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CN1166030A - 数字图像记录装置和方法 - Google Patents

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CN1166030A CN97111638A CN97111638A CN1166030A CN 1166030 A CN1166030 A CN 1166030A CN 97111638 A CN97111638 A CN 97111638A CN 97111638 A CN97111638 A CN 97111638A CN 1166030 A CN1166030 A CN 1166030A
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Abstract

一种把AVS数据(音频、视频和子码)记录到原来含有记录数据的磁带上的系统。当进行AVS插入时，原记录数据的ITI(插入和磁道信息)部分被保留，而原记录数据的AVS部分被改写。为使原ITI数据的帧相位与新AVS数据的帧相位匹配，对磁头切换信号的前沿进行监视。通过对磁头切换信号的前沿出现次数进行计数，并将计数值提示给新AVS数据插入，在原记录数据发生帧变化时复位计数值，使新AVS数据和原来记录的ITI数据帧同步。

Description

数字图像记录 装置和方法
本发明涉及使用磁带记录和复现数据，尤其是在已经有原先记录数据的磁带上记录数据的装置和方法。
在声频/视频技术领域，众所周知，AVS(声频视频和子码)数据可以记录到磁带上供以后复现。一种典型的记录/复现装置提供了一种螺旋扫描方法。在这种方法中，AVS数据记录在磁带上由旋转磁头形成的螺旋磁道上。图1描述了磁带上螺旋磁道的形式。如图所示，磁道是这样形成的，即使每个磁道与其相邻磁道重叠。在与NTSC(美国国家电视系统委员会)制兼容的记录方式中，一帧视频图像记录在十个磁道上。在与PAL(逐行倒相制)兼容的记录方式中，一帧视频图像记录在十二个磁道上。图1所示的记录是一种NTSC制兼容的记录，用阴影标识各帧。每帧中的磁道依次编号为0～9。
图2示出一个磁道的数据存储格式。磁道的左边是磁头入口侧，右边是磁头出口侧。该磁道包括一个ITI(插入和磁道信息2)区，一个声频数据区，一个视频数据区和一个子码区。散布在这些区之间的是IBG(信息块间隔)，间隔当中不记录数据。声频数据、视频数据和子码数据统称为AVS数据。ITI区包含磁道管理信息，例如有关磁道大小的信息，或有关磁道所属帧的信息。
上述类型的系统具有多种应用。一种应用就是编辑原先记录的磁带。通常在编辑原先有记录的磁带时，希望重写原记录磁道的AVS部分，而不扰乱这些磁道的ITI部分。这种磁道重写在下文中称为“AVS插入”。
为了成功地完成AVS插入，必须使原始AVS数据(即下文的“背景数据”)的帧相位和新AVS数据的帧相位匹配。原始AVS数据的帧相位可以从数据本身得到。然而，这就提出一个问题，因为原始数据在插入过程中被改写。通常，建议通过在系统中包括一个或多个预读磁头，在改写前读原始磁道和确定背景帧的相位的方式来解决这个问题。这种预读方法的缺点是，它不能改正在插入过程中可能出现的帧相位偏差。
图3A和3B描述根据预读方法进行AVS插入过程中可能产生的一种帧相位偏差。图3A表示一个原始NTSC记录，在星号标识点处有一个不连续点。如图所示，原始记录包含一个不完整的帧，它仅有6个磁道，而不是通常的10个磁道。当采用预读方法改写图3A所示的记录时，产生图3B的记录结果。在图3B中的显而易见的偏差是由于预读磁头不能识别原始记录的不连续点引起的。进行插入时，预读磁头到达原始不完整帧的0号磁道，并通过该磁道中的信息确定帧相位。然后，新帧的各磁道被按顺序写到原来帧的各磁道，而不管原来帧的不连续性。由此产生新AVS数据和旧的ITI数据的不正确匹配。
图4A和4B描述了根据预读方法进行AVS插入过程中可能出现的另一种帧相位偏差。和图3A中的磁道不同，图4A中的磁道是按NTSC制系统正确形成的。在此第二种描述中，帧相位偏差是在AVS插入中当系统的伺服受干扰时引起的。例如在插入过程中伺服系统可能受到机械振动。如图4B所示，这样的干扰导致新写入的磁道的位置不正确，由此产生帧相位偏差。
因此，本发明的目的是提供一种能够检测在AVS插入过程中可能出现的帧相位偏差并且能修正这样的偏差的数据记录装置和数据记录方法。
在根据本发明进行AVS插入时，原先记录数据的ITI部分被保留，而它的AVS部分被改写。为了使旧的ITI数据帧相位和新的AVS数据的帧相位匹配，需监测磁头切换信号的前沿。通过观察原先记录数据的帧变化，将所检测到的帧变化提示给新的AVS插入，使新的AVS数据和原先记录的ITI数据帧同步。
下面的详细描述是作为例子给出，而不是要将本发明仅仅限于此。结合附图可以更好地理解下面的描述。附图中相同的元、部件用相同的参考数字表示。其中：
图1描述磁带上螺旋磁道的形式；
图2表示单个螺旋磁道的数据存储格式；
图3A和3B描述根据预读方法进行AVS插入过程中可能出现的一种帧相位偏差；
图4A和4B描述根据预读方法进行AVS插入过程中可能出现的另一种帧相位偏差；
图5是根据本发明的一个VCR(盒式磁带录像机)的记录/复现装置的示意图；
图6表示螺旋磁道和ATF导频信号之间关系的一个例子；
图7A至7C表示三种类型的ATF导频信号的频率成分；
图8A描述两个螺旋磁道的寻迹，分别由VCR的两个磁头寻迹；
图8B描述根据NTSC标准的VCR的两个磁头完成的一系列寻迹；
图8C描述给图8B中的寻迹赋PF值；
图8D表示根据图8C中的PF赋值产生的PF数据信号连同根据本发明第一实施例的微型计算机所保存的内部磁头切换计数。
图8E描述根据本发明第一实施例的插入的写操作的定时；
图9A～9D重复图8A～8D所示的内容；
图9E描述根据本发明改进的第一实施例的插入的写操作的定时；
图10示意表示本发明的微型计算机怎样控制VCR主动轮电机的速度；
图11是描述根据本发明改进的第一实施例计算帧相位修正信号步骤的流程图；
图12A描述两个螺旋磁道的寻迹，分别由VCR的两个磁头寻迹；
图12B描述根据PAL标准的VCR的两个磁头完成的一系列寻迹；
图12C表示给图12B的磁道的导频信号频率赋值；
图12D是根据本发明的第二实施例中，微型计算机保存内部磁头切换计数的典型代表；
图12E描述根据本发明第二实施例插入的写操作的定时；
图13A～13C重复图12A～12C所示的内容；
图13D描述根据本发明改进的第二实施例的插入的写操作的定时；
图14描述根据本发明改进的第二实施例计算帧相位修正信号的步骤的流程图；
下面将描述两个优选实施例；然而需知本发明并不仅仅限于这些实施例，本发明的其他实施例和例子将由所附的权利要求书包含。所描述的第一实施例属于NTSC(美国国家电视系统委员会)兼容系统。第二实施例主要指向PAL兼容系统(逐行倒相制)，尽管它也可以用在NTSC系统中。对所介绍的每个实施例，描述了两种变型。在每个实施例的第一种变型中，通过调整新AVS数据记录到磁带上的时间使原来的ITI数据和新AVS数据的帧相位匹配。在每个实施例的第二种变型中，在进行AVS插入过程中，通过调整主导轮电机的速度使旧的ITI数据和新的AVS数据的帧相位匹配。
在描述优选实施例之前，先描述一种适用本发明的盒式磁带录相机(VCR)。图5是VCR的记录/复现装置的原理图。图5的装置同时适用于本发明的NTSC制和PAL制实施例。如图所示，数据通过磁头2a和2b写到磁带3上，磁头2a和2b彼此相反地安装在旋转磁鼓1的直径方向上。磁带以约180°的绕角倾斜盘绕在旋转磁鼓上。当磁带沿所示方向走动时，旋转鼓按预定速度旋转以便磁头2a和2b扫描磁带上的倾斜的磁道。这此磁道通常称为倾斜磁道或螺旋磁道。在所示的结构中，每个磁头扫描磁带上的一个磁道，以便旋转鼓每转360°便形成两个磁道。而且，根据方位角记录技术，磁头2a和2b的间隙被布置成不同的角度。由磁头2a记录或读的数据称为0号信道(CH0)信息，而由磁头2b记录或读的数据称为1号信道(CH1)信息。
磁带速度由主导轮电机4控制。该主导轮电机由主导轮驱动器5控制，该主导轮驱动器进而由微型计算机6控制。一个适用于本发明的微型计算机的例子是微处理器。该微型计算机也可以从主导轮电机接收FG信号形式的反馈。FG信号的频率与电机旋转速度成比例。微型计算机通过FG(频率生成)信号，连同PF(导帧)数据信号和ATF(自动磁道搜索)误差信号来控制电机速度，这将在后面解释。
在进行记录过程中，要记录的AVS数据由一个AVS信号处理单元16提供，并存在存储器13中。根据来自微型计算机的指令信号，将存储的数据从存储器读出并送到信道编码器14中。在信道编码器中，AVS数据被格式化以便于写到磁带上。然后，将数据传给一个RF记录放大器15再传到开关电路8的端点8a上。
开关电路8根据微型计算机6提供的记录/复现控制信号(REC/PB)切换磁头信号的路径。当该装置记录时，开关切换到8a(或记录)位置，当装置复现时，开关切换到8b(或播放)位置。在AVS插入过程中，开关在磁道中间改变位置。因此，为了达到AVS插入目的，需要使REC/PB信号与旋转磁头同步，以便磁头经过磁道的ITI区时，开关处于8b位置(复现)；而磁头经过磁道的AVS区时，开关处于8a位置(记录)。
开关电路8与开关电路7相连。开关电路7根据微型计算机6提供的磁头切换信号(HEAD SW)选择磁头2a或2b。当磁头2a占用磁带时，开关置于位置7a，磁头2a被选择；当磁头2b占用磁带时，开关置于位置7b，磁头2b被选择，同时HEAD SW信号与旋转鼓同步以便开关7在旋转鼓每转180°时变换位置。
开关8和7的作用可以概括如下：当通过磁头2a记录时，开关位置分别是8a和7a；当通过磁头2a复现时，开关位置分别是8b和7a；类似地，当通过磁头2b记录时，开关位置分别为8a和7b；当通过磁头2b复现时，开关位置分别为8b和7b。
传到端点8b的复现数据被传送到一个RF复现放大器9。在AVS插入过程中，复现数据是ITI数据。因此，为了叙述方便，ITI数据和复现数据两个术语可互换使用。无论何时，ITI数据都由放大器9放大后传送到RF检测电路10和ATF检测电路11。在RF检测电路中，数据经过均衡和检测处理。然后，经过均衡和检测的ITI数据传到信道译码器12上，在此被转换成数字信号。数字ITI信息传给微型计算机。这里要注意，数字ITI信息包括用于本发明第一实施例中检测在AVS插入中要改写的数据的帧相位的导帧(PF)信息。
如上所述，放大器9的输出也传送到ATF检测电路。在ATF检测电路中，从所提供的ITI数据信号中检测ATF误差。然后，ATF误差被传送到微型计算机6，使用它与PF信号和FG信号共同产生速度控制信号。随后，速度控制信号通过主动轮驱动器控制主动轮电机的速度。
为了描述清楚，主动轮电机速度的控制可以看成三个分控制过程，一个ATF控制过程，一个FG控制过程和一个帧相位控制过程。下面描述ATF控制过程。FG控制过程和帧相位控制过程以后再介绍。
根据ATF控制过程，对每一个记录在磁带上的磁道，都在ITI区域包含一个ATF导频信号。图6示出磁道和ATF导频信号之间优选关系的一个例子。如图所示，使用了三种类型的ATF导频信号，分别为F0、F1和F2。这些信号以下列方式分配到连续的磁道中，...F0，F1，F0，F2，F0，F1，F0，F2...。因此，当将这些磁道记录到磁带上时，导频信号的排列每隔四个磁道重复一次。为方便，根据频率组成来识别导频信号。
图7A至7C示出三种ATF导频信号的频率组成。如图7A所示，F0表示一种在f1、f2频率附近分别有一个以f1和f2为中心的低谷的相对平坦的频谱的导频信号(可以说F0表示没有导频信号)。图7B表明F1导频信号的频谱在频率f1处有一个尖峰信号，图7C表明F2导频信号的频谱在频率f2处有一个尖峰信号。
F1和F2导频信号可以通过24—25转换产生。这种转换是通过向AVS和ITI数据(AVS数据和ITI数据包括一个错误校正码)加一位数据，这样，IBG和ATF导频信号通过记录码自身排序而产生。通过往数据中增加一位产生两个不同的ATF导频信号。
在磁道的复现过程中，读磁道的磁头在读ATF导频信号的同时，也读其他ITI数据。如图6所示，磁头扫描路径宽于单个磁道的宽度。因此，当磁头扫描一个具体的磁道时，磁头也扫过相邻的磁道。这样，磁头采集它要读的磁道的导频信号，也采集来自相邻磁道的导频信号(称为串音导频信号)。当磁头沿它要读的磁道的中间走过时，要读的磁道的检测导频信号和来自相邻磁道的检测串音导频信号的差值的绝对值将等于一个预定的值(或称“目标值”)。通过设置ATF误差等于要读磁道的检测导频信号与相邻磁道的检测串音导频信号的绝对值，然后比较ATF误差和目标值，就可以获得一个失调值。当该失调值等于零时，磁头与要读的磁道是对准的。该失调值用于由微型计算机完成的作为控制主动轮电机的三个过程的一部分的相位伺服操作中。相位伺服操作的作用是使失调值为零，以便磁头和要读的磁道对准。
已经描述了图5的VCR的一般性操作，这里将详细描述本发明的第一实施例。图8A至8E是有利于描述第一实施例的时间分配图。图8A描述两个磁道的扫描情况，分别由两个磁头完成。磁头切换信号被叠加到扫描信号上。当磁头2a扫描磁道时，磁头切换信号设置成“高”电平，当磁头2b扫描磁道时，磁头切换信号设置成“低”电平。
图8B描述了磁头2a和2b完成的一系列磁道扫描。该图描述的是一个NTSC系统，由10个连续磁道组成一帧。新的一帧的出现用字母“g”和“h”标识。因此，该图描述了两个不完整的帧和一个完整的帧，完整帧位于字母“g”和“h”之间。这里，磁头切换信号叠加到扫描信号上。
如上所述，每个磁道的ITI部分包含该磁道的PF数据。一个特定磁道的PF数据或者为“1”或者为“0”。所有属于同一个帧的磁道被赋予相同的PF值，PF值根据帧变换。这样，没有两个连续的帧具有相同的PF值。PF的赋值情况在图8C中描述。从图8C连同图8B可见，每次读一个扫描磁道的PF值，而将它们报告给计算机时每次报告两个PF值，而且，报告延迟一个磁道时间。图8D表示PF数据信号。根据所描述的PF的模式，PF数据信号在到达“i”点之前为“高”电平，在“i”和“j”点之间为低电平，在“j”点之后为高电平。
除了跟踪PF值外，微型计算机对磁头切换信号的前沿计数。当检测到PF值的变化(开始读新的一帧)时，微型计算机给计数器复位。参考图8D，可见，当检测到新的一帧开始时，前沿计数器复位为0，并增加为1，2，3，在读该帧的最后两个磁道时，计数值最后变为4。计数器达到4后，检测到下一帧，计数器复位为0。在这种方案中，读一帧的第一个磁道的时间是计数器增加到3的时间。因此，在进行AVS插入时，系统可以检测出原始记录数据的帧相位；每当计数值增加到3时，原来记录数据的新的一帧开始。
为使插入的AVS数据和原来记录的数据同步，把插入数据存入存储器13，微型计算机将它的存储器指针指向插入的第一帧的0号磁道的地址。当计数器增加到3时，微型计算机向存储器发出读地址复位信号，开始向磁道写入插入数据。这样，插入的0号磁道被写到原始数据的0号磁道所占据的位置。(图8E描述了插入写操作的定时)。也就是说，通过在计数值增加到3时开始向磁带写插入数据，新数据的帧相位与原记录数据的帧相位相等。因为AVS插入的新的一帧数据的写入根据原记录数据PF值的变化动作，因此即使存在偏差，帧相位也保持同步。
在AVS插入之后，原先记录数据的帧相位作为新插入的AVS数据的新的帧相位。这归结为这种插入操作的本质：原先记录数据的ITI部分被保留而其AVS部分被改写。因此，上述的帧相位匹配方法必须保证将正确的帧相位给予插入数据。如果插入数据的帧相位和原先记录数据的帧相位不正确匹配，则编辑内容就不能出现在磁带的正确位置上。例如：一个编辑人员可能希望在原先记录磁带上增加特殊效果。如果增加的效果的帧相位和原先记录的帧相位不匹配，该效果就不在所希望的磁带位置上出现。
现在，参照图9A-9E、10和11，描述改进的第一实施例。和没改进的第一实施例的情况一样，改进的第一实施例适用于NTSC系统，因此，将在NTSC范围内进行介绍。和未改进的第一实施例的情况一样，图9A-9D描述改进的第一实施例怎样读原始数据的PF数据，怎样进行磁头切换信号计数及怎样在PF数据改变时复位计数器。然而，改进的实施例不是调整插入数据的写入时间使之与原记录数据的帧变化一致，而是调整磁带速度使插入数据的写入时间与原记录数据的帧变化一致。
图9E示出一个将写到磁带上的插入数据的例子。在图9A-9E描述的例子中，插入数据的帧相位相对原始数据的帧相位超前2个磁道。也就是说，在插入数据发生帧变化时，磁头切换计数值等于2，而原始数据的帧相位变化总是在计数值为3时出现。新数据帧相位和原始数据帧相位的偏差通过监视读地址复位信号检测。当该信号从微型计算机送到存储器时，插入数据的下一帧开始，这时磁头切换计数值被记录下来。如果记录的计数值不等于3，就存在帧相位偏差。偏差量是通过将记录的计数值和预定计数值3比较确定。然后，根据偏差量调整磁带速度，使得当磁头切换计数值等于3时出现读地址信号。通过调整电机速度修正帧相位偏差，使新数据的帧相位和原来记录的数据的帧相位匹配。一旦修正完毕，就将磁带恢复到正常的速度。和未改进的第一实施例的情况一下，在完成AVS插入时，原先记录数据的帧相位作为刚刚写入数据的新的帧相位。
根据检测到的偏差调整磁带速度是主动轮电机控制过程的帧相位控制部分。如上所述，主动轮电机速度按三个分过程控制：一个ATF控制过程，一个FG控制过程和帧相位控制过程。ATF控制过程和帧相位控制过程已经介绍过了。下面将介绍FG控制过程，也将介绍三个分过程之间的关系。
图10示意微型计算机是怎样控制主动轮电机速度的。如图所示，控制电机包括两个基本操作：主动轮速度伺服操作21和主动轮相位伺服操作24。速度伺服操作完成控制过程的FG部分。因为FG信号的周期与电机速度成比例，可以将这一信号与目标周期比较，以确保电机的正常运转速度(0 ATF误差、0帧相位偏差时的速度)等于期望值。因此，假设没有ATF误差和帧相位偏差，可以从电机速度的期望值确定目标周期值，将目标周期值传给减法器20。FG信号的周期值—通过检查来自电机的FG信号确定—也传给减法器20。目标周期值和FG的周期值之间的差值就是电机速度误差。电机速度误差被速度伺服机构利用以产生足以将电机驱动到期望速度的速度校正信号，这样完成一个FG反馈循环。
现在，将介绍FG控制过程、ATF控制过程和帧相位控制过程之间的关系。在图10中，减法器23完成ATF误差信号和目标电压值(前面已介绍)的比较，产生的误调值(或称“相位误差”)传给相位伺服装置。相位伺服装置的输出是足以校正磁头和它要扫描的磁道之间对不准误差的相位校正信号。然而，在改进的第一实施例的情况下，要校正检测到的任何帧相位的偏差。因此，相位校正信号被传送到加法器25，在这里，它被加入一个帧相位校正信号。该帧相位校正信号是从检测到的帧相位偏差中得出的，仅仅用它就足以调整主动轮电机速度，修正所检测到的偏差。加法器25的输出是一个由加法器22加到速度修正信号上的相位和帧误差修正信号。加法器22输出是传给主动轮驱动器用来设置电机速度的速度命令。
图11是描述计算帧相位校正信号步骤的流程图。第一步，检查是否出现读地址复位信号(查询S10)。如果没有检测到读地址复位信号，就认为正在写的磁道不是0号磁道，不进行帧相位修正(在命令S11中，帧相位修正置为0)。当检测到读地址复位信号时，就检查磁头切换计数值。查询S12，测定计数值是否等于“1”或“2”，如果计数值等于“1”或“2”，就认为新数据的帧相位相对旧数据的帧相位超前，放慢磁带速度来校正偏差。因此，在命令S13中，帧相位校正信号设置成一个足以延迟磁带使新旧数据的相位同步的正的确定值。在检测到读地址复位信号时，如果计数值不等于“1”或“2”，流程向前到达查询S14，测定计数值是否等于“0”或“4”。如果计数值等于“0”或“4”，就认为新数据的帧相位相对旧数据的帧相位后延，由命令S15将帧相位校正信号设置一个为足以加快磁带速度使新、旧数据相位一致的负的确定值。如果查询S14测定计数值不等于0或4，就认为没有帧相位偏差，在命令S16中，将帧相位修正信号置为0。
现在，介绍本发明的第二实施例。第二实施例适用于PAL系统标准。不象NTSC系统那样，PAL系统不提供存在于记录磁道ITI区的PF数据。因此，在PAL系统中，不能只通过观察PF数据变化来确定新的一帧的开始。然而，PAL的帧是由确定数目的磁道(12个)组成，赋给这些磁道的ATF导频信号顺序是周期性的(周期＝4个磁道)。在第二实施例中，监视ATF导频信号，以确定何时开始读新的一帧原始记录数据。
图12A-12E是有助于介绍第二实施例的时间分配图。图12A与图8A和9A类似。图12B描述PAL系统的帧是如何记录在磁带上的。组成一个PAL帧的磁道顺序记录在磁带的从0号到11号的磁道上。在图12B的例子中，在“l”点处有一不连续点，即位于“k”点和“l”点之间的帧是不完整的，包括10个磁道而不是12个。下面将对它进行详细讨论。
图12C表示出赋给图12B中各磁道的导频信号的频率。根据前面叙述的ATF方案，有三种导频信号，频率为f1的F1信号，频率为f2的F2信号和没有可辨别频率成分的F0信号。这些导频信号按下列重复顺序赋给PAL的磁道：...F0，F1，F0，F2...。对于一个单一的PAL帧，导频信号顺序为：F0，F1，F0，F2，F0，F1，F0，F2，F0，F1，F0，F2。
图12C也表示出代表由图12B中每个磁道产生ATF误差信号极性的时间分配图。F0、F1和F2磁道的ATF误差极性信号分别为：无，负极性和正极性。因此，通过观察ATF误差信号的极性，可以确定所扫描的磁道为F0或F1或F2磁道。而且，由于ATF误差信号被传给微型计算机，微型计算机可以容易地识别出F0、F1或F2磁道。
微型计算机使用ATF误差信号信息，连同内部磁头切换计数器，使新数据帧相位和原记录数据的帧相位一致。图12D是微型计算机进行内部磁头切换计数的表示。磁头切换信号的前沿每出现一次，计数值增加1，因此具有12个磁道的帧由计数序列“0”，“1”，“2”，“3”，“4”和“5”代表。在AVS插入过程中，计数值“0”使微型计算机向存储器传送一个读地址复位信号。根据复位信号，存储器开始将插入数据的0号磁道写入磁带。计数值“0”也是微型计算机检查最近读的ATF误差极性的线索。如果在计数值为“0”时刻，最近读的导频信号是一个F2信号，就认为没出现帧相位偏差(指PAL帧的导频信号序列)，允许计数不受干扰地继续进行；另一方面，如果在计数值为“0”时，最近读的导频信号不是F2信号，就认为出现了帧相位偏差，计数保持“0”值，直到下一个F2导频信号出现。
图12E描述当原始数据存在不连续性时插入的写操作的时间分配图。在标有“m”点处，新一帧数据插入开始，在“n”点处完成一帧插入，这时计数复位为“0”，开始插入下一帧新数据。然而，在“n”点检测ATF极性表明，最近读的导频信号不是F2信号，因此，“0”计数值保持不变，直到再一次检测到F2导频信号，这时，下一帧新数据开始插入。这样，新数据的帧相位和原记录数据的帧相位匹配。和前面介绍的实施例的情况一样，AVS插入之后，原先记录数据的帧相位作为新写入数据的新的帧相位。
现在参考图13A～13D和图14描述改进的第二实施例。改进的第二实施例和未改进的第二实施例的情况一样，适用于PAL系统，因此在PAL范围内描述它。图13A-13C描述了改进的第二实施例与未改进的第二实施例在以下方面是如何相似的：将原始数据的ATF导频信号设置为周期性信号，产生周期性的ATF导频极性信号，然而，在改进的第二实施例中，不是调整插入数据的写入时间使它与ATF信号的周期一致，而是调整磁带速度使原始数据的ATF信号周期与插入数据的写入时间一致。
在改进的第二实施例中，检测ATF极性信号的线索是读地址复位信号。每次开始写新的一帧插入数据时，产生一个读地址复位信号，检查ATF极性信号，以确定最近读的ATF信号的类型。如果检测到的ATF信号是一个F2信号，就认为插入数据的帧相位和原始数据的帧相位匹配。如果检测到的ATF信号不是F2信号，就认为插入数据的帧相位和原始数据的帧相位不匹配，进行帧相位修正。
图13D结合图13C，描述了帧相位不匹配的情况。如图所示，在写插入数据过程中，在“r”点出现一个读地址复位信号。一旦出现这个复位信号，就检测最近读的ATF导频误差信号的极性，发现ATF信号不是F2信号，需要帧相位修正。帧相位修正过程包括产生一个帧相位修正信号，在图10中可以代替根据改进的第一实施例计算的帧相位修正信号。然后，根据第二实施例可以用相应控制算法控制主动轮电机。
图14是描述根据改进的第二实施例计算帧相位修正信号步骤的流程图。开始，查询S20测定是否有读地址复位信号从微型计算机传送到存储器。如果没有检测到读地址复位信号，就认为正在写的磁道不是0号磁道，不进行帧相位修正。因此，指令S21设置帧相位修正信号为0。当检测到读地址复位信号时，检查最近读的ATF导频误差信号，在查询S22时测定最近读的ATF信号是否为F2信号。如果检测到的ATF信号为F2信号，就认为新旧数据之间没有帧相位偏差，指令S24设置帧相位修正信号为0。如果检测到的ATF信号不是F2信号，就认为插入数据的帧相位和原始数据的帧相位不匹配，由指令S23将帧相位修正信号设置为一个预先确定的正值。当把这个正的确定值用在图10所示的控制算法中时，就产生调整磁带速度的作用，以改变新数据和旧数据之间的相对帧相位关系。在新数据帧相位和原记录数据的帧相位同步之前需要连续进行这样的调整。和前面叙述的实施例的情况一样，AVS插入完成之后，原记录的帧相位作为新写入数据的新的帧相位。
虽然结合优选实施例对本发明进行了详细描述，本技术领域的一般技术人员很容易明白，不离开本发明的实质和范围就可以作不同的变化。例如，在上面描述的实施例中，当检测到帧相位偏差时，不是进行帧相位修正，而是可以强行停止AVS插入。另外，在没有检测到ITI背景信号和/或ATF误差信号时，强行停止AVS插入。
而且，虽然描述了完成不同操作的具体电路和算法，但本发明不仅限于此，也可以使用其他类型的电路，算法和/或其他类型的信号。
因此，附加的权利要求书应理解为包括这里描述的实施例、上述的各种替换方式及所有类似的等效物。

Claims (26)

1.一种从磁带的多个倾斜磁道读帧数据或向其上记录帧数据的装置，每帧记录包括多个磁道记录，该装置包括：
有选择地读原先记录数据、有选择地将每一个新的帧包括多个新磁道的新的帧数据写到该磁带上的装置；
将该新的帧数据记录到该磁带上的原先记录数据位置上的装置，该装置包括：
确定该磁带上该记录磁道中每个磁道的记录数据帧相位的装置；该记录数据帧相位指出在该磁带这些记录磁道上的一个纵向位置，负责确定该磁带上一个帧记录开始的位置；
确定该新磁道中每个磁道的新的数据帧相位的装置；该新数据的帧相位指出在该磁带上记录时该新磁道上的纵向位置，负责确定该新的一帧开始的位置；和
将该新的一帧写到该磁带上该帧记录数据开始的位置上的装置，该写操作在该新的一帧起始点开始；这样，允许该记录数据的帧相位保留在该磁带上并在该新的一帧数据记录到该磁带上后作为该新数据的帧相位。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，该确定记录的数据的帧相位的装置包括：
读该记录数据各帧的导帧(PF)数据信号的装置，该PF数据信号包含在该原先记录数据中，并按帧变化；和
为连续读各帧记录数据而比较该PF数据信号的装置，该比较的PF数据信号值的变化表明新的一帧记录数据的开始。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于，该写装置包括：
计数值随着从该磁带读该记录的磁道而增加的计数装置；
当该计数装置的计数值达到一个预定值时，将该新的一帧写到磁带上的装置；和
根据该比较PF数据信号的变化复位该计数装置的装置。
4根据权利要求1的装置，其特征在于，确定记录数据帧相位的装置包括：
随着从该磁带上读该记录磁道而增加计数值的计数装置；
确定该原记录磁道中每个磁道的自动磁道寻找(ATF)误差极性信号的装置，该ATF误差极性信号中的每一个都有多个预定值中的一个值；其中该ATF极性信号值按磁道周期性变化；和
当该计数装置的计数值达到一个预定的值时比较该ATF误差极性信号和预定期望极性信号的装置，该ATF误差极性信号和该预定期望极性信号之间的匹配表示原记录数据新的一帧开始。
5.一种从磁带的多个倾斜磁道读帧数据和向其上记录帧数据的装置，其中每帧原始记录包括多个磁道记录，该装置包括：
有选择地读原先记录数据和有选择地将新的各帧数据写到该磁带上的装置，每个新帧包括多个新磁道；和
将该新的各帧数据记录到该磁带上具有原先记录数据的位置的装置，包括：
确定该磁带上该原先记录数据的每个记录磁道的记录数据的帧相位的装置，该记录数据帧相位指示出该磁带的记录磁道上的一个纵向位置，并负责确定该磁带上一个帧记录开始的位置；
确定该新磁道中的每一个磁道的新数据帧相位的装置，该新数据帧相位指示出在向该磁带记录时该新磁道上的一个纵向位置，并负责确定该新的一帧记录开始的位置；
检测该原记录数据的帧相位和该新数据帧相位之间帧相位差的装置；和
调整该新的一帧数据的记录使该新数据帧相位和该原记录数据帧相位匹配的装置；从而允许该原记录数据的帧相位保留在该磁带上并在该新的一帧数据记录到该磁带上后作为该新数据的帧相位。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于，确定原记录数据帧相位的装置包括：
读该原记录数据各帧的导帧(PF)数据信号的装置，该PF数据信号包含在该原记录数据中，并按帧变化；和
为连续读原记录各帧数据而比较该PF数据信号的装置，该比较的PF数据信号值的变化表示出新的一帧原记录数据开始。
7.根据权利要求5的装置，其特征在于，该确定原记录数据帧相位的装置包括：
随着从该磁带上读该原记录磁道而增加计数值的计数装置；
确定该原记录磁道中每一个磁道的自动磁道寻找(ATF)误差极性信号的装置，该ATF误差极性信号中的每一个都有多个预定值中的一个值；其中该ATF极性信号值按磁道周期性变化；和
当该计数装置的计数值达到一个预定值时，比较该ATF误差极性信号和预定期望极性信号的装置，该ATF误差极性信号和该预定期望极性信号之间的匹配表示原记录数据新的一帧开始。
8.根据权利要求5的装置，其特征在于，该确定新数据帧相位的装置包括：在将新的一帧数据的第一磁道写到该磁带上时产生一个读地址复位信号的装置。
9.根据权利要求8的装置，其特征在于，该确定原记录数据帧相位的装置包括：
读该原记录数据各帧的导帧(PF)数据信号的装置，该PF数据信号包含在该原记录数据中，并按帧变化；和
为连续读该原记录的各帧而比较该PF数据信号的装置，该比较的PF数据信号值的变化表示出新的一帧原记录数据开始。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于，该调整装置包括一个控制该磁带速度的装置，以便使该读地址复位信号的产生和该PF数据信号值的变化同步。
11.根据权利要求8的装置，其特征在于，该确定原记录数据帧相位的装置包括：
确定该原记录磁道中每一个磁道的自动磁道寻找(ATF)误差极性信号的装置，该ATF误差极性信号中的每一个都有多个预定值中的一个值；其中该ATF极性信号值按磁道周期性变化；和
当该计数装置的计数值达到一个预定值时，比较该ATF误差极性信号和预定期望极性信号的装置，该ATF误差极性信号和该预定期望极性信号之间的匹配表示新的一帧原记录数据开始。
12.根据权利要求11的装置，其特征在于，该调整装置包括控制磁带速度的装置，以便使该读地址复位信号的产生和该匹配同步。
13.根据权利要求5的装置，其特征在于，当检测到该帧相位差时，停止向该磁带记录该新数据各帧。
14.一种从磁带的多个倾斜磁道读帧数据和向其上写帧数据的方法，每一个原记录帧包括多个记录磁道，该方法包括下列步骤：
有选择地读取原来记录的数据，有选择地把新数据的各帧写到该磁带上，每一个新帧包括多个新磁道；和
把该新数据各帧记录到该磁带上具有原记录数据的位置，其中该记录操作包括下列步骤：
确定该磁带上该原记录磁道中每一个磁道的原记录数据帧相位，该原记录数据的帧相位指出该磁带上该原记录磁道的一个纵向位置并负责确定在该磁带上原记录帧开始的位置；
确定该新磁道中每个磁道的新数据的帧相位，该新的数据帧相位指出在向该磁带记录时该新磁道的一个纵向位置并负责确定该新帧开始的位置；和
把该新帧写到该磁带上该原记录帧开始的位置上，该写操作在该新的一帧起始的位置开始；这样，允许该原记录数据的帧相位保留在该磁带上并在该新数据帧记录到该磁带上后作为该新数据的帧相位。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于，该确定该原记录数据帧相位的步骤包括下列各步骤：
读取该原记录数据各帧的导帧(PF)数据信号，该PF数据信号包含在该原先记录数据中，并按帧变化；和
为连续读取原记录数据各帧而比较该PF数据信号，该比较的PF数据信号值的变化表示新的一帧原记录数据开始。
16.根据权利要求15的方法，其特征在于，该写操作步骤包括下列各步：
随着从该磁带读该原记录磁道而增加计数器的计数值；
当该计数值达到一个预定值时，将该新的一帧写到该磁带上；和
按该PF数据信号的变化复位该计数器。
17.根据权利要求14的方法，其特征在于，该确定原记录数据帧相位的步骤包括下列各步骤：
随着从该磁带读取该原记录磁道而增加计数器的计数值；
确定该原记录磁道中的每个磁道的自动磁头寻找(ATF)误差极性信号，该ATF误差极性信号中的每一个都有多个预定值中的一个值；其中该ATF极性信号值按磁道周期性变化；和
当计数装置的计数值达到一个预定值时，比较该ATF误差极性信号和预定的期望极性信号，该ATF误差极性信号和该预定期望极性信号之间的匹配表示新的一帧原记录数据开始。
18.从一个磁带的多个倾斜磁道上读帧数据和向其上记录帧数据的方法，其中原记录的每一帧包括多个记录磁道，该方法包括下列步骤：
有选择地读原记录数据，有选择地将新数据各帧写到该磁带上，每一新帧包括多个新的磁道；和
将该新数据各帧记录到该磁带上具有原记录数据的位置上；其中，该记录操作包括下列各步骤：
确定该磁带上原记录数据的每个记录磁道的原记录数据的帧相位，该原记录数据的帧相位指出该磁带上该原记录磁道的一个纵向位置，并负责确定该磁带上一帧原记录开始的位置；
确定该新磁道中每个磁道的新数据的帧相位，该新数据帧相位指示在向该磁带记录时该新磁道的纵向位置，并负责确定该新帧的开始位置；
检测该原记录数据的帧相位和该新数据帧相位的帧相位差；
调整该新数据的帧记录，使得该新数据帧相位和该原记录数据的帧相位匹配；以便能使该原记录数据的帧相位保留在该磁带上，并在该新数据帧记录到磁带上后作为该新数据的帧相位。
19.根据权利要求18的方法，其特征在于，该确定原记录数据帧相位的步骤包括下列各步骤：
读取原记录数据的每一帧的导帧(PF)数据信号，该PF数据信号包含在该原记录数据中，并按帧变化；和
为连续读取原记录数据各帧而比较该PF数据信号，该比较的PF数据信号值的变化表示新的一帧原记录数据开始。
20.根据权利要求18的方法，其特征在于，该确定原记录数据帧相位的步骤包括下列步骤：
随着从该磁带读原记录各磁道而增加计数器的计数值；
确定该原记录磁道的每个磁道的自动磁道寻找(ATF)误差极性信号，该ATF误差极性信号的每一个都有多个预定值中的一个值；其中该ATF极性信号值按磁道周期性变化；和
当计数器的计数值达到一个预定值时，比较该ATF误差极性信号和预定的期定极性信号，该ATF误差极性信号和该预定期望极性信号之间的匹配表示原记录数据的新的一帧开始。
21.根据权利要求18的方法，其特征在于，该确定新数据帧相位步骤包括在一个新数据帧的第一磁道写入该磁带时产生一个读地址复位信号的步骤。
22.根据权利要求21的方法，其特征在于，该确定原记录数据帧相位的步骤包括下列步骤：
从原记录数据的各帧读导帧(PF)数据信号，该PF数据信号包含在该原记录数据中，并按帧变化；和
为连续读取原记录数据的各帧而比较该PF数据信号，该比较的PF数据信号值的变化表示新的一帧原记录数据开始；
23.根据权利要求22的方法，其特征在于，该调整步骤包括控制该磁带的速度以便使该读地址复位信号的产生和该PF数据信号值的变化同步的步骤。
24.根据权利要求21的方法，其特征在于，该确定原记录数据帧相位的步骤包括下列步骤：
确定该原记录磁道中的每个磁道的自动磁道寻找(ATF)误差极性信号，该ATF误差极性信号的每一个都有多个预定值中的一个值；其中该ATF极性信号值按磁道周期性变化；和
当计数装置的计数值达到一个预定值时，比较该ATF误差极性信号和预定的期望极性信号，该ATF误差极性信号和该预定期望极性信号之间的匹配表示原记录数据一个新帧开始。
25.根据权利要求24的方法，其特征在于，该调整步骤包括控制磁带的速度以便使该读地址复位信号的产生和该匹配同步的步骤。
26.根据权利要求18的方法，其特征在于，当检测到该帧相位差时，采用该停止向该磁带记录该新帧数据的步骤代替该调整步骤。
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