录像机的“摘要放像”功能

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众所周知,一般的录像机在快速搜索图像时,由于带速提高,重放输出的音频信号的频率也相应提高,引起声音变调,不能听到正常的声音。能不能在快速搜索图像时,既能看到图像,又能听到正常的声音呢?日本三洋公司开发的“摘要重放”(DIGEST PLAY)功能,解决了这个问题。在快速重放已录的节目时,既能够看到图像,又能听到正常音调的声音。目前有许多广播节目,如某些球赛,有些人想看但没有时间细看,若用该功能的二倍速放像,就只要用一半的时间就能摘要观看所录节目的内容,既节省了时间,又增添了乐趣。

具有“摘要放像’功能的录像机主要采用数字音频存储技术(DIGITAL MEMORY SOUND SYSTEM—DMSS)。该系统方框图如图1所示。此系统由256kB DRAM(动态随机存储器)、A/D、D/A变换器和控制电路组成。各电路的作用简述如下。

图1
图1 🔍原图 (1368×738)

1.ALC放大器和ALC电平检出

由A/D变换器输出ALC电平检出信号,送到ALC放大器形成负反馈电路,自动控制放大器的增益,使放大器输出电平保持恒定,以保证A/D变换器的输入信号不超出允许的范围。

2.A/D变换器

由系统时钟对模拟音频信号进行取样比较,变换成6位的数字信号。该取样时钟频率随着变速重放模式的不同而不同。

3.P/S变换器

A/D变换器输出的信号是6位并行数据,经过P/S变换器变换为串行数据送给存储器。

4.DRAM及其控制电路

该系统采用256kB DRAM。在集成电路中有存储器控制电路、地址形成电路、模式转换电路,以形成各种控制信号对DRAM进行控制和各种变速重放模式切换。

5.S/P变换器

将DRAM输出的串行数据经S/P变换器变换为6位并行数据,再进行一次近似补插,变成7位数字信号。

6.软抑制电路(SOFT MUTE)

由于DMSS电路是以一定的周期内写入和读出DRAM中数字信号的方式进行重放的,变速重放时,上一个周期的音频信号与下一个周期的音频信号是不连续的,会听到各周期间的连接声。该系统中采用4位乘法器构成软抑制电路,使每个周期的起始部分的重放音频信号电平由小变大,结尾部分的信号电平由大逐渐变小。这样使各周期连接处的声音平滑。

7.系统时钟形成电路

变速重放时,A/D、D/A变换器所要求的取样时钟频率不同,该电路便形成相应的不同频率的时钟信号。

8.D/A变换器

将S/P变换后输出的7位数字信号经D/A变换器变换成模拟音频信号。

9.低通滤波器(LPF)

D/A变换器输出的信号,经低通滤波器滤除由数字处理产生的时钟等高频成分,输出模拟音频信号给音频放大电路。

摘要重放(DIGEST PLAY)的基本原理如下。

一般无DMSS电路的家用录像机,正常重放时输出的图像与声音的信号关系如图2(a)所示。设重放周期为T,当录像机以正常速度重放时,每个周期输出的图像依次为V1,V2,V3……,输出的声音相应为A1,A2,A3……。当录像机以二倍速度重放时,见图2(b),每个周期输出的图像为V1V2,V3V4,……,输出的声音相应变快为A1A2,A3A4……,引起声音变调。为此,通常录像机在变速重放时将声音抑制掉。

图2
图2 🔍原图 (817×1094)

具有DMSS系统的录像机在二倍速重放时,见图2(c),在周期T内重放输出的声音信号A1A2经A/D变换器取样,此时取样时钟频率为31.4kHz,经A/D,P/S变换后的数字信号写入到存储器中。读出时,由于D/A变换器的取样时钟频率为15.7kHz,其输出信号的速度比写入速度慢一倍,这样在周期T内输出的声音为A1,其速度与正常重放速度相同,从而得到正常音调的声音。3倍速放像时见图2(d)和(e),原理与二倍速放像相同。也就是说,在DMSS系统中,存储器DRAM的数据写入速度与重放速度成正比,而DRAM的读出速度始终为正常重放时的速度,与变速放像时的带速无关。因此,只要控制时钟频率和存储器的数据写入速度和地址,便能得到正常的声音。

由以上介绍可知,在快速搜索时,图像快速变化,而声音以正常音调输出,但受存储器的容量的限制,输出的声音内容是不完整的。为解决这个问题,三洋在DMSS的基础上又开发出声音速度变换功能(VOICE SPEED CONVERSION FUNCTION)。其原理同上所述,只是在存储器写入时,将声音信号的间隔部分删除(如图3所示),这样可增加写入存储器的声音的内容,在快速放音时,尽量减少声音信息的损失。尤其在二倍速重放时,基本上可以听到完整的内容,这样,只要用一半的时间,即可较详细地了解节目内容,节省了时间。

图3
图3 🔍原图 (894×441)

总之,采用数字声音存储系统技术可以使人们在较少的时间内用快速重放观看图像,同时又能听到正常的声音,以通览整个节目的内容。这种技术还可以广泛应用在娱乐场合,也可以应用于语言教育、电视会议以及电话等系统中。(吴小薇 葛铭西)