DE19710022A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung und Ausgabe von Daten - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung und Ausgabe von DatenInfo
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- G11B20/1876—Interpolating methods
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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.
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.
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.
Anhand der Fig. 1 wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben. Diese zeigt ein Blockschaltbild
eines erfindungsgemäßen DVD-Spielers.
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.
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