专利名称：记载视频信号和至少一个附加信息信号的记录载体的制作方法
技术领域：
本发明涉及记载视频信号和至少一个附加信息信号的记录载体，该至少一个附加信息信号被用于与所述视频信号同时再现。本发明进一步涉及一种用于再现记载在这样一种记录载体上的视频信号和至少一个附加信息信号，该装置包括-读取装置，用于从所述记录载体读取视频信号和至少一个附加信息信号部分，以便将所述信号提供给对应的缓冲装置；-第一缓冲装置，用于缓冲从记录载体中读取视频信号部分；-第二缓冲装置，用于缓冲从记录载体中读取的至少一个附加信息信号部分；-信号处理装置，用于处理分别由第一和第二缓冲装置提供的所述视频信号部分和至少一个附加信息信号部分，以便获取至少一个输出信号。
该发明进一步涉及一种在记录载体上记录视频信号和至少一个附加信息信号的方法，该至少一个附加信息信号被用于与所述视频信号同时再现。
上述所定义的记录载体和设备是公知的，例如根据DVD标准所述的盘和DVD播放器。在当前系统中，基本流都被复用在主复用(Mainmultiplex)中。这具有以下优点，即它们能在正确的时刻被读取，以及缓冲能被最小化。然而，主复用流的总比特率变高了。例如，如果盘支持辅助音频和不同语言的字幕，那么必须将附加基本流添加到主复用中用于所有所支持的辅助音频和字幕。在再现期间，从盘中读取全部的主复用，并仅仅将所选择的附加流使用于与视频信号同时再现。装置应当有读取具有高比特率的主复用的能力。这样的设备读取装置必须具有比仅仅读取视频流和所请求的基本流所需带宽更高的带宽。进一步地，在制作处理期间将解复用主流，这是将附加信息信号添加到主流中的处理。当视频信号要进行处理时，这是一个复杂的操作，其影响视频信号。进一步地，对特定区域制作辅助音频和字幕。因此在制作一个具有一个主复用的记录载体之前，所有的基本流都得是可用的，因为在产生主复用之后添加附加信息信号是不可能的。
该发明的目的是提供一种记载有视频信号和至少一个附加信息信号的记录媒体，其能够更容易地被组成。进一步地，该发明的一个目的是提供一种再现设备，其减少读取装置的所需带宽，所述读取装置能够从记录载体中读取视频信号和所需的附加信息信号。
根据该发明所述的记录载体的特征在于记录载体进一步记载有调度信息，其表示以什么样的顺序从所述记录载体中读取至少一个附加信息信号或视频信号部分。
根据该发明所述的用于再现视频信号和至少一个附加信息信号的设备的特征在于读取装置进一步用于从所述记录载体中读取调度信息，该调度信息表示以什么样的顺序从所述记录载体中读取至少一个附加信息信号或视频信号部分，以及该装置进一步包括用于控制读取装置的调度装置，以便读取至少一个信息信号或视频信号部分，以及依赖于调度信息将所读取的部分提供给对应的缓冲装置。
该发明是基于下列认识的。一般地，影片制作者以一种语言制作一部影片。视频信号一般是MPEG信号。然而，视频信号可以是能够视觉表现的任何信号，例如图形、图片、运动图像，图像或图标。通过编辑工具来添加附加语言和/或字幕。更好地，所接收的视频信号未被改变地记录在记录载体上。如果视频信号必须被改变，那么这将在MPEG信号中引入错误。因此，附加信号与原始视频信号分离存储，即以不同的文件或流来存储。在再现期间，视频信号和附加信号必须被同时和同步地再现。如果至少视频信号或附加信息信号具有可变比特率，或者两者都具有可变比特率，那么设备知道什么时候从记录载体中读取视频信号和附加信号部分，以便避免解码缓冲器的缓冲下溢或上溢。然而，该部分被读出的顺序不是固定的。重要的是没有缓冲下溢或上溢。当视频信号和附加信号被放置在不同的位置时，读取随后的视频信号和附加信息信号部分需要读取装置的跳跃。在再现期间的一些时间间隔比其它时刻更适于跳跃。适当的时间间隔有，例如，低比特率或仅仅处于从信号或文件之一中读取数据扩展之前。进一步地，必须注意相对于彼此的部分的物理位置，因为这确定了将读取装置从所读取部分的末端位置移动到所读取的随后部分的起始位置所需要的时间。在盘编辑期间所有这些特性都需要被知道，因为在那个时刻制作盘的布局。编辑工具能够确定以什么样的顺序从记录载体中读取视频信号和附加信息信号部分，以便避免缓冲器下溢和上溢。通常地，通过推迟读取信号部分，直到缓冲器具有足够用于存储所读取部分的可利用空间为止，来避免缓冲器上溢。然而，在等待期间，其它缓冲器的充满状态不被监视。如果在当前被监视的缓冲器内出现具有低比特率的信号，那么这将在足够空间可利用以便在缓冲器中存储信号的下一部分之前将占用很长的时间。在等待期间，其它缓冲器之一可能为空的，例如当其它信号之一具有高比特率时。这对具有高比特率的信号来说将导致缓冲器下溢。
根据本发明所述，调度信息在记录载体上是可用的。调度信息表示以什么样的顺序从记录载体中读取相应的文件或信号部分。至少通过考虑在记录载体上信号的比特率和位置，能够在记录载体的记录或视频信号的编辑期间制作这样的调度信息。编辑的一些例子是音频合成或视频信号与子播放项目的合成。在编辑期间能够产生调度信息。在编辑之后，调度信息被记载在记录载体上。仅通过在记录载体上写入包括调度信息的附加文件来非常容易地将调度信息加入到主视频信号和附加信号中，因为如果附加信息信号的信息是可用的并能够在不改变主视频信号的情况下加入，那么调度信息能够在任何时间产生。
在再现期间，仅需要从记录载体中读取视频信号和附加信息信号的选择，所以读取单元的带宽要比视频信号在包括所有附加信息信号的复用信号中的情况下小。显而易见地，具有更小带宽要求的读取单元是更便宜的。进一步地，调度信息的应用使这样的调度非常容易，即在什么时刻通过调度信息中的信息来确定所读取的信息，并且不需要设备通过相应的缓冲器充满程度的测量来持续确定。
通过参考附图的实施例手段来使得明白和说明本发明的这些和其它特征，其中
图1显示根据本发明所述记录载体的实施例，图2显示包括调度信息的表的实施例，图3显示根据本发明所述的再现设备，图4示意性地显示了设备的功能，图5a和5b示意性地显示三个文件和在记录载体上的对应位置，图6显示三个缓冲器充满程度和对应的读取过程的调度。
图1示意性地显示根据该发明所述的记录载体2的第一个实施例。该记录载体优选地是光盘形式。然而，如果存储能力足够用于存储所有必须的信息，那么也可以使用固态存储器或快闪存储器。在记录载体上存储流文件4。所述流文件包括主流的视频/音频以及调度信息。进一步地，至少下面文件之一被写在记录载体上辅助音频文件6，包括一种其它语言音频；字幕文件8，包括另外一种语言字幕；和静止图片文件，包括用于与视频信号组合的菜单或图像的图片，例如通过覆盖来组合。文件被分解成文件区。每个文件区被连续地写在记录载体的寻址空间中。文件的文件区被分布在记录载体的逻辑卷中。不是必须将一个文件的文件区连续地写在记录载体上。
调度信息存储在记录载体上的单独文件中。存储用于每个视频和附加信息信号组合的特定文件。例如，如果盘的制作者提供了观看带有荷兰语和德语的可选音频的英文原版视频信号的可能，那么可以利用用于将视频与荷兰语组合的调度信息文件以及用于将视频和德语组合的调度信息文件。如果提供了不同语言的字幕，可以同样这么做。
调度信息可以是表的形式。图2显示了所述包含了调度信息的表的实施例。在表中的每个入口包括字段12，其表示什么时刻读取文件或文件区部分。在所述时间字段中的时间值是从MPEG复用流内的系统时钟(STC)中导出的。进一步地，入口包括表示所要读取文件或文件区的字段，以及表示所要读取部分起始地址的字段。起始地址可以是文件内的地址，一般是文件内的字节数，或记录载体上的物理起始地址，一般作为逻辑块数目来表示。如果所读取部分没有固定大小，那么每个入口包括一个表示所读取数据数量的字段。所述量可以是被读取的逻辑块的数目或字节数。
如图3所示是根据该发明的所述设备30。设备包括一个读取单元31，用于从记录载体32中读取视频信号、调度信息和附加信息信号。记录载体在该实施例中是光盘。视频信号是MPEG传输流格式。这样的传输流包括视频信号和对应的音频信号。附加信息信号可以是ASCII文件、MPEG-2音频文件或JPEG-文件。ASCII文件包括特定语言的字幕。将用于每个语言的一个ASCII文件写入记录载体。MPEG-2音频文件包括用于特定语言的音频流。JJPEG-文件包括用于与视频信号组合的子图像。
将所读取的视频信号和附加信号提供给相应的缓冲器33、34、35。缓冲器执行先进先出功能。将缓冲器的输出连接到处理单元36。处理单元用于同时再现由缓冲器所提供的信号，以便获得视频信号和音频信号，以及其他可能的信号，例如控制用户环境。将视频和音频信号提供给相应的输出37、38。
设备进一步包括一个调度单元39。该调度单元用于检索调度信息并控制读取单元31。调度单元具有一个用于从主视频流中检索时间信息的输入，以便能够确定什么时候读取信号部分。调度单元执行下面的功能。首先，它检索调度信息。调度信息优选地是表的形式。然后它检索表的第一入口。该入口表示什么时候以及从哪个文件读取一部分。进一步地，入口表示该部分位于文件中哪里或在盘的哪个物理位置以及所要读取数据的数量。设备从主复用流中检索系统时钟，以便确定所要读取新部分的时间。调度单元比较从所读取入口中所检索的时间与系统时钟。只要系统时钟具有比入口时间晚的时间，调度单元就命令读取单元读取所述入口的信号部分，其中该入口起始于表示起始地址字段的位置，以及读取在数量字段中所表示的数量。然后调度单元从表中检索下一个入口，并等待命令读取单元读取下一部分，直到视频信号中的系统时钟再次比当前入口字段中的时间晚。
调度信息也可以被存储在文件系统表中。在这种情况下，调度发生在文件系统层中。在播放列表开始时，操作系统首先读取表。表的每个入口包括第一字段，表示从哪个文件中读取数据，第二字段，表示在开始读取时文件中的逻辑块，以及第三字段，表示从由第二字段所表示的逻辑块开始所要读取的逻辑块数目。当在前入口已经被确定下来时，调度单元现在被安排执行新的入口。当从表中检索入口时，调度单元监视对应所读取文件的缓冲器内的空余空间。只要空余空间大于由该入口所读取数据的数量，调度单元就命令读取单元从记录载体中读取数据。
调度信息可以由下面的方法来产生。该方法可以在盘制作期间来执行，因为在那个时间制作盘的布局。首先检索MPEG传输流格式的视频信号。然后检索将要与视频信号同时再现的附加信息信号。从视频信号和附加信息信号中确定每个时间的比特率。根据比特率将信号分割成数个部分。然后，对于视频信号和附加信息信号的每个部分，确定某时刻，其中在该时刻所述部分在再现设备的对应缓冲器内最后被利用，以便当同时再现视频信号和至少一个附加信息信号时避免缓冲器下溢。为了进一步最佳化调度，可以考虑所读取的随后部分的盘上位置。光学拾波器单元的相对缓慢运动可以是缓冲器下溢的一个原因。为所读取的每个部分产生调度信息的表内入口。入口包括至少所读取的文件，起始地址的参考，以及所读取部分的大小。制作完调度信息之后，将MPEG传输流、附加信号、和调度信息写入记录载体。
图4示意性地显示了设备的功能。读取单元31从具有特定重放速率Rd的盘中读取数据。以所述速率Rd将该数据提供给对应的缓冲器。由表内入口所定义的缓冲器启动当前读取动作。在图4中，将数据提供给缓冲器1。每个缓冲器具有相应的漏泄率。缓冲器1、缓冲器2和缓冲器3的漏泄率被分别表示为R1、R2和R3。每个缓冲器的漏泄率依赖于相应应用所需的数据。应当注意，图3中的处理单元36同时处理如图4所示的三个应用。该处理可以完全是软件。作为选择，然而可以由特定的硬件来处理应用，例如在视频处理器上的视频，音频处理器上的音频，以及在特定图形处理器上的图形。
图5a示意性地显示了三个文件。每个文件的字节具有特定的大小。通常文件起始的字节具有地址号0，以及文件的最后字节具有对应文件大小-1的地址。在该情况下，地址号X-1指的是在文件内的Xth字节。图5b示意性地显示了三个文件和在记录载体上对应的位置。文件可以是在记录载体上相邻的。在图5b上，表示为502的文件-2和表示为503的文件-3在记录载体上是相邻的。文件-1在记录载体上被分割为两个相邻的部分。在记录载体上的地址指的是在盘上的逻辑块数目(LBN)。逻辑块包括固定数目的字节。一般地，具有数目0的逻辑块在盘的内侧。进一步地，逻辑块以递增顺序来进行编号。
图6显示了三个缓冲器充满程度以及读取处理的对应调度的例子。在第一时间t1，执行来自调度表的入口，根据该入口，命令读取单元读取来文件-1的数据部分，并将该数据部分提供给缓冲器-1。缓冲器-1以一个速率填充，该速率对应重放速率Rd减去缓冲器-1R1的漏泄率。同时，将来自其它缓冲器的数据提供给对应的应用。在第二时间t2，执行来自调度表的随后入口。根据该入口，命令读取单元读取来自文件-2的数据部分，并将该数据部分提供给缓冲器-2。缓冲器-2以一个速率填充，该速率对应重放速率Rd减去缓冲器-2R2的漏泄率。同时，将来自其它缓冲器的数据提供给对应的应用。在第三时间t3，执行来自调度表的随后入口。根据该入口，命令读取单元读取来文件-1的数据部分，并将该数据部分提供给缓冲器-1。缓冲器-1以一个速率填充，该速率对应重放速率Rd减去缓冲器-1R1的漏泄率。同时，将来自其它缓冲器的数据提供给对应的应用。在第四时间t4，再次执行来自调度表的随后入口。根据该入口，命令读取单元读取来文件-3的数据部分，并将该数据部分提供给缓冲器-3。缓冲器-3以一个速率填充，该速率对应重放速率Rd减去缓冲器-3R3的漏泄率。同时，将来自其它缓冲器的数据提供给对应的应用。应当注意，从一个位置到另一个位置的跳跃需要花费时间，在此期间，没有数据从记录载体中读出。同时，将数据从缓冲器提供给对应的应用中。因此，来自记录载体的重放速率Rd应当比缓冲器的平均漏泄率之和要高一些。执行该调度以便在任何缓冲器中不再发生下溢或上溢。在当前例子中，对每个文件来说，文件中所读取数据部分的大小是固定的。对于文件-1，其大小比文件-2或文件-3中所读取部分的大小大一些。然而，该大小对特定文件可以是可变的，使得在没有上溢和下溢的情况下减少缓冲器成为可能的。
虽然参考优选实施例在上面描述了该发明，但是应当明白，这些是非限制的例子。因此，在不脱离权利要求所定义的本发明范围的情况下，对本领域技术人员来说，各种变化是可以想像得到的。在所描述的实施例中视频信号是一系列图像。然而，在实施例中所使用的视频信号可以是视觉再现的任何信号，诸如图形、图片、运动图片、图像或图标。视频信号和附加信息信号可以存储在不同的盘上，例如第一盘记载有视频信号和调度信息，以及第二盘记载有附加信息信号。在那样的情况下，设备应当适用于并行从两个盘中读取。盘变换器也能够做到这些。在那种情况下，设备应当知道相应文件存储在哪个盘上。这样的信息可以被存储在表示所要读取文件的字段中。第二盘也可以是硬盘。在这个实施例中，附加信息文件是来自盘或联网到硬盘的第一拷贝。当文件被全部提出时，开始视频信号的再现。
动词“包括”以及他们的组合的适用没有排除除了权利要求所声明的那些之外的元件或步骤的出现。而且，用在元件前面的冠词“a”或“an”没有排除多个这样的元件的出现。在权利要求中，置于圆括号之间的参考标记不被认为限制权利要求范围。该发明，可以由硬件和软件来实现。如果该发明由软件实现，其对应的程序可以存储在记录载体上，以便使装置来执行程序并执行根据该发明所述方法。而且，该发明存在于每个新颖的特征或特征组合中。
权利要求
1.一种记载有视频信号和至少一个附加信息信号的记录载体，该至少一个附加信息信号被用于与所述视频信号同时再现，其特征在于，该记录载体进一步记载有调度信息，其表示以什么样的顺序从所述记录载体中读取至少一个附加信息信号或视频信号部分。
2.如权利要求1所述的记录载体，其特征在于调度信息是包含入口的表的形式，及每个入口包括表示所读取部分起始位置的第一参数。
3.如权利要求2所述的记录载体，其特征在于每个入口进一步包括表示将被读取数据量的第二参数。
4.如权利要求3所述的记录载体，记录载体包括文件系统，其特征在于调度信息是文件系统信息的一部分。
5.如权利要求4所述的记录载体，其特征在于第一参数指的是记录载体上的逻辑块。
6.如权利要求5所述的记录载体，其特征在于第二参数涉及将被读取逻辑块的数目。
7.如权利要求3所述的记录载体，其中视频信号、至少一个附加信息信号和调度信息已经被存储在所述记录载体上的不同的文件中，其特征在于第一参数指的是将被读取的对应文件的相对位置。
8.如权利要求7所述的记录载体，其特征在于第二参数涉及从相应的文件中所读取的字节数目。
9.用于再现记录在记录载体上的视频信号和至少一个附加信息信号的设备，该设备包括-读取装置，用于从所述记录载体中读取视频信号和至少一个附加信息信号部分，将所述信号提供给相应的缓冲装置；-第一缓冲装置，用于缓冲从记录载体中所读取的视频信号部分；-第二缓冲装置，用于缓冲从记录载体中所读取的至少一个附加信息信号部分；-信号处理装置，用于处理分别由第一和第二缓冲装置提供的所述视频信号部分和至少一个附加信息信号部分，以便获取至少一个输出信号，其特征在于读取装置进一步用于从所述记录载体中读取调度信息，该调度信息表示以什么样的顺序，从所述记录载体中读取至少一个附加信息信号或视频信号部分，以及设备进一步包括调度装置，用于控制读取装置，以便读取至少一个信息信号或视频信号部分，并根据调度信息将所读取部分提供给相应的缓冲装置。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于调度信息是包含入口的表的形式，并每个入口包括表示将读取部分起始位置的第一参数，调度装置用于检索第一参数并从而控制读取装置。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于每个入口进一步包括表示将读取数据数量的第二参数，调度装置进一步用于检索第二参数并从而控制读取装置。
12.如权利要求9、10、11中任何一个所述的设备，其特征在于视频信号是MPEG信号的格式，以及信号处理装置被安排用于解码MPEG信号。
13.在记录载体上记录视频信号和至少一个附加信息信号的方法，该至少一个附加信息信号被用于与所述视频信号同时再现，该方法包括步骤-检索视频信号；-检索至少一个附加信息信号；-将视频信号分割为一序列的视频信号部分；-将至少一个附加信息信号分割为一序列的附加信息信号部分；-将视频信号部分和附加信息信号部分写在所述记录载体上，其特征在于该方法进一步包括步骤-为视频信号和附加信息信号的每个部分确定在再现设备的对应缓冲器中的最后的可用时刻，以便当同时再现视频信号和至少一个附加信息信号时，避免缓冲器下溢；-根据此时确定的时刻，通过再现设备来产生调度信息，其表示以什么样的顺序从所述记录载体中读取至少一个附加信息信号和视频信号部分-将调度信息写入所述记录载体上。
14.再现记载在记录载体上的视频信号和至少一个附加信息信号的方法，该方法包括步骤-读取视频信号部分，-从所述记录载体中读取至少一个附加信息信号部分，并将其提供给对应的缓冲装置；-缓冲从记录载体中所读取的视频信号部分；-缓冲从记录载体中所读取的至少一个附加信息信号部分；-处理来分别自所述第一和第二缓冲装置的所述视频信号部分和至少一个附加信息信号部分，以便获得至少一个输出信号，其特征在于该方法进一步包括步骤-从所述记录载体读取调度信息，该调度信息表示以什么样的顺序从所述记录载体中读取至少一个附加信息信号或视频信号部分，-根据调度信息控制读取步骤。
15.用于使计算机能够执行如权利要求14所述方法的记录在记录载体上的计算机程序。
全文摘要
描述了一种记载视频信号和至少一个附加信息信号的记录载体，例如图形或音频。该至少一个附加信息信号用于与所述视频信号同时再现。该记录载体进一步记载有调度信息，其表示以什么样的顺序从所述记录载体中读取至少一个附加信息信号或视频信号部分。该调度信息能够使根据本发明所述的再现设备读取视频信号和附加信息信号，从而不发生缓冲器的上溢或下溢。在设备中的缓冲器大小能够借助于调度信息来减少。
文档编号G11B27/32GK1846264SQ200480025495
公开日2006年10月11日 申请日期2004年8月25日 优先权日2003年9月4日
发明者W·J·范格斯特尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司