CN1126062C - 输出存储在数据载体上的数字化数据的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于输出存储在数据载体上的数字化数据的装置，它具有一个读出单元(1)，一个数据变换单元(5)和一个输出单元(22)，它具有数据重组部件(15，16，19，20，21)，利用这些部件待复原的数据可在起始块中所含的控制数据分量的控制下被处理，其中通过一个起始块获取单元(8)将控制数据分量存储到一个与数据重组部件(15，16，19，20，21)相连接的控制数据存储单元(9)中。这样尤其是在如数字化音频数据这样的大数据量时实现快速复原。

Description

输出存储在数据载体上的数字化数据的装置

本发明涉及输出存储在数据载体上的数字化数据，尤其是音频数据的装置，它具有一个用于从数据载体上读出数据作为模拟信号的读出单元，一个用于处理数据的数据变换单元和一个用于输出已处理数据的输出单元。

DE-U29500376公开了一种这样的装置。在此装置中为了输出存储在数据载体上的数字化数据，有一个用于读出数据的光学读出单元，该单元具有一个光学读出头。在数据变换器中对读出的数据进行处理之后，例如在一个作为输出单元的扬声器中可复原出一段声音作为音频数据。

虽然这种装置原则上具有要求的功能，但为了高质量地复原数字化存储的数据，这种装置在许多方面需要改进。

EP0773511公开了另一种这样的装置，在这种装置中为了输出存储在数据载体上的数字化数据存在一个用于读出数据的光学读出单元，它具有一个图象传感器。第一次处理在最低级1上对图象传感器的一幅图象进行。在上一级2上对其中包含的数据块进行处理时利用第一次的结果，第二次结果在上一级3上综合为宏块，它们在级4上组合为部分数据文件，然后在级5上它们被组合成数据文件供应用。

这种装置原则上也具有要求的功能。如果在各级上应用的方法被合适地设计，也可实现高质量的复原。但是这装置从记录图象传感器的图象到输出数据，例如输出一段声音，需要较长的时间，因为包含在平面单元中的数据分级进行处理，这对于使用此装置的用户而言是烦人的。图象传感器的应用妨碍了实现的经济性及数据载体上存储的数字化数据具有很高的数据密度情况下的小尺寸实现。

本发明的目的在于优化说明书开始处所述的这种装置，尤其是在高密度的待复原数据情况下实现高速且无错的数据处理。

上述任务在本发明中是如此完成的：提供一个起始块获取单元，利用此单元可以读出起始块中所含的控制数据，此外还提供一个控制数据存储单元，在其中控制数据作为控制数据分量被存储，并且数据变换单元具有数据重组部件，对应这些部件的控制数据分量被存储，数据处理可在控制数据的控制下进行。

由于存在一个起始块获取单元和一个控制数据存储单元，利用它们可以读出和存储在数据载体的起始块中存储的控制数据，后面进行的数据处理能够被控制数据中所含的预定参数合理地控制。按照本发明，提供数据重组部件来达到此目的，这些被输入相应控制数据的重组部件如此影响复原数据的处理，使得大的数据量也能快速和无错地被处理。

在实施例中，作为存储元件和输出元件或者作为相应数据重组部件，控制数据存储单元及数据变换器交替地和/或累积地含有二进制门限值发生器及相应的重组单元，用于按照规定的门限值变换模拟信号为二进制数据，还含有偏转校正值发生器(Drehkorrekturwertgeber)及相应的偏转校正单元，用于补偿数据载体相对于规定方向的偏转，还含有一个栅距发生器(Rastermassgeber)及相应的结构重组单元，以压缩到相应于数据载体实际栅距大小的一个数据组中，这样，在数据载体栅距大小比读出单元的分辨率更粗的情况下读出过程被加速，还含有一个数据格式发生器(Datenformatgeber)及相应的数据处理单元，用于按规定的数据格式进行解压缩或解码及错误校正，以及还含有一个控制数据发生器及相应的数模转换器以正确地变换输出为复原信号。

读出单元最好设计为以光学方式读出数据。为此目的，在结构中存在相对于静止的数据载体能旋转或可移动的元件，用它们可以最好以行方式读出数据。

本发明其它的合乎目的的结构和优点是其它权利要求及下面对实施例的说明之主题，以下说明参考附图，其中

图1是第一实施例的方框图，该装置用于输出存储在数据载体上的数字化数据，它具有两个模/数变换器和一个由一个多路存储器构成的存储单元。

图2是用于输出存储在数据载体上的数字化数据的装置的第二实施例的方框图，它是图1所示实施例的变型，它具有一个有两个存储器的存储单元。

图3是用于输出存储在数据载体上的数字化数据的装置的第三实施例的方框图，它是图1所示实施例的变型，它具有单个的模/数变换器，在输出侧有数据重组部件。

图4是一个光学读出单元的实施例，它具有一个旋转镜，用于一个输出存储在数据载体上的数字化数据的装置。

图5是图4所示读出单元的侧视图。

图6和图7是光学读出单元的另一个实施例，其中直线移动的透镜处于两个极限位置上。

图1以方框图形式示出输出在数据载体上数字化存储的数据的装置的第一实施例。图1装置具有一个读出单元1，它由一个扫描元件2和一个与扫描元件2相连接的检测元件3构成。扫描元件2最好是一个光学装置，使用该装置一个静止的、具有以亮暗格子形式数字化存储的数据的数据载体可用光束照射，并且反射的射束部分被送到具有一个光学检测器的检测元件3。

最好数据载体上的数字化数据是以印刷或照相方式产生的黑白或彩色点阵，在此载体上存储例如一段声音的音频数据。数据由一个起始块和一个由各单个数据块组成的复原块构成，复原块选择地以一个结束块终止。此外还有一个定位框，它例如被设计成齿框。复原数据可用音频技术领域中众所周知的方法进行压缩和/或编码。

读出单元1的检测元件3的输出被送到数据变换单元5的模/数变换器(起始块模/数变换器)4，它例如是一个8位的模/数变换器。用此起始块模/数变换器4，由至少一个起始块的检测元件3输出的模拟信号被数字化，该起始块作为被数字化存储的数据的一部分包含在数据载体上，在对数据载体的特别快的扫描过程中，该起始块用于确定相对于规定方向的旋转偏移，并由表示该旋转偏转的控制数据加以补充，并将数字化的信号送到控制单元7的起始块分析元件6，它构成起始块获取单元8。用起始块分析元件6可读出在数据载体的起始块中所含的，并被填充的控制数据，并将其送到控制数据存储单元9，它具有作为控制数据分量存储和输出元件使用的一个灰度门限发生器10，一个旋转校正值发生器11，栅距发生器12，一个数据格式发生器13和一个输出控制值发生器14。

在灰度门限发生器10中可存储用作二进制判决的灰度门限值，若模拟信号电平在此门限值之下，则此模拟信号被变换为一个二进制信号的值，例如“0”信号值，若模拟信号电平在此门限值之上，则此模拟信号被变换为另一个二进制信号的值，例如“1”信号值。偏转校正值发生器11存储代表数据载体存在的相对于规定方向的偏转，通过数据载体的定位框确定的偏转校正值，它例如通过快速扫描数据载体的周边或者按其定位位置扫描起始块而得到的定位数据来构成。偏转校正最好通过一个二维的剪切进行。在栅距发生器12中可存储栅距值，它表示数据载体的对应空间存储密度的栅距。在数据格式发生器13中存储代表数据载体上存储的数据的数据格式和与之相联系的纠错方法。在输出控制值发生器14中尤其是在对作为数据载体上的数据之音频数据进行声音复原时存储用于声音复原的控制值。

图1所示装置的数据变换单元5包含作为数据重组部件的一个复原数据模/数变换器(复原数据ADW)15，例如它是一个快速1位模/数变换器。复原数据模/数变换器15直接连接于检测元件3并且另一方面连接于灰度门限值发生器10，在数据变换单元中至少存储在数据载体上的数字化复原数据被按照存储在二进制门限发生器10中的门限值变换为二进制数据。

复原数据模/数变换器15后接偏转校正元件16，它作为数据变换单元5的另一个数据重组部件，它还连接于偏转校正值发生器11。用此偏转校正元件16，输出的二进制数据根据偏转校正值所代表的数据载体相对于规定方向的偏转而被校正。

进行过偏转校正的二进制数据送到数据变换单元5的存储元件18的多路存储器17。在此公共的多路复用的，可重写的易失性多路存储器17中首先至少存储偏转校正后的二进制数据的一部分并馈给后接的，作为另一个数据重组部件的结构重组元件19。结构重组元件19还连接于栅距发生器12，在其中存储着代表数据载体栅距的栅距值。被送入结构重组部件19的平面二进制图象，至少是构成输出复原数据的二进制数据，通过省去对复原数据来说多余的图象信息，按照数据载体的栅距被重组为相应的二进制数据，并且重写已处理的原始二进制数据将它们再存储在多路存储器17中。在多路存储器17中重组的二进制数据可以例如通过红外线数据传输送给一个外部单元供其它应用。

按照栅距压缩后的二进制数据被送到作为数据变换单元5的另一个数据重组单元的数据处理单元20，它还连接于数据格式发生器13。借助于此数据处理单元20和输出的数据格式，输出的具有纠错能力的复原数据例如按照复原所用的存储方法进行一致性校检(konsistenzpruefung)，并被解压缩或解码。

数据处理单元20连接到作为另一个数据重组单元的输出数/模变换器(输出DAW)21，它还连接于输出控制值发生器14。用此输出数/模变换器21，纠错的解压缩或解码二进制数据按照输出控制值发生器14给出的控制值变换为输出复原模拟信号，此信号送给输出单元22。在图1所示装置中输出单元22是一个声电变换元件23，例如它有扬声器的结构，它用来复原数据载体上存储的音频数据为一段声音。

图1所示实施例的特征在于通过两次利用多路存储器17及快速处理由快速的复原数据模/数变换器15得到的数据中的输出复原数据部分，给出了一个廉价的解决方案，它以比较小的延迟时间给出数据。

图2示出用于输出存储在数据载体上的数字化数据的装置的第二实施例，它是图1所示实施例的变型，其中图1和图2中相应的结构部件用相同标号表示，以下不再说明它们。图2所示实施例中数据变换单元5具有一个存储元件24，它提供一个与偏转校正元件16相连接的二进制全图象存储器25和一个与结构重组元件19相连接的二进制复原数据存储器26。在二进制全图象存储器25中以扫描元件2的分辨率存储经复原数据模/数变换器15数字化的，偏转校正后的二进制复原数据作为二进制全图象。借助于栅距发生器12和结构重组元件19压缩二进制全图象存储器25的二进制全图象数据到数据载体的栅距上之后，具有全部复原信息内容的二进制复原数据被存储在二进制复原数据存储器26中。

尤其合乎目的的是，二进制复原数据存储器26被设计成不是易失性的，这样，复原的数据例如可以多次输出。在改进设计中二进制复原数据存储器26具有如此的容量，它允许存储由多个相继处理的数据载体的数据得到的二进制复原数据。这样诸如加在一段长的音乐上的长序列音频数据可重复给出或者例如通过红外线传送手段传输到另一媒体上。

图3示出用于输出存储在数据载体上的数据化数据的装置的第三实施例，它是图1所示实施例的变型，其中图1和图3中相应的结构部件用相同标号表示，以下不再说明它们。图3所示实施例中数据变换单元5具有一个接在检测元件3后面的快速全部数据模/数变换器(全部数据ADW)27，它连接于起始块计值元件6并且另一方面后接一个作为数据重组部件的门限值重组元件28。全部数据模/数变换器27合乎目的地设计为快速8位模/数变换器。在图3所示实施例中通过在一个数据表中的滤波功能灵活地确定对比度和门限值。如此实现对比度优化并减少读出错误。图3所示实施例的特征在于数据重组有高度灵活性并由于数据变换单元5有很少的结构部件而廉价。

图4示出一个合乎目的地用于如图1，图2或图3所示的输出以光学方式存储在静止的数据载体上的数字化数据的装置的光学方式工作的读出单元1的结构，然而原则上它也能在其它的数据输出装置中应用。图4所示读出单元1具有一个未在图4中示出的发光装置，用它通过光束照射读出静止数据载体上以亮暗点阵存储的光学可读的数字化数据，图4所示读出单元1的扫描元件2具有一个读出光学部件29，它通过一个可旋转和可移动的对准镜30反射的从焦点区31射出的读出光束32被照射。利用读出光学部件29，读出光束32通过一个固定镜33聚焦于检测元件3上。在以行方式并行或串行地扫描数据载体时检测元件3是行检测器34，最好是所谓的电荷耦合器件(CCD)检测器。为了防止光束泄漏，读出光束在经过读出光学部件29之后进入一个不透光的盒35内。

图5示出图4所示读出单元1的侧视图，为了清楚地示出，固定镜33和行检测器34间的光束路径被旋转了180度。读出光学部件29两侧是发光装置38的光源36，37，它们输出的光束照射在相应的照明光学部件39，40上。最好用二极管激光器作为光源36，37。利用照明光学部件39，40，一个在图5中示出的在窗口41上放置的，在横截面方向上具有矩形的，含有数据的亮暗格子的数据载体42被两个相互交界于数据载体42的上表面的光束43，44照射。

在图4和图5所示的读出单元1中数据的读出在控制单元7控制下通过相继逐行定位光束43，44并逐行旋转对准镜30和读出行检测器34来实现。

图6和图7示出光学方式工作的读出装置1的另一个实施例，它用于图1，图2或图3所示的装置，或者用于其它的数据读出装置，用以读一个图中没有示出的数据载体。图6和图7所示的读出单元1具有一个例如称作发光二极管(LED)的光发射二极管作为光源45，用其输出的光束照射线聚焦光学部件46。用此线聚焦光学部件46，一个具有矩形边界亮暗格子用以存储数字化数据的数据载体在横向前进的行上被照射。

此外图6和图7所示的读出单元1的扫描元件2具有光源45和线聚焦光学部件46空间上相对固定的关系，具有90°旋转的移动镜47，利用它使得从数据载体返射的光束部分旋转到一个以并行方式旋转光束180°的移动旋转单元48上，此单元例如由棱镜或镜面构成。移动旋转单元48例如通过传动装置或机械杆与由光源45，线聚焦光学部件46和移动镜47构成的移动部件49如此耦合，使得移动旋转单元48的移动路程是移动部件49的移动路程的一半。

被移动旋转单元48旋转的光束部分射到一个旋转光束90度的第一固定旋转镜50，透过读出镜51并经旋转光束90度的第二固定旋转镜52及旋转光束180°的，由例如棱镜或镜面组成的固定旋转单元折射光束到检测元件3的行检测器54，这样可节省空间。其中第一固定旋转镜50，读出镜51，第二固定旋转镜52及固定旋转单元53空间上相互固定。这样就保证了通过读出镜51在行检测器54上形成的聚焦区在读数据载体时空间位置保持不变，因为移动旋转单元48的移动路程是移动部件49的一半，当在图6所示的第一极限位置和图7所示的第二极限位置之间移动时，数据载体和行检测器54之间的总光程保持不变。

图6和图7所示的读出单元1的特征在于有很好的空间利用率及由此获得的小结构尺寸。此外由于光源45和行聚焦透镜46在整个数据载体上移动，保证了在移动方向上均匀的照度，从而简化了数据处理。

Claims (6)

1.输出在数据载体上以二维格子的形式存储的数字化数据的装置，它具有一个用于从数据载体读出数据作为模拟信号的读出单元(1)，一个用于处理数据的数据变换单元(5)和一个用于输出处理后的数据的输出单元(22)，其特征在于，

a)读出单元(1)具有一个以逐行方式获取数字化数据的行检测器(34)；

b)从数据变换单元(5)输出的数字化输出数据被传送到一个起始块获取单元(8)；

c)一个控制数据存储单元(9)被连接于起始块获取单元(8)；

d)数据变换单元(5)还具有一个复原数据模/数变换器(15)，它与控制数据存储单元(9)的灰度门限值发生器(10)相连接；

e)一个偏转校正元件(16)被连接于复原数据模/数变换器(15)，偏转校正元件另一方面与控制数据存储单元(9)的偏转校正值发生器(11)相连接；

f)数据变换单元(15)的存储元件(18)连接在偏转校正元件(16)后面，它具有一个多路存储器(17)及一个结构重组元件(19)，它与控制数据存储单元(9)的栅距发生器(12)一起工作；

g)按照栅距在存储元件(18)中压缩的二进制数据被传送到一个数据处理元件(20)，它与控制数据存储单元(9)的一个数据格式发生器(13)相连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，数据处理元件(20)输出的数据被传送到一个输出数/模变换器(21)以输出声音，它与控制数据存储单元(9)的输出控制值发生器(14)相连接。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在结构重组元件(19)和数据处理元件(20)之间设置一个二进制复原数据存储器(26)，它能够记录偏转校正元件(16)输出的二进制复原数据的全部待复原信息内容。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，在偏转校正元件(16)和结构重组元件(19)之间设置一个二进制全图象存储器(25)。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，读出单元(1)具有一个读出光学部件，它通过一个可旋转和可移动的对准镜用从焦点区(31)反射的读出光束(32)照射。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，读出光束(32)通过一个固定镜(33)聚焦到一个行检测器(34)上。

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