CN1209916C - 在数据记录器中记录导航信息的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于数字视盘的数据记录器，包括先入先出缓存器(106)。该存储器(106)响应输入数据信号，用于在记录数据之前，以先入先出方式按序存储视频对象单位(VOBU′S)的连续数据，该VOBU在只读盘的数字多用盘(DVD)规范中定义。在本发明的第一实施例中，依照包含在缓存器(106)中的VOBU建立包含在VOBU搜索信息(VOBU_SRI)字段中的地址指针的第一子集的每个地址指针值。与以演示顺序在包含在缓存器(106)中的VOBU之后定位的VOBU有关的地址指针的第二子集的每个地址指针值不符合规范产生。因此，该缓存器(106)的存储容量需求被减少了。在本发明的第二实施例中，数据格式中的单元被限于仅有59个VOBU。第二子集的每个地址指针的表目包括一个“不存在”码。

Description

在数据记录器中记录导航信息的装置
技术领域
本发明涉及一种数据记录设备，特别涉及在记录介质中记录导航信息的数据记录设备。
发明背景
在只读盘类型的数字视盘(DVD)应用中，分组化后符合运动图像专家组(MPEG-2)2标准压缩的视频数据，和/或音频数据被多路复用到DVD盘上。该数据以服从只读光盘的现有DVD规范的视频规范的部分三的方式被记录。只读DVD数据格式使用了MPEG-2格式的子集，并被消费者电子公司协会所采纳的专有标准定义，并在可得到的文献例如McGram Hill 1997年出版的Jim Taylor所著的“DVD解秘-DVD视频和DVD ROM的指南”中被描述。另外，MPEG-2兼容的数据依照由系统编码部分(ISO/IEC 13818-1，1994年6月10日)和视频编码部分(ISO/IEC 13818-2，1995年1月20日)所组成的“MPEG标准”编码。
多路复用的数据被分段为逻辑块，该逻辑块称为组成放映序列的视频对象单位(VOBU′s)。图1示意性示出了一个包括例如VOBU(n-m)，VOBU(n)和VOBU(n+m)以那样的顺序的正常的前向放映序列。符号“n″代表的数字提供了VOBU在序列内的位置。按照上下文，当前VOBU(n)代表例如正在向重放或记录提供视频和音频信息的VOBU。同样地，将来的VOBU(n+m)在当前VOBU之后提供视频和音频信息，并被以符号“m″的数值所确定的中间VOBU的数与当前VOBU(n)分开。以同样的方式，过去的VOBU(n-m)在当前VOBU(n)之前提供视频和音频信息。
图2示意性示出了VOBU(n)内的数据结构。图1和图2中的相同的符号和数字指示同样的项目或功能。图2的VOBU(n)的视频信息依照MPEG-2标准编码并记录在例如数据字段或视频包部分(V-PCK)202的数据字段中，每个数据字段占据光盘上的一个扇区。同样地，音频信息被记录在例如数据字段或音频包部分(A-PCK)203的数据字段中，每个数据字段占据光盘上的一个扇区。
另外，VOBU(n)的数据结构包括单个数据字段或导航包部分(Nav_Pack)201，该导航包部分包含关于VOBU(n)的演示控制的信息并占据光盘上的一个扇区。数据字段Nav_Pack 201包括没示出的在规范中称为数据搜索信息(DSI)的数据字段，该信息包括168字节长的VOBU搜索信息(VOBU_SRI)201a数据字段。VOBU_SRI 201a字段包含为了执行例如快退或快进的“特技”放映操作，而被选择性地用于搜索相对当前VOBU(n)的将来或过去的VOBU中的数据的信息。在特技播放操作中，VOBU的图像的子集以放映顺序提供内容信息，用于实现看起来比正常演示顺序更快。
图3的表包括表3A和表3B。一个给定4字节的、被示出在图3的表中并包含在图1的当前VOBU(n)的字段VOBU_SRI 201a中的地址指针或数据字FWDI(m)，标识未示出的、与数据字FWDI(m)有关的相应的将来VOBU的起始、逻辑扇区地址。图1、图2和图3中同样的符号和数字指示同样的时间或功能。在正常的前向演示模式中，与数据字FWDI(m)有关的例如将来VOBU(n+m)的将来的VOBU，被用于在从当前VOBU(n)的放映开始时间测量的间隔之后显示，该间隔以秒为单位等于“m”值乘以0.5。参数“m”被从连续整数值1到15以及整数值20、60、120和240中选择。例如，字FWDI(m＝20)指以正常前向演示顺序当前VOBU(n)之后20个VOBU将被演示的将来VOBU。
同样地，在图3的表中每个4字节的地址指针或数据字BWDI(m)，标识与数据字BWDI(m)有关的例如VOBU(n-m)的相应的过去VOBU的起始、逻辑扇区地址。在正常的前向放映模式中，与数据字BWDI(m)有关的过去的VOBU被用于在从当前VOBU(n)的放映开始时间测量的间隔之前显示，该间隔以秒为单位等于“m”值乘以0.5。参数“m”被从相同的连续整数值中选择。例如，字BWDI(m＝20)指当前VOBU(n)之前20个VOBU以放映顺序出现的VOBU。
在特技模式操作中，没示出的符合规范的DVD播放器可从图2的当前VOBU(n)的字段VOBU_SRI 201a中的相应表目、字FWDI(m)或字BWDI(m)中，获得将处理的下个VOBU的地址。因此，包含在中间的VOBU中的视频信息的放映被忽略或跳过以提供快进或快退特技模式操作。例如，当在快速特技模式中，第21个将来VOBU在当前VOBU(n)之后立刻演示时，插入在它们之间的20个VOBU的演示被跳过。当显示每个图像10字段的唯一图像时，结果是比正常放映模式将近快60倍的快速特技模式操作。
也许想要在光盘上执行实时的音频视频内容记录，对于重放操作与现有的供符合规范的光盘使用的只读DVD播放器兼容。那意味着，在数据流中必须提供数据字FWDI(m)和BWDI(m)。当前VOBU(n)中记录数据字BWDI(m)不需要使用记录器中大的缓存器。这是因为能够在接收当前VOBU(n)的数据之前计算与数据字BWDI(m)有关的过去VOBU的扇区地址。
另一方面，对记录数据字FWDI(m)积累合适的值可能不利地需要一个大的缓存器。因为在MPEG编码中的可变位速率，没有大的数据缓冲，在例如当前VOBU(n)的视频数据被MPEG编码器编码时，不能知道将来VOBU将有什么地址。
为了例如在VOBU_SRI 201a字段中记录图3的与第241个将来VOBU有关的字FWDI(m＝240)，中间VOBU的所有视频信息必须被编码、组合和存储，用于计算第241个将来VOBU的起始扇区地址。在当前VOBU之后的240个VOBU出现第241个将来VOBU。因此，在光盘上记录当前VOBU(n)的VOBU_SRI 201a字段的信息之前，与每个中间240个将来VOBU有关的信息必须被存储在存储器中。在每个241个将来VOBU被产生之后，可产生图3的表的字FWDI(m)。不利地，存储这样大数目的VOBU需要相当大的存储器中的存储空间，在100兆字节的范围。
在实现本发明的特征过程中，每个在图1的当前VOBU(n)之前的第61个、第121个和第241个将来VOBU的地址指针、依据规范应分别包含在字FWDI(m＝60)、FWDI(m＝120)和FWDI(m＝240)之中，相反，该地址指针被设置为一个不用符合规范的值。然而，使包含在每个字FWDI(m＝1)至FWDI(m＝20)中的地址符合该规范。从而，相应字FWDI(m＝20)的最大快进特技模式，如前面指出的，是正常演示模式中的60倍。有利地，这样的配置极大地减少了存储器需求至8兆字节。
在实现本发明的进一步特征过程中，在每个字FWDI(m＝60)、FWDI(m＝120)和FWDI(m＝240)中，相反分别记录例如与第20个将来VOBU有关的字FWDI(m＝20)的值。因此，具有比正常演示模式快60倍的快进特技模式操作能力的DVD播放器，将被限于60倍快速特技模式。
对于预定义的称为“单元”的VOBU组，例如图1的单元206，在字段VOBU_SRI 201a中提供的逻辑扇区地址依照规范是有效的。例如单元206是包括例如VOBU(n-m)、VOBU(n)和VOBU(n+m)以及中间的VOBU的VOBU的逻辑组合。单元206分别被包含起始逻辑扇区号和结束逻辑扇区号的两个扇区地址描绘。在规范的部分4.5.4的子部分2和4中，指出如果给定字FWDI(或BWDI)是指向一个单元例如单元206范围之外的VOBU的地址，那么，它应包含一个称为“不存在”码的位组合，而不是实际VOBU的地址指针。
依照本发明的另一特征，每个单元在大小上仅限59个VOBU。作为每个单元在大小上仅限59个VOBU的结果，每个字FWDI(m＝60)、FWDI(m＝120)和FWDI(m＝240)的表目仅需要包含前面提到的“不存在”码。因此，有利地，对大缓存器需求被减小了。
发明内容
实施本发明的一方面的数据记录设备，被用于在记录介质中记录促进特技、操作的重放模式的导航数据和包含在组成输入数据信号的数据单位序列的每个数据单位中的信息数据。该数据记录设备包括缓存器，响应输入数据信号，用于存储连续多个数据单位的信息数据，以及用于将存储的连续多个数据单位的信息数据按顺序读出。下一个按秩序将被记录的数据单位的信息数据在所述缓存器的输出端产生。所述数据单位包括用于容纳与周围的数据单位相关的预定第一位置数据组(FNDI(1)到FNDI(15)，FNDI(20))的所定义的数据字段，所述缓存器的大小比包含用位置数据值填充所定义的数据字段所需要的所有数据单位所要求的大小要小。当与第一地址指针位置有关并被第一地址指针值所指的数据单位的信息数据在缓存器中与下一个按秩序数据单位的信息数据共存时，符合下一个按秩序数据单位的导航数据的多个地址指针的第一地址指针的位置的值被产生。该符合值标识有关数据单位的数据信息在记录介质中被指定记录的位置。当与第二地址指针有关的数据单位与下一个按秩序数据单位包括在不同单元中时，避免产生符合多个地址指针的第二地址指针的第二位置数据的值(FNDI(60)，FNDI(120)，FNDI(240))。包括在公共单元中的多个数据单位被限于一个限制值，该限制值依照具有能够被同时包含在缓存器中的信息数据的数据单位的最大数目来确定。该信息数据和下一个按秩序数据单位的导航数据被记录在记录介质中。
实施本发明的另一方面的数据记录设备，被用于在记录介质中记录便于操作的特技、重放模式的导航数据和包含在划分为单元并形成输入数据信号的数据单位序列的每个数据单位中的信息数据。该数据记录设备包括缓存器，响应输入数据信号，用于存储连续多个数据单位的信息数据，以及用于将存储的连续多个数据单位的信息数据按顺序读出。下一个按秩序将被记录的数据单位的信息数据在所述缓存器的输出端产生。当与第一地址指针位置有关的数据单位与下一个按秩序数据单位被包括在一个公共单元中时，产生符合下一个按秩序数据单位的导航数据的多个地址指针的第一地址指针的位置的值。该符合值标识有关数据单位的数据信息在记录介质中要被记录的位置。当与第二地址指针有关的数据单位与下一个按秩序数据单位包括在不同单元中时，避免产生符合多个地址指针的第二地址指针的位置的值。包括在公共单元中的多个数据单位被限于一个限制值，该限制值依照具有能够同时包含在缓存器中的信息数据的数据单位的最大数目来决定。该信息数据和下一个按秩序数据单位的导航数据被记录在记录介质中。
附图说明
在附图中：
图1示意性示出了依据现有技术规范的单元的数据结构。
图2示意性示出了依据现有技术规范图1的单元的视频数据单位(VOBU)的数据结构。
图3由图3A和3B组成，示出了依据现有技术规范图2的所述视频数据单位的导航包内数据结构组成表。
图4示出了依据本发明的一方面，对数据记录器的数据处理装置的方框图。
具体实施方式
图4示出了依据本发明的一方面，对数据记录器120的数据处理装置500的方框图。MPEG编码器100包括视频数据编码器101。从例如没示出的国家电视系统委员会(NTSC)解码器得到的数据输入信号101a被连接到视频数据编码器101，用于依据MPEG-2标准，以传统方式编码视频信息，以产生视频数据信号101b。传统音频AC-3(音频压缩版本3)编码器102，响应立体音频输入信号102a，被用于产生包含音频信息的AC-3数据信号102b。信号102b和101b在分组化器/多路复用器105中被多路复用和分组化，以形成多路复用的数据信号105a.
数据信号105a的数据依照规范被逻辑划分为顺序产生的例如图2的单元206的单元。每个单元包含与VOBU(n)具有基本上相同的数据结构的VOBU，除了以下指出的不同之处。在信号105a中，例如VOBU(n)的与数据字段Nav_Pack 201类似的数据字段Nav_Pack 201’的位计数或数据空间与数据字段Nav_Pack 201中的相同。然而，在信号105a中的数据字段Nav_Pack 201’的一部分包含如后面所述将随后被修改的“伪”数据。
数据信号105a也被连接到先入先出存储器106，用于存储包含在信号105a中的每个最近出现的VOBU、VOBU(n+20)的数据。当紧跟着的下一个VOBU在信号105a中出现时，它称为VOBU(n+20)，而前一个出现的VOBU(n+20)被重新指定为VOBU(n+19)，依此类推。
存储器160具有包含最近产生的VOBU，从VOBU(n+20)至VOBU(n)的连续数据的容量。因此，VOBU(n+20)的数据是最后被存储到存储器106中的。VOBU(n)的数据出现在存储器106的输出信号106a中。
信号106a的不包含“伪”数据而包含将被记录的实际数据的部分，通过第一输入端107a被连接到数据记录器120，用于记录在数据记录器120的没示出的盘上。输入端107a被连接到开关107的输出端107d。终端107a和终端107d之间的接合被微处理器110通过控制端107c控制。被记录后，VOBU(n)的数据被从存储器106以先入先出的方式去除。
编码器100每次当新的扇区的数据出现在信号105a中时，产生标志信号300。信号300被连接到微处理器110，用于在每次产生信号时，递增扇区计数器110a。信号105a的每个扇区数据包括没示出的首标部分，标识扇区数据的类型，例如标识与V-PCK 202、A-PCK 203或Nav_Pack 201部分相同类型的数据。
当在代码检测器110c中检测到数据字段Nav_Pack 201’的没示出的首标部分时，表明随后将跟着新的VOBU(n+20)的数据，微处理器110在先入先出导航信息存储器200中，存储字起始_地址(n+20)。字、起始_地址(n+20)包含扇区计数器110a的输出信号110b的当前值。因此，字、起始_地址(n+20)包含VOBU(n+20)的开始扇区地址。
紧跟着信号105a中首标部分的检测，微处理器110开始在信号105a的数据流中搜索规范中定义的32位的图像_开始_码的出现。该图像开始码指示第一参考即依照MPEG没示出的I类型图像帧的开始扇区，在信号105a中检测到该图像开始码之后，微处理器110继续搜索信号105a的数据流中的紧跟着的图像开始码的出现。当检测到紧跟着的图像开始码时，微处理器110在导航信息存储器200中存储包含扇区计数器110a的当前值的字、第一_参考_地址(n+20)。字、第一_参考_地址(n+20)包含规范定义的、在VOBU(n+20)中的第一参考即I类型图像帧的最后一个扇区号或地址。该最后一个扇区号也是下一个图像帧的第一扇区号。
以同样的方式，微处理器110在导航信息存储器200中存储包含第二参考即I或P类型图像帧的最后一个扇区的扇区号或地址的字、第二_参考_地址(n+20)。同样，存储包含第三参考即I或P类型图像帧的最后一个扇区的扇区号的字、第三_参考_地址(n+20)。
存储的起始_地址(n+20)和第一_参考_地址(n+20)、第二_参考_地址(n+20)以及第三_参考_地址(n+20)的字组，一起在这里称为一个字组指针(n+20)，指针(n+20)与VOBU(n+20)有关。当紧跟着的下一个VOBU出现在信号105a中时，它的相关信息将被存储在存储器200中，将称为字组指针(n+20)。然而，先前存储的字组指针(n+20)将被重新指定为字组指针(n+19)，依此类推。因此，存储器200包含261个最近产生的分别与VOBU(n+20)至VOBU(n-240)相关的(n+20)至字组指针(n-240)的连续数据。字组指针(n+20)的数据是最新被存储到存储器200的。然而，字组指针(n-240)的数据是最早被存储的并将下一个被从存储器200中消去。
如上所述，存储器106的输出信号106a中相应于VOBU(n)的位计数或数据空间是与没示出的盘上的记录数据中的位计数和数据空间相同。然而，例如图2的VOBU(n)的字段VOBU_SRI 201a’的位包含信号106a中的“伪”数据。
在实现本发明的特性过程中，图2的信号106a的VOBU(n)的字段VOBU_SRI 201a’的上述“伪”数据在记录之前被替换。包含在字组指针(n+20)的字、起始_地址(n+20)中的信息被用于产生图3的VOBU(n)的字、FWDI(m＝20)，以提供第21个将来VOBU的地址指针。该第21个将来VOBU，即VOBU(n+20)以演示顺序位于当前VOBU(n)之后20个VOBU。同样地，包含在每个起始地址(n+20)至起始地址(n+1)、起始地址(n-1)至起始地址(n-15)、起始地址(n-20)，起始地址(n-60)、起始地址(n-120)和起始地址(n-240)字中的信息被用于分别产生FWDI(m＝20)、FWDI(m＝15)至FWDI(m＝1)、BWDI(m＝1)至BWDI(m＝15)、BWDI(m＝20)、BWDI(m＝60)、BWDI(m＝120)以及BWDI(m＝240)。因此，字-FWDI(m＝20)、FWDI(m＝15)至FWDI(m＝1)、BWDI(m＝1)至BWDI(m＝15)、BWDI(m＝20)、BWDI(m＝60)、BWDI(m＝120)以及BWDI(m＝240)在存储器200的输出信号200a中产生。
Nav-Pack 201的没示出的数据字段VOBU_1STREF-EA、数据字段VOBU_2NDREF-EA和数据字段VOBU_3RDREF-EA的位依照规范，被要求分别包含第一参考即I类型图像帧的最后扇区地址，第二参考即I或P类型图像帧的最后扇区地址，第三参考即I或P类型图像帧的最后扇区地址。那三个数据字段同样在NAV_PAK 201′中包含“伪”数据。因此，字组指针(n)的字、第一_参考_地址(n)、第二_参考_地址(n)和第三_参考_地址(n)被用于在信号200a中分别产生没示出的VOBU(n)的数据字段VOBU_1STREF-EA、数据字段VOBU_2NDREF-EA和数据字段VOBU_3RDREF-EA的正确数据位，以替换前面所述的“伪”数据位。
当开关107的第二输入终端107b被连接到输出终端107d时，信号200a被连接到数据记录器120并通过开关107形成的信号路径记录在记录器120中。终端107b和终端107d之间的接合被微处理器110通过控制终端107c控制，并在合适的时间发生，以用从信号200a得到的正确数据位替换图2的VOBU(n)的字段VOBU_SRI 201a’的相应“伪”数据位。
在实现本发明特征过程中，依照规范，对于在图1的当前VOBU(n)之前第60个、第120个、第240个将来VOBU的指针，将分别包含字FWDI(m＝60)、FWDI(m＝120)、FWDI(m＝240)是不符合规范的。然而，包含在字FWDI(m＝1)至FWDI(m＝20)中的相应地址指针遵循规范产生。因此，最大快速前向特技模式发生在当字FWDI(m＝20)被选择用于控制特技模式时。有利地，这样的装置极大地减小了存储器106存储量需求至8兆字节量级。
在实现本发明的另一个特性过程中，在每个字FWDI(m＝60)、FWDI(m＝120)和FWDI(m＝240)中，记录例如包含在字FWDI(m＝20)中的第20个将来VOBU的指针。因此，任何具有快于字FWDI(m＝20)所确定的快进特技模式的操作能力的DVD播放器将受限于字FWDI(m＝20)所确定的快进特技模式。
打包器/多路复用器105通过建立VOBU(n)的相应数据字段例如没示出的Nav_Pack 201’字段的合适的值，将每个VOBU分配给例如图1的单元206的相应的单元。规范的部分4.5.4的子部分2和4中，指出如果给定字FWDI(或BWDI)是指向一个单元范围之外的VOBU的地址，那么，这样的字FWDI(或BWDI)应包含一个称为“不存在”码的位组合，而不是实际VOBU的地址。
依照本发明的另一特性，每个单元的大小被分组化器/多路复用器105例如限于仅59个VOBU。因此，每个字FWDI(m＝60)、FWDI(m＝120)和FWDI(m＝240)的表目仅需包含上述“不存在”码以符合规范。因此，例如Nav-Pack 201字段符合规范产生。限制单元例如单元206的大小为仅有59个VOBU的能力，被有利地用于减小大缓存器需求而不与规范相背离。
能够被包括在连续形式中用以无缝演示的单元的最大数是255个。VOBU的演示时间是介于0.4至1.2秒之间名义上是0.5秒。组成一个单元的VOBU的数目是59。因此，127.5分钟的记录内容的记录名义上被确保无缝。

Claims (6)

1.一种数据记录设备，用于在记录介质中记录便于操作的特技、重放模式的导航数据和包含在组成输入数据信号的数据单位序列的每个数据单位中的信息数据，该数据记录设备包括：
缓存器(106)，用于响应所述输入数据信号，存储连续多个数据单位的信息数据，以及用于将存储的连续多个数据单位的信息数据按顺序读出，接着，下一个按秩序将被记录的数据单位的信息数据在所述缓存器的输出口端产生；
所述数据单位，包括用于容纳与周围的数据单位相关的预定第一位置数据集(FNDI(1)到FNDI(15)，FNDI(20))的所定义的数据字段，所述缓存器的大小比包含用位置数据值填充所定义的数据字段所需要的所有数据单位所要求的大小要小；
产生装置，用于响应所述输入数据信号，当与所述第一地址指针位置有关并被所述第一地址指针值所指的数据单位的信息数据，与所述下一个按秩序数据单位的信息数据在所述缓存器中共存时，产生符合所述下一个按秩序数据单位的导航数据的多个地址指针的第一地址指针的位置的值，所述符合值标识所述有关数据单位的数据信息在记录介质中被指定记录的位置，当与所述第二地址指针位置有关的数据单位的信息数据与所述下一个按秩序数据单位的信息数据不在所述缓存器中共存时，避免产生符合所述下一个按秩序数据单位的所述多个地址指针的第二地址指针的第二位置数据的值(FNDI(60)，FNDI(120)，FNDI(240))；以及
记录装置(120)，用于在所述记录介质中记录所述给定下一个按秩序数据单位的信息数据和所述导航数据。
2.如权利要求1所述的数据记录装置，其中，被记录在所述记录介质中的数据单位与符合只读盘的数字多用光盘规范的播放器兼容。
3.如权利要求1所述的数据记录装置，其中，所述数据单位组成视频对象单位(VOBU)，以及所述多个地址指针被包括在只读数字多用光盘(DVD)规范中定义的字段VOBU搜索信息(VOBU SRI)中。
4.如权利要求1所述的数据记录设备，还包含用于产生与所述第一地址指针的所述符合值相等的所述第二地址指针值的装置。
5.如权利要求4所述的数据记录设备，其中，使所述第二地址指针的所述值与从所述多个地址指针选择的地址指针的符合值相等，标识被最多的中间数据单位从所述下一个按秩序数据单位分开的有关数据单位。
6.如权利要求1所述的数据记录装置，其中，所述缓存器由先入先出存储器组成。
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