(shí)地產(chǎn)生具有低分辨率的″特技放像″數(shù)據(jù)流的一個(gè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的框圖。圖2是本發(fā)明的用于實(shí)時(shí)地產(chǎn)生完整分辨率的″特技放像″數(shù)據(jù)流的另一個(gè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖。圖3示出產(chǎn)生用于將其包括在預(yù)先記錄的數(shù)字記錄中的低分辨率″特技放像″數(shù)據(jù)流的本發(fā)明方法的簡(jiǎn)化框圖。圖4示出產(chǎn)生用于將其包括在預(yù)先記錄的數(shù)字記錄中的″特技放像″數(shù)據(jù)流應(yīng)用的本發(fā)明的另一個(gè)方法的簡(jiǎn)化框圖。圖5示出了預(yù)測(cè)的宏塊的DC系數(shù)的導(dǎo)出。圖6示出了一個(gè)簡(jiǎn)化的局部框圖，示出用于預(yù)先記錄的記錄的非實(shí)時(shí)產(chǎn)生的本發(fā)明的另一個(gè)方法。圖7示出了一個(gè)簡(jiǎn)化的局部框圖，示出用于預(yù)先記錄的記錄的非實(shí)時(shí)產(chǎn)生的本發(fā)明的又一個(gè)方法。詳細(xì)說(shuō)明在一個(gè)消費(fèi)產(chǎn)品數(shù)字VCR中的特技放像數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)產(chǎn)生的主要考慮是所需要的處理的復(fù)雜性和造價(jià)，并且需要將其造價(jià)保持在一個(gè)合理的水平。為此，在實(shí)時(shí)特技放像數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生中所采用的處理可能會(huì)被限制在對(duì)于現(xiàn)存的比特流的片段的提取和對(duì)于比特流的參數(shù)作次要的修正?！逄丶挤畔瘛鍞?shù)據(jù)流必須通過(guò)從原始的數(shù)據(jù)流提取獨(dú)立的內(nèi)部信息片段而實(shí)時(shí)地產(chǎn)生。這種內(nèi)部信息可以來(lái)自幀內(nèi)、數(shù)據(jù)片內(nèi)和/或宏數(shù)據(jù)塊內(nèi)。用于I幀數(shù)據(jù)導(dǎo)出的信號(hào)源的選擇取決于在原始數(shù)據(jù)流中采用的內(nèi)部刷新的形式，并且為了示范的目的而假設(shè)采用的是幀內(nèi)或數(shù)據(jù)片內(nèi)刷新的方法。在第一個(gè)本發(fā)明的實(shí)時(shí)產(chǎn)生的方法中，導(dǎo)出的是一個(gè)低空間分辨率的″特技放像″數(shù)據(jù)流。不論原始的HDTV數(shù)據(jù)流的分辨率如何，該低分辨率的特技放像數(shù)據(jù)流可以具有例如根據(jù)CCIR601標(biāo)準(zhǔn)(720X480象素)的分辨率。由于對(duì)于″特技放像″數(shù)據(jù)流可獲得的有效的比特速率限制在標(biāo)定值2M比特/秒，所以按照此方式采用低的空間分辨率將導(dǎo)致每幀使用不多的比特，并因此能達(dá)到相對(duì)較高的時(shí)間分辨率。但是，只有在一個(gè)高級(jí)電視解碼器和顯示器能夠用于這樣的分辨率時(shí)，這種低的空間分辨率才是實(shí)際的。在本發(fā)明的第二種方法中，產(chǎn)生的特技放像數(shù)據(jù)流具有與原始的HDTV節(jié)目源相同的分辨率，即相同的象素?cái)?shù)。但是由于可用的特技放像比特速率被限制在標(biāo)定為2M比特/秒的記錄通道的容量，因而在空間和時(shí)間的分辨率之間存在一個(gè)折衷關(guān)系。因此這種完整的空間分辨率″特技放像″模式的方案實(shí)際上要求時(shí)間分辨率被減低到與TP數(shù)據(jù)通道的容量剛好是相適應(yīng)。用于一個(gè)低分辨率″特技放像″數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)產(chǎn)生的本發(fā)明的第一個(gè)方法示于圖1中。在該示范性的框圖中，產(chǎn)生5X，18X和35X的特技放像速度。針對(duì)于每一個(gè)TP重放速度，從已收的MPEG型傳送數(shù)據(jù)流中產(chǎn)出低分辨率的幀內(nèi)編碼的各幀。通過(guò)檢測(cè)在分解成數(shù)據(jù)片水平的傳送數(shù)據(jù)流中的MPEG信息頭，可提取幀內(nèi)數(shù)據(jù)片，對(duì)其進(jìn)行處理并將其用于產(chǎn)生在I幀存儲(chǔ)器110中的單一的I幀。數(shù)據(jù)的提取和處理級(jí)100執(zhí)行三項(xiàng)任務(wù)提取宏數(shù)據(jù)塊用于TPI幀的建立；當(dāng)著必要時(shí)，利用進(jìn)行DPCM編碼重新編碼DC變換系數(shù)；以及當(dāng)必要時(shí)去除不希望的AC變換系數(shù)。由于在I幀存儲(chǔ)器110中具有了重建的和存儲(chǔ)的低分辨率的TPI幀，所以它將被用于針對(duì)每一個(gè)特技放像速度的速度規(guī)定數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生中。接收機(jī)05接收對(duì)應(yīng)于一個(gè)MPEG兼容的信號(hào)而被調(diào)制的射頻載波。該調(diào)制了的載波可以是來(lái)自圖上沒(méi)有示出的天線的或電纜的信號(hào)源。接收機(jī)05解調(diào)并處理所接收的載波以便產(chǎn)生一個(gè)MPEG兼容高級(jí)電視傳輸數(shù)據(jù)流09。MPEG兼容高級(jí)電視傳輸數(shù)據(jù)流09在框20中被解多路，以便只獲得對(duì)應(yīng)于高級(jí)電視視頻信息的打包的基本數(shù)據(jù)流，即PES數(shù)據(jù)流。該P(yáng)ES數(shù)據(jù)流在框30中解碼，以便從數(shù)據(jù)包中提取MPEG編碼的視頻數(shù)據(jù)流負(fù)載。由于已經(jīng)提取了MPEG編碼的數(shù)據(jù)流，因而能夠檢測(cè)并提取所需要的幀內(nèi)編碼信息。序列檢測(cè)框40檢驗(yàn)該比特?cái)?shù)據(jù)流，尋找以25個(gè)″0″和隨后的一個(gè)″1″為特征的起始碼的出現(xiàn)，其后接著的是指示MPEG視頻標(biāo)題的一個(gè)8比特的地址。圖象檢測(cè)是在框50中進(jìn)行，并在框60中檢測(cè)數(shù)據(jù)片層。由于將被重建的是一個(gè)編碼內(nèi)的″特技放像″的I幀，所以只提取一些內(nèi)部數(shù)據(jù)片。內(nèi)部數(shù)據(jù)片只包括內(nèi)編碼的宏數(shù)據(jù)塊，并且以在數(shù)據(jù)片標(biāo)題中的1比特的內(nèi)部數(shù)據(jù)片標(biāo)志位為特征。所以，當(dāng)著內(nèi)部數(shù)據(jù)片標(biāo)志位被置為1時(shí)，則整個(gè)數(shù)據(jù)片被送到“數(shù)據(jù)提取和處理”級(jí)100。框70的幀內(nèi)檢測(cè)處理假設(shè)采用幀內(nèi)或數(shù)據(jù)片內(nèi)的刷新技術(shù)，并假設(shè)當(dāng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)候設(shè)置數(shù)據(jù)片標(biāo)題中的內(nèi)數(shù)據(jù)片的標(biāo)志。如果該內(nèi)部數(shù)據(jù)片標(biāo)志不被設(shè)置或宏數(shù)據(jù)塊內(nèi)的刷新被采用，則要求深入到宏數(shù)據(jù)塊等級(jí)的進(jìn)一步的檢測(cè)等級(jí)。數(shù)據(jù)提取和處理級(jí)100從在框70中提取的碼內(nèi)部宏數(shù)據(jù)塊中只選擇被用于構(gòu)成各種特技放像數(shù)據(jù)流的幀內(nèi)信息。此外，該級(jí)還執(zhí)行為了保證句法和語(yǔ)義正確性以便實(shí)現(xiàn)重建的TPI幀的MPEG的兼容性而可能需要的任何處理。由于重建的TPI幀具有比原始的MPEG數(shù)據(jù)流要低的空間分辨率，所以只需要被檢出的宏數(shù)據(jù)塊內(nèi)的一個(gè)子集。為了確定哪一些宏數(shù)據(jù)塊即MB被保留和哪一些將被放棄，可以采用數(shù)學(xué)函數(shù)或預(yù)定的查詢表。這將導(dǎo)致從所選擇的宏數(shù)據(jù)塊的組合物(patchwork)產(chǎn)生出較低空間分辨率的幀的結(jié)果?？刂破骷?jí)90被耦合到數(shù)據(jù)的提取和處理級(jí)100，并提供數(shù)學(xué)函數(shù)所需要的計(jì)算或提供用于確定宏數(shù)據(jù)塊選擇的查詢表。在新的低清晰度I幀中，MB位置(mb(i，j)，i＝0，1，2…n-1，j＝0，1，2，…m-1，其中m和n分別是新的I幀以MB計(jì)的寬度和高度，而i和j表示該MB的行和列)和原始的全分辨率的幀(MB(I，J)，I＝0，1，2，…N-1，J＝0，1，2，…M-1，其中M和N分別是在原始的I幀以MB計(jì)的寬度和高度，而I和J表示該MB的行和列)之間的關(guān)系由下式給定i(低分辨率的行)＝[I.(n-1)/(N-1)]j(低分辨率的列)＝[J.(m-1)/(M-1)]其中的方括號(hào)[X]的乘積表示最接近X的整數(shù)值。低分辨率的TPI幀使用的是來(lái)自原始幀的宏數(shù)據(jù)塊的一個(gè)子集，將其余的沒(méi)有被選用的MB放棄。圖5示出了示范性的4∶2∶0的取樣信號(hào)，包括三個(gè)編碼內(nèi)的宏數(shù)據(jù)塊MB1，MB2和MB3，其中的每一個(gè)包括數(shù)據(jù)塊0，1，2，3，4，和5。其中將宏數(shù)據(jù)塊2劃去，說(shuō)明在重建減低了分辨率的TPI幀中是不使用的數(shù)據(jù)塊。每一個(gè)亮度和色度數(shù)據(jù)塊的DC系數(shù)在圖5中用黑色的條紋表示。利用將從該數(shù)據(jù)片的緊臨在先的MB的最后的DC系數(shù)所預(yù)測(cè)的一個(gè)MB的第一塊的DC系數(shù)，從每一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊之內(nèi)預(yù)測(cè)各DC系數(shù)。圖5中的箭頭示出了預(yù)測(cè)的順序。因此，如果在先的MB，例如圖5中的MB2不被選用，則某些確定的DC系數(shù)必須從最新的鄰接的宏數(shù)據(jù)塊中重新計(jì)算，如圖5中的箭頭NEW所示，并且利用DPCM重新編碼。這種重新編碼的處理是在宏數(shù)據(jù)塊被寫入I幀存儲(chǔ)器110中時(shí)執(zhí)行的。如果HDTV的視頻序列是源于隔行掃描的信號(hào)源，則可以包括一個(gè)供選擇處理的步驟，以便去除因凍結(jié)了含有運(yùn)動(dòng)的隔行場(chǎng)而表現(xiàn)出的隔行″閃爍″。如果重建的特技放像數(shù)據(jù)流的時(shí)間分辨率是使得同一幀(兩場(chǎng))被顯示多于一幀的周期，則這種隔行的″閃爍″是十分引人注目的。在場(chǎng)內(nèi)編碼的宏數(shù)據(jù)塊中，這種″閃爍″的人為干擾可以通過(guò)將宏數(shù)據(jù)塊的頂部的兩個(gè)數(shù)據(jù)塊(即數(shù)據(jù)塊0和數(shù)據(jù)塊1)復(fù)制到下面的兩個(gè)數(shù)據(jù)塊(即數(shù)據(jù)塊2和數(shù)據(jù)塊3)而加以消除。這種在宏數(shù)據(jù)塊中的復(fù)制有效地使得兩場(chǎng)相同，從而從該幀中去除了任何的場(chǎng)-場(chǎng)移動(dòng)。這種重新編碼的過(guò)程是在宏數(shù)據(jù)塊并被寫入到I幀存儲(chǔ)器110中時(shí)執(zhí)行的。由處理級(jí)100執(zhí)行的另一個(gè)功能是從每一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊中去除AC系數(shù)，由于特技放像數(shù)據(jù)流只能得到低的比特速率，所以這種AC系數(shù)不能被最新重建的TPI幀容納下。為了完成這功能，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊都被可變長(zhǎng)度解碼到這樣的程度，使得其中的數(shù)據(jù)塊將被一些零填充，這些零就指示該數(shù)據(jù)塊的最后系數(shù)。用于每一個(gè)數(shù)據(jù)塊的比特?cái)?shù)在一個(gè)緩存器中存儲(chǔ)和累加。這些比特被計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)超過(guò)一個(gè)預(yù)定數(shù)目時(shí)，剩余的AC系數(shù)被廢棄即被刪除。每一個(gè)TPMB的比特?cái)?shù)取決于針對(duì)每一個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流所允許的總速率和時(shí)間分辨率即每一秒鐘幀刷新的數(shù)目。圖1的框圖示出的是具有同一個(gè)分配比特速率的特技放像數(shù)據(jù)流的形成。如果各TP速度之間速率的差異很大，例如對(duì)每一個(gè)速度提供不同的分辨率，則保存在I幀存儲(chǔ)器110中的AC系數(shù)的數(shù)目將也會(huì)隨著每一個(gè)速度的不同而不同。因此，I幀存儲(chǔ)器110不能被共用，而針對(duì)每一個(gè)TP速度或每一個(gè)比特速率可能需要分別的I幀存儲(chǔ)器。在I幀存儲(chǔ)器110中組合的本發(fā)明的低分辨率的TPI幀被耦合到三個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流產(chǎn)生級(jí)；到框145，5倍；到框160，18倍和到框170，35倍。在圖1的范例中，每一個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流都可以被分配相同的比特速率和時(shí)間分辨率，此圖可以代表一個(gè)優(yōu)先選用的構(gòu)型。但是，不是每一個(gè)重建的TPI幀都被用于每一個(gè)TP速度。例如，如果在原始的數(shù)據(jù)流中的I幀的刷新速率是每15幀一次(M＝15)且每一個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流使用的時(shí)間分辨率被選擇為3，即在幀的刷新之間的幀的次數(shù)，則對(duì)于5倍速而言(5X速度).(3幀重復(fù))/(15幀的刷新)＝1.0因此，每一個(gè)TPI幀都將被采用。相似地，對(duì)于18X和35X速度來(lái)說(shuō)，(18).(3)/(15)＝3.6(35).(3)/(15)＝7.0因此，在18X的速度，近似是每第三個(gè)或第四個(gè)I幀被使用，而在35X的速度，每第七個(gè)I幀被使用。如果假定在一個(gè)高級(jí)電視數(shù)據(jù)流中的內(nèi)刷新周期是0.5秒(對(duì)于30fps的信號(hào)源M＝15)，則用于5X速度的三幀的保持時(shí)間是最高可能的TP時(shí)間分辨率。為了簡(jiǎn)化和統(tǒng)一，三幀的保持時(shí)間可以被用于其余的TP速度。兩幀或單幀的保持時(shí)間的更高的時(shí)間分辨率可被用于更高的TP速度，因?yàn)樘幵谳^高的速度下較低的時(shí)間分辨率可以給出比實(shí)際特技放像速度更慢的虛假的感覺(jué)。假設(shè)有效的特技放像的比特速率是恒定的，則一個(gè)較高的時(shí)間分辨率的供應(yīng)必然會(huì)要求一個(gè)較低的空間分辨率質(zhì)量。根據(jù)由添加適當(dāng)?shù)腗PEG圖象標(biāo)題和PES層的框145、160和170所提供的TP速度，重建的TPI幀被從I幀存儲(chǔ)器110中讀出并被打包。緩存器15對(duì)于MPEG兼容高級(jí)電視傳輸數(shù)據(jù)流09進(jìn)行緩存，產(chǎn)生用于正常放像速度處理的一個(gè)傳送數(shù)據(jù)流，信號(hào)10。正常重放傳送數(shù)據(jù)流10被耦合到多路復(fù)用器MUX150。多路復(fù)用器MUX150響應(yīng)記錄器210的伺服信號(hào)而被受控，以產(chǎn)生具有一個(gè)序列的輸出比特?cái)?shù)據(jù)流，以便當(dāng)記錄時(shí)產(chǎn)生一種預(yù)定的磁跡格式。記錄的磁跡格式被選擇，以便提供所希望的已經(jīng)記錄的TP比特速率，并安排在規(guī)定的記錄磁跡內(nèi)的速度規(guī)定TPI幀數(shù)據(jù)包的特定物理位置。所記錄的磁跡格式因此協(xié)助實(shí)現(xiàn)了以正常速度和以預(yù)定的特技放像速度進(jìn)行的重放。這些TPI幀數(shù)據(jù)包5X信號(hào)121，18X信號(hào)131和35X信號(hào)141，被耦合到多路復(fù)用器MUX150，它將格式化每一個(gè)TP速度的I幀數(shù)據(jù)包插入到正常的重放傳送數(shù)據(jù)流中。因此格式化了一個(gè)有效的MPEG型的傳送數(shù)據(jù)流，用于記錄器210的記錄處理，并記錄在磁帶220上。為了減小TP比特速率，可以通過(guò)在視頻數(shù)據(jù)流中的I幀之間寫入空白的P幀的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)幀重復(fù)或保持時(shí)間，以取代重復(fù)的TPI幀。一個(gè)空白的P幀導(dǎo)致解碼器從在先的幀，即TPI幀進(jìn)行預(yù)測(cè)。此外，可以通過(guò)在PES層中設(shè)置DSM特技模式標(biāo)志并通過(guò)計(jì)算出現(xiàn)時(shí)間標(biāo)記和解碼時(shí)間標(biāo)記PTS/DTS的值來(lái)實(shí)現(xiàn)幀的重復(fù)，以便使得每一個(gè)TPI幀由所需相隔幀次數(shù)的數(shù)目所表示。任何一種幀的重復(fù)的方法都能產(chǎn)生相同的結(jié)果。但是，第二種方法不要求對(duì)于重放的TP數(shù)據(jù)流的附加處理，因此不對(duì)設(shè)備添加額外的造價(jià)。但是該第二種方法要求供選擇的DSM特技模式標(biāo)志在高級(jí)電視解碼器中得到支持。利用該第二種方法，在高級(jí)電視解碼器中實(shí)施附加的處理。任何一種的幀重復(fù)方法都可以由框145、160和170在速度規(guī)定數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生期間實(shí)現(xiàn)。上述的本發(fā)明的特技放像數(shù)據(jù)流產(chǎn)生技術(shù)被用于產(chǎn)生5X、18X和35X的特技放像速度，具有720×480象素的空間分辨率和2.0Mbps的有效的特技放像數(shù)據(jù)速率。各種的特技放像速度由以下幾點(diǎn)來(lái)評(píng)價(jià)和進(jìn)行歸納用于每一個(gè)特技放像速度的數(shù)據(jù)被產(chǎn)生，它表示獨(dú)立的低分辨率(720×480象素)、MPEG兼容的傳送數(shù)據(jù)流。每一個(gè)TP數(shù)據(jù)流只包括幀內(nèi)編碼的幀，因此允許同一個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流被用于快速正向和快速反向的TP模式。為了獲得16∶9的寬高比，實(shí)際的空間圖象的尺寸被取樣成720×384個(gè)象素，TP圖象的上部和下部的剩余的面積采用黑色。使用的時(shí)間分辨率是恒定的三幀的保持時(shí)間，實(shí)現(xiàn)每一秒鐘10幀的有效速率。特技放像數(shù)據(jù)流的每一個(gè)I幀由從原始數(shù)據(jù)流中選擇所取樣的宏數(shù)據(jù)塊組成。該2.0Mbit/sec的比特速率和三幀的保持時(shí)間使得大多數(shù)的AC系數(shù)保留在所選的宏數(shù)據(jù)塊中，用作典型的測(cè)試的目的?？偟闹饔^上的空間分辨率是相當(dāng)好的，它取決于信號(hào)源中的移動(dòng)量和圖象的復(fù)雜性。10fps的圖象速率提供了良好的時(shí)間分辨率。特技放像數(shù)據(jù)流可被解碼，以便產(chǎn)生可被識(shí)別的特技放像的視頻圖象，因此可用于磁帶的檢索。前面討論的本發(fā)明的低分辨率實(shí)時(shí)特技放像模式以相對(duì)較高的時(shí)間分辨率產(chǎn)生可識(shí)別的空間圖象。但是，象已經(jīng)提到的那樣，如果一個(gè)高級(jí)電視接收機(jī)/解碼器單元是可操作在低分辨率的話，例如根據(jù)CCIR第601號(hào)建議書提出的分辨率，就可以采用這種模式。但是，如果不提供在低分辨率的操作，則就必須導(dǎo)出具有標(biāo)稱上相同的空間分辨率的特技放像數(shù)據(jù)，即其象素量與原始的信號(hào)源相同。圖2示出了一個(gè)本發(fā)明的示范性的系統(tǒng)，用于產(chǎn)生全分辨率的實(shí)時(shí)特技放像數(shù)據(jù)流。示出了5倍、18倍和35倍的三個(gè)特技放像速度。圖2示出的全分辨率的方案和圖1示出的低分辨率的方案之間的差別在于數(shù)據(jù)的提取和處理框105，以及數(shù)據(jù)流產(chǎn)生框155、165和175。在框20、30、40、50、60和70中描繪的傳送數(shù)據(jù)流的解碼和內(nèi)部檢測(cè)，其運(yùn)行和作用與對(duì)圖1的低分辨率TP系統(tǒng)所描述的一樣。象對(duì)于低分辨率的TP系統(tǒng)所描述的那樣，數(shù)據(jù)提取和處理級(jí)，框105的用途是只提取幀內(nèi)信息，這對(duì)于形成特技放像數(shù)據(jù)流和執(zhí)行任何確保產(chǎn)生TPI幀句法和語(yǔ)義的正確性所需的任何處理都是需要的。框105的功能不同于框100，其在于再生的I幀必須和原始的數(shù)據(jù)流有相同的分辨率或象素?cái)?shù)。因此，所有幀內(nèi)宏數(shù)據(jù)塊都被用于重建新的TPI幀。由于沒(méi)有MB被刪除，所以不要求DC變換系數(shù)的重新編碼。處理框105的主要功能是從每一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊去除AC系數(shù)，此系數(shù)因?yàn)樘丶挤畔癖忍厮俾实木壒什荒鼙恍碌腡PI幀容納下。低的TP信道比特速率(標(biāo)定值是2M.bit/sec)迫使在所使用的AC系數(shù)值(即空間分辨率)和時(shí)間分辨率(即特技放像數(shù)據(jù)流的幀刷新速率和時(shí)間分辨率、或特技放像數(shù)據(jù)流的幀刷新速率)之間作取舍。這種空間-時(shí)間分辨率的取舍也出現(xiàn)在低的分辨率數(shù)據(jù)流的導(dǎo)出過(guò)程中。但是在一個(gè)全分辨率的幀中，即在有相同的象素計(jì)數(shù)的分辨率的幀中，單是DC系數(shù)就可能表現(xiàn)出比匯合在低分辨率TP幀中的全部的AC和DC系數(shù)還要多的比特。因此，在每個(gè)全分辨率的宏數(shù)據(jù)塊中即使是很少的有限的任何一些AC系數(shù)，都將在時(shí)間分辨率方面產(chǎn)生顯著的下降，即幀的刷新時(shí)間被加長(zhǎng)，以更多的幀重復(fù)。所以，為了有助于在全分辨率特技放像數(shù)據(jù)流中的恒定的時(shí)間分辨率，一個(gè)系統(tǒng)可以只采用每一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊的DC系數(shù)，而將所有的AC系數(shù)放棄。此外，對(duì)于AC系數(shù)的放棄，降低了處理的復(fù)雜性，因?yàn)橹灰驞C系數(shù)的DPCM值進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。圖2示出一個(gè)示范性系統(tǒng)，其中的每一個(gè)特技放像速度具有相同的比特速率，并且因此可以在三個(gè)TP速度之間共享同一個(gè)I幀存儲(chǔ)器。如前面所討論的那樣，如果HDTV視頻信號(hào)圖象是由隔行掃描所產(chǎn)生，則可以包括一個(gè)可供選擇的步驟，以去除因凍結(jié)了含有運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)而展示出的隔行″閃爍″。已經(jīng)描述了一個(gè)這樣的方法。但是，由于這一示范性的高分辨率的TP系統(tǒng)只使用DC變換系數(shù)，所以可以通過(guò)把在圖象編碼擴(kuò)展段里的幀預(yù)測(cè)幀的dct標(biāo)志設(shè)置成″1″而提供一個(gè)更簡(jiǎn)單和更有效的方法。這一個(gè)標(biāo)志指示出所有的MB都是被幀編碼的，因而將可能產(chǎn)生″閃爍″的前一個(gè)場(chǎng)編碼的數(shù)據(jù)塊解碼成為幀編碼的數(shù)據(jù)塊。結(jié)果是每一個(gè)場(chǎng)將被一個(gè)數(shù)據(jù)塊的上部或下部所放入，而將任何的″閃爍″去除。這種閃爍消除的方法還降低了使用在宏數(shù)據(jù)塊模式段里的比特?cái)?shù)目，因?yàn)槿绻麕A(yù)測(cè)幀dct標(biāo)志被置成″1″的話，該dct類型標(biāo)志就不會(huì)再出現(xiàn)。重建的TPI幀被匯合在存儲(chǔ)器115中，并被耦合到三個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流產(chǎn)生級(jí)中在框155中的5倍速；在框165中的18倍速和在框175中的35倍速。圖2中的示范性的系統(tǒng)假設(shè)每一個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流具有相同的有效比特?cái)?shù)據(jù)流并因此有相同的近似時(shí)間分辨率。象先前討論的那樣，不是每一個(gè)重建的TPI幀都被用于每一個(gè)速度。然而，由于下列的原因使得TPI幀的使用進(jìn)一步受到限制。雖然每一個(gè)TPI幀具有相同的系數(shù)的數(shù)目，例如只有DC系數(shù)，但是每一個(gè)TPI幀可能不具有相同的比特?cái)?shù)，因?yàn)樵揇C系數(shù)被可變長(zhǎng)度編碼。所以，針對(duì)每一個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流不能固定一個(gè)恒定的時(shí)間分辨率或幀的保持時(shí)間。相反，幀的保持時(shí)間將隨著編碼或形成每一個(gè)TPI幀所需的比特?cái)?shù)在時(shí)間上稍有變化。對(duì)于每一個(gè)特技放像速度，分別的″數(shù)據(jù)流產(chǎn)生″級(jí)155、165和175將一直等待到在緩存器105中積累了足夠的比特，以便編碼一個(gè)TPI幀。然后，如果在此時(shí)累加在緩存器105中的TPI幀是一個(gè)新的TPI幀，即還沒(méi)有以規(guī)定的特技放像速度被編碼，則該TPI幀被編碼，并將使用的比特?cái)?shù)從可得到的比特?cái)?shù)中減去。如果每一個(gè)I幀是相同的大小且每一個(gè)特技放像速度被分配給相同的有效比特速率，則本方案相當(dāng)于對(duì)低的分辨率系統(tǒng)所描述的方案，且?guī)乃⑿轮芷趯?duì)于所有的速度將是恒定的。重建的TPI幀從存儲(chǔ)器115中讀出，并由數(shù)據(jù)流產(chǎn)生器155、165和175進(jìn)行打包，以便以詳述于低分辨率的系統(tǒng)的完全相同的方式形成一個(gè)MPEG兼容的傳送數(shù)據(jù)流。上述的本發(fā)明的全空間分辨率的特技放像數(shù)據(jù)流產(chǎn)生技術(shù)是以2。0Mbps的有效特技放像數(shù)據(jù)速率針對(duì)5X、18X和35X的特技放像速度作評(píng)價(jià)的。其性能可被總結(jié)如下獨(dú)立的僅為TPI幀的MPEG兼容的傳送數(shù)據(jù)流可針對(duì)每一個(gè)特技放像速度而被記錄。時(shí)間分辨率隨著場(chǎng)景的復(fù)雜性改變，且比前述的低的空間分辨率特技放像系統(tǒng)為低，即具有更長(zhǎng)的幀保持時(shí)間。對(duì)典型的信號(hào)源素材的經(jīng)驗(yàn)得出的平均保持時(shí)間和保持時(shí)間的變化在下表中示出</tables>注意，由于相等的有效特技放像比特率被用于所有的速度，所以該時(shí)間分辨率對(duì)于每一個(gè)速度總是相似的(即使不是相等的)。每一個(gè)TPI幀只使用DC系數(shù)。由于只使用DC系數(shù)，空間分辨率的總體質(zhì)量只是尚可的水平。時(shí)間分辨率的質(zhì)量可以在差和尚可之間改變，取決于TP編碼素材內(nèi)的復(fù)雜性程度。但是，產(chǎn)生的特技放像圖象是可以識(shí)別的，并且對(duì)于磁帶檢索用途來(lái)說(shuō)是可以接受的。在實(shí)時(shí)特技放像和預(yù)先記錄的特技放像數(shù)據(jù)流的導(dǎo)出之間的主要差別是來(lái)源于在消費(fèi)產(chǎn)品錄像機(jī)/放像機(jī)中的對(duì)于造價(jià)的限制和復(fù)雜性的缺少。消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)備必須在記錄正常的重放數(shù)據(jù)時(shí)導(dǎo)出和記錄特技放像數(shù)據(jù)流，即特技放像數(shù)據(jù)流是實(shí)時(shí)導(dǎo)出的。利用預(yù)先記錄內(nèi)容的特技放像數(shù)據(jù)流可以直接從原始圖像源導(dǎo)出，而不是從壓縮了的經(jīng)MPEG編碼的數(shù)據(jù)流中導(dǎo)出。速度規(guī)定的各TP數(shù)據(jù)流可以彼此獨(dú)立地并與實(shí)際記錄內(nèi)容無(wú)關(guān)的導(dǎo)出。所以，預(yù)先記錄的特技放像數(shù)據(jù)可以按非實(shí)時(shí)的方式導(dǎo)出，有可能是以非標(biāo)準(zhǔn)或較慢的幀重復(fù)速率導(dǎo)出。由于不再受消費(fèi)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)方法的限制，所以由預(yù)先記錄的節(jié)目所達(dá)到的特技放像的再生質(zhì)量可以是相當(dāng)高的。本發(fā)明的預(yù)先記錄的TP數(shù)據(jù)導(dǎo)出的第一種方法提供了例如CCIR的601號(hào)推薦的空間分辨率，具有720×480象素的分辨率，而不管原始的HDTV數(shù)據(jù)流的分辨率的情況如何。本發(fā)明的第二種方法構(gòu)成與原始HDTV節(jié)目相同的分辨率，即相同的象素?cái)?shù)的特技放像數(shù)據(jù)流。圖3示出一個(gè)示范性方框圖，表示本發(fā)明的用于產(chǎn)生低分辨率、預(yù)先記錄的特技放像數(shù)據(jù)流的方法。不考慮原始HDTV視頻信號(hào)09的格式如何，時(shí)間處理框30執(zhí)行時(shí)間亞取樣，產(chǎn)生30Hz的逐行信號(hào)31。根據(jù)是否原始信號(hào)源的節(jié)目?jī)?nèi)容為59。94/60Hz的逐行幀速率或29。97/30Hz的隔行幀速率，該處理級(jí)的操作可以是不同的。可以通過(guò)從序列中丟掉每一個(gè)第二幀的方法使得逐行掃描信號(hào)源的節(jié)目的幀速率降低。通過(guò)丟掉交替幀，一個(gè)逐行的序列形成具有原始信號(hào)源的節(jié)目的時(shí)間分辨率的一半。對(duì)于隔行的信號(hào)源的節(jié)目，幀速率保持不變，但是每一幀只有一場(chǎng)被使用。這一處理形成一個(gè)一半垂直分辨率和相同的幀速率的逐行序列。逐行掃描的幀信號(hào)31被耦合到框40，產(chǎn)生更低分辨率的信號(hào)，具有例如由CCIR建議601所發(fā)表的分辨率。每一個(gè)逐行掃描的幀被重新取樣成720×384象素，以便保持16∶9的寬高比，并以黑色的頂部和底部邊框作填充，以便產(chǎn)生“信箱”式樣的720×480象素的信號(hào)?，F(xiàn)在，由41表示的HDTV信號(hào)具有720×480象素的較低的空間分辨率，以30Hz的幀速率作逐行掃描。信號(hào)41耦合到框50、60、70，實(shí)施速度相關(guān)的時(shí)間亞取樣。重建每一個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流，以具有相同的時(shí)間分辨率或2幀的幀保持時(shí)間，即，每一個(gè)幀將被重復(fù)一次。所以，在N倍的特技放像速度時(shí)，幀速率從30Hz降低到30/2NHz。所以，產(chǎn)生出如下的記錄幀速率5X變成30/10Hz，18X變成30/36Hz，35X變成30/70Hz。由于每一個(gè)幀是顯示兩次且顯示的速率是30Hz，所以在每一個(gè)TP速度的場(chǎng)景內(nèi)容的有效速度保持是正確的。時(shí)間亞取樣框50、60、70分別地產(chǎn)生輸出比特?cái)?shù)據(jù)流51、61、71，它們被耦合到相應(yīng)的MPEG編碼器120、130和140，以便形成MPEG兼容的比特?cái)?shù)據(jù)流。由于用于每一個(gè)速度的MPEG兼容編碼是相同的，并且由于在一個(gè)預(yù)先記錄的環(huán)境中不需要實(shí)時(shí)處理，所以相同的MPEG編碼硬件可被使用于編碼正常的重放數(shù)據(jù)流和每一個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流。此共同使用是由包括MPEG編碼器框100、120、130和140的MPEG編碼器框的虛線所指示。已時(shí)間亞取樣的比特?cái)?shù)據(jù)流51、61、71經(jīng)MPEG編碼成I幀。采用如先前描述的位于在PES層中的DSM特技放像標(biāo)志位將每一個(gè)I幀重復(fù)一次。這將產(chǎn)生表示正常重放速度NP的MPEG兼容的數(shù)據(jù)流101、特技放像速度5X的數(shù)據(jù)流121、特技放像速度18X的數(shù)據(jù)流131和特技放像速度35X的數(shù)據(jù)流141，并耦合至多路復(fù)用器150進(jìn)行記錄格式化。多路復(fù)用器150在各種的MPEG數(shù)據(jù)流之間作有效的選擇，以便產(chǎn)生同步數(shù)據(jù)塊格式信號(hào)200，該信號(hào)適用于由記錄重放系統(tǒng)210進(jìn)行記錄處理并寫入到磁帶220。如在先所示，預(yù)定的TP速度的使用使得速度規(guī)定的TP數(shù)據(jù)能被定位或被記錄在記錄磁跡里的專用同步塊位置。由此，多路復(fù)用器150格式化同步數(shù)據(jù)塊信號(hào)200，以便將速度規(guī)定的TPI幀數(shù)據(jù)放置在記錄磁跡之內(nèi)的規(guī)定的同步數(shù)據(jù)塊位置。這些規(guī)定的位置實(shí)現(xiàn)了以各種規(guī)定的TP速度的再生。圖6示出了一個(gè)局部框圖，表示根據(jù)本發(fā)明的圖3的另一個(gè)非實(shí)時(shí)″特技放像″設(shè)備的裝置。速度經(jīng)專門處理了的TP信號(hào)51、61和71耦合到存儲(chǔ)器520、530和540，它們分別存儲(chǔ)5倍、18倍和35倍的已經(jīng)處理的數(shù)字圖象信號(hào)。原始的HDTV信號(hào)09也被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器500中。對(duì)于預(yù)先記錄的介質(zhì)或磁帶的制作，是通過(guò)在各種存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)源之間順序的選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便形成由編碼器100作MPEG編碼并記錄在介質(zhì)上的一個(gè)輸出信號(hào)。多路復(fù)用器150受控在各種數(shù)字信號(hào)源中作選擇，以形成用于進(jìn)行MPEG編碼的一個(gè)輸出信號(hào)。MPEG編碼的信號(hào)200具有各種信號(hào)的成分，從而使得一個(gè)記錄能夠被以正常的和特技的速度重放。因此本發(fā)明圖6的裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)于正常的重放和特技放像數(shù)字信號(hào)源的非實(shí)時(shí)的和獨(dú)立的導(dǎo)出，以便編碼成為MPEG兼容的比特?cái)?shù)據(jù)流。圖7示出了一個(gè)局部框圖，表示根據(jù)本發(fā)明的圖3的另一種非實(shí)時(shí)″特技放像″設(shè)備的裝置。在圖7中，正常的重放和特技放像的已經(jīng)處理的數(shù)字信號(hào)09、51、61和71都被耦合成便于由編碼器100編碼成MPEG兼容的比特?cái)?shù)據(jù)流。借助于非實(shí)時(shí)的信號(hào)處理和預(yù)先記錄的內(nèi)容的制備，信號(hào)09、51、61和71可被分別地導(dǎo)出，并被單獨(dú)地耦合以用于由單一的編碼器100進(jìn)行的MPEG編碼。單獨(dú)編碼的MPEG比特?cái)?shù)據(jù)流101、121、131和141被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器550、560、570和580中，其分別地表示正常重放和5X、18X和35X的特技放像的比特?cái)?shù)據(jù)流。存儲(chǔ)器550、560、570和580產(chǎn)生用于耦合到多路復(fù)用器150的輸出信號(hào)501、521、531和541，該多路復(fù)用器受控地響應(yīng)于記錄器210，以便產(chǎn)生一個(gè)MPEG兼容的記錄比特流，它被格式化以便提供以正常放像速度和以預(yù)定″特技放像″速度的再生。上述的在圖3中示出的示范性的低的空間分辨率的TP系統(tǒng)產(chǎn)生的特技放像質(zhì)量顯著地高于來(lái)自實(shí)時(shí)導(dǎo)出的特技放像比特?cái)?shù)據(jù)流所能夠達(dá)到的質(zhì)量。產(chǎn)生的這種結(jié)果可總結(jié)如下。在記錄期間，將一個(gè)獨(dú)立的僅有I幀的低分辨率(720×480)的MPEG兼容數(shù)據(jù)流寫到磁帶，用于每一個(gè)特技放像速度。實(shí)際的空間圖象的規(guī)格是720×384個(gè)象素，實(shí)現(xiàn)以″信箱″式樣表示的16∶9的寬高比。對(duì)于每一個(gè)特技放像速度，時(shí)間分辨率實(shí)際上達(dá)到15幀/秒，且對(duì)于每一個(gè)種速度都能夠達(dá)到從良好到優(yōu)秀的質(zhì)量并保持不變。根據(jù)信號(hào)源素材的復(fù)雜性，由2.0Mbps的數(shù)據(jù)速率產(chǎn)生的空間分辨率和720×480個(gè)象素的分辨率是從良好到很好?？傮w上，由這種方案提供的特技放像圖象質(zhì)量是很高的。上述的示出在圖3中的低分辨率的預(yù)先記錄的特技放像系統(tǒng)以相當(dāng)高的時(shí)間分辨率產(chǎn)生良好的質(zhì)量的空間圖象。不過(guò)，倘若高級(jí)電視解碼器/接收機(jī)單元是能夠支持較低的分辨率的顯示格式，則可采用這樣一種低分辨率的方法。圖4是本發(fā)明的全分辨率的預(yù)先記錄的特技放像數(shù)據(jù)流產(chǎn)生系統(tǒng)的示范性的框圖，它提供5X、18X和35X的特技放像速度。如前所說(shuō)，預(yù)先記錄的特技放像數(shù)據(jù)流的導(dǎo)出可以從原始的未經(jīng)壓縮的信號(hào)源節(jié)目中產(chǎn)生。圖4示出了正常的重放和特技放像的比特?cái)?shù)據(jù)流的產(chǎn)生，但是，這些數(shù)據(jù)流可以彼此獨(dú)立地直接從HDTV信號(hào)源產(chǎn)生。由于這一系統(tǒng)提供的是全分辨率，所以，不需要空間亞取樣，并因此所需的處理比圖3示出的情況要少。由于可以采用原始的未經(jīng)壓縮的信號(hào)源節(jié)目，所以可以準(zhǔn)確地選取適合特技放像速度的那些即將幀內(nèi)編碼的幀，而不是從已編碼的數(shù)據(jù)流中選擇I幀。此外，可以保持恒定的時(shí)間刷新速率，這對(duì)于用戶尤為令人高興。示出的原始的HDTV視頻信號(hào)09被耦合到產(chǎn)生用于正常速度操作的一個(gè)MPEG數(shù)據(jù)流101的MPEG編碼器100。信號(hào)09還被耦合到框55、65和75中以分別地進(jìn)行時(shí)間亞取樣。對(duì)于一個(gè)N倍的特技放像速度，只有每第N個(gè)信源幀才被利用來(lái)進(jìn)行編碼。但是，根據(jù)在空間和時(shí)間分辨率之間的所希望的取舍，用于進(jìn)行編碼的實(shí)際的幀可能較接近每一個(gè)第5幀或第8幀，以便提供一個(gè)可接受的空間分辨率。因此，幀的保持時(shí)間，即時(shí)間分辨率，與在先描述的實(shí)時(shí)的全分辨率的系統(tǒng)的情況相似。當(dāng)選定了幀的保持或刷新時(shí)間，例如，對(duì)于每一個(gè)N倍的特技放像速度的每第5N個(gè)幀，HDTV數(shù)據(jù)流信號(hào)09將被針對(duì)每一個(gè)TP速度作時(shí)間亞取樣。該5倍的TP數(shù)據(jù)流是在框55中導(dǎo)出，它被以因數(shù)1/5N，即1/25作時(shí)間亞取樣，即在25幀中的一幀被選擇用于產(chǎn)生輸出信號(hào)56。相似地，18倍的TP數(shù)據(jù)流在框65中導(dǎo)出，以因數(shù)1/5N，即1/90進(jìn)行時(shí)間亞取樣并產(chǎn)生輸出信號(hào)66。35倍的TP數(shù)據(jù)在框75中導(dǎo)出，按因數(shù)1/5N，即1/175作時(shí)間亞取樣并產(chǎn)生輸出信號(hào)76。這三個(gè)亞取樣的TP比特?cái)?shù)據(jù)流信號(hào)56、66和76被耦合，用以分別在編碼器框120、130和140中進(jìn)行MPEG編碼。由于MPEG兼容的編碼對(duì)于每一個(gè)速度是相同的，還由于在預(yù)先記錄的環(huán)境中不需要進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，所以能夠使用相同的MPEG編碼硬件來(lái)編碼正常重放的數(shù)據(jù)流和每一個(gè)特技放像的數(shù)據(jù)流。這種使用中的共用性由包括MPEG編碼器的框100、120、130和140的虛線所示出。時(shí)間亞取樣的比特?cái)?shù)據(jù)流56、66和76被MPEG編碼成I幀。由于在貫穿每一個(gè)特技放像數(shù)據(jù)流中的幀的刷新時(shí)間是恒定的，所以分配到每一個(gè)I幀的比特?cái)?shù)也是恒定的。如前所說(shuō)的那樣，幀的保持時(shí)間，即I幀的重復(fù)可以通過(guò)采用DSM特技放像標(biāo)記來(lái)實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)生的表示正常重放速度NP的數(shù)據(jù)流101、5X的特技放像速度的數(shù)據(jù)流121、18X的特技放像速度的數(shù)據(jù)流131和35X的特技放像速度的數(shù)據(jù)流141的MPEG傳送數(shù)據(jù)流被耦合到多路復(fù)用器150，由其進(jìn)行記錄的格式化。多路復(fù)用器150在各種的MPEG數(shù)據(jù)流之間作有效的選擇，以便產(chǎn)生一個(gè)同步數(shù)據(jù)塊格式信號(hào)200，它適合于由記錄重放系統(tǒng)210進(jìn)行記錄處理，并記錄到磁帶220上。如前所說(shuō)，預(yù)定的TP速度使得速度規(guī)定的TP數(shù)據(jù)在記錄磁跡里面的規(guī)定的位置上定位或記錄。于是，多路復(fù)用器150對(duì)于同步數(shù)據(jù)塊信號(hào)200進(jìn)行格式化，以便將速度規(guī)定的TPI幀數(shù)據(jù)放置在具體的同步數(shù)據(jù)塊信號(hào)的位置，這將實(shí)現(xiàn)以各種規(guī)定的TP速度的重放。本發(fā)明的圖6和圖7的裝置也可以被用于圖4的非實(shí)時(shí)″特技放像″產(chǎn)生裝置中。如上所述，圖6和圖7的裝置實(shí)現(xiàn)了正常放像的和特技放像的數(shù)字信號(hào)的獨(dú)立的導(dǎo)出，用于隨后的格式化和MPEG編碼，以實(shí)現(xiàn)預(yù)先記錄的磁帶的制作或由用戶控制的視頻點(diǎn)播服務(wù)。保持全空間和時(shí)間分辨率的約束條件，將導(dǎo)致特技放像的質(zhì)量十分相似于由全分辨率的實(shí)時(shí)方法所實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量。但是，這種預(yù)先記錄的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，幀的保持時(shí)間是恒定的。前述的特技放像數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生技術(shù)提供具有全空間分辨率的5X、18X和35X的特技放像速度和2.0Mbps的有效特技放像比特速率。其性能可總結(jié)如下在記錄期間，對(duì)每一個(gè)特技放像速度，一個(gè)獨(dú)立的只有I幀的MPEG數(shù)據(jù)流被寫入磁帶?？臻g分辨率與信號(hào)源素材相同。時(shí)間分辨率被固定的具有5幀的保持時(shí)間。每一個(gè)I幀使用全部DC系數(shù)和部分AC系數(shù)。總體的空間質(zhì)量是尚可的。恢復(fù)的特技放像圖象是可識(shí)別的，因而是可適合用于磁帶檢索目的的。下表總結(jié)了由本發(fā)明所公開的各種方法實(shí)現(xiàn)的特技放像質(zhì)量。從上述討論的約束條件來(lái)看，通過(guò)使用較低的分辨率的特技放像數(shù)據(jù)，最高的特技放像質(zhì)量在實(shí)時(shí)的和預(yù)先記錄的素材都能夠別獲得。但是，高級(jí)電視接收機(jī)/解碼器必須支持低分辨率模式的使用。如果使用的是全分辨率的特技放像模式，則可以通過(guò)各種參數(shù)的巧妙處理使得提供的圖象質(zhì)量增強(qiáng)。例如，提升用于每一個(gè)特技放像速度所能得到的有效比特速率，將使得清晰度增加。但是，要求最小的比特速率近似于2.0Mbps。如果所提供的″特技放像″速度的數(shù)目下降了，例如在每個(gè)方向上下降為2，則用于每一個(gè)留下余的有效速度的比特速率便可被增加。有效的時(shí)間分辨率、即幀重復(fù)的數(shù)目，是來(lái)源于在時(shí)間和空間分辨率之間的取舍。因此，任何一個(gè)參數(shù)都可根據(jù)所需的應(yīng)用而被優(yōu)化。權(quán)利要求1.一種用于產(chǎn)生MPEG兼容數(shù)字圖象表征信號(hào)的方法，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行記錄有助于實(shí)現(xiàn)以多于一種速度的再生。所說(shuō)的方法包括以下的步驟a)接收包括MPEG兼容的數(shù)字圖象表征信號(hào)的數(shù)據(jù)流(09)；b)解碼(20，30，40，50，60，70)所說(shuō)的數(shù)據(jù)流(09)，以便提取幀內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)(71)；c)從所提取的幀內(nèi)編碼數(shù)據(jù)(71)中存儲(chǔ)規(guī)定的系數(shù)，以便形成具有降低了比特速率的幀內(nèi)編碼的幀(111)；d)周期地選擇所說(shuō)的減低了比特速率的幀內(nèi)編碼幀(111)，以便形成規(guī)定到一個(gè)特技重放速度的一個(gè)比特流(121，131，141)；e)在所說(shuō)的規(guī)定到所說(shuō)的特技重放速度的比特流(121，131，141)和所說(shuō)的數(shù)據(jù)流(10)之間進(jìn)行選擇，以便產(chǎn)生一個(gè)記錄格式化的比特流(200)；并且f)記錄(210)所說(shuō)的記錄格式化的比特流(200)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)的幀內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)(71)包括幀內(nèi)編碼的宏數(shù)據(jù)塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，還包括以下步驟從所說(shuō)的幀內(nèi)編碼的宏數(shù)據(jù)塊選擇DC離散余弦變換系數(shù)和放棄AC離散余弦變換系數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)的減低了比特速率的幀內(nèi)編碼幀(111)包括DC離散余弦變換系數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)的減低了比特速率的幀內(nèi)編碼幀(111)的周期性地選擇的周期性與所說(shuō)的特技重放速度相關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括以下步驟等待選擇所說(shuō)的減低了比特速率的幀內(nèi)編碼幀(111)，直到已經(jīng)積累了預(yù)定的比特?cái)?shù)以形成所說(shuō)的減低了比特速率的幀內(nèi)編碼幀(111)為止。7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括以下步驟控制(FMTCTRL)規(guī)定到所說(shuō)的特技重放速度的比特?cái)?shù)據(jù)流(121，131，141)和所說(shuō)的數(shù)據(jù)流(10)的順序選擇，以便實(shí)現(xiàn)以所說(shuō)的特技重放速度再生所說(shuō)的MPEG兼容的比特流(200)。8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)的順序的選擇是響應(yīng)一個(gè)格式控制信號(hào)(FMTCTRL)而被控制的，該格式控制信號(hào)包括來(lái)自對(duì)于所說(shuō)的MPEG兼容比特流(200)進(jìn)行記錄的記錄器(210)的一個(gè)控制信號(hào)9211)。9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括步驟把在所說(shuō)的MPEG兼容比特流的圖象編碼擴(kuò)展部分中的一個(gè)幀預(yù)測(cè)幀dct標(biāo)志設(shè)置成′1′，以便防止在隔行圖象節(jié)目中的閃爍。10.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，包括以下附加的步驟在場(chǎng)內(nèi)編碼的宏數(shù)據(jù)塊中將數(shù)據(jù)塊0和1復(fù)制到數(shù)據(jù)塊2和3。全文摘要消費(fèi)產(chǎn)品數(shù)字盒帶錄像機(jī)(210)可以記錄具有MPEG型信號(hào)格式的高級(jí)電視信號(hào)(09)。MPEG型的信號(hào)格式的預(yù)測(cè)的性質(zhì)要求產(chǎn)生附加的I幀數(shù)據(jù)并且連同一個(gè)正常的重放速度的數(shù)據(jù)流(10)一起記錄，以便實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)速度，即特技放像的重放。附加的I幀數(shù)據(jù)流(121，131，141)針對(duì)每個(gè)重放速度專門產(chǎn)生，并被寫入到記錄的磁跡中，以便實(shí)現(xiàn)以預(yù)定的速度的再生。本發(fā)明公開了用于全分辨率和減低的分辨率的特技放像數(shù)據(jù)流的導(dǎo)出的各種方法。所公開的本發(fā)明的特技放像數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生用于消費(fèi)產(chǎn)品裝置中的實(shí)時(shí)記錄，并用于采用預(yù)先記錄的數(shù)字介質(zhì)的非實(shí)時(shí)的正常的和特技放像的數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生。文檔編號(hào)H04N7/173GK1169230SQ95196722公開日1997年12月31日申請(qǐng)日期1995年9月29日優(yōu)先權(quán)日1994年10月20日發(fā)明者D·L·麥克拉倫申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司