CN1155731A - 信息存储控制方法 - Google Patents

Abstract

利用盘形记录介质的一种信息存储控制方法包括以下步骤：将第一视频信息分成多个数据块；在盘形记录介质中按照时间顺序并沿着连续存取记录介质的方向以这样的间隔分立存储相应的数据块，即该间隔允许在不涉及对记录介质的寻找操作和等待转动的情况下只通过对该记录介质的连续存取操作来实时地写入和读出该视频信息；以及将第二视频信息的数据块存储在分立存储的第一视频信息的数据块之间。因而，提供了一种低成本的视频信息读出和写入设备，它响应快速且要求较小的缓冲存储器。

Description

信息存储控制方法

本发明涉及信息读出和写入设备中的信息存储控制方法，该信息读出和写入设备主要从盘形记录介质(例如光盘或磁盘)读出时间连续的信息(诸如视频信息)，以及向该介质写入该信息。

随着多媒体时代的发展，同时处理多个视频图象的应用得到了大大的增加。一种这样的应用，是三维(3D)图象。有各种实施这种3D图象的装置，其中最简单的装置，是合成从不同视点拍摄同一物体所获得的多个图象的装置。

另一种上述应用，是准点播电视(near video on-demand)。这种准点播电视意味着这样的服务，即通信信道的多信道特征是利用多个信道上的相同种类的图象供应来实现的，其中这些图象具有不同的时间点。在此情况下，假定M表示提供图象所需的时间，N表示所用的信道数，且图象在相应信道上是这样提供的—即它们彼此移动了一个时间，而该时间对应于有关图象在各个信道上为所用的信道数等分，这样，在用户的图象请求之后，当用户等候了最大时间M/N或一个平均时间M/2N，就可以看到所希望的图象。为了实现这种准点播电视，视频服务者需要持续地提供带有不同时间点的相同类型的多个视频信息流。如在上面的例子中，为了同时处理多个视频信息，从容量和速度的角度看，希望用诸如磁或光盘的较高速盘驱动器作为其存储装置。为了用盘驱动器处理运动图象，图象压缩技术也是不可缺少的。

近来显著的发展，是诸如光或磁盘的大容量盘驱动器，以及图象压缩技术的发展。例如对于盘驱动器，已经实际采用了直径130mm单面容量1GB或更高的光盘驱动器，和采用多个直径90mm的盘且总容量为几GB的磁盘驱动器。对于数据传送速率，光和磁盘驱动器都实现了几十Mbp的传送速率。对于图象压缩技术，MPEG(动画专家组)被设定为运动图象压缩的国际标准。更具体地说，规定图象质量几乎与录相机(VTR)的VHS一样好的MPEG1提供了1.5Mbp的数据传送速率，因此对应于10分钟的运动图象的存储需要大约100MB的容量。为了实现等于或高于现在流行的电视的接收质量的图象质量，需要约4-6Mbp的数据传送速率，因而10分钟的运动图象需要约380MB的容量。从以上考虑，可以理解，即使单个的盘驱动器现在也能够处理多个压缩的运动图象。

其中存储有作为视频信息的这种时间连续数据的盘，包括例如用于CD卡拉OK机中的紧凑盘(CD)和视频CD。当希望在盘中存储视频信息时，在现有技术中，将一个种类的信息依次存储在该盘中。即，当多条视频信息被存储在一个盘中时，各个视频信息部分以位置上同心的关系而被排列在盘上，如图2所示。其中视频信息被存储在可重写盘中的一个例子，是采用磁—光盘的CM库系统。即使在这种系统中，视频信息也以与上述方式完全相同的方式存储。

图2中显示了有关的技术。现在考虑现有技术从单个盘驱动器中读出多条有关的视频信息。为了简化说明，考虑其中要读出两条信息即视频信息A100和视频信息B100的情况。

首先，一个头从盘10读出视频信息A100的数据块，该头寻找盘上视频信息B100所在的区域，盘转动直到头到达了目标扇区，头从盘中读出视频信息B100的数据块。该头寻找盘上视频信息A100所在的区域，该盘转动直到头到达目标扇区；头从盘上读出视频信息A100的数据块；且这些操作得到重复。在此方面，为到达目标扇区，头进行寻找和盘进行等待转动，由此形成的系统开销使得盘驱动器的有效数据传送速率减小了。随着视频信息的数据块越来越小，其响应变得更快，但上述辅助操作造成的开销变得明显，这使得难于从单个的盘驱动器读出多条视频信息。当把数据块做得较大以减小系统开销时，有效数据传送速率得以提高但响应变慢。因此，这要求大容量的缓冲存储器，而这又增大了设备的成本。对于同时写入多条视频信息和同时读出和写入多条视频信息，相同的解释也是成立的。

因此，本发明的目的，是提供一种信息读出和写入设备，它能够方便地实现多条视频信息从盘驱动器的同时读出或同时写入，或其同时读出和写入，且它的响应是快速而成本是低的，并且只需要小的缓冲存储器容量。

上述的目的是通过以下步骤实现的：将第一视频信息分成多个数据块；将相应的数据块根据时间顺序沿着连续存取记录介质的方向且以这样的间隔而分立地存储在盘形的记录介质中，即该间隔使得只能够通过对记录介质的连续存取操作而对视频信息进行实时读出和写入操作；以及，将第二视频信息的数据块存储在第一视频信息的数据块之间，以便只允许在不涉及记录介质的寻找操作和等待转动的情况下对记录介质进行连续存取，以在多条第一和第二视频信息上实现同时的写入操作或同时的读出操作或同时的读出和写入操作。

当采用本发明的信息存储控制方法时，只有对盘的依次存取使能对多条视频信息的读出和写入操作和将视频信息分成较小的数据块，而不改变其效果。因此，提供了一种低成本的信息读出和写入设备，它能够快速地响应并要求较小的缓冲存储器容量。

图1是作为根据本发明的一个例子的盘介质的平面图，其中存储有视频信息；

图2是作为现有技术的一个例子的盘介质的平面图，在该盘介质中存储有视频信息。

图3A和3B用于说明当同时读出多条视频信息时本发明的实施例与现有技术在概念上的不同；

图4显示了本实施例和现有技术中可同时写入和读出的视频信息条数与数据块大小之间的关系；

图5是根据本发明的一个实施例的3D图象系统的示例性设置的框图；

图6是根据本发明的一个实施例的准点播电视服务器的示例性设置的框图；

图7是时序图，用于说明简单的点播电视系统的操作，在该系统中信息读出和写入设备被设置在终端中；

图8用于说明如何实施根据本发明的信息存储控制方法的多条视频信息同时读出和写入。

现在结合附图说明本发明的一个实施例。

图1显示了在本发明的一个实施例中是如何储存视频信息的。在此情况下，为了简化，假定盘形记录介质以恒定的转速转动，写入/读出频率是恒定的，且信息读出和写入设备的数据传送速率基本上是实时读出和写入视频信息所需的数据传送速率的3倍。进一步的假定是视频信息被划分成数据块，每一个数据块对应于盘形记录介质上一道的1/3，作为一个数据单位。标号10表示一个盘形记录介质—诸如光盘或磁盘，标号100至102表示其中分别存储有多条有关的视频信息A、B和C的区。

根据本发明，第一视频信息被划分成多个数据块，这些数据块被按照时间顺序并沿着连续存取记录介质的方向且以这样的间隔而分立地存储在盘形记录介质中—即这些间隔只允许通过对记录介质的连续存取操作对视频信息进行实时读出和写入操作，且第二视频信息的数据块被存储在盘形记录介质中第一视频信息的数据块之间。为此，如图1所示，相应的视频信息被以扇形或扇区的形式存储在盘形记录介质10中。从以上说明可以看出，对盘形记录介质10的依次存取，使得能够按照视频信息A 100的数据块、视频信息B 101的数据块和视频信息C 102的数据块的顺序，对不同种类的视频信息的数据块进行存取。即使在盘形记录介质10的转速以及读出和写入频率不恒定的情况下，根据本发明的信息读出和写入设备，只要对盘形记录介质10进行依次存取，就能够以此顺序来存取多条有关的视频信息的数据块，而不会出现如上所述的寻找和等待转动的额外开销，虽然盘的物理存储形式不同于现有技术的。

图3A和3B用于说明图1的本发明与图2的现有技术之间在如何同时读出多条视频信息上的不同。在此方面，假定盘驱动器301具有与盘驱动器302完全等价的功能。在图3的本实施例中，如已经结合图1说明的，对盘形记录介质10的单纯的依次存取，使得能够按照视频信息A0、视频信息B0、视频信息C0和视频信息A1的数据块的顺序，从盘驱动器301读出这些数据块，而无额外开销。另一方面，在现有技术中，在读出了视频信息A0之后，总是有对视频信息B0的道的寻找操作和等待转动，直到视频信息B的引导扇区来到。即使在读出了视频信息B0之后，也类似地有对视频信息C0的存取操作。以此方式，从图2可见，在现有技术中，其他信息的读出总是涉及寻找和等候盘转动。这种寻找和等待转动都构成了一个额外开销，这使盘驱动器的有效数据传送速率降低。

在图3A和3B中时间T表示对多条视频信息(诸如视频信息A0、视频信息B0)中的一种的数据块进行解码所需的时间。在本实施例中，如在图1的说明中所假定的，在时间T中可以读出不同条的视频信息的3个数据块。即，根据本实施例，可以读出3条视频信息。

然而，在现有技术中，由于寻找操作和等待转动的额外开销是不可避免的，不可能在时间T里读出不同条视频信息的3个数据块。如上所述，本实施例能够读出比现有技术中更多条的相关视频信息。虽然说明是针对此例中的设备的读出操作的，但这种解释即使对于写入操作或读出和写入操作同时进行的情况也是完全成立的。

图4显示了本实施例和现有技术中可同时写入或读出的有关视频信息的条数与分割的数据块的大小之间的关系。图4对应于结合图3A和3B进行的解释的推广。在此方面，假定根据盘驱动器的依次存取的数据传送速率M用Mbp表示，实时读出和写入视频信息的数据传送速率N以Mbp表示，读出或写入一个数据块所需的时间用Trw表示，且寻找操作和等待转动所造成的系统开销时间用To表示。因此，可同时写入或读出的有关视频信息的条数由M*(Trw/Trw+To)/N表示。在本实施例中，没有寻找操作和等待转动的系统开销，即上述公式满足关系(Trw/Trw+To)＝1，因而可同时写入或读出的相关视频信息的条数变成M/N。

在现有技术中，由于在M*(Trw/Trw+To)/N中关系(Trw/Trw+To)＜1得到了满足，可同时写入或读出的相关视频信息的条数变得总是小于本实施例中的。另外，由于数据块变得较小，(Trw/Trw+To)变得较小，这造成了如图4所示的结果。考虑到缓冲存储器的所需容量，希望的是数据块的大小被分得尽可能小。如从图4可见，在本实施例中，即使当数据块很小时，可同时写入或读出的相关视频信息的条数也不改变。因此，应该理解的是本实施例能够提供低成本的信息读出和写入设备，因为较小的数据块造成了较快的响应并要求较小的缓冲存储器容量。

下面将描述根据本发明的信息存储控制方法的系统的一个例子。

图5是3D图象系统的设置的一个例子，其中特别注意了视频信息的流动，且其他的系统组成部件被省略了。在该图中，标号500表示一个信息读出和写入设备，标号501表示一个信息分配电路，502表示一个视频解码电路，503表示图象合成电路，504表示3D成象电路。

信息读出和写入设备500包括盘形记录介质，在该介质中储存有多条相关的视频信息，这些视频信息具有相同的空间和不同的视点以及相同的时间点。当结合图1的例子对此进行解释时，视频信息A 100、视频信息B101和视频信息C102是具有相同的空间和不同的视点的信息；而出现在同一道上的视频信息是具有同一时间点的信息。

下面解释3D成象操作。当接收到3D成象指令时，信息读出和写入设备500读出具有相同的空间、不同的视点和相同的时间点的(N+1)条视频信息的串行数据流510(N是整数)。在此情况下，如果单个的盘驱动器不能读出(N+1)条视频信息，则在信息读出和写入设备500中采用多个盘驱动器。串行数据流510在信息分配电路501中被分配给(N+1)条视频信息520至52n。当这些视频信息520至52n为压缩数据时，这些信息在图像解码电路502中受到扩展操作而成为视频信息530至53n。具有相同的空间、不同的视点和相同的时间点的(N+1)条视频信息530至53n被图象合成电路503合成为3D图象540，而该图象540又被送到3D成象电路504以在其上被显示为三维或实图象。以上简要描述了3D成象操作。该3D成象系统被认为是对即将到来的多媒体时代具有越来越大的作用。因此，当采用本发明的信息存储控制方法时，可以形成低成本高性能的系统。

图6是基于根据本发明的信息存储控制方法的信息读出和写入设备的准点播电视服务器的示例性配置。即使在此图中，也只注意了视频信息的流动且其他的组成部件被省略了。在此图中，标号500表示根据本发明的信息存储控制方法的信息读出和写入设备，标号501表示信息分配电路，且602表示视频传送电路。准点播电视服务器需要具有持续提供具有不同时间点的多个相同种类的视频信息流的能力。为此，信息读出和写入设备500具有盘形记录介质，在该介质中储存有具有不同的时间点的多个相同种类的视频信息流。当结合图1的例子进行说明时，视频信息A 100、视频信息B101和视频信息C102是种类相同的信息，但具有不同的时间点的信息被存储在同一道上。其结果，信息读出和写入设备500能够只通过其依次存取操作而持续地提供具有不同时间点的多个相同种类的视频信息。以此方式，根据本发明的信息存储控制方法，可以形成简单、高性能、低成本的服务器。

下面说明准点播电视服务器中的视频信息流。只对盘形记录介质进行依次存取，使得采用本发明的信息存储控制方法的信息读出和写入设备500能够提供数据块的串行数据流610，其中这些数据块对应于对具有不同时间点的同一种类的视频信息的(N+1)条视频信息的分割(N是整数)。串行数据流610在信息分配电路501被分配给具有不同时间点的同一种类的视频信息620至62n。具有不同时间点的多条同一种类的视频信息620至62n，由视频分送电路602分送，以实现准点播电视服务。

以下描述借助基于根据本发明的信息存储控制方法的信息读出和写入设备而方便地实现的点播电视服务。点播电视服务指的是这样的服务，即用户能够通过利用用户与服务器之间的彼此通信而在所希望的时间看到所希望的视频节目，且这种服务还具有诸如暂停功能的交互性。这种服务的实现，要求利用光纤并覆盖大区域的双向通信网络以及具有非常大容量、非常高速的特征和非常高的性能的服务器，因而其基础设备的升级涉及非常高的成本。因此，在现有技术中，我们不能发现实现它的良好前程。相反地，上述的准点播电视服务已经进入了实际应用。下面描述能够在把利用本发明的信息存储控制方法的信息读出和写入设备安装到用户终端(机顶盒ste top box，以下称为STB)中的情况下，通过采用准点播电视服务而方便地实现的点播电视服务。

图7用于说明本实施例的点播电视服务的原理，其中水平轴表示时间轴。在同一图中，节目A和B分别采用了多个信道(在所示的例子中为4个信道)来进行准点播电视服务，且这些信道的轴上的长白矩形表示节目A和B的视频信息。黑长矩形711和721分别表示节目A和B的引导部分(在所示的例子中为对应各个节目的1/4的引导视频信息)。在STB中的信息读出和写入设备的写入和读出轴上的长黑矩形，表示有关的视频信息分别在相应的时刻被写入和读出。在实际的准点播电视服务中，当用户在图7的时刻t0发出对节目B的请求时，一个等候时间对应于从时刻t0至时刻t1的时间，其中在时刻t1信道之一(在例中为信道6)首先遇到节目B的引导数据。用户能够看到节目B在时刻t1开始，但象在通常的电视广播中那样不能进行诸如暂停的交互式操作。

在本实施例中，根据本发明的信息存储控制方法，具有准点播电视服务功能的节目A和B的引导部分711和721，被预先储存在STB中的信息读出和写入设备中。当用户在时刻t0发出对节目B的请求时，预先存储在STB中的信息读出和写入设备中的节目B的引导部分721的数据被读出。根据本发明的信息存储控制方法，在节目B的引导部分721之后且首先出现的信道之一(在此例中为信道5)的视频信息，从时刻t1开始被存储在STB中的信息读出和写入设备中。在时刻t1之后，STB中的信息读出和写入设备进行对多条视频信息的同时写入和读出操作，该操作将在下面结合图8进行详细描述。根据本发明的信息存储控制方法，所要读出的视频信息B820的数据块(B1，B2，B3)，被储存在分割成扇区形式的盘形记录介质上，如图8所示。所要写入的视频信息A810的数据块(A1，A2，A3)，根据本发明的信息存储控制方法，被存储在视频信息B820的数据块之间。根据本发明，仅通过对记录介质连续地存取，就能在不涉及寻找操作和等待转动情况下，使得对视频信息A810的写入和对视频信息B820的读出能够方便地同时实现。另外，由于这种实现与分割的数据块的大小无关，因而能够提供响应快速且成本低并要求较小容量的缓冲存储器的STB。

随后，根据本发明的信息存储控制方法，当用户在时刻t2暂停设备时，信道5的视频信息被写入STB中的信息读出和写入设备，且该设备暂时停止了其读出操作，直到暂停被释放的时刻t3。从时刻t3开始，设备接着在时刻t2被暂停的读出操作，开始其对视频信息的读出操作。在时刻t4，节目B的最后一部分视频信息得到提供。在从时刻t3至时刻t4的时间里，STB中信息读出和写入设备，以与在从时刻t1至时刻t2的时间里完全相同的方式，进行其对多条视频信息的同时写入和读出操作。

从以上描述可以看到，信息读出和写入设备被包含在STB中，且利用准点播电视服务来方便地实现点播电视服务，要求信息读出和写入设备对多条视频信息进行其同时写入和读出操作。如上所述，按照根据本发明的信息存储控制方法的信息读出和写入设备，可以提供低成本的STB，它能够方便地实现对多条视频信息的同时写入和读出操作，且它的响应快速并要求较小的缓冲存储器容量。

即使当希望对多条视频信息进行同时读出操作或同时写入操作或同时写入和读出操作时—象在本实施例以外的实施例中那样，本发明也显示出有利的效果。

根据本发明，提供了低成本的信息读出和写入设备，它使得能够方便地实现多条视频信息的同时读出或同时写入或同时写入和读出操作，且它响应快速并要求较小的缓冲存储器容量。

Claims (11)

1.在用于把作为时间连续信息的视频信息写入盘形记录介质和从该介质读出该信息的信息读出和写入设备中的信息存储控制方法，其特征在于包括步骤：

将任意的视频信息划分成多个数据块；以及

按照时间顺序并沿着连续存取记录介质的方向以这样的间隔把相应的数据块分立地存储在记录介质中，即该间隔使得能够在不涉及对记录介质的寻找操作和其等待转动的情况下，只通过连续存取操作而进行信息的实时写入和读出操作。

2.在用于把作为时间连续信息的视频信息写入盘形记录介质和从该介质读出该信息的信息读出和写入设备中的信息存储控制方法，其特征在于包括步骤：

将第一视频信息划分成多个数据块；

按照时间顺序并沿着连续存取记录介质的方向以这样的间隔把相应的数据块分立地存储在记录介质中，即该间隔使得能够在不涉及对记录介质的寻找操作和其等待转动的情况下，只通过连续存取操作而进行信息的实时写入和读出操作；以及

将第二视频信息存储在分立存储的所述第一视频信息的数据块之间。

3.根据权利要求2的信息存储控制方法，其特征在于当在所述第一视频信息的写入或读出操作期间有写入所述第二视频信息的写入请求时，受到所述写入请求的所述第二视频信息的数据块在写入或读出操作期间被存储在所述第一视频信息的数据块之间，以在不涉及所述记录介质的寻找操作和等待转动的情况下只对所述记录介质进行连续存取，就能实现对所述第一和第二视频信息的同时写入操作或同时写入和读出操作。

4.根据权利要求2的信息存储控制方法，其特征在于当在所述第一视频信息的写入操作期间有读出所述第二视频信息的读出请求时，在写入操作期间将所述第一视频信息的数据块储存在受到该读出请求的所述第二视频信息的数据块之间，以在不涉及所述记录介质的寻找操作和等待转动的情况下只对所述记录介质连续存取，就可实现对所述第一和第二视频信息的同时写入和读出操作。

5.根据权利要求3或4的信息存储控制方法，其特征在于将要受到同时写入操作或同时读出操作或同时写入和读出操作的多条视频信息是具有相同空间、不同视点和相同时刻的信息。

6.根据权利要求3或4的信息存储控制方法，其特征在于将要受到同时写入操作或同时读出操作或同时写入和读出操作的多条视频信息是具有同一种类和不同的时间点的信息。

7.根据权利要求2至6中的任何一项的信息存储控制方法，其特征在于任意视频信息和语音信息以分割成分别具有相同的数据量的多个数据块的形式而得到存储。

8.根据权利要求2至6中的任何一项的信息存储控制方法，其特征在于任意视频信息和语音信息以分割成这样的数据块的方式而得到存储，即这些数据块当被转换成运动图象和语音时具有相同的时间。

9.在用于存取具有依次的同心记录道的转动盘形记录介质以寻找多个时序数据的信息读出和写入方法中的一种信息存储控制方法，其特征在于包括以下步骤：

将第一时序数据划分成多个数据块；

将这些数据块按照时间顺序并沿着所述记录介质的记录道分立存储；

将第二时序数据划分成多个数据块；

将所述第二时序数据的数据块按照时间顺序并沿着所述记录介质的记录道分立存储；以及

将所述第二时序数据的数据块设置在所述第一时序数据的数据块之间。

10.用于存取具有依次同心记录道的转动的盘形记录介质以寻找多个时序数据的信息处理方法，其特征在于包括以下步骤：

将所述多个时序数据分成多个数据块；

将所述多个时序数据的数据块按照时间顺序并沿着所述记录介质的记录道分立存储；

适当设置所述多个时序数据的数据块以使其交替出现在所述记录道上；以及

沿着所述记录道读出与所述多个时序数据的数据块的混合相对应的的一系列数据。

11.根据权利要求10的信息处理方法，其特征在于进一步包括从所述一系列数据分离出所述多个时序数据以对该数据进行解码的步骤。

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