视频、音频数据记录和重放设备 【技术领域】
本发明一般涉及视频、音频数据记录和重放设备，特别是涉及包含多个产品单元，例如数字摄像机、数字照相机、MP3播放机、录音机，集成为一体的视频和音频数据记录和重放设备。
背景技术
一般来说，数字照相机(DSC)将经过透镜入射的图像转换为数字信号，并存储起来(即存储数字图像)。这种数字照相机与个人计算机(PC)高度兼容，数字图像易于编辑和调整，并易于将数字图像传递至与DSC相连的外部计算机。另外，结构与一般照相机相同的数字照相机也容易携带。数字照相机配有透镜装置、存储装置、信号转换装置和显示装置。由于图像记录能力有限，数字照相机常用于摄取静止目标图像。虽然数字照相机能摄取有限量的运动图像，但长时间周期摄取运动图像几乎是不可能的，特别是，不能在运动图像的记录和重放过程中记录和重放声音，限制了数字照相机记录和重放运动图像。
与此同时，摄像机是众所周知的记录和重放设备，它能记录和重放包括声音的运动图像。摄像机配有透镜装置、信号转换装置、记录和重放所摄图像用的面板装置和显示装置。摄像机通常用磁带作为记录媒体记录运动图像，能记录超过1小时的运动图像。此外，摄像机还配有声音输入和输出用的传声器装置和扬声器装置。但摄像机也有摄取静止图像的功能，图像质量比数字照相机低。由于摄像机具有更复杂的功能而要求复杂的结构，所以它比数字照相机体积大而且更为昂贵。
因此，许多人在购买数字照相机的同时购买摄像机，因为一者比另一者缺少功能或者质量不够。这使消费者财务负担加重。此外，用户必须同时携带数字照相机和摄像机，很不方便。
因此，需要能有多种功能的视频和音频数据记录和重放设备。
另外，由于常用的复合视频和音频数据记录和重放设备地体积相对较大，记录能力又较弱，所以为便于有效/快速地使用所有的复合功能。
【发明内容】
因此，本发明提供一种复合视频和音频数据记录和重放设备，有效地提供各种数字图像和声音信号处理功能，从而用作各种不同的数字信号处理设备，例如摄像机、数字照相机、录音机、MP3播放机、数据存储器、视频信号存储器和播放机、信息网照相机以及不同领域的许多其他设备。
根据本发明的一个方面，提供一种整合多个产品单元为一体的视频和音频数据记录和重放设备，包括基本图像处理器，例如摄像机和数字照相机；和声音(先进数字技术)处理器，例如MP3播放机和录音机。
根据本发明的一个方面，控制器管理(例如处理和输出)各种产品单元的数据，有效地在复合视频和音频数据记录和重放设备中实现各种数据处理功能。特别是，控制器将从摄像机透镜来的输入图像信号数字化，在复合视频和音频数据记录和重放设备中进行处理；将从外部计算设备例如TV来的输入图像信号数字化；处理输入音频信号；处理输入数据；将数据输出(即输出图像、声音等信号)；和按照功能和应用，从/至各种记录媒体读出/写入数据。
根据本发明的一个方面，设备包括硬盘驱动器，其用于输入视频数据，这些数据常常是多维的，有巨大的信息量，因此要求较大的存储量和较先进的数据压缩；硬盘驱动器还用于输入音频数据，因为功能和应用(例如用户乐曲)，而要求较大的存储量。
本发明的附加方面和优点，将在下面的描述中部分地显现，它们将从这些描述中变得明显起来，或者，通过本发明的实践而被理解。
本发明可通过复合视频和音频数据记录和重放设备实现，设备包括：单片控制器，其控制各种功能单元的处理，而作为数字摄像机、数字照相机、录/放像机、数据存储器、MP3播送器和录音机；和微型硬盘驱动器，其作为存储各种功能单元的数据的主数据记录媒体。
根据本发明的一方面，设备进一步包括机身，其包含单片控制器和微型硬盘驱动器；和基底，其可通信地容纳机身，并提供多个传输/接收端子，允许数据在机身和外部计算机设备之间传输/接收。
本发明也可通过控制器实现，控制器对实现复合视频和音频数据记录和重放设备各种功能的各种数据处理器的数据处理，进行控制，控制器包括：系统总线；多路转换器/系统资源控制器，其与系统总线通信，并输出图像信号；运动图像专家组4压缩器/解压缩器，其与系统总线通信，并对功能单元的数据进行压缩/解压缩；数据记录媒体接口，其与系统总线通信，并从/至存储单元和微型硬盘驱动器读出/写入数据；通用串行总线接口，其与系统总线通信，并接收/发送功能单元的数据；视频信号处理器，其与系统总线通信，并处理经数字摄像机和照相机输入或经输入端子输入的图像信号；音频信号编码器/译码器，其与系统总线通信，并处理MP3播放机和录音机的输入/输出音频信号；和中央处理单元，其经系统总线对控制器进行控制。
【附图说明】
本发明的上述和/或其他方面和优点，从下面结合附图对实施例的描述，将变得清楚并更易于被理解，附图中：
图1是根据本发明实施例的视频和音频数据记录和重放设备的摄像机后透视图；
图2是图1所示设备的摄像机前透视图；
图3是图1所示视频和音频数据记录和重放设备的分解透视图；
图4是图1所示视频和音频数据记录和重放设备更详细的透视图；
图5A和5B是使用根据本发明实施例的图1所示视频和音频数据记录和重放设备的显示单元时的示意透视图；
图6是根据本发明另一实施例的视频和音频数据记录和重放设备和透视外观图；
图7是图6所示设备的后透视图；
图8是根据本发明实施例的图1和6所示视频和音频数据记录和重放设备的功能方块图；和
图9是图8中所示控制单元的功能方块图。
【具体实施方式】
现在将详细地参考本发明实施例，这些实施例在附图中表示，其中相同的参考标号指示相同的元件。下面，参考附图描述这些实施例，以解释本发明。
参考图1至图4，根据本发明的实施例的视频和音频数据记录和重放设备10包括机身11、摄像机单元13、显示单元15和电池30。
机身11包括：第一、第二和第三机壳11d、11e和11f，用来安置作为主数据记录媒体的硬盘驱动器170；摄像机单元13；电池和电路板11g，电路板一般实施视频和音频数据记录和重放设备10的处理功能。通常，第一机壳11d具有容纳区域11h，以接收和容纳作为主数据记录媒体的硬盘驱动器170。一般地，用1英寸小型硬盘驱动器170作为主数据记录媒体，但本发明不限于这种1英寸小型硬盘驱动器配置，硬盘驱动器170可以是任何型式的能接纳在第一机壳11d中的紧凑的大容量非易失性数据存储器。
根据本发明的一个方面，在图3中，第一机壳11d和/或第二机壳11e，能一起或单独容纳电路板11g(全部或它的一部分，视可能情况。)另外，多个操作/操纵钮/壳罩13b、M和V，可提供在机身11上，并与电路板11g(直接或间接)连接，以控制设备10(图8)的处理功能。一般说，操作钮13b、M和V提供在第二机壳11e的暴露侧，这将在下面详细描述。
第一和第三机壳11d和11f在相同方向上形成，并且彼此平行。第一和第三机壳11d和11f分别有容纳区域11h和11c，当第一和第三机壳11d和11f连接在一起形成设备10的两侧时，通常是一个机壳(11h)面向设备10的内部区域，另一机壳(11c)则面向外部。因此，当第一和第三机壳11d和11f连接起来时，形成单一的内部容纳区域，它至少有与机壳11d和11f之一容纳区域相同的尺寸。11d和11f之一的容纳区域有容纳硬盘驱动器170的尺寸。第一和第三机壳11d和11f，也在它们之间容纳(位于其间)第二机壳11e和摄像机单元13，如图3所示。
第二机壳11e追随机壳11d和11f的形状，一般为矩形，有两个垂直表面11i和11k和两个水平表面11j和11L，并有通透开口(通路)11m。第二机壳11e的四个表面中的三个，11i、11j和11k能暴露在外，形成设备10的三个侧面，或者，当第二机壳11e处于第一和第三机壳11d和11f之间时，被第一和第三机壳11e和11f覆盖。第二机壳11e的水平顶面11L支持摄像机单元13。通常，第二机壳11e具有包括提供在这里的支持表面(或任何其他已知安装技术)的通透开口，以便将电路板11g安装或容纳在这里。另外，一般地，第二机壳11e的水平顶面11L是开口的，与另外三个表面11i、11j和11k彼此成直角，形成U形，如图3中所示。一般，开口顶部11L有支持表面，摄像机单元13坐落于其上。通常，第二机壳11e的三个表面被暴露，以便容纳各种操作、操纵钮、壳罩(例如13b、M、V)槽(例如11a)、接口端口(例如d、160等)。增大安置在第一和第三机壳11d和11f之间的第二机壳11e的表面尺寸(宽度)(也就是增大第二机壳11e暴露侧表面11i、11j、11k和11L)，则可增大包括第一机壳容纳区域11h和第二机壳开口11m的设备10的单一内部容纳区域。就机壳结构11d、11e和11f来说，机身11能做得尺寸更为紧凑，同时，通过容纳硬盘驱动器170而有较高数据存储能力(即设备10不庞大，并有高的非易失性数据存储能力)。
另外，如图1中所示，通常在机身11中形成槽11a(即在第二机壳11e的暴露侧)，向其连接可装卸的存储器20，例如灵巧的卡片或存储条，作为辅助数据记录媒体。除上述存储媒体外，其他型式的存储器，例如快速存储器145(图8)或同步动态随机存取存储器(SDRAM)175(图8)也可附加使用，这将在后面描述。在图1中，提供窗口11b，用户通过这个窗口可检查，可装卸的存储器20是否通过槽11a连接至机身11。通常，用户使用背带17保持机身11在拍摄(即记录)期间的稳定。一般，功能操纵钮B基本上与常规的数字摄像机的按钮相同，它们提供在显示单元15上。第二机壳11e上的按钮M是方式转换开关，通过它转换和选择功能，例如从摄像机功能、数字照相机功能和MP3播放功能当中选择。刻度盘式开关V提供用于调节，例如，调节音量。
通常，摄像机单元13包括：光学系统；透镜13a；变焦按钮13b(变焦按钮壳)；CCD 100(图7)，其用于光电地转换由光学系统形成的光学图像；和外罩13c，它由第一和第三机壳11d和11f顶部上的一对组合罩区域形成。根据本发明，摄像机单元13的外罩13c在外观上组合地形成在机身11侧面(即组合地形成在第一和第三机壳11d和11f上)从外部覆盖摄像机单元13。一般，组合的罩13c为凹面形。根据本发明的一个方面，操作旋钮13b作为变焦按钮壳13b，可在第二机壳11e的垂直侧面11i的顶部暴露形成，它处于摄像机单元13的同一水平轴上，位置与透镜13a相对，或者当摄像机单元13置于第二机壳11e的水平顶面11L时，可以是摄像机单元13的组合部件，与透镜13a相对。通常，变焦按钮壳13b为圆形，并分别容纳和接收在第一和第三机壳11d和11f的凹面组合罩13c中。变焦按钮13b可改变透镜13a的聚焦长度，通常，变焦按钮壳13b由外部的外罩13c弹性支持(即由在其间保持摄像机单元13的第一和第三机壳11d和11f支持)。一般，变焦按钮13b按图1的箭头方向沿圆弧导轨滑动。
图4是图1的较详细透视图。具体地说，通常在机身11的侧面(即在第一和第三机壳11d或11f之一处)形成容纳区域，作为电池座11c，电池30装在这里或者从这里卸下。通常，在机身11的电池座侧面形成后侧盖12，它可活动地安装在电池座11c上，以保护安置在电池座位11c上的电池30。
如图5A和5B中所示，显示单元15与机身11相连的方式是使显示单元15相对于机身11按一对旋转轴P1、P2旋转，这对旋转轴是垂直的关系。因此，显示单元15由可相对于机身11折叠的旋转块15a支持，因而显示单元15可自由地相对于机身11折叠，同时它也可相对于旋转块15a旋转。显示单元15可使用LCD监视器，它可起寻像器显示拍摄目标的作用，或者它可用于观察输入视频数据、小型硬盘驱动器170的预存储的视频数据和在重放期间从外部数据处理器接收的外部视频数据之一。因为显示单元15可旋转地安装在机身11上，可在多个旋转轴P1和P2上旋转，所以，用户保持机身11，可以观察例如在各种位置上通过显示单元15重放的影像。
图6是根据本发明的另一实施例的视频和音频数据记录和重放设备的透视外观图。图7是图6所示设备的后透视图。参考图6和7，根据本发明另一实施例，图1至图5B的视频和音频数据记录和重放设备的机身11，可与外部数据处理器或设备例如电视机、录像机等连接，用于信号传输和接收、电池再充电等。例如，如图6中所示，基座50接纳机身11。基座50配有连接端子51，用于在机身11安装期间，与提供在机身11侧的连接器C连接。电池30(图3)能连接至基座50，进行电源再充电。在图7中，电池30再充电单元(电池充电器)52对电池30充电。
参考图6，除了允许用外电源对坐落在基座50上的机身11上的电池30充电之外，连接端子51也起信号传输/接收端子的作用，该端子使信号的传输和接收，在机身11与基座50之间驱动机身11。在图7中，通用的连接器50a、50b、50c、50d、50e，例如SVHS端子、AV端子，将基座50与外部数据处理器相连。连接器连接至基座50的连接端子，用于信号传输/接收。因此，当机身11安装在基座50上时，能与外部处理器进行信号传输和接收。
在图6中，当机身11坐落在基座50上时，一系列的操纵钮实现一般的功能，操纵钮P与连接端子51相连，用于信号传输和接收，因此，能通过操纵钮P控制机身11的驱动。操纵钮P可处于基座50与坐落在基座50上的机身11之间，如图6和7中所示，因此，当机身11坐落在基座50上时，使操纵钮P提供不能从外部操作的功能，例如方式转换开关M，或音量调节刻度盘式开关V。
在图6中，信号接收单元D和d，分别提供在基座50和机身11上，接收从遥控器来的操作信号。信号接收单元D与基座50的连接端子51相连，用于传输和接收信号，因此，当机身11安装在基座50上时，机身11能通过遥控器70的操纵，而被遥控驱动(控制)。
图8是根据本发明实施例的，图1和7所示的视频和音频数据记录和重放设备功能方块图，参考图8，视频和音频数据记录和重放设备包括CCD(电荷耦合器件)100、LCD驱动器105、NT/PAL编码器110、NT/PAL译码器115、TG/CDS/AGC(时序产生/相关二次取样器/自动增益控制)120、透镜驱动器125、方式控制单元30、V.驱动器135、功能块单元140、快速存储器145、电源150、音频接口155、USB单元160、TIC(转换IC)165、HDD(硬盘驱动器)170、SDRAM(同步动态随机存取存储器)175和控制单元200。
如上所述，CCD 100将通过透镜13a的光学图像输入转换为电信号，并将电信号输出至TG/CDS/AGC 120。换句话说，目标的光学图像通过照相透镜13a聚焦在CCD 100的光敏表面上，并且CCD 100将光敏表面上的图像转换为电信号，通过水平和垂直扫描，输出一维的电信号。
LCD驱动器105驱动(控制)显示单元15的LCD监视器13。NT/PAL 110根据NTSC(全国电视制式委员会(美国))制式或PAL(相位交替行)制式，将从控制单元200输出的信号转换为视频信号，并将结果信号输出至输出端子，例如通用连接器50a-50e之一。NT/PAL译码器115将通过视频线输入端子输入的NTSC或PAL信号转换为数字信号，并将转换后的数据传送至控制单元200。NTSC和PAL两种都是标准的电视输出制式，NTSC在朝鲜比较流行，而PAL在欧洲国家比较流行。
TG/CDS/AGC 120，使用相关二次取样电路消除CCD 100信号中的噪声，并且把经过自动增益控制电路的信号，传送至控制单元200。透镜驱动器125控制透镜13a的透镜驱动电路，把孔径的各种因素，例如焦点和开口度，调整到照像希望的程度。V.驱动器135称作CCD 100的垂直驱动器，方式控制单元130根据用户选择的方式，控制LCD驱动器105、透镜驱动器125和V.驱动器135。
通过操纵设备10的操纵钮例如操纵钮B和P。功能块单元140存储有关用户选择的操作信息，并将操作信息发送至方式控制单元130，这样视频和音频数据记录和重放设备10按照所选择的操作信息而被驱动。
快速存储器145存储程序，例如引导程序和孔径操作必需的系统程序，存储甚至在断电之后必须保持的关键性数据，和应用程序。电源150提供设备10的操作用的电源。音频接口155执行与外部音频信号的输入、输出的对接，并驱动音频装置，例如头戴受话器和传声器。USB(通用串行总线)160是一种提供外部计算机(计算装置)音频播放机和打印机的串行接口，带有即播即用接口。
TIC(转接IC)165使控制单元200与硬盘驱动器170之间的信号相匹配，硬盘驱动器170存储由控制单元200压缩的数据。至于硬盘驱动器170，为了设备10的小型化，一般使用1英寸硬盘驱动器。SDRAM175用作缓冲器，在这里存储操作设备10必需的数据。
控制单元200进行信号转换，例如涉及从TG/CDS/AGC 120来的和从NT/PAL译码器115来的输入信号(即从视频行输入来的输入信号)的A/D转换。控制单元200压缩从TG/CDS/AGC 120、NT/PAL译码器115、音频接口155和USB 160输入的转换数据，并通过TIC 165将压缩的数据存储在硬盘驱动器170中。存储条可用于代替硬盘驱动器170的存储媒体。在重放期间，控制单元200读取存储在硬盘驱动器170中的数据，并将读出的数据输出，例如输出至NT/PAL编码器110或音频接口155。控制单元200也控制设备10的其他一般操作。
图9是图8控制单元200的详细功能方块图。参考图9，控制单元200包括GUI 205、MUX/SRC(多路转换器/系统资源控制器)210、MPEG4(运动图像专家组4)编码译码器215、DMA 220、存储条/CF接口225、USB接口230、视频处理器235、CPU 240、音频编码器245、音频译码器250和系统总线260，所有这些最好集成为单一芯片，以使视频/音频数据记录/重放设备小型化。GUI 205存储数据，例如建立GUI(图形用户接口)环境所需要的图形数据，MUX/SRC 210控制数据输出至NT/PAL编码器110，如果必要，可输出与存储在GUI 205中的数据混合的数据。
MPEG 4编码译码器215以MPEG 4模式压缩输入的数据，如果必要，可再扩展已压缩的数据。MPEG 4是A/V(音频/视频)标准编码模式，这种模式能使用窄带通信媒体和双向多媒体通信的数据传输容易。MPEG 4基于视频内容对视频信号编码，而不是使用H.261、JPEG、MPEG1和MPEG 2的块样式编码。
USB接口230与USB单元160相接。视频处理器235进行信号转换，例如涉及从TG/CDS/AGC 120进来的信号的A/D转换，并将转换的数据和通过NT/PAL译码器115输入的数据之一，传送至系统总线260。音频编码器245和音频译码器250分别对音频接口155传输和接收的数据进行编码和译码。GUI 205、MUX/SRC 210、MPEG4编码译码器215、DMA 220、存储条/CF接口225、USB接口230、视频处理器235和CPU 240，通过系统总线260相连，CPU 240控制控制单元200的整个操作。为了紧凑，一般，控制单元200制成单一芯片。
因此，本发明的视频和音频数据记录和重放设备能有效地执行各种功能，下面的描述是关于设备10作为数字摄像机的操作。通过透镜13a捕获的数据，由CCD 110进行光电转换，并通过TG/CDS/AGC 120传送至控制单元200。控制单元200的视频处理器235，将进入的模拟视频信号转换为数字数据，并将数字数据通过系统总线260传送至MPEG4编码译码器215，MPEG4编码译码器215以MPEG 4模式压缩所接收的数字数据，并将压缩的数据传送至存储条/CF接口225。存储条/CF接口225通过TIC 165，将接收的数据存储到硬盘驱动器170。结果，目标图像被记录。
在重放中，存储在硬盘驱动器170的压缩数据，通过TIC 165由存储条/CF接口225提供至MPEG4编码译码器215，并经过MUX/SRC210传送至NT/PAL编码器110。NT/PAL译码器110将接收的信号经过LCD驱动器105显示在安装在机身11上的LCD监视器13上。另外，捕获的图像，可通过将信号发送至TV或S-JACK(超级JACK)端子，例如通用连接器50a-50e(图7)，经过外部显示装置进行显示。因此，捕获的运动或静止图像被重现。
经过外部视频线的输入，可通过NT/PAL译码器115传送至控制单元200，并压缩和通过上述处理存储到硬盘驱动器170。必要时，数据可从硬盘驱动器170读出并重放。因此，经过TV显示的内容可由设备10记录并重放，因为硬盘驱动器170提供高数据存储能力。另外，能够显示当前拍摄的目标图像，而不进行数据压缩，即直接将经过透镜13a捕获的数据输出至NT/PAL编码器110。
同时，在操作为录音机或MP3播放机的视频和音频数据记录和重放设备中，经过音频接口155输入的音频数据在MPEG4编码译码器215中被压缩，并经过TIC 165存储在硬盘驱动器170或存储条中。存储在存储媒体例如硬盘驱动器170中的音频信号通过TIC 165由存储条/CF接口225提供给MPEG4编码译码器215，并经过音频接口155传送至头戴受话器，或另外的外部音频装置。
视频和音频数据记录和重放设备也可通过USB单元160与外部计算机相连接，以接收必要的数据或将数据传送至外部计算机。因此，提供高存储能力的硬盘驱动器170，允许视频和音频数据记录和重放设备操作为数据存储装置。视频和音频数据记录和重放设备也可用作其他的功能，例如信息网摄像机，如果将它连接至具有USB单元160的计算机的话。
如上所述，根据本发明的视频和音频数据记录和重放设备能服务于各种各样的功能，例如摄像机、数字照相机、录音机、MP3播放机、数据存储装置和信息网摄像机，以及各种领域的其他设备的功能。因为视频和音频数据记录和重放设备能被提供为声音和图像数据处理器(例如摄像机处理器和数字照相机器)，以及音频数据处理器(例如MP3播放机和录音机)的单一包装，所以可使结构紧凑。特别是，本发明的视频和音频数据记录和重放设备能以节约的成本服务于各种功能。
因此，本发明在设备中提供由单一芯片构成、并控制实现各种设备功能的各种数据处理器之中的数据处理的控制器，以及微型硬盘驱动器，从而为用户(消费者)提供尺寸更紧凑、易于携带、有更多功能的设备。进一步说，视频和音频数据记录和重放设备不仅能用于手提，当包括基座时也能用作固定式设备。尤其是本发明提供的视频和音频数据记录和重放设备，包括具有控制单元的机身，至少一种数据记录媒体和电池，配置在机身侧面的摄像机，位置相对于机身可变的显示单元，和音频数据处理单元。控制单元控制设备的各种产品单元，微型硬盘驱动器是主数据记录媒体，能集成于单一包装(设备)而具有各种产品单元的特色，例如数字摄像机、数字照相机、录/放像机、数据存储器、MP3播放机和录像机。通常，控制单元是单一芯片。因此，视频和音频数据记录和重放设备是尺寸紧凑便携式产品，实现各种视频和音频数据记录和重放功能。具体化于控制单元200中的本发明，可以用计算硬件或软件实现。
尽管已描述了本发明的几个实施例，但技术人员将会懂得，本发明不应被局限于所述实施例，而是在附后的权利要求及其等效内容所确定的本发明的精神和范围内，能做出各种变形和修改。