CN1241202C - 寻址位流记录的方法 - Google Patents

Abstract

在位流记录中，表达的数据被组织成为视频对象单元。这些单元具有变化的尺寸也有变化的持续时间。为允许在位流中访问任何视频对象单元，所用的管理地址表是基于每一字段的固定尺寸的位流字段(VOBU#n)。对于每一字段，地址表附加地包括特殊Δ持续时间(ΔDUR#n)，该持续时间表明字段的第一数据包的到达时间和该字段的最后数据包后的数据包的到达时间之间的时间差。计算目标VOBU地址包括下面的步骤：积累Δ持续时间，直到给定的时间值最接近目标VOBU；这个表格条目的索引与固定字段尺寸相乘，直接导致地址值被访问的结果。

Description

寻址位流记录的方法

技术领域

本发明涉及寻址被记录的位流或被记录在如光盘的存储介质上位流的方法和装置。

背景技术

在位流记录中，自由的把位流分成为较规范结构的子单元。在DVD中表达的数据被组织成称为视频对象单元的单元，表示为VOBU，例如，在RTRW规范中，用于实时可重写视频DVD。VOBU具有变化的尺寸(以扇区的数测量的数据量)，但也有变化的持续时间(以视频场的数测量)。

对于从盘提取数据，RTRW规范预知“VOBU映射”，其是一个表格，每一个记录扇区长度和字段持续时间的VOBU被登录在该表格中。

EP-A-0 729 153公开了一种用于特技播放模式的表格，在该表格中，时间代码被分配到适合各种转换率的光盘上的每一个扇区。

从存储介质进行数据提取的表格是基于被分成为一字段固定持续时间的位流数据。“持续时间”的意思是第一个数据包到达时间和后一个数据包到达时间之间的时间差。

“管理(Housekeeping)”，它在RTRW记录或数据流记录的一般上下文中的任务是把给定的时间值转换成为盘地址值，在该地址值可以发现所要求的数据。在这种系统中，对于每一个固定持续时间字段，VOBU映射或“管理地址表”(表示为HAT)包含特殊的尺寸、特殊的偏移、特殊的Δ尺寸、一般说来，特殊的地址量。通过在当前的VOBU存储Δ值而不是总持续时间，这些条目可用较短的字长度描述，其有助于保持总BOBU映射处于合理的尺寸。

对于这些系统的可能的管理过程的类型包括下面的步骤：

-通过分割和修剪，从给定的时间值计算将被查询的表格目录的索引。

-表格条目的内容直接指定地址值到访问或上行到索引的所有表格条目必须被积累以得到被访问的地址值。

这种类型的HAT的优点是基于下述的固定持续时间字段：

-在低位率记录的情况下，固定持续时间字段将是小尺寸，既，每一字段将只包括几个数据扇区，或在极端情况下，只包括数据扇区的片断。盘可以包括许多字段，以至HAT可能变得太大而不能保持在存储器中。

-在高位率记录情况下，固定持续时间字段将是大尺寸，既，每一字段将包括许多数据扇区。然后，寻址一字段或在(扇区)表度上寻址另一个对应粗字段，既，从HAT获得的字段地址可以远离当前要求位置的许多字段。

因此，在某些情况下，基于固定持续时间字段的管理导致太大的HAT(达到盘容量的一半)，在其它情况中导致太粗字段的寻址。

发明内容

本发明的目的是提供一种分配给定时间值到存储介质地址值的方法，该方法避免了上述的缺点。

按照本发明的一方面，一种寻址被记录位流的字段或记录在存储介质的位流的字段的方法，其中，所用的地址表(HAT)把时间信息分配到所述字段，其中，每一个字段(VOBU#i)包括位的固定数，其特征在于；

-所述字段包括数据包；

-对于所述字段的每一个地址表条目，Δ时间持续时间值(ADUR#i)被分配在所述地址表(HAT)中，其中，这种Δ时间持续时间值在第一数据包的到达时间和该字段的最后数据包后的数据包的到达时间之间是不同的；

-为得到目标字段地址的值(DAV)，对应的Δ时间持续时间成为积累，直到给定的时间值最接近所述的目标字段。

按照本发明，管理地址表HAT是基于固定长度或尺寸的字段，既，每一字段有固定位数。

在DVD-RAM的介质中，数据被物理地组织成为32K字节长度的“ECC block”(ECC：误差矫正码)，如果上述固定尺寸或它的倍数被用作为字段的固定尺寸，可以获得特别好的结果。然而，可以使用任何其它固定尺寸。在这种固定尺寸字段的情况中，对于每一个固定尺寸字段，HAT包含特殊的绝对持续时间或特殊的Δ持续时间，该持续时间表明包括在字段中最后一个和第一个数据包之间的到达时间差。

管理过程，既，目标VOBU地址的计算包括下列步骤：

-积累包括在HAT中的Δ持续时间，直到给定时间值接近目标VOBU，既，假设执行VOBU目录前向扫描，直到Δ持续时间的和小于或等于给定时间值，或假设执行VOBU目录的后向扫描，直到Δ持续时间的和大于或等于给定时间值。

-由固定字段尺寸乘以这个表格目录的运行索引直接导致被访问的地址值。

基于HAT的固定尺寸的优点是：

-HAT尺寸不取决于记录的位率；

-HAT寻址准确性是固定的，间隔尺寸基本上对应“字段尺寸常数”，可以为所有类型的盘适当地选择字段尺寸常数为常数，为每一个盘选择字段尺寸常数为常数，或在特殊盘上的每一个记录选择字段尺寸常数为常数。

原则上，发明的方法适合于寻址被记录的位流或记录在如DVD记录器的存储介质上的位流，其中，使用的地址表是基于所述位流的字段，其中：

-每一字段包括所述位流的位的固定量；

-对于所述字段的每一个地址表目录，使用运行索引把绝对时间持续时间或Δ时间持续时间分配在所述的地址表中；

-在绝对时间持续时间值存储的情况中：

为得到地址值到达目标地址，选择所述地址表的最对应的绝对时间持续时间目录，对应的运行索引与所述固定量相乘，以便计算所述的地址值；或

-在Δ时间持续时间值存储的情况中：

为得到地址值到达目标地址，一直到对应所述地址值的最近时间持续时间的所有Δ时间持续时间变为积累，与所述最近时间持续时间有关的对应Δ时间持续时间目录的运行索引与所述固定量相乘，以便计算所述地址值。

附图说明

本发明的实施例参考附图进行描述。

图1是用于DVD数据流记录的简化的系统图。

图2是基本目录和文件结构。

图3是导航数据结构。

图4是数据流数据包。

图5是发明的管理数据表。

图6是数据流时间图信息。

图7是映射表例子。

具体实施方式

所设计的DVD数据流记录系统使用可重写的DVD盘记录存在的数字位流、编辑它们、作为位流回放它们。下面的缩写被使用：

LB：逻辑块，RBN：相对字节数，RBP：相对字节位置，RLBN：相对逻辑块数，STB：机顶盒，TOC：内容的表格，SCR：系统时钟参考。

设计的本系统满足了下面的要求：

支持任何数据包尺寸，只要它小于2k字节和小于一个镜头内的固定长度。

时序结构，既，时间戳被加到每一个播放的数据包，能够在回放期间适当传送数据包。

放大应用程序的字段，非实时记录是可能的。但是，在这种情况下，STB必须产生时间戳信息。

数据分配策略和文件支持实施数据流记录。

许多数字服务一般要求把服务信息镶嵌在实时数据流中。为支持来自DVD播放器的数据馈送的STB，DVD应当提供附加的空间，该空间由STB使用，复制服务信息的部分，并增加附加的TOC信息。

必须支持版权保护。此外，任何由服务提供商或STB进行的加密必须保持不变。

用户要求可以分成组，既，记录要求、回放要求、编辑要求：

实时记录

应当设计系统能够实时记录数字数据流。也应当允许用户连接记录，即使这些记录是由不同的数据格式形成。如果连接了记录，无缝或接近于无缝的回放可能性是很好的但不是必须的。

导航支持

为支持导航信息，在记录过程中应当产生两字段信息(列表)：

1)播放列表的“原始”版本。这个列表包括相当低的级别信息，例如，时间映射或(播放)记录的数据包次序。这个列表可由STB访问，其内容由DVD数据流器以及STB理解。在它的原始版本中，播放列表能够回放完整的记录。在记录之后，播放列表可由STB访问和扩展，以允许较复杂的回访顺序。

2)产生第二字段信息，既映射列表，以支持数据流记录器检索数据包数据流块(单元)，这是按照应用范围描述的，例如，“播放数据包”或“时间”。这个列表只由DVD数据流器拥有和理解。

内容描述

系统应当预留由STB使用的空间，以存储高级别的TOC和服务信息。为用户提供的这个信息通过存储在盘上的内容导航，并可以包括复杂的GUI信息。该内容不需要由数据流记录器理解。但是，TOC信息的共同的子集，例如，根据字符串，由STB和DVD之间共用是很有用的，以便使得数据流记录器能够提供它自身的基本菜单。

连续地回放单独记录和播放所有记录通过列表应当是可能的。

用于入口点选择的播放器菜单

STB可以根据存储在盘上的TOC信息产生复杂的菜单。但是，它也可以通过数据流器本身产生简单的菜单。例如，通过某些由STB和DVD共用的“字符”信息。

特技播放模式

STB能够通过“播放列表”进行特技播放。由于播放数据流的性质，特技播放特征被限制在基本的特技播放，例如，时间检索和名称跳跃。

确定象编程或主控的回访顺序特征的用户可以通过播放列表支持。

DVD数据流器应当创建播放列表的“原始版本”。它也应当允许由STB扩展和修改播放列表，用于较复杂的回访特征。DVD数据流器不对这些较复杂的播放列表的内容负责。

系统必须支持在用户的请求下删除单个记录。如果可能，系统应当允许这个特征在STB的控制下。

系统可以支持插入编辑。

在图1的简化系统中，应用装置AD通过如IEEE1394接口的接口IF与数据流器装置STRD(即，DVD记录器)交互。在STRD中的数据流器STR通过输出缓冲和时间戳处理装置BTHO发送数据到IF，并通过输入缓冲和时间戳处理装置BTHI接收来自IF的数据。AD通过输出缓冲和时间戳处理装置BTHOAD发送数据到IF，并通过输入缓冲和时间戳处理装置BTHIAD接收来自IF的数据。

考虑到目录和文件结构，DVD数据流记录的数据流数据和导航数据的组织是通过特殊的方式进行的，考虑下列因素：

-任何DVD数据流器装置STRD具有某些在盘上存储管理数据或数据流器细节导航数据的要求。这些数据只用于帮助记录的数据的提取；对任何外部应用装置AD来说，这些数据不需要被理解，甚至被可见。

-任何DVD数据流器装置STRD需要与它连接的应用装置AD通信。这个应用应当尽可能的通用，以至应用的最大范围可以连接到数据流器。支持这种通信的导航数据被称为共同导航数据，并必须由数据流器以及应用装置理解。

-数据流器装置STRD应当提供连接应用装置AD的装置，用于存储它自己的任何要求的专用数据。数据流器不需要由任何内容、内部结构或这个应用细节导航数据的意思理解。

图2显示了可能的目录和文件结构，其中，包括了所有盘内容的数据。存储盘内容的文件被放置在STRREC目录下，该目录是在根目录下。在STRREC目录下，下面的文件被创建了：

-COMMON.IFO

对于数据流器装置的专用管理信息。需要由应用装置以及数据流器理解。

-STREAMER.IFO

对于数据流器装置的专用管理信息。不需要由应用装置理解。

-APPLICAT.IFO

应用程序专用数据，既，连接到数据流器的特殊应用程序的信息。

不需要由数据流器理解。

-REALTIME.SOB

记录的实时数据流数据适当。

注意，除了上面描述的文件以外，STRREC目录将不包括任何其它的文件或目录。

考虑导航数据结构，使用导航数据控制被记录的任何数据流的记录、回放和编辑。如图3所示，导航数据包括在文件COMMON.IFO中的数据流管理信息(SMI)，和文件STREAMER.IFO中的管理信息(HKPI)。从数据流装置的观点看，这两种信息足够执行所有的必须操作。

除了这些以外，DVD数据流记录也预见到为应用程序专用数据(APD)预留存储位置的可能性，该专用数据一般说来也被认为是导航数据。

SMI和HKPI是用于数据流器操作的直接相关的导航数据。在这个顺序中，SMI包括三种信息表，既，数据流管理员一般信息(SM_GI)、数据流标题表格(STT)、数据流播放列表表格(SPLT)。HKPI包括两种信息表格，既，在这个顺序中，管理一般信息(HKP_GI)和管理地址表(HAT)。在数据流记录中没有限制，既，导航信息中的每一个表格必须与扇区边界对齐。

SM_GI包括信息项，象SMI的结束地址、SM_GI的结束地址、STT的开始地址、SPLT的开始地址。

STT包括信息项，象数据流标题的数量、数据流标题表的结束地址、应用程序数据包尺寸、服务ID、应用装置ID、数据流持续时间、数据流名称检索指示器、数据流标题名称(STN)。SPLT包括信息项，象播放列表的数量、SPLT结束地址、播放列表信息的开始地址、播放列表条目的数量、数据流标题的索引、开始SCR、结束SCR。

管理一般信息(HKP_GI)包括信息项，象管理地址条目的数量(HAE_Ns)、HKPI的结束地址(HKPI_EA)、时间度量因子(HKP_TSCAL)。

HAE_Ns描述了包含在这个HKPI中的管理地址条目的数量。HKPI_EA描述了这个SKPI的结束地址。HKP_TSCAL描述了在职格HKPI中使用的时间度量。

本发明管理地址表(HAT)的目的是提供所有必须的信息，以便给出的播放列表条目被有效地转换成为盘地址对，反之亦然。

也可能包括应用程序专用数据，该数据由三种信息构成，既，应用程序专用数据一般信息、一组或多组应用程序专用数据检索指示器、一组或多组应用程序专用数据区域。如果存在任何应用程序专用数据，这三种信息以这个顺序被记录和存储在APPLICAT.IFO文件中。

数据流数据包括一个或多个“数据流对象，每一个对象可以被存储为描述在ISO/13818-1系统中一样的“程序数据流”(SOB)。

SOB可以由program_end_code终止。在每一个SOB的第一个数据包中的SCR字段的值可以是非零。SOB包含装入数据流数据包(S_PCK)的顺序中的数据流数据。数据流数据可以被组织成一个单元数据流，并可用stream_id携带在PES数据包中。

如图4所示，数据流数据包包括数据包报头，后面跟着系统报头，再后面是一个数据流数据包(S_PKT)。系统报头被包括在这些S_PKT中，S_PKT是SOB的第一个S_PKT。当包括系统报头时，剩余数据流数据包内容的长度是2010字节，当没有包括系统报头时，数据流数据包内容的长度是2034字节。

数据流对象由一个或多个数据流数据包构成。

对于将被记录的位流的每一字段或每一个VOBU(VOBU#1到VOBU#n)或记录的位流的每一字段或每一个VOBU(VOBU#1到VOBU#n)，图5所示的HAT表格包括对应绝对或Δ时间持续时间条目ADUR#1到ADUR#n)。DAV表示在位流中要求的地址或目标地址。每一个VOBU#1到VOBU#n涉及到位流的位的固定数量。

HAT表格具有数据流时间映射信息STMAPI的格式，并可能包括两个子单元：“数据流时间映射一般信息”STMAP_GI和一个“映射列表”MAPI。STMAPI的可能内容显示在图6中。MAPU_SZ描述了在映射列表单元的扇区中的尺寸。例如，16个扇区的映射单元尺寸意思是第一个映射列表条目与包括在数据流的前16个扇区中的应用程序数据包有关。第二个映射列表条目与包括在下16个扇区中的应用程序数据包有关等。

MTU_SHFT描述了映射列表条目的LSB的加权。与所述格式的数据包到达时间(PAT)的位有关。MTU_SHFT描述了16和36之间的值。例如，值16的意思是增加的应用程序数据包到达时间IAPAT的LSB具有与PAT_base(0)相同的加权，其中，PAT_base(x)意思是由90KHZ单元测量的PAT基准值。

MTU_SHFT取决于MAPU_SZ。MTU_SHFT满足规则：

$0\&le;5625\&times;2^{34}\&times;\frac{\mathrm{MAPU}\_\mathrm{SZ}}{2^{\mathrm{MTU}\_\mathrm{AHFT}}\&CenterDot;\max \_\mathrm{bitrate}}-1<1$

16≤MTU_SHFI≤36

其中，

max_bitrate＝MPEG 2程序数据流的最大位率。

MAPL_ENT_Ns描述了STMAP_GI后面跟随的映射列表条目的数量。

S_S_APAT描述了数据流的开始应用程序数据包到达时间，既，属于数据流的第一个数据包的数据包到达时间。

S_E_APAT描述了数据流的结束应用程序数据包到达时间，既，属于数据流的最后一个数据包的数据包到达时间。

映射列表MAPL由零或多个“增加的应用程序数据包到达时间”IAPAT组成。IAPAT描述了对应DVD映射单元的增加的应用程序数据包到达时间，数据流记录的增加的PAT描述格式定义如下：

假设MAPU_S_APAT(i)，1≤i≤MAPL_ENT_Ns，是映射单元#i的开始应用程序数据包到达时间，既，属于映射单元#i的第一个数据包的数据包到达时间，假设MAPU_S_APAT(i)是映射单元#i的最后应用程序数据包到达时间，既，属于映射单元#i的最后一个数据包的数据包到达时间，并假设IAPAT(i)是映射列表的第i个IAPAT条目，既，IAPAT(1)是映射列表的第一个条目。那么，IAPAT(i)将满足规则：

$0\&le;\left[\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{IAPAT}\left(k\right)\right]-\frac{\mathrm{MAPU}\_S\_\mathrm{APAT}(i+1)}{2^{\mathrm{MTU}\_\mathrm{SHFT}}}<1$

i＝1、2、...，MAPL_ENT_Ns-1，

以及

$0\&le;\left[\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{IAPAT}\left(k\right)\right]-\frac{\mathrm{MAPU}\_E\_\mathrm{APAT}\left(i\right)}{2^{\mathrm{MTU}\_\mathrm{SHFT}}}\&le;1$

i＝MAPL_ENT_Ns

以及

0≤IAPAT(i)＜2¹²

i＝1、2、...，MAPL_ENT_Ns。

图7显示了MAPU、MAPU_S_APAT、MAPU_E_APAT和IAPAT的顺序的例子。t轴的下侧被分成为IAPAT时间单元，t轴的上侧处于MAPU中。

MAPU_S_APAT(i)和MAPU_E_APAT(i)以DVD数据流记录的PAT描述格式描述。用于上述方程的比较，MAPU_S_APAT(i)和MAPU_E_APAT

(i)被视为是6字节无正负的整数值。

IAPAT的持续时间＝1是

在位流记录中，应用程序执行它自己的填充符，所以，不需要使用DVD-ROM视频或RTRW的数据包长度调整方法。在数据流记录中，可以安全地假设数据流数据包总是具有必要的长度。

数据数据流也在数据包中包括时间辍。

Claims (4)

1.寻址被记录位流的字段或记录在存储介质的位流的字段的方法，其中，所用的地址表(HAT)把时间信息分配到所述字段，其中，每一个字段(VOBU#i)包括位的固定数，其特征在于；

-所述字段包括数据包；

-对于所述字段的每一个地址表条目，Δ时间持续时间值(ΔDUR#i)被分配在所述地址表(HAT)中，其中，这种Δ时间持续时间值在第一数据包的到达时间和该字段的最后数据包后的数据包的到达时间之间是不同的；

-为得到目标字段地址的值(DAV)，对应的Δ时间持续时间成为积累，直到给定的时间值最接近所述的目标字段。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述存储介质(STRD)是数据流器装置或DVD记录器。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于使用运行的索引(i)，把所述Δ时间持续时间值(ΔDUR#i)分配在所述地址表中(HAT)，其中，目标字段表格条目的运行索引与所述固定位数相乘，以便计算所述地址值。

4.按权利要求1到3任一权利要求所述的方法，其特征在于字段的尺寸对应ECC块或相乘的位的数量。

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