CN1090667A - 唱盘放音方法 - Google Patents

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Abstract

按提示或反转的方式快速进行光盘放音的方法， 用以从盘上重现出压缩的并以预定量为单位脉冲记 录的音频数据。此方法包括预定一个包含了n倍的 压缩数据可解码最小单元量的数据单元块(n为正整 数)；在数据连续向前或向后的方向上，从盘上多个节 目的含信息连续数据中顺序地每隔m个单元块取出 一个单元块的数据；重现取出数据中的声音。通过重 复这样的放音操作，可以在比普通放音速度更高的速 度下以揭示或反转的方式重现多个节目的音频数 据。

Description

本发明涉及一种唱盘放音方法，尤其是以提示和反转方式进行唱盘快速放音方法。
在小型盘的放音过程中，通常用比放音速度更高的速度在光盘上向外移动光学唱头，同时按常规速度转动光盘，以提示方式完成快进放音操作;而快速返回操作是通过在唱盘上向内移动光学唱头，以反转方式来完成的。
一种最新提出的光盘录制与放音系统，如美国专利U.S.5，224，087和5，243，588所公开的，其中音频信号被实时压缩并记录在一个比CD盘直径小的光盘上，被记录下来的信号被重放，并扩展为原来的音频信号。还是在这个光盘录制与放音系统中，提出了可以象已知的CD唱机一样，以提示或反转方式完成这类更小盘的快速放音。
但是，在上述光盘录制与放音系统中，需要进行压缩音频信号的脉冲记录与重放，并且不能确保一个被录制的节目在光盘的连续位置上被重放出来。而且，不能直接采用常规CD唱机所用的已知的提示或反转方式快速放音技术。
本发明的目的是提供一种改进的光盘放音方法，它能够按提示或反转的方式完成光盘快速放音，以重现被记录在光盘上的压缩音频信号。
根据本发明还提供了一种光盘快速放音的方法，以重现光盘中经压缩且以预定量为单位脉冲记录的音频数据。该方法包括：预定一个由n倍的可解码小单元量压缩数据构成的单元块（其中n为一个正整数）;在数据持续向前或向后的过程中，从盘上含信息的连续数据中，每隔m个单元块（m为正整数）依次取出这样一个单元块的数据;重现取出的音频数据的声音，从而以提示或反转的方式进行快速放音。
根据本发明还提供了一种光盘快速放音的方法，其中压缩的音频数据以一个预定量为单元记录在随机的位置处，且该盘还具有有关数据记录位置的信息和记录数据连续性的信息。在这种情况下，可根据光盘上记录位置的信息和数据连续性信息，以提示或反转方式进行快速放音操作。
在所述的放音方法中，前述单元块的数据从被记录在盘上的含信息连续数据中，间隙地取出。然后把取出的数据解码和扩展，而还原出声音。在快速放音的提示方式中，在数据时间连续向前方向上，间隙地从盘上取出数据。同时在反转方式中，在数据时间连续返回方向上，间隙地从盘上取出数据。
本发明的上述和其它特征与优点将通过下文参考附图的说明得到明示。
图1是本发明所适用的光盘录制/放音装置的典型构成方框图;
图2是说明图1装置中被录制到盘上和从盘中重放出的数据的示意图;
图3是用于本发明放音方法的光盘上UTOC信息的详解图;
图4是适用于本发明放音方法的光盘上UTOC信息的另一详解图;
图5是适用于本发明放音方法的光盘上UTOC信息的进一步详解图;
图6A和6B是说明本发明的光盘放音方法实例的示意图;
图7A和7B是说明本发明的光盘放音方法的另一实例的示意图;
图8是说明本发明的光盘放音方法又一实例的示意图。
下面将参考代表典型的情况的附图，描述本发明的优选实施例，其中本发明的光盘放音方法适用于前述的光盘录制/放音系统。
图1是与本发明相适应的光盘录制/放音装置构成的方框图。
在图中，光盘状记录介质1，它包含一个直径为64mm的，且装在盒1A中的盘-1B。盘-1B分为三种，即单纯放音的光盘，可磁-光记录的盘和既有单纯放音区又有可记录区的混合盘。
光盘上预先开有预开槽，以进行光点控制（音轨控制），且尤其在此实施例中，绝对地址数据通过晃动预开槽也被预先记录在其上。
用主轴马达2转动盘1B。主轴马达2的转动由一个伺服控制器5控制，以使盘1B以一个恒定的线速度转动。盒1A中有一个闸板，当1A被放置到光盘装配托板上，进而被装入到装置中时，此闸板被打开。在使用可记录的光盘时，录音磁头3位于闸板开口的上方，与光盘1B相对的位置处，而光学唱头4被置于闸板开口的下方与光盘1B相对的位置。
光学唱头4的移动受控于光盘1B径向上的跟进马达6，且光学唱头4的聚焦与轨迹控制由伺服控制器5承担。
系统控制器20由一台微计算机构成，被用来完成整个系统的操作控制。一个键入信号从按键组10传送到系统控制器20。按键组10包括一个电源键，一个推出键，一个放音键，一个暂停键，一个停止键，一个录音键，一个提示键，一个反转键等等。
在显示器30上，可以显示包括现行光盘整个放音时间，现行节目已过去和剩余的时间，和整个光盘所剩下的放音时间在内的各种时间信息;且还可显示目前节目的音轨数。在使用其光盘名称和音轨名称（节目名称）被记录下来的光盘时，这些信息也可以被显示出来。而且如果还包括节目或光盘的录制日期，这些信息也一样可以被显示出来。
图1实施例中，录制/放音信号电路的构成可以设法用集成电路进行简化。根据录制操作和放音操作，每个分支电路的模式可以通过系统控制器20发出的模式转换信息有选择地改变。
在录制工作模式中，一个音频信号被送入到输入终端31，该信号被传输到A-D转换器32，在此，以44.1KHz的取样频率对信号进行取样，且每个被取样的值被转换成16位数字信号，完成连续量的数字化过程。
于是，数字化的音频信号被输送到音频压缩编码/解码器33，然后此编码/解码器33将音频信号大约压缩到1/5。在这种情况下，变型的DCT（离散余弦变换）被用来作为音频信号压缩的手段。
在编码器/解码器33中经压缩的音频信号，通过存储控制器34被传送到缓冲存储器35，此存储器35受存储控制器34的控制，这样，信号被一次存入缓冲存储器35。该缓冲存储器35譬如可以由一个具有1兆位数据存储容量的DRAM构成。
在一般的录音操作中，存储控制器34从缓冲存储器35中依次读出1/5压缩数据，然后将读出的数据传送到数据编码器/解码器36中。
在录音操作过程中，当由于某些冲击或振动而引起的光学唱头3的轨迹跳动被检测出来时，存储控制器34将中断向数据编码器解码器36传送数据，并由缓冲存储器存入来自音频压缩编码器/解码器33的压缩数据。并且在记录位置调整到轨迹跳动发生之前恰当位置之后，存储控制器34再继续把数据从缓冲存储器35传送到数据编码器/解码器36。
轨迹跳动的出现可以通过在装置内安置振动检测器之类的部件来进行检测，并确认振动是否大到足以引起轨迹跳动。在本实施例中所用的盘1B上，如前所述，绝对地址数据被预先记录在预开槽中，所以轨迹跳动也可以通过在录音操作模式中从预开槽中读出绝对地址数据，并判断来自解码后输出的绝对地址的连续性来进行检测。电路可以改成通过提取振动检测器输出的逻辑和（OR）和绝对地址数据的连续性来检测轨迹跳动的形式。必须根据每个轨迹跳动的出现，调低或关闭磁光记录的激光束能量。
在轨迹跳动发生之处对记录位置的调校，可以用前述的绝对地址数据作为参考来进行。从上述说明可见，缓冲存储器35必须具有至少足以存储一定压缩数据的容量，这些压缩数据是对应于从轨迹跳动产生到记录位置恰当校正所需时间内的数据量。在此实施例中，如前所述，缓冲存储器35具有1兆位的存储容量，这是依据确保完全满足前述条件，而有足够余量来选定的。在此情况下，在录音工作方式的一般操作中，存储控制器34是按照使存入缓冲存储器35的数据保持最少的方式来完成其控制功能的。譬如，当缓冲存储器35中的数据量超过了预定值诸如32个扇区（每个扇区等于CD-ROM的一个数据块（大约2千个字节））时，存储器35便受到控制，以使只有这样的数据预定量从缓冲存储器35中读出，而始终保持其内具有足够的大于比预定数据量的存储空间。
数据编码器/解码器36用于对来自缓冲存储器35的压缩数据进行编码，从而形成CD-ROM扇区结构的数据。然后，包括32一扇区音频数据和四个连接在内的36个扇区数据将作为一个群集来对待，如下面将要描述的那样，每个录音和放音操作处理一个群集。
数据编码器/解码器36的输出被送到EFM    &    CIRC编码器/解码器37，此编码器/解码器37完成误差检测与校正的编码过程，并且还负责记录数据的适应性调制处理，如在此实施例中的EFM（8-14调制）。误差检测和校正码通过改变CIRC（纵横交叉存取Reed-Solomon码）的交叉格式来完成，此CIRC是CD（小型盘）所采用的。录音的数据是间歇的，且连接相邻群集的四个扇区（下文称为连接扇区）都被加在32一扇区音频数据的前和后。因此，录音的数据由包括36个扇区的一个独群集构成。
图2是表示编码过的录音数据示意图，其中Ck，Ck+1，Ck+2……分别表示第k，k+1，k+2，……群集的编码数据（主数据）。更确切地讲，编码后的数据被安排成四个连接扇区L1～L4，插在每个都包括有32个扇区B0～B31的相邻的主数据之间。如图2所示，在录制第k个群集时，三个连接扇区被加在主数据Ck的32个扇区B0～B31之前，而一个连接扇区被加在数据Ck之后，从而形成36个扇区的群集，并且这样的群集作为一个数据单位记录下来。
加在主数据Ck之前的连接扇区包括二个扇区L2，L3用作运行开始数据块，和一个作为子数据扇区L4。子数据区L4是用于静止画面等的区段。而加在群集主数据Ck之后的扇区L1用来做运行退出数据块。这样，独立的36个扇区录音数据将被间歇地处理。四个连接扇区还用于在间歇操作开始时与磁头3的磁场增加协调同步，以及与激光能量控制协调同步。
如图2所示，一个扇区中包括2352个字节，其开始段用作16个字节的首部。每个扇区包括5.5个称之为音群的单元数据，此音群有424个字节，而且二个扇区组成了11个音群。压缩音频数据可按音频群解码。由于二个扇区中包括11个音群，所以双声道立体声音频信号可以很好地重现出来。
这样形成的录音数据，通过磁头驱动器38传给记录磁头3，以使受录音数据调制的磁场施加到盘1B（磁光光盘）上。同时从光学唱头4发出的激光束照射到盘1B。在录音工作方式中，比放音方式所用能量更大的恒定能量激光束照射到录音轨迹上。且该数据通过激光束照射与磁头3上受调制的磁场共同作用，热磁化地记录在盘1B上。磁头3和光学唱头4被安置成在盘1B的径向上可互相同步地移动的形式。
在录音方式中，光学唱头4的输出通过射频放大器39传给地址解码器40，然后地址解码器40提取，并解码出沿盘1B的音轨形成的，在槽内记录的绝对地址数据。随后，将检出的绝对地址送到EFM    &    CIRC编码器/解码器37中，从而把它插入到记录的数据中，并随之录在盘1B上。绝对地址数据还被送到系统控制器20，以用于识别和控制记录的位置。
射频放大器39的输出信号被送到伺服控制器5，在从盘1B上预开槽中所得信号的基础上，此控制器内产生一个使伺服控制主轴马达2的线速度保持恒定值的控制信号，以使主轴马达2的转动保持恒定。
现将放音操作描述如下。在放音工作方式中，与前述的录音工作方式一样，伺服控制器5是根据预开槽中的信号，并以使盘1B按照与记录方式相等的恒定线速度转动的方式控制主轴马达2。
在放音方式中，光学唱头4接受照到目标音轨上激光束的反射光，从而用象散等方法测出扫描轨迹误差，并进一步测出自目标音轨上反射出来的光的偏振角度（克尔转角）。随之光学唱头4产生一个重现的射频信号输出。
光学唱头4的输出被送至射频信号处理器31，该处理器即从光学唱头4输出的信号中取出聚焦误差信号和扫描轨迹误差信号，并将取出的信号送到伺服控制器5，同时将重现的射频信号转换成二进制信号，并把此二进制信号送到EFM    &    CIRC编码器/解码器37。
伺服控制器5对光学唱头4的光学机械进行把聚焦误差减至零的控制，并还对光学唱头4的光学机械进行把扫描轨迹误差减至零的控制。
射频放大器39的输出被送至地址解码器40，此解码器即将记录在预开槽中的绝对地址取出并解码。然后，绝对地址数据从地址解码器输出，通过EFM    &    CIRC编码器/解码器37送到系统控制器20，以便伺服控制器5在盘的径向上对光学唱头4进行位置控制时用。为了核对正在被光学唱头4所扫描的记录音轨的位置，系统控制器20也可以利用从重现的数据中取出单个扇区的地址数据。
在放音方式中，如下所述，从盘1B中读出的压缩数据被存入缓冲存储器35内，然后再从其中读出并扩展大约5倍。但是，由于两个数据传送的速率不相同，光学唱头4从盘1B上读出数据的操作是间歇式的，所以缓冲存储器35不会出现溢出现象，而且其内存储的数据也不会降到预定值以下。
EFM    &    CTRC编码器/解码器37把由射频放大器39送来的EFM信号进行调制，并完成误差校正。EFM    &    CTRC编码器/解码器37的输出信号被送到扇区结构数据编码器/解码器36，该编码器/解码器36将CD-ROM扇区结构解码，将数据还原成以前的压缩状态。
编码器/解码器36的输出信号经存储控制器一次存入缓冲存储器35。在一般的放音操作中，存储控制器34首先存储数据编码器/解码器36的输出数据到缓冲存储器35中，然后以大约1/5倍存入速度的较低传输速度连续地从存储器中读出数据，并将读出的数据传输到音频压缩编码器/解码器33。在这种情况下，存储控制器34通过在缓冲存储器溢出之前中断存入操作，并采用保持缓冲存储器内所存数据一直多于预定值的办法，来对缓冲存储器的存入/读出进行控制。
在放音过程中，当检测出轨迹跳动时，存储控制器34将中断来自数据编码器/解码器36的数据存入缓冲存储器35的操作，而仅仅向音频压缩编码器/解码器33传输数据。且在放音位置得到校正之后，存储控制器34重新开始把来自数据编码器/解码器33的数据存入缓冲存储器35的操作。
而且如所述的，在通常放音方式操作过程中，存储控制器34通过把大于前述最小必需量的预定数据量存入存储器35来实现其控制操作。譬如控制操作采用，当缓冲存储器35中的数据减少到低于预定量时，来自盘1B的数据由光学唱头4间歇地接收，且从数据编码器/解码器36获得的数据被存入缓冲存储器35中，以使该存储器35保持在其内总量存有多于预定数据量的数据的状态。
在缓冲存储器中存满数据，同时从中读出这些数据的时间大约是0.9秒，且扩展后的所存数据对应3秒钟左右的声频数据。更具体地说，在缓冲存储器存满数据的状态下，即使变得不能从盘1B中读出信号，仍然能保持3秒钟的放音信号被输出。而且，在此时间内，通过让光学唱头4回到原位，并再次正确地从盘1B上读出信号来防止声音间断的问题出现。
在音频压缩编码器/解码器33中压缩的数据被送到D-A转换器41，以便转换成原来的模拟信号。于是，此模拟信号从输出终端42传送出来。
TOC（目录表）记录在盘1B的最里面。TOC包括盘上所录各个节目的开始与结束的地址，音轨名称（节目名称），盘的名称等等。
在可附加记录类型的盘上还有UTOC（用户目录表），用以检查所录的音频信号。UTOC包括一个扇区0，一个扇区1和一个扇区2。
图3表示UTOC所包括的扇区1的结构。在扇区0中，存有盘1B的记录状况。扇区0上记录着第n个节目开始地址的指示标记，被存储在P-TNOn（其中，n＝1，2，3，……，255）。确切地说，如果“m”（＝1，2，……）被存于P-TNOn，则第n个节目的开始地址和结束地址被存入扇区0内从（76+m×2）×4字节算起。
图4表示UTOC中扇区1的结构。在扇区1中，盘名和轨名的数据以ASCII的形式记录在P-TNAn（n＝1，2，……255），在此记录着第n个节目音轨名在扇区1上的第一个地址。如果P-TNA1是“m”，则第1个节目的音轨名就记录在扇区1内从（76+m×2）×4字节开始的位置上。P-TNA2及其之后所存的数据也以同样的方法记录的。盘名记录在扇区1从76×4字节开始的位置。
图5表示UTOC中扇区2的结构，此扇区用于记录录音时间和日期。在有这种功能的录音装置中，日期和时间都在进行普通录音操作的同时自动地录下来。在P-TRDn中，记录着第n个节目录制日期和时间在扇区2上的第1个地址，如果P-TRD1是“m”，则第一个节目的录音日期和时间被记录在扇区2（76+m×2）×4字节开始的位置。P-TRD2中的数据及其后面的数据也可以同样方式进行记录。盘的录音时间和日期记录在扇区2从76×4字节开始的位置。
UTOC的扇区0和1中有关各个音轨的数据包括Link-p。当由独立群集构成的一个节目的数据被记录在盘的非连续分布的位置上时，扇区0中的Link-p指示了盘上该节目数据接下去所连的记录位置。同时在扇区1中，Link-p表示了该名称的节目接下去所连的记录位置。
TOC和UTOC在盘被放入唱机中之后即被读出来，并随后存入缓冲存储器35的一个区域。改变UTOC的操作在录音，剪辑或输入盘名或节目名称时完成。如果这种操作被完成，则存于缓冲存储器一个蒸馏塔的在先UTOC信息将被更新。而且，当退出键或第二电源键（不是分开设立的主电源开关）被触动时，新的UTOC信息即存入盘1B的UTOC区内。
下文将说明按提示和反转方式快速放音方法。
在可解码的最小单元数据为一个音群的例子中，快速向前或向后的放音操作以含n个音群（n＝1，2，3，……）的单元块为单位提示或反转的方式进行。提示或反转的方式通过m个单元块（m＝1，2，3，……）为间隔从盘上的信息性连续数据中取出这种单元数据块来实现。
图6A表示快速放音的例子，其中以提示方式完成快进放音操作，进而从盘的最里面到最外面重现出依次连续记录的音频数据的情况。时间连续的数据可以按提示方式通过从盘的内部区域顺序地向外扫描音轨来重现，而与UTOC无关。在此情况下的放音速度比常规的高m+1倍。
在图6A的例子中，n＝11和m＝4。因此，这里又出现了5倍快速放音操作，即从盘中取出2扇区数据，而跳过8个扇区，此8个扇区对应于与11个音群数据相等的2-扇区单元块共4个。
由于上述的2扇区的使用，可以没有任何左右声道误差地正确重现出立体音信号，因为此例中2扇区的音频信号对应0.127秒的时间，进而每个独立的0.127秒音频信号可以按5倍的高速度重现出来。
在提示方式中，从盘1B中提取数据的计时，可采用前述的普通放音操作一样被精确地控制，即缓冲存储器35受控于存储器34，以使缓冲存储器35内不发生溢出，而且还要使其中所存的数据不低于预定的量。从盘1B中取出的单元块音频数据顺序地存入缓冲存储器35而不作任何连接。而后，这些数据在存储控制器34的前述控制之下不断地从缓冲存储器35中读出，随之扩展和解码，以使间歇的声音连续地重现出来。在此情况下，重现声音的间距与普通放音方式的相同。
图6B表示了按照反转方式快速放音，以便从内音轨向外顺序连续地重现盘上记录的音频数据的例子。在此情况下，还是n＝11和m＝4，以便进行5倍速度的反转放音操作。在此反转方式中，如图6B所示，数据跳跃的方向与提示方式时相反，但是单元块数据的放音方向与普通放音方向相同。
在图6B的例子中，信息性连续数据也能通过从盘的内部向外顺序地扫描音轨在反转方式重现，而与UTOC无关。
上述例子代表了一种情况，即数据是从盘的内部区域向盘的外部连续录制的。现在将对另一种典型情况作出说明，其中，一个节目的数据通过采用前述的Link-p录制在盘上不连续的位置上。在下述例子中，盘上信息性连续数据的记录位置采用所述的UTOC来识别。
图7表示提示方式中这种快速放音的例子。其中，第1个节目的数据按照与第2个节目数据相交替的方式记录在空间上不连续的位置上。在提示方式中，第1个节目的空间间断的数据首先用UTOC连续取出，然后进行前述的这类数据的快速放音。接着用同样的方法处理第2个节目的数据，接下去是第3个以及其它节目按提示方式重现出来。如果n＝11和m＝4也采用在此例中，则可以按5倍的高速度在提示方式中进行快速放音操作。
图7B是用Link-p的反转方式的快速放音。其中放音状态与前述图6B的例子完全一样，而且第i，i-1，i-2，第2，第1个节目的数据采用UTOC按反转的方式顺序地重现出来。
图8表示混合放音的例子，它是提示方式和反转方式放音操作的组合。其中，反转放音是一个节目接一个节目地进行，而提示放音是在每个节目内进行的。确切地说，首先前述的提示放音从第5个节目的开头进行，而第5个节目完成之后，放音从第5个节目的最后数据位置跳跃到第4个节目的开头，接着进行第4个节目的提示放音。根据第4个节目的完成情况，放音从第4个节目的最后数据位置跳跃到第3个节目的开关，并且进行第3个节目的提示放音。接下去重复进行上述放音操作，按顺序完成节目的放音。
在图8例子中，UTOC也可以与前述的图7例一样的使用。尽管在图8的例子中，音频数据是按顺序录制的，混合放音操作可以如图7例一样在提示和反转的组合方式中进行，尽管一个节目的数据用Link-p记录在间断的位置上。
在上述例子中，在提示与反转相组合的方式中重现出来的声音是连续的，没有任何间断。但是，无声音段可以出现在足够的时间间隔处，或在两相邻的节目之间。也可以在这类无声段插入一段广告词等等。

Claims (5)

1、一种光盘放音方法，用以从盘中重现出被压缩，并以预定量为单位被脉冲记录的音频信号，所述的方法包括：
预定一个数据单元块，它包括n倍的压缩数据的可解码最小单元量(其中n是正整数)；
在数据连续向前的方向上，从盘上含信息的连续数据中顺序地每隔m个单元块(m为正整数)取出所述单元块的数据；且，重现取出数据的声音。
2、一种光盘放音方法，用以从盘中重现出被压缩，并以预定量为单位被脉冲记录的信频信号，所有的盘具有关于数据记录位置的信息和所录数据连续性的信息，所述的方法包括：
预定一个数据单元块，它包括n倍的压缩数据的可解码最小单元量（n是正整数）;
在数据连续向前的方向上，从盘上反映记录位置所述信息，以及数据连续性所述信息的连续数据中，依次每隔m个单元块（m为正整数）取出所述单元块的数据;且，重现取出数据的声音。
3、一种光盘放音方法，用以重现盘中被压缩，并以预定量为单位被脉冲记录的音频信号，所述方法包括：
预定一个数据单元块，它包括n倍压缩数据的可解码最小单元量（其中n是正整数）;
在数据连续返回的方向上，从所述盘上含信息的连续数据中顺序地每隔m个单元块（m为正整数）取出所述单元块的数据;且，重现取出数据的声音。
4、一种光盘放音方法，用以重现盘中被压缩，并以预定量为单元被脉冲记录的音频信号，所述的盘还有数据记录位置的信息和所录数据连续性的信息，所述的方法包括：
预定一个数据单元块，它包括n倍的压缩数据的可解码最小的单元量（n是正整数）;
在数据连续返回的方向上，从所述盘上含记录位置信息，以及数据连续性信息的连续数据中，顺序地每隔m个单元块（m为正整数）取出所述单元块的数据;且，重现取出数据的声音。
5、一种光盘放音方法，用以重现盘上的多个节目，这些节目由压缩的，并以预定量为单位脉冲记录的音频数据构成，所述方法包括：
预定一个数据单元块，它包括n倍的压缩数据的可解码最小单元量（n是正整数）;
在数据连续向前的方向上，从盘上含信息的连续数据中顺序地每隔m个单元块（m是正整数）取出所述单元块的数据;且，在重现了取出数据的声音以后，将时序上排在已放音节目之前的节目之开头连接上，并且重复这样的放音操作，顺序地重现出多个节目。
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