CN1251682A - 利用内容表(toc)机制以及利用通过包含最高级toc目录的根目录的基于文件的存取机制来存储以声频为中心的信息的一种方法和装置,和包含这种信息的单一存储媒体 - Google Patents

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Abstract

本声频信息利用规定各种声频项目在媒体上的实际配置的目录机制(TOC)存储在一种单一媒体上。除了TOC机制以外,还提供了一种基于文件的信息存取机制,该机制借助于一个根目录,该根目录包含指向各个声频项目的一个最高级别的TOC目录。

Description

利用内容表(TOC)机制以及利用通过包含最高级TOC目录 的根目录的基于文件的存取机制来存储以声频为中心的信息的 一种方法和装置，和包含这种信息的单一存储媒体
本发明涉及如权利要求1前序部分所述的一种方法。目前将数字声频信息存储在单一媒体例如光盘或磁带上的做法是十分普遍的。如果将声频有效地细分成多个子项，则提供内容表(TOC)使得能够以相对较快的方式存取信息。通常，一个TOC文件至少说明保存了什么和它保存在哪里，以便于家庭型播放器从中存取。一个最低级别的TOC文件，其在单级TOC结构中也是最高级别的TOC文件，从而立即指向声频项或记录道的内容。现在，这种声频信号也被用于个人计算机和类似环境中，其中这种应用的范围可能具有各种扩展的特征。声频供给者可能希望通过就象一个便携式播放器与一个全功能型多媒体机那样不同的多种平台直接存取这类信息。
因此，尤其是，本发明的目的是通过为播放器以及PC机提供并行但是兼容的可存取性，特别是，通过后者的文件结构，而能够按照不同的复杂级别进行声频管理。所以，根据本发明的一个方面，其特征在于如权利要求1特征部分所述。一个最低级别的目录，其在单级目录结构中也是最高级别或根目录，包含相关声频项或记录道的定位信息。但是，这种最低级别目录不能立即存取这些记录道的声频内容，而需要适合的应用程序以对于从属声频文件执行解释。
本发明的有利特征是提供一种多级TOC结构，以及提高存取灵活性的一种多级目录结构。
本发明还涉及利用该方法制成的单一存储媒体，和与这种存储媒体连系使用的阅读器或播放器。本发明的其它优越方面如从属权利要求所述。
下文中将参照对于优选实施例的描述，特别是参照附图更加详细地讨论本发明的这些和其它方面及优点，所说附图中：
图1a、1b表示一个记录载体；
图2表示一个放音装置；
图3表示一个记录装置；
图4表示使用本发明的一个文件系统；
图5表示本发明的一种第一存储结构；
图6表示本发明的一种第二存储结构；
表1规定了一种Master_TOC语法；
表2规定了一种Master_TOC_O语法；
表3规定了一种Disc_Info语法。
图1a表示具有记录道19和中心孔10的一种盘形记录载体11。记录道19具有多圈螺旋形状，在一个信息层上形成多条基本平行的记录道。所说载体可以是具有可记录或预先记录信息层的一个光盘。可记录光盘的例子如CD-R、CD-RW、和DVD-RAM，而CD音碟是一种预先记录光盘。预先记录光盘可以通过首先记录一张原盘，然后压制销售盘而制成。可记录记录载体上的记录道19是通过在制造空白记录载体时预压印的记录道结构来指示的。记录道可以具有预制沟槽14的构造以使读/写头在扫描过程中能够跟踪记录道19。信息是利用可光学检测的标记，例如凹坑和顶面，沿记录道记录在信息层上的。
图1b为沿可记录记录载体11的剖线b-b的剖面图，其中透明基片15之上承载记录层16和保护层17。预制沟槽14可以体现为刻痕、隆起、或与周围不同的材料特性。
为了方便使用者，已经将记录载体上的声频信息细分为多项，这些项目通常具有几分钟长，例如唱片上的歌曲或一部交响乐的乐章。通常所说记录载体还在诸如所谓的内容表(TOC)中包含标识这些项目的存取信息，或者包括在CD-ROM的文件系统如ISO9660中。所说存取信息可以包括播放时间和每一项目的起始地址，以及其它信息如歌曲名称。
声频信息在经过模数转换之后以数字表示形式记录。A/D转换的例子如对于CD声频信息以44.1kHz速率进行的每个采样值16比特的PCM转换和对于比特流以高过采样速率例如64xFs进行的1比特(增量调制。后一种方法是一种高质量编码方法，可以选择高质量解码和低质量解码，在后一种情况可以使用较为简单的解码电路。在下文中有关这一方面参照文献D5和D6。在经过A/D转换之后，将数字声频信号压缩为可记录在信息层上的可变比特速率的声频数据。以这样的速度从记录载体中读出压缩声频数据，使得当连续地再现声频信息时在解压缩之后能够恢复初始的时标。因此必须以依赖于变化比特速率的速度从记录载体中检索压缩数据。以所谓的传送速度，即从记录载体向解压缩器传送数据字节的速度从记录载体中检索数据。可取的是，记录载体具有恒定的空间数据密度，该特性给出每单位面积最大的数据存储容量。在这种系统中，传送速度正比于媒体与读/写头之间的相对线性速度。如果在解压缩器之前设置一个缓存器，实际的传送速度是在缓存器之前的速度。
图2表示根据本发明构成的用于读取图1所示类型记录载体11的一个放音装置。该装置包括用于转动记录载体11的驱动机构21和扫描记录载体记录道的读头22。定位装置25实现读头25的粗略径向定位。所说读头包括带有产生光束24的辐射源的一个已知的光学系统，所说光束被引导通过光学元件并聚焦为信息层记录道上的光点23。所说读头还包括用于沿光束光轴移动辐射24的焦点的一个聚焦致动器，和用于使光点23沿径向精确定位在记录道中心的一个跟踪致动器。所说跟踪致动器可以包括用于移动一个光学元件，或者可以用于改变反射元件的角度的线圈。被信息层反射的辐射由读头22中的一个已知检测器，例如四象限二极管检测，以产生一个读信号和其它检测器信号，包括分别由跟踪致动器和聚焦致动器产生的跟踪误差和聚焦误差信号。所说读信号由一个读装置27处理以检索数据，所说读装置为常规类型，例如包含信道解码器和误差校正器。检索出的数据被传送到一个数据选择装置28，以选择压缩声频数据，并传输到缓存器29。这种选择基于数据类型指示符也记录在记录载体上，例如以帧格式记录在标题区中。压缩声频数据从缓存器29以信号30形式传送到解压缩器31。该信号也可以输出到一个外部解压缩器。解压缩器31将压缩声频数据解码以在输出端32再现初始声频信号。所说解压缩器可以单独装配在例如一个独立高质量声频数字模拟转换器(D/A转换器)中，如图2中虚线框33所示。或者，可以将缓存器设置在数据选择装置之前。所说缓存器29可以置于一个独立外壳中或者与解压缩器中的缓存器相结合。该装置还包括用于从使用者或从一台未示出的主计算机中接收命令的一个控制单元20，所说主计算机通过控制线26例如一条系统总线与驱动装置21、定位装置25、读装置27和数据选择装置28相连，并且为了缓冲数据装载量控制还可以与缓存器29相连。为此，控制单元20可以包括控制电路，例如微处理器、程序存储器和控制门，以执行下述程序。控制单元20可以由一个逻辑电路状态机实现。
声频压缩和解压缩领域是已知技术领域。声频数据可以在数字化之后通过分析信号之间的相关性和生成特定大小片段的参数来进行压缩。在解压缩过程中，使用相反程序重构初始信号。如果能够精确地重构初始数字化信号，则该(解)压缩被称为无损耗的，而有损耗的(解)压缩无法再现初始信号的某些细节，但是这是人耳或眼睛基本无法检测到的。大多数已知的声频和视频系统，例如DCC或MPEG系统，采用有损耗压缩，而使用无损耗压缩存储计算机数据。在后面的D2、D3和D4中可以找到声频压缩和解压缩的实例，特别是在D2中所述的无损耗压缩适合于高质量声频数据。
根据本发明，数据选择装置28用于从数据读取中检索某些控制信息。所说数据选择装置28还用于删除在记录过程中加入的任何填塞数据。当命令控制单元20从记录载体中再现一项声频数据时，所说定位装置25受控将读头定位在记录道包含TOC的部分。然后通过数据选择装置28从TOC中检索出该项目的起始地址。或者，当将光盘插入该装置中时可以只读取一次TOC的内容，并保存在存储器中。为了再现该项目，驱动装置21以通过抽取与声频数据保存在一起的时间编码所表示的适合速度受控旋转记录载体，所说时间编码指示预期时间。
为了在不产生缓存器下溢或上溢前提下提供连续的再现，使传送速度与D/A转换器的再现速度，即与解压缩之后的比特速率耦合。为此，该装置可以包括用于控制所说解压缩器的一个基准频率源。此外或者附加地可以利用缓存器29的平均装载数据量调整旋转速率，例如当缓存器平均装载度超过50％时降低旋转速率。
图3表示根据本发明构成的可(重)写类型的用于将信息写在记录载体11上的一个记录装置。在写操作中，将表示信息的标记形成在记录载体上。所说标记可以是利用诸如染料、合金或相变材料记录的任何可光学读取形式，例如其反射系数与周围不同的区域的形式，或者当以磁光材料记录时，是磁化方向与周围不同的区域的形式。写入或读取记录在光盘上的信息和可使用的格式化、误差校正和信道编码规则都是已知的，例如CD系统。可以利用激光二极管产生的电磁辐射束24在记录层上产生的光点23形成标记。所说记录装置包括如参照图2所述类似的主要部分，即控制单元20、驱动装置21和定位装置25，但是它具有一个不同的写头39。声频信息传输到压缩装置35的输入端，该压缩装置可以设置在一个独立外壳中。在D2、D3和D4中已经介绍了适合的压缩技术。从所说压缩装置35输出端输出的可变比特速率压缩声频传送到缓存器36。所说数据又从缓存器36传输到数据组合装置37中以添加填塞数据和其它控制数据。将总数据流传送至写装置38进行记录。写头39与写装置38连接，其包括例如一个格式化器、一个误差编码器和一个信道编码器。传送到写装置38输入端的数据被按照格式化和编码规则分布在多个逻辑和物理扇区，并转换成写头39的写信号。单元20通过控制线26控制缓存器36、数据组合装置37和写装置38和如上所述执行读装置的定位程序。所说记录装置也可以用于读取数据，其具有播放装置的特征和组合的写/读头。
图4表示使用本发明的一个文件系统，从原理上说，该系统存在多种选择方式。作为主要选择，本发明人提出存储媒体应当基于UDF文件系统或ISO9660文件系统，或者两者，这些系统本身对于本领域技术人员来说是标准的。在另一种情况下，应当根本没有文件系统，相关的扇区空间应当保持空白。
但是，如果存在一个文件系统，所有声频数据都保存在声频文件中。如下所述，图4具有双重存取层级机制。首先，ROOT根目录50指向MASTER TOC文件52，而且指向次级目录2C_AUDIO 54、MC_AUDIO 56、和PICTURES 66。下面将讨论MASTER.TOC 52的结构。此外，2C_AUDIO目录54指向TOC 2C_AREA.TOC 58和与其平行的各个立体声记录道TRACKn.2CH 60。此外，还有一个MC_AUDIO目录56。这个目录指向TOC MC_AREA.TOC 62，并且与其平行指向各个立体声记录道TRACKn.MCH 64。结果，可以通过相关目录，或者通过所说文件系统存取所说的各个记录道，其中所说文件系统可以包括MASTER.TOC和sub-TOC作为文件。但是，其双重存储方式是多余的，因为这些目录只需涉及TOC或TOCS。为了安全，必须提供三倍的主TOC。此外，已经双倍地提供了次级目录或AREA.TOC。其次，对于声频数据，该系统可以仍然包含其它项目，例如图象，它们也具有其目录66。此外，2C_TAREA.2CH 59和MC_TAREA.MCH包含所有相关记录道。
图5表示使用本发明的一种第一存储配置，作为示例已经将其表示为一个连续记录道。沿着水平轴，下列项目是明显的。项目120是引导区，它用于使读出器与媒体驱动相互同步。项目122表示已经参照图4公开的文件系统。项目124表示一个TOC，它可以根据标准程序构成，并且从属于后续项目立体声项目126和多声道声频项目128，如果需要，还从属于附加数据项目130。项目124的大小不需要标准化，因为可能存在各种不同量的信息。项目126表示立体声声频信息，它可以按照常规标准构成，其本身并不是本发明的一部分。项目128表示多声道声频信息，它可以按照常规标准构成，其本身并不是本发明的一部分。通常，除了各个信道的区别定义以外，这两个声频区域可以具有相同的结构和包含相同片段的声频数据。所说声频数据可以是明码编码或无损耗编码的。所有种类的声频都可以与附加数据例如CD文本多路传输。
项目130表示附加数据信息，它可以按照常规标准定义，其本身并不构成本发明的一部分。项目132表示导出信息。后者主要在检索操作中使用。导出区可以覆盖大约0.5至1毫米宽的一个环形区域。根据上述，可以通过所说文件系统，如在项目122中所表示的，或者通过在项目124中所表示的TOC结构，特别是通过上文所述的两级或多级TOC结构存取存储的信息。
图6表示使用本发明的一种第二存储配置，特别是从属于一个两级TOC结构。沿水平轴下述项目是清楚的，它们几乎是已经在图3中所示的那些项目，具有相同的参照标号。为了清楚起见，已经删除了项目120和132。
项目134表示Master TOC，其开始于相对于引导区的起点的一个均匀标准化偏离位置，字节编号为510，拷贝在520、530。根据该实施例，所说Master-TOC只测量一个标准大小的扇区，并且主要包含指向下文中所述的各个Sub-TOC或Area-TOC的指针。所说Master-TOC的优选语法具有一个标题区，带有标识所说Master-TOC的一个特征符号，例如“SACD Master TOC”。此外，表1和表2规定了MASTER_TOC的精确语法。所说语法已经用于示例性计算机符号给出，同时给出相关长度和格式。Master_TOC_Signature是标识所说Master TOC的一个8字节符号串。Master_TOC_Signature的值必须是“SACDMTOC”($53$41 $43 $44 $4D $54 $4F $43)。
同样，表3以相同方式规定了光盘信息语法。特别是：
2CH_TOC_1_Address是包含在双声道立体声区中第一扇区TOC-1的逻辑扇区编号(LSN)的一个5字节整数。如果不存在双声道立体声区，则2CH_TOC_1_Address的值必须为零。
2CH_TOC_2_Address是包含在双声道立体声区中第一扇区TOC-2的逻辑扇区编号(LSN)的一个4字节整数。如果不存在双声道立体声区，则2CH_TOC_2_Address的值必须为零。
MC_TOC_1_Address是包含在多声道立体声区中第一扇区TOC-1的逻辑扇区编号(LSN)的一个4字节整数。如果不存在多声道立体声区，则MC_TOC_1_Address的值必须为零。
MC_TOC_2_Address是包含在多声道立体声区中第一扇区TOC-2的逻辑扇区编号(LSN)的一个4字节整数。如果不存在多声道立体声区，则MC_TOC_2_Address的值必须为零。
Disc_Flags的格式必须是如下格式：一个混合位和7个保留位。
在一张混合格式光盘上混合位必须设定为1。在非混合格式光盘中所说混合位必须设定为零。
相关文献列表：
(D1)检索公开号36411。
    August 1994，第412-413页。
(D2)PCT/IB97/01156(PHN 16.452)
    1比特ADC和无损耗声频压缩
(D3)PCT/IB97/01303(PHN 16.405)
    声频压缩
(D4)EP-A 402,973(PHN 13.241)
    声频压缩
(D5)用于Hi-Fi声频信号的模数转换的数字分样滤皮器，by J.J.
    van der kam in Philips Techn.Rev.42，no.6/7，April 1986，
    pp.230-8
(D6)用于过采样A/D转换器的内插调制器的更高阶拓扑，by
    Kirk C.H.Chao et al in IEEE Trans.On Circuits and
    Systems，Vol 37，no.3，March 1990，pp.309-18

Claims (9)

1、用于在单一存储媒体上利用目录(TOC)机制存储与声频相关信息的一种方法，所说目录规定了各个声频项目在所说媒体上的实际结构，
其特征在于除了指定所说TOC机制以外，其中最低级的TOC文件直接指向所说声频项目的相应内容，还为以声频为中心的信息指定了借助于根目录的一种基于文件的存取机制，所说根目录包含一个最高级别的TOC文件，其指向各个声频项目，其中所说根目录利用项目定位信息，除了基于TOC的存取机制以外，还提供了另一种存取机制。
2、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于它还为所说最高级别TOC文件提供了一个或多个子-TOC文件目录，这些目录分别包含它们自己的子-TOC文件，所说子-TOC文件具有唯一标准化声频格式。
3、如权利要求2所述的一种方法，其特征在于所说子-TOC文件的数量精确地等于2。
4、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于它还为所说根目录提供附加的较低级别目录，这些目录分别属于各自标准化声频格式，从而在相应的不同级别提供所说的其它存取机制。
5、如权利要求2所述的一种方法，其特征在于所说声频格式包括至少一种立体声格式和至少一种多声道声频格式。
6、通过实施如权利要求1所述的一种方法生产的一种单一媒体。
7、如权利要求5所述的一种媒体，并且制成一种光学可读盘。
8、与如权利要求5所述的一种媒体接合使用的一种读出装置。
9、如权利要求7所述的一种装置，并且具有盘保持装置、光学读出装置和用于沿所说光学读出装置驱动盘记录道的盘驱动装置。
CN98803891A 1997-11-29 1998-11-24 利用内容表(toc)机制以及利用通过包含最高级toc目录的根目录的基于文件的存取机制来存储以声频为中心的信息的一种方法和装置,和包含这种信息的单一存储媒体 Pending CN1251682A (zh)

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