专利名称：记录方法、记录媒体和记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将视频数据和音频数据记录到诸如硬盘、光盘和等的可随机访问的记录媒体并从该媒体进行播放的处理。
背景技术：
使用盘媒体的视频和音频数字记录与重放装置已变得普遍。在这些装置中，存在的需要是发展技术，以类似于磁带媒体的低成本实现音频复制(audio-dubbing)功能。音频复制功能是这样一种功能它允许信息，特别是允许音频另外记录在已记录的音频和视频上。
所提到的用盘媒体实现音频复制功能的先有技术的示例是日本公开特许公报Hei 5 No.234084。此技术利用数据的读取时间短于节目演示时间(program presentation time)的事实，在当前要表示的数据已从盘装载到存储器之后且在装载下一数据时间之前的持续时间内，将输入音频复制数据写到盘上。也就是说，此方法能够使用单个盘记录与再现设备实现音频复制。
此处，术语节目演示时间指对诸如视频、音乐等的每种节目唯一的播放时间。例如，一分钟的视频必须确实播放一分钟，即使是使用不同的播放设备播放也是如此。
图22示出先有技术中盘上的一种记录格式。此盘格式化为一系列ECC(纠错编码)块。此ECC块是用于编码的最小单元，其中数据被添加纠错奇偶校验并被编码。就读取数据来说，每个数据块作为一个单元被读出并被纠错，以抽取必要数据。另一方面，通过读取每个ECC数据块、执行纠错、更新纠错数据的必要部分、及重新分配误码给所述数据并将其记录在盘上，来执行数据重写。这意味着即使在只有一个字节的数据要被重写时，也要读出并更新包括该字节数据的整个ECC块。
在每个ECC块中，视频数据和音频数据如图22(b)所示以音频复制块、原音频块和原视频块的顺序循序排列。在每个块中，包括大约对应于相同时期的复制音频、原音频和原视频。在这里，原音频块与原视频块一起称为原块。需要记录原节目(复制音频数据记录前的视频数据)时，应事先将伪数据写入音频复制块。
下面将参照图23描述先有技术中的音频复制操作。在此图中，顶部的图示出相关装置及相关装置与记录媒体上被处理位置之间的关系。中间的图示出盘上读写头的位置，且底部的图示意性地示出缓冲存储器108中占用的节目数据的比率。
此处，节目被分配到盘上的连续区域s11-s18，其中区域s1-s13、s13-s15和s15-s17代表各个ECC块，并且区域s11-s12、s13-s14、s15-s16和s17-s18对应于各个音频复制块(s11和s12代表盘上的点)。
在时间t1处，直到区域s13的数据已存储在缓冲存储器108中，并且记录在区域s11-s13中的数据被解码并被演示(播放)，而对应于该数据的配音(dubbed voice)正在输入并被编码。
在t1到t3时间段中，区域s13-s15中的数据从盘装载到缓冲器108和音频复制缓冲器中。音频复制缓冲器以原状保持读取的ECC块，该ECC块具有与图22(b)所示相同的结构。
在时间t2处，时间t1处完成的、记录在区域s11-s13的数据的解码和播放结束。在时间t2后，在时间t1到t3期间从区域s13-s15读出的数据被解码并被播放，而对应于该数据的语音复制正被输入并被编码。属于此区域s13-s15的数据的解码和播放继续到时间t5。
直到时间t2的已输入的语音复制的编码至少在时间t3前被完成。在时间t3，直到时间t2的已输入的语音复制开始被记录到盘媒体。虽然需要些点时间来等待盘转动以访问s11，但与从盘读取数据或将数据写入盘的时间相比，所述等待时间短，因而在此不予考虑。
从时间t3到t4执行将配音(dubbed sound)写入盘的操作。这种写入盘的操作在时间t4完成后，从时间t4开始装载属于盘上区域s15-s17的数据。这样，从这点及其之后重复相同的处理顺序。
在此先有技术中，利用由于数据压缩的原因而使数据的读取时间少于数据的播放时间的优点，通过时分方式控制记录与再现装置的记录与再现两个操作，使单个记录与再现装置可以实现音频复制。
如上所述，由于为作为一个单元的每个ECC块执行纠错编码，因此，即使需要更新ECC块中的一个字节的数据，也必需读取并重写包含该字节数据的整个ECC块。象上述先有技术那样，当各个音频复制数据不同地分布在各个ECC块时，必需重写几乎所有ECC块或所有数据，以便记录音频复制数据。为了通过重写许多ECC块以执行音频复制，应使用具有高速读写性能的盘驱动器，或应减少要读取和写入的数据量。
与使用低速的盘驱动器相比，使用具有高速读写性能的盘驱动器花费多。另外，由于盘旋转速度的增加，因而需要更高的功耗。另一方面，如果尝试用低速的盘驱动器实现音频复制，则应对图象质量进行折中以减少数据量。
鉴于先有技术的上述问题而产生本发明，因此，本发明的一个目的是使用配置中具有相对低的数据传输率的盘驱动器来实现音频复制，在所述配置中可仅按ECC块单元来执行记录和再现，且相对于原视频仍不造成任何时滞或不降低图象质量。
发明内容
为实现上述目的，本发明具有下列配置。
本发明第一方面在于一种将数据记录到记录媒体上的记录方法，由此包括视频或音频数据的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据被划分成预定数据量的块，每个块作为一个单元要进行纠错编码并形成编码块，且每个编码块作为一个单元记录到记录媒体上，所述记录方法包括以下步骤将对应于预定播放时间的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据作为第一单元管理；将第一单元中的第二数据编码为整数数量的编码块并对其进行连续排列，且与第一数据分开；以及将第一单元中第二数据的编码块排列在第一单元中最先出现的编码块间的边界。
采用此配置，包含第二数据(例如音频复制数据)的编码块仅包括第二数据，因此，通过重写最小的区域，可仅对第二数据的编码块执行第二数据的写入。另外，由于第二数据位于第一单元中最先出现的编码块间的边界，因此，仅在整个第二数据和第一数据的一个编码块已装载时才可开始同步播放，这样，可以减少再现所需的缓冲器容量。
本发明第二方面的特征在于在包括多个第一单元的数据流单元中，每个第一单元的播放时间被设为恒定。
这样，将数据流中第一单元的播放时间设为相同可有助于计算读出所需的第二数据的开始位置。
本发明第三方面的特征在于根据从包括输入到记录媒体和从记录媒体输出的数据传送率、寻道时间、盘旋转等待时间、第一数据比特率及第二数据比特率的组中选定的一项来确定第一单元的播放时间。
这样，数据流中第一单元的播放时间可根据寻道时间、与记录媒体的输入/输出相关联的传送速率等来确定，以便这样的配置使再现或记录期间，不会由于第二数据的数据写入而产生中断的问题。
本发明第四方面的特征在于第一单元的第一数据包括一组第二单元，第二单元是可独立再现的单元。
按照本发明第五方面，一种把包括视频或音频数据的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据记录到记录媒体上的记录方法的特征在于把对应于预定播放时间的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据作为第一单元来管理，且第一单元中的第一数据包括一组第二单元，第二单元是独立可再现的单元。
这样可使在从第一单元中途的位置播放期间，减少开销时间，因此减少了记录期间的缓冲量。
本发明第六方面的特征在于在包括多个第一单元的数据流单元中，每个第二单元的播放时间设为恒定。
这样可有利于计算读出所需的第二单元的起始位置。
本发明第七方面的特征在于第二单元添加有伪数据，因此其区域大小将等于扇区的整数倍，扇区是记录媒体上的最小可访问单元。
这样可使随机访问单元可变小并简化对第二单元顶部的访问。
本发明第八方面的特征在于每个第二单元具有表示该第二单元是否位于第一单元顶部的标识信息。
这在音频复制记录时提供方便的同步调整。
本发明第九方面的特征在于第二数据被分成第三单元，并包括指出每个第三单元起始地址的数据，第三单元是可独立再现的单元。
这允许在第二数据的写入时对第二数据进行部分重写。
本发明第十方面的特征在于第二单元的播放时间是第三单元播放时间的整数倍。
这样可更准确地控制音频复制的开始和结束时间，以便能在更紧奏的单元重写数据。
本发明第十一方面在于一种把包括视频或音频数据的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据记录到记录媒体上的记录方法，其特征在于把对应于预定播放时间的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据作为第一单元来管理，并且在包括多个第一单元的数据流单元中，根据从包括输入到记录媒体和从记录媒体输出的数据传送率、寻道时间、盘旋转等待时间、第一数据比特率及第二数据比特率的组中选定的一项来确定第一单元的播放时间。
这提供与第三方面中所述的相同的效果。
根据本发明第十二方面，在一种记录媒体中，包括视频或音频数据的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据被分成具有预定数据量的块，每个块作为一个单元经纠错编码并形成编码块，且每个编码块作为一个单元记录到所述记录媒体，所述记录媒体的特征在于把对应于预定播放时间的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据作为第一单元来管理；第一单元中的第二数据被编码成整数数量的编码块，以便被连续排列，且与第一数据分开；以及第一单元中第二数据的编码块被分配在第一单元中最先出现的编码块间的边界。
本发明第十三方面在于记录装置包括输入装置，用于输入包括视频或音频数据的第一数据和第二数据；块编码装置，用于将要与第一数据同步再现的第二数据分成具有预定数据量的块，使每个块作为一个单元经纠错编码以形成编码块；以及记录装置，用于将编码块记录到记录媒体上，其特征在于块编码装置将对应于预定播放时间的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据作为第一单元来管理，将第一单元中的第二数据编码成整数数量的编码块，并将其连续排列，使其与第一数据分开，以及将第一单元中第二数据的编码块排列在第一单元中最先出现的编码块间的边界。
第十二和十三方面提供与第一方面中所述的相同的效果。
图1是说明本发明一个实施例的配置的方框图；图2示出本发明一个实施例的盘中的数据排列；图3是说明本发明一个实施例的EUS文件整体配置的视图；图4是说明分组结构的视图；图5是说明本发明一个实施例中EU结构的视图；图6是说明本发明一个实施例中VU结构的视图；图7是说明本发明一个实施例中VU标题分组结构的视图；图8是说明本发明一个实施例中音频复制前的PRU结构的视图；图9是说明本发明一个实施例中音频复制后的PRU结构的视图；图10是说明本发明一个实施例中PRU标题分组结构的视图；图11是说明本发明一个实施例中PRU位置的视图；图12是说明本发明一个实施例中EUS管理文件结构的视图；图13是说明本发明一个实施例中EUSI结构的视图；图14是说明本发明一个实施例中地址LUT结构的视图；图15是说明本发明一个实施例中地址LUT中PRU信息结构的视图；图16是说明本发明一个实施例中VU信息结构的视图；图17是说明本发明一个实施例中原数据记录的流程图；图18是说明本发明一个实施例中PRU管理表结构的视图；图19是说明本发明一个实施例中创建PRU管理表的流程图；图20是说明在音频复制期间缓冲存储器108中数据占用率中读写头移动和变化的示意图；图21是说明本发明一个实施例中从EU中途的位置开始播放时的访问过程的视图；图22是说明按照常规技术的盘上记录格式的视图；以及图23是说明按照常规技术的音频复制期间缓冲存储器108中在数据占用率方面读写头移动和变化的示意图。
具体实施例方式
下面将参照附图来描述本发明的实施例。
图1示出按照本发明一个实施例的视盘记录器的配置，其中可执行音频复制功能。如图所示，此装置包括控制部件101、CPU102、RAM103、ROM104、系统时钟105、缓冲存储器108、编码器106、复用器107、盘驱动器109、总线110、分用器111、解码器112、盘113及ECC编码器/解码器114。
盘113假定为可移动式光盘，它从外围向中心呈螺旋状记录和播放。一个扇区由2048字节的数据组成，且十六个扇区形成一个用于纠错的ECC块。如果需要重写ECC块中的任一数据，则必需读出包含该数据的整个ECC块，对它进行纠错，更新目标数据，再次把纠错码加到该数据以重构ECC块并将它记录到记录媒体。
图2示出盘113的配置。在盘前端排列的是文件系统信息，并且其它部分被分配用于用户区域，用户区域中的各个文件由文件系统管理。此用户区域分成管理信息区域和AV流区域。管理信息区域包含与管理信息相关的文件。AV流区域包含EUS(可编辑单元序列)文件。此EUS文件是数据流单元的一个文件，在该单元中，记录了从视频记录开始到其结束的视频和音频数据流。管理信息区域中的文件包括一个EUS管理文件，该文件包含关于EUS文件的信息。
在本实施例中，通过文件系统管理信息管理的文件系统，对每个文件进行访问。因此，通过指定连续的逻辑地址，可访问分散在盘中的文件，例如，EUS文件#2。按扇区进行逻辑地址指定的访问。在此实施例中，因为文件系统与本发明不直接相关，所以关于文件系统的说明从略。除非另外指定，否则下面说明中的术语“地址”应理解为表示逻辑地址。
将描述在此实施例中使用的编码方法。原视频数据按MPEG-2编码方案以大约5Mbps的可变速率编码。对于音频，原数据和音频复制数据均以48KHz被抽样，并按MPEG-1/第2层编码方案以2信道256kbps的固定速率编码。
EUS文件是存储EUS的文件，EUS是视频和音频信息的复用数据流的单元。图3示出EUS的整体结构。EUS的主要成分概述如下块具有对应于扇区的2048字节的固定长度的数据的单元。它由ISO/IEC 13818-2定义的视频数据、ISO/IEC 13818-3定义的音频数据和其它数据组成，并被打包成ISO/IEC 13818-1定义的PES分组。
VU(视频单元)用于在播放期间进行随机访问的单元。这确保在从VU前端进行访问时，可从EUS中途对音频和视频进行正确解码。它由块组成。
PRU(后记录单元)用于记录与多个VU相关联的后记录数据(音频复制数据)的区域。它由块组成。
EU(可编辑单元)它由多个VU组成，带有对应于那些VU的零或一个PRU。一个EU在盘中被连续记录。
EUS(可编辑单元序列)对应于Rec Start-to-Stop或Pause(记录开始到停止或暂停)部分的单元。它由整数数量的EU组成。
在附图中，每个块具有2048字节的固定长度单元，且一个块存储在一个扇区中。大体上，一个分组构成一个块。此处所指的分组应与ISO/IEC 13818-1定义的PES分组一致。图4示出分组的结构。分组由存储分组的分组属性等的分组标题和存储诸如视频数据等的实际数据的分组数据部分组成。
分组标题中包含的主要信息如下。此处，表示一段信息的字段名用一对尖括号<>表示。
<Packet-start-code-prefix>(<分组-开始-代码-前缀>)是ISO/IEC13818-1定义的分组开始代码。<Stream-id>(<流-标识>)表示分组的类型。<PES-packet-length>(<PES-分组-长度>)表示此字段的数据下游大小。<PES-header-data-length>(<PES标题-数据-长度>)表示分组标题的大小。<PTS(演示时戳)>是诸如复用音频、视频和其它数据的基本流之间的同步信息，并表示在播放访问单元(用于视频的一个帧)定时，带有表示90kHz时钟计数的值的33比特数据，其中访问单元的前端包含在所述分组中。<DTS(解码时戳)>表示在对访问单元进行解码时的定时，与<PTS>在同一时轴，其中访问单元的前端包含在所述分组中。<Stuffing-bytes>(<填充-字节>)用于如下所述地对分组的大小进行调整。
如果分组未填满2048字节数据，并且缺少的字节不超过7字节，则填充字节被插入分组标题中。相反，如果缺少的字节为8字节或更多，等于缺少字节的填塞分组被放在分组末端。填充字节和填塞分组是对实际操作无影响的所谓伪数据。此实施例中使用的分组类型概述如下V-PKT(视频分组)存储ISO/IEC 13818-2定义的视频数据的分组
A-PKT(音频分组)存储ISO/IEC 13818-3定义的音频数据的分组P-PKT(填充分组)ISO/IEC 13818-1定义的填充分组VH-PKT(VU标题分组)存储与VU相关的标题的分组PH-PKT(PRU标题分组)存储与PRU相关的标题的分组V-PKT、A-PKT和P-PKT的格式与ISO/IEC 13818-1定义的那些格式一致。后面将描述其它分组的格式。构成EUS的块概述如下V-BLK(视频块)存储V-PKT的块A-BLK(音频块)存储A-PKT的块P-BLK(填充块)存储P-PKT的块VH-PKT(VU标题块)存储VH-PKT的块PH-BLK(PRU标题块)存储PH-PKT的块首先将描述EU。图5示出了EU结构。EU包括等于或大于1的整数数量的VU，及零或一个PRU。构成一个EUS的VU全都有相同的演示期。也就是说，一个EUS中的VU始终具有相同的播放时间。EUS中的最后VU可比其它VU短。
此处，包含视频数据的VU的演示时间由视频场周期或视频帧周期复用的VU中包含的视频场或视频帧的数量来定义。
构成一个EUS的EU全都应具有一个PRU，或全都应不具有PRU。除EUS中最后的EU外，构成一个EU的VU数量Nvu在EUS中应是恒定的。就是说，在一个EUS中，每个EU的演示时间间隔恒定。对于不具有PRU的EUS，无需提供大量的VU，所以Nvu设为等于1。对于具有PRU的EUS，Nvu应在下列范围内[公式1] 其中，Tpv是每个VU的演示时间，Tv是盘旋转的等待时间；Tk是从当前正装载的记录槽跳到音频复制区域中的记录槽所需的时间，Rs是从盘的数据传送速率，Ro是整个EUS的比特率，Ra是音频复制的每个信道的比特率，以及Nch是音频复制的信道数量。在上述公式中，ceiling(x)是确定等于或大于x的最小整数的函数，并且floor(x)表示确定等于或小于x的最大整数的函数。
根据数据传送速率和具有PRU的EUS其它因素确定Nvu的最小的值原因在于除非每个EU的时间足够长，否则如图23所示，循序执行音频复制时，开销时间的比例会变得很大或者读写头从当前装载位置移到音频复制区域的时间会变得很长，这将使数据装载无法跟上显示，造成视频和音频演示的中断。
下面将说明VU。一个VU包括视频数据和要与视频数据同步的音频数据，其中视频数据由序列标题和后面等于或大于一的整数数量的GOP(图片组)组成，每个GOP在开头具有相关联的GOP标题，而音频数据由整数数量的AAU(音频访问单元)组成。GOP是MPEG视频压缩单元，由多个场或帧组成。AAU是每0.024秒分段的音频抽样段的压缩数据。GOP和AAU两者均需要从其单元顶部解码。由于VU包括整数数量的GOP和AAU，因此，每个VU可单独再现。每个VU的视频场数量对于NTSC可设为24到60，对于PAL可设为20到50。
如图6所示，VU在前面具有VU标题块(VH-BLK)，随后为存储前述音频数据的多个A-BLK，以及在末端存储前述视频数据的一系列V-BLK。A-BLK的数量应大到足以存储前述音频数据。在最后的A-BLK中剩有一些空间时，可如前面所述使用P-PKT或填充字节进行调整。V-BLK也应进行同样的配置。
如上所述，一个EU被配置一组VU，其中每个VU可单独再现，因此，当从EU的中途位置开始播放时，可缩短开销。如果传送速率与数据比特率相比不够快，则必须采用大的Nvu或使每个EU的演示时间变长。这种情况下，例如，如果EU没有诸如VU的单元，则即使当从接近EU末端的某一点开始播放时，也必须从EU顶部读EU。结果是对用户的响应差。另外，VU由整数数量的块或扇区组成时，允许按扇区进行访问，因而可简化对VU顶部的访问。
图7示出VH-PKT的结构。附图中，BP(字节位置)表示从顶部开始的字节相对位置，字节计数表示每个字段中的字节数。<Packet-start-code-prefix>(<分组-开始-代码-前缀)、<stream-id>(<流-标识>)和<PES-packet-length>(<PES-分组-长度>)象上面说明的那样。<VU属性>是一个字节的比特字段，它存储关于VU标题所属VU的信息。<EU的第一VU>构成信息段之一，在包含VH-PKT的VU是EU中的顶部VU时，它被设为1；不然它被设为0。此字段用于在执行音频复制时获得同步。<VU长度>表示此VU标题所属VU中的块数。<视频数据的开始RLBN>表示从VU顶部到视频数据开始的块数。
下面将说明PRU。PRU是存储音频的区域，所述音频对应等于或大于1的整数数量的VU。一个EU中有零或一个PRU。一个PRU由最低整数数量的ECC块和PRU标题块组成，其中所述ECC块可包含与EU演示时间相关联的音频数据。构成PRU的ECC的块数由NPRU表示，ECC定义如下[公式2]NPRU,ECC=ceiling((1+ceiling(Ra.Nch.Tpv2048-14)×Nvu)/16)]]>此处，要记录在PRU中的音频数据与同PRU所属EU中的VU音频相同的数据率和相同的抽样频率进行记录。
图8示出直接在原数据记录后的PRU结构。一个PRU标题块(PH-BLK)记录在前面，且剩余区域填满了填塞块(P-BLK)。也就是，在原数据记录后未直接记录音频数据。
图9示出在PRU上执行了音频复制后的PRU结构。一个PRU标题块(PH-BLK)记录在前面，在PRU标题块后记录一系列与EU同步的音频数据的A-BLK。剩余区域填满了P-BLK。在此记录中，使得PRU中的A-BLK的数量与相同EU的所有VU中的合计A-BLK数量相同。另外，记录后记录中的音频数据，以便PRU中的A-BLK按与相同EU的VU中A-BLK相同的顺序排列，并具有对应的PTS值。也就是，音频复制后的PRU完全包含与各个VU中包含的A-BLK有关联的A-BLK系列。与VU相关联的PRU中这样的A-BLK系列称为SAU(子音频单元)。毫无疑问，SAU与在VU中一样具有整数数量的AAU。
图10示出PH-PKT结构。<Packet-start-code-prefix>(<分组-开始-代码-前缀>)、<stream-id>(<流-标识>)和<PES-packet-length>(<PES-分组-长度>)的定义与VU标题分组中的那些字段相同。<PRU长度>表示构成此PH-PKT所属PRU的块数。<VU数量>表示构成此PH-BLK所属EU的VU的数量。<VU的数据的开始RLBN>表示从PRU顶部开始的每个SAU的块数。
如上所述，由于PRU由包含整数数量AAU的单元组(SAU)构成，因此，在PRU装载到缓冲存储器108后，此配置有利于在每个SAU中单独重写音频复制数据，其中AAU由整数数量的块或扇区组成。包含在每个SAU中的AAU存储在独立于其它SAU中AAU的分组中，因此，重写每个SAU不会影响其它SAU。如果未采用此排列，一个分组将包含属于不同SAU的AAU。这种情况下，如果曾经音频复制过的PRU需要再次从中途点进行音频复制处理，则这会需要复杂的过程，具体为对分组进行解包，确定AAU的顶部位置，重写所需的数据并再次将其打包。
另外，按每个SAU单元重写PRU时，由于表示每个SAU顶部位置的信息已插入流中，因此可快速辨明位置以开始重写。
PRU中数据的排列与VU中音频数据具有相同的结构，这有利于PRU与VU之间的数据交换，诸如当PRU中的音频数据需要在VU中部分复制时。
现在将描述EU中PRU的排列。PRU位于从PRU所属EU顶部开始的前15个扇区中的ECC边界后。换句话说，PRU位于最先出现的ECC边界。例如，当EU的前端对应于ECC块边界时，如图11(a)所示，PRU紧跟在EU的前端之后。在EU的前端不对应于ECC块边界时，PRU在从EU边界开始的前15个逻辑块中的ECC块边界，或在EU中最先出现的ECC块边界。这种情况下，EU前端的VU被PRU分开。
如上所述，由于形成PRU使得具有的大小与整数倍的多个ECC块大小相同，并且PRU位于ECC块边界，因此可通过仅重写记录媒体上的PRU数据来执行音频复制。此配置具有的优点是可通过仅重写最小的区域便完成音频复制。
在上述实施例中，PRU排列在EU前端附近的原因是如果再现某个EU，则此排列可使一个VU和PRU仅在整个PRU和VU均被读取了之后才开始平行再现。如果PRU排列在EU的后端附近，则在几乎EU的所有数据均已被读出之前不可能开始节目再现，并且必须使用缓冲存储器以存储几乎所有的EU。
图12示出EUS管理文件的结构。EUS管理文件是存储关于盘上记录的所有EUS文件的管理的信息的文件。下面仅描述对本实施例重要的项目。
字段<EUSI数量>表示此文件管理的EUS文件的数量。字段<EUSI(EUS信息)>表示关于单个EUS文件的信息，因而具有与<EUSI数量>一样多的字段<EUSI>。<EUSI>具体配置如图13所示。在图中，<开始PT>和<结束PT>表示此<EUSI>管理的EUS文件中的开始PTS和结束PTS，忽略其中的最高有效位。从现在开始，忽略了PTS的最高有效位的格式将称为PT格式。<后记录单元大小>表示<EUSI>管理的EUS文件中PRU的大小。
地址LUT(查找表)是一个表格。使用此表，根据PT格式中描述的时间代码，对记录对应于时间代码的数据的地址进行搜索。图14示出地址LUT的排列。
字段<EU的PB时间>按与PT格式相同的比例以1/90000[秒]单位表示每个EU的演示时间。同样，<VU的PB时间>以1/90000[秒]单位表示每个VU的演示时间。<PRU信息数量>表示地址LUT中<PRU信息>的数量，并且还表示EUS中的PRU计数。同样地，<VU信息数量>表示地址LUT中<VU信息>的数量和EUS中的VU计数。
图15示出<PRU信息>的内容。在图表中，<PRU的RLBN>表示<PRU信息>管理的PRU地址。图16示出<VU信息>的内容。在图表中，<VU的RLBN>表示<VU信息>管理的VU地址。
下面将描述利用地址LUT来确定对应于的某一时间代码PT的PRU地址的过程。首先，通过减去PT<EUSI>的<开始PT>来确定相对PT。此相对PT除以<EU的PB时间>，并且去掉小数点后的位数，以确定<PRU信息>的索引，用于管理对应于该PT的PRU。随后，由索引指定的<PRU信息>中<PRU的RLBN>给出的地址表示对应于目标PT的PRU地址。通过从PT中减去<开始PT>、除以<VU的PB时间>、去掉小数点后的位数以确定索引并参照索引指定的<VU信息>中<VU的RLBN>，同样可以获得对应于时间PT的VU的地址。通过上述简单操作可获得VU或PRU顶部地址的原因是每个EU和VU的演示时间被设为恒定。
下面将描述上述盘格式中执行记录、再现和音频复制的处理序列。在下面说明中，假定使用NTSC记录视频数据，VU包括由30个场组成的一个GOP，并且视频的最大比特率为8[Mbps]。还假定盘传送速率Rs为12[Mbps]，跳到音频复制区域的最长时间为0.3[秒]，并且盘旋转的最长等待时间Tv为0.2[秒]。音频比特率和音频信道数分别为0.125[Mbps/信道]和2[信道]，且一般用于原记录和音频复制。在这些条件下，每个VU的演示时间Tpv设为大约0.5秒。每个EU的VU计数Nvu的范围是7≤Nvu≤20，在该范围内可执行音频复制。在本实施例中，Nvu＝8，即每个EU的演示时间设为大约4秒。
现在参照图17来描述记录原节目的CPU102处理序列。假定EUS管理文件和文件系统管理信息已从盘装载到RAM103。CPU102启动编码器106(步骤1)，并且随后根据文件系统管理信息检查是否有足够大的连续区域以在盘上记录1个EU的数据(步骤2)。如果没有足够大的区域，则记录停止(步骤12)。
如果有足够大的区域，则表示要记录的VU在EU中哪一位置的变量i可重置为0，空白区域的顶部地址存储为变量addr(步骤3)。下一步，CPU等待来自复用器107的有关1个VU的数据已缓冲到缓冲存储器108的通知(步骤4)。当从复用器107接收通知时，在变量i为0的情况下(步骤5)，CPU检查变量addr是否对应于ECC块边界(步骤9)。如果不是，则缓冲存储器108中的VU数据被记录到盘上，直至下一ECC块边界(步骤10)。然后，CPU在RAM 103中创建带有PH-PKT和P-PKT的PRU，并将其记录到盘上(步骤11)。下一步，缓冲存储器108顶部的VU数据被记录到盘上(步骤6)。在此记录完成后，变量i加1(步骤7)。如果变量i小于表示EU中VU数量的变量Nvu，则操作跳到步骤4(步骤8)；如果该变量不等于Nvu，则操作进入步骤2。按照一个EU接一个EU地重复进行上述序列，直至从控制部分101给出停止命令，或盘中出现连续区域不足时为止。
在CPU102的上述序列的同时，复用器107从编码器106接收视频和音频数据，将PTS等加到所述数据并将其打包，以便存储到缓冲存储器108中。当一个GOP的V-PKT和与其同步的A-PKT已存储到缓冲存储器108时，复用器通知CPU102有关已经缓冲了一个VU的数据。
下面将描述当上述过程中记录的原节目正被播放而用户给出音频复制开始命令时的处理序列。假定EUS管理文件和文件系统管理信息已经装载在RAM103。CPU102启动解码器112，并根据文件系统管理信息，指示盘驱动器109从指定的EUS文件的顶部开始读取该文件。驱盘驱动器109将读出数据通过ECC解码器112传送到分用器111。分用器111将数据累积到缓冲存储器108中。解码器112请求分用器111提供播放视频和音频所需的数据。分用器111对请求作出响应，根据分组标题中的<stream-id>适当地将缓冲存储器108中累积的数据发送到解码器112。当从分用器111接收了足够的数据量而能够输出视频和音频时，解码器112根据对应所述数据的PTS来对系统时钟105进行初始化，之后，根据系统时钟105的值来实现输出同步。
分用器111始终在缓冲存储器108中保持两个PRU，具体地说，一个PRU用于当前正在播放的数据，另一个PRU用于随后要再现的EU，为来自用户的音频复制指令作准备。另外，分用器在RAM 103中创建用于管理这些PRU的表格(PRU管理表)。
图18示出PRU管理表的结构。PRU管理表包括两个表，也就是SAU起始PTS(SAU-PTS[j][i])和SAU起始地址(RLBN[j][i])。SAU-PTS[j][i]是二维阵列，其中第一指标指定缓冲存储器108中的PRU号，且第二个指标表示PRU中的SAU号，这样，两个指标的组合能够提供SAU顶部的PTS。RLBN[j][i]也具有相同的结构。也就是，两个指标表示PRU号和该PRU中的SAU号，以便根据PRU顶部提供SAU的相对地址。使用这两个表可以知道缓冲存储器108中SAU的位置，对应于某个PTS的数据要记录到缓冲存储器108中。
下面将描述当上述再现处理正被执行而用户通过控制部分101给出音频复制命令时的处理序列。首先，CPU102启动音频编码器106。在音频复制开始时，分用器111从系统时钟105获得时戳(音频复制起始PTS)，并从前述SAU-PTS[j][i]搜索不超过音频复制起始PTS的最大PTS的指标。分用器111将从搜索到的PRU号n和SAU号m及音频复制起始PTS发送到复用器107。复用器107将编码器106发送的AAU存储到缓冲存储器108，从第n个PRU的RLBN[n][m]开始。按照记录开始处的SAU顶部PTS与音频复制起始PTS之间的差别，在执行打包前，复用器107将适当数量的非声音AAU插到音频编码器106发送的AAU之前，以便调整定时。
下面将参照某个示例进行说明，其中由用户发出命令进行音频复制时的系统时钟105具有228228的值，或换句话说，音频复制起始PTS具有228228值。首先，在SAU-PTS[i][j]中搜索SAU号和PRU号的组合，该组合具有不超出音频复制起始PTS的最大SAU起始PTS。在图18所示情况下，在PRU号＝0且SAU号＝5时可获得此组合。因此，通过检查与此对应的RLBN
[5]值，可获得SAU#5的地址41。相应地，应从SAU#5开始记录音频复制数据，SAU#5驻留在从缓冲存储器108中PRU#0的顶部开始的第41个块。
如果音频复制数据正存储到的PRU被假定为具有指标“n”，则在PRU存储满数据后，i＝0到7时RLBN[n][i]的值按顺序存储到当前PRU的PH-PKT中的字段<VU的数据的开始RLBN>，且CPU 102会得到数据已存储到PRU末端的通知。在那时，SAU-PTS[n]
，也就是PRU所属EU的顶部PTS也会得到通知。另一方面，在CPU102正播放原节目的同时从复用器107接收通知的情况下，根据从该通知获得的EU的顶部PTS，CPU参考地址LUT来确定音频复制数据应记录到的盘113上的PRU地址，并命令盘驱动器109将缓冲存储器108上的第n个PRU记录到确定的地址。从那时起，将循序存储输入到缓冲存储器108中PRU的音频复制数据。
图19示出PRU管理表的创建过程。基本想法是从VH-PKT中的<视频开始RLBN>确定每个VU中包含的A-BLK数量，并且利用该数量等于相关联的SAU中包含的A-BLK数量的事实，创建SAU起始地址表，同时抽取VU中第一A-PKT的PTS，以便创建SAU起始PTS表。
首先，重置VH-flg并将j设为1(步骤21)，其中VH-flg是指示位置紧跟在VH-PKT后的事实的标志，j是指示缓冲存储器108中PRU号的指标。当到达分用器111的分组是VH-PKT时(步骤22)，操作进入步骤23；否则，操作进入步骤27。
当分组是VH-PKT时，检查VH-PKT中的字段<EU的第一VU>是否为1(步骤23)。如果为1，则j加1，以便将数据存储区域从当前PRU改变为其它PRU。同时，RLBN[j]
设为1。另外，当前VH-PKT中字段<视频的开始RLBN>值存储为临时变量tmp，并且i设为0(步骤24)。如果字段<EU的第一VU>为0，则临时变量tmp设置成RLBN[j][i]，并且当前VH-PKT中字段<视频的开始RLBN>值减1且加到tmp(步骤26)。此处，减1是指应从<视频的开始RLBN>值减去表示VH-BLK的1，以确定VU中A-BLK的数量，这是此时所需要的，其中<视频的开始RLBN>值为VU中A-BLK的数量加上VH-BLK的数量或1。随后，不管字段<EU的第一VU>值是多少，VH-flg设为1且i加1(步骤25)。
在步骤27中，检查到达分用器111的分组是否为A-PKT。如果是A-PKT，则操作进入步骤28；否则进入步骤22。在步骤28，检查变量VH-flg。如果VH-flg为1，则分组的分组标题中的PTS被设置成SAU-PTS[j][i]，且VH-flg重置为0(步骤29)。
可对每个块执行上述过程，因此，在EU的所有数据已读取时，可为一个EU中的PRU准备PRU管理表。
参照图20来描述音频复制期间盘中的读写头位置和缓冲存储器108中的原数据量随时间的变化。此处，假定节目被分配在盘中的连续区域s11-s18，其中，区域s11-s13、s13-s15和s15-s17对应于各个EU，且区域s11-s12、s13-s14、s15-s16和s17-s18对应于各个PRU。
假定在时间t1，直到s13的区域已全部装载在缓冲存储器108中，在显示和查看区域s11到s13的视频演示的同时，为它执行音频复制输入。输入音频复制数据被假定存储到缓冲存储器108中的一个PRU(PRU#0)。
在t1到t3时间段，盘驱动器109从区域s13-s15读取数据。时间t2对应于这样的时间在该时间，直到时间t1从区域s12-s13读取的VU已用于视频再现。
时间t3对应于区域s12-s13的VU演示正被查看时输入的音频复制数据的编码结束的时间。在此时间点上，数据被记录到PRU#0末端，且复用器107将PRU的起始PTS通知给CPU102，并将音频复制数据的存储目的地切换到其它PRU(PRU#1)。
在此实施例中，盘的数据读取和音频复制的编码适合在时间t3同时结束，但毫无疑问，它们在同一时间结束不是必要的。
CPU102从复用器107发送的起始PTS来确定应记录PRU#0内容的地址，或区域s11-s12的地址，并在t3到t4期间，将PRU#0内容记录到盘113上。
在时间t5，开始读取从下一区域s15到s17的数据。只要缓冲存储器108不造成溢出且缓冲存储器108中的所有数据未耗尽(不会出现下溢)，此数据便可在t4完成写入后的任一安排时间(在t4与t6之间)开始。上述过程的相同循环可在此后并向下重复进行。
按照本实施例，由于与常规配置相比，写入音频复制数据的时间可更短，因此可缩短图20中时间t4到t5的时段。此特性有助于播放视频和音频，即使与从盘的数据读取时间相比演示时间短(例如，在每个时间单位分配大量的信息时或在盘的读取和传送速率低时)也不会有中断。
在本实施例中，PH-PKT中的字段<VU的数据的开始RLBN>在音频复制期间被记录。然而，这是个固定值，因此，这可以在记录原数据前预先被记录。另外，可以将记录每个SAU起始PTS的额外字段加到PH-PKT。这种情况下，如果值在原数据记录时预先被记录到所述字段，则在执行音频复制时，通过读取PH-PKT，可获得构建PRU管理表的必要信息，因此，消除了对图19所示过程的需要。
在本实施例中，VH-PKT中的字段<EU的第一VU>用于表示EU的顶部。然而，表示EU间边界的分组可插在每个EU的顶部。
在本实施例中，SAU的演示时间和VU的演示时间被设置为相同，但这不是必要的。特别是，通过设置SAU的演示时间比VU的短，例如为其一半或四分之一，可以更高的精度控制音频复制的开始和结束时间。在本实施例中，当从曾记录了音频复制数据的EUS中途的位置开始音频复制时，在最坏的情况下，在音频复制部分之前和之后，可用大约一个SAU长度(等于一个VU)的空数据来重写记录的音频复制数据。然而，如果形成SAU在时间方面比VU短，则可以减少由空数据重写的范围。
下面将对用音频复制数据这样重写的节目从其中途播放时的过程进行说明。假定文件系统管理信息和EUS管理文件已从盘装载到RAM103。根据节目和用户指定的安排时间，CPU102确定EUS文件和与其对应的PTS(播放开始PTS)，并向分用器111和解码器112发送信息。随后，使用地址LUT，CPU根据播放开始PTS来计算相关联数据所属的VU的起始地址(VU开始地址)和PRU的起始地址(PRU开始地址)。
此时，如图21(a)所示，当PRU和VU之间的地址差异小时，CPU指示盘驱动器109开始从VU和PRU的更低地址读取数据。另一方面，如图21(b)所示，当VU的地址在一定程度上大于PRU的地址时，或者当从属于EU后半部的VU开始播放时，CPU102先指示盘驱动器109，按EUSI中<后记录单元大小>给定的PRU数据大小指定的数据量从PRU开始地址读取数据。随后，指示从VU开始地址读取数据。这是因为播放是从EU后半部的VU开始，所以跳过前面的VU消除了多余的数据读取并使对用户的响应快速。
分用器111通过ECC解码器112将盘驱动器109发送的数据累积到缓冲存储器108，并按顺序发送所述数据，以便在从解码器112发出数据请求时对解码器112进行响应。解码器112向分用器111请求数据并对接收数据进行解码。当播放开始PTS驻留在GOP的中途点时，视频解码器112从其开始点对GOP进行解码，并从播放开始PTS的安排时间产生视频输出。音频解码器112同样对从分用器111接收的数据进行解码，并从播放开始PTS的安排时间产生声音输出。由于视频解码需要更长的时间，因此音频解码器112等待视频解码器112转为能够在播放开始PTS提供视频输出，并在播放开始PTS设置系统时钟105以开始演示。
下面将描述本实施例的主要特性和效果。
本实施例是一种记录方法，通过该方法，把数据记录到记录媒体上，由此把包括视频或音频数据的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据分成预定数据量的块，并且每个块作为一个单元经纠错编码并被形成要记录到记录媒体上的编码块，其特征在于对应于预定播放时间的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据作为第一单元来管理，记录第二数据的记录区域由第一单元中的连续区域构成，以及包括第二数据顶部的编码块与第一数据分开进行编码。
作为说明，在所述记录方法中，包括视频或音频数据的原数据(第一数据)和要与原数据同步再现的音频复制数据(第二数据)被分成预定数据量的块，并且每个块作为一个单元经纠错编码并形成编码块(ECC块)，以便数据按ECC块单元记录到记录媒体上。对应于预定播放时间的原数据和要与原数据同步再现的音频复制数据作为一个称为EU(可编辑单元)的单元(第一单元)来管理，记录音频复制数据的称为PRU(后记录单元)的记录区域由EU中的连续区域构成，以及包括PRU顶部的编码块与原数据分开进行编码。
这样，包括PRU的ECC块仅由PRU构成，因此无需访问原数据来读取和重写所述数据，而这以常规方法执行音频复制时是必须的，因此可通过重写最小区域执行音频复制。
另外，本实施例的特征在于包含第二数据顶部的编码块排列在最先出现在第一单元的编码块间的边界。具体地说，包含PRU顶部的编码块排列在EU中出现编码块间第一边界的位置。
这样，PRU位于最先出现的ECC块边界，因而可在整个PRU和一个VU已装载时执行同步播放，并可减少再现所需的缓冲器容量。
此外，本实施例的特征在于在包括多个第一单元的数据流单元中，每个第一单元的播放时间设为相同。也就是，由多个EU组成的称为EUS(可编辑单元序列)的数据流单元中，所有EU的播放时间设为相同。
这样，将EUS中EU的播放时间设置相同，可有助于计算读出所需的PRU的开始位置。
本实施例的特征在于根据从包括输入到记录媒体和从记录媒体输出的数据传送率、寻道时间、盘旋转等待时间、第一数据比特率及第二数据比特率的组中选定的一项，来确定第一单元的播放时间。作为说明，根据从包括输入到记录媒体和从记录媒体输出的数据传送率、寻道时间、盘旋转等待时间、第一数据比特率及第二数据比特率的组中选定的一项，来确定EU的播放时间。
这样，EUS中EU的播放时间可根据寻道时间、与记录媒体的输入/输出相关联的传送速率等来确定，以便此配置不会由于音频复制模式中频繁出现的寻道而使音频复制数据的再现或记录期间产生中断的问题。
本实施例的特征也在于第一单元的第一数据包括一组第二单元，这些第二单元是可独立再现的单元，并且在包括多个第一单元的数据流单元中，每个第二单元的播放时段被设为相同。作为说明，EU(第一单元)中的原数据(第一数据)包括一组第二单元，而这些第二单元是可独立再现的称为VU(视频单元)的单元，并且在包括多个EU的EUS中，VU的播放时段被设为相同。
因此，VU的提供使得在从EU中途的位置播放期间可减少开销时间，因而减少了记录期间的缓冲量。另外，由于VU的播放时段相同，因而可以固定EUS中一个EU的播放时间和一个VU的播放时间，从而可有助于计算读出所需的VU的起始位置。
本实施例的特征在于第二单元加有伪数据，因此其区域大小将等于扇区的整数倍，扇区是记录媒体上的最小可访问单元。作为说明，VU加有伪数据，因此VU区域大小将等于扇区的整数倍，扇区是记录媒体上的最小可访问单元。
因此，创建具有整数倍扇区的第二单元区域可使随机访问单元变小，简化对VU顶部的访问。
本实施例的特征还在于每个第二单元具有说明该第二单元是否位于第一单元前面的标识信息。具体地说，每个VU具有说明该VU是否位于EU顶部的标识信息。这对音频复制提供了方便的同步调整。
本实施的特征还在于第二数据被分成第三单元，并包括指出每个第三单元起始地址的数据，其中第三单元是可独立再现的单元。也就是，PRU(第二单元)被分成作为第三单元的SAU(子音频单元)，并包括指出每个SAU起始地址的数据，其中SAU是可独立再现的单元。这允许在音频复制时对音频复制数据进行部分重写。VU是可独立再现的单元。PRU被分成多个与VU相关联的SAU，并且每个VU与相关联的SAU的起始地址相关。另外，由于VU以及SAU的大小是整数倍扇区的大小，因此可在音频复制时对音频复制数据进行部分重写。
本实施的特征还在于第二单元的播放时间是第三单元播放时间的整数倍。作为说明，VU的播放时间是SAU播放时间的整数倍。这样可更精确地控制音频复制的开始和结束时间，以便可以在更紧奏的单元重写数据。
本实施例是一种记录媒体，其中包括视频或音频数据的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据被分成预定数据量的块，并且每个块作为一个单元经纠错编码并形成编码块，且纠错块被记录到记录媒体上，其特征在于将对应于预定播放时间的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据作为第一单元来管理，在第一单元中对记录第二数据的记录区域进行连续排列，并且将包括第二数据顶部的编码块与第一数据分开保持和编码。
本实施例是一种记录装置，它包括输入装置，用于输入包括视频或音频数据的第一数据和第二数据；块编码装置，用于将要与第一数据同步再现的第二数据分成具有预定数据量的块，每个块作为一个单元经纠错编码以形成编码块；以及记录部分，用于将编码块记录到记录媒体上；所述记录装置的特征在于块编码装置将对应于预定播放时间的第一数据和要与第一数据同步再现的第二数据作为第一单元来管理，在第一单元中对记录第二数据的记录区域进行连续排列，包括第二数据顶部的编码块与第一数据分开保持和编码。
工业适用性如上所述，本发明适用于在诸如硬盘、光盘等的可随机访问的记录媒体上对视频数据和音频数据进行记录和再现，特别是消除了在重写音频复制数据时对不必要的原数据进行读取和重写的需要。
权利要求
1.一种将包括视频或音频数据的第一数据和要与所述第一数据同步再现的第二数据记录到记录媒体上的记录方法，其特征在于把对应于预定播放时间的所述第一数据和要与所述第一数据同步再现的所述第二数据作为第一单元来管理，并且在包括多个所述第一单元的数据流单元中，根据从包括输入到所述记录媒体和从所述记录媒体输出的数据传送率、寻道时间、盘旋转等待时间、所述第一数据的比特率及所述第二数据的比特率的组中选定的一项来确定所述第一单元的所述播放时间。
全文摘要
在进行音频复制时，对每个ECC块执行纠错。因此，即使在重写ECC块中的一个字节数据时，也需要读取和重写该字节所属的整个ECC块。当音频复制数据分散在ECC块中时，几乎要重写所有ECC块或所有数据，以便记录音频复制数据。通过构建包括音频复制数据的ECC块以不包含原数据，在重写音频复制数据时，不再需要读取和重写不必要的原数据。
文档编号H04N9/888GK1598957SQ20041006424
公开日2005年3月23日 申请日期2000年7月27日 优先权日1999年7月30日
发明者木山次郎, 山口孝好 申请人:夏普公司