CN1067761A - 光学信息介质的错误类型指示方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用重放装置(1)指示光学信息介 质如光盘的错误类型的方法和装置。它使得评价光 学信息介质的重放质量变得很容易，其中至少一种错 误原因，例如指印错误原因可被确定并指示。处理电 路(3)与重放装置(1）连接，并且所述电路与指示错误 原因的显示单元(4)连接。有关光盘重放质量的信息 提供给用户，他/她若有必要就可以通过简单的擦拭 恢复其原有的重放质量。此发明开创了用电子方法 区别指印和其它不良影响的可能性。

Description

本发明涉及一种根据“模糊逻辑”用重放装置来指示光学信息介质的错误类型的方法和装置，它不仅能够指示（标示）错误的存在，而且能够指示错误的类型，如光盘（CD盘）上的指印，从而可使用户在必要时恢复光学信息介质原有的重放质量。此发明应归入的领域涉及光学信息介质至少一种错误类型的指示，诸如光盘、激光盘或类似信息介质处理不慎所造成的错误的指示，为此要使用通常为再现信息而设置的重放装置。

即便很小心，用于音频和/或视频信号或数据信号记录和重放的光学信息介质还是会存在制造缺陷和由环境造成的损坏，这可以由重放装置利用错误校正装置予以校正或在某种程度上分别予以修改。没有这种能力，光盘或激光盘就会因众多的位中任何一个都不可丢失或盘上无数凹坑中任何一个都不可沾污或遮盖而无法实现。但是，光学信息介质上的错误至少会影响重放的保真度或导致重放的中断。偶然的（意外的）独立错误如光学信息介质的保护性涂层中的小气泡或杂质和所谓的局部错误即划伤和指印都会出现，并且会破坏或遮盖大量信息，以致用户无法再确定再现的是原始的或经过计算处理的、还是经过纂改的信息。

为了指示当前正在播放的CD盘的技术质量，据知已有一种可显示错误校正工作量的错误指示装置，参见KRIEG，Bernhard“Praxis    der    digitalen    Audiotechnik：digital    Aufnahme    and    Wiedergabe”（数字音频技术实践：数字记录与重放），Franzis-Verlag    GmbH，慕尼黑1989年，60至63页。错误校正工作量反映了光学信息介质的错误率，它由重放装置中的程序计数器来指示。错误率表示错误的出现频率和数量。尽管它是当前正在播放的CD的技术质量的一种直接指标，但它仅指示了错误的频率和数量而不是错误的类型，用户得不到有关为降低错误率而必须采取的措施的信息。

因而，错误类型指示需要一种比错误率系统更为复杂的系统。众所周知，这种能够帮助人对加权的复杂问题作出决定的系统被称为“模糊逻辑”。

人们还知道，在CD制造过程中要使用激光扫描器进行信息介质的光学检验，并且这种扫描器很昂贵，在质量保证体系中用来进行CD合格/报废的分选，参见“Wenn    es    klickt，nicht    gleich    den    cpieler    schelten”（如果有咯答声，不要总怪放音机），Frankfurter    Allgemeine    Zeitang，1992年1月7日。代表光盘上出错数量的错误率也可以作为一个检验标准。但是，不能指望消费者会把钱花在这样一种作为附属装置用来指示光学信息介质上错误的昂贵系统上。应当指出，这些装置无法区别不同类型的错误。

因此，本发明的目的就是提出一种方法和装置，以很少的费用使得指示至少一种类型的错误例如光学信息介质上的指印成为可能，从而用户可以更方便地利用提示或者指示系统来评价光学记录介质的质量，并获得当错误原因是有指印时应如何达到更好的重放质量的指示。

根据此发明可完成所面临的任务，其中至少一种错误原因或者一种错误类型在第一步被确认，并在第二步被指示出来。

如果正在播放的光学信息介质有某种缺陷，至少一种错误原因将被明确指出，在错误由指印造成的情况下，使得用户可以简单地将指印擦掉，最好是由中心向边缘沿一直线擦试，而恢复原有的重放质量。

此发明方法的出发点是这样一种光学信息介质，它尤其因多次不当处置而有为数愈来愈多的缺陷并它是采用以常规方式来再现信息的重放装置进行光学扫描的。

由于错误原因所具有的局部特性，当根据错误率确定错误原因时，一些未经解码器修正而代表了光盘错误程度的缺陷片段（defective    frame）被与错误的位置对应起来，从而可以根据按错误率估算出的错误脉冲群（串）之间的小码块数量来确定错误的位置。因而，可以用出现在盘的一个扇面上相邻轨迹上的错误率来确定错误类型。

当有三个以上错误脉冲群出现在五个相邻轨迹上时，最好能指出是可修复的错误原因，即指印。另一方面，当有三个错误脉冲群出现在三个相邻轨迹上时，最好能识别或确认并指出划伤和所谓的黑点是错误的原因。

另一方面用重放装置从光学信息介质上检出的高频信号可以用来确定至少一种错误原因。为此，可从高频信号得到一个测量（测试）信号，规定在某段时间内所述测量信号出现于上下阈值之间，可以反映错误的原因。最好用高频信号的百分之十和百分之九十作为确定错误原因的阈值，从而阈值对应于高频信号的上下峰值，以求补偿尤其是扫描器的容差和不同光学信息介质的反射特性。

为了根据也是由高频信号得到的阈值来估价测量信号，采用具有比测量信号明显更大的时间常数的阈值。

为了以更高速度重放光学信息介质，例如当采用所谓高速复制将光盘传送到磁盘上或用显著缩短的时间寻找错误原因时，最好采用具有较低时间常数的阈值，因为不然的话只有在以正常重放速度重放时才能找出缺陷。

表明指印是错误原因的时间范围最好是4ms或更长些，在此期间由高频信号得到的测量信号出现在阈值之间。通过改变阈值、阈值的时间常数和时间范围，不仅可确定指印是错误原因，还可以确定其它错误原因。而且，有可能确定不同的错误原因，并用有关错误程度的结论和有关高频信号的结论通过改变参数并在必要时将结论结合起来对（各种）错误的（各种）原因的程度作出估价。例如，用户可以得知混乱的重放是否是由轻淡的指印、浓重的指印或其它因指印或别的错误原因而可以听出的错误原因造成的。

为了提高将指印区别于其它混乱情况的成功率，代表这种缺陷的信号最好能与一个与光盘转动相当的信号对应。因而，可以避免几个不是由指印造成的混乱不会叠加成一个与指印信号相应的信号。与光盘转动相应的信号最好是所谓径向检测器的输出信号。而且，在为了检测指印的径向范围而将一定数量的完整轨迹累加起来的过程中，在单独一次轨迹转动没有混乱信号时不要立刻中断这一过程。

可以通过视觉和/或声响方式指示某个错误原因或几个错误原因。为了使操作者注意到错误指示，指示错误原因的时间也可长于其出现时间。

为了实施该方法，采用包含一处理电路的装置，该处理电路可处理重放装置的代表光学信息介质上错误的信号并向至少一种错误原因的显示单元传送。

用来处理代表光学信息介质错误程度的信号的处理电路，最好与重放装置的解码器或程序错误计数器相连接，并由可将缺陷片段与错误位置相对应的计算单元构成。

用来处理由重放装置从光盘检出的高频信号的处理电路，最好与重放装置的扫描器相连接，并包括一阈值电路，该阈值电路设有高频信号的上阈值和下阈值，其中从高频信号中得出的处于阈值之内的测量信号被检测出来，以及一个时间函数元件利用该元件可建立持续时间或者测量信号在阈值内的持续时间。

阈值电路包括通过一电压分配器相互连接的指向相反的两个第一峰值检出器，电压分配器又与两个比较器相连，而比较器的输入侧则连接到提供测量信号的第二峰值检波器，输出侧连接到一门电路的输入端。

每个峰值检出器由一个二极管、一个电容和一个恒流源或至少一个与一二极管和一电容相连的电阻。在这种情况下，第一峰值检波器具有与第二峰值检波器相比明显更大的时间常数，以形成由高频信号得出的测量信号的阈值。第一峰值检波器的时间常数最好是200ms，而第二峰值检波器的时间常数具有在2ms范围内的值。最好将高频信号的百分之十和百分之九十被用作阈值，用连接峰值检波器的电压分配器形成并作为比较值送入比较器。由高频信号得出的测量信号也送入这些比较器，从而可因时间常数不同而确定测量信号出现在阈值之内，而后通过比较器输出端的连接经一门电路指示出来。

由于与所谓黑点相比在高频信号中指印不会表现为高频信号电压的完全跌落，因而区别这些错误原因是可能的。

但是，由于光学信息介质还会有高频信号中以类似于指印错误的方式表现为阈值内的测量信号的划伤，有必要对测量信号作更多的评价。为此，设有和门电路相连的时间函数元件，并且所述元件被用来设定和评价测量信号出现在阈值内的持续时间。由于指印的范围比划伤大，高频信号或测量信号衰减或跌落持续时间被用作区别错误原因的附加标准。某种适当的电路或带有次级比较器的积分器适合作为时间函数元件，一旦测量信号出现在阈值内其输出最好在延续4ms之后能提供一个输出信号，所述输出信号被用来确定指印是错误原因。

为了确保通常很短的错误出现时间之后错误显示也能被重放装置的操作者注意到，可复位的单稳电路或存储器接在比较器下级。在此，可实现持续时间比错误原因出现时间更长的显示。而且，这种显示与所谓换盘或多盘重放装置结合使用时是很有益的，因为它可显示有缺陷光盘的信息，如果必要的话，这一显示可持续至装入新盘而对存储器进行了复位时。

还设想，峰值检波器设置得能够切换到其它时间常数，以确保较高速重放时错误原因显示的有效性，这对于例如高速复制时是必要的。因为按惯例这种复制不被监听，错误只有在以正常速度重放时才会被初次注意到。这种时间常数切换对于所谓搜索过程也是必要的，这时光盘被以明显更短的重放时间进行错误出现的检查。

通过改变该装置的参数，还可以确定指印错误原因之外的其它错误原因，可以实现对信息介质的适应。而且，该装置适合于对错误原因的强度进行评价。

可视或有声指示显示单元设置得独立于可确定至少一种错误原因的处理电路结构，并且所述显示单元包括一个或多个发光二极管、一个显示屏或指示灯，或者一个能产生一种或多种声音信号的报警发声单元。采用显示单元，可以指示可修复的错误原因，或可修复的和/或不可修复的错误原因。

有关该装置的设计，显示单元和处理电路结合成一个错误指示装置，作为一个独立的错误指示装置连接至重放装置，或者错误指示装置装入重放装置并构成一个组成部分。

该方法和装置的优点具体地说就是便于重放装置的操作者评价光学信息介质的重放质量，并且为了做到这一点，可以利用重放装置中现有的条件以及已经实现的过程步骤，用户可以获得有关正在播放的光学信息介质上现有错误原因的明确信息，在有指印的情况下这使得用户可以简单地将这些痕迹擦掉而恢复光学信息介质原有的重放质量。

该方法和装置可以用很少的费用实现，并且用户可获得有关正在重放的是原始数据，或是基本是计算出的数据，还是用校正系统作了修改的数据的信息。

下面利用表示两个实施方案的附图更详细地说明此发明。

图1    表示用重放装置1实现光学信息介质错误类型指示方法的电路框图，

图2    表示根据错误程度指示错误类型的方法的流程图，

图3    示意性地表示根据重放装置1的高频信号RF指示错误类型的方法和装置的信号过程，

图4    表示根据高频信号RF指示错误类型的装置，

图5    表示根据高频信号RF指示错误类型的装置的电路框图，

图6    表示根据错误程度指示错误类型的装置的电路框图。

根据图1，用重放装置1、处理电路3和显示单元4来实现光学信息介质上错误类型的指示方法，重放装置1中至少一种错误原因在第一步骤确定并在第二步骤指示出来。

在光盘错误类型指示的第一实施方案中，第一步骤包括根据由重放装置1中未给出的解码器2所提供的错误程度确定至少一种错误原因。为了根据光学记录介质的错误程度确定错误原因，根据图2，首先在重放装置开始“播放”时，待检查有否错误出现的轨迹数k和代表错误率z的标志m都被设为零。子码块数y在重放装置开始“播放”时也被设为等于零。当第一个子码同步信号SCOR出现时，信号流过程继续。当第一次修改时代表错误率z的标志m被置位，这是与错误率z类似由重放装置指示光盘错误率的部分得到的。如果出现错误率z＝1，则通过计算每转x的子码块数y完成位置查找OB。每转x的子码块数y从扫描直径得到，扫描直径是将所谓子码ATIME乘以π并除以子码块时间和扫描速度乘积而计算出来的。扫描速度对每块盘只需按已知方法确定一次，而每转x的子码块数y最好近似为一整数。而且，代表错误率z的旗标m被置位等于1，结果通过使子码块数y增加1，可以等着看是否会有错误率z再出现在同一个光盘扇面上。除此之外，在下面步骤考虑到了两个子码块y的不准确。紧接着，评估错率脉冲群h中的有缺陷的片段。根据实验结果，选择与对应于96片段中4个片段的子码块时间有关的错误脉冲群h大小，以求能够与将要检查有否错误出现的轨迹数k结合起来区别由指印、划伤和黑点造成的错误。显然，当在五个相邻轨迹k中出现三个以上错误脉冲群时可修复的错误指印作为第一种错误FA1出现。另一方面，根据在三个相邻轨迹k中出现多达三个错误脉冲群而识别出划伤和黑点作为第二种错误FA2。

为了提高将指印区别于其它混乱的成功率，将代表这种缺陷的信号与等价于光盘转动的信号相互关联。从而可避免并非由指印造成的几个短暂的混乱累加成对应于指印信号的信号。所谓径向检测器的输出信号最好被用作等价于光盘转动的信号。另一方面，为了检测指印的径向范围，在将一定数量的相应于光盘转动数的完整轨迹累（track    completions）累加起来的过程中，最好不要在单独一次轨迹转动没有混乱信号时就立即中断这一过程。

对应于这个实施方案的装置如图6所示。它包括一重放装置1，重放装置中的指示光盘错误程度的群码器2，处理电路3和显示单元4。用来处理代表正在播放的光盘错误程度的信号的处理电路3与解码器2相连。处理电路是一个计算单元，可使缺陷片段与错误位置对应起来。当计算完成时，错误原因之一（如果有的话）-指印、划伤或黑点-就被确定，并且相应的信号被传送到与处理电路3相连的显示单元4，所谓显示单元用一个显示器来指示相应的错误原因是第一种错误FA1或第二种错误FA2。

在第二实施方案中，第一步骤包括根据由重放装置从光盘检出的高频信号RF确定至少指印错误原因。为了说明此方法，在图3中示意性地表示了可确定主要错误原因的高频信号RF。已经发现，当有黑点错误时，高频信号RF的电压URF会出现明显跌落，处于零与高频信号RF的大约百分之十之间。如信号过程所示，这些跌落的跌落深度和跌落长度都不同。

划伤作为一种错误原因会导致高频信号RF电压URF的跌落，特点是较低的跌落深度，更主要是有较短的跌落长度。

由于它在光盘上的范围，指印会导致高频信号RF电压URF的跌落，具有4ms或更长的跌落长度或持续时间。由于极轻的指印不会影响光盘重放质量，它们可不予考虑。可根据得到的这些结果，可以从高频信号RF得出测量信号M，当在持续时间4ms或更长的时间范围内测量信号M出现在定为高频信号RF的百分之九十的上阈值W1和对应于高频信号RF的百分之十的下阈值之间时，指印错误原因被确定。

通过将阈值W1，W2对应于高频电压RF的峰值A，B可实现高频信号RF绝对电压URF的独立性，并且所述独立性是针对该装置的且取决于光盘上反射涂层的质量。为了能够根据也是由高频信号RF得出的阈值W1，W2评价测量信号M，它们的时间常数选择得明显大于测量信号M的时间常数。阈值W1，W2的时间常数为200ms，而测量信号的时间常数为2ms。

独立于第一步骤的实施方案，前述显示单元4在第二步骤接着指示至少一种错误原因。

为了实现根据高频信号RF的实施方案，采用与图4相应的装置，其电路框图在图5中给出。该电路框图有一处理电路3，类似于图6中所示的根据错误程度进行错误指示的电路框图，带有与之相连的显示单元4，在此情况下限于指印错误原因。处理电路3还连接至重放装置7，并且在该实施方案中连接至由光盘上检出高频信号RF的重放装置1的扫描器7。它同显示单元4一起构成错误指示装置5，其内部结构如与图4相应的装置所示。其中包括三个峰值检波器D1，C1，S1;D2，C2，S2;D3，C3，S3;每个都包含一个二极管D1，D2，D3，一个电容C1，C2，C3和一个恒流源S1，S2，S3。

恒流源S1，S2，S3在二极管D1，D2，D3方向上与一接地导线或电源电压U1相连，并且电容C1，C2，C3连接至接地导线。

两个第一峰值检波器D1，C1，S1;D2，C2，S2的二极管D1，D2设置得方向相反，并且与第三峰值检波器D3，C3，S3的二极管D3一起连接至提供高频信号RF的扫描器7。可从高频信号RF得到测量信号M的第二检波器D3，C3，S3的二极管D3的方向与高频信号RF的相位相应。两个第一比较器V1，V2连接到第二峰值检波器D3，C3，S3，在此所述比较器的比较输入连接到电压分配器R1，R2，R3，后者将第一峰值检波器D1，C1，S1;D2C2，S3相互连接并提供与分别为高频信号RF的百分之十和百分之九十的高频信号RF上下峰值A，B相应的阈值W1，W2。测量信号M高于或低于阈值W1，W2用两个第一比较器V1，V2来建立。对应于错误原因的测量信号M的两个第一比较器V1，V2输出信号′a′，′b′如图3所示。当测量信号M具有在阈值W1，W2之内的值时，通过将两个第一比较器V1，V2的输出信号′a′，′b′经一个与比较器V1，V2相连的“与”门G相耦合得到信号′c′。

由于还必须对输出信号M进行时间评价，由带有下级比较器V3的积分器构成的时间函数元件连接至门G的输出。积分器由二极管D4、与电源电压U2相连的恒流源S4和电容C4构成。可得到又如图3所示的和门G的信号′c′相应的积分信号′d′，并送至比较器V3与参考电压U3进行比较，从而在由参考电压U3确定的4ms时间内在比较器V3的输出端得到代表指印错误原因的错误信号。

为了确保出现得相对短暂的错误信号′e′被重放装置1的操作者注意到，用作脉冲延迟的单稳电路F连接至比较器V3，所述单稳电路的指示信号′f′也如图3所示，并被送至以视觉方式指示错误原因′指印′的发光二极管LD。这种根据高频信号RF的错误指示装置5类似于也由处理电路3和显示单元4构成的根据错误程度的错误指示装置5，可以同重放装置1结合起来，构成与图5和6相应的组成单元6。

Claims (10)

1、采用通常用于信息重放的重放装置(1)指示光学扫描信息介质或光盘错误原因的方法，其特征在于：在第一步骤中总可以通过与预定的极限值比较，从出现在一光盘扇面相邻轨迹(K)上的错误率和/或根据由重放装置(1)从光学信息装置检出的在一段时间内处于上下阈值(W1，W2)之内的高频信号(RF)确定至少一种错误原因，并在第二步骤中指示所述错误原因。

2、权利要求1所述方法，其特征在于：根据出现在一光盘扇面相邻轨迹（k）上的错误率（z）确定光盘上的至少一种错误原因“指印”，其中随着错误脉冲群（串）（h）在对应于96个片段的子码块时间（y）内的四个缺陷片段的错误率（z）出现之时首次出现，比较以确定在至少转动一周之后错误脉冲群（h）是否还出现在第一错误脉冲群出现的区域中，并且当最好多于三个错误脉冲群（h）出现于最好五个相邻轨迹（k）时确定错误原因′指印′，而后在第二步骤予以指示。

3、权利要求1所述方法，其特征在于：根据由重放装置（1）从光学信息介质检出的高频信号（RF）可确定至少一种小型光盘的错误原因′指印′，可得到形式为对应于高频信号（RF）幅度的包络信号的测量信号（M），并且当测量信号在一段最好超过4ms的时间内出现在最好对应于无混乱高频信号（RF）的测量信号（M）百分之九十水平的上阈值（W1）和最好对应于无混乱高频信号（RF）的测量信号（M）百分之十水平的下阈值（W2）之内时，在第二步骤中指示所述错误原因。

4、权利要求1至3之一所述方法，其特征在于：以视觉和/或声响方式指示至少一种错误原因，时间超出其出现持续时间直至再装入另一个光盘或一组光盘。

5、采用通常用于信息重放的重放装置（1）指示光学扫描信息介质或光盘错误原因的装置，其特征在于：设有一处理电路3，用来处理代表光学信息介质错误的重放装置（1）的信号，并将其送至显示至少一种错误原因的显示单元（4），此处所述电路是一个计算单元和/或处理电路（3），与重放装置（1）的解码器（2）相连，可将缺陷片段与错误位置对应起来，所述单元和或电路与重放装置（1）的扫描器（7）相连，用来检测包含信息信号的高频信号（RF），并且包括一阈值电路，可提供高频信号（RF）的上阈值（W1）和下阈值（W2），用来确定高频信号（RF）的测量信号（M）在阈值（W1，W2）之内，时间函数元件可将测量信号（M）处于阈值（W1，W2）之内的持续时间与一预定值进行比较。

6、权利要求5所述装置，其特征在于：阈值电路包含两个方向相反的第一峰值检测器（D1，C1，S1;D2，C2，S2），它们经电压分配器（R1，R2，R3）相互连接，后者连接两个第一比较器（V1，V2），比较器的输入侧连接到可从高频信号（RF）得到测量信号（M）的第二峰值检测器（D3，C3，S3），而其输出侧连接到门G的输入。

7、权利要求6所述装置，其特征在于：峰值检波器（D1，C1，S1;D2，C2，S2;D3，C3，S3）每个都包括一个二极管（D1，D2，D3），一个电容（C1，C2，C3）和一个恒流源（S1，S2，S3），并且第一峰值检出器（D1，C1，S1;D2，C2，S2）具有与第二峰值检波器（D3，C3，S3）相比明显更大的时间常数。

8、权利要求7所述装置，其特征在于时间常数，尤其是用于当以较高速度重放时确定错误原因的，可以切换。

9、权利要求5所述装置，其特征在于：时间函数元件为一积分器，由一个二极管（D4），一个电容（C4）和恒流源（S4）构成，带有下级比较器（V3），并且设有可复位的单稳电路（F）和/或存储器，用来在错误原因出现及之后的时间内显示这种错误原因。

10、权利要求5所述装置，其特征在于：显示单元（4）是以视觉和/或声响方式发出指示的显示装置，可指示可修复和/或不可修复的错误原因，并且同处理电路（3）一起构成独立的错误指示装置（5）或同重放装置（1）一起构成组成单元（6）。

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