记录设备、编辑设备、数字视频记录系统、以及文件格式

摘要

一种数字视频记录系统，其能够正确地维护从相同的输入视频－音频数据生成的两种不同格式的记录数据之间的对应关系，即使这些数据是被分开管理的。当生成第一文件作为具有高分辨率的主素材文件并且生成第二文件作为具有低分辨率的低比特率音频－视频(AV)数据文件(204)时，将作为唯一属于第一文件的标识信息的CLIP－UMID(309)存储在低比特率AV数据文件(204)的跳过盒子(304)中。

说明书

技术领域

本发明涉及用于记录并编辑节目素材的视频和音频数据的记录设备、编辑设备、数字视频记录系统以及文件格式。

背景技术

在传统视频记录系统中，与使用磁带录像机(VTR)的线性编辑系统相比，使用个人计算机(PC)的非线性编辑系统在快速随机可访问性或编辑便利性方面更有效。特别地，随着近期PC在高性能和低价格方面的发展，非线性编辑系统已被普遍使用。但是，用于处理诸如高分辨率(HD)电视节目这样的高比特率素材的非线性编辑系统比较昂贵，并且在标准分辨率(SD)电视节目的情况下，由于用于存储素材的记录介质(例如硬盘)的处理速度和容量有限，所以在编辑室外(例如在记录场所)使用膝上计算机不足以执行编辑工作。

解决上述问题的一个方法在PCT国际申请JP11-507184公开的日语译文中被公开，其提供了一种数字视频记录系统，用于将相同的节目源素材记录为第一格式和第二格式，该第一格式和第二格式分别连同关于另一格式的各自的时间代码信息被存储在第一记录介质和第二记录介质中。与第二格式相比，第一格式以更高的压缩率编码。将离线编辑以第一格式记录的素材，以生成编辑信息，并且以第二格式记录的素材被用于根据编辑信息生成节目的最终版本。从而能够以低价格实现编辑系统。

但是，在上述专利公开中公开的数字视频记录系统中，“时间代码信息”被用于将两种格式的记录数据彼此关联，这两种格式也就是高分辨率格式和低分辨率格式，以便在一同管理那些两种格式的记录数据时不会有问题，但是当单独发送或存储那些数据时，这会导致不能识别两种格式的记录数据之间的关系的问题，因为这会导致存在多个具有相同时间代码的文件，从而使得维护高分辨率数据文件和低分辨率数据文件之间的关系较困难。而且，有一种情况，其中，当用户编辑两种数据时将重写时间代码信息，这种情况也会引起不能识别两种格式的记录数据之间的关系的问题。

此外，在传统数字视频记录系统中，“文件名”被例如自动地分配给记录设备中的文件，并且用于将两种格式(即高分辨率格式和低分辨率格式)的记录数据彼此关联。这种情况会导致在用户的编辑工作过程中，通过用户的输入而改变自动分配的文件名，从而导致不能将那些两种格式的记录数据彼此关联。

为了解决上述问题，本发明提供了一种数字视频记录系统，即使所记录的那些数据是被分别管理的，其也可以在随后不被用户的操作影响的情况下，始终维护以不同分辨率的两种格式记录的数据之间的对应关系。

发明内容

为了解决上述传统问题，根据本发明的记录设备将具有高分辨率的第一数据和具有比第一数据的分辨率低的分辨率的第二数据记录为分开的文件，第一数据和第二数据是从相同的视频和音频源生成的，记录设备包括：输入单元，用于从外部接收视频和音频源；第一编码单元，用于编码从输入单元输入的视频和音频源以便生成第一数据；第二编码单元，用于编码从输入单元输入的视频和音频源以便生成第二数据，将第二数据用比第一数据的分辨率低的分辨率进行编码；以及记录单元，用于至少将由第一编码单元编码的数据记录在记录介质上，其中第二数据包括唯一属于第一数据的标识信息。

此外，第二数据的文件格式是MPEG-4格式，并且标识信息是唯一素材标识符，并且被存储在MPEG-4格式中的跳过盒子中。

使用上述结构，记录设备可以至少将作为唯一属于第一数据的文件的标识信息的UMID记录在第二数据的文件上。

此外，编辑设备编辑具有高分辨率的第一数据和具有比第一数据的分辨率低的分辨率的第二数据，所述第一数据和第二数据被记录为分开的文件，第一数据和第二数据是从相同的视频和音频源生成的，编辑设备包括搜索单元，用于当搜索对应于第二数据的文件的第一数据时，通过使用包含在第二数据中的、唯一属于第一数据的文件的标识信息搜索对应于第二数据的第一数据。

此外，第二数据的文件格式是MPEG-4格式，并且标识信息是唯一素材标识符，并被存储在MPEG-4格式中的跳过盒子中。

使用上述结构，在编辑设备中，搜索单元可以通过使用作为标识信息的UMID正确地搜索对应于第一数据的第二数据，以便提高编辑工作的效率。

注意，为了达到上述目的，可以实现本发明用于在记录设备和编辑设备中包括特征单元的数字视频记录系统，以及由记录设备记录并由编辑设备编辑的文件格式。

根据本发明的数字视频记录系统能够维护两种格式的记录数据之间的对应关系，即使这些记录数据是被分开管理的，并且能够缩短从将素材记录为两种记录数据到广播素材所需的时间。

关于本申请的技术背景的更多信息

通过整体引用2004年10月14日提交的日本专利申请No.2004-299977的，包括其说明书、附图以及权利要求在内的公开，从而将其结合在此。

附图说明

通过以下结合说明本发明的具体实施例的附图所进行的描述，本发明的这些及其他目的、优点以及特征将变得明显。图中：

图1是显示包含在根据本发明的实施例的数字视频记录系统中的记录设备的功能框图；

图2A和2B是显示根据本发明的实施例的剪辑(clip)的结构的示图；

图3是显示根据本发明的实施例的低比特率音频-视频(AV)数据文件的结构的示图；

图4是显示根据本发明的实施例的编辑系统的结构的示图；

图5是显示根据本发明的实施例的广播台的编辑设备的结构的示图；以及

图6是显示一种情况的参考示图，其中，将N个记录介质复制到根据本发明的实施例的编辑设备的硬盘驱动器(HDD)上。

具体实施方式

以下将参照附图描述根据本发明的实施例。

图1是显示根据本发明的实施例的数字视频记录系统中包含的记录设备的功能框图。参考图1，记录设备包括：视频信号输入端子101，作为接收视频数据的装置；音频信号输入端子102，作为接收音频数据的装置；第一编码器103，作为第一编码装置；第二编码器104，作为第二编码装置；总线接口105；控制信号输入单元106；中央处理单元(CPU)107；主存储器108；ROM 109；总线110；以及记录介质控制器111，作为记录装置。应当注意到，记录设备还包括与网络连接的网络接口112，通过网络传输下述低比特率音频-视频(AV)数据文件。

记录介质113是半导体存储卡，并通过使用记录介质控制器111记录高分辨率的主素材文件等。注意，在制造过程中，已将唯一属于记录介质113的序号写入介质中的非易失性存储器中，并可以根据来自主机的命令读出。

图2显示了包含在由根据本发明的系统生成的剪辑中的文件的一个例子。一个剪辑包括：剪辑元数据文件201，其表示与包含在该剪辑中的文件有关的信息等等；主素材文件205，它是视频数据文件202和音频数据文件203；以及以比主素材文件205的比特率更低的比特率编码的低比特率AV数据文件204。关于这些文件的格式，剪辑元数据文件201以可扩展标记语言(XML)编写，主素材文件205是素材交换格式(MXFs)的，低比特率AV数据文件204是MP4(MPEG-4)格式的。

首先，将更详细地描述主素材文件205。视频和音频数据的主素材205是遵循SMPTE-377M标准的MXF格式的。如图2B所示，每个主素材205包括文件头206、文件体207、文件脚注208，它们从主素材文件205的头部开始顺序排列。文件头206存储元数据，比如文件结构参数以及视频或音频参数，它们是再生MXF文件所需的。文件体207存储视频数据和音频数据。文件脚注208存储表示文件结束的数据。文件头206存储关于主素材文件205的其他元数据。其他元数据包括：素材包，其为定义如何在输出时间线上再生视频数据或音频数据的信息；以及文件包，其为用于识别将在时间线上输出的剪辑的信息，二者都被分配了相应的标识符，称为唯一素材标识符(UMIDs)。更具体地，作为UMID，将素材包UMID(MP-UMID)分配给素材包，将文件包UMID(FP-UMID)分配给文件包。

关于作为主素材文件205的文件，将视频数据的每个剪辑存储在一个文件中，而将音频数据针对各个声道存储在分离的文件中，例如，当记录双声道时用两个文件。这些文件根据相同的素材而生成，从而每个MP-UMID是相同的，但不同于MP-UMID，每个FP-UMID彼此不同，根据该文件存储视频数据还是音频数据，以及根据该文件对于音频数据存储了哪个声道而具有不同的值。

UMID是分配给所生成的素材的标识符，以便全球唯一地标识任意的音频-视频素材。UMID的结构和创建方法由SMTPE-330M标准定义。UMID主要包括：具有唯一属于每个素材的素材号的基础UMID(32字节)；具有关于素材的属性信息(例如日期、地点、用户名)作为扩展信息的扩展UMID(64字节)。

注意，UMID创建规则是标准化的，不会创建多个相同的UMID。在本发明的实施例中，UMID用于高效地管理素材，即使用户将素材文件发送到另一个用户或者从另一个用户接收素材文件。如果用户随后管理该素材并改变文件的名称或时间代码，这不会引起管理素材的任何问题，但如果用户随后在未授权的情况下重写UMID，这会导致管理素材自身的错误，这是比未能维护主素材文件205和低比特率AV数据文件204之间的对应关系更严重和基本的问题。只有在为所管理的文件分配不重叠的正确的UMID的情况下才能实现本发明。

下面，将更详细地描述剪辑元数据文件201。剪辑元数据文件201存储：剪辑名称；包含在剪辑中的每个文件的文件名；在剪辑头部的视频帧的时间代码值；剪辑的长度(时间段)；关于视频数据的帧频率、音频数据的采样率等等的信息；其中记录了剪辑的记录介质的序号等等。剪辑元数据文件201还存储剪辑UMID(CLIP-UMID)作为识别素材(剪辑)的ID。注意，将CLIP-UMID和视频和音频数据文件中的MP-UMID设置为相同的UMID，因为这些UMID是相同剪辑的ID。

接下来，将更详细地描述低比特率AV数据文件204。

图3是显示MP4文件的结构的一个例子的示图，MP4文件是一种根据本发明的实施例的低比特率AV数据文件204的格式。MP4文件格式符合ISO/IEC 14496-1/AMD6标准。将所有信息存储在称为盒子(box)的结构中。所述信息包括：多路复用视频和音频比特流(媒体数据)；以及关于媒体数据的管理信息(元数据)。为每个盒子分配一个四字符的标识符以表示盒子类型。

位于文件头部的文件类型方框(ftyp)301是用于识别文件的盒子。媒体数据盒子(mdat)302存储视频和音频数据的多路复用比特流。电影盒子(moov)303存储用于再生存储在媒体数据盒子中的比特流的管理信息。跳过盒子(skip box)304存储在文件再生过程中其读出被跳过的数据。

在本实施例中，如图3所示，跳过盒子304存储：关于包括低比特率AV数据文件204的剪辑的剪辑名称308；CLIP-UMID 309，其为分配给主素材的剪辑UMID；关于剪辑中的首帧(head frame)的时间代码值310；其中记录了主素材的记录介质的序列号311。注意，图3中的跳过盒子304还包括空闲空间305、用户数据306、元数据307，而跳过盒子304可以包括UMID309、时间代码值310以及序列号311中的至少一个。

接下来，将描述由图1所示的记录设备所执行的操作。

在本实施例中，再次参考图1，视频信号输入端子101接收4:2:2数字分量视频信号。同时，音频信号输入端子102从两个声道接收数字音频信号，以采样频率48kHz和16位对其进行数字化。将通过视频信号输入端子101接收的视频信号作为从同一个源所获取的信号输入到第一编码器103和第二编码器104，以便由相应的编码器编码。也就是说，同时将相同的视频源输入第一编码器103和第二编码器104，然后分别编码该源。另一方面，将由音频信号输入端子102接收的音频信号仅仅输入到第二编码器104进行编码。

第一编码器103通过DVCPRO方法编码输入的视频信号。注意，在本实施例中，所输入的音频信号不会由第一编码器103编码，但只要第一编码器103使用比用于第二编码器104的比特率(如后文所述)更高的比特率来编码音频信号，那么就可以通过第一编码器103将音频信号编码为诸如MPEG的格式。用于视频数据文件的比特率约为25Mbps，而用于音频数据文件的比特率约为用于两个声道的1.5Mbps。

第二编码器104用MPEG-4方法编码视频数据，并用MPEG-2/AAC方法编码音频数据，以便以相应的预定比特率编码这些数据，然后多路复用这些编码后的数据以生成将要存储在MP4格式文件中的、除跳过盒子之外的盒子中的数据。

控制信号输入单元106输入诸如记录开/关这样的指令、时间代码、将要设置到UMID中的素材数据属性信息等等。CPU 107根据控制信号输入单元106的输入执行存储在ROM 109和主存储器108(或者他们中之一)中的处理程序。

将从第一编码器103输出的DVCPRO格式的视频数据、从第二编码器104输出的MP4文件(除跳过盒子之外)数据、以及从音频信号输入端子102输入的非压缩音频数据通过总线接口105临时存储到缓冲器中，然后根据来自CPU 107的指令传输到主存储器108。

在生成每个文件所需的各种数据当中(除编码数据之外)，在记录处理之前已读出记录介质113的序列号，并已存储在主存储器中。UMID、剪辑名称、时间代码等等由控制信号输入单元106设置，或者在开始记录时由CPU 107生成。

在主存储器108中，为作为主素材的视频数据和音频数据添加诸如UMID的相应的预定头和脚注，以便生成相应的MXF格式的文件。通过添加将要存储在从第二编码器104输出的文件的末端的跳过盒子中的数据，从而生成低比特率AV数据文件。此外，生成剪辑元数据文件并将其写入记录介质113。

图4是显示使用根据本发明的数字视频记录系统的编辑系统的结构的框图。在记录场所，通过使用拍摄记录器401作为数字视频记录系统将素材作为剪辑记录在记录介质402上。从所记录的剪辑中，将剪辑元数据文件和低比特率AV数据文件而不是主素材文件传输到个人电脑(PC)403。另一方面，将其中记录了主素材文件的记录介质402传送到广播电台。通过网络来传输剪辑元数据文件和低比特率AV数据文件，例如通过图1的结构中所示的网络接口112。剪辑元数据文件和低比特率AV数据文件的大小是较小的，足以在短时间内传输，因此PC 403的位置可以在记录场所、广播电台或者其它地点。

在通过使用用于再生MP4文件的通用观察器来再生并确认低比特率AV数据文件的过程中，PC 403通过将诸如注释的数据添加到剪辑元数据文件，或者通过剪切作品而生成编辑列表。根据剪辑的头部的时间代码值来计算编辑列表中的剪切的时间代码。注意，将例如主素材文件的UMID或记录介质的序列号这样的专用数据存储在跳过盒子中，从而使得这些专用数据不影响利用通用观察器而进行的再生。将重写的剪辑元数据文件和所创建的编辑列表通过网络传输到广播电台。

位于广播电台的编辑设备404将记录在记录介质402上的所有主素材文件写入硬盘驱动器(HDD)，并将那些文件存储到数据库中。接下来，将分离地发送的编辑列表、剪辑元数据文件以及低比特率AV数据文件存储在数据库中。这里，通过使用记录在剪辑元数据文件中的CLIP-UMID，从所存储的主素材文件中搜索具有相同CLIP-UMID的文件，然后将所找到的文件与低比特率AV数据文件相关联。通过使用CLIP-UMID，可以在没有手动确认的情况下自动地关联那些文件。在将关系注册在数据库中之后，根据编辑列表读出主素材文件，从而使得能够再生根据高比特率的主素材数据而编辑的内容。

图5是显示位于广播电台的编辑设备404的结构的框图。

连接到网络接口501的编辑设备404包括PC主体502，以及记录介质I/F 503，比如能够放置一个或多个记录介质的驱动器。通过例如通用串行总线(USB)将记录介质I/F 503连接到PC主体502。

用户在记录介质I/F 503中放置记录介质，然后将记录在记录介质上的主素材文件复制到PC主体502中的HDD 504上。此外，PC 502通过网络接口501下载所编辑的低比特率AV数据文件，并通过使用记录介质的序列号和CLIP-UMID，使用搜索单元505来搜索低比特率AV数据文件和记录在HDD 504上的主素材文件之间的对应关系。因而编辑设备404可以自动地编辑主素材文件和低比特率AV数据文件。

图6是显示将N个记录介质复制到图5的编辑设备404中的HDD504上的例子的参考图。如图6所示的记录介质600中的文件结构包括剪辑元数据文件夹601、视频数据文件夹602、以及音频数据文件夹603等等，从而根据文件类型将数据存储在分开的文件夹中。

当放置了记录介质并复制了记录介质中的文件时，将读出记录介质的序列号以创建表示序列号与记录介质中的文件夹之间的对应关系的列表。

然后，为了在编辑设备404中利用搜索单元505来搜索对应于从网络I/F 501输入的低比特率AV数据文件的主素材文件，读取跳过盒子中的记录介质序列号以识别记录介质(文件夹)。接下来，将读出CLIP-UMID并顺序地搜索所标识的记录介质的文件夹中的剪辑元数据文件，从而搜索相同的CLIP-UMID。因而可以高效地执行搜索处理。

如上所述，在根据本实施例的数字视频记录系统中，当在传送其中记录了主素材文件的记录介质的过程中，在与记录地点不同的地点进行编辑工作时，通过使用记录在低比特率AV数据文件的跳过盒子中的CLIP-UMID，可以始终正确地维护主素材文件和低比特率AV数据文件的编辑结果之间的对应关系。

此外，为了生成用于播放的最终的视频数据，通过使用记录介质的序列号或CLIP-UMID，自动地结合低比特率AV数据文件和主素材文件，从而能够缩短从记录素材到广播素材所需的时间。

注意，当主素材文件被写在HDD上时，每个记录介质可以例如，被设置为一个文件夹，当搜索主素材文件并将其与低比特率AV数据文件等等关联时，可以通过根据记录介质的序列号识别记录介质(文件夹)，然后仅在该文件夹的文件中搜索具有相同CLIP-UMID的主素材文件，从而可以高效地搜索主素材文件并将文件彼此关联。

还应注意，在图4中，将用于编辑工作的PC 403和用于为广播而进行最终编辑的编辑设备404描述为不同的设备，但这些设备可以是同一个设备。在这种情况下，将除主素材文件外的文件通过网络从记录场所传输到广播电台的编辑设备404，编辑设备404首先在再生低比特率AV数据素材的过程中执行编辑工作，然后在接收到主素材文件之后，将低比特率AV数据文件替换为主素材文件以便最终编辑用于广播的数据。在这种情况下，当在归档了主素材文件的多个记录介质中搜索对应于特定低比特率AV数据文件的主素材文件时，可以通过首先使用记录介质的序列号识别记录介质，然后在所识别的记录介质中的搜索主素材文件，从而快速地执行搜索处理。

此外，在图4中，已描述将记录介质402直接传送到广播电台，但也可以通过网络传输主素材文件。传输主素材文件将占用相当多的时间，但如果在传输主素材文件之前已传输了低比特率AV数据文件，那么可以使用低比特率AV数据文件执行编辑工作，所以也可以高效地执行编辑工作。

此外，不必将低比特率AV数据文件记录在与记录主素材文件的介质相同的介质上，可以在记录素材的过程中通过网络直接记录在PC的HDD上，或者可以记录在仅用于低比特率AV数据文件的另一个介质上。

本实施例已描述剪辑具有文件结构，其包括剪辑元数据文件(XML格式)、视频数据的主素材文件(MXF格式)、音频数据的主素材文件(MXF格式)、以及低比特率AV数据文件(MP4格式)，但文件格式以及文件结构不局限于以上所述的，只要包含主素材文件以及以比主素材的比特率低的比特率生成的低比特率AV数据文件就可以。本发明可以应用其它各种格式，例如，主素材文件是高比特率的MP4文件并具有唯一属于跳过盒子中的文件的标识信息，并将标识信息存储在低比特率的AV数据文件中。

尽管以上仅仅详细描述了本发明的典型实施例，但是本领域的技术人员将容易地理解，在本质上不脱离本发明的新技术和优点的情况下，可以对该典型实施例做出多种修改。因此，应当认为所有这样的变形都包含在本发明的范围内。

工业实用性

根据本发明的数字视频记录系统可以正确地维护高分辨率的第一数据与低分辨率的第二数据之间的对应关系，即使第一数据和第二数据生成为将被分开地记录、发送、以及管理的文件也可以，从而该数字视频记录系统可以用于例如，记录并编辑用于广播的节目素材的视频和音频数据。