CN1037879C - 用于多路传输编码的数据信号的装置和方法以及记录介质 - Google Patents

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Abstract

可以通过以下方式形成一个多路传输数据流；以变位速率编码第一个输入信号以形成一个临时存储在一个第一存储装置中的第一个已编码的数据信号，以一个恒定位速率编码第二个输入信号以形成一个临时存储在一个第二存储装置中的第二个已编码的数据信号，和用一个多路传输电路来多路传输分别存储在第一与第二存储装置中的第一和第二编码的数据信号以形成所希望的多路传输的数据流。

Description

用于多路传输编码的数据信号的装置和方法以及记录介质
本发明涉及一种记录装置，其中两种或更多种不同类型的数据(比如图像和声音数据)可进行多路传输以便记录在一个记录介质上，更具体地说，本发明涉及这样一种记录装置，其中对至少一种类型的数据以变位速率进行编码。
到目前为止，人们时常提出对图像及声音信号进行数字化以及在一个记录介质(如光盘)上记录数字化的数据。由于通过对这些信号进行数字化而产生的数据量非常大，人们还提出在记录之前对这些数据进行压缩编码。在这种情况下，在从记录介质中重现数据后，为了恢复数字化的数据而执行一个解码操作。当重现的数据包括图像和声音数据两者时，比如构成一个电视信号，图像数据的恢复必须与声音数据的恢复同步进行。为此原因，人们通常采用一个单一的装置来编码和多路传输要被记录的信号。然而，多路传输操作并非必须和编码操作同时执行。在多路传输期间，以合适的时间间隔和适当的速率写入不同类型的编码的数据，比如图像和声音数据。接着，在将附加的数据(比如为同步恢复所需要的时间标记)加到图像和声音数据上之后，则产生了一个单一数据位流。
通常，这样的数据位流有一种分级结构。例如，由国际标准组织(ISO)的运动画面专家组(MPEG)在文件No.11172中提出的一个位流的结构在图5中演示。如图5所示，由ISO11172确定的位流由一系列单元组成，每个单元包括一些数据包。每个单元从诸如一个单元起始码、一个系统时钟标记(SCR)码和一个系统首标的信息开始。用于SCR码为包括编码器和解码器的整个数据存储和重现系统提供同步化，并且还用于控制一个下面将描述的缓冲存储器。
每个数据包从诸如一个流识别号码、时间标记、和一个所需要的缓冲存储器大小的信息开始。时间标记包括一个显示时间标记(PTS)和一个解码时间标记(DTS)。PTS代表由一个编码器对数据进行编码的时间，而DTS代表由一个解码器对数据进行解码的时间。PTS和DTS被用于提供不同类型数据的同步重现。把压缩的数据(诸如图像或声音数据)在位于数据包的开始处的信息之后插进数据包。包括图像数据的数据包称为图像数据包，而包括声音数据的数据包称为声音数据包。不同类型的数据(比如图像和声音数据)从不在一个单独的数据包中混合。
根据上面描述的MPEG提出的标准，单元和数据包都可以具有可变化的长度。MPEG标准还提出一个可以同时容纳多达32个声音数据子流和多达16个图像数据子流的位—流体系。
由MPEG提出的多路传输过程的细节在与ISO11172相伴随的1附件A(情报性的)中描述，并在1992年3月27日发表，题为“系统编码片的描述”。由MPEG提出的多路传输过程标准包括一些机动性，这可以从这个事实显示出，即其中描述的单元和数据包可以具有可变长度。因此，根据MPEG标准可以采用许多种技术进行多路传输。然而，对于由MPEG提出的标准的最严格的限制是不允许解码缓冲存储器溢出或下溢。为此，编码和多路传输装置包括一个具有与解码器缓冲存储器相同容量的缓冲存储器。对在编码和多路传输装置中进行的多路传输过程进行控制，以使得其中设置的缓冲存储器既不溢出也不下溢。在下面的描述中，除非另外说明，“缓冲器”应被理解为在编码和多路传输装置中设置的缓冲存储器。
在多路传输过程中存在的其它问题包括单元和数据包长度，单元结构，以及插入每个单元的不同类型数据包的比率。应该理解“单元结构”是指构成每个单元的数据包的数目。还应该理解不同类型的数据包可以包括图像数据包和声音数据包。
如果诸如图像和声音数据的输入数据都是以各自恒定的位速率进行编码，则上面提到的问题很容易解决。由下面就要提供的例子来演示解决这些问题的一个方法。
根据这个例子，以一个每秒钟150,000字节的恒定速率对图像数据编码，以一个每秒种24,000字节的恒定速率对声音数据编码。另外，对图像和声音数据包建立一个恒定的2,048字节的数据包长度。由于图像数据速率是声音数据速率的6.25(＝150,000/24,000)倍，并且由于对图像和声音数据包提供了相同的数据包长度，所以图像数据包与声音数据包的6.25的插入比率将允许图像和声音数据可以同步重现。换句话说，一个声音数据包必须在每6或7个图像数据包之后插入。
进一步假设每个单元由3个数据包组成。在这种情况下，产生一个具有如图6所示结构的位流。应该注意到，由于不同类型的数据都是以各自恒定的速率进行编码的，则对于把数据包插进单元的插入比率和次序可以根据数据速率、单元和数据包长度，以及单元结构而事先确定。因此可以相对容易地进行不同类型的数据的多路传输。另外，可以通过监测已经积累在缓冲存储器中的数据量来进行缓冲存储器控制。例如，如果用于暂时存储编码的图像数据的缓冲存储器将要溢出，可以以一个下述的方式增加用于量化—编码图像数据的量化步长，以防止图像数据缓冲存储器溢出。以此方式，由于产生的编码数据的数量暂时减少了，就防止了缓冲存储器溢出。另一方面，如果图像数据缓冲存储器将要下溢，可以插入与图像和声音数据无关的伪码以暂时增加所产生的编码的数据的数量。以此方式，也可以防止缓冲存储器下溢。
可以看到，借助于多路传输装置根据以各个恒定速率产生的图像和声音数据可以相对容易地产生一个多路传输的位流，该多路传输装置以一个预定的比率操作以把图像和声音数据包插进一单元系列中。另外，当要编码的图像和声音数据恰好是那些可以取得高效压缩的数据时，通过在多路传输过程中插入伪数据以保证维持一个恒定的速率，可以防止缓冲存储器下溢。然而，插入伪数据有害地影响记录介质的记录容量的使用效率。
另外，为了维持一个恒定的数据速率，通过改变用于编码过程中量化步长的值，可以防止缓冲存储器溢出。尤其是，对不能高效率编码的一个画面的部分或者在具有一个不易执行压缩的相对复杂图案的部分增加量化步长。另一方面，对一个能够高效率编码的画面的部分或者在具有一个容易执行压缩的相对有规律图案的部分减小量化步长。结果不能保证整个图像的均匀画面质量。然而，为了取得均匀的画面质量，可以考虑以可变速率对图像数据进行编码，特别是，对于一个不能高效编码的图像的一些部分，可以暂时增加编码速率以提供更多的编码位数给编码过程。另外，对于一个可以执行高效编码的图像原一些部分，可以暂时减少编码速率。因此，通过如上所述的适应性控制编码速率，可以得到遍及整个图像画面的均匀的画面质量。因为在这种情况下提供的数据编码速率是可变的，则没有必要插入伪数据，这样就可以高效率地使用记录介质的记录容量。
这可以参考在1993年3月3日公开的英国专利申请GB2259229中公开的用于处理以可变速率编码的数据的多路传输和信号分离装置。然而，不能得到用于控制一个在这样的多路传输装置中采用的编码缓冲存储器的技术的详细说明。
附带地说，在上述可变速率编码过程中，编码位速率适应地变化，并且因而不能预测。因而，不能预先确定在多路传输过程中将插入单元中的不同类型数据包(比如图像和声音数据包)的比率。另外，进行对于可变速率编码数据的多路传输比对于恒定速率编码的数据的多路传输的情况要更困难。
因此，本发明的一个目的是提供可以有效地对多种类型数据进行多路传输的一种多路传输装置和方法，其中至少一种类型的数据是以可变速率编码的。
根据本发明的一个方面，提供了一个用于多路传输编码的数据信号的装置，该装置包括：以一个变位速率对第一输入信号进行编码以形成第一编码数据信号的第一编码装置，对第二输入信号进行编码以形成第二编码数据信号的第二编码装置，用于暂时存储由第一编码装置形成的第一编码数据信号的第一存储装置，用于暂时存储由第二编码装置形成的第二编码数据信号的第二存储装置，和选择性地连通到第一和第二存储装置对分别存储于第一和第二存储装置中的第一和第二编码数据信号进行多路传输的形成一个多路传输的数据流信号的装置。该装置还包括控制转移的装置，用于根据存在于第一存储装置中第一编码数据信号的数量控制从第一存储装置到多路传输装置的第一编码数据信号的转移。
根据本发明的另一个方面，存在于第一存储装置中的第一编码数据信号量是零时，该控制装置暂时停止第一编码数据信号向多路传输装置的转移，并且当存在于第一存储装置中的第一编码数据信号量比零大时，控制装置以一个预先确定的转移速率把第一编码数据信号转移到多路传输装置。
根据本发明的再一个方面，预先确定的转移速率大于第一编码装置的最大编码速率和第二编码装置的最大编码速率的和数。根据本发明的再另一个方面，该装置还包括在第一转换位置和第二转换转换位置之间的固定的时间间隔进行转换的转换装置，在第一转换位置多路传输装置连通到第一存储装置，在第二转换位置多路传输装置连通到第二存储装置。
根据本发明另一方面，第二编码装置以一个恒定的位速率对第二输入信号进行编码，并且转换装置根据存储于第二存储装置中的第二编码的数据信号量在第一和第二转换位置之间进行转换。再根据本发明的另一个方面，该装置还包括用于记录由在一个记录介质(比如一个光盘)上进行多路传输的装置形成的多路传输数据流信号的记录装置。
对于根据本发明的一个多路传输装置，通过限制数据从图像数据缓冲存储器向多路传输电路的转换可以防止缓冲存储器的图像数据下溢。因此，即使当图像数据表现为具有均匀图案的画面时，该装置可防止缓冲存储器下溢而不产生伪数据，这就使得该数据可以高度压缩并且编码的图像数据量小。
另外，根据本发明的装置以一个大于对于所有数据编码器的最大编码速率的总和的转移速率从每个编码缓冲存储器中读出数据。因此，即使当图像数据表现出具有复杂图案的画面使得图像数据不能高度压缩时，由于数据转移速率高，可以防止缓冲存储器的图像数据的溢出。还有，在根据本发明的装置中，为了不用借助于一个预先确定的数据色插入比率或类似的东西而提供这些不同类型数据的多路传输，以固定的时间间隔对多路传输装置的编码数据信号源进行转换。
从下面的伴有附图的演示性实施例的详细描述中可以清楚地看出本发明的上述的和其它的目的、特点和优点，其中相同的参考标号用于识别在几个附图中的相同的或相似的部分。
图1是根据本发明的一个数据编码和多路传输装置的第一实施例的方框示意图；
图2是根据本发明的一个数据编码和多路传输装置的一个更普通化的实施例的方框示意图；
图3是一个演示已编码的数据如何在图1的装置中所设的码缓冲存储器中积累的示意图；
图4是一个演示有关在图1的装置中所设的一个声音码缓冲存储器中编码的声音数据积累的附加细节的示意图；
图5是一个演示按照由运动画面专家组(MPEG)提出的标准的一个多路传输的位流的结构的示意图；和
图6是一个演示一个用于多路传输图像和声音数据中的数据包插入顺序的示意图，其中图像和声音数据以各自的恒定速率编码。
先参照图1，现在描述本发明的一个实施例，其中可变速率编码的图像数据与恒定速率编码的声音数据一起进行多路传输。在此实施例中，以一个不超过最高编码速率Rvmax(接近10Mbps)的可变速率对图像数据进行压缩编码。另外，以一个固定的1.5Mbps的编码速率Ra对声音数据进行编码，并且一起多路传输已编码的图像和声音数据。分别把固定大小的缓冲存储器(比如2,048字节)提供给编码的图像和声音数据，并且图像和声音数据包的长度是可变的。以一个不超过最高速率Rsmax(4.5Mbps)的速率把首标数据和其它信息附加到多路传输的位流中，以使得对于整个数据流的转移速率低于17Mbps。
如图1所示，图像数据d1是在一个摄像机1处产生的并且被提供给一个图像编码器3以便进行压缩编码。在图像数据提供到图像编码器3之前，由摄像机1提供的图像数据d1可以选择地暂时存储于一个存储装置15中。在图像编码器3中，可以以一个变位速率执行诸如离散余弦变换(DCT)、量化处理和可变长度编码(VLC)的操作来产生编码的图像数据。把所得到的已编码的图像数据c1从图像编码器3提供给一个图像编码缓冲存储器5以便暂时存储于其中。由于图像编码器3是以一个变位速率对图像数据d1进行编码，存在于图像编码缓冲存储器5中的编码的图像数据的数量随时间变化。存在于图像编码缓冲存储器5中的编码的图像数据的量在下文中有时称作图像数据积累量。
一个代表图像数据积累量01的信号从图像编码缓冲存储器5提供给图像编码器3。图像编码器3根据图像数据积累量01分配一些将用于对下个画面的图像数据压缩编码操作的位。更具体地说，在一个作为图像编码器3的组成部分的量化装置(未独立地表示)中，诸如一个量化步长的参数根据图像数据积累量01而变化来控制编码位速率，以使得图像编码缓冲存储器5不溢出。还把代表图像数据积累量01的一个信号提供给一个下面将讨论的缓冲存储器控制器14。
现转到图1装置的一个声音通道，把在麦克风2处产生的声音信息d2提供给一个声音编码器4以便以一个固定的位速率进行编码。例如，该声音编码器4可以根据一个称为线性PCM的方法采用16一位线性量化。象在上面讨论的图像通道一样，可以把由麦克风2产生的声音信息d2在提供给声音编码器4之前可选择地暂时存储在一个存储装置16中。把在声音编码器4处进行编码而产生的编码的声音数据c2提供给一个声音编码缓冲存储器6以在其中暂时储存。
因为已编码的声音数据c2是靠声音编码器4以一个恒定的位速率产生的，通过以相同的速率从声音编码缓冲存储器6转移编码的声音数据c2，可以把一些存在于声音编码缓冲存储器6中的编码的声音数据c2保持在一个不随时间变化的固定值上。然而，实际上，这样操作声音编码缓冲存储器6使得其交替地并且反复地处于一种转移和一种等待状态。在转移状态过程中，编码的声音数据c2是以一个大于声音编码器4的恒定位速率Ra的和以及图像编码器3的最大位速率Rvmax的恒定转移速率转移出声音编码缓冲存储器6，而在等待状态中则没有编码的声音数据c2从声音编码缓冲存储器6中转移出。结果是，声音数据积累量02(即存在于声音编码缓冲存储器6中的编码的声音数据c2的量)根据一个固定的图案随时间变化。
以一种交替的方式，一个数据多路传输电路7接收从图像编码缓冲存储器5转移来的编码的图像数据c1和从声音编码缓冲存储器6转移来的编码的声音数据c2。数据多路传输电路7多路传输带有编码的声音数据c2的编码的图像数据c1。一个作为数据多路传输电路7一部分的转换装置8可以在第一位置和第二位置之间转换，在第一位置处数据多路传输电路7被接通去接收从图象编码缓冲存储器5转移来的编码的图像数据，而在第二位置处数据多路传输电路7被接通过去接收从声音编码缓冲存储器6转移来的编码的声音数据。由一个也是数据多路传输电路7一部分的计数器9来控制转换装置8的转换位置。尤其是，计数器9监测代表存在于声音编码存储器6中编码的声音数据数量的声音数据积累量02，并且根据声音数据积累量02，计数器9使得转换装置8的转换状态以固定的时间间隔改变。换句话说，转换装置8的操作是根据以一个恒定的位速率在声音编码缓冲存储器中积累的声音数据量进行。因此，图像和声音数据的多路传输是采用恒定—速率—编码的声音数据作为一个时间标准来进行的。
一个缓冲存储器控制器13根据一个从计数器9提供给缓冲存储器控制器13的信号来控制来自编码缓冲存储器6的编码的声音数据的传输。就是说，来自声音编码缓冲存储器6的编码的声音数据的传输与转换装置8的转换同步进行。在转换装置8处于将数据多路传输电路7连通到声音编码缓冲存储器6的第二位置时的固定的时间期间，把固定数量的编码的声音数据c2从声音编码缓冲存储器6转移到数据多路传输电路7。在其它时间，即当转换装置8处于其将数据多路传输电路7连通到图像编码缓冲存储器5的第一位置时，编码的声音数据c2不从声音编码缓冲存储器6中转移。在这些时间里，缓冲存储器控制器14根据一个从计数器9提供给缓冲存储器控制器14的信号来控制来自图像编码缓冲存储器5的编码的图像数据c1的转移。当转换装置8处于其第一位置并且在图像编码缓冲存储器5中存在有编码的图像数据c1时，则以一个合适的11.5Mbps的转移速率把编码的图像数据c1从图像编码缓冲存储器5转移到数据多路传输电路7。然而，当转换装置8处于其第一位置并且在图像编码缓冲存储器中不存在有编码的图像数据c1时，则缓冲存储器控制器14暂时地停止将已编码的图像数据c1向数据多路传输电路7的转移，把图像编码缓冲存储器5置于一个等待状态，直到编码的图像数据c1已经再积累在图像编码缓冲存储器5。这样，可以防止图像编码缓冲存储器下溢且在编码的图像数据C1已再累积在图像缓冲存储器5中以后的时间，缓冲存储器控制器14将恢复已编码的图像数据c1从图像编码缓冲存储器5向数据多路传输电路7的转移。
作为数据多路传输电路7一部分的一个附加信息插入单元10接收可选择地提供给数据多路传输电路7的已编码的图像和声音数据，并且向其添加诸如时间码的信息，以便形成构成一个位流bs的声音和图像数据包。在附加的信息单元10处产生的信息可以基于，例如，从计数计9提供的数据。
把最后得到的包括多路传输的图像和声音数据包以及在附加信息插入单元10所产生的附加信息的位流bs提供给一个调制记录电路11以便在一个已经插入一个磁盘驱动器(未示出)中的磁盘12(比如一个光盘)上进行记录。
控制从图像编码缓冲存储器5和声音编码缓冲存储器6向数据多路传输装置7的数据的转移以提供一个大于和数Rvmax+Ra的总的数据转移速率，其中Rvmax是图像编码器3的最大编码速率，并且Ra是声音编码器4的固定的编码速率。应指出已编码的图像数据c1的转移速率也依赖于将要形成的单元的大小。
还有，如前面所指出的，在缓冲器存储器14的控制下并且根据代表存在于图像编码缓冲存储器5中的图像数据积累量01，图像编码缓冲存储器5在一个等待状态和一个转移状态之间转换。
图3演示了从图像和声音编码缓冲存储器5和6中提供的积累的数据量随时间的变化。图3的水平轴代表时间的流逝，而垂直轴代表位的积累数目。在图3中，曲线A代表由声音编码缓冲存储器6提供给数据多路传输电路7的已编码的声音数据的位的数量。由线B代表从声音编码器4提供给声音编码缓冲存储器6的积累的位的数量。在曲线A和曲线C之间的间隙表示声音编码缓冲存储器6的容量，而在曲线A和B之间的间隙代表存在于声音编码缓冲存储器6中的已编码的声音数据量。
图3中的曲线D代表从图像编码缓冲存储器5提供给数据多路传输电路7的编码的图像数据的位的积累量。一个曲线E代表从图像编码器3向图像编码缓冲存储器5提供的编码的图像数据的位的积累量。曲线D和曲线E之间的间隙代表存在于图像编码缓冲存储器中编码的图像数据的量。在曲线D和曲线F之间的间隙代表图像编码缓冲存储器5的容量。
以一个可变速率把已编码的图像数据提供给图像编码缓冲存储器5。然而，从图像编码缓冲存储器5中输出数据的速率(除了其它因素外)取决于存在于图像编码缓冲存储器5中的数据量产生的单元的大小，和在把声音数据转移到数据多路传输电路7期间的时间间隔的长度。结果是，存在于图像编码缓冲存储器1中的数据量随时间随机变化。另外，以一个恒定位速率把编码的声音数据提供给声音编码缓冲存储器6，详见图4。特别的，如图4所示，声音编码缓冲存储器6交替地经历转移状态(由曲线A的倾斜段代表)和等待状态(由曲线A的水平段代表)。值得注意是是，转移和等待状态以固定的时间间隔重复发生。在转移状态过程中，以一个大于和数Rvmax+Ra的11.5 Mbps的转移速率把编码的声音数据c2从声音编码缓冲存储器6提供给数据多路传输电路7。然而，在等待状态期间，则没有声音数据从声音编码缓冲存储器6转移到数据多路传输电路7。结果是，声音数据积累量02以一个固定的时间间隔按照一个重复的方式变化。然而，存在于声音编码缓冲存储器6中的数据的平均量不随时间变化。还应该认识到，应该以这样一种方式把数据存进声音编码缓冲存储器6和从其中转移出使得既不发生溢出也不发生下溢。
顺带说一句，在图3所示的代表从图像编码缓冲存储器5中输出的数据的积累量的曲线D中，该曲线的水平段代表一个等待状态，在此期间没有已编码的图像数据从图像编码缓冲存储器5转移到数据多路传输电路7。如前面所指出，当缓冲存储器控制器14测定在图像编码缓冲存储器5中不存在有编码的图像数据时，把图像编码缓冲存储器5置于一个等待状态。这个测定是由缓冲存储器控制器14通过监测代表存在于图像编码缓冲存储器5中的编码的图像数据c1量的图像数据积累量信号01而作出的。另外，曲线D的倾斜段(即非水平段)指示出编码的图像数据c1从图像编码缓冲存储器5转移到多路传输电路7的转移状态。在转移状态期间的转移速率通常是11.5Mbps，该转移速率(如前所述)大于和数Rvmax+Ra。然而，应该指出的是，只有在与图3的曲线A的水平段重合期间，已编码的图像数据c1才实际上被从图像编码缓冲存储器5转移到数据多路传输电路7。在这些期间，没有已编码的声音数据c2从声音编码缓冲存储器6转移到数据多路传输电路7。因此，曲线D的倾斜段实际上应该理解为包括与曲线A的倾斜段重合的短的水平小段。然而，为了简化绘图，用一个直线代表曲线D的每个倾斜段，该直线代表在此期间编码的图像数据c1被转移到数据多路传输电路7。类似地，应该理解到曲线F的倾斜段实际上包括短的水平小段，但为了简化绘图，曲线F的倾斜段也用一个直线代表。
在上面描述的实施例中，以可变速率编码的数据是图像数据。然而，应当注意以可变速率编码的数据不一定必须是图像数据例如，在此实施例中所示的装置还能被使用以使得其它类型的数据包括声音数据或字幕是以可变速率编码的。
另外，在上述实施例中，以一个恒定速率对声音数据编码。然而，作为一种选择，声音数据可以以一个不超过最高速率Ramax的可变速率进行编码。在这种情况下，控制从图像编码缓冲存储器5和声音数据编码缓冲存储器6向数据多路传输电路7的数据的转移以提供一个大于和数Rvmax+Ramax的转移速率，其中Rvmax是对于图像信息来说最高的编码速率，而Ramax是对于声音信息来说最高编码速率。应该注意，如果声音数据是以可变速率编码的，则存在于声音编码缓冲存储器6中的声音数据量随机变化。因而，计数器9不用声音数据积累量02作为时间参考。替代地把一个参考时钟信号(未示出)提供给计数器9，该计数器9根据参考时钟信号来控制转换装置8的位置以便以固定时间间隔进行转换。
在上述图1的实施例中，只把一个以可变速率编码的图像数信号和一个以恒定速率编码的声音数据信号提供给数据多路传输装置。然而，应当注意到，图1所示的实施例可以推广应用于多个图像和多个声音信号。图2演示了这样一个数据多路传输装置的推广实施例，其中以不同的可变速率对多个图像信号编码并且以不同的恒定速率对多个声音信号进行编码。
如图2所示，本发明的第二个实施例是图1所示装置的推广形式的一个数据多路传输装置。应当注意到，这两个实施例都具有相同的基本结构。在图2所示的实施例中N个变位速率(VBR)的源数据21流被供给N个对应的VBR编码器22，这些VBR编码器22以各自不同的可变速率对输入数据流进行编码。已经在不同的可变速率下编码的N个数据流暂时存储在N个相应VBR编码缓冲存储器23的一个对应组中。
此外，M个恒定位速(CBR)源数据29流被提供给M个对应CBR编码器30，这些编码器30以相应的不同的恒定速率对M数据流进行编码。然后，把已经以不同的恒定速率编码的最后得到的M个数据流暂时存储在M个相应的CBR编码缓冲存储器31的一个对应组中。最后，把以不同的可变速率编码的N个数据流和以不同的恒定速率编码的M个数据流提供给一个数据多路传输电路32。
图2的数据多路传输电路32通过以一个合适的顺序接收来自CBR编码缓冲存储器31和VBR编码缓冲存储器23的已编码的数据流来进行多路传输。通过一个转换装置25在计数器27的控制下的操作，把已编码的数据流一个接一个地选出作为输入传输到数据多路传输电路32。计数器27监测代表存在于CBR编码缓冲存储器31其中之一中的以恒定速率编码的数据量的数据积累量0(m)。根据监测的数据积累量0(m)，输入给数据多路传输电路32的信号源以固定的时间间隔顺序地在VBR编码缓冲存储器23和CBR编码缓冲存储器31之间进行转换。
作为数据多路传输电路32一部分的缓冲存储器控制器28控制从CBR编码缓冲存储器31的数据的转移与转换装置25的转换同步。在下个固定的时间段内通过转换装置25按顺序把每个CBR编码缓冲存储器31连接到数据多路传输电路22上。在各个固定的时间期间，借助于转换装置25并且在缓冲存储器控制器28的控制下，从各个CBR编码缓冲存储器31向数据多路传输电路32转移一定数量的CBR编码。转移速率大于所有的CBR和VBR编码器30和22的最高编码速率的总和。
当没有CBR编码数据流转移到数据多路传输电路32时，把转换装置25置于选择性地把VBR编码缓冲存储器23连通到数据多路传输电路的位置上。在这些时候，设置于数据多路传输电路32中的缓冲存储器控制器24控制VBR数据从VBR编码缓冲存储器23的转移。在这些期间内，借助于转换装置25把VBR编码缓冲存储器23按顺序地一个接一个地连通到数据多路传输电路32上。在每个对应的固定期间内，借助于转换装置25并且在缓冲存储器控制器24的控制下，把一定量的VBR编码数据从各个VBR编码缓冲存储器23转移到数据多路传输电路32。转移速率大于所有的CBR和VBR编码器30和22的最高编码速率的总和。
从其中读出VBR编码的每个VBR编码缓冲存储器23被赋予优先次序。根据此赋予的优先次序，由转换装置25进行排定。然而，如果在现在已经排序以便进行转移的VBR编码缓冲存储器中不存在有VBR编码，则暂时停止VB R编码数据从该存储器23中的转移，并且把缓冲存储器23置于一个等待状态直到VBR编码数据已经再次积累在其中为止。以此方式，可以防止VBR缓冲存储器下溢。可以选择地，如果在另一个VBR编码缓冲存储器23中存在有足够的编码数据，则可以进行编码数据从这些VBR编码缓冲存储器23的转移，而不是简单地停止从空的编码缓冲存储器的转移。应该理解到，在将来的一个时间，当以前空着的VBR编码缓冲存储器23再次存在有VBR编码数据时，缓冲存储器控制器24将恢复从这些VBR编码缓冲存储器23的转移操作，借助于转换装置25导致VBR编码从VBR编码缓冲存储器23向数据多路传输电路32的转移。
一个在数据多路传输电路32中设置的附加信息插入单元26接收来自各个VBR和CBR流的数据并且向其中添加信息以形成构成一个来自数据多路传输电路32的位流输出的数据包。附加的信息包括诸如时间编码，并且可以，例如，基于从计数器27提供的数据。把来自数据多路传输电路32的位流输出提供给一个调制记录电路11以便在一个诸如光盘12的记录介质上进行记录。
在根据上述实施例的数据多路传输电路中，尽管通过根据存在于缓冲存储器中的数据的数量使编码缓冲存储器进入和离开转移和等待状态而把数据以可变的速率提供给编码缓冲存储器，但仍可以防止编码缓冲存储器下溢。
另外，由于以一个大于在系统中所有编码器的最大编码速率的总和的速率把数据从每个编码缓冲存储器转移到数据多路传输电路，可以防止与所有编码缓冲器有关的缓冲存储器溢出。
另外，由于转换是在把输入数据提供给数据多路传输电路的编码缓冲存储器当中以固定的时间间隔进行的，最后得到的位流包括用于预先确定的对应于固定的时间间隔的时间周期的已编码的数据。因而，解码过程仅仅导致小的时间延迟，方便了不同类型的已编码的数据之间的同步。
还有，采用一个恒定速率编码的数据作为一个时间标志使得有可能用一个相对简单的电路结构以恒定的时间间隔提供多路传输。另外，可防止缓冲存储器下溢而不产生伪数据，使得记录介质的存储容量得以充分使用。另外还有，对于某些类型的记录装置来说，通过利用如果不利用将会被用于存储伪数据的记录介质容量的优势，可以把记录介质存储数据的时间周期延长。
现已参照附图描述了本发明的演示实施例，应该认识到，本发明并不限于此，并且对于本领域的普通技术人员来说在不离开如所附的权利要求所限定的本发明的范围或思想的情况下可以作出各种不同的修改和变化。例如，应该认识到，本发明可以用于不同类型的光盘，比如CD-ROM和磁光盘，并且也可以用于其它类型的记录介质，比如磁带。另外，本发明除了可用于数据记录和重现系统以扑，还可用于数据传输系统，包括电缆和卫星或其它无线数据传输。

Claims (20)

1.一种用于多路传输编码数据信号的装置，包括一个多路传输装置，其特征在于还包括：
第一编码装置，用于以变位速率为第一输入信号编码以形成第一编码数据信号；
第二编码装置，用于为第二输入信号编码以形成第二编码数据信号；
第一存储装置，用于暂时存储由所说第一编码装置形成的所说第一编码数据信号；
第二存储装置，用于暂时存储由所说第二编码装置形成的所说第二编码数据信号；和
控制转移的装置，用于根据存在于所说第一存储装置中的所说第一数据编码信号的量来控制所说第一编码数据信号从所说第一存储装置向所说多路传输装置的转移；并且
其中所说多路传输装置有选择地连接到所说第一和第二存储装置上，用于多路传输分别存储在所说第一和第二存储装置中的所说第一和第二编码数据信号以形成多路传输的数据流信号。
2.根据权利要求1的用于多路传输编码的数据信号的装置，其特征在于：当存在于所说第一存储装置中的所说第一编码数据信号量是零时，该所说的控制装置暂时停止所说第一编码数据信号向所说多路传输装置的转移，并且当存在于所说第一存储装置中的所说的第一编码数据信号量大于零时，所说控制装置以一个预先确定的转移速率把所说第一编码数据信号转移到所说多路传输装置。
3.根据权利要求2的用于多路传输编码的数据信号的装置，其特征在于：所说预先确定的转移速率大于所说第一编码装置的最大编码速率和所说第二编码装置的最大编码速率之和。
4.根据权利要求1的用于多路传输编码的数据信号的装置，其特征在于：还包括以固定的时间间隔在所说的多路传输装置连接到所说第一存储装置的第一转换位置和所说的多路传输装置连接到所说第二存储装置的第二转换位置之间进行转换的装置。
5.根据权利要求4的用于多路传输编码的数据信号的装置，其特征在于：所说的第二编码装置以一个恒定的位速率为所说第二输入信号编码，并且所说转换装置根据存储于所说第二存储装置中的所说第二编码数据量在所说第一和第二转换位置之间进行转换。
6.根据权利要求1的用于多路传输编码的数据信号的装置，其特征在于：所说第二编码装置以一个恒定的位速率编码所说第二输入信号。
7.根据权利要求1的用于多路传输编码的数据信号的装置，其特征在于：还包括用于在一个记录介质上记录由所说多路传输装置形成的所说多路传输的数据流信号的装置。
8.根据权利要求7的用于多路传输编码的数据信号的装置，其特征在于：所说的记录介质是一个光盘。
9.一种多路传输编码的数据信号的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
以一个变位速率为第一输入信号编码以形成一个第一编码的数据信号；
为第二输入信号编码以形成一个第二编码的数据信号；
在一个第一存储器中暂时存储所说第一编码的数据信号；
在一个第二存储器中暂时存储所说第二编码的数据信号；
通过使用一个多路传输装置多路传输分别存储于所说第一和第二存储装置中的所说第一和第二编码的数据信号以形成一个多路传输的数据流信号；和
根据存在于所说第一存储装置中的所说第一编码数据信号量控制所说第一编码的数据信号从所说第一存储装置向所说多路传输装置的转移。
10.根据权利要求9的多路传输编码的数据信号的方法，其特征在于：所说的控制步骤包括：当存在于所说第一存储装置中的所说第一编码的数据信号量是零时，停止所说第一编码的数据信号向所说多路传输装置的转移，并且当存在于所说第一存储装置中的所说第一编码的数据信号量大于零时，以一个预先确定的转移速率向所说多路传输装置转移所说第一编码数据信号。
11.根据权利要求10的多路传输编码的数据信号的方法，其特征在于：所说预先确定的转移速率比所说第一输入信号编码的最高速率和所说第二输入信号编码的最高速率的总和大。
12.根据权利要求9的多路传输编码的数据信号的方法，其特征在于：还包括以固定的时间间隔在把所说多路传输装置连接到所说第一存储装置的第一转换位置和把所说多路传输装置连接到所说第二存储装置的第二转换位置之间对一个转换装置进行转换的步骤。
13.根据权利要求12的多路传输编码的数据信号的方法，其特征在于：所说第二输入信号以恒定位速率编码，并且根据存在于所说第二存储装置中所说第二编码数据量执行所说转换步骤。
14.根据权利要求9的多路传输编码的数据信号的方法，其特征在于：以一个恒定位速率为所说第二输入信号编码。
15.根据权利要求9的多路传输编码的数据信号的方法，其特征在于：还包括在一个记录介质上记录所说多路传输的数据流信号的步骤。
16.根据权利要求15的多路传输编码的数据信号的方法，其特征在于：所说的记录介质是一个光盘。
17.一种数据记录介质，其特征在于，其上记录有根据一个包括下列步骤的方法形成的多路传输的数据流信号：
以一个变位速率为第一输入信号编码以形成第一编码的数据信号；
为第二输入信号编码以形成第二编码的数据信号；
在一个第一存储装置中暂时存储所说第一编码的数据信号；
在一个第二存储装置中暂时存储所说第二编码的数据信号；
通过使用多路传输装置多路传输分别存储在所说第一和第二存储装置中的所说第一和第二编码的数据信号以形成所说的多路传输的数据流信号；和
根据存在于所说第一存储装置中所说第一编码的数据信号量控制所说第一编码的数据信号从所说第一存储装置向所说多路传输装置的转移。
18.根据权利要求17的数据记录介质，其特征在于：当存在于所说第一存储装置中的所说第一编码的数据信号量为零时，所说控制步骤包括停止所说第一编码的数据信号向所说多路传输装置的转移。
19.根据权利要求17的数据记录介质，其特征在于：以一个恒定位速率为所说第二输入信号编码。
20.根据权利要求17的数据记录介质，其特征在于：所说数据记录介质是一个光盘。
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