专利名称：数据译码的仪器和方法
技术领域：
本发明是关于再现记录在使用时分多路转换格式的盘上的压缩的移动画面和音频数据的解码装置和方法。
依照如图3所示的至少由一个数据包和一个16进制的定义为0X-000001b9的32位ISO_11172_end码所组成的ISO 11172(MPEG)一个编码和译码技术，它把压缩的移动画面和音频数据编码为一多路转换位流格式。虽然如图所示的包(pack)的长度是固定的(2048个字节)，但长度随着在一个包中信息包(packet)的数目而变化，一个包至少包括一个信息包和包括一32位Pack_Start_Code(0X000001b4)的包头，一个系统时钟基准(SCK)和MUX速率指示器。一信息包包括信息包数据(编码数据)和一个信息包头，信息包头包括一24位Packet_Start_Code_Prefix(0X000001)，如图4所示的8位Stream_ID编码，一个表示信息包数据长度的16位Packet_Length指示器和一Presen-tation_Time_Stamp(PTS)。实际的音频或视频数据被记录在对应一音频或一视频流的每一信息包的编码数据区。
音频流具有32个单独的流ID，视频流具有16个单独的流ID。随后，全部32种音频信号和16种视频信号能被多路转换。根据图4所示的流ID，数据被记录在private_stream_1或private_stream_2，这取决于应用。目前保留在流并不使用，而padding_stream被用来增加数据量。
图1示出依前述技术对使用时分多路转换格式的盘上压缩的移动画面音频数据进行编码和记录的编码装置的实例。在图1中使用视频编码器1对视频信号进行压缩和编码，该压缩的和编码的数据被提供到多路转换单元13的编码缓冲器上，进而，音频编码器2对音频信号进行压缩和编码，该压缩的和编码的音频信号被传送到多路转换器13的编码缓冲器5。
编码缓冲器4和5的输出端分别连接到开关电路6的输入端E1和E2，开关电路6的输出端F连接到头相加电路7。头相加电路7的结果被存储在DSM(数字存储介质)10，该DSM可以是磁光盘，磁盘(硬盘)，或其它类似的存储装置。
控制单元8从多路转换系统时钟产生电路9接收系统时钟信息和在预定的时间间隔交替地把开关电路6的输入端E1和E2连接到输出端F以对从编码缓冲器4和5来的数据执行时分多路转换处理。
控制单元8对应图5所的算法(流程图)执行头相加过程和编码读出过程，使得包含2048字节包的位流依照图3所示格式而产生。
在步骤1，头相加电路7在控制单元8的控制下加包头。在步骤2，控制单元8等待直至M4和M5的和等于或超过D，这里M4和M5分别表示写入编码缓冲器4和5的数据量，且D表示在一包中所允许的最大数据量。控制单元等待直到一包的数据被存储在编码缓冲器4和5内。为简化起见，D是常数并等于包的长度(2048个字节)减去头长度，视频信息包头长度，和音频信息包头长度。
在步骤3，放置在包中的视频数据的P1字节和音频数据的P2字节按照下述等式加以计算P1＝D×[M4/(M4+M5)]
P2＝D-P1包含在包中的音频和视频数据的总量取决于包含在编码缓冲器4和5中的数据的比率。在数据量被确定以后，在步骤S4头相加电路7输出视频信息包头且P1字节的视频数据从编码缓冲器4中被读出，并在步骤S5提供给DSM 10，与此类似，在步骤S6音频信息包头被加上且在步骤7 P2字节的音频数据从编码缓冲器5中被读出并提供给DSM 10。
图2给出用图1所示的设备记录在盘上的数据的译码的译码仪器的实例，分离单元21的头分离电路22从DSM 10中读出的多路转换数据中分离包头和信息包头和提供再现的包头和信息包头到控制单元24。进而，时分多路转换数据提供给开关电路23的输入端G，开关电路23的输出端H1和H2分别连接到视频译码器25的输入端和音频译码器26的输入端。
分离单元21的控制单元24根据由头分离电路22提供的信息包头流ID交替地使开关电路23的输入端连接输出端H1和H2以正确地分离时分多路转换数据，并提供这样分离的数据到各自的译码器。
当多路转换的视频数据依照MPEG编码方法压缩后，禁止对压缩数据的随机存取和检索操作，在MPEG编码方法中使用如下图象类型帧内(intra-frame)编码(I)图象，帧间(imter-frame)预测编码(P)图象，和帧间双向预测编码(B)图象。
由于I图象仅使用它自己的数据进行编码(包含在它的帧或它的场内信息)，其结果，数据压缩效率受到损害，但不需要附加的信息去译码I图象。P和B图象是使用两个图象之间的差别进行编码，从而有效地增加了压缩效率，由于P图象是使用两个在先图象运动补偿预测进行编码的，所以在P图象能被译码以前，两个在先图象的预测的图象数据是需要的，由于B图象是使用一个在先图象和一个随后图象的运动预测进行编码的，所以在B图象能够进行译码以前，该在先的和随后图象的预测图象数据是需要的。为实现这些，在每个时间间隔大约产生两个I图象以平衡随机存取特性和压缩效率。
图6的示意图给出了在DSM 10的盘上记录的包括I图象，P图象，和B图象的位流。视频位流被分为GOPs(图象组)，图象组的每一个是由头和大量图象数据组成，该头是由一组开始码(GSC)，一时间码(TC)，一闭合的GOP(CG)和一断开-连接(BL)组成。在视频位流中，在GOP中的第一个图象数据是I图象。
当视频数据在固定的比率下压缩时，所希望的I图象的位置可以容易地计算和访问，这是因为I图象周期地设置在预定的位置。然而，当视频数据以变化的比率进行压缩时，这就很难获得I图象，因为I图象不再是固定的。
当检索命令发布给图2所示的多路转换数据译码设备去再现I图象时，主控制单元(未示出)使控制单元24，视频译码器25，和音频译码器26进入检索模式，视频译码器仅对表示I图象的图象数据位进行译码。可替换地，分离单元21仅仅选取表示I图象的图象数据和提供它到视频译码器25，控制单元24发布命令给DSM 10使它在向前或反转方向移动盘上数据读出位置。
虽然读位置的位移取决于各种因素，但它一般和检索速度和数据编码率成正比。当盘的读位置被移到预定位置时，DSM 10提供记录在那个位置的数据到分离单元21，分离单元21的头分离电路22从再现的数据中分离出视频数据并提供该视频数据给视频译码器25，该视频译码器25只译码和输出表示I图象的视频数据。在该检索模式中，音频译码器26被设置在静音状态(不起作用)。
当用户发布高速向前检索命令时，视频译码器25在跳过预定量的帧以后检索I图象，DSM 10检索I图象和提供表示I图象的数据给视频译码器25。当I图象被检测或被提供时，视频译码器25对该数据进行译码并输出这样译码的数据，通过重现这些步骤，连续再现I图象的操作被完成。
图7给出了编码仪器的另一个实例。在图7中，输入的视频信号和输入音频信号分别提供给视频编码器1和音频编码器2。压缩的和编码的视频和音频数据然后提供给多路转换单元13。
多路转换单元13按时分原则对输入视频数据和输入音频数据进行多路转换和提供这样的多路转换的数据给存储多路转换数据的DSM 10。
视频译码器1的输出端也连接到视频进入点检测电路31的输入端。进入点数据存储电路33A接收和存储进入点信号，该进入点信号是由视频译码器1在输入视频数据检测出I图象时产生的或是由视频进入点检测电路31所产生的。当I图象被检测时视频编码器1取代视频进入点检测电路31产生进入点信号，除非视频编码器没有能力产生进入点信号或编码的视频位流包括了已经被多路转换在其中的进入点信号。
在视频信号和音频信号被编码和多路转换以后，多路转换的位流被写入DSM 10。进而，取构成内容表(TDC)所必要的进入点信息被存储在进入点数据存储电路33A内。此后，TOC相加处理被初始化。由进入点数据存储电路33A提供的进入点信息可以由用户选取(未示出)或由控制器选取到TOC数据产生电路56。通常，仅仅在记录轨迹开始那个进入点被选出。提供给TOC数据产生单元56的进入点数据被转变以与图9所示的格式相一致，在图9中假设这里有N个进入点和每个进入点由四字节的扇区地址所表示。
TOC数据产生电路56提供格式化的TOC数据到TOC相加电路50，该TOC相加电路50把TOC信息加到由DSM 10提供的多路转换数据的开始(被参照为顶部扇区)，然后输出多路转换的数据到扇区头相加电路51，扇区头相加电路把输入数据分为2048字节的扇区，16字节扇区头被加在扇区中。如图10所示，扇区头的第一4字节中包含有扇区号信息。
扇区头相加电路51的输出信号提供到一ECC译码器52，译码器把预定量的冗余数据(奇偶位)加到输入到它的输入数据且把这样产生的ECC编码的数据耦连到调制电路53。该调制电路对ECC编码的数据进行调制并提供该调制的数据到切割机器(cutting machine)54，该切割机器把调制的数据写入光盘60。
图8示出了译码仪器的另一个实例。当光盘60插入到译码仪器时，控制器67传送顶部扇区读命令到驱动控制单元69，该驱动控制单元使记录轨迹伺服电路70去驱动拾取器61并开始在顶部扇区识别的位置从盘上再现数据。
拾取器61射出激光光束到光盘60和根据反射的光束再现记录在光盘上的数据。由拾取器61提供的再现信号提供给解调电路62，该解调电路对输入信号进行解调。解调的数据序列提供给ECC电路63，该ECC电路检测和校正误差并提供进行误差校正过的数据到分离电路64。
分离电路64分离和提供记录在顶部扇区记录的TOC信息到控制器67，对控制器67做出响应，TOC存储单元68存储TOC信息和显示单元(未示出)显示TOC信息给用户(未示出)。同样，在控制器的控制下，响应用户给的“开始”命令，驱动控制单元69开始命令的操作，记录轨道伺服电路70驱动拾取器61从用户指定的位再现数据，进而，视频译码器65和音频译码器66从控制器67接收命令和对视频和音频译码过程进行初始化。
分离电路64分离TOC信息和分离再现的数据为分别提供给视频译码器65和音频译码器66的视频和音频数据。
如前所述，并结合图1的译码的设备，当视频位流是以变化的速率进行压缩时对I图象的获得是困难的，这是因为I图象的位置变得不确定，这如图6所示。
当图8所示的数据译码设备接收到检索命令时，驱动控制单元69，视频译码器65和音频译码器66响应从控制器67来的适当的命令而进入检索模式。在检索模式中，视频译码器仅仅对表示I图象的输入视频数据进行译码，分离电路仅仅选取和提供表示I图象的数据给视频译码器。
虽然盘60的读位置的位移取决于各种因素，但它一般与检索速度和编码率成正比。当读位置移动到预定的位置时，拾取器61提供记录在该位置的数据通过解调电路62和ECC电路63到分离电路64，该分离电路64从再现的数据中分离出视频数据并提供该视频数据到视频译码器65，该视频译码器仅对表示I图象的视频数据进行译码和输出。在检索模式中，音频译码器66放置在静音的状态(不起作用)。
这样，通过重复地向前随机但有序地存取操作完成检索操作(连续地再现I图象)。当用户发布一高速向前检索命令时，视频译码器65跳过预定量帧之后检索I图象或交替地，记录轨道伺服电路70检索I图象并提供表示I图象的数据到视频译码器65。当I图象被检测且被提供时，视频译码器65对数据进行译码和输出译码的数据。通过重复这些步骤，完成了连续再现I图象。
I图象位置数据的部分是存储在TOC存储单元68内；例如，仅存储各单独记录轨道开始部分起始的I图象的位置数据。由于其容量的限制，在TOC存储单元68内一般并不存储全部图象的位置数据，假定每秒产生两个I图象，那么一个小时视频程序的7,200个I图象记录在该记录介质上。
1994年9月21日提交的申请号为08/432,145的美国专利申请和在1995年10月11日公开的公开号为0,676,756的相应的欧洲申请描述了进入信息包技术实例，其中的数据编码和译码的设备在图11和12再次给出，该两图和图1、2、6和7使用了同样的标号。
根据ISO 11172，图11所示的编码仪器接收至少由一个包和ISC_11172_end_code组成的多路转换位流作为输入。包结构的实例如图13所示，Pack_Header后面是Video_packet_Header和不包括I图象的音频数据信息包。视频数据后面是Entry-Packet Video_Pack-et_Header和包括I图象的视频数据信息包。
在图14中示出了Entry_Packet的格式，该格式与在图4中例如被识别的那些的MPEG信息包的private_stream_2信息包的格式相一致，类似于图3的信息包头结构，在每一个Entry_Packet的开始，这里设置了Packet_Start_Code_Prefix，随后是Stream_ID(在16进制中是oxbf)和表示信息包其余部分长度的长度信息。在图4所示的例中，长度信息后面是****_id，它表示该专用信息包是一特定人(****)的单独格式，后面的****_packet_type表示该特定人的专用信息包格式的类型。
在进入信息包的情况下，****_packet_type是oxff。****_packet_type的后面是current_*_data_streams表示，一current_*_vdio_streams表示，和一current_*_audio_streams表示，这些分别表示在进入信息包和下一个进入信息包之间已经多路转换的数据信息包的数目，视频信息包的数目，音频信息包的数目。该cur-rent_*_audio_streams表示后面是进入信息包位置数据，包括一entry_packet_-3，一entry packet_-2，entry_packet_-1，entry_packet_+1，entry_packet_+2，entry_packet_+3。
图11给出了使用具有图13和14格式的进入信息包技术的编码设备的实例。在图11中，视频编码器1的输入输出端连接到视频进入点检测电路31的输入端，该视频进入点检测电路的输出连接到编码缓冲器4的输入端。
进入信息包产生电路32接收到从控制单元8来的控制输入信号以提供进入信息包数据到开关电路6的输入端E3，控制单元8从多路转换系统时钟产生电路9接收系统时钟信息并以预定的时间间隔交替地把开关电路6的输入端E1、E2和E3连到输出端F。同样，虽然没有示出，控制单元从编码缓冲器4，编码缓冲器5或进入信息包产生电路32中取出数据，多路转换这样的数据并提供这样多路转换的数据到头相加电路7。
当由视频编码器或由在视频数据中检测进入点数据的视频进入点检测电路31检测到在输入视频数据中的一I图象时，控制单元8接收由编码器1产生的一进入点信号，控制单元响应进入点信号把进入信息包插入到位流的预定的位置。在图13中，一进入信息包被插进恰恰先于视频进入点的位置。当I图象被检测时视频编码器1代替视频进入点检测电路31产生插入点信号，除非视频编码器没有能力产生进入点信号或编码的视频位流已经包括了被多路转换在内的进入点信号。一进入点存储单元33存储被检测到的进入点的位置数据。
当控制单元8接收进入点信号时，它使进入信息包产生电路32产生一进入信息包且使开关电路6转换到输入端E3，该输入信息包提供到头相加电路7且该输入信息包分别与从编码缓冲器4和5提供的视频数据和音频数据进行多路转换。
如图14所示，对于每一个进入信息包的三个在先和三个随后的进入信息包的相对位置由DSM 10的驱动单元存储在在选出的盘扇区中，并且按如下各自的区域entry_packet_-3，entry_packet_-2，entry_packet_-1，entry_packet_+1，entry_packet+2，entry_packet_+3。由于三个在先进入信息包位置在当前进入信息包被记录的时间已经存储在进入点存储单元33中，这些在先的位置很容易被获得。同样，这些在先的进入位置可以提供给DSM 10。这样它们可以被记录在盘上。
然而，三个随后(将来)进入信息包位置在当前是不能获得的且不能被检测到。这样，控制单元8使进入点存储单元33在进入点被产生进存储各自进入点的位置，使它们在以后能被插入。在所有的数据已经被多路转换以后(即视频数据和音频数据的位流已经记录在盘上以后)，相对于每一个进入信息包的三个在先和三个随后进入信息包位置从进入点存储单元33中读出和提供给DSM 10。这样，这些进入信息包位置被记录在盘上各自的进入信息包中。
视频编码器1和音频编码器2分别以变化的速率对视频信号和音频信号进行编码。控制单元8控制头相加电路7去加包头，使每一包的长度是2048字节。为做到这一点，控制单元8根据图15所示算法(流程图)控制着头相加过程，编码读出过程，和进入信息包插入过程。
参看图5所示过程，假定M4和M5分别表示存储在编码缓冲器4和5中的数据量，D表示在一包中所允许的编码数据的最大量。为简单起见，D是常数并等于包长(2048字节)减去包头的长度，视频信息包头的长度，和音频信息包头的长度，如果一包包括进入信息包，那么D不再表示一包中的编码数据总量。这样，当一包包括了进入信息包时为了获得在该包中编码数据总量(D2)，该进入信息包全部长度必需从D中减去。
在步骤S11中，控制单元8使头加电路7去加包头。在步骤S12，控制单元8等待直到M4和M5的和等于或超过D。即，控制单元8等待直至一满包的数据存储在编码缓冲器4和5中。随后，在步骤S13，被放置在一包中的P1字节视频数据和P2字节的音频数据通过下述等式加以计算P1＝D×[M4/(M4+M5)]P2＝D-P1在一包中包括的音频和视频编码数据的总量取决于在编码数据缓冲器4和5中所包含数据的比率。在步骤S14中，控制单元8决定是否P1字节的视频数据包括视频进入点。当该包不包括视频进入点时，控制单元8使头相加电路7在步骤S15输出视频信息包，随后，在步骤S16从编码缓冲器4读出P1字节的视频数据，并提供给DSM 10。在步骤S17，进而，控制单元8使头相加电路7输出音频信息包。在步骤S18，类似图5的过程，从编码缓冲器5读出P2字节音频频数据并提供到DSM 10。
当包包括视频进入点时，在S14的询问得到肯定的回答，在步骤S19控制单元8使进入点存储单元33存储当前包的位置和依照下面的等式计算存储在包中的视频数据量P1和音频数据量P2P1＝D2×[M4/(M4+M5)]P2＝D2-P1在步骤S19的算术操作类似于在步骤S13执行的算术操作，除了D元素由D2所代替。D2是由D中减去进入信息包的长度得到的并表示在一包中编码数据的总量。
随后，在步骤S20，由头相加电路7提供视频信息包头到DSM 10之后，刚好在视频进入点之前的视频数据通过视频译码器1，视频进入点检测电路31，编码缓冲器4，开关电路6和头相加电路7提供给DSM 10。在步骤S21，视频数据存储在盘上。随后，在步骤S22，进入信息包产生电路32产生在盘上记录的进入信息包。(在这时，进入信息包的相关信息并没有写在盘上)。
随后，在步骤S23，由控制单元8产生视频信息包和该视频信息包再次被记录。在步骤S24，视频数据的其余部分被输出和被记录，下一步，控制单元8处理音频数据。在步骤S17，音频信息包头被加在步骤S18，P2字节的音频数据被记录。
随后，在图15所示的算法被重复，位置数据写入到视频和音频编码器1和2，控制单元8从进入点存储单元33读出包括进入信息包的包的位置和写入包括三个在先和三个随后的进入信息包的位置进入信息包位置到记录在DSM 10的盘上的每一个各自的进入信息包。
图12给出了与图11所示编码器兼容的译码仪器的例子。分离单元21的头分离电路22从DSM 10中读出的数据中分离包头，信息包头和进入信息包并提供这些分离的头到控制单元24。进而，头分离电路22向开关电路23的输入端G提供已经被时分多路转换的数据，开关电路23的输出端H1和H2分别连接到视频和音频译码器25和26。
控制单元24从由头分离电路22分离的输出数据中读出进入点信息(进入信息包信息)并提供这些信息到存储进入点信息(进入信息包信息)的进入点存储单元41。由于DSM 10提供包含当前读位置的信号到控制单元24，控制单元使该信息与进入点的位置相关并使进入点存储单元41去存储所产生的数据。
分离单元21的控制单元24响应由头分离电路22提供的信息包头的流ID交替地把开关电路23的输入端G连接到输出端H1和H2。对时分多路转换的数据进行分离处理，然后分别以视频数据送到视频译码器25和以音频数据送到音频译码器26。
当用户发布检索指令以后，主控制单元(未示出)使控制单元24，视频译码器25，和音频译码器26进入检索模式，DSM 10提供当前读位置到控制单元24。在再现模式中，进入点存储单元41存储被再现的进入信息包的信息，邻近预置读位置的进入点信息被从进入点存储单元中取出。替换地，在预定的时间内(即，当仪器的电源被打开，盘被插入，或再现命令被发布)在预定范围内的进入信息包信息可以预定先被读出和预先被存储。
当一进入点被选出，控制单元24发送检索命令到DSM 10，DSM10迅速地移动读位置到进入点并提供再现的数据到分离电路21。
如上所述(见图13)，一进入信息包之后是I图象的视频数据，当刚好跟随进入信息包视频数据被头分离电路22加以分离和提供给视频译码器25时，该视频数据代表I图象。视频译码器对位于视频数据开始处的I图象进行译码并输出译码的信号。在检索模式中，音频译码器是在静音状态(不起作用)。
由于一进入信息包包含有三个在先的和三个随后的进入点的位置信息，控制单元24对下一个进入点执行检索操作和重复上述的再现操作，这样，使得该设备能够快速地和连续地再现I图象。
当检索速度高时，控制单元24使DSM 10获得最远的进入点。另一方面，当检索速度为低速时，控制单元24使DSM 10获得最近的进入点。由于三个在先和三个随后的进入点已经被记录，作为选取的进入点的组合，可以使用三个或更多级别的搜索。
这样，检索操作可以容易地执行，因为I图象的位置(访问点)对应着在包含在进入信息内的进入点数据。
除了在检索操作中用户通过在屏幕显示的图象进行扫描之外，第二个扫描操作使用指定程序的开始时间去检索所希望的图象。在该扫描操作中，例如，盘上程序开始时间和扫描点能够分别被指定为“0小时，0分，0秒，0帧”和“0小时，5分，10秒，12帧”。
在专业的VCR中，例如，其可在通常的广播站中被使用，时间编码可以写在各自的帧中，例如，使用视频磁带的空白区。由于每一帧的时间编码可以精确地获得，检索操作使用时间编码可以精确地执行。然而，由于时间码必须写在每一单独的帧中，带的记录能力必须足够大以记录视频数据加上所有时间编码。
由于有限的记录量，在家用VCR中，所有的时间编码通常并不写在带上，不使用真实的时间编码，由计数控制脉冲(CTL)产生的随机时间编码去计算程序的再现(记录)时间。这样，该方法显示相对而不是实际的时间。同样，该方法不太可靠且有可能出现错误，例如漏失(drop-out)，因为时间编码并没有写在各自的帧上。
另一方面，时间码以MPEG-2视频标准的位流形式被写入，在ISO/IEC 13818-2中，25位时间编码被定义和写入到图象头组(GOP)。但是，时间码并没有写入在各自的图象内，因时间编码或它们的等价编码均没有定义和包括在图象头内。
由于GOP的长度在MPEG中是不固定的，包含在GOP头内的25位的时间码仅仅对应着由GOP的第一帧所表示的图象。因此，跟随在首帧后的图象未被指定有时间码。当数据流以变化的比率压缩时在GOP内产生每一单独帧的时间码是困难的，因为图象的位置变得不确定。这样，尽管单独的GOP的时间码被检测出而使得它们对应着如上讨论的进入信息包，时间码也仅能间断地产生。
因此，本发明的一目的是提供用于获得间断的时间码和为每一帧单独的帧显示时间码并提供对应时间码的检索程序的一数据译码装置。
本发明的另一目的提供一数据译码装置，用于从由进入指针指定的GOP头中取出时间码和对从GOP头分离出的时间码中插入连续的时间码。
本发明的另一个目的是提供一数据译码的装置，用于使用计数器插入连续时间码，这里从GOP头分离出的时间码或图象开始码被接收作为输入。
本发明的进一步目的是提供一数据译码装置，用于为一帧指定的时间码，比较时间码，并根据比较的结果访问相应数据。
根据本发明的一方面，数据译码装置对数据位流进行译码，该数据位流包括表示图象的图象数据位，和根据预定图象的时间编码已经间断地插入到该数据位流。这些插入的时间码从数据位流中取出连续的时间码插入到时间码区没有插入的数据位流中的那些图象中，连续的时间码被显示。
下面结合同样部分用同样标号的附图详细地描述优选实施例，本发明的上述和其它目的、特点和优点将变得更加明显。
图1的方框图给出了数据编码装置的一个例子；图2的方框图给出了数据译码装置的一例子；图3是解释位流格式的示意图；图4是解释流ID的表；图5是操作流程图；图6是解释DSM的盘上的位流的示意图；图7方框图给出了数据编码装置的另一个实例；图8方框图给出了数据译码装置的另外一个实例；图9是解释TOC数据的结构的示意图；图10是解释扇区的结构的示意图；图11是示出了数据编码装置的方框图；图12是示出了数据译码装置的方框图13给出了DSM的盘上数据包的格式的示意图；图14是解释一进入信息包的格式的示意图；图15是解释图12数据译码装置的操作的流程图；图16是给出了本发明数据译码装置的实例的方框图；图17是解释本发明数据译码装置的操作的示意图；图18给出了本发明的数据译码装置中使用的定时编码内插电路的一个实施例的方框图；图19给出了本发明的数据译码装置中使用的定时码内插电路的另一个实施例的方框图；图20给出了本发明的数据译码装置中使用的定时码内插电路的另外一个实施例的方框图；图21示出了本发明的数据译码器中使用的TOC的实例的表；图22是本发明数据译码装置另一个实施例的方框图；图23是解释图22数据译码器的操作的流程图。
图16给出了本发明实施例的译码装置。为简单起见，在图16中示出的对应图12的那些单元用同样的标号给出和省略对它们的解释。
本发明的一个特点是时间码内插电路42，它对间断提供给它的时间码进行内插，使得产生连续的时间码。头分离电路22从GOP头中分离出时间码(TC)和提供分离的时间码给时间码内插电路42，时间码内插电路在GOP开始时输出时间码(TC)给一图象。对于不是在GOP开始的一图象，时间码内插电路42输出一增量值(在正常的再现模式)或一减量的值(在反向的再现模式)作为一内插的时间码，这样，为在GOP中的每一个图象产生时间码。
图17依本发明给出了在GOP内的各图象和各时间码之间的关系。对于特定的GOP组的第一个图象I0，在编码过程中已经指定的该时间码(0h01m02s01f)从GOP头获得(这里h表示小时，m表示分钟，s表示秒，f表示帧)。下一个图象B0并没有由编码过程指定时间码。这样，时间码内插电路42为图象B0产生一内插的时间码(0h01m02S02f)。以同样的方式，时间码内插电路42为属于同一GOP的其余的图象连续地产生内插的时间码如同I0一样。随后，时间码内插电路42最终产生时间码(0h01m02S1bf)并且恰好指定给图象I1，且该同一个时间码从GOP头中读出，这是因为I1是下一个GOP的第一个图象。
图18是本发明第一个实施例的时间码内插电路42的方框图。在描述该实施例中，译码装置执行正常的再现操作或执行反向的再现操作。一计数器43是一个时钟计数器，它计算小时，分钟，分，秒，和帧数。当头分离电路22(图16)检测一GOP头时，一标志加给计数器42的设置端(S)。从GOP头分离的时间码(TC)直接加到计数器43的数据输入端(I)，使得计数器被设置为分离的时间码的值。
图16的控制单元24提供垂直同步信号到计数器43的时钟端(CK)。由于正常的垂直同步信号的频率是60Hz，该频率最好使用简单的频率除法器(未示出)将其分为30Hz(帧速率)。
在正常的再现模式中，控制单元24产生施加到增端(up termi-nal)(U)的标志，在反向再现模式中，标志加到减端(down termin-a1)端(D)。当盘插入到设备内，或当拾取器61返回到它的开始位置时，控制单元24通过施加一信号到该计数器的重置端而重置计数器43。从计数器43的输出端(O)提供的输出信号OUT被显示电路44所显示。
在正常的再现模式和反向再现模式中，一精确的时间码为每一GOP而显示。计数器43响应提供给时钟端CK的同步信号每1/30秒增加帧数，未被编码过程指定时间码的每帧的当前计数器读数被显示。这样，时间码为在GOP中每一个单独的帧连续地显示而不论一时间码是否通过编码过程初始指定给那一帧。
在该实施例中，由于帧同频信号被用来作为时钟，仅仅GOP的第一帧的需要被精确地加以测量。然而，由于GOP在MPEG系统中由15帧组成的，每秒可以精确地显示两个时间码。这样，当使用MPEG格式时也就消除了前述的实际问题。
图19给出了时间码内插电路42的另一个实施例方框图。在该实施例中，包括在图象头内的一图象开始码(PSC)被检测且被用来作为一时钟信号。一图象开始码检测器45检测该图象开始码和产生一脉冲，该脉冲提供给时钟端CK去对计数器43进行增量或减量计数。对于变化速度的再现模式，只要图象头能被检测到，时间码同样能被显示。
图20给出了时间码内插电路42的另一个实施例。取代前一实施例中根据输入时间码执行检索操作的是由计数器43产生的输入时间码(P-TC)和当前时间码(TC′)的差被使用。一减法器46确定和输出输入时间码和当前时间码的差，该差可见地被显示电路44加以显示和比较器47将该差值与0比较。
当差是正的时候，控制单元24发布命令在快速向前方向(FF)访问数据，但是，当差是负时，在反方向(REV)访问数据，当差很大时，获得最远进入点，当差很小时，获得最近进入点。由于在每一个进入信息包内存在着向前方向的三个进入点和在反向方向存在着三个进入点，在检索三个或多于三个等级时可以组合所选取的进入点，也可以简单地根据时间码差进行检索而不使用等级。
图21示出了记录在盘上的TOC表。从图9可知TOC具有对应一进入点的扇区地址。然而，在图21中，TOC具有对应一进入点的扇区地址和时间码(TC)并这样形成时间码表。当盘具有在其上的图21所示的TOC时，图22所示译码装置对应时间码可以高速检索数据。
一时间码管理器48通过执行图23所示程序管理着TOC时间码表，当前时间码和命令时间码。当盘上的初始数据被再现时，在步骤S3，TOC时间码表存储在时间码管理器48的一存储器内。在步骤S32中，当发布时间码检索命令时，时间码管理器48使控制单元24，视频译码器25，和音频译码器26进入时间码检索模式。在步骤S33，时间码管理器比较命令时间码和在时间码表内的每一个时间码并检测出一时间码，以使误差最小，或离希望的位置有最小的距离。在步骤S34，当时间码管理器48发现有使误差最小的该时间码后，它从时间码表输出进入点作为目标进入点。控制单元24根据当前读位置和目标进入点决定拾取器的接近方向，这样拾取器对目标进入点的扇区进行检索。
在步骤S35，当拾取器发现该目标扇区以后，它移动到扇区的进入点和把对应该进入点的时间码返回给时间码管理器48。由于命令时间码并不和进入点的时间码一致，时间码管理器48检测帧数项的差别(在步骤S36)，如步骤37所示，根据该误差控制读位置的位移。
与命令时间码一致的帧并不总是I图象。这样，当检测的帧是P图象时，先于该检测帧的那帧也就被读出。当检测的帧是B图象时，先于和随后检测帧的两帧也同样被读出。除非对于P图象的先于检测的帧的那帧或对于B图象的先于或随后检测的帧的两帧被读出，检测的帧是不能被MPEG译码的。在MPEG中，P/B图象被包括在图象头内的图象类型所识别(图象码类型PCT)。
在上述的实施例中，记录在GOP头的时间码被取出和用来产生连续的时间码，当时间码加到private_stream_type1，private_stream_type2，程度流映射和在ISO 11172-1(MPEG1系统)和ISO13818-1(MPEG2系统)定义的程序流目录，如上述的实施例一样可以获得同样的结果。
由于依本发明的时间码内插电路42将时间码加到那些未被初始指定时间码的图象，根据插入的时间码可以高速地对图象进行访问；对应所希望的时间码可以连续地被显示。
虽然参照附图已经详细地描述了本发明的实施例和各种修改，应当理解本发明并不局限于这些精确的实施例和所描述的修改。在不脱离所附权利要求所定义的发明的精神和范围的基础上，本领域的技术人员可以做出各种变化和进一步的修改。
权利要求
1.对数据位流进行译码的数据译码装置，该数据位流包括表示图象的图象数据位，时间码已经间断地插入到该数据位流并且指定给预定的图象，所述装置包括提取装置，用于从所述的数据位流中提取所述的插入的时间码；插入装置，用于根据所述的取出的时间码为那些时间码还没有指定的所说的数据位流中的那些图象插入连续的时间码；显示装置，用于显示连续的时间码。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预置的图象是图象组(GOP)内的特定的图象，且所述的插入装置包括可用在所述GOP的头内的时间码作为置位信号而可被预置的计数器，该计数器根据与每一图象同步的时钟信号来响应正向的增计数标志(up flag)在向前方向对所述的时钟信号进行计数或响应反向的减计数标志(downflag)在相反的方向对所说的时钟信号进行计数。
3.根据权利要求1所述的装置，它进一步包括输入装置，用于输入时间码到所述插入装置；检测装置，用于检测所述输入时间码和所述连续时间码之间的时间差；和显示装置，用于显示所述时间差。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述数据位流是从可移动的记录介质中读出；且进一步包括再现控制装置，用于响应所述的时间差以控制所述记录介质的检索方向和检索速度。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述数据位流是从一数字记录介质中接收到的，在该数字记录介质上记录着存储数据的扇区和内容数据表(TOC)以通过扇区地址能有效地对在所述记录介质上的存储的数据进行访问，所述TOC数据包含所述预定图象的扇区地址和对应所述扇区地址的所述的时间码；其中，所述的装置进而包括输入一时间码的装置；检测装置，用于检测在数值上与所述输入的时间码最接近的一时间码所对应的扇区地址；和检索装置，用于为所述对应扇区地址检索所述的数字记录介质。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述数字记录介质是磁光盘。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述数字记录介质是磁盘。
8.一种对数据位流进行译码的数据译码方法，该数据位流包括表示图象的图象数据位且时间码已经间断地插入到该数据位流并指定给预定的图象，所述方法包括如下步骤从所述数据位流中取出所述插入的时间码；从所述取出的时间码中插入连续的时间码；和将所述连续的时间码加到那些时间码还没有被指定的所述数据位流中的图象中去。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，一目标图象通过对应所述目标图象产生的目标时间码而被译码；将目标时间码和所述连续时间码进行比较，直到所述目标时间码等于一连续的时间码；对对应所述目标时间码的图象进行访问和译码。
全文摘要
本发明公开了一种对记录在盘上或类似存储介质上的压缩的移动画面，音频数据进行适当的数据译码方法，其中，包头和信息包头从再现的视频信号的信息中分离；且时间码从GOP(图象组)中取出。连续的时间码加到时间码还没有指定的GOP的那些图象当中去(B图象和P图象)。
文档编号H04N7/52GK1155221SQ9511887
公开日1997年7月23日 申请日期1995年12月15日 优先权日1994年12月15日
发明者河村真, 藤波靖 申请人:索尼公司