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用于延时盒式磁带录像机的图像信号记录/重放装置及其方法失效专利 发明

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本发明涉及一种用于保安和/或监视的延时盒式磁带录像机 (VCR),特别是涉及一种用于延时VCR,使其能够更稳定和更精确地 提供图像信号的改进的图像信号记录/重放装置和方法。 延时VCR一般用于像银行,博物馆和类似的场合,以防止不希望 的非法侵入。 在这里,当记录或重放时,延时VCR是作为一个监视器使用的, 并且假如安装着数个摄像机,应当把它们装备为多个延时VCR,使得 输入的图像信号可以经过VCR中的一个缓冲存储器在VCR中转换和记 录。 一个用于长时间监视和观察目的的延时VCR并不记录在一个图像 信号的真实运行时间周期中的全部帧,而是在真实运行时间周期间选择 一定的时间间隔,并一帧接一帧地记录相应的帧,因而当以一种稳定的 速度运行磁带时,可以以一定的时间间隔反复地记录静止的图像。 如图1所示,现有的多重图像信号记录装置包括:一个用于根据分 时信号CVS实施总体控制的微处理器10;一个根据来自微处理器10 的控制信号CS0选择输入图像信号VS1-VS4的转换开关SW1;一个将 转换开关SW1选择的图像信号转换为数字信号的A/D转换器11;四个 根据微处理器10输出的控制信号CS1-CS4分别存储对应的A/D转换器 11的输出值的场存储器12A-12D;一个根据来自微处理器10的控制信 号CS0选择四个场存储器12A-12D的输出值的转换开关SW2;一个用 于把转换开关SW2选定的输出值转换为模拟信号的D/A转换器13;分 别用于分离和记录来自D/A转换器13输出的模拟图像信号的亮度信号 和彩色信号的一个亮度信号记录处理单元14和一个彩色信号记录处理 单元15;一个用于把亮度信号记录处理单元14的和彩色信号记录处理 单元15的输出信号相加的加法器16;一个用于把加法器16输出的图 像信号放大并将其施加于一个录像磁头VHD的记录放大器17;一个根 据微处理器10输出的控制信号CS0控制振荡频率的压控振荡器 (VCO)18;和一个用于处理VCO 18的输出信号并将其施加于一个 控制磁头CDH的控制信号记录处理单元19。 以下参考附图对如此构成的现有多重图像信号记录装置的操作进 行说明。 首先,如图2A-2F所示,当施加分时信号CVS时,微处理器10输 出如图2B所示的控制信号CS0,和如图2C-2F所示的控制信号CS1- CS4。 根据控制信号CS0,转换开关SW1把操作端子a11按顺序连接于 固定端子b11-b14,并输出图像信号VS1-VS4。选定的图像信号在A/D 转换器11中转换为数字信号,并且把顺序地施加于四个场存储器12A- 12D,根据控制信号CS1-CS4,场存储器12A-12D顺序地存储施加的 数字化的场图像信号VS1-VS4,转换开关SW2根据控制信号CS0把操 作端子a21顺序地连接于固定端子b21-b24,因而从场存储器12A-12D 输出的图像信号VS1-VS4在D/A转换器13中顺序地转换为模拟信号。 结果,经过亮度记录处理单元14和彩色记录处理单元15,从D/A 转换器13输出的模拟图像信号被分离为亮度信号和彩色信号,并在加 法器16中相加。相加的图像信号在记录放大器17中放大,施加于录像 磁头VHD,并记录在录像磁带上。 根据从微处理器10输出的控制信号CS0,VCO 18输出一个分离 控制信号。控制信号记录处理单元19处理该分离控制信号,并将其施 加于控制磁头CDH,因而被记录在录像磁带上。 如图3所示,图像信号VS1-VS4顺序地和循环地记录在录像磁带 的倾斜磁迹上,分离控制信号F1-F4根据图像信号VS1-VS4同步化,并 被记录在磁带的下部的直线磁迹上。 也就是说,多重图像信号记录装置根据分时信号CVS在实时过程 中选择了一定的时间间隔,并且一帧接一帧地记录图像信号。 如图4所示,现有的多重图像信号重放装置包括:一个用于放大控 制磁头CDH从录像磁带重放的分离控制信号F1-F4的前置放大器20; 一个用于把前置放大器20输出的脉冲波整形为正弦波的波形整形器 21;一个鉴别波形整形器21输出信号的频率的鉴频器22;一个根据来 自鉴频器22的鉴频信号输出控制信号CS11-CS14的微处理器23;一个 用于放大录像磁头VHD从录像磁带重放的多重图像信号VS1-VS4的图 像信号前置放大器24;分别用于解调在图像信号前置放大器24中放大 的亮度信号和彩色信号的亮度信号解调器25和彩色信号解调器26;一 个用于把分别由亮度信号解调器25和彩色信号解调器26解调的亮度信 号和彩色信号相加的加法器27;一个用于把加法器27的输出信号转换 为数字信号的A/D转换器28;四个根据微处理器23输出的控制信号 CS11-CS14而存储A/D转换器28输出的数字图像信号的场存储器 29A-29D;一个用于处理从四个场存储器29A-29D输出的图像信号以显 现在同一图像上的图像信号处理单元30;和一个把图像信号处理单元 30输出的数字图像信号转换为模拟信号的D/A转换器31。 以下参考附图对如此构成的现有多重图像信号重放装置进行说 明。 首先,把控制磁头CDH从录像磁带的直线磁迹重放的分离控制信 号孔-F4在前置放大器20中放大,并在波形整形器21中解调。鉴频器 22接收解调的控制信号F1-F4,并且鉴别它们的频率,因此输出指示多 重图像信号VS1-VS4的分离的鉴频信号。 在图像信号前置放大器24中放大录像磁头VDH从录像磁带的倾 斜磁迹重放的图像信号VS1-VS4,并经过亮度信号解调器25和彩色信 号解调器26把放大的图像信号解调为亮度信号和彩色信号。在加法器 27中把解调的亮度信号和彩色信号相加,并在A/D转换器28中转换为 数字信号。 结果,微处理器23根据鉴频器22输出的鉴频信号控制场存储器 29A-29D的操作,根据控制信号CS11-CS14场存储器29A-29D存储和 输出从A/D转换器28输出的数字图像信号,因而分离重放的多重图像 信号VS1-VS4。 从场存储器29A-29D输出的多重图像信号VS1-VS4在图像信号处 理单元30中相加,以便显示在同一图像上,其中图像信号处理单元30 用PIP(画中画picture in picture)方法处理图像信号并输出施加的多重 图像信号VS1-VS4,因此可以把多个图像信号分离地显示在一个单一的 图像上。 如上所述,现有的多重图像信号记录/重放装置根据分时信号CVS 在实时过程中选择一定的时间间隔和记录一个图像信号,并且记录的图 像信号是以多个图像信号的形式重放和显示的。 但是,对于多重图像记录来说磁带记录时间是有限的,并且当重复 静止模式记录和双磁迹操作时,除了一个磁带操作系统外,还需要有各 种不同的控制系统以便频繁和精确地移动设备的驱动装置,因此其必然 是复杂的和昂贵的。此外,在长时间装载磁带的情况下,如果反复地多 次进行记录和重放操作,可能由此造成VCR或磁带的损坏。 此外,在VHS磁带具有58mμm磁迹间距的情况下,将造成高成 本和低生产率的机械设计,现有的多重图像信号记录/重放装置不能提长 时间的记录功能,并且延时记录的磁带也不能用普通的VCR精确地重 放。 因此,本发明的目的是通过解决延时VCR的结构上的问题,以提 供一种更稳定和更可靠的延时VCR图像信号记录/重放装置和方法。 为实现上述的目的,根据本发明提供了一种延时VCR图像信号记 录/重放装置,其包括一个用于以每一帧为单位存储多个分别具有一个帧 间输入时间间隔的帧图像信号的存储器单元,一个用于从存储器单元读 取多个帧的图像信号,以使它们之间没有时间间隔的存储器控制单元, 和一个用于记录在磁带介质上连续读取的多个帧图像信号的记录单 元。 此外,根据本发明的延时VCR图像信号记录方法包括:在每一秒 记录一个图像信号的帧的延时模式中,一个第一步骤把从图像信号输入 单元输出的一个图像信号在一个缓冲器中存储一定时间,一个第二步骤 在存储完成之后输出一个记录启动信号和设置一个固定的记录时间,一 个第三步骤在根据记录启动信号设置的固定记录时间期间在VCR中记 录图像信号,在固定记录时间期间把施加的帧数据存储在一个缓冲器 中,并把计数值增加到某一等级,和一个第四步骤当图像信号在固定记 录时间内完全记录在VCR中时把存储在缓冲器中的帧数据顺序地存储 到一个帧存储器中,并重复第三步骤。 图1是显示现有的多重图像信号记录装置的说明框图; 图2A至2F是图1的装置中的对应信号的定时图; 图3是记录在一个录像磁带上的图像信号和分离控制信号的示意 图; 图4是显示现有的多重图像信号重放装置的说明框图; 图5是根据本发明的延时VCR的图像信号记录装置的说明框图; 图6是图5中的图像信号存储单元的详细视图; 图7是显示图5中的延时VCR的图像信号记录方法的流程图;和 图8是根据本发明的延时VCR的图像信号重放装置的说明框图。 如图5所示,根据本发明的延时VCR的图像信号记录装置包括: 一个进行整体控制操作的控制器100;一个包括一个A/D转换器201和 一个压缩器202,把输入的TV图像信号转换为数字信号并压缩其的图 像信号输入电路200;一个存储图像信号输入电路200的输出值的图像 信号存储电路300;一个包括用于解压缩图像信号存储电路300的输出 值和把解压缩的值转换为模拟图像信号的一个解压缩单元401和一个 D/A转换器402的图像信号输出电路400;和一个把图像信号输出电路 400的输出值记录在磁记录介质上的图像信号记录电路500。 参考图6,图像信号存储电路300包括有分别根据控制器100的控 制存储图像信号输入电路200的输出值的缓冲器301和存储缓冲器301 的输出值的帧存储器302。 现在说明延时VCR的如此构成的图像信号记录装置的操作。 首先,本发明把一种每秒一帧地记录图像信号的延时模式作为例 子。 输入的模拟TV图像信号经过在图像信号输入电路200中的A/D转 换器201转换为数字图像信号,转换为数字信号的图像信号通过图像信 号输入电路200中的压缩单元202输出,以便把压缩的图像信号存储在 图像信号存储电路300中。 当从图像信号输入电路200中输出的压缩数据存储在帧存储器302 中时,控制器100向其中的一个地址计数器(未示出)输出一个记录启 动信号,对帧存储器302寻址,并向图像信号输出电路400输出压缩的 图像信号。 在此,由于帧存储器302不能同时进行输入和输出操作,在从输入 电路200输出存储的压缩图像信号的操作过程中输入的压缩图像信号被 存储在如图6所示的缓冲器301中,当帧存储器302的一次输出操作完 成时,存储在缓冲器301中的压缩图像信号被顺序地存储到帧存储器 302中。 图像信号输出电路400中的解压缩单元401对从帧存储器302输出 的压缩图像信号进行解压缩。解压缩的图像信号在D/A转换器402中转 换为模拟图像信号并被输出。因此根据控制器100的控制,图像信号记 录电路500把D/A转换器输出的模拟图像信号记录在磁记录介质上。 现在参考图5至7对上述的步骤进行说明。 首先,经过图像信号输入电路200对输入的TV图像信号进行数字 化,压缩并把把图像信号施加于图像信号存储电路300。当经过缓冲器 301把施加的图像存储在帧存储器302中时,控制器100向其中的一个 地址计数器(未示出)输出一个记录启动信号,在帧存储器302中累加 一个地址信号,并设置一个固定记录时间IRT,以便在该固定记录时间 中在VCR中记录图像信号(ST11,12)。 在此时,通过用30除堆积在帧存储器302中的全部帧数得到以秒 为单位的固定记录时间IRT;当使用NTSC方法时,每秒传送30帧。 即,假设存储在帧存储器302中的帧数是180,由于固定记录时间 IRT是5秒,在实时RT期间,帧存储器302中存储了6秒的图像数据 被记录在VCR中。 控制器100使图像信号电路200输出的图像信号延迟一个时滞L和 施加于缓冲器301,并存储在缓冲器301中,并且使计数值增加1 (ST13-15)。 在这里,时滞L代表帧之间的时间间隔,在本发明中使用了一种其 中可以记录一帧图像信号的延时模式,帧之间的时滞L是1秒。 考虑到固定记录时间IRT,帧存储器302的总的帧数N,和使用 的帧间时滞L,那么在固定记录时间期间记录的一个图像信号的真实运 行时间RT可以用下面的公式(1)表示: RT=N*L(秒)   =(IRT*30)*L(秒)    .........(1) 因此,记录图像数据与一个延时VCR的固定记录时间成比例。也 就是说,在一种每秒记录一帧的延时VCR的记录模式中,帧间时滞L 是1,并且当把三分钟的图像数据信号的值结合在一起,存储在帧存储 器302中的总的帧数是180。 根据等式(1),一个固定记录时间IRT是6秒,并且得到的真实 图像信号运行时间RT是180*1秒,因此在图像信号存储电路200中, 用一个图像信号来压缩三分钟的真实运行时间中的每个延续6秒钟的图 像信号系列,并把压缩的数据信号记录在延时VCR中。 控制器100把延迟时间(L=1)X计数值的结果与固定记录时 间(IRT=6秒)相比较(ST16)。如果延迟时间(L=1)X计数 值的结果小于固定记录时间(IRT=6秒)的值,那么上述步骤 (ST13-ST15)被重复进行6秒(ST15),在这6秒内把图像数据信 号记录在VCR中,如果延迟时间(L=1)X计数值的结果大于固定记 录时间(IRT=6秒)的值,那么一个作为一个计数值的帧数据值被从 缓冲器301中存储到(ST17)帧存储器302中。 也就是说,延迟时间(L=1)X计数值大于固定记录时间(IRT =6秒)的值表示图像数据信号完全地记录在VCR中,并且图像数据 又被存储在帧存储器302中。此后,当所有的图像数据信号被存储在帧 存储器302中时,控制器100输出一个记录启动信号,并累计帧存储器 302中的地址值,因此重复(ST18,ST19)在VCR中记录固定记录 时间(IRT=6秒)的图像信号的操作。 如图8中所示,一种用于延时VCR的图像信号重放装置包括:一 个进行整体控制操作的控制器100A;一个根据控制器100A的控制从 磁记录介质重放图像信号的图像信号重放电路200A;一个包括用于根 据控制器100A的控制把输入图像信号转换为数字图像信号和压缩转换 的信号的一个A/D转换器301和一个压缩器302的图像信号输入电路 300A;一个存储从图像信号输入电路300A输出的图像信号的图像信号 存储电路400A;和一个包括用于根据控制器100A的控制对图像信号 存储电路400A的输出值解压缩和将其转换为模拟图像信号的一个解压 缩器501和一个D/A转换器502的图像信号输出电路500A。 现在对根据本发明的用于延时VCR的如此构造的图像信号重放装 置进行说明。 当设立了一种重放模式时,图像信号重放电路200A根据控制器 100A的控制重放记录在磁记录介质上的图像信号,图像信号输入电路 300A接收图像信号重放电路200A的输出值,并利用A/D转换器301 和压缩器302将其转换为数字信号和压缩该数字信号。 随后,图像信号存储电路400A根据控制器100A的控制将图像信 号输入电路300A输出的压缩数据存储一定的时间,图像信号输出电路 500A利用解压缩单元501解压缩图像信号存储电路400A的输出值,和 在D/A转换器502中把解压缩的值转换为模拟TV信号,并输出所得的 结果,因此转换的模拟TV信号在一个TV屏幕上顺序地重放。 如上所述,本发明在一个简单的存储器中存储了一定数量的图像数 据,并随后连续地存储在一个VCR中,而不是使用一种反复地进行停 止和运行操作的机构,因此提供了一种更为稳定的记录和重放装置,同 时也提高了较低成本的简化结构的延时VCR的效率。 此外,本发明记录了一定时间的一定数量的图像数据,而不必反复 进行停止和播放操作,使得可以消除通常由于在一种重放模式和一种播 放模式中磁迹角度之间的差异而产生的噪声,因此提供了更为精确的图 像。