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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Technisches
Gebiet
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Die
erfindungsgemäßen Anordnungen
betreffen allgemein Verfahren und Vorrichtungen, die erweiterte
Betriebsmerkmale für
Programme mit nur Audio, nur Video und sowohl Video als auch Audio bereitstellen,
die auf Plattenmedien wie zum Beispiel bespielbaren digitalen Videoplatten,
Festplatten und magnetooptischen Platten aufgezeichnet sind.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Es
wurden verschiedene Einrichtungen entwickelt, um es Verbrauchern
zu ermöglichen,
Video- und/oder Audioprogramme zur späteren Präsentation aufzuzeichnen. Zu
solchen Einrichtungen gehören
Kassettenrekorder, Videorekorder, bespielbare CDs und neuerdings
bespielbare DVDs (Digital Video Discs). Außerdem wurden Festplatten und
magnetooptische Platten verwendet.
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Eine
DVD, die nur einmal bespielt werden kann und danach im wesentlichen
ein DVD-Nurlesespeicher ist, wird mit der Abkürzung DVD-R bezeichnet. Die
Abkürzung
DVD-R wird im allgemeinen auch für
einmal beschreibbare oder einmal bespielbare Technologie verwendet.
Es sind mehrere Formate für DVDs
verfügbar,
die bespielt, gelöscht
und nochmals bespielt, d.h. überschrieben
oder wiederbeschrieben, werden sollen. Diese werden mit den Abkürzungen DVD-RAM,
DVD-RW und DVD+RW bezeichnet. Es wurde bisher noch kein einheitlicher
Industriestandard angenommen. Die Abkürzungen DVD-RAM, DVD-RW und
DVD+RW werden im allgemeinen auch für die jeweiligen wiederbeschreibbaren
Technologien verwendet. Der Bezug auf wiederbeschreibbare DVD-Technologie,
Einrichtungen und Verfahren soll hier allgemein alle Standards umfassen,
die nun verwendet werden, sowie diejenigen, die in der Zukunft entwickelt
werden können.
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Abhängig von
dem (etwaigen) Standard, der letztendlich angenommen wird, werden
bestimmte Aufzeichnungsverfahren, die zur Implementierung verschiedener
erweiterter Merkmale verwendet werden, mit allen dem Standard entsprechenden
Einrichtungen kompatibel sein, während
sich andere Aufzeichnungsverfahren aufgrund von fehlenden Übereinstimmungen
mit dem Standard als inkompatibel erweisen können. Trotzdem kann ein mit
anderen Einrichtungen inkompatibles bestimmtes proprietäres erweitertes
Merkmal vom Standpunkt eines Verbrauchers aus gesehen immer noch
sehr wünschenswert
sein. Das Ergebnis ist lediglich, dass eine gemäß einem inkompatiblen erweiterten
Merkmal hergestellte Aufzeichnung nicht auf der Einrichtung eines
anderen Herstellers abgespielt werden kann, auch wenn herkömmliche
Aufzeichnungen völlig kompatibel
und portierbar sind.
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In
vielen Fällen
werden die Programmpräsentationen
in Abwesenheit des Betrachters und/oder Zuhörers zur Präsentation zu einem späteren, passenderen
Zeitpunkt aufgezeichnet. Man bezeichnet dies als Zeitverschiebung
des Programms. In anderen Fällen
wird ein Programm betrachtet und/oder angehört, ohne dass es aufgezeichnet
wird und ohne jegliches Interesse an einer Aufzeichnung, aber die
Aufmerksamkeit des Betrachters und/oder Zuhörers wird zum Beispiel durch
einen Telefonanruf oder einen unerwarteten Besucher unterbrochen. Wenn
der Betrachter und/oder Zuhörer
zum Beispiel ein Fernsehprogramm betrachtet und eine Kassette in
einem Videorecorder (VCR) hat oder eine solche Kassette schnell
herbeiholen und laden kann, kann das Programm aufgezeichnet werden.
Der Betrachter und/oder Zuhörer
kann jedoch erst nach dem Ende der Aufzeichnung das Programm vollständig und
in einer richtigen Zeitsequenz betrachten und/oder anhören. Die
Zeit bis zum Ende des Aufzeichnens kann abhängig von der Länge des
Programms kurz oder lang sein.
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Obwohl
wiederbeschreibbare DVD-Technologie allgemein verfügbar ist,
ist der Betrieb auf einfache Funktionen wie zum Beispiel Abspielen,
Aufzeichnen, schneller Vorlauf, Rücklauf und Stop begrenzt. Pause
ist verfügbar,
aber nur als Gegenstück zu
der Pause-Operation bei einem VCR, zum Beispiel durch Unterbrechen
des Wiedergebens eines im voraus aufgezeichneten Programms oder
Unterbrechen des Aufzeichnens eines betrachteten Programms, um Werbung
aus der Aufzeichnung zu eliminieren. Im Gegensatz zu Computerfestplatten
weisen bespielbare DVD-Einrichtungen eine sehr signifikante zusätzliche
Funktion auf, und zwar das Abspielen im voraus aufgezeichneter DVDs.
Es besteht somit ein wirtschaftlicher Anreiz, wiederbeschreibbare DVD-Technologie zu entwickeln,
einschließlich
Verfahren und Einrichtungen, die anstelle eines Computer-Festplattenlaufwerks
verwendet werden können. Es
ist eine Herausforderung, solche Einrichtungen mit verbesserten
vorteilhaften Merkmalen ohne Kompromisse bei dem Ziel des Verringerns
von Kosten und des Erhöhens
der Verkäufe
bereitzustellen.
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DVD-Maschinen
weisen in der Regel eine 1X-Lese- und 1X-Schreibfähigkeit auf. Solche Einrichtungen
können
typischerweise maximale Datenraten zum Aufzeichnen oder Abspielen
von ungefähr 11
Megabit/Sekunde aufweisen. Ein Schlüsselelement für die Implementierung
bestimmter Kopierfunktionen für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist somit die relativ langsame
Rate für
das Lesen und insbesondere Aufzeichnen von Daten auf einer DVD.
Diese langsame Rate ist zu einem großen Teil auf die Beschaffenheit
der mechanischen Baugruppe herkömmlicher
DVD-Einrichtungen und dem Lesen und insbesondere Schreiben von Daten
auf eine optische Platte zugeordnete Begrenzungen zurückzuführen.
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Zum
Beispiel ermöglicht
die schnelle Lesezugriffsfähigkeit
herkömmlicher
Computer-Festplattenlaufwerke ein Lesen von Daten aus nicht zusammenhängenden
Speicherstellen auf der Magnetplatte ohne jegliche anscheinende
Unterbrechung in den Daten. Mit der relativ langsameren Lesegeschwindigkeit
einer DVD muss im Vergleich dazu der Datenstrom, der sich physisch
auf der Platte befindet, ungefähr
zusammenhängend
sein, um Diskontinuitäten beim
Abspielen von Video- oder anderen Medien zu vermeiden. Ein DVD-Kopiermerkmal
erfordert somit ein physisches Umschreiben von Daten an die richtige
Stelle auf der Platte und darf nicht nur einfach Zeiger oder Sprungbefehle
verwenden, um Bereiche der Platte physisch zu trennen.
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Es
versteht sich, dass für
ein physisches Kopieren von Videodaten von einer Plattenstelle zu
einer anderen, wie oben beschrieben, eine DVD-Einrichtung einen
Direktzugriffsspeicher (RAM) zum Speichern von zu transferierenden
Videodaten aufweisen muss. Um diese Aufgabe effizient durchzuführen, ist
es tatsächlich
hilfreich, wenn so viel RAM wie möglich verfügbar ist. Das Hinzufügen von
zusätzlichem
RAM in einer DVD-Einrichtung führt
jedoch zu zusätzlichen
Kosten, die für
Verbraucher möglicherweise
nicht annehmbar sind. Tatsächlich
ist ein Schlüssel
für den
Erfolg solcher DVD-Produkte die Fähigkeit von Herstellern, neue
und nützliche Merkmale
hinzuzufügen
und dabei weiter die Kosten zu verringern. Es wird dementsprechend
eine Lösung
des Problems benötigt,
durch die das DVD-Kopiermerkmal ohne das Hinzufügen oder die Kosten von zusätzlichem
Speicher implementiert werden kann.
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Wiederbeschreibbare
DVD-Technologie verwendet typischerweise MPEG-2-Kodierer und -Dekodierer,
und man findet viele Abkürzungen,
die mit MPEG-2 zusammenhängen.
Zum Beispiel muss bei dem DVD-Standard der Videoinhalt auf der Platte
in Videoobjekteinheiten (VOBUs) aufgeteilt werden, wobei jede VOBU
typischerweise 0,4 bis 1,0 Sekunden Präsentationsmaterial enthält. Jede
VOBU beginnt mit einem Navigationspack (NV PCK oder NAV PACK). Der
Navigationspack enthält
viele Navigationsinformationen, von denen manche für Trick-Betriebsarten
sehr nützlich
sind. Trick-Betriebsarten
bedeuten hierbei alle Betriebsarten für bespielbare Plattenmedien,
die von der Standard- Abspielbetriebsart verschieden
sind. Zu solchen Betriebsarten kann also Rücklauf, schneller Vorlauf,
Pause-Modus und so
weiter gehören.
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Der
Navigationspack enthält
Präsentationssteuerinformationen
(PCI) und Datensuchinformationen (DSI). Ein Beispiel ist das Hinzufügen der
Startadressen für
viele der nahegelegenen VOBUs. Dies kann das Vorwärts- oder
Rückwärtsspringen
zu der nächsten
VOBU ermöglichen
oder für
eine schnellere Trick-Betriebsart das Vorwärts- oder Rückwärtsspringen zu der zweiten
VOBU oder zu der dritten usw. Ein weiteres Beispiel ist das Hinzufügen der
Endadresse für
die ersten drei Referenzbilder in der VOBU. Darüber hinaus werden keine Hinweise
bezüglich
der Struktur der VOBU gegeben.
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Jeder
Videoobjektsatz (VOBS) enthält
mehrere Videoobjekte. Jedes Videoobjekt enthält mehrere Zellen. Jede Zelle
enthält
mehrere VOBUs. Jede der VOBUs, die den Videoinhalt der Platte enthalten, enthält in der
Regel 0,4 bis 1,0 Sekunden Präsentationsmaterial.
Eine typische VOBU in einem kommerziellen Spielfilm enthält 0,5 Sekunden
Präsentationsmaterial,
das einer Gruppe von Bildern (GOP) entspricht. Jede VOBU ist eine
Sequenz von Packs in Aufzeichnungsreihenfolge. Jede VOBU beginnt
mit genau einem Navigationspack und umfasst alle folgenden Arten
von Packs, darunter einen Videopack (V PCK), einen Audiopack (A
PCK) und einen Subbildpack (SP PCK).
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Datensuchinformationen
(DSI) helfen dem Dekodierer dabei, Referenzbilder in der dem aktuellen
Nav Pack entsprechenden VOBU zu finden. Die DSI helfen dem Dekodierer
außerdem
dabei, relativ zu der aktuellen VOBU weit in der Zukunft oder in
der Vergangenheit von Präsentationsdaten
liegende VOBUs zu finden. Die VOBUs, die relativ zu der aktuellen
VOBU-Präsentation
in der Vergangenheit liegen, werden in Feldern des Nav Pack, die
als die BWDI (Rückwärtsinformation)
bekannt sind, referenziert. Die VOBUs, die relativ zu der aktuellen
VOBU-Präsentation
in der Zukunft liegen, werden in Feldern des Nav Pack, die als FWDI
(Vorwärtsinformation) bekannt
sind, referenziert. Ein Beispiel ist das Hinzufügen der Startadressen für viele
der nahegelegenen VOBUs, bis zu +240 VOBU-Vorwärts- und –240 VOBU-Rückwärtsrichtungen. Dies kann das
Vorwärts- oder
Rückwärtsspringen
zu der nächsten
VOBU ermöglichen,
oder, für
eine schnellere Trickbetriebsart, zu der zweiten VOBU oder zu der
dritten usw. Die Video-, Audio-, Subbild-, Präsentationssteuerinformationen
und Datensuchinformationen sind die fünf Komponenten des DVD-Bitstroms.
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Kurze Darstellung
der Erfindung
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Es
wird ein in Anspruch 1 definiertes Verfahren zum Kopieren einer
aufgezeichneten Reihe von Bits von einer ersten Stelle zu einer
zweiten Stelle auf einem wiederbeschreibbaren Plattenmedium bereitgestellt.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: selektives Markieren
eines Anfangspunkts und eines Endpunkts eines Segments der aufgezeichneten Bitreihe
und einer Stelle, an die das Segment kopiert werden soll, vor dem
Leseschritt. Danach werden Videodaten, die mindestens einen Teil
des Segments der zu kopierenden aufgezeichneten Bitreihe umfassen,
aus der Platte gelesen und in einem Spurpuffer einer DVD-Einrichtung
gespeichert. Mindestens ein Teil der Videodaten aus dem Spurpuffer
wird danach direkt durch einen Steuerprozessor der DVD-Einrichtung
aus dem Spurpuffer in den Aufzeichnungspuffer transferiert. Als
letztes wird der in dem Spurpuffer gespeicherte Teil der Videodaten
an die zweite Stelle geschrieben.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung kann das Verfahren außerdem den Schritt des Modifizierens
von Navigationspack, Videopack-, Audiopack- und/oder Subbildpackdaten
umfassen, so dass solche Informationen für das kopierte Segment bezüglich der
zweiten Stelle korrekt sind. Ähnlich
kann das Verfahren das Modifizieren einer VTSI und der VMGI auf
der die zweite Stelle enthaltenden Platte umfassen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt kann das Verfahren den Schritt des Vergleichens
eines Videoformats des Segments mit einem Videoformat des Bitstroms
an der zweiten Stelle umfassen. Durch einen solchen Vergleich kann
die Steuer-CPU bzw. der Steuerprozessor bestimmen, ob das Videoformat
der Quelle mit dem Ziel übereinstimmt.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
wird eine in Anspruch 8 definierte DVD-Einrichtung zum Kopieren
einer aufgezeichneten Bitreihe aus einer ersten Stelle an eine zweite
Stelle auf einem wiederbeschreibbaren Plattenmedium bereitgestellt.
Die Einrichtung enthält
geeignete DVD-Lese- und -Schreibschaltkreise
und spezielle Programmierung zur Implementierung der hier beschriebenen
Kopierfunktion. Die Einrichtung enthält Schnittstellenschaltkreise
und Software, damit ein Benutzer selektiv einen Anfangspunkt und
einen Endpunkt eines Segments der aufgezeichneten Bitreihe und eine
Stelle, an die das Segment kopiert werden soll, markieren kann.
Die Einrichtung enthält
Schaltkreise und Programmierung zum Lesen aus den Plattenvideodaten, die
mindestens einen Teil des Segments der aufgezeichneten Bitreihe
umfassen, und zum Speichern solcher Daten in einem Spurpuffer der
DVD-Einrichtung. Es werden ein Steuerprozessor und geeignete Schnittstellenschaltkreise
bereitgestellt, die bewirken, dass mindestens ein Teil der Videodaten
aus dem Spurpuffer anschließend
direkt aus dem Spurpuffer zu dem Aufzeichnungspuffer transferiert
wird. Die Einrichtung enthält
weiterhin geeignete Schaltkreise und Programmierung, um zu bewirken,
dass der in dem Spurpuffer gespeicherte Teil der Videodaten an die
zweite Stelle geschrieben wird.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung kann die Einrichtung die Schaltkreise und Software
zum Modifizieren von Navigationspack-, Videopack-, Audiopack- und/oder
Subbildpackdaten umfassen, so dass solche Informationen für das kopierte
Segment bezüglich
der zweiten Stelle korrekt sind. Ähnlich kann die Einrichtung
Schaltkreise und etwaige notwendige Software zum Modifizieren einer
VTSI und der VMGI auf der die zweite Stelle enthaltenden Platte
umfassen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt kann die Einrichtung die Schaltkreise und Verarbeitungsfähigkeit zum
Vergleichen eines Videoformats des Segments mit einem Videoformat
des Bitstroms an der zweiten Stelle umfassen. Durch einen solchen
Vergleich kann die Steuer-CPU oder der Steuerprozessor bestimmen,
ob das Videoformat der Quelle mit dem Ziel übereinstimmt.
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Wenn
der das Videosegment umfassende Inhalt immer noch nützlich ist,
kann er schließlich
vorübergehend
in einem verfügbaren
Speicherraum gespeichert werden, bis er überschrieben wird. Dieses Segment
kann also im Speicher verbleiben, um an eine andere Stelle kopiert
zu werden, falls der Benutzer dies wünschen sollte.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockschaltbild einer DVD-Einrichtung für wiederbeschreibbare DVDs,
die gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
mit einem oder mehreren erweiterten Betriebsmerkmalen ausgestattet
werden kann.
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2 ist
ein Diagramm zur Veranschaulichung der Spiralspur auf einer wiederbeschreibbaren DVD.
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3 ist
ein Diagramm zur Erläuterung
der Organisation einer Video-Platte.
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4a bis 4d dienen
zur Erläuterung
eines Kopiermerkmals gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen.
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5 ist
ein Flussdiagramm zur Erläuterung des
Prozesses für
das Kopiermerkmal gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Bespielbare
DVD-Einrichtung
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Eine
Einrichtung 100 zur Implementierung der verschiedenen erweiterten
Betriebsmerkmale gemäß den hier
gelehrten erfindungsgemäßen Anordnungen
verwendet ein wiederbeschreibbares Plattenmedium 102 gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
und ist in Blockschaltbildform in 1 gezeigt.
Das wiederbeschreibbare Plattenmedium 102 ist bei der dargestellten
Ausführungsform
als eine wiederbeschreibbare DVD realisiert. In vielen Fällen kann,
wie sich versteht, das wiederbeschreibbare Plattenmedium zum Beispiel
auch ein Festplattenlaufwerk oder eine magnetooptische Platte (MOD) sein.
Eine Minidisk ist zum Beispiel eine MOD. In vielen Fällen sind
die erfindungsgemäßen Anordnungen auf
Video oder Audio oder sowohl auf Video als auch auf Audio anwendbar.
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Die
Einrichtung 100 kann auf das Plattenmedium, in diesem Fall
eine wiederbeschreibbare DVD 102, schreiben und von diesem
lesen. Die Einrichtung umfasst eine mechanische Baugruppe 104,
einen Steuerteil 120, einen Video/Audioeingangsverarbeitungsweg 140 und
einen Video/Audioausgangsverarbeitungsweg 170. Die Zuteilung
des größten Teils
der Blöcke
zu verschiedenen Teilen oder Wegen ist offensichtlich, während die
Zuteilung eines Teils der Blöcke
der Einfachheit halber vorgenommen wird und für das Verständnis der Funktionsweise der
Einrichtung nicht kritisch ist.
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Die
mechanische Baugruppe 104 umfasst einen Motor 106 zum
Drehen der DVD 102 und eine Abnehmerbaugruppe 108,
die dafür
ausgelegt ist, über
die sich drehende Platte bewegt zu werden. Ein Laser auf der Abnehmerbaugruppe
brennt Flecken auf eine spiralförmige
Spur auf der Platte oder beleuchtet bereits auf die Spur gebrannte
Flecken zum Aufzeichnen und Abspielen von Video- und/oder Audioprogrammmaterial.
Für das
Verständnis
der Erfindung ist es irrelevant, ob die Platte auf einer oder auf zwei
Seiten bespielbar ist oder, im Fall einer doppelseitigen Aufzeichnung,
ob das doppelseitige Aufzeichnen oder anschließende Lesen von der Platte von
derselben Seite der Platte oder von beiden Seiten der Platte stattfindet.
Der Abnehmer und der Motor werden durch einen Servo 110 gesteuert.
Der Servo 110 empfängt
außerdem
das Abspielsignal von aus der spiralförmigen Spur der Platte 102 gelesenen Daten
als erste Eingabe. Das Abspielsignal ist außerdem eine Eingabe für eine Fehlerkorrekturschaltung 130,
die als Teil des Steuerteils oder als Teil des Video/Audioausgangsverarbeitungsweges
betrachtet werden kann.
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Der
Steuerteil 120 umfasst eine Steuer-Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 122 und
eine Navigationsdatenerzeugungsschaltung 126. Die Steuer-CPU 122 führt der
Navigationsdatenerzeugungsschaltung 126 ein erstes Eingangssignal
zu, und der Servo 110 führt
der Navigationsdatenerzeugungsschaltung 126 ein zweites
Eingangssignal zu. Der Servo kann auch als Teil des Steuerteils
betrachtet werden. Die Navigationsdatenerzeugungsschaltung 126 führt dem
Multiplexer (MUX) 154, der einen Teil des Video-/Audioeingangsverarbeitungsweges 140 bildet,
ein erstes Eingangssignal zu. Die Ausgabe des MUX 154 ist
eine Eingabe für
eine Fehlerkorrekturkodierungsschaltung 128. Die Ausgabe
der Fehlerkorrekturkodierungsschaltung 128 ist ein dem
Abnehmer 108 zugeführtes
aufzeichenbares Eingangssignal, das durch den Laser auf die spiralförmige Spur
auf der Platte 102" gebrannt" wird.
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Die
Steuer-CPU 122 hat außerdem
vorzugsweise Zugang zu den in dem Spurpuffer 172 und dem Aufzeichnungspuffer 152 enthaltenen
Daten (siehe 1). Die CPU 122 kann
zum Zweck der Implementierung der erfindungsgemäßen Anordnungen in dem Spurpuffer 172 und
in dem Aufzeichnungspuffer 152 gespeicherte Videodaten
löschen,
modifizieren und umformatieren. Für die von der Steuer-CPU 122 durchgeführten herkömmlichen
Operationen wird geeignete Software oder Firmware im Speicher vorgesehen.
Zusätzlich
werden Programmroutinen für
die erweiterten Merkmale 134 zur Steuerung der CPU 122 gemäß der Erfindung
bereitgestellt, wie später ausführlicher
beschrieben werden wird.
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Ein
Steuerpuffer 132 für
betrachteraktivierbare Funktionen gibt die Funktionen an, die zur
Zeit verfügbar
sind, nämlich
Abspielen, Aufzeichnen, Rücklauf,
schneller Vorlauf, Pause/Spielen und Stop. Pause ist ein Gegenstück der Pause-Operation
in einem VCR, das zum Beispiel das Abspielen eines im voraus aufgezeichneten
Programms manuell unterbricht oder das Aufzeichnen eines betrachteten
Programms unterbricht, um Werbung aus der Aufzeichnung zu eliminieren.
Ein getrennter Puffer 136 ist vorgesehen, um Befehle zur
Implementierung der hier gelehrten erfindungsgemäßen Anordnungen zu empfangen.
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Der
Video-/Audioeingangsverarbeitungsweg 140 ist eine Signalverarbeitungsschaltung
zum Umsetzen eines herkömmlichen
Fernsehsignals (zum Beispiel NTSC oder PAL) in digitalisierte Paketdaten
(zum Beispiel MPEG-1 oder MPEG-2) zur digitalen Aufzeichnung durch
die Einrichtung 100. Der Eingangsweg 140 umfasst
einen NTSC-Dekodierer 142 und einen Videokodierer (zum
Beispiel MPEG-1 oder MPEG-2) 144 für Videoeingang und einen Audio-Analog/Digital-Umsetzer (A/D) 146 und
einen Audiokodierer (zum Beispiel MPEG-1 oder MPEG-2) 148.
Die digitalisierten Signale werden in einem Multiplexer 150 kombiniert
und in einem Aufzeichnungspuffer 152 gespeichert, bis ein
vollständiges
Paket konstruiert worden ist. Während
Paketgruppen konstruiert werden, werden sie in dem MUX 154 mit
der Ausgabe der Navigationsdatenerzeugungsschaltung kombiniert und
zu der Fehlerkorrekturkodierungsschaltung 128 gesendet.
Die Fehlerkorrekturkodierungsschaltung 128 kann auch als
Teil des Eingangsweges 140 angesehen werden.
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Eine
praktische Angelegenheit ist, dass die kleinste adressierbare Einheit
auf der Spiralspur einer DVD ein ECC-Block (ECC: Fehlerkorrekturcode) von
16 Sektoren ist, wobei jeder Sektor 2048 Byte Benutzerdaten enthält. Eine
Gruppe ist eine Anzahl von ECC-Blöcken (zum Beispiel 12). Jede
Gruppe von Blöcken
repräsentiert
ungefähr
0,5 Sekunden kombiniertes Video- und Audioprogrammmaterial. Die
Menge an linearem Raum entlang der Spiralspur, die zur Aufzeichnung
einer Gruppe von ECC-Blöcken (zum
Beispiel 192 Sektoren) notwendig ist, wird hier als ein Segment
der Spiralspur definiert. Folglich kann es scheinen, dass der Aufzeichnungspuffer
nur groß genug
sein muss, um ein Datensegment zu speichern. Ein Datensegment kann
zum Beispiel ungefähr
0,5 Sekunden Audio- und Videoprogrammmaterial entsprechen.
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Der
Ausgangsverarbeitungsweg 170 umfasst einen Fehlerkorrekturblock 130 und
einen Spurpuffer oder Ausgangspuffer 172, in dem aus der
Platte gelesene Daten zur weiteren Verarbeitung zu Paketen zusammengefügt werden.
Die Pakete werden durch die Schaltung 174 für bedingten
Zugriff verarbeitet, die die Ausbreitung der Pakete durch den Demultiplexer 176 und
in die jeweiligen Wege für
Video- und Audioverarbeitung
steuert. Folglich kann es auch erscheinen, dass der Spurpuffer 172 nur
groß genug sein
muss, um ein Datensegment zu speichern, das ebenfalls ungefähr 0,5 Sekunden
Audio- und Videoprogrammmaterial entspricht.
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Das
Videosignal wird durch den Dekodierer 178 (zum Beispiel
aus MPEG-1 oder MPEG-2) dekodiert und als ein herkömmliches
Fernsehsignal kodiert (zum Beispiel NTSC oder PAL). Das Audiosignal wird
durch die Schaltung 182 dekodiert (zum Beispiel aus MPEG-1
oder MPEG-2) und durch den Audio-Digital/Analog-(D/A-)Umsetzer 184 in
analoge Form umgesetzt. Der Audioverarbeitungsweg 170 kann wie
bereits erwähnt
als die Fehlerkorrekturschaltung 130 enthaltend betrachtet
werden.
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DVD-Medien
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Zur
Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Anordnungen kann Programmmaterial
auf eine wiederbeschreibbare DVD aufgezeichnet und von einer wiederbeschreibbaren
DVD abgespielt werden. Eine in 2 gezeigte
wiederbeschreibbare DVD 10 eignet sich zur Verwendung als
Platte 102 in der Einrichtung 100. Die Platte 10 wird
durch ein flaches, rundes, kunststoffscheibenartiges Bauteil 12 mit
einem Loch 14 in der Mitte gebildet. Die Aufzeichnungsrichtung
auf der Spur verläuft
typischerweise nach außen
entlang einer Spiralspur 16 von einem Teil mit kleinerem
Radius der Spirale zu einem Teil mit größerem Radius der Spirale. Die
mehreren Reihen dreier großer
Punkte (_ _ _) bedeuten Teile der Spur, die in der Zeichnung nicht
gezeigt sind. Der Anfang der Spiralspur wird folglich als in der
Nähe des Lochs 14 befindlich
betrachtet und durch das Quadrat 18 bezeichnet. Das Ende
der Spirale wird als in der Nähe
des Rands endend betrachtet und durch die Raute 20 bezeichnet.
Fachleute akzeptieren im allgemeinen die Definition des Anfangs
und des Endes der Spirale wie erwähnt. Bestimmte erweiterte Merkmale
gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
verwenden eine Rückwärtsaufzeichnung, d.h.
von dem Teil mit größerem Radius
der Spirale zu einem Teil mit kleinerem Radius der Spirale. Die
Spur kann auch ein in der Zeichnung nicht gezeigtes Wobbeln von
Seite zu Seite aufweisen, um Medientypindizierung zu ermöglichen.
Aufgrund von Maßstabschwierigkeiten
sind nur Teile der Spur 16 in einem stark vergrößerten Maßstab gezeigt.
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Jeder
nahezu kreisförmige,
radial konzentrische Abschnitt der Spirale wird manchmal als Spur bezeichnet,
aber diese Terminologie wird nicht weithin als diese spezifische
Bedeutung aufweisend akzeptiert. Zum Beispiel wird bei CD-ROMs der Ausdruck
Spur auch für
den Teil der Spiralspur verwendet, der einen einzelnen Audio-Titel
oder eine andere Auswahl enthält,
und das gleiche kann auch für DVDs üblich werden
oder nicht.
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Es
ist häufig
notwendig, während
des Betriebs um eine Umdrehung der Spur zurückzuspringen, da die Drehgeschwindigkeit
des Plattenmediums größer als
notwendig ist. Dabei handelt es sich um eine übliche Technik, die Fachleuten
bekannt ist.
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Wie
in 3 gezeigt, enthält jede DVD einen Videomanager 26 und
den Videotitelsatz (VTS) 28. Der VTS enthält Videotitelsatzinformationen
(VTSI) 27, einen optionalen Videoobjektsatz für das Menü 29,
einen oder mehrere VOBS für
den Titel 30, der den eigentlichen Titelinhalt enthält, und
eine VTSI-Reserve 31. Jeder VOBS 30 besteht aus
mehreren Videoobjekten 32. Jedes Videoobjekt 32 enthält mehrere
Zellen 34. Jede Zelle enthält mehrere VOBUs 36.
Jede der VOBUs 36, in denen der Videoinhalt der Platte
verankert ist, enthält
typischerweise 0,4 bis 1,0 Sekunden Präsentationsmaterial. Jede VOBU 36 ist
eine Sequenz von Packs 38 in Aufzeichnungsreihenfolge.
Jede VOBU beginnt mit genau einem Navigationspack und könnte alle
folgenden Arten von Packs umfassen, darunter Videopacks (V PCK),
Audiopacks (A PCK) und Subbildpacks (SP PCK).
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Die
VTSI 28 enthalten Steuerdaten, einschließlich Start- und Endadressen
für alle
Zellen 34 und Videoobjekteinheiten 36. Die VTSI
können
gegebenenfalls auch Sprungbefehle zum Bewegen von einer VOBU zu
einer anderen oder von einer Zelle zu einer anderen enthalten. Fachleute
werden mit solchen Sprungbefehlen vertraut sein, da sie in der DVD-Spezifikation definiert
werden. Die Sprungbefehle stellen eine Kontinuität des Programmabspielens sicher
und lenken das Lesen von Daten an verschiedenen Stellen auf der
Platte.
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Verschiedene
Modifikationen der in 1 dargestellten Einrichtung
und des in 2 dargestellten Plattenmediums
können
zusammen verwendet werden, um die hier gelehrten erweiterten Merkmale
gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen zu
implementieren. Es versteht sich, dass die hier gelehrten erweiterten
Merkmale auch auf andere Arten von Plattenmedien und Plattenmedienabspielgeräten und – rekordern
anwendbar sind.
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Ein
gültiger
DVD-Programmstrom wird in Präsentationseinheiten
segmentiert, die als VOBUs bekannt sind. Jede VOBU wird punktiert,
indem ihr erster Pack ein Navigationspack (Nav Pack) ist und die übrigen Packs
aus zugeordneten Video-, Audio- und Benutzerpräsentationsdatenpacks bestehen. Nav
Pack enthält
Präsentationssteuerinformationen sowie
Datensuchinformationen. Die Datensuchinformationen sind nützlich bei
der Durchführung
von "Trick"-Abspielbetriebsarten, das heißt allen
Betriebsarten, die von normalem Abspielen, Stop und Pause verschieden
sind. Ein Aspekt der Datensuchinformationen (DSI) besteht darin,
dass sie dem Dekodierer dabei helfen, Referenzbilder in der dem
aktuellen Nav Pack entsprechenden VOBU zu finden. Ein weiterer Aspekt
der DSI besteht darin, dass sie dem Dekodierer dabei helfen, VOBUs
zu finden, die relativ zu der aktuellen VOBU weit in der Zukunft
oder Vergangenheit der Präsentation
liegen. Die VOBUs, die relativ zu der aktuellen VOBU-Präsentation
in der Vergangenheit liegen, werden in Feldern des Nav Pack referenziert,
die als die BWDI (Rückwärtsinformationen)
bekannt sind. Die VOBUs, die relativ zu der aktuellen VOBU-Präsentation
in der Zukunft liegen, werden in Feldern des Nav Pack referenziert, die
als FWDI (Vorwärtsinformation)
bekannt sind.
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Kopieren,
Merkmal zum Editieren bespielbarer DVDs Bespielbare DVDs müssen einige
Editiermerkmale aufweisen, damit der Verbraucher seine eigenen Privatvideos
erstellen kann, wie zum Beispiel Hochzeiten, Geburtstagsfeiern usw.
Verbraucher könnten
wünschen,
Teile aufgezeichneter Videos zur Verwendung in verschiedenen Videopräsentationen
zu kopieren. Diesbezüglich
wird gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
für einen DVD-Rekorder
eine COPY-Funktion bereitgestellt. Die COPY-Funktion wird zum Kopieren
eines Segments entweder innerhalb einer Platte oder von einer Platte
zu einer anderen Platte verwendet. Diese Funktion liefert die Möglichkeit,
einen Bitstrom auf einer bespielbaren DVD-Platte zu editieren. Die
Kopierfunktion ist sehr nützlich
für persönliche Bildschirmschoner,
Fotokopie und mehr.
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Aufgrund
der relativ langsamen Zugriffszeiten zum Lesen und Schreiben von
Daten bei einer DVD ist es nicht praktikabel, Zeiger oder Sprungbefehle
zu verwenden, um das Lesen von Daten aus physisch getrennten Bereichen
der Platte zu lenken. Solche Sprünge
führen
zu Diskontinuitäten
beim Abspielen von Videosignalen. Statt dessen erfordert das Kopieren
ein physisches Umschreiben von Daten an die neue Stelle der Platte,
wenn eine nahtlose Präsentation
gewünscht
wird. Um diese Aufgabe effizient zu lösen, ist es hilfreich, wenn
soviel RAM wie möglich
zum Speichern von zu kopierenden Daten verfügbar ist, ohne dass die Kosten
der DVD-Einrichtung vergrößert werden.
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Gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
wird das obige Problem gelöst,
indem der in 1 gezeigte DVD-Rekorder so entworfen
wird, dass die Steuer-CPU 122 sowohl auf den Aufzeichnungspuffer 152 als
auch auf den Spurpuffer 172 (der auch als der Abspiel-
oder Lesepuffer bezeichnet wird) zugreifen kann. Die Größe des Aufzeichnungspuffers 152 und
des Spurpuffers 172 ist im Vergleich zu der großen Menge
an Videodaten auf der Platte relativ klein. Zum Beispiel kann eine
typische DVD-Einrichtung nur 128 Mbit RAM aufweisen, der für den Spurpuffer
und den Aufzeichnungspuffer verwendet wird. Wenn der Kopierbefehl
nicht in Echtzeit implementiert werden muss, kann diese minimale Speichermenge
jedoch ausreichen, damit das Kopiermerkmal ohne zusätzliche
signifikante Hardwarekosten implementiert werden kann.
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5 ist
ein Flussdiagramm des Prozesses zur Implementierung des DVD-Kopiermerkmals
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Zur Implementierung eines Editiermerkmals kann eine EDIT-Taste
auf einer Fernbedienungseinrichtung vorgesehen werden. Wenn die
Taste EDIT gedrückt
wird, wird dies im Schritt 502 erkannt. Als Reaktion darauf
kann im Schritt 504 ein Schirmbild 70 mit EDIT
als Titel und mit allen Editierfunktionen oder einem Teil davon,
wie zum Beispiel DELETE, COPY, UNDELETE usw., wie in 4(a) gezeigt, angezeigt werden. Das Schirmbild
kann auf einer in die DVD-Einrichtung integrierten Anzeigeeinrichtung
oder auf einem zugeordneten Videomonitor, dem die DVD Videopräsentationen
anzeigt, angezeigt werden.
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Die
COPY-Funktion erfordert ein Markieren des Segments, das kopiert
wird, und die Angabe der Plattenstelle, an der das Segment eingefügt werden soll.
Gemäß einer
Ausführungsform
wird, wenn eine COPY-Taste 71 im Schritt 506 gewählt wird,
der Benutzer im Schritt 508 aufgefordert, am Anfang und am
Ende des Segments, das kopiert wird, wie in 4(b) gezeigt
eine Markierung 72, 74 einzugeben. Im Schritt 508 wird
außerdem
der Benutzer vorzugsweise aufgefordert, die Stelle anzugeben, an
der das kopierte Segment eingefügt
werden soll. Das Markieren kann durch ein beliebiges geeignetes
Verfahren erreicht werden, das eine zuverlässige und genaue Angabe der
Stelle liefert, an der das Segment beginnt und endet. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
kann das Markieren dadurch erreicht werden, dass an einer der Steuer-CPU 122 zugeordneten Speicherstelle
eine Plattensektornummer oder eine Adresse, die den Anfang einer
VOBU 36 identifiziert, gespeichert wird. Die genaue Art
der Markierung ist jedoch nicht kritisch, und es kann jedes beliebige
andere geeignete Verfahren für
diesen Zweck ausgewählt
werden. Der Trickmodus kann benutzt werden, um es dem Benutzer zu
erlauben, das Programm zur Markierung der Anfangs- und Endpunkte
zu scannen.
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4(d) ist eine Darstellung eines Bitstroms, wobei
ein Segment 73 gezeigt ist, das von einem Benutzer gemäß Schritt 508 als
zu kopieren markiert wurde. Nachdem das Segment 73 markiert wurde,
kann ein (nicht gezeigtes) Schirmbild angezeigt werden, um eine
Bestätigung
des Editierens zu ermöglichen.
Wenn das Editieren bestätigt
wird, wird im Schritt 510 eine COPY-Tabelle 80 erzeugt,
die gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
zur Durchführung
der COPY-Funktion benutzt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die
Informationen bezüglich
des zu kopierenden Segments 73 im Speicher in einer COPY-Tabelle wie
in 4(c) gezeigt gespeichert werden.
Die COPY-Tabelle 80 kann einen Segmentidentifikationsnamen 82,
eine Startadresse 84 des kopierten Segments und eine Endadresse 86 des
kopierten Segments enthalten.
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Beim
Kopieren bewirkt die Steuer-CPU 122 das Lesen relativ kleiner
Teile des Segments 73 von der DVD 102 im Schritt 514 und
das Speichern dieser in dem Spurpuffer 172. Die von der
Platte gelesenen Datenteile werden vorzugsweise so ausgewählt, dass
sie ungefähr
den Spurpuffer-RAM 172 füllen. Der Inhalt des Spurpuffers 172 kann
dann im Schritt 516 zu dem Aufzeichnungspuffer 152 transferiert werden.
Der Inhalt des Spurpuffers wird dann im Schritt 518 physisch
an die neue Stelle auf der DVD 102 geschrieben. Wenn die
CPU bestimmt, dass der größte Teil
des Inhalts des Aufzeichnungspuffers 152 zu der DVD 102 transferiert
wurde, dann kann die CPU im Schritt 520 die DVD-Einrichtung 100 anweisen,
einen zusätzlichen
Teil des Segments 73 zu lesen. Im Schritt 512 bestimmt
die CPU, ob das gesamte Segment 73 von der Platte in den
Spurpuffer kopiert wurde. Wenn nicht, wird der Prozess wie in den Schritten 514 bis 520 gezeigt
fortgesetzt. Im Schritt 512 wird jedoch, wenn der gesamte
Inhalt des Segments als an die neue Stelle auf der Platte kopiert
bestimmt wurde, der Prozess im Schritt 522 abgeschlossen.
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Wieder
mit Bezug auf 1 kann ein Flash-Speicher 145 in
bestimmten DVD-Einrichtungen 100 enthalten sein. Solcher
Speicher dient zur Implementierung bestimmter Merkmale, wie zum Beispiel
des Herunterladens von Internet-Daten oder MP3-Dateien. Zum Beispiel
kann der Flash-Speicher für
MP3-Dateien eine
Größe von 32
Mbyte oder 64 Mbyte aufweisen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnungen kann
das Kopierproblem also auch mit minimalen zusätzlichen Kosten gelöst werden,
indem solcher Flash-Speicher zum Speichern des zu kopierenden Videodatensegments 73 verwendet
wird. Obwohl er nicht unbedingt so schnell wie herkömmlicher
schneller RAM ist, kann solcher Flash-Speicher 145 trotzdem
als geeigneter Videopuffer verwendet werden, insbesondere wenn die
Kopierfunktion nicht in Echtzeit implementiert werden muss.
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Wenn
Flash-Speicher verwendet wird, kann ein Segment 73 wie
oben beschrieben in mehrere Stücke
aufgeteilt werden, und jedes Stück
kann in dem Flash-Speicher gehalten werden. Die Daten zwischen Startadresse
und Endadresse werden in den Flash-Speicher eingelesen und dann
an die neue Stelle auf der Platte geschrieben, bis alle Daten kopiert
sind. Dann wird die COPY-Tabelle verworfen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung werden als Teil des Kopierprozesses schutzrechtliche und
Bildgrößenprobleme
behandelt. Wenn das Programmmaterial geschützt ist, kann eine Warnung
angezeigt und der Kopierprozess beendet werden. Wenn die Bildgröße und das
Videoformat des Quellenvideosignals nicht mit dem Ziel übereinstimmen,
kann eine Warnung gegeben und der Prozess durch den Benutzer beendet
werden. Die Schritte der Schutzrecht- und Videoformatverifizierung
werden vorzugsweise vor der Erzeugung der COPY-Tabelle 80 durchgeführt. Die
Erfindung ist in dieser Hinsicht jedoch nicht begrenzt.
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Während des
Kopiervorgangs kann es notwendig werden, einen oder mehrere der
Navigationspacks, der Videopacks, der Audiopacks und der Subbildpacks
zu verändern.
Solche Veränderungen
sind notwendig, damit die darin enthaltenen Informationen in Bezug
auf die neue Stelle des Segments 73 auf der Platte korrekt
sind. In dieser Hinsicht versteht sich, dass das Einfügen des
Segments 73 in einen Bitstrom in manchen Fällen ein
Verschieben von einer Videopräsentation
zugeordneten existierenden Daten erfordern kann, um die Kontinuität des Abspielens
aufrechtzuerhalten. Wenn zum Beispiel das Segment 73 in
der Mitte einer Videopräsentation
eingefügt
wird, müssen
die Videodaten in dem Bitstrom, der dem Einfügepunkt folgt, verschoben werden,
um Platz für
die neuen Daten zu schaffen.
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Ähnlich ist
für Fachleute
ohne weiteres erkennbar, dass es, nachdem der Kopiervorgang abgeschlossen
ist, notwendig werden kann, die Zelleninformationen, die VTSI, die
VMGI und die Plattengrößendaten
zu verändern.