CN1855279A - 数据记录/重放装置和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施例的数据记录/重放装置包括：临时存储单元，用于存储包括有多个数据单元的数据流，该临时存储单元被划分成用于存储多个数据单元的M个段，M是自然数；控制单元，用于在将包含在数据流中的第一数据单元存储在临时存储单元中之后，对与第一数据单元的数据的重放或记录顺序有关的K个数据单元进行检测，并且在第一数据单元中设置K个数据单元的关系信息，K是自然数；以及记录/重放单元，用于基于段来从临时存储单元接收包括有设置的第一数据单元的数据流、参考接收到的数据流来产生记录数据从而将该数据记录到记录介质上、和/或从记录介质读取记录数据以对读取的数据进行重放。

Description

数据记录/重放装置和方法
技术领域
本发明涉及一种数据记录/重放装置和方法。尤其是，本发明涉及一种利用诸如DVD(数字多用途盘片)这样的记录介质来对数据进行记录/重放的数据记录/重放装置和方法。
背景技术
近年来，DVD已趋于稳定并且获得了广泛应用。作为用于将视频信号或音频信号记录到诸如DVD(DVD-R、DVD-RW、或DVD-RAM)这样的记录介质上的标准，DVD一视频或DVD+VR(可重写的DVD视频格式)已为人们熟知。DVD-视频数据格式与DVD+VR数据格式相兼容。在以下说明中，就数据格式而言，术语“DVD-视频标准”不但是指DVD-视频和DVD+VR，而且还指与其相兼容的其他标准。
根据DVD-视频标准，将基于MPEG2(运动图像专家组2)编码系统来压缩编码的数字视频数据或音频数据(数据流)记录在DVD上。
图6A至6G示出了基于DVD-视频标准的数据结构。如图6A至6B所示，遵照DVD-视频标准的数据具有分级结构，并且图6A示出了该分级结构的顶层中的数据结构。如图6A所示，将VMG(视频管理器)记录到其头部。继此之后，记录高达99个VTS(视频标题集合)。
如图6B所示，将包括与标题有关的控制信息的VTSI(视频标题集合信息)记录到每个VTS的头部。继该VTSI之后，记录n个VOBS(视频对象集合)。
如图6C所示，每个VOBS由m个VOB(视频对象)组成。如图6D所示，每个VOB由i个VOBU(视频对象单元)组成。顺便说一下，根据DVD-视频标准，VOB是由每一个均包括有n个VOBU的一个或多个单元(cell)组成的。
在这里，DVD-视频和DVD+VR标准将一个VTS中的单元的最大数目指定为255个。就DVD+VR标准而言，一个VOB包括一个单元，并且一个VTS包括高达255个VOB。就DVD-视频标准而言，一个VOB包括至少一个单元，因此一个VTS同样包括高达255个VOB。一个VOB中的VOBU的数目根据比特率或图像帧的数目而变。比特率是指每秒的视频或音频数据的数据量。较高的比特率导致高质量图像和声音。
如6E所示，每个VOBU由多个包组成，并且每个包大小是2,048字节。VOBU包括NV_PCK(导航包)、V_PCK(视频包)、以及A_PCK(音频包)。VOBU可以是诸如SP_PCK(子图像包)这样的其他数据。如图6E所示，将NV_PCK仅排列在每个VOBU的头部。继NV_PCK之后，根据需要而排列诸如V_PCK、A_PCK、或SP_PCK这样的任意数目的包。
在A_PCK中，记录有压缩编码的音频数据，并且在V_PCK中，记录有压缩编码的视频数据。在NV_PCK中，记录有用于对VOBU中的诸如与正常重放或特定重放(慢重放、高速重放、以及跳跃重放)有关的数据这样的数据进行控制的控制信息。如图6F所示，NV_PCK是由包头、系统头、DSI信息包、以及PCI信息包组成的，所述DSI信息包作为对要重放/显示的运动图像或声音进行检索的检索信息，所述PCI信息包作为对利用DSI信息包检索到的运动图像或声音进行控制的显示控制信息。如图6G所示，DSI信息包包括DSI_GI(DSI一般信息)、SML_PBI(无缝重放信息)、SML_AGLI(无缝角度信息)、VOBU_SRI(VOBU搜索信息)、以及SYNCI(同步信息)。SML_PBI包括重放结束时间VOB_V_E_PTM，并且VOBU_SRI包括正向指针FWDI。在重放结束时间VOB_V_E_PTM中，记录有对包括有VOBU的所有VOB进行重放的每个可能结束时间。正向指针FWDI是正向信息，换句话说，就是用于指定被重放的VOB中的VOBU的头地址的指针。在正向指针FWDI中，能够记录从目标VOBU(FWDI 1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，20，60，120，240)的观点来看第二个至第241个VOBU的头地址。
如上所述，遵照DVD-视频标准的数据包括诸如重放结束时间VOB_V_E_PTM或正向指针FWDI这样的将来数据。结果，根据传统的数据记录装置，通常在产生数据流(视频数据或音频数据)的情况下，将数据流临时存储在流缓冲器中。当确定了重放结束时间VOB_V_E_PTM和正向指针FWDI时，那些数据被设置并记录在DVD上。
图7示出了在传统数据记录装置中使用的流缓冲器700的示例。传统流缓冲器700顺序地存储用编码器等等产生的数据流。在该示例中，从VOBU#1起依次存储构成数据流的VOBU。
为了设置重放结束时间VOB_V_E_PTM，VOB的最终图像帧的重放结束时间是必需的。由此，假定VOB是由n个VOBU组成的，则在流缓冲器700存储了n个VOBU之后，可设置重放结束时间VOB_V_E_PTM。因此，流缓冲器700需要足以存储一个VOB的全部的容量。
此外，为了设置正向指针FWDI，除了设置目标VOBU之外，需要将与正向指针FWDI一样多的VOBU存储在流缓冲器700中。由此，在设置正向指针FWDI 1至240的情况下，流缓冲器700需要足以存储240个或更多VOBU的容量。
顺便说一下，作为传统的数据记录装置，在日本未审专利公开No.2002-56609中公开的装置已为人们熟知。在日本未审专利公开No.2002-56609中公开的装置中，VOB中的VOBU的数目保持恒定，并且根据VOBU的数目预先设置NV_PCK。
如上所述，在传统的数据记录装置中，为了设置重放结束时间VOB_V_E_PTM或正向指针FWDI，流缓冲器将存储一个VOB中的所有VOBU。例如，在将255个VOB记录在单个DVD上的情况下，每个VOB的平均大小大约是17兆字节(＝4.2千兆字节/255)，因此流缓冲器必须具有不少于17兆字节的容量。
结果，传统数据记录装置具有这样的问题，即流缓冲器的存储容量很大并且要降低数据记录装置的成本是很困难的。
发明内容
根据本发明的一个方面的数据记录/重放装置包括：临时存储单元，用于存储包括有多个数据单元的数据流，该临时存储单元被划分成用于存储多个数据单元的M(M是自然数)个段；控制单元，用于在将包含在数据流中的第一数据单元存储在临时存储单元中之后，对与第一数据单元的数据的重放或记录顺序有关的K(K是自然数)个数据单元进行检测，并且在第一数据单元中设置K个数据单元的关系信息；以及记录/重放单元，用于基于段来从临时存储单元接收包括有设置的第一数据单元的数据流、参考接收到的数据流来产生记录数据从而将该数据记录到记录介质上、和/或从记录介质读取记录数据以对读取的数据进行重放。
根据该数据记录/重放装置，临时存储单元被划分成多个段，并且可基于段来输出填补所需的数据。此后，临时存储单元仅需具有这样的容量，该容量足以存储对一个或多个段中的数据进行填补所需的数据单元。因此，可节省临时存储单元的容量并且可降低装置成本。
根据本发明的另一方面，用于对输入的多个数据单元中的数据流进行记录或重放的数据记录/重放方法，包括：将包括有多个数据单元的数据流存储到临时存储单元中，该临时存储单元被划分成用于存储多个数据单元的M(M是自然数)个段；在将包含在数据流中的第一数据单元存储在临时存储单元中之后，对与第一数据单元的数据的重放或记录顺序有关的K(K是自然数)个数据单元进行检测；在第一数据单元中设置K个数据单元的关系信息；以及基于段来从临时存储单元接收包括有设置的第一数据单元的数据流、参考接收到的数据流来产生记录数据从而将该数据记录到记录介质上、和/或从记录介质读取记录数据以对读取的数据进行重放。
根据该数据记录/重放方法，临时存储单元被划分成多个段，并且可基于段来输出填补所需的数据。此后，临时存储单元仅需具有这样的容量，该容量足以存储对一个或多个段中的数据进行填补所需的数据单元。因此，可节省临时存储单元的容量并且可降低装置成本。
根据本发明，可提供一种能够节省流缓冲器的存储容量并且可节省装置成本的数据记录/重放装置、方法、以及程序。
附图说明
结合附图，从以下说明中可更显而易见地得知本发明的上述及其他目的、优点、以及特征，在附图中：
图1是示出了根据本发明的实施例的数据记录装置的构造的方框图；
图2示出了根据本发明的实施例的数据记录装置的流缓冲器的结构；
图3是示出了根据本发明的实施例的数据记录装置的操作的流程图；
图4是示出了根据本发明的实施例的数据记录装置的操作的流程图；
图5A至5E示出了根据本发明的实施例的数据记录装置的操作；
图6A至6G示出了遵照DVD-视频标准的数据的结构；以及
图7示出了传统的流缓冲器的结构。
具体实施方式
现在，在这里参考说明性实施例对本发明进行描述。本领域技术人员可以明白的是，利用本发明的讲解可实现许多替换实施例，并且本发明并不局限于为了示例性目的所说明的实施例。
根据本发明的数据记录/重放装置对输入的包括有多个数据单元的数据流进行记录或重放。数据记录/重放装置具有：临时存储单元、控制单元、以及记录/重放单元。临时存储单元是用于对包括有诸如VOBU这样的数据单元的数据流进行存储的流缓冲器等等。此外，将临时存储单元划分成用于存储多个数据单元的M(M是自然数)个段。控制单元是系统控制电路等等。在将数据流中的第一数据单元存储在临时存储单元中之后，为了设置正向指针FWDI等等，检测出与第一数据单元中的VOBU的重放和记录顺序有关的K(K是自然数)个数据单元被存储了。此后，控制单元在第一数据单元中设置诸如K个数据单元的头地址这样的关系信息。记录/重放单元是存储器接口电路。基于段来从临时存储单元输入下述数据流，该数据流包括设置了关系信息的第一数据单元。此后，记录/重放单元参考输入数据流，以将记录数据记录在记录介质上，和/或从记录介质读取记录的数据，以对读取的数据进行重放。
此外，本发明的数据记录/重放方法对输入的包括有多个数据单元的数据流进行记录或重放。数据记录/重放方法存储数据流、对数据流中的数据进行设置、并且将该数据流记录在记录介质上或对该数据进行重放。数据流被存储在流缓冲器的临时存储单元中。临时存储单元被划分成用于存储诸如VOBU这样的多个数据单元的M(M是自然数)个段。关于对数据流中的数据进行设置，在将数据流中的第一数据单元存储在临时存储单元中之后，为了设置正向指针FWDI，检测出与VOBU的重放或记录顺序有关的K(K是自然数)个数据单元被存储了。此后，在第一数据单元中设置诸如K个数据单元的头地址这样的关系信息。在将数据记录到记录介质上时，基于段来从临时存储单元输入下述数据流，该数据流包括设置有关系信息的第一数据单元。此后，参考输入数据流，以将产生的记录数据记录在记录介质上和/或从记录介质读取记录数据以对读取的数据进行重放。
第一实施例
首先，对根据本发明第一实施例的数据记录装置进行描述。根据本实施例的数据记录装置的特征是提供被划分成多个段的流缓冲器，并且一个或多个段存储用于对1个VOBU的数据进行填补所需的VOBU。
图1示出了根据本实施例的数据记录装置的构造。本实施例的数据记录装置1产生遵照DVD-视频标准的数据流，并且将该数据流记录到记录介质上。如图1所示，数据记录装置1包括系统控制电路2、编码器电路3、流缓冲器4、记录介质5、以及存储器接口电路6。例如，系统控制电路2、编码器电路3、流缓冲器4、以及存储器接口电路6通过总线彼此相连并且可彼此交换数据。此外，系统控制电路2、编码器电路3、流缓冲器4、以及存储器接口电路6可以是不同的半导体设备，或者可以并入一个半导体设备中。
编码器电路3基于MPEG2编码系统对输入信号执行压缩编码以产生数据流。产生的数据流具有如图6A至6G所示的数据结构，并且包括由连续的VOBU组成的VOB。该VOBU是构成数据流的数据单元的示例。该数据流具有分级结构，并且由VOBU组成的上层数据块是VOB。在本实施例中，编码器电路3输出下述VOBU，在该VOBU中设置有除了NV_PCK的正向指针FWDI之外的部分。
此外，编码器电路3包括编码单元31和重放结束时间设置单元32。编码单元31执行压缩编码并且产生VOBU。编码单元31基于MPEG2编码系统来对从例如照相机输入的视频信号进行压缩编码以产生V_PCK，并且基于MPEG2或MPEG3编码系统来对用扩音器输入的音频信号进行压缩编码以产生A_PCK。此后，编码单元31产生包括有V_PCK和A_PCK以及位于头部的NV_PCK的VOBU。
此时，每当产生VOBU时，编码单元31向系统控制电路2通知VOBU的产生。VOBU产生通知表明编码单元31已经产生了一个VOBU，并且这一个VOBU已存储在流缓冲器4中。例如，通知VOBU产生，并且还通知VOBU中的包数目。此外，在VOB的产生完成时(当VOBU的数目等于1个VOB时)，编码单元31向系统控制电路2通知VOB产生已完成，并且在所有数据流的产生完成时，向系统控制电路2通知流产生已完成。
在这里，在本实施例中，假定一个VOB中的VOBU数目是固定的。在对数据流进行记录之后的重放时，在诸如快进或倒带这样的搜索操作中，一个重放中的每个VOB(单元)的VOBU的数目，即1VTS优选是固定的。在重放期间的搜索操作中，对位于每个VOBU头部的视频数据(I图像)进行搜索，以仅对位于头部的视频数据进行解码和显示。因此，如果一个VOB中的VOBU的数目是固定的，那么在搜索操作期间，对所有视频数据的重放时间可保持恒定。因此，在搜索操作期间，可对全部均匀的视频数据进行重放，并可对其进行平滑显示。基于编码目标比特率(图像比特率和音频比特率)以及每个VOBU中的图像帧数目N(帧速率)，来确定一个VOB中的VOBU数目。根据记录在记录介质上的图像和声音的记录时间、图像质量以及音质，将比特率预置为预定值。
如上所述，DVD-视频标准将一个VTS中的VOB的最大数目定义为255。因此，可从以下表达式1中得到一个VTS中的一个VOB中的VOBU的数目。
每个VOB的VOBU的数目＝记录时间/((255-R)*(每个VOBU的记录时间))
                                      ...表达式1
在表达式1中，R表示满足每个VOB的VOBU数目与重放时间之间的关系的允许值。在上述每个VOB中的VOBU数目是固定的这样的假定之下，基于重放时间(每个重放时间模式)来确定R值。例如，如果一个VTS是由240个VOB组成的，那么很容易确定每个记录时间模式中的搜索速率。在每个记录时间模式中，如果一个VOB中的VOBU数目是固定的，那么可实现以n倍速度的重放，并且对一个VTS的全部进行搜索的搜索时间(搜寻速度)变得均匀。因此，R是将一个VOB中的VOBU数目设置为恒定的允许值。
此外，当由于比特率的变化而使一个VOB中的VOBU数目小于240时，考虑到不能确保足够记录时间的这种可能性，例如将R设置为15。也就是说，数据应该在期望的记录时间内被记录在记录介质5上，因此R是在记录VBR(可变比特率)的情况下确保用于将VTS记录在记录介质5上的足够的总记录时间的允许值。
在这里，假如一个VTS中的VOB数目是240(255-15)，并且每个VOB的重放时间是29.97，那么每个VOB的VOBU数目如以下表格1所示。顺便说一下，在表格1中，每个VOBU的重放时间是这样的：15帧*1/29.97(NTSC系统)＝0.5005秒。
[表格1]
  记录时间(时间)   允许值R   每个VOB的VOBU数目
  10   15   300
  8   15   240
  6   15   180
  4   15   120
  2   15   60
  1   15   50
例如，编码单元31包括用于对产生的VOBU的数目进行计数的计数器。当计数值达到表达式1中的VOBU的数目时，确定产生了一个VOB，并且向系统控制电路2通知VOB产生的完成。
重放结束时间设置单元32是用于为编码单元31产生的VOBU的NV_PCK设置重放结束时间VOB_V_E_PTM的结束数据设置单元。如上所述，重放结束时间VOB_V_E_PTM是完成对包括有VOBU的VOB进行重放的结束时间，并且该结束数据位于VOB的末端且与VOBU有关。VOB的重放结束时间是基于VOB中的VOBU数目以及每个VOBU的重放时间来确定的。从上述表达式1得出的一个VOB中的VOBU数目中减去直到当前时间为止重放的VOBU数目，以得到未重放的VOBU的数目，并且通过(未重放的VOBU的数目×一个VOBU的重放时间)来确定重放结束时间。在设置了重放结束时间之后，将VOBU输出到流缓冲器4。在将VOB中的最后VOBU存储在流缓冲器4中之前，重放结束时间设置单元32预先在每个VOBU中设置重放结束时间VOB_V_E_PTM。
流缓冲器4是用于对编码器电路3产生的数据流进行临时存储的临时存储单元。在本实施例中，将流缓冲器4划分成M个段。基于段来将数据流传送到存储器接口电路6并且将其记录到记录介质5上。然而，段大小几乎与用于使记录介质5与存储器接口电路6相接线的接线单元相等。
此外，对段的大小进行设置，以如下所述那样存储多个VOBU，并且其是VOBU中的每个包的整数倍，也就是说是2,048字节的整数倍。
顺便说一下，例如在系统控制电路2的控制之下，将数据写入到流缓冲器4中或从流缓冲器4中读取数据。这并不局限于此。缓冲器控制单元可以位于流缓冲器4中，并且缓冲器控制单元可以写/读数据。
系统控制电路2对数据记录装置1的各种操作进行控制。在流缓冲器4存储了第一个VOBU之后，系统控制电路2检测出与VOBU的重放或记录顺序有关的K个VOBU被存储了，并且在第一个VOBU中设置作为K个VOBU的头地址的位置信息(关系信息)。系统控制电路2例如是由存储器或CPU组成的，并且基于预先存储在存储器中的程序来执行各类处理。
如图1所示，系统控制电路2包括VOBU计数器21、段计数器22、段检测单元23、以及数据设置单元24。例如，将用于描述VOBU计数器21、段计数器22、段检测单元23、以及数据设置单元24的处理的程序存储在存储器中并且在存储器上执行。CPU基于该程序来执行处理，并且与其他硬件部件相合作来对图1的数据记录装置进行控制。
VOBU计数器21对来自编码器电路3的VOBU产生通知的数目进行计数，也就是说对VOBU的数目进行计数。基于VOBU计数器21的计数值，判断用于设置正向指针FWDI所必需的VOBU是否被存储在流缓冲器4中。也就是说，VOBU计数器21是数据单元检测单元，用于每当将VOBU存储在流缓冲器4中时对计数值进行更新，并且根据计数值来对存储的VOBU数目进行检测。
段检测单元23对流缓冲器4中的段存储器占用率进行监测。此外，当从一个段的头部至末端完全存储了数据时，段检测单元23将其检测为满段。例如，当存储在段中的数据量达到段大小时，段检测单元23将其确定为满段。顺便说一下，在该示例中由对数目进行监测的系统控制电路2来检测满段。然而，本发明并不局限于此，并且可在流缓冲器4之内来检测满段，并且向系统控制电路2通知该检测。
段计数器22对由段检测单元23检测到的满段的计数值进行锁存。基于由段计数器22锁存的计数值，判断用于设置正向指针FWDI所必需的VOBU是否存储在给定段中。
数据设置单元24为存储在流缓冲器4的数据流设置输出到存储器接口电路6所需的数据。数据设置单元24为存储在流缓冲器4的每个段中的VOBU的NV_PCK设置正向指针FWDI。如上所述，正向指针FWDI是后面要重放的VOBU的头地址以及与VOBU的重放顺序有关的位置信息。在段的VOBU中设置了正向指针FWDI之后，将该段的数据流转送到存储器接口电路6。
记录介质5是诸如DVD-R、DVD-RW、或DVD-RAM这样的DVD。记录介质5仅需对遵照DVD-视频标准的数据进行记录，因此该记录介质可以是硬盘。
存储器接口电路6接收来自流缓冲器4的数据流，并且将该数据流写入到记录介质5中。存储器接口电路6是这样的记录/重放单元，该记录/重放单元用于基于段来输入来自流缓冲器4的包括有VOBU的数据流、对参考输入数据流产生的数据进行记录以将该数据流记录在记录介质上、和/或从记录介质读取记录的数据以对读取的数据进行重放。存储器接口电路6基于流缓冲器4的段对数据流进行记录或重放。例如，存储器接口电路6包括光学头或主轴电机(未示出)。主轴电机用于使记录介质5旋转，并且利用光学头来将激光施加到记录介质5的预定位置以对数据流进行记录。
图2示出了根据本实施例的流缓冲器的结构。在本示例中，流缓冲器4是由四个段组成的。按照段#1至#4的顺序来存储由编码器电路3产生的VOBU。每个段包括多个VOBU。在所说明的示例中，为了便于说明，每个段包括三个VOBU。
流缓冲器4具有环形缓冲器结构，并且在段#4之后，从段#1起对VOBU进行重写和存储。在从段#1至#4依次存储数据流之后，流缓冲器4输出存储在段#1中的数据流，并且新的数据流用于更新存储在段#1中的数据流。将数据流被顺序地输出的段#1更新为新数据流。在本实施例中，基于段来将数据流传送并记录到存储器接口电路6上，因此为了没有延迟地将编码器电路3产生的VOBU平滑地记录到记录介质5上，必需在再次使用该段以存储新VOBU之前，也就是说在另一个段的存储期间，将该段的数据流输出到存储器接口电路6。
此后，为了传送该段的数据流，必须对该段中所有VOBU的NV_PCK的正向指针FWDI进行填补。在本示例中，把为NV_PCK设置的正向指针FWDI的数目设置为6。由此，为位于段#1末端的VOBU#3的NV_PCK中的VOBU_SRI的正向指针FWDI#1至#6设置段#2和#3的VOBU#4至#9的每一个的头地址。此时，为正向指针FWDI#1设置VOBU#4的头地址。接下来，为正向指针FWDI#2设置VOBU#5，并且为直至正向指针FWDI#6设置VOBU。
也就是说，用于对段#1的下一VOBU进行记录的条件是将与段#1的每个NV_PCK的正向指针FWDI一样多的VOBU存储在除了段#1之外的段中。在本示例中，将由段#1的每个NV_PCK指定的六个或更多VOBU存储在段#2和#3中。这对于段#2、#3、以及#4也是如此。
因此，假如将NV_PCK的正向指针FWDI的数目设置为K(填补的FWDI数目)，并且多个段(段数目是总段数-2)包括不少于填补的FWDI数目K的VOBU，或者始终不少于填补的FWDI数目K的NV_PCK，则可对该段的每个NV_PCK进行填补并且将数据输出到存储器接口电路6，因此流缓冲器从不会崩溃。如果由(总段数M-A)来表示(总段数-2)，那么满足以下表达式。
(总段数M-A)×(流缓冲器容量/总段数M)/K
≤每VOBU的编码量(位数)                ...表达式2
假如参考数＝(总段数M-A)，则可将表达式2表示为参考数×(流缓冲器容量/总段数M)/K。在表达式2中，(总段数M-A)是用于确保VOBU与填补的FWDI数目K一样多所需的段数目。在这里，A表示参考段数，并且参考段数A是1或更大的整数(A≥1并且总段数M-A＞0)。每VOBU的编码量是基于比特率和图像帧的数目N来确定的。例如，如果比特率是4Mbps，每VOBU的图像帧的数目N是15，那么每帧的重放时间是1/29.97(NTSC系统)，每VOBU的编码量＝4Mbps*15*1/29.97＝大约2M位。
从表达式2可知，总段数M越大，总段数M与参考段数A之间的比率(参考段数A/总段数M)越小，也就是说参考段数A与总段数M的比率越小。因此，每VOBU的容量增加了，并且编码器电路3能够以更高的比特率对数据进行编码。因此，能够支持DVD记录器的每个重放时间模式。
在这里，对表达式2的特定计算示例进行描述。为了给出其示例，总段数M是48，参考段数A是2，并且流缓冲器容量是4兆字节。关于填补的FWDI数目K，根据DVD+VR标准，可对直至正向指针FWDI6做出响应，因此可将填补的FWDI数目K设置为6。代入这些值得到表达式2的左侧为(48-2)*(4/48)/6＝大约0.63MB。此外，如果每VOBU的NTSC图像帧数目N是15，那么每VOBU的系统比特率大约是10.08Mbps，作为DVD系统速率的上限值。因此，可使表达式2稳定，并且具有大约4M字节大小的流缓冲器可平滑地记录数据流。
顺便说一下，在本示例中将参考段数A设置为2，但是也可任意地设置，例如设置为1或更大，只要表达式2成立。考虑到将数据写入到盘片中的延迟，可对数值A进行调节。
接下来，对利用本实施例的数据记录装置的数据记录方法进行描述。图3的流程图示出了用数据记录装置1将数据记录到记录介质上的处理。该处理(S301至S304)是在数据记录装置1中将输入数据以遵照DVD-视频标准的数据格式写入到记录介质5上的处理。
首先，编码器电路3产生数据流(S301)。例如，编码器电路3的编码单元31对从数据记录装置1外部提供的信号进行压缩编码，并且实时地依次产生了未设置重放结束时间VOB_V_E_PTM和正向指针FWDI的VOBU。此后，重放结束时间设置单元32为产生的每个VOBU设置重放结束时间VOB_V_E_PTM，并且将其输出到流缓冲器4。
接下来，流缓冲器4存储产生的数据流(S302)。例如，把在S301中产生的连续VOBU直接从编码器电路3或者经由系统控制电路2传送到流缓冲器4。此后，流缓冲器4按照产生的顺序存储传送的VOBU。此时，流缓冲器4依次将VOBU存储在每个段中，并且在将VOBU存储在最后的段中之后，再次从开头的段起开始存储VOBU。
接下来，系统控制电路2对数据流进行填补(S303)。例如，系统控制电路2对在S302中存储的每个VOBU的NV_PCK中的正向指针FWDI进行填补。如下所述，系统控制电路2基于VOBU的产生或者对满段的检测来填补正向指针FWDI，并且将该段的数据流输出到存储器接口电路6。此时，在再次使用该段和对数据进行重写之前，系统控制电路2对正向指针FWDI进行填补。
系统控制电路2参考每次在流缓冲器存储了VOBU时发出的存储完成通知，从而在每当将数据流存储到直至该段末端时产生一满段信号。当产生的满段信号数目达到预定值时，流缓冲器4输出这些段当中的包括有第一个存储的VOBU的段的VOBU，并且将新数据流存储在该段中。
接下来，存储器接口电路6将数据流记录到记录介质5上(S304)。例如，基于段，把在S303中填补的数据流直接从流缓冲器4或者经由系统控制电路2传送到存储器接口电路6。此后，存储器接口电路6把基于段传送的数据流记录到记录介质5上。此时，为了平滑地将数据记录到记录介质5上，优选的是把用于将段数据记录到记录介质5上的速度设置为比用于对来自流缓冲器4的段数据进行传送的速度高很多。
接下来，参考图4的流程图，对图3的S303中的数据流的填补处理进行详细的描述。如上所述，在系统控制电路2中执行对数据流的填补处理(S401至S414)。例如，与S301和S302中的数据流产生或存储相并行，系统控制电路2对诸如VOBU的产生、满段的检测、VOB产生的完成、以及数据流产生的完成这样的事件进行监测，并且基于发生的事件来执行以下处理。顺便说一下，在执行该处理之前，对每个数据进行初始化，并且重新设置VOBU或满段的计数值。
首先，系统控制电路2判断是否通知了VOBU产生(S401)。例如，VOBU计数器21对来自编码器电路3的VOBU产生的通知进行监测，并且接收VOBU产生通知。
如果判断出在S401中发送了VOBU产生通知，那么系统控制电路2接收VOBU信息，并且使VOBU计数值加1(S402)。例如，当VOBU计数器21接收到来自编码器电路3的VOBU产生通知时，计数器进一步接收VOBU的包数目以作为VOBU信息。此后，VOBU计数器21使VOBU计数值增加。VOBU计数值例如是流缓冲器4中的所有VOBU的计数值或者每个段中的VOBU的计数值。
如果判断出在S401中未通知VOBU产生，或在S402之后，系统控制电路2判断是否已检测到满段(S403)。例如，段检测单元23对流缓冲器4的每个段的存储器状态(存储容量)进行监测，并且判断数据流是否已完全存储在每个段的从头部至末端(段容量是否被用满)。
如果在S403中判断出已检测到满段，那么系统控制电路2使满段计数值加1(S404)。例如，如果段检测单元23检测到满段，那么数据设置单元24使满段的计数值增加。
如果在S403中判断出未检测到满段，或在S404之后，系统控制电路2判断VOBU计数值是否不小于填补的FWDI数目K(S405)。例如，VOBU计数器21参考VOBU计数值，以判断该计数值是否不小于上述表达式2中的填补的FWDI数目K，也就是说，判断构成了目标VOBU的每个导航包的每个正向指针所需的VOBU是否已存储在流缓冲器4中。
如果在S405中判断出VOBU计数值不小于填补的FWDI数目K，那么系统控制电路2判断满段计数值是否大于(总段数M-参考段数A)(S406)。例如，段计数器22参考满段计数值，并且判断该计数值是否大于上述表达式2中的(总段数M-参考段数A)，也就是说判断是否将数据流存储在直至(总段数M-参考段数A)的段中。如果在S406中判断出满段计数值不大于(总段数M-参考段数A)，那么系统控制电路2再次执行S401的处理以及后续处理，并且重复该处理直到将数据流存储在直至(总段数M-参考段数A)的段中。顺便说一下，在数据流到达(总段数M-参考段数A)的段之前对数据流进行记录的情况下，可跳过S406的处理。
如果在S406中判断出满段计数值大于(总段数M-参考段数A)，那么系统控制电路2执行段#n中的αNV_PCK处理(S407)。例如，数据设置单元24选择要输出的段(#n)。选择的段是前述段之后的下一段。此后，参考选择的段的VOBU计数值(α)，从而对与计数值一样多的VOBU执行NV_PCK处理。也就是说，在每个VOBU的NV_PCK中，为正向指针FWDI设置比当前VOBU先于填补的FWDI数目K的VOBU的头地址。在已将数据流存储在比总段数M小的参考数(＝总段数M-参考段数A)的段中之后，系统控制电路2的数据设置单元24在第一个存储的VOBU中设置K个头地址。
接下来，系统控制电路2将段#n传送到记录介质(S408)。例如，将选择的且由数据设置单元24填补的段数据传送到存储器接口电路6。
接下来，系统控制电路2从VOBU计数值中减去α(S409)。例如，VOBU计数器21从流缓冲器4的总VOBU计数值中减去输出段的VOBU数目，也就是说减去在S407中处理的VOBU数目(α)，并且重新设置输出段的VOBU计数值。
接下来，系统控制电路2使满段计数值减1(S410)。例如，段计数器22减去输出段的数目，也就是说使满段计数器值递减。在S410之后，系统控制电路2重复S401的处理和后续处理以输出下一段。
另一方面，如果在S405中判断出VOBU计数值小于填补的FWDI数目K，那么系统控制电路2判断是否已通知了流产生完成(S411)。例如，数据设置单元24对来自编码器电路3的流产生通知进行监测，并且判断是否能够接收到流产生通知。
如果在S411中判断出已通知了流产生完成，那么系统控制电路2执行流结束处理(S412)。例如，数据设置单元24接收到流产生通知，并且此后参考VOBU计数值作为流结束处理。如果存在要输出的VOBU，那么为剩余的VOBU的NV_PCK设置正向指针FWDI，并且将包括有该VOBU的段数据传送到存储器接口电路6。在S412之后，完成数据流填补处理。
此外，如果在S411中判断出未通知流产生完成，那么系统控制电路2判断是否通知了VOB产生完成(S413)。例如，数据设置单元24对来自编码器电路3的VOBU产生完成的通知进行监测，并且判断是否接收到VOBU产生完成通知。
如果在S413中判断出已通知了VOB产生完成，那么系统控制电路2执行VOB终止处理(S414)。例如，当接收到VOB产生完成通知时，作为VOB终止处理，数据设置单元24防止VOB中的最后VOBU通过指针与之后的VOBU相连，也就是说清除由最后的VOBU指定的下一VOBU的指针(下一个FWDI)。
如果在S413中判断出未通知VOB产生完成，或者在S414之后，系统控制电路2再次重复S401的处理以及后续处理以输出下一段。
现在参考图5A至5E的特定示例，对图4的数据流的填补处理进行更加详细的描述。图5A至5E示出了将VOBU顺序地存储在流缓冲器4的段#1至#4中并且将段#1传送到记录介质5这样的一个示例。在这里，假定参考段数A是2，则填补的FWDI数目K是6，并且总段数M是4，以建立上述表达式2。
首先参考图5A，将VOBU#1至#3存储在段#1中。当编码器电路3产生了VOBU时，每当产生VOBU时(在图5A中，每当将VOBU存储在流缓冲器中时)，向系统控制电路2通知VOBU产生。当接收到VOB产生通知时，系统控制电路2使VOBU计数值加1(S401和S402)。此后，当将数据流存储在直至段#1的末端时(在本示例中，当存储了VOBU#3的全部时)，系统控制电路2对满段进行检测，并且使满段计数值加1(S403和S404)。此时，VOBU计数值是3，并且满段计数值是1，因此系统控制电路2判断出VOBU计数值小于6(S405)，不通知流产生完成(S411)，并不通知VOB产生完成(S413)，并且对流缓冲器4的存储器状态进行监测。
接下来，如图5B所示，将VOBU#4至#6和一部分VOBU#7存储在段#2中。与上述相类似，每当通知VOBU产生时，系统控制电路2使VOBU计数值加1(S401和S402)。此后，在将数据流存储在段#2的末端之后(在本示例中，在存储了直至VOBU#7的一部分之后)，系统控制电路2对满段进行检测并且使满段计数值加1(S403和S404)。此时，VOBU计数值是6，并且满段计数值是2，因此系统控制电路2判断出VOBU计数值是6或更大(S405)，并且满段计数值是2或更小(S406)，并且此后对流缓冲器的存储器状态进行监测。
接下来，如图5C所示，将VOBU#7至#9和一部分VOBU#10存储在段#3中。与上述相类似，每当通知VOBU产生时，系统控制电路2使VOBU计数值加1(S401和S402)。此后，在将数据流存储到直至段#3的末端(在本示例中，在存储了直至VOBU#10的NV_PCK)之后，系统控制电路2对满段进行检测并且使满段计数值加1(S403和S404)。此时，VOBU计数值是9，并且满段计数值是3，因此系统控制电路2判断出VOBU计数值是6或更大(S405)，并且满段计数值是2或更大(S406)，并且此后执行S407的处理。
在S407中，如图5D所示，系统控制电路2执行NV_PCK处理。系统控制电路2对段#1中的三个NV_PCK执行NV_PCK处理。在本示例中，对每个NV_PCK中的正向指针FWDI#1至#6进行设置。将VOBU#2至#7的地址设置为VOBU#1的正向指针FWDI#1至#6，为VOBU#2的正向指针FWDI#1至#6设置VOBU#3至#8的地址。为VOBU#3的正向指针FWDI#1至#6设置VOBU#4至#9的地址。此时，将VOBU#10和#11以及一部分VOBU#12存储在段#4中。此后，系统控制电路2将段#1传送到存储器接口电路6并且将其记录在记录介质上(S408)。此外，系统控制电路2从VOBU计数值中减去3，并且从满段计数值中减去1(S409和S410)。
在S408之后，如图5E所示，已对段#1的数据进行了传送，并且由此可再次使用段#1的区域。此外，VOBU是顺序地存储的。在段#4中，存储VOBU#12和#13。
如上所述，根据本实施例，VOB中的VOBU数目是固定的，因此可预先指定重放结束时间VOB_V_E_PTM。因此，不必将一个VOB中的所有数据流存储在流缓冲器中。由此，可使缓冲器容量降低为比一个VOB小的大小，并且可节省存储器。
此外，根据该实施例，将流缓冲器划分成段。把对一个VOBU上的数据进行填补所需的VOBU存储在一个或多个段中，因此可根据诸如系统比特率这样的参数来设置缓冲器容量。因此，在能够满足上述表达式2的条件的范围之内能够使缓冲器容量最小化。例如，与大约17兆字节的传统流缓冲器容量相比，本实施例例如可确保4M字节的容量。因此，可相当地节省存储器。本实施例的存储器大小大约是传统大小的1/5；在传统的情况下，将240个VOBU存储在流缓冲器中。结果，可节省诸如DVD记录器这样的整个数据记录装置的系统存储器以进一步降低DVD记录器的成本。
其他实施例
顺便说一下，在上述示例中，编码器电路3设置重放结束时间VOB_V_E_PTM，但是本发明并不局限于此。在把VOBU存储在流缓冲器4中之后，系统控制电路2可以设置结束时间。重放结束时间设置单元32可以位于系统控制电路2中，从而以与正向指针FWDI的设置时序相同的时序来设置重放结束时间VOB_V_E_PTM(S407)。此外，在DVD-视频标准的情况下，可对VOB中的所有FWDI进行设置。在这种情况下，可将1个VOB中的1个单元存储在流缓冲器中。
此外，在上述示例中，不对编码比特率进行调节，但是可进一步实施CBR(恒定比特率)控制或者VBR(可变比特率)控制。由此，可进一步降低流缓冲器容量。
此外，在上述示例中，对数据记录装置和方法进行描述。然而，本发明并不局限于数据记录，而是可执行数据重放。例如，图1的存储器接口电路6可以用作遵照DVD视频标准的数据重放装置，并且可在图3的S304中对数据流进行重放。
很显然的是本发明不局限于上述实施例，并且在不脱离本发明范围和精神的情况下可对其做出修改和变化。

Claims (15)

1.一种数据记录/重放装置，包括：
临时存储单元，用于存储包括有多个数据单元的数据流，该临时存储单元被划分成用于存储多个数据单元的M个段，M是自然数；
控制单元，用于在将包含在数据流中的第一数据单元存储在临时存储单元中之后，对与第一数据单元的数据的重放或记录顺序有关的K个数据单元进行检测，并且在第一数据单元中设置K个数据单元的关系信息，K是自然数；以及
记录/重放单元，用于基于段来从临时存储单元接收包括有设置的第一数据单元的数据流、并且参考接收到的数据流来产生记录数据从而将该数据记录到记录介质上、和/或从记录介质读取记录数据以对读取的数据进行重放。
2.根据权利要求1的数据记录/重放装置，其中临时存储单元从第一段至第M段依次存储数据流，然后输出存储在第一段中的数据流以将存储在第一段中的数据流更新为新数据流，并且顺序地将输出了数据流的各段更新为新数据流。
3.根据权利要求1的数据记录/重放装置，其中控制单元包括数据单元检测单元，用于在每当将数据单元存储在临时存储单元中时更新计数值，并且基于该计数值来检测存储的数据单元的数目。
4.根据权利要求1的数据记录/重放装置，其中控制单元参考每当将数据单元存储在暂时存储器中时产生的存储完成通知，以在每当将数据流存储到直至段的末端时产生满段信号，并且
当产生的满段信号数目达到预定值时，临时存储单元输出多个段当中的包括有首先存储的数据单元的段的数据单元，以将新数据流存储在输出段中。
5.根据权利要求1的数据记录/重放装置，其中当将数据流存储在K个数据单元中时，控制单元在第一数据单元中设置K个关系信息。
6.根据权利要求1的数据记录/重放装置，其中控制单元包括：
段检测单元，用于检测出数据流存储到直至段的末端；
段计数器，用于对由段检测单元检测的段数目进行计数；以及
数据设置单元，用于当段计数器的计数值达到比M小的数目时，设置K个关系信息，并且将数据流存储在K个数据单元中。
7.根据权利要求1的数据记录/重放装置，其中如果参考数是小于M的自然数，那么临时存储单元的存储容量被设置为满足表达式1：
参考数·(临时存储单元的存储容量/M)/K≤每数据单元的编码量…表达式1。
8.根据权利要求1的数据记录/重放装置，其中记录/重放单元对基于段的输出的数据流进行记录或重放。
9.根据权利要求1的数据记录/重放装置，其中数据流的数据结构是包括多个层的分级结构，并且
由数据单元组成的上层数据块包括预定数目的数据单元。
10.根据权利要求9的数据记录/重放装置，其中在对位于末端的数据单元进行存储之前，预先为上层数据块中的每个数据单元设置与位于上层数据块末端的数据单元有关的结束数据。
11.根据权利要求10的数据记录/重放装置，其中结束数据是位于上层数据块末端的数据单元的记录或重放结束时间。
12.一种用于对输入的数据流进行记录或重放的数据记录/重放方法，包括：
将包括多个数据单元的数据流存储到临时存储单元中，该临时存储单元被划分成用于存储多个数据单元的M个段，M是自然数；
在将包含在数据流中的第一数据单元存储在临时存储单元中之后，对与第一数据单元的数据的重放或记录顺序有关的K个数据单元进行检测，K是自然数；
在第一数据单元中设置K个数据单元的关系信息；以及
基于段来从临时存储单元接收包括有设置的第一数据单元的数据流、参考接收到的数据流来产生记录数据从而将该数据记录到记录介质上、和/或从记录介质读取记录数据以对读取的数据进行重放。
13.根据权利要求12的数据记录/重放方法，其中数据流的存储包括：从第一段至第M段依次存储数据流，然后输出存储在第一段中的数据流以将存储在第一段中的数据流更新为新数据流，并且顺序地将输出了数据流的各段更新为新数据流。
14.根据权利要求12的数据记录/重放方法，其中K个数据单元的检测包括：参考每当将数据单元存储在临时存储单元中时产生的存储完成通知，以在每当将数据流存储到直至段的末端时产生满段信号，并且
数据流的存储包括：当产生的满段信号数目达到预定值时，输出多个段当中的包括有首先存储的数据单元的段的数据单元，以将新数据流存储在输出段中。
15.根据权利要求12的数据记录/重放方法，其中关系信息的设置包括：当将数据流存储在K个数据单元中时，在第一数据单元中设置K个关系信息。
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