CZ407699A3 - Vysílací zařízení pro vysílání digitálního signálu střídavě v kódované a nekódované formě - Google Patents

Abstract

Vysílačje pro přenos digitálního informačního signálu přenosovýmmédiem. Digitální informační signálje rozdělen dojednoho nebo více podsignálů. Každý podsignál se přenáší jako nekódovaný nebo kódovaný signál. To, jakým způsobem se podsignál přenáší, závisí na kompresi, kteráje dosažitelná kodérem(7). Jestližeje komprese nízká, podsignál se přenáší v nekódované formě. Pro přijímačje přidána identifikace ke kombinovanému signálu, který se má vyslat. První část identifikačního signálu udává, zdajejeden nebo více podsignálů vysílán v kódované formě. Druhá část identifikačního signálu pro každý podsignál udává, zda se objevuje v kombinovanémsignálu v kódované nebo nekódované formě. Řešení poskytuje kombinovaný signál a minimálním počtembitů.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vysílacího zařízení pro vysílání digitálního signálu přenosovým médiem, které obsahuje:

-vstupní prostředky pro příjem digitálního informačního signálu,

-prostředky pro kódování digitálního informačního signálu a generování výstupního signálu.

Vynález se dále týká přijímacího zařízení pro příjem kombinovaného signálu přenosovým médiem, metody přenosu digitálního informačního signálu přenosovým médiem a nosiče záznamu, nesoucího digitální informační signál, který má části, které byly nebo nebyly kódovány danou metodou kódování.

Dosavadní stav techniky

Vysílací a přijímací zařízení typu definovaného v úvodních odstavcích je známé z AES 4563 „Improved Lossless Coding of 1-Bit Audio Signals od Fonse Bruekerse a kol., 103. AES Convention (New York, USA). Známé vysílací zařízení je určeno pro účinné snížení přenosové rychlosti pro vysílání digitálního informačního signálu. Takto získaný kombinovaný signál obsahuje kódovanou verzi digitálního informačního signálu. Kombinovaný signál obdržený pomocí

78 780 ·«» · · t · ·*«· • ··« * * » *··« · *· · • « ♦ · · · · · » ··*·« 9* · · · ·♦ známého vysílacího zařízení průměrně obsahuje méně bitů než kombinovaný signál, ve kterém digitální signál nebyl kódován.

Podstata vynálezu

Je cílem vynálezu poskytnout vysílací a/nebo přijímací zařízení, které přenáší digitální informační signál s menším nebo většinou stejným počtem bitů. Vynález také umožňuje uložení více informací na nosič záznamu.

Za tímto účelem se Vysílací zařízení podle vynálezu vyznačuje tím, že dále obsahuje:

- řídící prostředky pro generování řídícího signálu přivedeného do kódovacích prostředků, tím, že jsou kódovací prostředky přizpůsobeny ke generování částí výstupního signálu ve formě kódovaných částí digitálního informačního signálu pod vlivem řídícího signálu prvního typu a jsou přizpůsobeny ke generování částí výstupního signálu ve formě částí digitálního informačního signálu pod vlivem řídícího signálu druhého typu, a tím, že vysílací zařízení dále obsahuje:

- prostředky pro generování prvního identifikačního signálu prvního typu, který udává, že výstupní signál může obsahovat část digitálního informačního signálu, který byl zakódován v kódovacích prostředcích a prvního identifikačního signálu druhého typu, který udává, že výstupní signál neobsahuje žádné části digitálního informačního signálu, které byly zakódovány kódovacími prostředky.

prostředky pro generování, pro část digitálního informačního signálu, druhého identifikačního signálu prvního typu v závislosti na řídícím signálu prvního typu a

4444 4 4 · • 44· ta 4 4444 4· 44 4 • · a 4 4444 • •4 44 4· 4 «4 44 prvního identifikačního signálu prvního typu, a druhého identifikačního signálu druhého typu v závislosti na řídícím signálu druhého typu a prvního identifikačního signálu prvního typu.

- slučovací prostředky pro slučování výstupního signálu z kódovacích prostředků, prvního identifikačního signálu, a jestliže je první identifikační signál prvního typu, tak druhého identifikačního signálu, abychom obdrželi kombinovaný signál, který se má aplikovat na přenosové médium.

Přijímací zařízení se podle vynálezu vyznačuje tím, že demultiplexní prostředky jsou také přizpůsobeny k odvození prvního identifikačního signálu prvního typu a druhého typu z kombinovaného signálu, dále tím, že dekódovací prostředky jsou přizpůsobeny k dekódování části signálu do části digitálního informačního signálu a k přivedení dané části digitálního informačního signálu v závislosti na řídícím signálu prvního typu a k přivedení části signálu jako část digitálního informačního signálu v podstatně nezměněné formě v závislosti na řídícím signálu druhého typu a tím, že přijímací zařízení dále obsahuje:

prostředky pro generování řídícího signálu pro aplikaci v dekódovacích prostředcích, kde prvně uvedené prostředky generují řídící signál prvního typu v závislosti na prvním identifikačním signálu prvního typu.

Metoda se	podle vynálezu vyznačuje tím,	že	dále
obsahuje kroky:
- generování	řídícího signálu,
-generování	částí výstupního signálu	ve	formě
kódovaných částí	digitálního informačního signálu	pod	vlivem
řídícího signálu	prvního typu,
-generování	částí výstupního signálu ve formě	částí

4

4 • 4

4 4 4

444·· * 4

4 4 4 4 444 4 4

4 4 4 4 4 444 44 4« 4 4» «4 digitálního informačního signálu pod vlivem řídícího signálu druhého typu,

-generování prvního identifikačního signálu prvního typu, který udává, že výstupní signál možná obsahuje část digitálního informačního signálu, který byl zakódován v kódovacích prostředcích, nebo prvního identifikačního signálu druhého typu, který udává, že výstupní signál neobsahuje žádné části digitálního informačního signálu, které byly zakódovány v kódovacích prostředcích,

-generování druhého identifikačního signálu prvního typu v závislosti na řídícím signálu prvního typu a prvního identifikačního signálu prvního typu,

-generování druhého identifikačního signálu druhého typu v závislosti na řídícím signálu druhého typu a prvního identifikačního signálu prvního typu,

-sloučení výstupního signálu z kódovacích prostředků prvního identifikačního signálu a pokud je první identifikační signál prvního typu, druhého identifikačního signálu, abychom obdrželi kombinovaný signál,

-aplikování kombinovaného signálu na přenosové médium.

Nosič záznamu podle vynálezu nese digitální informační signál, který má části, které byly nebo nebyly zakódovány pomocí dané kódovací metody, dále nese první identifikační signál, který je prvního typu, který udává, že nosič záznamu možná nese část digitálního informačního signálu kódovaného prostředky dané kódovací metody.

Vynález je založen na rozeznání faktu, že použitím kodéru se vždy nesníží požadovaný počet bitů pro přenos digitálního informačního signálu . Některé signály v kodéru způsobí nárůst výstupního signálu, který vyžaduje více bitů k vyjádření digitálního informačního signálu než samotný • · * · 9 9 9 · 9 9 9 ··· · · 9 9999 · 9 9 9 9 • · 9 · 9 · · 9 9

9·« ·· ·· 9 9· 9· digitální informační signál. V zařízení a způsobu podle vynálezu se kvůli zamezení tomuto nárůstu vysílá reprezentace s menším počtem bitů, spolu s identifikačním signálem, který udává, zda signál byl nebo nebyl kódován danou kódovací metodou. Nosič záznamu může uložit maximální počet bitů. Pokud je nosič záznamu získán pomocí metody podle vynálezu, může uložit kombinovaný signál s objemnějším digitálním informačním signálem.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 blokový diagram prvního provedení vysílacího zařízení podle vynálezu obr. 2 blokový diagram provedení přijímacího zařízení podle vynálezu obr. 3 blokový diagram vysílacího zařízení ve formě záznamového přístroje obr. 4 blokový diagram přijímacího zařízení ve formě reprodukčního přístroje obr. 5 struktura prostoru na disku na nosiči záznamu obr. 6 struktura audio oblasti na nosiči záznamu obr. 7 rozložení audio sektoru na nosiči záznamu

• · * · · · • **·· · · 9 • · · · ι obr. 8 vztah mezi multiplexními rámci a audio sektory

Příklady provedení vynálezu

Obrázek 1 je blokový diagram prvního provedení vysílacího zařízení podle vynálezu. Vysílací zařízení má vstupní svorku pro příjem digitálního informačního signálu jako například digitálního audio signálu. Digitální audio signál mohl být získán převedením analogové verze digitálního audio signálu na digitální informační signál v A/D převodníku. Digitální informační signál může mít formu posloupnosti 1-bitových signálů, jako například bitový tok. Je také možné, že digitální informační signál přijatý vstupní svorkou byl získán pomocí více nezobrazených přípravných operací. Přípravné operace mohou obsahovat například kódovací metodu. Digitální informační signál může obsahovat jednu nebo více částí signálu. Na jednu stopu nosiče se může zaznamenat například jedna část digitálního informačního signálu nebo skupina obsahující větší počet vzorků digitálního informačního signálu. Části signálu dohromady tvoří digitální informační signál. Digitálním informačním signálem jsou například všechny zvukové informace zaznamenané na nosiči záznamu nebo hudební záznam, který se přenáší přenosovým médiem. Vstupní svorka 2 je propojena se vstupem _4 kódovacích prostředků 6. Kódovací prostředky obsahují kodér 7 přizpůsobený k převádění signálu přijatého na vstupu 4 na kódovaný signál. Kódovací prostředky mohou obsahovat bezeztrátový kodér popsaný v AES 4563 „Improved Lossless Coding of 1-Bit Audio Signals od Fonse Bruekerse a kol., 103. AES Convention (New York, USA). Kódovací zařízení může eventuálně obsahovat také ztrátový »· » · · » » 9 9 · • 9 9 · 9 · 9 *999

99« 9 9 9 9999 9 9 9 9 9

999 999·

999 99 99 9 99 99 kodér. Kódovací prostředky 6 jsou také upraveny k přívodu výstupního signálu na výstup 10. Podle řídícího signálu aplikovaného na řídící vstup .8 přepínací prvek _9 propojí výstup kodéru 2 nebo vstup _4 s výstupem 10, následkem čehož obsahuje výstupní signál kódovaný signál nebo signál přijatý na vstupu 4.

Kódovací prostředky mohou také obsahovat kodér 7_, který dodává digitální informační signál na výstup kodéru v modifikované nebo nemodifikované formě v závislosti na koeficientech použitých v kodéru. Například v přihlášce EP 98200869 (PHN 16.831), ještě nepublikované v době podání nynější přihlášky, je popsán aritmetický kodér, který v případě koeficientu, který má hodnotu 0,5, přivede signál přijatý na vstupu aritmetického kodéru na výstup aritmetického kodéru v podstatně nezměněné formě. Výběrem vhodných koeficientů v kodéru v závislosti na řídícím signálu může kodér na výstupu použít kódovaný digitální informační signál nebo podstatně nezměněný digitální informační signál. Kódovací prostředky 6 potom neobsahují přepínací prvek, jak je vidět na obrázku 1.

Provedení zobrazené na obrázku 1 má také řídící prostředky 12 pro přivedení řídícího signálu na řídící vstup 8 kodéru 6 a na řídící vstup 16 prostředků 18 pro odvození identifikačního signálu. Řídící prostředky 12 mohou mít formu vstupní svorky. Řídící prostředky 12 však mohou eventuálně obsahovat prostředky 12a přizpůsobené k určení datové úspory, která je dosažena, nebo může být dosažena převedením signálu do zakódovaného signálu v kodéru 2· Jestliže se například v kodéru používá entropický kodér, je možné pomocí statistického rozložení signálu použitého na vstupu entropického kodéru a/nebo pomocí pravděpodobnostní — υ ** · · i| • · · 0 · · · ··«·

Φ ··· 0 0 9 00·· 0 0 0 0 0

0 000 0000

0*0 00 00 0 00 00 tabulky používané entropickým kodérem určit přijatelnou pravděpodobnou míru datové úspory signálu způsobenou kódováním. Po provedení předešlého odhadu není k určení datové úspory třeba čekat než se signál zakóduje. Proto může vysílací zařízení rychleji zpracovat a vyslat digitální informační signál. Prostředky 12a mohou určit datové úspory jak digitálního informačního signálu, tak i jednotlivých částí signálu. Následně se datové úspory porovnají s předem daným činitelem. Jestliže kódování povede k datovým úsporám větším, než je předem daný činitel, pak je generován řídící signál prvního typu. Pokud kódování povede k datovým úsporám menším než je předem daný Činitel, pak je generován řídící signál druhého typu.

Prostředky 18 jsou upraveny k odvození identifikačního signálu v závislosti na řídícím signálu přijatém na vstupu

16. Identifikační signál je přiveden na výstup 20. Prostředky 18 jsou dále upraveny tak, aby v identifikačním signálu určovaly, zda kódovací prostředky _6 přivádějí signál na výstup 10 kódovacích prostředků 6 v kódované formě nebo podstatně nezměněný. Identifikační signál obsahuje první část, která udává, že se na výstup 10 možná přivádí část signálu digitálního informačního signálu kódovacích prostředků 6 v zakódované formě. Jestliže identifikační signál obsahuje tuto první část, tak identifikační signál obsahuje také druhou část, která udává pro každou z částí signálu, zda je na výstup 10 kódovacích prostředků 6 přiváděn signál v kódované formě nebo podstatně nezměněný.

Slučovací prostředky 22 mají první vstup 22 s výstupem 10 kódovacích prostředků 6, druhý propojený s výstupem 20 prostředků 18 pro identifikačního signálu a výstup 28. Slučovací propoj ený vstup 26 generování prostředky _z - ’ w - - « * V V » «

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

000 0 0 0 0000 0 0 0 · 0 • 0 000 000· ·· 00 00 0 00 «0 jsou upraveny ke generování kombinovaného signálu z výstupního signálu kódovacích prostředků 6 a identifikačního signálu. Kombinovaný signál je přiveden na výstup 28 k vyslání přenosovým médiem TRM.

Výše popsané vysílací zařízení pracuje následovně. Digitální informační signál je přiveden na vstupní vývod 2 a je přiveden do kódovacích prostředků 6. Řídící prostředky 12 přivedou řídící signál do kódovacích prostředků 6. Jestliže je přijat řídící signál prvního typu, obsahuje výstupní signál kódovacího prostředku kódovaný signál. Jestliže je přijat řídící signál druhého typu, pak přepínací prostředky 9 propojí vstup 4 kódovacích prostředků 6 s výstupem 10 kódovacích prostředků 6. Výstupní signál kódovacích prostředků 6 pak obsahuje digitální informační signál. Řídící signál může být definován externě. Například u některých typů digitálního informačního signálu je známo, že jejich zakódování vede ke zvýšení počtu bitů. Digitální informační signál je potom zvětšený a nikoli komprimovaný. To je nežádoucí, protože nárůst může způsobit problémy. Tyto problémy mohou například být - nedostatečná úložná kapacita nebo nedostatečná šířka pásma k přenosu digitálního informačního signálu přenosovým médiem. Řídící signál druhého typu je přiveden pokud je známo, že zakódování digitálního informačního signálu nepřináší požadovanou datovou úsporu. Digitální informační signál se potom nepřivede do slučovacích prostředků 22 v zakódované formě. Jakmile však víme, že zakódování vede k podstatné datové úspoře, použijeme řídící signál prvního typu. Prostředky 18 generují identifikační signál odpovídající příslušnému řídícímu signálu. Slučovací prostředky slučují výstupní signál kódovacích prostředků 6 s identifikačním signálem do kombinovaného signálu. Následně se kombinovaný signál ·· ·♦ ··· *

--- · » · · • · · · a a» a a · a««< » « » > a • · a a ♦ a a ·· · aa a* přenese přenosovým médiem. Výběrem té verze digitálního informačního signálu, která má menší počet bitů v kombinovaném signálu vysílací zařízení optimálně využije úložnou kapacitu nosiče záznamu nebo optimálně využije šířku pásma přenosového média.

V předcházejícím odstavci bylo popsáno jak se vysílá podle vynálezu digitální informační signál pomocí vysílacího zařízení. Digitální informační signál se potom považuje za jeden signál. Digitální informační signál však může obsahovat více částí signálu. Část signálu může být jeden hudební záznam, ale eventuálně může být skupinou po sobě jdoucích vzorků digitálního informačního signálu. Vysílací zařízení podle vynálezu také umožňuje každé jednotlivé části signálu, aby se pomocí kodéru přenesla kódovaná nebo nekódovaná. Vysílací zařízení pak obsahuje prostředky 12a, které určují celému digitálnímu informačnímu signálu a/nebo každé jednotlivé části signálu, který způsob vyžaduje nejmenší počet bitů pro přenesení digitálního informačního signálu přenosovým médiem. U jiných částí signálu povede kódování k datové úspoře. Pro zbytek částí signálu povede kódování ke zvětšení objemu dat. Řídící signál bude potom střídavě prvního a druhého typu, takovým způsobem, aby se části signálu, pro které je kodérem zajištěna datové úspora nepřijatelně neobjevovaly v zakódované formě ve výstupním signálu kodéru 6, a další části signálu se ve výstupním signálu objevily v zakódované formě. Identifikační signál nyní obsahuje první část, která udává, že se v kombinovaném signálu objevuje jedna část signálu v zakódované formě. Navíc zde je druhá část, která pro každou část upřesní, zda se část signálu možná objevuje v kombinovaném signálu v zakódované nebo nezakódované formě.

-- » · » * · · 4 9 4 ♦ 4 · · 4 4 4 4 4*4

444 4 4 4 4444 4 4 4 4 * • · · 4 * 4 4*· •44 44 4· 4 44 44

Obrázek 2 znázorňuje provedení přijímacího zařízení podle vynálezu pro příjem kombinovaného signálu TRM. Verze digitálního informačního signálu je odvozena z kombinovaného signálu. Přesná nebo nepřesná kopie digitálního informačního signálu je odvozena v závislosti na použitém kódování ve vysílacím zařízení. Kombinovaný signál je přijat na vstupu 60 demultiplexních prostředků 62. Demultiplexní prostředky jsou upraveny k odvození výstupního signálu a identifikačního signálu z kombinovaného signálu. Výstupní signál obsahuje verzi digitálního informačního signálu a je přiveden na výstup 64. Verze digitálního informačního signálu může obsahovat jednu nebo více částí digitálního informačního signálu. Část signálu může být stopa disku nebo skupina za sebou jdoucích vzorků digitálního informačního signálu. Identifikační signál, který udává, jak byla verze digitálního informačního signálu zakódována, je přiveden na výstup 66. Identifikační signál udává pro každou část signálu, zda byla nebo nebyla zakódována.

Identifikační prostředky 70 mají vstup 68 propojen s výstupem 66 demultiplexních prostředků 62. Identifikační prostředky 70 jsou upraveny k odvození řídícího signálu z identifikačního signálu, přičemž tento řídící signál je třeba přenést na řídící výstup 72. Řídící signál prvního typu je odvozen z identifikačního signálu, v případě, že odpovídající část výstupního signálu na výstupu 64 demultiplexních prostředků 62 byla zakódována pomocí kodéru. Řídící signál druhého typu je odvozen z identifikačního signálu, v případě že odpovídající část výstupního signálu na výstupu 64 demultiplexních prostředků 62 nebyla zakódována pomocí kodéru.

Dekódovací prostředky 76 mají vstup 74 propojen • · • ·

• · · • · · « • ···· · · • · · «· s výstupem 64 demultiplexních prostředků 64. Řídící vstup 78 je propojen s řídícím výstupem 72 identifikačních prostředků. Dekódovací prostředky 76 obsahují dekodér 77 upravený k dekódování signálu přijatého na vstupu 74 na dekódovaný signál a obsahují přepínací prostředky 79. V závislosti na řídícím signálu přivedeném na řídící vstup 78 propojí přepínací prostředky 79 výstup dekodéru 77 nebo vstup 74 s výstupem 80, následkem čehož výstupní signál dekódovacích prostředků obsahuje dekódovanou verzi signálu přijatého na vstupu 74 nebo signál přijatý ze vstupu 74, Jestliže vysílací zařízení používá bezeztrátové kódování, signál přivedený na výstup 80 bude přesnou kopií digitálního informačního signálu přivedeného na vstup vysílacího zařízení. Dekodér může být ztrátový nebo bezeztrátový dekodér. Příklad bezeztrátového dekodéru je popsán v AES 4563 „Improved Lossless Coding of 1-Bit Audio Signals od Fonse Bruekerse a kol., 103. AES Convention (New York, USA), Dekódovaný signál je přiveden na výstup 80 odezvou na řídící signál prvního typu. Signál je přijat na vstupu 74, je přiveden na výstup 80 v podstatně nezměněné formě odezvou na řídící signál druhého typu. Signál může obsahovat část signálu digitálního informačního signálu nebo celý informační signál. Dekódovací prostředky 76 mají svůj výstup 80 propojen s výstupní svorkou 82.

Přijímací zařízení zobrazené na obrázku 2 funguje následovně. V demultiplexních prostředcích je z kombinovaného signálu odvozena verze digitálního informačního signálu a identifikační signál. Identifikační prostředky odvodí řídící signál z identifikačního signálu. Identifikační signál má první část, která udává, zda se možná jedna nebo více částí verze digitálního informačního signálu objevuje ve verzi zakódované daným způsobem φ φφ • - · · φφφφ φ φφφφ φφφφ • φ φ φ φφφφ φ φ φ « φ • φ · φ φφφφ ·· · φφ φφ

Jestliže první část není přítomna, pak verze digitálního informačního signálu je verze digitálního informačního signálu, který nebyl zakódován daným způsobem. První část může být zaznamenána v obsahu, seznamu stop nebo v záhlaví bloku například nosiče záznamu ve formě optického disku. Jestliže první část přítomna je, identifikační signál obsahuje druhou část. Druhá část upřesňuje, jak se odpovídající část signálu objeví v zakódované formě ve verzi digitálního informačního signálu. Řídící signál je generován v závislosti na první a druhé části. Řídící signál určuje, zda musí být signál přivedený na vstup 74 dekódován předtím než je přiveden na výstup 80.

Obrázek 3 znázorňuje vysílací zařízení ve formě přístroje pro záznam digitálního informačního signálu na nosič záznamu. Obvodový blok 300 na obrázku 3 je ekvivalentní s blokovým diagramem na obrázku 1. Výstup 28 obvodového bloku 300 odpovídá výstupu 28 slučovacích prostředků 30 na obrázku 1. Záznamový přístroj dále obsahuje kodér 302 opravující chyby, kanálový kodér 304 a zápisové prostředky pro zapisování signálu na nosič 308 záznamu. Kodéry opravující chyby a kanálové kodéry jsou obecně známy z předchozího stavu techniky. Nosič záznamu 308 může být magnetického typu. V tom případě zapisovací prostředky 306 obsahují jednu nebo několik magnetických hlav 310 přizpůsobených k záznamu informací do stopy na nosič 308 záznamu. V jiném provedení může být nosičem 308 záznamu optický nosič 308 informací. Zapisovací prostředky 306 nyní obsahují optickou záznamovou hlavu 310 pro záznam informací na stopu nosiče308' záznamu.

Obrázek 4 znázorňuje přijímací zařízení ve formě přístroje pro reprodukování digitálního informačního signálu *

« • 44

na nosiči záznamu. Obvodový blok 400 na obrázku 4 je ekvivalentní s blokovým diagramem na obrázku 2. Vstup 60 obvodového bloku 400 odpovídá vstupu 60 demultiplexní jednotky 62 na obrázku 2. Reprodukční přístroj dále obsahuje čtecí prostředky 402, kanálový dekodér 406, prostředky pro detekci a pokud je to možné pro opravu chyb v signálu. Kanálové dekodéry a chyby detekující/opravující prostředky jsou z předchozího stavu techniky obecně známy. Čtecí prostředky 402 jsou přizpůsobeny ke čtení signálu zaznamenaného na nosiči 402b záznamu a k přivedení takto přečteného signálu do kanálového dekodéru 406. Nosič 402b záznamu může být magnetického typu. V tom případě obsahují čtecí prostředky 402 jednu nebo několik magnetických hlav 402 pro čtení informací ze stopy nosiče 402b záznamu. V jiném provedení může být nosičem 402b záznamu optický nosič 402' informací. Čtecí prostředky 402 nyní obsahují optickou čtecí hlavu 402a pro čtení informací ze stopy nosiče 4Q2b^K záznamu.

Vysílací zařízení a přijímací zařízení podle vynálezu často zpracovávají signály po bajtech. Může být zaznamenána první část identifikačního signálu, např. obsah, seznam stop nebo záhlaví bloků. Druhá část identifikačního signálu může být zaznamenána na začátku každé části kombinovaného signálu, například na začátku každého rámce. Rámec obsahuje část digitálního informačního signálu a parametry určené pro přijímací zařízení. Je žádoucí, aby jako výsledek zpracování po bajtech každý rámec začínal na hranici bajtu nebo více bajtů. Pokud se v kombinovaném signálu objeví část, která je v zakódované formě, může tato část začínat parametry, které udávají, jak se bude dekódovat následující skupina bitů v signálu. V tomto případě jsou bity zpracovány odděleně a následkem toho může druhá část obsahovat pro tuto část • · * * · · ♦ · « · v • ··· · · · ···» · · · · « • * · · · ···· »·· *· · ·· ·· signálu pouze jeden bit. Počet bitů kódovaného signálu nemusí odpovídat celočíselnému počtu bajtů. Abychom zaručili, že další část kombinovaného signálu začíná na hranici bajtu, je nezbytné vložit několik bitů na konec kódovaného signálu v kombinovaném signálu. Když se v kombinovaném signálu objeví část signálu v nezakódované formě tj. v původní formě, druhá část může vyžadovat jeden bit nebo jeden bajt prostoru na část signálu v závislosti na použitém zpracování signálu. V případě, že se používá bajtově orientované zpracování signálu a část signálu obsahuje celočíselný počet bajtů, druhá část přednostně obsadí jeden bajt prostoru. Následkem toho hranice částí kombinovaného signálu zůstane na hranicích bajtů.

Obrázek 5 znázorňuje strukturu diskového prostoru na nosiči záznamu podle vynálezu. Diskový prostor na nosiči záznamu byl rozdělen na: oblast systému souborů, hlavní TOC, oblast 2 stereo kanálů, vícekanálovou oblast a speciální datovou oblast. Oblast 2 stereo kanálů a vícekanálová oblast jsou označovány jako audio oblasti. Každý nosič záznamu by měl mít oblast hlavního TOC a nejméně jednu audio oblast. Nosič záznamu může mít volitelně oblast systému souborů. Oblast systému souborů potom obsahuje systém souborů podle normy ISO 9660 a/nebo podle specifikace UDF. ISO 9660 specifikuje strukturu disku a souborů nosičů záznamu ve formě CD-ROM. Speciální datová oblast může být volitelně použita k ukládání informací týkajících se audia. Jestliže mé nosič záznamu speciální datovou oblast, měl by mít nosič záznamu soubor UDF a/nebo ISO 9660. Data ve speciální datové oblasti mohou být adresována systémem souborů. Systém souborů je uložen v oblasti systému souborů. Jestliže oblast systému souborů není k uložení systému souborů dosti velká, může se zbytek systému souborů uložit do speciální datové • * · «444 4444 • »·· 4 4 4 4444 4 4 4 4 4 • · · 4 4 4444 • •4 44 tt 4 4· ·4 oblasti.

Oblast hlavního TOC obsahuje tří identické kopie hlavního TOC. Hlavní TOC popisuje nosič záznamu na nejvyšší úrovni. Tři kopie hlavního TOC jsou umístěny ve stejném místě na každém nosiči záznamu a mají pevnou velikost 10 sektorů. Sektor má velikost 2048 bajtů. První sektor obsahuje obecné informace o nosiči záznamu jako je velikost a umístění audio oblastí na nosiči záznamu, informace o albu, katalogové číslo, typ nosiče záznamu a datum nosiče záznamu.

Obrázek 6 znázorňuje strukturu audio oblasti na nosiči záznamu. Audio oblast obsahuje oblast stop, která má audio stopy obsahující audio informace a oblast TOC s řídícími informacemi. Všechny 2-kanálové stereo stopy jsou uspořádány ve 2-kanálové stereo oblasti. Všechny vícekanálové stopy jsou uspořádány ve vícekanálové oblasti. Každá audio oblast obsahuje TOC-1 oblasti, oblast stop s audio stopami a TOC-2 oblasti. Obsah oblasti TOC-1 a oblasti TOC-2 je identický a obsahuje kopii oblasti TOC. Umístění oblasti TOC-1 a oblastí TOC-2 každé audio oblasti je definováno v hlavním TOC.

Informace uložené v oblasti stop jsou tokem bajtů. Tok bajtů je uložen v celočíselném počtu sektorů. Sektor používaný tokem bajtů se nazývá audio sektor. Tok bajtů je rozdělen do multiplexovaných rámců, které trvají 1/75 sekundy. Tok bajtů obsahuje celočíselný počet multiplexních rámců a je posloupností všech multiplexovaných rámců v audio oblasti.Obrázek 7 znázorňuje rozložení audio sektoru. Audio sektor obsahuje pevný počet bajtů, například 2048 bajtů. Každý audio sektor začíná audio záhlavím a po něm následuje alespoň jeden paket. Jestliže poslední bajt paketu v audio

• 9 · 9

99999 9 9

9 · · *

9 9

9

9 9 · · 9 9 >9 9

99 sektoru neleží vposledním audio sektoru, pak přidají vyplňovací bajty až do posledního bajtu audio sektoru. Paket může obsahovat pouze jeden z následujících datových typů, zejména audio data, doplňující data nebo vyplňující data. Paket audio dat se nazývá audio paket. Paket doplňujících dat se nazývá doplňující paket. Paket vyplňujících dat se nazývá vyplňující paket. Paket může patřit pouze k jednomu audio sektoru. Audio sektor by měl obsahovat alespoň jeden paket. Audio sektor obsahuje maximálně sedm paketů.

Multiplexovaný rámec obsahuje celočíselný počet paketů. Multiplexovaný rámec by měl obsahovat alespoň jeden audio paket. Navíc může multiplexovaný rámec obsahovat doplňující datové pakety a vyplňující pakety. Audio rámec obsahuje zřetězené audio pakety v multiplexovaném rámci. Doplňující datový rámec obsahuje zřetězené doplňující pakety v multiplexovaném rámci. Vyplňující datový rámec obsahuje zřetězené vyplňující pakety v multiplexovaném rámci. Audio rámce, doplňující datové rámce a vyplňující rámce jsou označovány jako elementární rámce.

Každý multiplexovaný rámec má časový kód vyjádřený v minutách, sekundách a sekvenčním čísle rámce v sekundách. První audio rámec v oblasti stop audio oblasti má časový kód 0. Časový kód je přičítán v každém následném multiplexovaném rámci v celé oblasti stop.

Obrázek 8 znázorňuje vztah mezi multiplexovanými rámci a audio sektory. Audio rámce jsou ukázány nahoře. Audio rámce mohou mít různé délky v případě, že byly získány bezeztrátovým kódováním. Tyto audio rámce jsou rozděleny do audio paketů. Na obrázku 8 jsou audio rámce N rozděleny do čtyř paketů (N,0), (N,l), (N,2) a (N,3). Audio pakety jsou • * 4 «44

4| * φ 4444 · • · 4 · 4 ··· 44 ·« 4

4 • 4 4 4

4 4 *

4 4 4 ♦ · 44 dále uspořádány do audio sektorů. Jak je uvedeno výše, každý audio sektor začíná audio záhlavím následovanou alespoň jedním paketem. Na obrázku 8 jsou doplňující datové pakety označeny jako S, vyplňující pakety jako p a na audio záhlaví jako h. Na obrázku 8 tudíž audio sektor M+3 obsahuje audio záhlaví, audio paket (N,3), doplňující datový paket N, audio paket (N+1,0), doplňující datový paket N+l, vyplňující rámec N+l a audio rámec (N+2,0).

Oblast TOC obsahuje řídící informace pro oblast stop audio oblasti patřící do oblasti TOC. Řídící informace mohou například být: rychlost v bajtěch multiplexovaných dat v audio oblasti vyjádřená jako počet bajtů za sekundu, vzorkovací rychlost použitá pro audio oblast a formát rámce. Formát rámce definuje strukturu rámce multiplexovaného audio signálu v oblasti stop. Možné typy formátů rámců jsou například: prostý vícekanálový pružný formát DSD, prostý pevný formát 2-stereo kanálů DSD se 3 rámci ve 14 sektorech, prostý pevný formát 2-stereo kanálů DSD se 3 rámy na 16 sektorů, pružný bezeztrátový kódovaný formát. V případě, že formát rámce udává, že je struktura rámce v bezeztrátově kódovaném pružném formátu, alespoň jeden rámec v oblasti stop mohl být bezeztrátově zakódován.

Audio sektor začíná audio záhlavím a následuje nejméně jeden paket. Audio záhlaví obsahuje informace o audio sektoru jako například počet paketů v audio sektoru, počet audio rámců, které začínají v audio sektoru a parametr, který udává, zda audio oblast do které audio sektor patří, má nebo nemá formát rámce pružného bezeztrátového kódovaného typu. Tento parametr byl přidán, aby se zamezilo některým chybám, které mohou nastat během reprodukce audio signálů. Audio sektor je nejmenší jednotka, která se může číst z

Β 0

0000 0009 «0100 9990000 0« 0 • » 090 «00« «0« 00 00 0 9· 00 nosiče informací. Pokud jsou data na nosiči záznamu čtena pomocí systému souborů, mohou se audio sektory číst přímo a není nutné nejprve číst oblast TOC patřící k audio oblasti, ve které audio sektor leží. Proto je možné nejprve přečíst audio sektor, který má strukturu rámce typu prostý pevný formát 2-stereo kanálů DSD se 3 rámci na 14 sektorů. Audio signály jsou potom typu DSD. DSD signály jsou 1-bitové signály a mohou být přivedeny přímo na výstup přijímacího zařízení. Pokud je po přečtení výše uvedeného audio sektoru přečten audio sektor, který má strukturu typu kódování pružného bezeztrátového formátu, mohou být audio signály v tomto audio sektoru mohou být bezeztrátově kódovány. Jestliže se přivede bezeztrátově kódovaný signál na výstup, může použitý signál poškodit reproduktory propojené s přijímacím zařízením. Proto musí být během čtení každého audio sektoru přijímací zařízení schopné zjistit, zda přečtená data byla nebo nebyla bezeztrátově kódována, aby se umožnilo správné zpracování takto přečtených dat.

Navíc, kromě informací o audio sektoru obsahuje audio záhlaví také informace o každém paketu v audio sektoru a informace o každém rámci, který začíná v audio sektoru. Informace o audio paketu mohou například udávat, zda je paket prvním paketem v rámci, typ dat v paketu a délku paketu. Délka může být například vyjádřena jako počet bajtů v paketu. Paket může obsahovat pouze jeden typ dat, například audio data, doplňující data nebo vyplňující data. Pro každý rámec, který začíná v audio sektoru, obsahuje audio záhlaví informace o rámci. Každý rámec tudíž obsahuje časový kód. Jestliže je formát rámce pružný bezeztrátový kódovaný formát, audio záhlaví každého rámce, který začíná v sektoru, udává počet použitých audio kanálů jako například 2, 5 nebo 6 kanálů a počet audio sektorů (N_sectors) nad · · · 4 · » · ι • ·44 4 4 4 444» * · 4 4 4 • * 4 4 4 «444 ·*· 44 4· 4 ♦· 44 kterými je rozdělen počáteční rámec. Jestliže například první paket rámce začíná někde v sektoru X a poslední paket je umístěn v audio sektoru Y, N_sectors je rovno Y-X+l. Předtím než přijímací zařízení může dekódovat bezeztrátově zakódovaná data, mělo by nejdříve přečíst všechny pakety patřící do rámce. K tomuto účelu je užitečná informace Nsectors.

Audio tok obsahuje DSD audio signál v bezeztrátově kódované nebo ztrátově kódované formě. Audio tok je zřetězením všech audio rámců v toku bajtů. Bezeztrátově kódovaný audio rámec má proměnnou délku. Audio rámec v audio oblasti, pro kterou oblast TOC udává, že formát rámce je typu pružného bezeztrátového kódovaného formátu, začíná bitem, který udává, zda se audio data objeví v audio rámci v bezeztrátově kódované nebo ztrátově kódované formě. Takto je možné, aby oblast TOC udávala, že formát rámce je typu pružného bezeztrátového kódovaného formátu a že všechny audio rámce obsahují audio data ve ztrátově zakódované formě.

Přístroj, podle vynálezu, může obsahovat vysílací i přijímací zařízení. Kombinace přístrojů uvedená na obrázku 4 a na obrázku 5 poskytuje přístroj, pomocí kterého lze zaznamenávat digitální informační signál na nosič záznamu a zaznamenaný digitální informační signál může být z nosiče záznamu čten a reprodukován později. Další možností je, že dva přístroje, které oba obsahují vysílací a přijímací zařízení, spolu komunikují jedním nebo několika přenosovými médii. Pomocí svého vysílacího zařízení první přístroj vyšle digitální informační signál do druhého přístroje přenosovým médiem. Druhý přístroj přijme tento signál pomocí přijímacího zařízení a přenese ho na výstup. Podobným • · * ·*·· »«·« • »«· · « « ···· 9 9 9 9 9 • · ··· « · · * ··· «· «· t ·· ·· způsobem může druhé přístroj vyslat digitální informační signál do druhého přístroje přenosovým médiem, V závislosti na fyzické implementaci přenosového média se použije jedno nebo více přenosových médií.

Zastupuje:

Dr. Pavel Zelený v.r.

4

4 4 « «444 advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims (13)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Vysílací zařízení pro vysílání digitálního informačního signálu přenosovým médiem obsahujícím:

   -vstupní prostředky pro příjem digitálního informačního signálu,

   -prostředky pro kódování digitálního informačního signálu a generování výstupního signálu, vyznačující se tím, že vysílací zařízení dále obsahuje:

   -řídící prostředky pro generování řídícího signálu, který se má přivést do kódovacích prostředků, tím, že kódovací prostředky jsou přizpůsobeny ke generování částí výstupního signálu ve formě zakódovaných částí digitálního informačního signálu pod vlivem řídícího signálu prvního typu a jsou přizpůsobeny ke generování částí výstupního signálu ve formě částí digitálního informačního signálu pod vlivem řídícího signálu druhého typu a tím, že vysílací zařízení dále obsahuje:

   -prostředky pro generování prvního identifikačního signálu prvního typu, který udává, že výstupní signál možná obsahuje část digitálního informačního signálu, který byl kódován v kódovacích prostředcích a prvního identifikačního signálu druhého typu, který udává, že výstupní signál neobsahuje žádné části digitálního informačního signálu, které byly zakódovány v kódovacích prostředcích, prostředky pro generování, pro část digitálního informačního signálu, druhého identifikačního signálu prvního typu v závislosti na řídícím signálu prvního typu a prvního identifikačního signálu prvního typu, a druhého identifikačního signálu druhého typu v závislosti na řídícím

   09 78 780 ·»· »··· ·«·· • *·· · · * ···· 4 4 · * · ··« · · · ··· ♦· »· · ·« ·4 signálu druhého typu a prvního identifikačního signálu prvního typu,

   -slučovací prostředky pro slučování výstupního signálu z kódovacích prostředků, prvního identifikačního signálu, a jestliže je první identifikační signál prvního typu, druhého identifikačního signálu, aby se získal kombinovaný signál, který se má aplikovat na přenosové médium.
2. 2. Vysílací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vysílací zařízení dále obsahuje prostředky pro určování toho, zda zakódování části digitálního informačního signálu povede k datové úspoře nejméně podle předem daného činitele, a tím, že posledně uvedené prostředky jsou přizpůsobeny ke generování řídícího signálu prvního typu, jestliže zakódování zmíněné části digitálního informačního signálu povede k datové úspoře větší než je předem daný činitel.
3. 3. Vysílací zařízení podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vysílací zařízení dále obsahuje prostředky opravující chyby a/nebo prostředky kódování kanálů pro kódování chyb a/nebo kódování kanálů kombinovaného signálu do chybově kódovaného a/nebo kanálově kódovaného signálu, a záznamové prostředky pro záznam chybově kódovaného a/nebo kanálově kódovaného signálu na nosič záznamu.
4. 4. Způsob přenosu digitálního informačního signálu přenosovým médiem, obsahující kroky:

   příjem digitálního informačního signálu, zakódování digitálního informačního signálu, vyznačující se tím, že způsob dále obsahuje kroky:

   ··» ··* ···· • ··· * * · ··· · · * · · • ·*·· ···· ··· ·· · · ·· ·· generování řídícího signálu, generování částí výstupního signálu ve formě kódovaných částí digitálního informačního signálu pod vlivem řídícího signálu prvního typu, generování částí výstupního signálu ve formě částí digitálního informačního signálu pod vlivem řídícího signálu druhého typu, generování prvního identifikačního signálu prvního typu, který udává, že výstupní signál možná obsahuje část digitálního informačního signálu, která byla zakódována kódovacími prostředky nebo prvního identifikačního signálu druhého typu, který udává, že výstupní signál neobsahuje žádné části digitálního informačního signálu, které byly kódovány kódovacími prostředky, generování druhého identifikačního signálu prvního typu v závislosti na řídícím signálu prvního typu a prvního identifikačního signálu prvního typu, generování druhého identifikačního signálu druhého typu v závislosti na řídícím signálu druhého typu a prvního identifikačního signálu prvního typu, sloučení výstupního signálu kódovacích prostředků, prvního identifikačního signálu, a jestliže první identifikační signál je prvního typu, druhého identifikačního signálu, aby se získal kombinovaný signál, aplikování kombinovaného signálu na přenosové médium.
5. 5. Způsob přenosu digitálního informačního signálu přenosovým médiem podle nároku 4, dále obsahující kroky:

   kódování s opravou chyb a/nebo kódování kanálu kombinovaného signálu, aplikování chybově kódovaného a/nebo kanálově kódovaného signálu na přenosové médium.

   • 9 • 9999 9999 ··· · · · 9999 · 9 9 9 9 • 9 9 >999 *·· ·· ·· 9 99 99
6. 6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující, se tím, že přenosové médium je nosič záznamu.
7. 7. Nosič záznamu získaný způsobem podle nároku 6, vyznačující se tím, že nosič záznamu je optické nebo magnetické záznamové médium.
8. 9. Nosič záznamu nesoucí digitální informační signál, který má části, které byly nebo nebyly zakódovány danou kódovací metodou, dále nesoucí první identifikační signál, který je prvního typu, který udává, že nosič záznamu možná nese část digitálního informačního signálu kódovaného pomocí dané kódovací metody.

   9. Nosič záznamu podle nároku 8, vyznačující se tím, že nosič záznamu nese druhý identifikační signál pro každou část digitálního informačního signálu, druhý identifikační signál prvního typu udávající pro část digitálního informačního signálu, že tato část byla kódována pomocí dané kódovací metody a druhý identifikační signál druhého typu udávající pro část digitálního informačního signálu, že tato část nebyla kódována pomocí dané kódovací metody.
9. 10. Nosič záznamu podle nároků 8 nebo 9 ve formě disku, který nese digitální informace obsahující alespoň jednu datovou oblast, přičemž každá datová oblast obsahuje oblast s obsahem a oblast stop, kde oblast stop obsahuje reprezentaci digitálního informačního signálu a byia rozdělena na rámce, přičemž každý obsahuje část reprezentace digitálního informačního signálu, vyznačující se tím, že obsah obsahuje první identifikační signál prvního ·** ·* ···· • ··· · · · ···· · · · * · • · » · · · * · · ··· · ·* « ·· · nebo druhého typu, přičemž první identifikační signál druhého typu udává, že každý rámec v oblasti stop obsahuje část digitálního informačního signálu, který nebyl kódován pomocí dané kódovací metody a první identifikační signál prvního typu udává, že rámec v oblasti stop možná obsahuje část digitálního informačního signálu, který byl kódován pomocí dané kódovací metody, a tím, že pokud datová oblast obsahuje první identifikační signál prvního typu, pak každý rámec obsahuje druhý identifikační signál, který udává, zda rámec obsahuje část digitálního informačního signálu, která byla nebo nebyla zakódována pomocí dané kódovací metody.
10. 11. Přijímací zařízení pro příjem kombinovaného signálu přenosovým médiem a pro zpracování kombinovaného signálu do digitálního informačního signálu obsahující:

    -přijímací prostředky pro příjem kombinovaného signálu z přenosového média,

    -demultiplexní prostředky pro odvození alespoň jedné části signálu z kombinovaného signálu,

    -dekódovací prostředky pro dekódování nejméně jedné části signálu, vyznačující se tím, že demultiplexní prostředky jsou také přizpůsobeny k odvození prvního identifikačního signálu prvního typu a druhého typu z kombinovaného signálu, dále tím, že dekódovací prostředky jsou přizpůsobeny k dekódování Části signálu na část digitálního informačního signálu a k přivedení části digitálního informačního signálu v závislosti na řídícím signálu prvního typu a k přivedení části signálu jako části digitálního informačního signálu v podstatně nezměněné formě v závislosti na řídícím signálu druhého typu, a tím, že přijímací zařízení dále obsahuje:

    -prostředky pro generování řídícího signálu pro přivedení do dekódovacích prostředků, přičemž prvně uvedené • · * »44» • ·· 4 4 4 4444 4 • 4 4 4 4 ··· 44 44 4

    4 4 4 4

    4 4 4 4

    4 4 4 4 •4 «· prostředky generují řídící signál prvního typu v závislosti na prvním identifikačním signálu prvního typu.
11. 12. Přijímací zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že demultiplexní prostředky jsou přizpůsobeny k odvození prvního identifikačního signálu druhého typu z kombinovaného signálu a tím, že prostředky pro generování řídícího signálu generují řídící signál druhého typu v závislosti na prvním identifikačním signálu druhého typu.
12. 13. Přijímací zařízení podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že demultiplexní prostředky jsou přizpůsobeny k odvození, v závislosti na identifikačním signálu prvního typu, druhého identifikačního signálu přidruženého ke každé jednotlivé části signálu, a tím, že prostředky pro generování řídícího signálu jsou přizpůsobeny ke generování řídícího signálu prvního typu v závislosti na druhém identifikačním signálu prvního typu a řídícího signálu druhého typu v závislosti na druhém identifikačním signálu druhého typu.
13. 14. Přijímací zařízení podle některého z nároků 11, 12 nebo 13, vyznačující se tím, že přijímací zařízení dále obsahuje zařízení pro čtení signálu zaznamenaného na nosiči záznamu a kanálové dekódující prostředky a/nebo prostředky pro zjišťování/opravu chyb pro kanálové dekódování přečteného signálu a/nebo zjišťování a opravu chyb v přečteném signálu.