专利名称：在数据载体上存储数据项的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在数据载体上存储数据项的方法。
对于在一个具有固定容量的存储介质上存储诸如数字视频、音频和图象等数据项，弹性存储器是一种利用介质的存储容量的非常有效的方式。弹性存储器的原理在申请人的题目为“数据项的压缩存储”的未预先公开的欧洲专利申请No.00200890.2中进行了描述。根据弹性存储器的原理，将一个要存储的数字数据项首先分成连续的有效性递减的数据片。接着，将数据片存储在所提供的有足够的空间容纳所有数据片的存储器中。在存储器没有足够空间的情况下，通过从存储器中除去那些来自具有最低有效性的项的数据片来生成空间。将这样释放出的空间用于存储要存储的数据项的数据片。更可取地，用一个辅助存储器来记录存储在存储器中的所有数据片的标识数据、例如文件名和有效性。
对于读出已经采用上述弹性存储器的方法存储在存储介质上的信息(存储介质也称为弹性存储器)，需要一个用于对弹性存储器格式译码的译码设备来检测并因此检索和重建载体上的数据项。如果存储介质是一个可交换的数据载体、例如磁盘或CD-RW，则这个载体的接收器需要一个专用的弹性存储器译码设备来读取载体的内容。这将这种数据载体的分布限制到带有专用译码设备的接收器。
本发明的一个目的是提高弹性存储器的可交换性。为此，本发明提供了如独立权利要求中所限定的用于存储的方法、编码器、计算机程序产品以及数据载体。本发明的特别有利的细节部分在从属权利要求中进行了阐述。
依据本发明的第一个实施例，通过采用弹性存储器原理来在数据载体上的文件系统存储器储数据，最有效地利用了固定存储容量。因为数据文件是以该数据载体的标准文件格式安排在数据载体上的，所以不需要专用的译码设备来从数据载体上提取任何文件。因此，带有采用本发明存储的数据的数据载体可以由任何适合于读数据载体的机器读出，从而极大地提高了可交换性。接收器不需要知道采用了弹性存储器这个事实，这扩展了弹性存储器的应用范围，可以提高市场推广和接受的速度。本发明在运用到采用具有标准化的文件系统的可交换介质来用于多媒体的交换或分布的应用中时特别有利，其中多媒体的交换或分布可使用标准化的可缩放压缩方法。目前，正在开发这种标准，来用于JPEG2000的图象、MPEG4-FGS的视频以及动画JPEG2000。这种有利的应用包括数码相机、数码摄像机等。
更可取地，在估计期间还考虑要存储的文件的块，并且如果需要，舍弃文件的最低有效块，不进行存储。
从下面参考附图进行的描述中，可以了解本发明的进一步的目的、详情、改进、效果及细节，在附图中
图1是依据本发明的方法的流程图；以及图2以示意图显示了依据本发明的设备。
本发明涉及采用可交换的数据载体的数字信息的存储和检索。可交换的数据载体是已知的，用于多媒体数据的交换和分布，例如磁盘、CD-RW、DVD+RW、小型磁盘、ATA闪卡和存储器条。要存储的数字信息特别涉及供多媒体使用的信息，例如数字图象、视频和音频。本发明并不限于可读和可写介质，还可用于诸如CD-R的一次写入介质以及诸如CD和DVD的只读介质。在这样的应用中，例如通过将弹性存储器从可写介质拷贝到只读介质，可以脱机地产生弹性存储器，然后进行分布。
下面将采用可读、可写和可交换数据载体、例如磁盘、CD-RW、DVD+RW、小型磁盘、ATA闪卡或存储器条来描述本发明的一个例示实施例。要存储在数据载体上的信息是数字数据项的形式，每一项代表一个单位的要存储的信息、例如一个数字图象。
采用适于处理所采用的数据载体的写设备将数据存储在数据载体上。写设备带有一个运行写操作的计算机。写(和读)操作是采用一个管理关于存储和检索的事务的数据文件系统来执行的；这样的数据文件系统本身在本领域是公知的。数据载体带有一个由扇区组成的文件系统，典型地是具有固定尺寸的物理扇区，其中可以存储扇区信息。数据文件系统对于数据载体的类型和数据载体的扇区划分通常是专用的。在所使用的数据文件系统下，将信息存储在由簇或块组成的数据文件中，其中块的尺寸或者等于载体的扇区尺寸，或者与载体的扇区尺寸具有一个简单的关系，例如，一块中的扇区数目是2的幂。
将要存储的数据项变换成一个由多块组成的数据文件，块的有效程度相互不同，其中，块的长度由文件系统确定，如图1中的步骤100所示。块的长度对应于数据载体的一个扇区的长度，如上所述，即或者等于载体的扇区尺寸，或者与载体的扇区尺寸具有一个简单的关系，例如，一块中的扇区数目是2的幂。
要存储在数据载体上的数据项所分成的块形成了具有相互不同的有效性的一组块。虽然通常各块具有严格不同的有效性，但一些块也可以具有相同的有效性。为每个块指定一个有效值，最好是与用于数据项的再现的块中的信息的重要性有关。通过采用数据文件中的所有块，可以(近似)无损耗地检索出数据项，即，其质量为使得再现的数据项在感性上不能区别于原始数据项。从具有最高有效性的块开始，可以通过连续地采用具有较低有效性的块来提高数据项的再现质量。通过仅仅采用具有较高有效性的块，数据项的再现具有较低的、但是可接受的质量，而需要较少的空间来存储数据文件。
更可取地，例如采用比特率可缩放的压缩方法将数据项的划分与数据项的压缩结合在一起，其中，将所得的比特流分成大小由文件系统确定的多块。这种可缩放压缩方法在现有技术、例如在JPEG2000、MPEG4-FGS和动画JPEG2000中是已知的。可以用任何合适的已知方法来容易地确定每块的有效性数据。虽然最好采用一个可缩放编码方法来用于本发明，但也可以采用其他编码方法，只要这些方法产生带有可识别的有效性指示的编码部分，例如分级编码。依据本发明，不同的可缩放压缩方法可以混合使用。在这种采用两个或更多个压缩方法的情况下，接收器必须带有一个可用于所采用的每种方法的译码器。
更可取地，如果数据项涉及一单个实体、例如一个数字图象，则以有效性的降序排列数据文件的各块。
为了存储已经根据上述方法变换了的数据项，首先检查数据载体(图1中的步骤110)，并估计数据载体上的可用扇区和已经存在的数据文件(图1中的步骤120)。如果数据载体上的可用扇区足够存储数据文件的所有块，则将其存储在数据载体上(图1中的步骤140)。
如果数据载体上的可用扇区不足以将数据文件的所有块存储在数据载体上，则从数据载体上除去已经存在的数据文件的块(图1中的步骤130)。在各个块的有效性的基础上选择要删除的部分，其中，首先删除最低有效块。如果各块是按照有效性递减的顺序排列的，例如上述的图象文件的情况，则可以采用已知的截断函数，例如在名truncate()下许多C语言实现中可得到的函数来容易地执行文件末端的所要求的最低有效块的去除。如果没有截断函数，则可以绕过操作系统，由文件系统的直接操纵来实现该函数。在从数据载体删除了足够的块以适应数据文件的各块之后，存储数据文件。更可取地，在估计期间也考虑要存储的文件块，并且如果需要的话，舍弃文件的最低有效块，不进行存储。
在文件的各块不是按照有效性递减的顺序排列的情况下，这通常是表示视频或音频数据的文件的情况，该文件典型地包括放在一单个文件中的多个可缩放对象。为了从文件中除去备块，必须除去文件的各部分。这可以用一个从文件切除块的专用函数来完成，或绕过操作系统来直接完成。在这后一种情况中，可以利用这个事实，即，在大多数文件系统中，文件块是以链接列表、例如FAT链的形式存储的。
更可取地，将一个辅助存储器文件存储在数据载体上，该辅助存储器包含存储在数据载体上的每个数据文件的数据文件标识信息，包括有效性信息。利用这个辅助存储器文件，简化了检查数据载体的内容的任务。为此，在数据载体的内容的估计期间读辅助存储器。
在将数据项存储在数据载体上或另外对内容作出改变之后，更新辅助存储器文件，以反映出数据载体上的内容的变化(图1中的步骤150)。可以将辅助存储器文件存储为数据载体上的隐藏文件。
为了删除一个文件，可以仅仅删除文件的各块。如果使用辅助存储器，则可以擦除要删除的文件的入口或者可以从数据载体除去文件的各块。在任何删除操作之后，因而更新辅助存储器。
一旦已经采用上述方法在数据载体上记录了数据文件，则可以由一个带有用于相应类型的数据载体的读设备的系统读该数据载体。因为数据文件在数据载体上是以用于该数据载体的标准文件格式排列的，所以不需要专门的译码设备来从数据载体提取出任何文件。为了改变数据载体的内容，系统需要知道弹性存储器的结构；根据上述方法，通过读辅助存储器文件，可以实现内容的改变。
依据本发明，用户可以删除存储在数据载体上的一个或多个文件，而不必知道弹性存储器的存在。因此，依据本发明的一个方面，在去除和替换了一个依据本发明的可交换存储器之后，检查辅助存储器文件中的数据是否仍对应于数据载体上的实际数据。这可以通过计算文件系统数据或部分文件系统数据的校验和并将这个校验和存储在辅助存储器中来完成。然后通过将存储的校验和与实际的校验和进行比较来完成检查。
如果辅助存储器文件被丢失或破坏，则最好重新生成辅助存储器(甚至一些数据块可能被删除以便在介质上提供空间)。这使得能够将包含可缩放压缩文件的标准介质变换成一个弹性存储器。为了能够完成这一点，应该能够获得各个块的各个有效性。这可以从压缩数据进行估计，但各个有效性最好就在压缩数据本身中，例如，如同在2000年10月11日申请的未预先公开的美国专利申请No.60/239345中所提出的，以包含在比特流中的质量标记的形式出现。
本发明还涉及一种用于在数据载体50上存储数据项的设备，如图2所示。设备10带有可以读源文件的输入部分20、用于可交换数据载体50、例如CD-RW驱动器或磁盘的读/写部分30、以及与输入装置20和读/写装置30相连的用于执行依据本发明的方法的步骤、例如图1所示的步骤的处理器40。处理器40带有一个计算机程序，该计算机程序在处理器上运行时，执行依据本发明的一个实施例的方法的步骤。
依据本发明的设备例如可以是一个消费品，例如CD-RW播放器、DVD-R播放器或小型磁盘播放器。
可以将扇区构造为一个可以存储数据的最小的可寻址块或多个可寻址块。
应该注意，上述实施例说明了而非限制了本发明，在不偏离附带的权利要求书的范围的情况下，本领域普通技术人员能够设计出许多替换实施例。在权利要求书中，括号中的任何标号不应解释为对权利要求的限制。单词“包括”不排除在权利要求中列出的部件或步骤之外的其他部件或步骤的存在。本发明可以通过包括几个独立元件的硬件以及通过适当编程的计算机实现。在列举出几个装置的设备权利要求中，这些装置中的几个可以由一个和相同项目的硬件实现。一些措施在相互不同的从属权利要求中陈述的简单事实并不表明这些措施的组合不能用于产生有益效果。
权利要求
1.一种用于在数据载体上存储数据项的方法，其中数据载体带有使用扇区的文件系统，所述方法包括提供(100)一个表示一个数据项的数据文件，数据文件由具有相互不同程度的有效性的块组成，其中，所述块的长度对应于所述数据载体的一个扇区的长度，估计(120)所述数据载体上的可用扇区和现有的数据文件，如果所述数据载体上的可用扇区足以容纳所述数据文件，则在所述数据载体上存储(140)所述数据文件，如果所述数据载体上的可用扇区不足以容纳所述数据文件，则根据各个块的有效性从所述数据载体去除(130)现有数据文件的块，并因此在所述数据载体上存储(140)所述数据文件的至少一部分，以及更新文件系统，以考虑新的数据文件的块的存储以及现有数据文件的块的去除。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括，如果所述数据载体上的可用扇区不足以容纳所述数据文件，则根据各个块的有效性从所述数据载体去除(130)现有数据文件的块，并根据所述块的有效性舍弃至少一个所述数据文件块，并因此在所述数据载体上存储(140)所述数据文件的剩余块。
3.如权利要求1所述的方法，其中，数据文件通过用一个可缩放压缩方法将数据项变换成数据文件来提供(100)。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括用存储在所述数据载体上的用于各个数据文件的数据文件标识信息，包括有效性信息组成一个辅助存储器文件的步骤。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括将所述辅助存储器文件存储在所述数据载体上的步骤。
6.如权利要求4所述的方法，其中，估计所述数据载体上的可用扇区和现有的数据文件的步骤包括读(110)所述辅助存储器文件。
7.如权利要求4所述的方法，进一步包括在改变所述数据载体的内容之后更新(150)所述辅助存储器文件的步骤。
8.如权利要求4所述的方法，其中，将所述辅助存储器文件作为一个隐藏文件存储在数据载体上。
9.如权利要求1所述的方法，包括将一个给定数据项变换成一个由有效性递减的连续块组成的数据文件的步骤，其中，所述块的长度对应于所述数据载体的一个扇区的长度。
10.如权利要求9所述的方法，包括，通过截断在所述数据载体上存在的所选定的数据文件，从所述数据载体去除(130)现有数据文件的块。
11.一种用于在数据载体上存储数据项的设备，该数据载体带有使用扇区的文件系统，所述编码器包括输入装置(20)，用于提供一个表示一个数据项的数据文件，数据文件由具有相互不同程度的有效性的块组成，其中，所述块的长度对应于所述数据载体的一个扇区的长度，用于估计所述数据载体上的可用扇区和现有的数据文件的装置(40)，如果所述数据载体上的可用扇区足以容纳所述数据文件用于在所述数据载体上存储所述数据文件的装置(30)，如果所述数据载体上的可用扇区不足以容纳所述数据文件则根据各个块的有效性从所述数据载体去除现有数据文件的块并因此在所述数据载体上存储所述数据文件的至少一部分的装置(30)，以及更新文件系统以考虑新的数据文件的块的存储以及现有数据文件的块的去除的装置(40)。
12.带有程序代码部分的计算机程序产品，在计算机系统上运行时，执行如权利要求1所述的方法的步骤。
13.带有使用扇区的文件系统的数据载体(50)，数据载体包括由具有相互不同程度的有效性的块组成的数据文件，其中，所述块的长度对应于所述数据载体的一个扇区的长度。
14.如权利要求13所述的数据载体(50)，进一步包括一个带有存储在所述数据载体上的用于各个数据文件的数据文件标识信息，包括有效性信息的辅助存储器文件。
全文摘要
本发明提供了在数据载体上存储数据项，其中数据载体带有使用扇区的文件系统，其中，提供(100)一个表示一个数据项的数据文件，数据文件由具有相互不同程度的有效性的块组成，其中，所述块的长度对应于所述数据载体的一个扇区的长度，估计(120)所述数据载体上的可用扇区和现有的数据文件，如果所述数据载体上的可用扇区足以容纳所述数据文件，则在所述数据载体上存储(140)所述数据文件，如果所述数据载体上的可用扇区不足以容纳所述数据文件，则根据各个块的有效性从所述数据载体去除(130)现有数据文件的块，并因此在所述数据载体上存储(140)所述数据文件的至少一部分，以及，更新文件系统，以考虑新的数据文件的块的存储以及现有数据文件的块的去除。
文档编号G11B27/32GK1494718SQ02800212
公开日2004年5月5日 申请日期2002年1月15日 优先权日2001年1月30日
发明者R·J·范德弗罗伊藤, R J 范德弗罗伊藤 申请人:皇家菲利浦电子有限公司