DE19710022A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung und Ausgabe von Daten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung und Ausgabe von Daten, die auf einem Datenträger abgespeichert sind, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fehlerverdeckung bei der Wiedergabe von Audio-CDS.

Stand der Technik

Zur Zeit steht eine Weiterentwicklung der CD, die sogenannte DVD ("Digital Video Disc" oder "Digital Versatile Disc"), vor der Markteinführung. Bei der DVD handelt es sich ebenfalls um einen optischen Datenträger mit gleichen Abmessungen wie bei der CD, aber im Vergleich zur CD deutlich höherem Datenfassungsvermögen. Die Abspielgeräte für DVD's werden teilweise auch ermöglichen vorhandene Audio-CDS abzuspielen.

Bei der Wiedergabe einer Compact Disc (CD) durch einen Audio-CD-Spieler erhält man aus dem optisch abgetasteten Signal nach der Impulsformung das EFM-(eight-to-fourteen­ modulation) Signal. Nach einer EFM-Demodulation wird das so erhaltene Signal vor der Ausgabe durch einen Digital- Analog-Wandler zunächst einer Fehlerkorrekturschaltung zugeführt. In der Fehlerkorrekturschaltung wird eine Verschlüsselung der Daten auf der Aufnahmeseite nach dem Cross-Interleave-Reed-Solomon-Verfahren rückgängig gemacht wird. Hierzu wird das Signal in einen Speicher eingelesen und in der entschachtelten Reihenfolge wieder ausgelesen. Ist keine vollständige Fehlerkorrektur möglich, so werden noch Maßnahmen zur Fehlerverdeckung getroffen um die Hörbarkeit dieser Fehler zu reduzieren. Diese in einem Audio-CD-Spieler implementierten Fehlerverdeckungsverfahren sind einfach und nicht immer ausreichend. Aufwendigere Verfahren werden jedoch aus Kostengründen nicht verwendet, da sie einen leistungsfähigeren Prozessor und einen größeren Speicher erfordern würden. Wenn der Datenausfall sehr groß ist, verbleibt daher im Extremfall nur noch die Stummschaltung des Signals.

Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur verbesserten Fehlerverdeckung bei der Wiedergabe von Daten anzugeben, wobei die Daten von einem Datenträger, insbesondere von einer CD oder einer DVD, ausgelesen werden. Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 6 angegebene Vorrichtung gelöst.

Im Vergleich zu einem herkömmlichen CD-Spieler weist ein DVD-Spieler einen deutlich leistungsfähigeren Prozessor und einen wesentlich größeren Pufferspeicher auf. Diese aufwendigere Hardware ist nötig, um die beabsichtigte hervorragende Videoqualität zu ermöglichen. Beim Abspielen einer CD durch einen DVD-Spieler können die gelesenen Audio-Daten daher in dem Pufferspeicher in größerem Umfang zwischengespeichert und bearbeitet werden, um z. B. eine Fehlerverdeckung vorzunehmen. Diese Fehlerverdeckung kann deutlich genauer erfolgen als bei einem herkömmlichen CD-Spieler, da von dem leistungsfähigeren Prozessor aufwendigere Algorithmen verarbeitet werden können. Dies setzt jedoch voraus, daß hochwertige CDs verwendet werden und der DVD-Spieler sich an einem ruhigen Aufstellungsort befindet. Bei CDs von schlechter Qualität muß dagegen häufiger eine Fehlerverdeckung durchgeführt werden, so daß dann kein aufwendiges Fehlerverdeckungsverfahren mehr eingesetzt werden kann. Ebenso ist bei häufigen Erschütterungen bzw. portablen Geräten oftmals ein Rückspringen des Pick-ups erforderlich, so daß in diesem Fall ebenfalls keine aufwendige Fehlerverdeckung durchgeführt werden kann.

Im Prinzip besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Bearbeitung und Ausgabe von Daten, die von einem Datenträger ausgelesen und zwischengespeichert werden, darin, daß in Abhängigkeit von der Anzahl der zwischengespeicherten Daten eine von verschiedenen Bearbeitungsmethoden ausgewählt wird.

Hierbei kann die Anzahl der zwischengespeicherten Daten insbesondere von der Fehlerrate dieser Daten abhängen.

Vorzugsweise werden die Daten hierbei von dem Datenträger mit einer ersten Geschwindigkeit ausgelesen und nach der Zwischenspeicherung und Bearbeitung mit einer zweiten Geschwindigkeit ausgegeben.

Vorteilhaft werden bei den verschiedenen Bearbeitungsmethoden verschieden aufwendige Fehlerverdeckungsmethoden durchgeführt, die dazu dienen, Fehler der Daten zu verringern, die nicht bereits durch eine Fehlerkorrektur beseitigt werden konnten.

Besonders vorteilhaft kann das Verfahren angewendet werden, wenn die Daten von dem Datenträger optisch ausgelesen werden, wobei es sich bei den Daten um Tonsignale handelt.

Im Prinzip besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung und Ausgabe von Daten, die von einem Datenträger ausgelesen werden, aus mit Mitteln zum Auslesen von Datenträgern, einem oder mehreren Speichern zum Zwischenspeichern der Daten, sowie Mitteln zur Bearbeitung der Daten und Mitteln zum Umschalten zwischen verschiedenen Bearbeitungsmethoden in Abhängigkeit vom Füllstand des Speichers oder der Speicher.

Vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Mittel zur Bearbeitung der Daten verschieden aufwendige Fehlerverdeckungsmethoden zur Verringerung von Datenfehlern durchführen können.

Vorzugsweise sind die Mittel zum Auslesen von Datenträgern für Datenträger mit unterschiedlichen Datenformaten geeignet.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgedanken sieht hierbei vor, daß die Vorrichtung zur Wiedergabe von Audio-CDS und DVDs geeignet, und Teil eines DVD-Spielers oder eines DVD-ROM-Laufwerks ist, welches wiederum als separates Gerät ausgestaltet oder in ein anderes Gerät integriert sein kann.

Zeichnung

Anhand der Fig. 1 wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Diese zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen DVD-Spielers.

Ausführungs-Beispiele

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes DVD-Gerät dargestellt. Zunächst werden die auf der CD-Platte gespeicherten Informationen durch ein optisches Abtastsystem, welches Teil des Pick-ups P ist, ausgelesen. Das optische Abtastsystem ist hierbei in der Lage, sowohl CD-Platten als auch DVD-Platten auszulesen. Das gewonnene Signal wird dann nach einer Impulsformung und EFM-Demodulation einer Fehlerkorrekturschaltung zugeführt. Auch dieser Teil der Signalrückgewinnung ist noch Teil des gesamten Pick-ups P. Die Daten werden nun in einen ersten Zwischenspeicher M1 eingelesen, wobei dieses mit höherer Geschwindigkeit als bei einem herkömmlichen CD-Spieler, z. B. mit doppelter Geschwindigkeit, erfolgt. Es folgt nun eine Kontinuitätskontrolle CC, bei der die Kontinuität im Datenstrom überprüft wird. Falls die Kontinuität im Datenstrom nicht vorhanden ist oder der Zwischenspeicher M1 durch die hohe Auslesegeschwindigkeit gefüllt ist, wird ein Rücksprung im Pick-up erzwungen. Als nächstes erfolgt dann nach einer weiteren Zwischenspeicherung im Zwischenspeicher M2 die eigentliche Fehlerverdeckung EC. Danach werden die Daten dann über einen D/A-Wandler DA ausgegeben. Die Güte und damit die Aufwendigkeit der gewählten Fehlerverdeckung wird hierbei in Abhängigkeit vom Füllstand des Zwischenspeichers M3 bzw. der auftretenden Fehlerrate gewählt. Ist dieser gut gefüllt, können zeitaufwendigere Strategien zur Fehlerverdeckung, insbesondere umfangreichere Interpolationsalgorithmen, eingesetzt werden.

Die drei Zwischenspeicher M1, M2 und M3 können im selben RAM angeordnet sein, wobei sich lediglich die Größe der drei Zwischenspeicher dynamisch ändert. Die Daten werden in Datensektoren abgespeichert, wobei ein Datensektor zum erneuten Beschreiben freigegeben wird, wenn der Inhalt dieses Datensektors von dem D/A-Wandler DA ausgegeben wurde oder ein Datensektor von der Kontinuitätskontrolle CC freigegeben wird. Die Pfeile in Fig. 1 symbolisieren den Transportweg für die Datensektoren. Hierbei werden die Daten zwischen den Prozessen nicht tatsächlich weitergeleitet sondern es werden nur Zeiger auf die Daten verändert.

Da der Prozessor eines DVD-Spielers bei der Wiedergabe einer Audio-CD nicht ausgelastet ist, werden sich normalerweise sämtliche Datenblöcke vor dem Ausgabeprozeß stauen, da dessen Geschwindigkeit nicht von der Prozessorleistung sondern von der Ausgabedatenrate abhängt.

Die überschüssige Prozessorleistung kann daher für die Fehlerverdeckung genutzt werden, ohne daß zusätzliche Hardware erforderlich ist und damit höhere Kosten entstehen. Hierbei können fehlerhafte Sample z. B. durch eine aufwendige Interpolation über vorherige und darauffolgende fehlerfreie Sample verdeckt werden. Wenn die Warteschlange zwischen der Fehlerverdeckung EC und dem eigentlichen Ausgabeprozeß DA sehr lang ist, kann eine gute und entsprechend zeitaufwendige Fehlerverdeckung vorgenommen werden. Ist die Warteschlange dann jedoch unter eine bestimmte Länge geschrumpft, wird auf ein einfacheres Concealment zurückgeschaltet. Somit kann man bei Verwendung hochwertiger CDs und ruhigem Aufstellungsort des CD- Spielers - und damit nur sehr selten auftretenden, nicht korrigierbaren Fehlern - immer das beste Verfahren zur Fehlerverdeckung einsetzen und damit eine bessere Wiedergabequalität als bei einem herkömmlichen CD-Spieler erreichen. Ist die CD dagegen von sehr schlechter Qualität oder liegen schwierige Wiedergabebedingungen vor, so müßte sehr häufig eine Fehlerverdeckung durchgeführt werden. In diesem Fall wäre es dann nicht mehr möglich, ein sehr aufwendiges Verfahren zur Fehlerverdeckung anzuwenden, sondern es würde ein einfacheres Fehlerverdeckungsverfahren eingesetzt, das zumindest eine Minimalqualität gewährleistet.

Es ist auch möglich, die überschüssige Prozessorleistung und/oder den Speicher eines weiteren, externen Gerätes für das erfindungsgemäße Verfahren zu nutzen. Bei dem externen Gerät kann es sich hierbei z. B. um ein Fernsehgerät oder eine Set-Top-Box handeln. Es ist aber ebenso möglich, den CD- bzw. DVD-Spieler mit einem Computer zu verbinden bzw. in diesen zu integrieren.

Die Erfindung kann für die Wiedergabe von digitalen Audiosignalen genutzt werden. Hierbei wird es sich insbesondere um Signale im PCM-Format handeln. Bei der PCM- Methode wird in durch die Abtastrate festgelegten Abständen der jeweils aktuelle Wert der Tonkurve ermittelt und in Zahlenform gespeichert, wobei jeweils eine bestimmte Anzahl von Bits (üblicherweise zwischen 8 und 24) zusammengefaßt wird. Es kann sowohl eine Wiedergabe von Audio-CDs durch einen CD-Spieler oder DVD-Spieler als auch von DVD's mit PCM-Audiodaten auf einem DVD-Spieler erfolgen. Auch eine Anwendung für die Audiowiedergabe von Mini-Disks ist denkbar.

Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf das Auslesen, Bearbeiten und Wiedergeben von Audiosignalen beschränkt. Vielmehr können ebenso Datenfehler bei Videodaten oder sonstigen Daten bearbeitet und/oder korrigiert werden. Es ist daher auch eine Anwendung bei der Wiedergabe von Video- CDs, Photo-CDs, CD-ROMs, selbstbespielten CD-Rs oder anderen optisch auslesbaren Datenträgern auf einem DVD- Spieler oder anderen zukünftigen Weiterentwicklungen denkbar.

Claims (9)

1. Verfahren zur Bearbeitung und Ausgabe von Daten, die von einem Datenträger ausgelesen und zwischengespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Anzahl der zwischengespeicherten Daten eine von verschiedenen Bearbeitungsmethoden ausgewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der zwischengespeicherten Daten von der Fehlerrate dieser Daten abhängt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten von dem Datenträger mit einer ersten Geschwindigkeit ausgelesen werden und nach der Zwischenspeicherung und Bearbeitung mit einer zweiten Geschwindigkeit ausgegeben werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei den verschiedenen Bearbeitungsmethoden verschieden aufwendige Fehlerverdeckungsmethoden durchgeführt werden, wobei die Fehlerverdeckungsmethoden dazu dienen, Fehler der Daten zu verringern, die nicht bereits durch eine Fehlerkorrektur beseitigt werden konnten.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten von dem Datenträger optisch ausgelesen werden, wobei es sich bei den Daten um Tonsignale handelt.

6. Vorrichtung zur Bearbeitung und Ausgabe von Daten, mit Mitteln (P) zum Auslesen eines Datenträgers, einem oder mehreren Speicher (M1, M2, M3) zum Zwischenspeichern der ausgelesenen Daten und Mitteln zur Bearbeitung (EC) der Daten, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Mittel zum Umschalten zwischen verschiedenen Bearbeitungsmethoden in Abhängigkeit vom Füllstand des Speichers oder der Speicher vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bearbeitung (EC) der Daten verschieden aufwendige Fehlerverdeckungsmethoden zur Verringerung von Datenfehlern durchführen können.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (P) zum Auslesen von Datenträgern für Datenträger mit unterschiedlichen Datenformaten geeignet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (P) zum Auslesen von Datenträgern eine Wiedergabe von Audio-CDs und DVDs ermöglichen, und Teil eines DVD-Spielers oder eines DVD-ROM-Laufwerks sind, wobei der DVD-Spielers oder das DVD-ROM- Laufwerks wiederum als separates Gerät ausgestaltet oder in ein anderes Gerät integriert sein kann.