CN101430910A - 数据记录方法和数据解码方法 - Google Patents

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Abstract

一种在记录介质上记录由多个记录单元(RU)组成的AV流和用于管理该AV流的程序信息(电影原子)的系统，所述记录单元含有至少视频或声频的可独立再现的视频单元(VU)。该程序信息含有管理记录单元之间的连接点或AV流之间的连接点的信息(编辑列表原子)。在解码AV流时，例如根据关于连接点的管理信息，在连接点切换解码器或者停止解码。

Description

数据记录方法和数据解码方法
本申请是申请人日本夏普株式会社于2002年6月14日提交的发明名称为“数据记录方法和数据解码方法”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及数据记录方法、数据编辑方法和数据解码方法及其装置和记录媒体，用于向诸如硬盘、光盘等可随机存取记录介质记录诸如视频数据和声频数据之类的数据以及再现所述数据。
背景技术
用于采用盘介质的视频和声频的数字记录和再现装置已经在广泛地使用。盘介质不同于磁带介质的特征功能之一是非破坏性(non-destructive)编辑的功能，也称非线性编辑的功能。这个功能具有在不实际移动或复制在盘上录制的AV流的情况下按需要的顺序再现AV流的任何部分的能力，并且这个功能是通过创建指示AV流中要被再现的每个部分的起点和终点以及它们的再现次序的信息(回放管理信息)并根据该信息进行再现而实现的。
这样，用这种盘介质，就有可能在不重写源材料和移动数据的情况下进行编辑。然而，有时需要直接编辑源材料。例如，假设想要将非破坏性编辑的结果一起放在单一文件中，以易于被个人电脑(PC)处理。在这种情况下，只应将编辑结果中正在被使用的从相关联的AV流中挑选出来并合并单一文件中。
也有这样的情况，即想要把AV流中不必要的中间部分删除，以增加盘的空白容量。在这种情况下，应当把位于中间部分之前和之后的各部分结合起来。
在任一情况下，都要把多个AV流放在一起。然而问题是，在采用基于MPEG视频标准(ISO/EIEC11172-2或ISO/IEC13813-2)的视频数据编码方案时，在接缝(seam)处可能出现某种再现噪声。
原因如下。MPEG视频标准采用可变长度编码，这就要求以一个预定速率对要代码化的数据进行编码，使得要与编码器的输出端连接的被称作VBV(Video Buffering Verifier-视频缓冲验证器)的模型假设解码器(model hypothetical decoder)将即不上溢(overflow)也不下溢(underflow)。
在这个模型中，将代码化的(coded)数据以不大于前述的预定速率的速率提供到VBV缓冲器，占据在VBV中的数据量按该速率增加。另一方面，一旦一个帧(frame)或半帧(field)已经被解码，数据的占据立即以相应的代码化数据的量减少。
如果数据没有在保证VBV缓冲器即使在数据量重复地增加和减少的情况下即不上溢也不下溢的控制下被编码，则任何基于MPEG视频的代码化数据都不能保证被正确地再现，如图22中所示。在一些视频数据被连接时再现噪声的风险可能在于VBV缓冲器在某个接缝点处导致上溢或下溢的可能性。
VBV缓冲器在接缝处崩溃的原因，将参照一个例子作说明。这里，描述这样一种情况，即连接图23(a)中所示的对VBV缓冲器的占据随时间而变的代码化视频数据的在时间OUT之前的前部A与图23(b)中所示的代码化视频数据的在时间IN之后的后部B。
图23(c)是连接的结果。可以明白，在这个情况下，缓冲器下溢，因为含有大量代码化数据的一帧或半帧就发生在该连接点之后，而不管该连接点之前的低缓冲器占用。发生这种情况的原因是有可能丧失了缓冲器占有率的一致性。
为了解决上述问题，日本专利申请公开—平9号JP9-182024提出一种通过增加将数据输入到解码器的传输速度来防止下溢的技术，然而，这一方法需要特殊的解码器，导致成本劣势。
如在另一种方法，日本专利申请公开—平8号JP8-211582提出了一种技术(重编码)，根据该技术，接缝部分在连接时被解码一次，然后被再次编码，这样，代码化数据的量将被保持，以便不导致VBV缓冲器的破坏。然而在这种情况下，存在因为重新编码过程而导致图像降级(degradation)的问题。此外，该方法需要连续地或并行地进行编码和解码，由此招致装置更复杂化的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而被设计的，因此，本发明的目的是提供一种数据记录方法、数据编辑方法和数据解码方法以及数据记录器和数据解码器和记录媒体，它们通过简单的配置，能防止在再现由连接的AV流构成的AV流时的再现噪声。
按照本发明的第一方面，一种数据记录方法，用于在一记录介质上记录一个单元，该单元至少包括视频数据和关于该单元的程序信息，特征在于，该视频数据根据MPEG标准编码，该单元被单一文件管理，并且该程序信息含有显示第一扇区的第一条目信息，该第一扇区能够在该单元中连续解码，所述方法包括下列步骤：从该第一扇区删除一个第四扇区，重写该程序信息，使得在所删除的第四扇区之前的点和之后的点在该单元中连接在一起，重写该第一条目信息到显示第二扇区的第二条目信息，该第二扇区在第一扇区中被删除的第四扇区之前，且重写该第一条目信息到显示第三扇区的第三条目信息，该第三扇区在第一扇区中被删除的第四扇区之后。
按照本发明的第二方面，一种数据记录方法，用于在一记录介质上记录一个单元，该单元至少包括视频数据和关于该单元的程序信息，特征在于，该视频数据根据MPEG标准编码，该单元被单一文件管理，并且该程序信息含有关于第一扇区的第一轨道信息，该第一扇区能够在该单元中连续解码，所述方法包括下列步骤：从该第一扇区删除一个第四扇区，重写该程序信息，使得在所删除的第四扇区之前的点和之后的点在该单元中连接在一起，重写该第一条目信息到关于第二扇区的第二轨道信息，该第二扇区在第一扇区中被删除的第四扇区之前，且重写该第一条目信息到关于第三扇区的第三轨道信息，该第三扇区在第一扇区中被删除的第四扇区之后。
按照本发明的第三方面，一种数据解码方法，用于按照含有关于第一单元的位置信息的第一程序信息，解码由多个含有具有至少视频的第一数据的第一单元组成的第二单元，特征在于，第一数据是根据MPEG标准编码的数据，第二单元被单一文件管理，第一程序信息含有用于显示在文件中各第一单元之间的连接点的信息，如果在该连接点处第一条目改变为第二条目，即使该连接点处于一个在第二单元中连续再现的扇区，第一单元的解码在连接点被停止。
按照本发明的第四方面，一种数据解码方法，用于按照含有关于第一单元的位置信息的第一程序信息，解码由多个含有具有至少视频的第一数据的第一单元组成的第二单元，特征在于，第一数据是根据MPEG标准编码的数据，第二单元被单一文件管理，第一程序信息含有用于显示在文件中各第一单元之间的连接点的信息，如果在该连接点处第一条目改变为第二条目，即使该连接点处于一个在第二单元中连续再现的扇区，解码器在连接点之前和之后被切换。
本申请的第一个发明是一种数据记录方法，用于在一记录介质上记录第二单元和用于管理第二单元的第一程序，第二单元由多个含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元组成，特征在于，第一程序含有管理第一单元之间的连接点的信息。
本申请的第二个发明的特征在于，连接点是一个位置，在该位置从第二单元中删除任意第一数据。
本申请的第三个发明的特征在于，第二单元被单一文件管理。
本申请的第四个发明的特征在于，第一视频数是据根据MPEG标准编码的视频数据。
本申请的第五个发明是一种数据编辑方法，用于通过连接含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元与含有具有至少视频或声频的第二数据的第三单元而生成第二单元，特征在于，管理第二单元的第一程序含有管理第一单元与第三单元之间的连接点的信息。
本申请的第六个发明的特征在于，第一单元和第三单元是通过从第二单元中删除任意第一数据而形成的。
本申请的第七个发明的特征在于，第二单元被单一文件管理。
本申请的第八个发明的特征在于，第一和第二视频数是据根据MPEG标准编码的视频数据。
本申请的第九个发明是一种数据解码方法，用于按照管理第二单元的第一程序，解码由多个含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元组成的第二单元，特征在于，第一程序含有管理第一单元之间的连接点的信息，并且第一单元的解码是参考关于连接点的信息而被控制的。
本申请的第十个发明的特征在于，第一单元的解码控制是通过在连接点停止解码而实现的。
本申请的第十一个发明的特征在于，第一单元的解码控制是通过在连接点之前和之后切换解码器而实现的。
本申请的第十二个发明的特征在于，第一和第二视频数是据根据MPEG标准编码的视频数据。
本申请的第十三个发明是一种数据记录设备，用于在一记录介质上记录第二单元和用于管理第二单元的第一程序，第二单元由多个含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元组成，特征在于，第一程序含有管理第一单元之间的连接点的信息。
本申请的第十四个发明是一种数据编辑设备，用于通过连接含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元与含有具有至少视频或声频的第二数据的第三单元而生成第二单元，特征在于，管理第二单元的第一程序含有管理第一单元与第三单元之间的连接点的信息。
本申请的第十五发明是一种数据解码设备，用于按照管理第二单元的第一程序，解码由多个含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元组成的第二单元，特征在于，第一程序管理关于第一单元之间的连接点的信息，该数据解码设备包含：用于第一单元的解码器，以根据关于连接点的信息控制解码。
附图说明
图1是表示本发明实施例中的一个视频盘记录器的示意配置的框图。
图2是表示QuickTime文件格式中的管理信息与AV流之间的关系的示意图。
图3是表示QuickTime文件格式中的Movie atom(电影原子)的方案的示意图。
图4是表示QuickTime文件格式中的Track atom(轨道原子)的方案的示意图。
图5是表示QuickTime文件格式中的Track header atom(轨道首部原子)的方案的示意图。
图6是表示QuickTime文件格式中的媒体原子(Media atom)的方案的示意图。
图7是表示QuickTime文件格式中的Media information atom(媒体信息原子)的方案的示意图。
图8是表示通过Sample table atom(样本表原子)的数据管理的例子的示意图。
图9是表示QuickTime文件格式中的样本表原子的方案的示意图。
图10是表示QuickTime文件格式中的Edit atom(编辑原子)的方案的示意图。
图11是表示通过编辑原子的回放范围目的地的例子的示意图。
图12是表示Qui ckTime文件格式中的User-defined data atom(用户定义的数据原子)的方案的示意图。
图13是表示本发明的第一实施例中的流结构的示意图。
图14是表示本发明的第一实施例中的VU结构的示意图。
图15是表示基于本发明的第一实施例中的QuickTime的AV流管理结构的示意图。
图16是表示本发明的第一实施例中的记录操作的流程图。
图17是表示本发明的第一实施例中的AV流的连接状态的示意图。
图18是表示管理本发明的第一实施例中的AV流的连接的信息结构的第一个例子的示意图。
图19是表示管理本发明的第一实施例中的AV流的连接的信息结构的第二个例子的示意图。
图20是表示管理本发明的第一实施例中的AV流的连接的信息结构的第三个例子的示意图。
图21是表示本发明的第一实施例中的回放操作的流程图。
图22是表示VBV缓冲器的占用的变化的例子的示意图。
图23是表示按照现有技术的MPEG视频流的连接的例子的示意图。
具体实施方式
这里将结合附图详细说明本发明的实施例。
<系统配置>
图1表示本文中各实施例通用的、能够配音的视频盘记录器的配置。如图1中所示，该装置的组成部分是总线100、主CPU 101、RAM 102、ROM 103、用户接口104、系统时钟105、光盘106、拾波器(pickup)107、ECC解码器108、ECC编码器109、回放缓冲器110、记录/配音缓冲器111、多路分离器112、多路复用器113、多路复用缓冲器114、声频解码器115、视频解码器116、声频编码器117、视频编码器118和未示出的照相机、麦克风、扬声器、显示器等等。
主CPU101通过总线100与多路分离器112、多路复用器113、拾波器107通信，并且与声频解码器115、视频解码器116、声频编码器117、视频编码器118通信，尽管没有示出。
再现时，通过拾波器从光盘106读出的数据被ECC解码器108纠错并被暂时存储在回放缓冲器110中。多路分离器112按照来自声频解码器115和视频解码器116的数据传输请求，将回放缓冲器中的数据按照类型分发到相关联的解码器。
在记录过程中，由声频编码器117和视频编码器118压缩编码的数据被一次发送到多路复用缓冲器114，被多路复用器113进行AV多路复用，然后被发送到记录/配音缓冲器111。记录/配音缓冲器111中的数据被ECC编码器109与纠错码加在一起，然后通过拾波器107被记录到光盘106上。
声频数据的编码方案采用MPEG-1层-II，而视频数据的编码方案采用MPEG-2。
假设光盘106是可拆卸式光盘，是从外围向中心螺旋式地进行记录和回放的。一个扇区由2048个字节组成，十六个扇区构成一个纠错ECC块。如果ECC块中的任何数据需要被重写，就必须读出含有该数据的整个ECC块，对它纠错，更新目标数据，再把纠错码加到该数据，以重构一个ECC块，并将其记录到记录介质上。
此外，为了改善记录效率，采用ZCAV(环带恒定角速度-ZoneConstant Angular Velocity)，使记录区域(area)由多个具有不同旋转速度的环带组成。
<文件系统>
文件系统被用来管理光盘106上各种信息。作为文件系统，这里用UDF(通用盘格式-Universal Disk Format)，以顾及使用PC进行的连接操作。在该文件系统上，每个管理信息和AV流是作为文件处理的。用户区是按2048个字节的逻辑块(与扇区一一对应)管理的。
每个文件由整数个数的盘区(extent)(连续的逻辑块)构成，也可以分散开来存储在各盘区单元(extent unit)中。空白区域在逻辑块单元中使用空间位图加以管理。
表示关于文件系统的盘区、空间位图、管理信息的信息等等被记录在光盘106上。
<文件格式>
QuickTime文件格式被用作AV流的管理的格式。QuickTime文件格式是由苹果计算机公司为多媒体数据管理而开发的一种格式，在PC世界中被广泛使用。
QuickTime文件格式由视频数据、声频数据之类的数据(这些数据也被称作媒体数据)和管理信息组成。这两者的组合在本文中被称作QuickTime电影(简称电影)。这两者可以在同一个文件中出现，或者在不同的文件中出现。
当在同一个文件中出现时，它们构成图2(a)中所示的文件。每一信息作为称作原子的公共结构而加以存储。管理信息作为称作电影原子的结构而加以存储。AV流作为称作电影数据原子而加以存储。
应该注意到：电影原子是一种类型的程序信息，用于控制按任意次序回放媒体数据的任一部分，包括一张表、媒体数据的属性信息和外部引用信息，其中所述表提供AV数据在文件中的相对位置，该相对位置对应于在媒体数据中的任意时间，将在以下对它们加以描述。
当管理信息和媒体数据被存储在不同文件中时，它们组成如图2(b)中的文件202和203的结构。管理信息作为称作电影原子的结构而加以存储，而AV流则不需要作为原子来加以存储。在这种情况下，称电影原子“外部引用”含有AV流的文件203。
如图2(c)中所示，可以进行外部引用，使得文件204的电影原子能引用处于多个文件205和206中的AV流文件#1和#2。这个结构使得能进行所谓的”非线性编辑”或”非破坏性编辑”，在不对任何AV流进行物理移动的情况下实现模拟编辑。
现在，将参考图3至12说明QuickTime管理信息格式。作为开始，将解释公共信息存储格式即原子。每个原子必须在其开头包含指示原子的大小的原子大小(Atom size)和指示原子的类型信息的类型(Type)。Type用四个字符代表，例如‘moov’表示电影原子，‘mdat’表示电影数据原子。
每个原子可含有另一个原子。就是说，原子可构成层次化的结构。图3表示一个电影原子的结构。电影首部原子(Movie header atom)管理电影原子管理的电影的总体属性(overall attribute)。轨道原子存储关于包含在该电影中视频、声频之类的轨道的信息。用户定义的数据原子是一种能以自由方式定义的原子。
图4表示轨道原子的结构。轨道首部原子管理轨道的总体属性。编辑原子管理一部分媒体数据应当按照什么时序在电影中再现。轨道引用原子(Track reference atom)管理与其它轨道之间的关系。媒体原子管理诸如视频和声频数据的实际数据。
图5表示轨道首部原子的结构。这里，只对下文需要的那些轨道首部原子进行说明。标志(‘Flags’)是一组指示属性的标志。兹以能启动轨道的标志作为典型的例子。如果这个标志是1，该轨道被再现；如果该标志是0，该轨道不被再现。层(Layer)指示轨道的空间优先级(spatial priority)。如果有多个显示图像的轨道，那么轨道的层值越小，对应图像的前景被显示得越多。
图6表示媒体原子的结构。媒体首部原子管理关于该媒体原子管理的媒体数据的总体属性等。处理者引用原子(Handler reference atom)存储表示媒体数据应当被哪个解码器解码的信息。媒体信息原子(Media information atom)管理该媒体诸如视频、声频等独有的属性信息。
图7表示媒体信息原子的结构。媒体信息首部原子(Mediainformation header atom)管理该媒体诸如视频、声频等独有的属性信息。处理器引用原子是在关于媒体原子(Media atom)的段落中解释过的。数据信息原子(Data information atom)含有一个数据引用原子(Data reference atom)(附图未示出)，数据引用原子是管理含有QuickTime电影引用的媒体数据的文件的名字的原子。样本表原子管理数据的大小、回放时间等等。
下面将描述样本表原子。然而，在描述之前，将参照图8中所示的文件801描述QuickTime中的数据管理方案。在QuickTime中，数据的最小单元(例如视频帧)被称作样本。在每个轨道中，每个样本被按照回放时间顺序的次序分配一个号码(样本号)，号码从1开始。
QuickTime格式管理每个样本的回放时间长度和数据大小。按照回放时间顺序的次序在文件中将属于相同轨道的样本连续排列所在的区域，被称作组块(chunk)。每个组块也被按照回放时间顺序的次序分配从1开始的号码。
QuickTime文件格式也管理每个组块离文件开始的地址以及属于每个组块的样本的数。根据这些信息，有可能确定对应于任意时间点的样本的位置。
图9表示样本表原子的结构。样本说明原子(Sample descriptionatom)是一个表，该表管理各个组块的数据格式、样本被存储在的文件的索引等等。在这个表中，如果样本被存储在不同的文件中，或者数据格式或其它方面有差别，则这些情况被表中的不同条目管理。这里，条目是被其它信息引用的信息单元。
时间至样本原子(Time-to-sample atom)管理各个样本的回放时间。同步样本原子(Sync sample atom)管理所有样本中的、可以开始解码的那些样本。样本至组块原子(Sample-to-chunk atom)管理每个组块中含有的样本的数，以及每个组块引用样本说明原子中的哪个条目。样本大小原子(Sample size atom)管理每个样本的大小。组块偏址原子(Chunk offset atom)管理每个组块偏离文件的开头的地址。
如图10中所示，编辑原子含有一个编辑列表原子(Editlistatom)。编辑列表原子含有轨道持续时间(Track duration)、媒体时间(Media time)、媒体速率(Media rate)的值的组(条目)，数量由条目数(Number of entries)指定。这些条目每个对应于一个在一个轨道上连续再现的部分，并被按照回放时间顺序的次序排列在轨道上。
轨道持续时间代表被该条目管理的部分的轨道上的回放时间；媒体时间代表被该条目管理的部分在媒体数据中对应于开头的位置；媒体速率代表被该条目管理的部分的再现速度。当媒体时间被设置在-1时，该轨道上的样本的回放被该条目的轨道持续时间所指示的时间停止。这个部分被称作空编辑。
图11表示编辑列表的一个实际例子，其中假设编辑列表原子有图11(a)中所示的内容，且样本排列如图11(b)中所示。这里，第i条目的轨道持续时间、媒体时间和媒体速率分别被表示为D(i)、T(i)和R(i)。本例中，样本的实际回放是按图11(c)中所示的次序进行的。这将在下面作简要说明。
首先，由于条目#1定义轨道持续时间是13000，媒体时间是20000，媒体速率是1(图11(a))，所以从时间20000到33000(20000+13000)的样本部分(图11(b))在从13000前头开始的轨道部分中被回放(图11(c))。由于条目#2定义轨道持续时间是5000，媒体时间是-1(图11(a))，所以没有数据在从时间13000到18000(13000+5000)轨道部分中被再现(在图11(c)中是零)。
最后，由于条目#3定义轨道持续时间是10000，媒体时间是0，媒体速率是1(图11(a))，所以从时间0到10000的样本部分(图11(b))在从18000(13000+5000)到28000(18000+10000)的轨道部分中被回放(图11(c))。
图12是表示用户定义的数据原子的结构。这个原子能够存储所需数量的、不被QuickTime格式定义的自由信息。
一自由信息由一条目管理，该条目由Size(大小)、Type(类型)和User data(用户数据)组成。大小指示该条目本身的大小。类型是区别该自由信息与其它自由的ID标识。用户数据代表实际数据。
<索引文件>
为了管理盘中含有的QuickTime电影，在盘上提供一个称作AV索引文件的特殊QuickTime电影文件。在AV索引文件登记的是关于盘中文件(QuickTime电影、被QuickTime电影引用的静止图像以及其它文件)的各种属性和缩图(thumbnails)。
各种属性的其中之一是链接计数，它表示文件从未被引用开始被引用的次数。检查文件的链接计数便于了解是否有引用该文件的任何文件，从而有可能防止误删除一个被其它文件引用的文件。
<实施例1>
现在将结合图13至21说明本发明的一个实施例。
<AV流结构>
现在将结合图13和14说明本发明中的AV流的结构。AV流由整数数量的记录单元(RU)组成。RU是一个要被连续地记录在盘上的单元。要设定各RU的长度，以便无论构成AV流的各RU在盘上如何分布，都保证无缝的回放(回放期间的图像和声音能被不中断地再现)。这将在稍后描述。
此外，AV流被构造成使得RU边界对应ECC块边界。由于这些RU特点，在AV流已经被记录在盘上后，AV流的排列可以按RU单元被容易地改变，与此同时又保证无缝的回放。
RU由整数数量的视频单元(VU)组成。VU是一个自身可再现的单元。因此，在再现时它是一个可能的入口点。图14是VU的结构。VU由整数数量的、存储约1秒长的视频数据的GOP(画面组)以及整数数量的、存储要被同步地再现的主声频数据AAU(声频访问单元)组成。
这里，GOP是MPEG-2标准中的一个压缩单元，由多个视频帧(通常约15个帧)组成。AAU是MPEG-1层II标准中的一个压缩单元，由1152个声音波形的样本点组成。当采样频率是48Hz时，单位AAU的再现时间是0.024秒。
在VU中，AAU和GOP是按前述的次序安排的，这是为了减少为保证AV同步再现所必需的延迟。此外，为了允许在各VU单元中独立的再现，在每个VU中的视频数据的开头分配一个序列首部(SH)。
VU的回放时间由VU中包括的视频帧的数目与视频帧周期的乘积定义。当把整数数量的VU一起放入一个RU时，在Vu的结尾后填充零，使得RU的开始和结尾对应于ECC块的边界。
在本实施例中，图13和14中所示的AV流结构是用于解释的，本发明不应被限定于这种流配置。
<AV流管理方法>
AV流的管理方法是在前述的QuickTime文件格式的基础上设计的。图15表示QuickTime的AV流管理结构。给出AAU作为声频数据的“样本”，给出序列首部和整数数量的GOP作为视频数据的“样本”。VU中的主声频和视频块各对应于单一组块。
<确定盘上分配的方法>
现在将说明在确定在盘上分配AV流的方法。为了保证无缝回放，包括跳转到下一个RU的时间的RU读出时间需要比RU的回放时间短。
这意味着RU回放时间Te(i)满足以下关系：
Te(i)>＝Tr(i)......<方程1>
其中Te(i)是RU回放时间，T(i)是AV流中一个任意RU即RU#i的最大回放时间，Tr(i)是包括不连续跳转的时间在内的最大读出时间。
如果Ra和Rv代表AV流中的主声频和视频的最大位速率，Ta代表回放设备的最大访问时间，Rs代表连续的读出速率，则以下关系成立：
Tr(i)＝Te(i)×(Rv+Ra)/Rs+Ta......<方程2>
根据<方程1>和<方程2>，Te(i)应当满足以下关系：
Te(i)>＝Ta×Rs/(Rs-Rv-Ra)......<方程3>
因此，保障无缝回放的RU回放时间的最小值Temin由下式得出：
Temin＝Ta×Rs/(Rs-Rv-Ra)......<方程4>
<记录过程>
参看图16，将说明当记录是由用户控制时的过程。在这种情况下，假设要被记录的AV流有一个位速率Rv＝5Mbps和具有位速率Ra＝256kbps的48kHz的声频采样频率。也假设文件系统的管理信息已经被加载到RAM中。
开始，确定流配置和连续区域的安排(步骤701)。如果假设1个VU由一个GOP＝30帧组成，将Rs＝20Mbps、Ta＝1秒、Rv＝5Mbps和Ra＝256kbps带入<方程4>，结果得出Te(i)等于或大于1.36秒。由于1个VU的回放时间是0.5秒，RU回放时间被设定为2秒。
然后，要搜索一个能够记录两个连续VU的空白区域。具体来说，要参考RAM102中的空间位图搜索2×(Rv+Ra)的、或等于或大于11兆位(Mbit)的连续空白区域。如果没有这样一个空间，记录就被停止，并向用户通知记录的失败(步骤702)。
声频编码器117和视频编码器118被激活(步骤703)。然后，检查在记录缓冲器中是否积累了在量上等于或大于一个ECC块(32KB)的数据(步骤704)。在数据积累过程中，步骤705至706重复。
如果数据积累完成，则参考RAM中的空间位图检查在盘上记录数据的下一个ECC块的空缺状态。如果没有空缺，则搜索能够记录两个连续VU的空区域(步骤707)，并将拾波器移到该空区域的前头(步骤708)。
然后，将一个ECC块的量的数据从记录缓冲器111记录到盘中(步骤706)。如果数据在记录缓冲器111中还未积累完，则检查是否有记录结束命令发出(步骤S709)。如果记录还没有结束，则执行步骤704。
如果已经有记录结束命令发出，则执行以下步骤。首先，将哑数据(dummy data)加在记录缓冲器中数量不足32KB的数据的尾部以凑足32KB(步骤710)。然后，将数据记录到盘上(步骤711到714)。最后，将RAM102中的QuickTime管理信息(电影原子)以及文件系统管理信息记录到光盘106上(步骤715至716)。
现在将说明与上述过程并行操作的声频编码器117、视频编码器118和多路复用器113的操作。这些编码器每一个把编码结果发送到多路复用器113，多路复用器将它们存储在多路复用缓冲器114中。
如果在多路复用缓冲器114中积累的数据的数量达到1个VU，或连同要与其一起同步再现的AAU的一个GOP时，多路复用器113将1VU的数据发送到记录缓冲器111。然后，注意对应于1VU已经被编码的数据被送给主CPU 101，CPU 101根据构成该VU的GOP以及AAU的数量和大小而更新RAM 102中的QuickTime管理信息。
<编辑的过程>
现在将考察从AV流内中间一部分中删除RU单元中的数据的情形。如前文所述的那样，RU边界对应于ECC块边界。此外，一个ECC块由16个扇区组成，一个扇区对应于一个逻辑块。所以，就有可能只通过重写文件系统管理信息和QuickTime管理信息来删除数据的RU单元。
对于文件系统管理信息来说，将那些在前述的空间位图中的对应于要被删除的区域的位设定为0，由此释放该区域，与此同时重写管理要被删除的RU的盘区。对于QuickTime管理信息来说，将包含在要被删除的部分中的样本从样本表中删除，并将位于该要被删除的部分之后的组块的偏址值减掉被删除部分的字节数。
此外，由于每个轨道的回放时间因为该删除而减少，应当缩短编辑列表(图10和11)的轨道持续时间(图10和11)。通过上述删除，形成了结果AV流，使得被删除部分之前的点和之后的点被连接。同时，对于视频轨道来说，为了展现接缝，将不同的条目分配到对应于在该接缝之前和之后的区域之间的缝隙的时间点之前和之后。
例如，当AV流#1和#2被连接以构成如图17中所示的AV流时，编辑列表原子(图10)由如图18中所示的两个条目定义。在RU单元中将AV流互相连接的情形也能以与删除的方式类似的方式处理，就是说，通过重写文件系统管理信息和QuickTime管理信息来处理。根据该信息，就能知道沿轨道时间轴上的时间点以及文件中该时间的对应数据的地址。
尽管在本实施例中描述的是包括一个接缝的情形，显然，包括两个或多个接缝的情形也能处理，这只要增加条目的数量即可。
在上述的例子中，是通过切换一个视频轨道的编辑列表中的条目来确定接缝的。然而，只要可能，当然可以用任何方法来确定源于AV流的连接并可能妨碍解码和再现的可能位置。举例来说，通过切换每个接缝的视频轨道就能指示接缝。
作为示例，在图17中所示的AV流是通过连接过程创建的情形中，可以通过以这样的方式管理使用不同轨道的前一半和后一半来确定接缝，按照这种方式，管理前后两半的轨道的编辑列表原子(图10)的内容被如图19(a)和19(b)中所示的那样分别指定。在这种情况下，为了防止在后编辑(post editing)之后误将视频轨道#1和#2结合，至少要区分视频轨道#1和#2之间的一个值，具体来说是创建时间(图5)等等。
或者，可以通过使样本说明原子(图9)的内容在接缝之前和之后不同而展现接缝。具体来说，在如图17中所示的AV流是通过连接过程创建的情形中，使AV流#1的视频数据和AV流#2的视频数据适应引用由样本说明原子中的不同条目#1和#2代表的不同属性，如图20中所示的那样。
这样，就有可能显示接缝。此外，通过区分样本说明原子中的每个条目的至少一个值与另一个条目的至少一个值，就有可能防止在以后的编辑过程中在对样本说明表进行优化(将多个有共同内容的条目集成为一个)时，误将条目#1和#2合并。
<回放过程>
现在将参考图21说明从用户发出回放命令时的过程。这里假设关于要被再现的AV流的QuickTime管理信息已经被加载到RAM102中。
回放数据开始被从光盘106上的一个指定VU之前读取，以便回放(步骤901)。重复步骤901，直到足够时间的回放数据已经被装入回放缓冲器110(步骤902)。
“足够时间的回放数据”在这里指的是即使在回放数据的读出期间发生最大中断时也不会导致回放期间有任何停顿的数据量。具体来说，假设产生导致AV数据的读出不连续跳转(最大1秒)，则保障1秒时间的数据量。
然后，主CPU 101激活视频解码器116和声频解码器115(步骤S903)。主CPU 101根据QuickTime管理信息，向多路分离器112发出一条命令，以便将编码的数据从回放缓冲器110传送到声频解码器115和视频解码器116。
也检查用户是否已经发出回放结束命令(步骤904)。如果没有发出命令，就读出回放AV数据(步骤905)。如果已经发出回放结束命令，则结束操作。
当主CPU 101根据系统时钟105检测到当前时间达到了用于切换视频轨道的编辑列表原子(图10)的条目(图11)的时间时，它确定该位置是个接缝，并停止视频解码器116和声频解码器115的解码操作。当利用视频组块引用的样本说明表中的条目(图20)的改变来指示接缝时，发生条目的改变处的位置被确定是个接缝。
尽管以上操作导致紧接该接缝之前的视频帧被连续地多次显示(被冻结)，但是也不会发生缓冲器下溢，这是因为在这个期间可以将数据积累在视频解码器116的解码器缓冲器中。因此，将持续某个时间不会出现再现噪声，这与解码器缓冲器下溢不同。此外，由于跨接缝的视频画面固有地是不连续的，所以如果出现冻结，则与在任何其它位置发生的相同事件相比，该冻结将不会导致可注意到的噪声。
尽管在本实施例中只用了一个视频解码器，也可以用多个视频解码器在接缝处进行切换。具体来说，在回放时实行以下操作。因为AV数据中实际接缝的位置是根据视频轨道的编辑原子列表中的条目的改变而得知的，所以将该接缝后面的视频数据发送到在该接缝前面所使用的视频解码器以外的其它视频解码器并开始解码，使得该数据能在任何时候被显示。然后，在视频数据达到编辑列表原子的条目被切换时的时间点时，将视频解码器从接缝之前的视频数据切换到接缝之后的视频数据。在这种情况下，由于在接缝之前和之后使用不同的视频解码器，将不会出现VBV缓冲器的不连续占用，并且不再需要像在只使用一个视频解码器的情况那样冻结显示。
尽管在本实施例中处理在编辑期间生成的接缝，但是本发明所管理的接缝并不仅仅限于在编辑期间发生的接缝。例如，当在一个现有AV流文件的结尾后面添加一个新的AV流的记录时，在添加点之前的点和之后的点之间产生VBV缓冲器的占用量是不连续的。如果不变地再现该AV流文件，就有紧接在添加点之后的解码和再现中发生噪声的风险。以与本实施例的相同的方式管理添加点，就有可能防止这种解码和再现噪声。
如上所述，按照本发明，在把多个AV流合并成一个AV流时，接缝的位置信息由管理AV流的管理信息加以管理。由此就有可能防止显示在进行再现时在接缝周围受到干扰。
工业应用
当将视频数据、声频数据等等的AV流记录到一个诸如硬盘、光盘之类的可随机存取记录介质中，然后从中对其解码，本发明适于作为能防止在AV流之间出现回放数据噪声的数据记录、编辑和解码方法及其装置。

Claims (15)

1.一种数据记录方法，用于在一记录介质上记录第二单元和用于管理第二单元的第一程序，第二单元由多个含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元组成，特征在于，第一程序含有管理第一单元之间的连接点的信息。
2.按照权利要求1的数据记录方法，其中，连接点是一个位置，在该位置从第二单元中删除任意第一数据。
3.按照权利要求1或2的数据记录方法，其中，第二单元被单一文件管理。
4.按照权利要求1至3的数据记录方法，其中，第一视频数是据根据MPEG标准编码的视频数据。
5.一种数据编辑方法，用于通过连接含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元与含有具有至少视频或声频的第二数据的第三单元而生成第二单元，特征在于，管理第二单元的第一程序含有管理第一单元与第三单元之间的连接点的信息。
6.按照权利要求5的数据编辑方法，其中，第一单元和第三单元是通过从第二单元中删除任意第一数据而形成的。
7.按照权利要求5或6的数据编辑方法，其中，第二单元被单一文件管理。
8.按照权利要求5至7的数据编辑方法，其中，第一和第二视频数是据根据MPEG标准编码的视频数据。
9.一种数据解码方法，用于按照管理第二单元的第一程序，解码由多个含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元组成的第二单元，特征在于，第一程序含有管理第一单元之间的连接点的信息，并且第一单元的解码是参考关于连接点的信息而被控制的。
10.权利要求9的数据解码方法，其中，第一单元的解码控制是通过在连接点停止解码而实现的。
11.按照权利要求9的数据解码方法，其中，第一单元的解码控制是通过在连接点之前和之后切换解码器而实现的。
12.按照权利要求9至11的数据解码方法，其中，第一和第二视频数是据根据MPEG标准编码的视频数据。
13.一种数据记录设备，用于在一记录介质上记录第二单元和用于管理第二单元的第一程序，第二单元由多个含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元组成，特征在于，第一程序含有管理第一单元之间的连接点的信息。
14.一种数据编辑设备，用于通过连接含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元与含有具有至少视频或声频的第二数据的第三单元而生成第二单元，特征在于，管理第二单元的第一程序含有管理第一单元与第三单元之间的连接点的信息。
15.一种数据解码设备，用于按照管理第二单元的第一程序，解码由多个含有具有至少视频或声频的第一数据的第一单元组成的第二单元，特征在于，第一程序管理关于第一单元之间的连接点的信息，该数据解码设备包含：
用于第一单元的解码器，以根据关于连接点的信息控制解码。
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