CN1279479A - 用于记录数字数据流和管理信息的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于记录数字数据流和管理信息的方法与装置。在单一传输流单元被分割然后跨两个扇区被记录的情况下,产生前面一个扇区的标题信息,其包括相应于各个传输流单元的生成的管理信息,将标题信息和要被记录在前面扇区中的传输流单元的大小与扇区的大小进行比较。如果大小差别是1字节,则插入与正常应用标题扩展信息区分开的无效标题数据来维持要被记录在前面扇区中的各个传输流单元与它的管理信息之间的对应关系。

Description

用于记录数字数据流和管理信息的方法与装置
本发明涉及用于记录数字数据流和它们的管理信息的方法与装置，其记录数字数据传输流单元，例如象数字多能盘(此后称为"DVD")这样的盘状记录介质的预定大小的扇区中的应用分组，并且生成和记录用于所记录的传输流单元的管理信息。
在传统的模拟电视广播中，视频信号在被AM或FM调制后经空气或通过电缆传送。随着诸如数字图象压缩或数字调制／解调的数字技术的最新进展，用于数字电视广播的标准化正在快速进步。基于动态图像专家组(MPEG)格式，卫星和有线广播产业也朝着数字广播发展。
数字广播提供模拟广播不能提供的一些优点。例如，数字广播能提供具有大大改进的视频／音频质量的服务，在固定的带宽内发射几个不同节目，并提供与数字通信介质或数字存储介质的增强的兼容性。
在数字广播中，基于MPEG格式编码的大量节目在发射前被多路复用为传输流。发射的传输流在接收器处被置顶盒接收并被解除多路复用为原来的节目。如果从被解除多路复用的节目中选择一个节目，所选择的节目被置顶盒中的解码器解码并且原来的音频和视频信号被取回。取回的音频和视频信号由A／V输出装置如电视来显示。
图1描述一般的数字数据流记录系统的框图，该系统包括置顶盒100、诸如IEEE—1394的通信接口和流式机200。置顶盒100接收其中多路复用有几个节目的由配备在广播站中的数据编码器编码的传输流，并对接收到的传输流解除多路复用。置顶盒100中的数据解码器120在微计算机140的控制下对相应于调谐单元110调谐的节目的传输流解码以处理来自用户的请求，然后把解码的传输流输出到诸如电视的A／V输出设备用于显示。置顶盒100可经IEEE—1394通信接口将相应于用户选择的节目的传输流发射到流式机200，从而相应于被选择的节目的传输流被流式机200记录在诸如可记录的DVD的记录介质230上。
根据用户的另一个请求，置顶盒100可经IEEE—1394通信接口接收由流式机200从记录介质230再现的记录节目，然后所接收的节目在被置顶盒100中的解码器120解码后被显示在电视上。
同时，为在记录介质上记录接收到的数字广播信号，有必要开发一种用于把接收到的数字数据流写在固定大小的扇区中、把它们组织在记录介质上并生成用于所记录的数字流的管理信息的方案。但是，对于这种方案还没有可利用的国际性的确切标准，因此相关的开发商已经提出了各种方法。
将参考附图对所提出的用于记录数字数据流并生成它们的管理信息的方法之一进行解释。
图2描述用于数字数据流的记录语法。作为由一次记录生成的记录对象的流对象(SOB)由多个流对象单元(SOBU)组成，并且各个SOBU被记录在多个扇区中。其大小为2048字节的单个扇区可接受其大小为192字节的多个应用分组(AP)和关于写入的应用分组的标题信息HDRS。AP由代表分组到达时间的4字节时间标记和188字节的数据分组构成。
因此如图2所示，2048字节的扇区可用标题信息HDRS、几个应用分组(AP)和(如果有必要的话还包括)空数据区来填充。用空数据填充的区域被称为填充区并且它的大小是可变的。
图3表示记录在标题信息HDRS中的应用标题信息和应用标题扩展信息的格式。应用标题信息包含关于记录在它自己的扇区中的多个应用分组的信息，并且它包括代表标题格式的版本的字段、代表应用分组的数目的字段AP_NS等。可选的应用标题扩展信息对每个记录在它自己的扇区中的应用分组需要1个字节，并且它包括分别代表一个分组是否属于诸如可随机访问的红外编码的图象(此后称为“I—图象”)数据的数据流单元的开始和结束的字段AU_Start(访问单元开始)和AU_End(访问单元结束)、保留字段和版权字段。
图4表示最近提出的用于把应用分组记录在扇区中的方法的数字流记录示例。如果一个扇区的剩余区不能接受单个应用分组，图4的方法把应用分组分为两部分，把其大小等于剩余区的第一部分记录在当前扇区中，把第二部分记录在下一个扇区中。但是，属于一个SOB的最后一个扇区的剩余区用空数据填充。根据这个方法，除最后一个扇区之外，每个2048字节的扇区可整个被用作记录区。
图4的记录示例将被更具体解释以使最近提出的方法得到更好理解。
由于扇区M—2的剩余区小于单个AP，192字节的AP被分为130字节的部分和62字节的部分。被分割的应用分组的第一个130字节部分被记录为扇区M—2的最后一个记录的分组APM—2＃10，第二个62字节部分被记录为扇区M—1的第一个记录的分组APM—1＃1。然后生成用于记录在扇区M—2中的也包括部分应用分组APM—2＃10的所有应用分组的10字节应用标题扩展信息，并被它记录在标题区HDRS，在应用标题信息的AP_NS字段写入值00001010b(相当于十进制的10)。
同时，扇区M—1包括作为第一个记录的分组APM—1＃1的第二个62字节部分和其192字节的数据都被记录在扇区M—1中的10个应用分组APM—1＃2到＃11，前面参考图3进行解释的54字节(=14+14+1+15)的标题信息，以及对于11个应用分组产生和记录的11字节的应用标题扩展信息，从而扇区M—1的2047字节(=62+1920+54+11)被用于数据记录，并且在扇区M—1中剩余1字节。
因此，为了使用整个2048字节的扇区，下一个192字节的应用分组应被分为1字节和191字节，对于其前沿的1个字节要被记录在扇区M—1中的该应用分组，应产生与其对应的1字节的新应用标题扩展信息并添加到扇区M—1中。
但是，如果1字节的应用标题扩展信息被添加到扇区M—1中，则扇区填充满，要被分割的下—个应用分组应记录在下一个扇区M中。在这种情况下，记录在扇区M中的应用分组对应于被记录在不同扇区中的标题扩展信息，对记录在一个扇区中的分组的数目进行记录会出现问题。即，如果记录在扇区M—1中的AP的数目被写在分组数目字段AP_NS中，写入的数目不等于那个扇区中的标题扩展信息的数目，并且如果标题扩展信息的数目被写在字段AP_NS中，写入的数目不同于完全或部分记录在那个扇区中的AP的数目。
为避免这种问题，1字节的标题扩展信息应不可避免地被记录在下一个扇区M中。但是，如果1字节的标题扩展信息被记录在下一个扇区M中，扇区M—1留下1字节未使用，这引起与流记录的暂定标准规范的不匹配，在这种标准中，如果扇区不是一个SOB中的最后一个扇区，那么这个扇区被完全地利用而不存在未写入区。
本发明的一个目的是提供用于记录数字数据流和它们的管理信息的方法与装置，其即使在一个扇区的剩余大小变成等于用于单一流分组的管理信息的大小时，也能在保持同一扇区内流分组与它们的管理信息之间的一一对应的关系的同时记录流分组和管理信息。
本发明的另一个目的是提供用于记录数字数据流和它们的管理信息的方法与装置，其即使是在一个扇区的剩余大小变成等于用于单个流分组的管理信息的大小时，也能使用于表示记录在一个扇区中的流分组的数目的信息值与管理信息的数目和流分组的数目一致。
根据本发明的用于记录数字数据流和它们的管理信息的方法包括步骤：生成一个扇区的标题信息，其包括在与该扇区内要被记录的各个传输流单元一一对应的基础上生成的管理信息；将生成的标题信息和要被记录的传输流单元的大小与扇区的大小进行比较；基于比较的结果，把无效标题数据附加于生成的标题信息以维持要被记录在扇区中的各个传输流单元与它的管理信息之间的对应关系；以及记录代表无效标题数据是否被附加于扇区的标题信息的信息。
所包括的用来提供对发明的更进一步的理解的附图图示出本发明的优选实施例，并且与描述一起用来解释发明的原理。
在图中：
图1是一般数字数据流记录系统的框图；
图2是记录的数字数据流的语法的图表显示；
图3是一般应用标题信息和应用标题扩展信息的格式的图表显示；
图4表示在扇区中记录数字数据流的传统方法；
图5是根据本发明的应用标题信息和应用标题扩展信息的语法的图表显示；
图6表示根据本发明的记录示例。
为使发明得到充分的理解，现将参考附图来描述其优选实施例。
图5是根据本发明的应用标题信息和应用标题扩展信息的图表显示。如上面参考图2和3所述的那样，应用标题信息包含关于记录在它自己的扇区中的多个应用分组的信息，并且其包括代表标题格式的版本的字段、代表应用分组的数目的字段AP_NS等。可选的应用标题扩展信息对每个记录在它自己的扇区中的应用分组需要1个字节，并且它包括分别代表一个对应分组是否是诸如可随机访问的I—图象数据的数据流单元的开始和结束的字段AU_Start(访问单元开始)和AU_End(访问单元结束)；保留字段；版权字段；以及代表应用标题扩展信息是否有效的有效性信息字段＇Null_Flag＇。所有的1字节的应用标题扩展信息在由4字节的时间标记和188字节的数据分组构成的各个AP之前被记录。
体现本发明的方法在所有应用标题扩展信息中写入表示应用标题扩展信息的有效性的一位的有效性标记，并且基于有效性标记值对记录在扇区中的应用标题扩展信息的数目进行计数，然后在字段AP_NS记录计数值。一位大小字段Null_Flag的有效性信息以及字段AP_NS的数目信息的确定和记录操作将参考图1所示的记录系统来描述。
图6表示根据本发明的记录示例。为向图6所示的格式一样记录数字流和它们的管理信息，流式机200经通信接口210从置顶盒100接收传输流分组并把到达时间添加到各个传输流分组，然后把它们依次记录在2048字节的扇区中而没有空数据的未用区。在记录的同时，流记录单元220在扇区的边界上对单个应用分组进行分割，并通过内部光拾取器跨两个扇区记录两个分割的部分分组，把空数据填充到属于一个SOB的最后一个扇区的剩余区。
同时，控制单元250检查接收到的数字流分组的大小和记录介质230的当前扇区中的剩余区的大小，以把分组记录在那里。如图6所示，如果有130字节保留在当前扇区中以把接收到的分组写入，从而使得剩余区不能接受完整的应用分组，那么控制单元250通知流记录单元220剩余大小比接受一个分组所需要的大小小62字节这一事实。然后流记录单元220基于通知的事实把192字节的应用分组分割为130字节和62字节，并把它们分别记录为当前扇区M—2的最后一个记录分组APM—2＃10和下一个扇区M—1的第一个记录分组APM—1＃1。
对于扇区M—2的应用标题扩展信息，控制单元250对包括部分应用分组APM—2＃10的10个应用分组产生10字节的应用标题扩展信息，并控制流记录单元220来记录所产生的10字节的应用标题扩展信息。而且控制单元250使代表所记录的AP的数目的二进制值00001010b(相当于十进制的10)写入应用标题信息的应用分组数目字段AP_NS。
但是，扇区M—1包含62字节的第一个部分应用分组APM—1＃1，10个完整大小的应用分组APM—1＃2到＃11，54字节(=14+14+1+15)的标题信息，以及对应于11个应用分组产生的11字节的应用标题扩展信息。根据属于扇区M—1的这些内容，2047(=62+1920+54+11)字节被用于扇区M—1中，从而扇区M—1有剩余区。
如果剩余区的大小与用于单个AP的标题扩展信息的大小相同，即，如果象扇区M—1中那样，剩余区的大小是1字节，控制单元250根据下面的过程产生无效标题数据并控制流记录单元220来记录无效标题数据。
控制单元250应把接收到的192字节的应用分组分割为1字节和191字节来使用2048字节的扇区M—1的整个区域。但是，如果被分割的1字节的部分AP要被记录在扇区M—1中，对应于1字节的部分AP的新的1字节的应用标题扩展信息应也被添加到扇区M—1中，从而扇区M—1少1个字节。
因此，控制单元250产生1字节的无效标题数据并控制流记录单元220来把产生的1字节的无效标题数据记录在扇区M—1中，使得填充满2048字节，因此接收到的192字节的应用分组被记录在下一个扇区M中而不被分割。
记录在扇区M—1中的无效标题数据是应用标题扩展信息，但是，它与AP不具有对应性。因此，无效标题数据应与正常的应用标题扩展信息区分开。为表示应用标题扩展信息的有效性，值0b或1b被写入有效性信息位Null_Flag，其是标题扩展信息字段的1位，其中值1b代表应用标题扩展信息与AP不对应。因此，在扇区M—1，带有Null_Flag=1b的应用标题扩展信息可与相应于11个有效的应用分组APM—1＃1和APM—1＃2到＃11产生的带有Null_Flag=0b的11个应用标题扩展信息区分开。
因此，尽管11个应用分组和12个应用标题扩展信息被记录在扇区M—1中，仅为完全使用一个扇区而记录的最后一个应用标题扩展信息可基于位Null_Flag的值而被区分开。在对其有效位是0b的有效应用标题扩展信息进行计数后，代表11个有效的应用标题扩展信息的数目或记录在扇区M—1中的11个应用分组的数目的值00001011b(相当于十进制的11)被记录在字段AP_NS中以表示用于扇区M—1的AP的数目。
如果扇区的剩余区在大小上等于应用标题扩展信息，那么根据本发明用于记录数字数据流和管理信息的方法与装置如前面解释的那样，在应用分组之前记录与正常应用标题扩展信息区分开的无效标题数据。因此，本发明的这个方法记录其数目与记录在同一扇区中的AP的数目一致的有效应用标题扩展信息，从而防止要被写入在字段AP_NS中的代表应用分组的数目的值与记录的AP的数目和应用标题扩展信息的数目之一不匹配。而且，该方法在扇区的边界处不会留下任何未使用区来填充空数据，从而满足数字数据流记录介质的标准规范。
在不脱离发明的精神和本质特征的情况下本发明可以以其它的特定形式来体现。因此本实施例在各个方面被认为是例示的目的，而不是为了限制，本发明的范围由后附的权利要求而不是前面的描述来表示，在权利要求的意义和等价范围内的各种变化都被包含其中。

Claims (20)

1．一种用于把接收到的预定大小的传输流单元记录在预定大小的扇区中的方法，包括步骤：
(a)确定是否把一个单一的传输流单元进行分割以把它跨两个连续的扇区进行记录；
(b)基于步骤(a)的确定结果，生成两个扇区的前面一个扇区的标题信息，其包括在与该扇区内要被记录的各个传输流单元一一对应的基础上生成的管理信息；
(c)将生成的标题信息和要被记录的接收到的传输流单元的大小与扇区的大小进行比较；
(d)基于比较的结果，把无效标题数据附加于生成的标题信息以防止要被记录在前面扇区中的各个传输流单元和它的管理信息之间的对应关系中的冲突；以及
(e)记录代表无效标题数据是否被附加于前面扇区的标题信息的信息。
2．如权利要求1的方法，其特征在于如果记录的传输流单元是属于一个流对象的最后一个单元，在把接收到的传输流单元记录在扇区中之后，所述步骤(a)决定在该扇区的剩余区中填充空数据。
3．如权利要求1的方法，其特征在于所述管理信息包括关于传输流单元是否包含红外编码的图象数据的信息。
4．如权利要求1的方法，其特征在于所述标题信息包括关于一个扇区中记录的传输流单元的数目的信息。
5．如权利要求1的方法，其特征在于所述对应关系中的冲突指的是这样一种情况：在所述步骤(c)中比较的大小差别等于用于单一传输流单元的管理信息的大小时，如果单一传输流单元要在前面扇区的边界处被分割后再被记录，那么前面的扇区将会缺少用于管理信息的区，相反，如果传输流单元不被分割而被记录在下一个扇区，那么它不得不留下未使用区。
6．如权利要求1的方法，其特征在于所述步骤(d)把无效标题数据附加于用于管理信息的区。
7．如权利要求1的方法，还包括步骤：
(f)把关于记录在前面扇区中的传输流分组的数目的信息写在标题信息中。
8．如权利要求7的方法，其特征在于在所述步骤(f)中写入的数目是不包括无效标题数据的管理信息的数目，该管理信息是在与记录在前面扇区内的传输流单元一一对应的基础上产生的。
9．一种用于把接收到的预定大小的传输流单元记录在预定大小的扇区中的方法，包括步骤：
(a)确定是否把一个单一的传输流单元进行分割以把它跨两个连续的扇区进行记录；
(b)基于步骤(a)确定的结果，生成两个扇区的前面一个扇区的标题信息，其包括在与该扇区内要被记录的各个传输流单元一一对应的基础上生成的管理信息；
(c)将生成的标题信息和要被记录的接收到的传输流单元的大小与扇区的大小进行比较；
(d)附加无效标题数据，其大小等于在与传输流单元一一对应的基础上产生的管理信息的大小；以及
(e)记录代表无效标题数据是否被附加在前面扇区的标题信息的信息。
10．如权利要求9的方法，其特征在于如果记录的传输流单元是属于一个流对象的最后一个单元，在把接收到的传输流单元记录在扇区中之后，所述步骤(a)决定在该扇区的剩余区中填充空数据。
11．如权利要求9的方法，其特征在于所述管理信息包括关于传输流单元是否包含红外编码的图象数据的信息。
12．如权利要求9的方法，其特征在于所述标题信息包括关于一个扇区中记录的传输流单元的数目的信息。
13．如权利要求9的方法，其特征在于所述步骤(d)把无效标题数据附加于用于管理信息的区。
14．如权利要求9的方法，还包括步骤：
(f)把关于记录在前面扇区中的传输流分组的数目的信息写在标题信息中。
15．如权利要求14的方法，其特征在于在所述步骤(f)中写入的数目是不包括无效标题数据的管理信息的数目，该管理信息是在与记录在前面扇区内的传输流单元一一对应的基础上产生的。
16．一种用于把接收到的数字数据流记录在记录介质中的装置，包括：
接收装置，用于在接收传输流单元的同时添加到达时间；
记录装置，用于把添加了它们的到达时间的传输流单元记录在记录介质的预定大小的扇区中从而该扇区可被完全使用；
控制装置，用于生成扇区的标题信息，该标题信息包括在与该扇区内要被记录的各个传输流单元一对应的基础上生成的管理信息，用于把无效标题数据插入生成的标题信息以维持要被记录在扇区中的各个传输流单元和它的管理信息之间的对应关系，用于控制所述记录装置在该扇区中记录已经插入了无效标题数据的生成的标题信息。
17．如权利要求16的装置，其特征在于如果记录的传输流单元是属于一个流对象的最后一个单元，在把接收到的传输流单元记录在扇区中之后，所述记录装置在该扇区的剩余区中填充空数据。
18．如权利要求16的装置，其特征在于所述管理信息包括关于传输流单元是否包含红外编码的图象数据的信息。
19．如权利要求16的装置，其特征在于所述标题信息包括关于一个扇区中记录的传输流单元的数目的信息。
20．一种用于把接收到的数字数据流记录在记录介质中的装置，包括：
接收装置，用于在接收传输流单元的同时添加它们的到达时间；
记录装置，用于把添加了它们的到达时间的传输流单元记录在记录介质的预定大小的扇区中从而该扇区可被完全使用；
控制装置，用于生成扇区的标题信息，该标题信息包括在与该扇区内要被记录的各个传输流单元一一对应的基础上生成的管理信息，用于在扇区的剩余区的大小等于管理信息的大小的情况下把无效标题数据插入所生成的标题信息，并用于控制所述记录装置来在该扇区中记录已经插入了无效标题数据的生成的标题信息。
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