CN100508575C - 延迟读取数字视频数据的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种延迟读取记录介质(108)上的文件(200)中所存储的数字视频数据的方法。根据本方法，将记录介质(108)的固定存储资源量分配给存储这些数据的文件(200)。应用于数字解码器。

Description

延迟读取数字视频数据的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种延迟读取数字视频数据的方法和设备。

按照数字数据的形式编码的视频文档提供了大量的处理可能。

更具体地，本发明涉及对记录在记录介质上的数据的延迟读取，其在于将记录介质上的节目记录在文件中，而同时以特定延迟来读出该节目。该申请使得当用户需要时，允许用户中止节目的读出，并且从用户暂停该节目的位置处恢复读出。

背景技术

能够实现延迟读出的方法的已知设备，特别是数字电视解码器型的设备，表现出大量的缺陷。

在这些已知设备中，其中一些提出了以下方法，其中可分配给除了延迟读出文件之外的其他文件的存储资源量取决于由设备所执行的其他应用程序。这引起了大量的缺陷：

一方面，延迟读取文件不再能够利用新的资源来继续数据的存储。

另一方面，分配给延迟读取方法的存储容量是不受控的，可能地，该方法可能会占用解码器的过大数据存储量，因而产生了解码器的误操作，例如执行其他应用程序不能够访问所需的存储容量。

另外，当与需要数据存储的其他应用程序同时使用延迟读取方法时，分配给每一个应用程序的存储空间的管理已证实是较复杂和困难的。具体地，针对文件的单元的最佳分配分配了连续的单元，特别是限制了头(head)的运动。

延迟读取的其他已知方法利用了环形缓冲器的管理。这样的缓冲器管理引起了数据的无序存储。

发明内容

本发明克服了至少一个这样的缺陷。其得自于以下发现：记录介质的存储资源可能被永久地分配给文件，而与该文件实际所需的资源无关。因此，本发明涉及一种将数字数据存储在记录介质中的方法，其特征在于将该随机存取存储器的固定量的资源分配给文件，而与该文件相关联的应用程序所需的资源量无关。

更具体地，本发明涉及一种延迟读取记录介质上的文件中所存储的数字视频数据的方法，将记录介质的固定存储资源量分配给存储这些数据的文件，其特征在于：所述文件是记录介质上的滑动窗。

因此，能够控制分配给延迟读取文件的资源量，而不会干扰设备的操作。

可以在记录介质的初始化时，或可能如果初始配置对于用户而言不满意则之后分配该资源量。

根据优选实施例，将所述数据连续地存储在记录介质上，并且针对这些数据定义了读取窗，从而仅在跟随其存储之后的指定滞后期间，可以读取所存储的数据。

可以按照不读取过时数据的方式，针对适当确定的时间来读取所存储的数据。

根据优选实施例，所述记录介质的资源由利用单元来分配资源的文件控制器来管理，其中由文件单元的开始和文件单元的结尾所限定的固定单元量与用于存储这些数据的文件相关联。

根据优选实施例，当文件单元的结尾用于存储数据时，对文件单元的开始解除分配，将新的文件结尾分配给该文件。

按照该方式，当读取数据时，针对延迟读取文件，有规律地重新分配存储器，这可能具有恒定尺寸的读取窗。

根据优选实施例，当文件单元的结尾用于存储数据时，从文件中对与文件的结尾单元相距指定数据量的单元集合解除分配，并且连续地重新分配为文件单元结尾之后的单元。

根据该实施例，通过分配和解除分配其尺寸大于单元的区域，并非逐一地而是以更全局的方式来重新分配这些单元。

根据优选实施例，使用写或读数据的分离装置。

根据优选实施例，读或写的装置分别包括写或读指针，其中针对文件的每一个单元，写指针位于读指针之前。

按照该方式，所读取的数据是有效数据。

根据第二方面，本发明还涉及一种延迟读取记录介质上所存储的数字视频数据的设备，包括用于将记录介质的固定存储资源量分配给用于存储这些数据的文件的装置，其特征在于：所述文件是记录介质上的滑动窗，优选地，所述设备适合于实现根据本发明的实施例之一的方法。

根据第三方面，本发明还涉及一种计算机程序产品，包括程序代码指令，用于当在计算机上执行所述程序时，执行根据权利要求1到7任一个所述的延迟读取数字视频数据的方法的步骤。

尽管诸如此类的永久分配阻止了记录介质的存储资源的使用，但是其克服了在延迟读取方面的资源的过量扩展或缺乏，由于这样的方法限制了延迟读取文件的尺寸，分配给其他文件的单元数量是已知的。

结果，分配给时移功能的文件尺寸得以确定，根据本发明，该功能总是可能的。

本发明还得自于以下发现：利用单元管理随机存取存储器的存储资源的分配的文件控制器能够使用所谓的解除分配命令，使其得以消除文件和单元之间的对应性。

附图说明

利用以下结合附图所给出的非限定性的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见：

-图1是关于执行延迟读取的方法的数字视频数据的已知解码器的操作的示意图；

-图2a、2b和2c示出了本发明的第一变体；

-图3示出了根据本发明的方法的第一实现方式；

-图4示出了根据本发明的方法的第二实现方式。

具体实施方式

图1示出了用于编码文档的数字视频数据的连续流F_c。与接收该流F_c的解码器100相连的、配备有显示终端112的用户能够在不在时，中断文档的显示，在其返回时恢复该显示，从而看到整个文档。

类似地，该用户可以加速播放该文档，从而避免令人厌烦的片断、或反转文档的显示方向从而再次观看片断。

为了执行这样的操作，解码器100可以包括用于存储数字视频数据的装置102；以及用于读取这些存储数据(如应用程序)的装置104，用于控制将数据存储在解码器的存储单元108中且读取数据的头106。例如，解码器的存储单元由如硬盘或光盘等记录介质构成。

还有，解码器包括写指针102，用于控制存储数据的头106的运动；以及指针104，用于控制读取数据的头106的运动。

因此，借助于这些写指针102和读指针104，解码器可以执行缓冲功能，从而通过读指针104以指定的延迟来读取由写指针102所存储的数据，该方法之后被称为延迟读取。

因此，当终端的用户想要加速文档的播放时，读指针102可以指示头106，从而加速单元108的数据读取。结果，由指针102存储数据项和由指针104读取该数据项之间的延迟减小。

另外，当解码器的用户想要中止数据的显示时，读指针102可能被暂停，从而不再将新数据项传送到显示终端112，同时指针104继续存储源自流F_c的新数据。

最后，当终端的用户想要再次观看文档的片断时，读指针可以向已经读取的已存储数据移动，从而执行该数据的读出。

解码器100可以包括文件控制器110，通过簇或单元来分配单元108的存储资源，如借助于表1(附录1)所述，表1示出了这样的单元i(1，2，3，……，468)。

每一个单元i对应于解码器的存储单元108的指定资源量。因此，透过向如延迟读取文件等文件分配单元i，该文件被提供给与该单元i相对应的资源。

每一个单元i包括用于确定将与之相对应的资源分配给其的文件的装置。在表1中，分配给同一文件的单元以相同的方式示出，示出了四种单独种类的单元：

-根据与单元5到7、24到30、39到44、352到383、以及422到429相对应的第一种类，单元是可访问的，从而分配给新的文件。另外规定，这些单元是可用的。

-根据与单元1到4、8到23、31到38、45到62、195到236、384到421、以及430到488相对应的第二种类，单元被分配给与延迟读取文件分离的文件。因此，这些单元不能够分配给延迟读取文件。

-根据与单元63到154和298到351相对应的第三种类，分配给延迟读取文件的单元可由读指针访问，而根据与数据155到194和237到297相对应的第四种类，分配给延迟读取文件的单元不能够由读指针访问。

具体地，当数据存储在延迟读取文件中时，其仅在指定的滞后期间可由读指针访问，其后，阻止其读取。因此，特别地，避免了与延迟读取的方法的其他用途有关的数据读取。

另外，控制器110确定将这些单元分配给文件的次序，之后，该次序决定了读取这些单元的次序。

应该指出的是，文件由被称为文件单元的开始的第一单元和被称为文件单元的结尾的最后单元来限定。

如上所述，在读和写指针之间保持了预定间隔。为此，按照与该间隔相对应的指定数据量，使其分隔开。

图2a、2b和2c示出了本发明的第一变体。

根据本发明，以下所描述的本发明的实施例涉及一种延迟读取存储在记录介质中的数字视频数据的方法，固定尺寸的文件200(图2a)用于存储这些数据。

写指针202和读指针204分别用于将视频数据存储在该文件200中和读取其，从而将其传送到显示终端。

为了确保读指针204访问与由写指针202所记录的文档有关的数据，可以将写指针202强制定位在其上定位了读指针的单元之前的单元上，即，读指针不能够访问未由写指针预先访问过的单元。

另外，定义了延迟T_max，从而在从其记录开始已经过去了这样的延迟T_max之后，延迟读取文件中所存储的数据不可由读指针访问。

因此，定义了与可能位于写指针和读指针之间的数据量Q有关的最大极限，该数据量对应于所考虑的延迟T_max。稍后解释该数据量Q的确定。

另外规定，形成覆盖可由该读指针访问的单元的读取窗206。

因此，如图2b所示，当通过写指针202存储新的视频数据时，写指针202在文件200中向单元210的结尾移动。类似地，读取窗206在文件内向该文件单元210的结尾移动。

当读指针是过时的读取区域时，必须移动该读指针。

根据本发明的第一实施例，当写指针到达该单元210时，在文件200的开始处解除对未位于读取窗内的文件200的整个单元集合212的分配，然后，重新分配给该文件，作为与单元210连续的单元。例如，在图2c中，考虑图2a和2b中的文件单元201的开始，作为比单元210晚的文件200的单元。

因此，向写指针提供比单元210晚的新单元，用于存储新数据，而无需增加分配给该文件的资源。

应该指出的是，当对单元解除分配时，记录介质不应该执行趋向于将临时解除分配的单元分配给除了与延迟读取有关的文件之外的其他文件的任何操作。

根据第二实施例，当读取窗到达文件单元的结尾时，如图2b所述，执行随机存取存储器的单个单元的解除分配和分配，如以下借助于表2到7(附录)所述，表2到7示出了由根据本发明的此实施例操作的第一控制器所使用的单元。

表2中示出了根据本发明的第二实施例的文件控制器，预定的单元量被预先分配给延迟读取文件。更具体地，单元188到230、273到351和63到187已经被分配给该文件，单元188是文件的开始单元，而单元187是该文件的结尾单元。

应该指出的是，由于其涉及在前一次操作期间所存储的数据，因此这些单元被认为不可由读指针访问。

当专用于延迟读取的方法的新使用的数据存储开始时，与该方法有关的文件的单元用于存储这些新数据。

然后变为可由读指针访问的这些单元按照以读取文件的次序来存储数据的方式，被连续分配给文件单元(188)的开始之前。

因此，在给定的时刻(表3)，48个单元(188到230和273到277)与延迟读取方法的新使用的数据相关联，另外，由于其处于如先前所述的延迟Tmax所定义的读取窗中，因此可由读指针访问。

在该示例中，读取窗的延迟Tmax已经被确定为104个单元的等价物。因此，继续数据的存储，直到延迟读取文件的可访问单元量Q(188到230和273到333)达到该单元尺寸为止。

当已经过去了时间Tmax时，如借助于图2a和2b所述，读取窗在延迟读取文件内移动。

例如，使单元334、335、336和337可由读指针连续地访问，而使单元188、189、190和191不可由读指针连续地访问。

连续地执行这样的方法，直到可访问的最后单元变为分配给移位文件的最后单元187为止(表6a)。

在此时，表6b，与该文件的第一单元188的解除分配并行地将新单元5分配给移位文件，然后，该新单元5被认为是移位文件的新结尾单元。逐渐地对这些单元解除分配直到单元201为止，并且对单元5到10、24到30、39等进行分配。

利用这样的操作，分配给移位文件的单元数量保持恒定。另外，使传统记录模式下移位文件中所存储的数据的记录变得更为容易，如借助于表7所示，其中示出了分配给时移文件的整个单元集合。

在图3中，在步骤E1，还未发起延迟读取应用。当发起延迟读取应用时，在时间T，转到步骤E2。

在该步骤E2期间，打开为了延迟读取而预留的文件，用于写入到记录介质，并且将写指针定位在文件的开始。源自于前一次读取的、且位于写指针和文件的结尾之间的文件中所包含的数据一定不能够被读出。因此，注意确保读指针FS_GetReadPosition(File)不会超越写指针FS_GetWritePosition(File)。为此，在每次读取前，检查以下的条件，以验证其是否为真：

FS_GetWritePosition(File)-FS_GetReadPosition(File)>0

由该应用程序所施加的参数DURATION_MAX来定义步骤E2的持续时间。具体地，在初始化系统时，该应用请求能够承担与如30分钟等持续时间相对应的延迟读取。此时间对应于在记录介质上占用空间的记录数据量。

在初始化系统时或格式化盘时，为延迟读取文件预留尺寸为SIZE_MAX的存储区。如果在用户所需的持续时间上所记录的数据量大于SIZE_MAX，应用可以请求延迟读取的滞后小于SIZE_MAX。

然后，转到步骤E3，其中检查延迟读取应用并未读取过时的数据，即文件中在持续时间Tmax之前所存储的数据，也就是：FS_GetWritePosition(File)-FS_GetReadPosition(File)<Tmax

当中止延迟读取应用时，从步骤E3转到步骤E1。

否则，转到步骤E4，在回到步骤E3之前快速重构文件的过渡步骤。当可读数据的整个集合再次处于文件的结尾时，即，当写指针已经到达了文件的开始值加上SIZE_MAX时，步骤E4开始。

在步骤E4，利用以下命令对在文件的开始处包含不可读数据的簇解除分配：

Quantity-deallocated＝FS-deallocateHead(File，SIZE_MAX-Tmax)

该命令采用可以为字节数的尺寸作为参数。由于文件系统的分配单位是簇，参数SIZE_MAX-Tmax可以取整为簇尺寸的最大倍数。然后，可以通过该命令返回解除分配的字节的准确数量。

在访问记录介质期间，在如符合MPEG-2标准的传送型数据的情况下的数据传送尺寸与由ATA接口(表示“高级技术附件”的首字母缩写词)所提出的ultraDMA的最大尺寸极其相同。

然后，借助于以下命令在文件的结尾处重新分配相同量的簇：

FS_truncate(file，Qtydeallocated)

需要确保在这两个调用之间没有其他客户端访问该盘。

然后，延迟读出方法可以返回到步骤E3。可读取数据占用文件的开始，而不可读数据位于结尾处。

图4示出了本发明实施例的另一变体。

步骤S1到S3分别对应于步骤E1到E3。

在步骤S4的过程中，并且在每一个新的写访问之前，调用命令FS_DeallocateHead，从而释放文件开始处的簇。按照这种方式，不等待写指针在对开始处的簇的解除分配之前已经到达文件的结尾，而是在对文件进行写入时，执行解除分配。

在步骤S4的过程中，当暂停延迟读取应用时，返回到步骤S1。否则，转到步骤S5，切换回标准记录模式，即无延迟读取应用。

在这种情况下，由于该应用并非同时而是逐渐地擦除大量数据，容易实现到标准记录模式的切换，并且当用户切换回正常记录模式时，已经存储了大量数据。

附录1

表1

表2

表3

表4

表5

表6a

表6b

表6c

表7

Claims (10)

1.一种延迟读取记录介质(108)上的文件(200)中所存储的数字视频数据的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

确定覆盖在读取模式下可访问的资源的读取窗；

将所述文件中不是处于读取窗中的资源解除分配；

重新分配与解除分配的资源量相等数量的新资源，以保持所述文件的大小恒定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述数据连续地存储在记录介质(108)上，并且针对这些数据定义了读取窗，从而仅在跟随其存储之后的指定滞后(T_max)期间，可以读取所存储的数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述记录介质的资源由利用单元来分配资源的文件控制器来管理，其中由文件单元的开始(201)和文件单元的结尾(210)所限定的固定单元量与用于存储这些数据的文件(200)相关联。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：当文件单元的结尾(210)用于存储数据时，对文件单元的开始(201)解除分配，将新的文件结尾分配给该文件。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：当文件单元的结尾(210)用于存储数据时，从文件(200)中对与文件的结尾单元相距指定数据量的单元集合解除分配，并且连续地重新分配为文件单元结尾之后的单元。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：使用写或读数据的分离装置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：读装置包括读指针，且写装置包括写指针，其中针对文件(200)的每一个单元，写指针(202)位于读指针(204)之前。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在写指针到达文件结尾时，执行所述对不是处于读取窗中的资源解除分配的步骤。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述文件中每一次写访问之前，执行所述对不是处于读取窗中的资源解除分配的步骤。

10.一种延迟读取记录介质(108)上所存储的数字视频数据的设备，包括

用于确定覆盖在读取模式下可访问的资源的读取窗的装置；

用于将文件中不是处于读取窗中的资源解除分配的装置；

用于重新分配与解除分配的资源量相等数量的新资源，以保持所述文件的大小恒定的装置。

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