光碟及其記錄器、重放器、記錄方法和重放方法

2023-10-06 12:20:39 4

專利名稱：光碟及其記錄器、重放器、記錄方法和重放方法
技術領域：
本發明涉及可讀寫光碟以及在該光碟上記錄和重放數據的記錄和重放方法。更準確地說，本發明涉及在其上記錄視頻數據的光碟，以及用於這種光碟的記錄和重放方法。
背景技術：
最近，在可重寫光碟領域中開發出DVD-RAM(數字視頻光碟隨機訪問存儲器)。DVD-RAM是一種超越了通常約650兆字節容量限制、具有幾千兆字節容量的相變光碟。
DVD-RAM可通過計算機存儲各種類型數據。此外，人們期望DVD-RAM將用來記錄音頻和視頻的AV(音視頻)數據。而普通常用的記錄設備，諸如磁帶錄相機(VTR)是將音頻和視頻記錄到磁帶上，人們期望這樣的記錄將由使用光碟的光碟記錄器實現。
可以用來代替標準的VTR記錄器的光碟記錄器/重放器能接收TV(電視)廣播，並將接收的廣播TV信號轉換(壓縮)為數字AV數據，然後將數字AV數據記錄在DVD-RAM中。當重放AV數據時，光碟記錄器/重放器從DVD-RAM中讀出AV數據，將讀出的AV數據轉換為模擬AV信號，並將它輸出給顯示裝置。產生的AV數據與ISO/IEC13818(國際標準化組織/國際電工技術委員會)規定的MPEG(移動圖像專家組)一致。
與最近的一些模擬TV廣播一樣，數字數據在垂直消隱間隔(VBI)期間被多路復用成TV信號(以後稱為「VBI」，在VBI期間多路復用的數字數據稱為「VBI數據」)。例如，在圖文電視廣播中，文本數據在垂直消隱期間被多路復用為VBI數據。
在與NTSC(美國國家電視系統委員會)系統一致的TV(或視頻)信號中，一禎(即兩個場)包括525水平掃描行，在VBI期間的、與第10至第21水平掃描行對應的周期中以及在VBI期間的、與第273至284水平掃描行對應的周期中，可以對VBI數據進行多路復用。
除文本數據外，VBI數據可以是諸如信箱控制信息和複製控制信息。信箱控制信息用於控制在寬高比為16∶9或14∶9的顯示屏幕上的寬高比為4∶3的圖像顯示。複製控制信息表示是否允許VTR記錄圖像。例如，在以下的文獻中定義了將這種信息多路復用為VBI數據的方法在日本電視工程學院學報vol.49 No.9(1995)，以及ETS300294(歐洲電信標準)「電視系統625-行電視寬屏幕信號(WSS)」。
信箱控制信息和複製控制信息都被多路復用成節目或廣告節目。正如可以把VBI數據多路復用到每一場一樣，例如，有可能通過將VBI數據多路復用成確定的廣告節目來修改僅僅針對某些節目的保護顯示和複製的設置。更具體地說，有可能通過在廣告節目時段對適當的VBI數據進行多路復用來修改顯示圖像的寬高比和/或只允許對廣告節目的複製。
用於S-VHS(超級視頻家用系統)的VTR能夠將包括VBI數據的TV信號記錄在磁帶上，重放TV信號，以及將TV信號顯示在顯示裝置上。這就使顯示裝置能識別多路復用的VBI數據，諸如信箱控制信息、並且控制信箱圖像與TV信號同步顯示。
然而，當傳統的光碟記錄器/重放器接收TV廣播時，能夠將廣播中的模擬信號編碼為被壓縮的數字數據，並將該壓縮的數據記錄到光碟上，TV信號中的任何VBI數據都將丟失。這樣一來，當從光碟重放AV數據時，傳統的光碟記錄器/重放器就不能修改顯示式樣，或第15或第32廣告節目時段中的複製許可。

發明內容
本發明的目的是提供一種光碟、光碟記錄器、光碟重放器、光碟記錄方法、能有效使用多路復用成視頻信號的VBI數據的光碟重放方法。
以上目的可以通過其上至少記錄有一種視頻對象的光碟實現。每一種視頻對象至少包括一種對象裝置，每一種視頻對象單元包含控制信息和視頻數據，以及具有1秒或更短的顯示時間。控制信息至少與下面的一種條件有關(a)視頻對象單元的顯示控制；以及(b)視頻對象單元的複製控制。
以上目的也可以通過將視頻對象記錄到可記錄的光碟中的光碟記錄器實現，光碟記錄器包括提取裝置(例如VBI數據解調器)，用於提取已被多路復用成音視頻信號的數據，所述數據至少與以下各項中的一項有關(a)顯示控制；(b)複製控制；編碼裝置，用於對音視頻信號編碼，產生包括至少一種視頻對象單元的視頻對象，視頻對象單元具有1秒或更短的顯示時間；產生裝置(例如DCI(顯示控制信息)產生單元)，它根據提取的數據，產生與以下各項中至少一項有關的控制信息(a)關於視頻對象中每一種視頻對象單元的控制信息；(b)關於視頻對象中每一種視頻對象單元的複製控制；以及控制裝置(例如隔行掃描單元)，用於使編碼裝置將產生的控制信息插入每一個視頻對象單元中。
以上目的也可以通過重放記錄在光碟上的視頻對象的光碟重放器實現，視頻對象包括至少一種視頻對象單元，每一個視頻對象單元具有1秒或更短的顯示時間。光碟重放器包括讀取裝置(例如驅動裝置)，用於從光碟中讀取視頻對象；分離裝置(例如多路分解器)，它將讀取的視頻對象中的每一個視頻對象單元分離成視頻數據、音頻數據及控制信息；解碼裝置，用於將通過分離視頻對象單元獲得的視頻數據和音頻數據解碼，產生與視頻對象單元對應的音視頻信號；以及多路復用裝置，用於在垂直消隱間隔期間，根據通過分離視頻對象單元獲得的控制信息，將附加數據多路復用到所述產生的音視頻信號中。
其中，每一個視頻對象可以從模擬視頻信號產生，而控制信息可以表示，在模擬視頻信號中，被多路復用成垂直消隱間隔的數據內容。
其中，所述控制信息可以顯示以下各項中的至少一項(a)視頻對象單元的顯示位置；(b)關於視頻對象單元的複製管理條件；以及(c)視頻對象單元的源材料類型。
用這種結構，每一個視頻對象單元包含控制信息，因而可以實現關於每一個視頻對象單元的顯示控制和複製控制，也就是說，可以每隔1秒或更短時間地實現不同的顯示和複製控制。這就能夠在某時段修改，例如，顯示式樣或允許複製諸如廣告節目、程序。
其中，每一個視頻對象單元可以包括其中放有視頻數據的一個控制包和多個視頻包。控制包可以放在視頻對象單元的起始位置，並包括控制信息。
對於這種結構，控制包被置於每一個視頻對象單元的起始位置。這樣，通過光碟記錄器將控制包插入每一個視頻對象單元的操作就被簡化，因而，就可以壓縮光碟記錄器的裝入操作。
其中，控制信息還可以包括狀態信息，它表示哪一部分控制信息有效。
當控制信息額外包括狀態信息時，有可能將含有關於顯示控制和複製控制的有效信息以及含有關於顯示控制和複製控制的無效信息的視頻對象單元插入同一個的視頻對象。
其中，控制信息可以包含表示視頻對象單元圖像在屏幕上的顯示位置的信箱控制信息。
對於這種結構，光碟重放器可以執行對每一個視頻對象單元的現箱控制，即每隔1秒或更短的時間執行一次。
其中，控制信息可以表示視頻對象單元圖像的寬高比。
對於這種結構，可在控制信息中設置每一個視頻對象單元的寬高比。
其中，控制信息可以包括表示視頻對象單元子標題顯示位置的子標題模式信息。
這使光碟重放器可以控制每一個視頻對象單元的子標題的顯示位置。
其中，控制信息可以包括膠片/相機模式信息，它表示是否或者通過電視攝象機或者通過電影膠片記錄了視頻對象單元的源材料。
對於這種結構，可以在控制信息中，設置關於每一個視頻對象單元的膠片/相機模式。
其中，控制信息可以包含關於複製產生管理系統信息，表示是否允許視頻對象單元被複製到另一種記錄媒體中。
用這種結構，可以在控制信息中，設置每一個視頻對象單元的關於複製產生管理系統的信息。
其中，控制信息可以包含關於模擬保護系統(APS)的信息，以便表示APS的複製保護方法的類型，該方法用在根據產生視頻對象單元的模擬視頻信號中。
用這種結構，可以在控制信息中，設置每一個視頻對象單元的關於模擬保護系統的信息。
其中，控制信息可以包含表示視頻對象單元的源材料是否是模擬預記錄包媒體的源信息。
用這種結構，可以在控制信息中設置每一個視頻對象單元的源信息。
其中，除了至少一個包括控制信息的視頻對象外，至少一部分數據流信息和一個沒有包括控制信息的視頻對象可以記錄在可記錄光碟中。每一部分數據流信息可以與至少一個視頻對象相關聯，並且包含寬高信息，它表示至少一個與所述部分流信息相關的視頻對象的寬高比；以及應用程式標記，它表示以下任意一點(a)使用寬高信息中的寬高比對視頻對象編碼；或者(b)不需要使用寬高信息中的寬高比，而是使用每一個視頻對象單元中的控制信息的寬高比對視頻對象編碼。
由於分別記錄了每一個視頻對象的這種數據流信息，所以，如果應用程式標記表示為「00b」，則不需要讀視頻對象，光碟重放器就可以獲得所述數據流信息中每一個視頻對象單元的寬高比。這樣，光碟重放器可以利用應用程式的標記判斷是否應當把視頻對象的寬高比或每一個視頻對象單元的寬高比用於視頻對象。此外，可以按照該控制信息的尺寸減小沒有包含控制信息的視頻對象的尺寸。
上述目的也可以通過把包含至少一個視頻對象單元的視頻對象記錄在光碟中來實現，所述記錄包括以下步驟提取步驟，用於提取被多路復用成音-視信號的數據，所述數據與顯示控制和複製控制有關；編碼步驟，用於對音-視信號編碼以產生視頻數據和音頻數據；產生步驟，用於根據提取的數據產生與顯示控制和複製控制相關的控制信息；以及多路復用步驟，用於將控制信息、視頻數據和已經產生的音頻數據多路復用成具有1秒或更短顯示時間的視頻對象單元。
上述目的也可以通過重放記錄在光碟上的視頻對象的重放方法來實現，所述重放包括以下步驟讀步驟，用於從光碟上讀取視頻對象，所述視頻對象至少包含一個視頻對象單元，其中每一個都有1秒或更短的顯示時間；分離步驟，用於將所讀取的視頻對象中的每一個視頻對象單元分離為視頻數據、音頻數據和控制信息；解碼步驟，用於將通過分離視頻對象單元而獲得的視頻數據和音頻數據解碼，產生與視頻對象單元對應的音視頻信號；以及多路復用步驟，用於在垂直消隱間隔期間，根據通過分離視頻對象單元而獲得的控制信息，將附加數據多路復用成所述產生的音視頻信號。
上述目的也可以通過程序實現，該程序被記錄在計算機可讀的記錄媒體中，並讓計算機執行記錄操作，以便將包含至少一個視頻對象單元的視頻對象記錄在光碟中。記錄操作包括提取步驟，用於提取被多路復用成音視頻信號的數據，所述數據與顯示控制和複製控制有關；編碼步驟，用於對音一視信號編碼以產生視頻數據和音頻數據；產生步驟，用於根據提取的數據產生與顯示控制和複製控制相關的控制信息；以及多路復用步驟，用於將已經產生的控制信息、視頻數據和音頻數據多路復用成具有1秒或更短顯示時間的視頻對象單元。
上述目的也可以通過程序實現，該程序被記錄在計算機可讀的記錄媒體中，並讓計算機執行重放操作，以便將記錄在光碟中的視頻對象重放。所述重放操作包括讀步驟，用於從光碟上讀取視頻對象，所述視頻對象包含至少一個視頻對象單元，每一個視頻對象單元都具有1秒或更短的顯示時間；分離步驟，用於將所述讀取的視頻對象中的每一個視頻對象單元分離為視頻數據、音頻數據和控制信息；解碼步驟，用於將通過分離視頻對象單元而獲得的視頻數據和音頻數據解碼，產生與視頻對象單元對應的音視頻信號；以及多路復用步驟，用於在垂直消隱間隔期間，根據通過分離視頻對象單元而獲得的控制信息，將附加數據多路復用成所述產生的音視頻信號。
具體說，按照本發明，提供了一種光碟記錄器，把包含至少一個視頻對象單元的至少一個視頻對象記錄在光碟上，該光碟記錄器包括提取裝置，用於從包含視頻信號的信號中提取附加數據，所述附加數據與顯示控制和複製控制中至少一個有關；編碼裝置，用於對所述視頻信號編碼以產生視頻數據；第一產生裝置，用於根據所提取的附加數據，產生包含表示寬高比的第一寬高信息和表示所述第一寬高信息是否有效的狀態信息的控制信息；以及第二產生裝置，用於產生包含所述控制信息和所述視頻數據的各視頻對象單元。
按照本發明，提供了一種光碟重放器，重放記錄在光碟上的至少一個視頻對象，其中每個視頻對象包含至少一個視頻對象單元，每個視頻對象單元包含控制信息和視頻數據，所述控制信息包含表示所述視頻對象單元的寬高比的第一寬高信息和表示所述第一寬高信息是否有效的狀態信息，所述光碟重放器包括讀取裝置，用於從所述光碟讀取每個視頻對象；以及分離裝置，用於把所述讀取的視頻對象中的各視頻對象單元分成視頻數據和控制信息。
按照本發明，提供了一種記錄方法，把包含至少一個視頻對象單元的至少一個視頻對象記錄在光碟上，該記錄方法包括從包含視頻信號的信號中提取附加數據，所述附加數據與顯示控制和複製控制中至少一個有關；對所述視頻信號編碼以產生視頻數據；根據所提取的附加數據，產生包含表示寬高比的第一寬高信息和表示所述第一寬高信息是否有效的狀態信息的控制信息；以及產生包含所述控制信息和所述視頻數據的各視頻對象單元。
按照本發明，還提供了一種重放方法，重放記錄在光碟上的至少一個視頻對象，其中每個視頻對象包含至少一個視頻對象單元，每個視頻對象單元包含控制信息和視頻數據，所述控制信息包含表示所述視頻對象單元的寬高比的第一寬高信息和表示所述第一寬高信息是否有效的狀態信息，所述重放方法包括從所述光碟讀取每個視頻對象；以及把所讀取的視頻對象中的各視頻對象單元分成視頻數據和控制信息。


從結合說明本發明具體實施例的附圖的以下說明中，本發明的這些和其它目的、優點和特徵將變得更清楚。
附圖中圖1示出了光碟記錄器/重放器、電視機和遙控器的外部視圖；圖2示出了在光碟範圍裡的引入區、數據區、引出區，以及存儲在數據區的文件結構；圖3示出了VR_MOVIE.VRO文件的數據結構；
圖4示出了控制包的數據結構；圖5示出了在控制包中顯示控制信息(DCI)的詳細位配置；圖6示出了屏幕尺寸和顯示圖像尺寸之間的關係；圖7示出了在控制包中複製控制信息(CCI)的詳細位配置；圖8示出了DCI的CCI的狀態信息的位配置；圖9A以不同電平示出了圖2中VR_MANGR.IFO文件的數據結構；圖9B示出了視頻屬性(V_ATR)的位配置；圖9C示出了包括在M_AVFI(MOVIE_AV文件信息)中的M_VOB_STIN(MOVIE_STREAM信息編號)；圖10是表示圖1中光碟記錄器/重放器的詳細結構方框圖；圖11是表示VBID解調器的詳細結構方框圖；圖12示出了由DCI產生裝置進行的產生DCI的處理的流程圖；圖13示出了NTSC(國家電視制式委員會(美國))信號的寬高比轉換表；圖14示出了PAL+(逐行倒相制)信號的寬高比轉換表；圖15示出了膠片/相機模式轉換表；圖16示出了子標題模式的轉換表；圖17是說明由DCI產生裝置進行的詳細處理的流程圖；圖18示出了CGMS(複製產生管理系統)轉換表；圖19示出了APSTB(模擬保護系統觸發位)轉換表；圖20示出了源信息轉換表；圖21是表示DVD記錄器詳細結構的方框圖；圖22是表示編碼裝置的詳細結構的方框圖；圖23是表示系統編碼器的詳細結構的方框圖；圖24是表示由系統控制裝置進行的控制編碼處理的流程圖；圖25是表示系統解碼裝置的詳細結構的方框圖。
具體實施例方式
以下定義本說明書使用的技術術語。
(1)視頻對象(VOB)視頻對象(VOB)是數據流，它是實時記錄執行一次的結果而產生的，並遵循ISO/IEC 13181-1中規定的程序流，「信息技術-動態圖像的通用編碼以及相關音頻信息系統」。VOB由至少一個視頻對象單元(VOBU)組成，VOBU則包括視頻數據和音頻數據。對於本發明，VOBU另外還包括顯示控制信息和複製控制信息。
(2)視頻對象單元(VOBU)VOBU包括至少一個GOP(圖像組)，並被包含在VOB中。雖然VOBU在VOB端可以有比0.4秒更短的重放時間，但是，每一個VOBU都有一個0.4至1.0秒的重放時間，這取決於記錄何時停止。VOBU是一個由按記錄順序排列的包組成的包序列。VOBU的起始包或者是視頻包或者是控制包，並且具有系統頭標。當VOB中的一個VOBU從控制包開始時，在那個VOB中的每一個VOBU都包括控制包。當VOB中的VOBU開始於視頻包時，在那個VOB中的所有VOBU都不包括控制包。
(3)圖組(GOP)圖組是在關於MPEG標準的ISO/IEC 13818-2中定義的並且涉及包括至少一個I(內部)圖像的圖像數據，所述I圖像是在不涉及其它圖像(幀/域)的情況下被編碼的圖像。GOP可以與其他數據無關地單獨重放。
(4)包一個包具有2KB的固定大小，並可分為視頻包、音頻包、或控制包。在這些包中，控制包是本發明的特徵。控制包包含顯示控制信息和複製控制信息，並排列在VOBU的起始位置。
1.光碟記錄器/重放器綜述如圖1所示，本發明的光碟記錄器/重放器1可以用於替代VTR，並與電視機2連接。本發明的光碟記錄器/重放器1將包含在TV信號(或視頻信號)中的AV信號編碼為壓縮的AV數字數據，即VOB，並將VOB記錄在光碟中，然後，可以重放光碟上的VOB。
當把VOB記錄在光碟中時，本發明的光碟記錄器/重放器1從模擬TV(視頻)信號提取VBI數據，並將包含由所提取的VBI數據表示的信息的控制包括入每一個構成VOB的VOBU中。當從記錄在光碟中的VOB重放視頻信號時，光碟記錄器/重放器1根據每一個控制包中所示的信息，將VBI數據多路復用成重放的視頻信號。當光碟記錄器/重放器1進行重放時，就允許每一個VOBU的顯示裝置控制顯示樣式，諸如寬高比，並允許複製。
2.光碟結構2.1光碟的物理結構本發明實施例用DVD-RAM作為實例說明光碟。DVD-RAM的物理結構在日本公開特許公報8-7282和日本公開的特許公報8-93873中作了詳細說明，其中，8-7282公開了將數據記錄在紋間表面和紋道上的方法，而8-93873公開了CLV區(線性速度為常數)，這裡不再說明。下面說明當使用DVD-RAM體現本發明時，屬於本發明的獨特的數據結構。
2.2光碟的邏輯結構圖2示出了在DVD-RAM區域裡的引入區、數據區、引出區，以及存儲在數據區的文件結構實例。
引入區包括光碟記錄器/重放器1用於穩定伺服機構控制的信號和把DVD-RAM與其它類型媒體區分的標識信號。這些信號記錄在DVD-RAM的引入區的起始位置(即最裡面部分)。數據區緊鄰著引入區，用於存放包括VOB和管理信息的文件。引出區處於DVD-RAM區域的末尾(即光碟的最外面)，並存放與引入區和其它數據區相似的信號。
在數據區的起始位置，記錄用於文件系統的存儲媒體信息。文件系統在本領域中是眾所周知的，因而不予說明。按照文件系統訪問該圖中示出的目錄和文件。
在該文件目錄結構中，DVD-RTAV(實時視聽)目錄直接在根目錄下。DVD-RTAV目錄存放一個管理信息文件和一個或多個存放VOB的AV文件。存放在DVD-RTAV目錄中的所有文件可將它們分類為或者是管理信息文件或者是AV文件。
在該圖所示例子中，VR_MANGR.IFO是管理信息文件，而VR_MOVIE.VRO、VR_STILL.VRO及VR_AUDIO.VRO是AV文件，這三個AV文件分別用於記錄視頻數據(可包括音頻數據)、靜態圖像數據和音頻數據。
2.2.1AV文件圖3示出了VR_MOVIE.VRO文件的數據結構。在VR_MOVIE.VRO文件中，以M_VOB#1至M_VOB#N的形式設置多個VOB。N是數目「1」或者更大，而在該VR_MOVIE.VRO文件中的VOB稱為「M_VOB」，以便將它與靜態圖像VOB的靜態Picture_VOB(S_VOB)區分，雖然在本說明書中除非另有規定，「VOB」都表示為M_VOB。
每一個M_VOB包括多個VOBU。
每一個BOBU是由多個固定大小為2KB的包組成的包序列。每一個包可以分為控制包(下文稱C_PCK)、視頻包(V_PCK)、及音頻包(A_PCK)。
C_PCK被置於VOBU的起始位置，並包括顯示控制信息，諸如信箱控制信息，以及與允許由VTR複製和複製保護系統相關的複製控制信息等等。其中，信箱控制信息用於控制寬高比為4∶3的圖像在寬高比為16∶9或14∶9的顯示屏幕上顯示。當記錄視頻信號並將DCI和CCI作為VBI數據多路復用成被重放的視頻信號時，光碟記錄器/重放器1根據多路復用成TV(視頻)信號的VBI數據，產生顯示控制信息和複製控制信息。
V_PCK包含視頻數據，而包含在VOBU中的多個V_PCK與GOP(圖像組)對應。一個GOP被分成包含在VOBU中的多個V_PCK的有效負荷。當GOP既不包含音頻數據又不包含控制信息時，除了對應於至少一個GOP的V_PCK之外，VOBU包括C_PCK和A_PCK，所以，用不同名字來區分這兩者。
A_PCK包括根據MPEG音頻系統解碼的音頻數據、Dolby AC3、交替(liner)PCM(脈衝編碼調製)等等。在每一個VOBU中，V_PCK和A_PCK都是交錯的。
2.2.2.1控制包(C-PCK)圖4示出了C_PCK的數據結構。如圖所示，C_PCK包括包頭標(具有14位元組大小)、系統頭標(24位元組)及包(2010位元組)。所說包括包頭標(6位元組)、子數據流ID(1位元組)及數據區(2003位元組)。
包頭標包括確定C_PCK在VOBU中位置的SCR(系統參考時鐘)。
系統頭標表示不同的VOBU之間的邊界。由於C_PCK處於VOBU的起始位置，所以C_PCK具有該系統的頭標。
所述包被放入C_PCK的有效負荷中，並包含包的頭標、子數據流的ID和數據區。
包頭標包括數據流的ID「1011111b」(「b」的含義為二進位符號)，它表示在MPEG標準中定義的「專用數據流2」。
子數據流的ID表示為「01010000b」，表示該包是C_PCK。
數據區包含顯示控制信息(下文稱DCI)、複製控制信息(CCI)及表示DCI和CCI狀態的DCI_CCI_Status信息(DCI_CCI_SS)。
2.2.1.1.1顯示控制信息(DCI)圖5詳細示出了在C_PCK中DCI的位配置。如圖所示，DCI表示寬高比、子標題模式和膠片/相機模式。
寬高比為4比特數據，它表示根據信箱控制，圖像應該怎樣顯示。
下面說明信箱控制。圖6示出了屏幕大小和顯示圖像大小之間的關係。屏幕的寬高比表示為X∶Y，而顯示圖像的寬高比表示為X』∶Y』。具有寬高比X』∶Y』＝16∶9或14∶9的顯示圖像稱作為信箱圖像。當把這樣的信箱圖像顯示在例如寬高比為4∶3的屏幕上時，可以使用不同的顯示方法，諸如，如圖所示，以在屏幕的頂部和底部具有黑帶的形式顯示信箱圖像；在屏幕的頂部顯示信箱圖像，而屏幕下方具有黑色區域；或者在垂直方向拉伸圖像。信箱控制信息指定這樣一種顯示方法，並且通常顯示關於X』∶Y』以及或者是Y∶Z或者是Y∶Z』的信息，它們是從顯示圖像的中心「O」測量的。
寬高比用4比特表示(b4至b7)並給出以下信息。
0000b4∶30001b16∶91000b在屏幕中心顯示具有寬高比14∶9的信箱圖像0100b在屏幕頂部顯示具有寬高比14∶9的信箱圖像1101b在屏幕中心顯示具有寬高比16∶9的信箱圖像0010b在屏幕頂部顯示具有寬高比16∶9的信箱圖像1011b在屏幕中心顯示具有寬高比16(或更大)∶9的信箱圖像0111b在整個屏幕顯示具有寬高比14∶9的信箱圖像其它備用在圖5中，前兩個值(「0000b」和「0001b」)給出了圖像的寬高比，其餘的值用於信箱控制。圖6是一個例子，其中寬高比為16∶9的信箱圖像被顯示在屏幕中心。
子標題模式用DCI的兩個位(b3和b2)表示，並指明如下信息。
00b＝無子標題01b＝在有效圖像區加子標題10b＝在有效圖像區外加子標題其它＝備用對於圖6中的信箱圖像，有效圖像區為顯示信箱圖像的屏幕部分，而「有效圖像區外」區域為屏幕的頂部或底部的黑色部分。例如，對於寬高比為4∶3圖像，PAL(逐行倒相)使用每幀625掃描行，625行中的576行構成圖像。另一方面，寬高比為16∶9的PAL信箱圖像由625個掃描行的430行構成。對於這種PAL信箱圖像，當子標題模式為「在有效圖像區加子標題」時，子標題被顯示在以430行顯示的圖像上。當子標題模式為「在有效圖像區外加子標題」時，子標題被顯示在與145掃描行(576減去430掃描行)對應的部分上(其中顯示的為黑色)。
除了上述576行外的掃描行與VBI對應。
膠片/相機模式表示為DCI的1比特(b0)，並表示以下信息。
0b相機模式1b膠片模式在歐洲使用的視頻圖像處理方法PAL plus中定義了膠片/相機模式，並且表示圖像的源材料原本是通過TV攝象機記錄的或者記錄在電影膠片上。
日本電視工程學院學報vol.49 No.9(1995)，對以上根據寬高比的顯示控制、子標題模式及膠片/相機模式積進行了綜述，並且ETS300 294(歐洲電信標準)「電視系統625行電視WSS」詳細說明了這種顯示控制。
DCI的上述位配置可以用於PAL和NTSC兩者的圖像。
2.2.1.1.2複製控制信息(CCI)圖7示出了在C_PCK中CCI的詳細位配置。如圖所示，所述CCI表示CGMS(複製產生的管理系統)、APSTB(模擬保護系統觸發位)和源。
所述CGMS被表示為管理複製的產生的2比特(b7和b6)，並且表示為以下值中的一個。
00b允許無限制地複製01b不使用條件10b不使用條件11b禁止複製光碟接收器/重放器1接收關於上述CGMS的信息已被多路復用到其中的視頻信號。如果接收的信息表示禁止複製，那麼，光碟接收器/重放器1就取消記錄。如果接收的信息表示允許產生第一代複製，那麼，光碟接收器/重放器1就設置「11b」(表示禁止複製)作為CGMS，並執行記錄。如果所述信息表示無限制地允許記錄，那麼，光碟接收器/重放器1就設置「00b」(表示允許無限制地記錄)作為CGMS，並執行記錄。
ASP是由Macrovision Corporation為模擬視頻信號開發的複製保護系統，因此也被稱作為「Macrovision(宏視覺)」。APSTB被表示為2比特(b5和b4)，表示用於輸入到光碟接收器/重放器1的視頻信號的APS複製保護方法。這些兩比特設置具有以下含義。
00bAPS斷開01bAPS的類型1接通10bAPS的類型2接通11bAPS的類型3接通以上類型中，類型1是幹擾VTR的AGC(自動增益控制)電路的方法，而類型2是以上AGC幹擾方法和將兩個彩色條紋倒置的方法組合而成的方法。類型3是以上AGC幹擾方法和將4個彩色條紋倒置的方法組合而成的方法。在接收到有關APS的信息已被多路復用到其中的視頻信號時，光碟接收器/重放器1根據接收到的APS設置APSTB。
源用1比特表示(b3)，它按如下方式表示圖像的源材料是否是模擬預記錄的包媒體。
0b模擬預記錄的包媒體1b非模擬預記錄的包媒體由源提供者設置源，並且寫入輸入給光碟接收器/重放器1的視頻信號的VBI數據中。在CEI(國際電工技術委員會)/IEC6880 199801部分3「VBID(VBI數據)」中定義了所述源。當輸入到光碟接收器/重放器1的視頻信號由源材料、諸如用於在工廠壓制的雷射盤電影的包裝軟體產生時，源設置為「0b」(表示源材料為模擬預記錄包媒體)。當輸入的視頻信號不是根據模擬預記錄包媒體產生，而是，例如根據由廣播提供者產生的材料產生時，源就設置為「1b」。
2.2.1.1.3 DCI CCI狀態信息(DCI_CCI_SS)圖8示出了包括在C_PCK中的DCI_CCI_SS的位配置。
如圖所示，DCI_CCI_SS示出了DCI的狀態(下文稱DCI.SS)和CCI的狀態(CCI_SS)。
DCI_SS表示為2比特，它以如下方式表示DCI中哪一部分是有效的。
00b整個DCI無效01b僅僅DCI的寬高比有效10b備用(未定義)11bDCI中的寬高比、子標題模式、和膠片/攝象機模式有效應當指出，在VOB內，DCI_SS的數值可以僅僅在「01b」和「11b」之間變化。
CCI_SS表示為2比特，它以如下方式表示CCI中哪一部分是有效的。
000b整個CCI無效001bCCI中的源有效010bCCI中的APSTB有效011bCCI中APSTB和源有效100bCCI中的CGMS有效101bCCI中的CGMS和源有效110bCCI中的CGMS和APS有效111bCCI中的CGMS、APSTB及源有效應當指出當或者把DCI_SS或者把CCI_SS設置為非零值時，DCI和CCI中至少一個處於有效狀態。
2.2.2管理信息文件(VR_MANGR.IFO)圖9A按照不同級別示出圖2中給出的文件VR_MANGR.IFO的數據結構。
如圖所示，文件VR_MANGR.IFO也稱作為「RTR_VMG」(實時記錄視頻管理器)，並且包括以下7個表和信息RTR_VMGI(RTR_VMG信息)；M_AVFIT(電影AV文件信息表)；S_AVFIT(靜態圖像AV文件信息表)；ORG_PGCI(原始程序鏈信息)；UD_PGCIT(用戶定義的PGC信息表)；TXTDT_MG(測試數據管理器)；以及MNFIT(生產廠家信息表)。
下面集中說明與「V_ATR」(視頻屬性)信息有關的部分，它是本發明的特徵。
M_AVFIT存儲用於VR_MOVIE.VRO(視頻數據的AV文件)的管理信息，並包括M_AVFITI(電影AV文件信息表的信息)、M_AVFI(電影AV文件信息)及至少一組如M_VOB_STI#1至M_VOB_STI#n的M_VOB_STI(電影VOB數據流信息)文件，其中n或者是在VR_MOVIE.VRO文件中的VOB編號，或者是比VOB的編號小的編號。
當單個M_VOB_STI組是由多個VOB共享時，該編號「n」就比VOB的編號小。這就是說，單個M_VOB_STI可以與或者是一個VOB或者是多個VOB對應。在VOB和一部分M_VOB_STI之間的這種對應關係用「M_VOB_STIN」(M_VOB_STI的編號)表示，它是在VOB信息(VOBI)中設置的，VOB信息包含在M_AVFI中，並提供給每一個VOB。圖9C示出包含在M_AVFI中的M_VOB_STIN。對於每一個VOB，M_AVFI包括一部分VOBI(圖中表示為「M_VOBI」)，它表示關於VOB的信息，諸如時間圖和M_VOB_GI(通用信息)。M_VOB_GI給出VOB開始記錄的時間、M_VOB_STIN等等。
對於VR_MOVIE.VRO文件中的一個或多個VOB，每一部分M_VOB_STI表示以下與VOB有關的信息V_ATR(視頻屬性)；AST_Ns(音頻數據流編號)；SPST_Ns(子圖像數據流編號)；A_ATRO(數據流#0的視頻屬性)；A_ATR1(數據流#1的編號)；SP_ATR(子圖像屬性)；以及SP_PLT(子圖像彩色調色板)。
V_ATR示出VR_MOVIE_VRO文件中VOB圖像的屬性。圖9B示出V_ATR的位配置。如圖所示，V_ATR包括視頻壓縮模式、TV制式、寬高比、應用程式標記、Line21_Switch_1、Line21_Switch_2以及視頻分辯率。
視頻壓縮模式表示為2比特，「00b」表示VOB已經根據MPEG 1壓縮，而「01b」表示VOB業已經根據MPEG 2壓縮。
TV制式表示為2比特，其中，「00b」表示VOB的525/60(表示每幀掃描行數目/每秒的場數目)，而「01b」表示625/50。由格式比特組表示的TV制式是NTSC制式，而後者是PAL或SECAN(順序傳送彩色與記憶制)TV制式。
寬高比用表示為2比特，其中，「00b」表示VOB的比值為4∶3，而「01b」表示其比值為16∶9。當解譯VOB的寬高比時，應用程式的標記用於避免在C_PCK中VOBU的寬高比與現存的寬高比發生矛盾。
應用程式標記為2比特數據，並表示是應該使用V_ATR中給出的寬高比還是應該使用C_PCK中給出的寬高比。當應用程式的標記為「00b」時，視頻數據流用在V_ATR中規定的寬高比編碼。在此情況下，VOB不包括任何C_PCK，或忽略在C_PCK中的寬高比。當應用程式的標記為「01b」時，視頻數據流用在V_ATR中規定的寬高比編碼，但是，如果在VOB中存在C_PCK時，實際的寬高比記錄在C_PCK中。這就是說，當在V_ATR和C_PCK中給出的寬高比不同時，就使用C_PCK中給出的寬高比。如果在VOB中不存在C_PCK，則將在V_ATR中給出的寬高比用於VOB的圖像中。當單個V_ATR(一個M_VOB_STI組)與多個VOB對應並且這些VOB中的一些包含C_PCK、而其它不包含C_PCK時，在C_PCK中給出的寬高比就被認為是包含C_PCK的VOB的寬高比，而在V_ATR中的寬高比被認為是沒有包含C_PCK的VOB的寬高比。
應當指出，當DCI_SS設置為「01b」或「11b」時，對於該M_VOB，在M_VOB_S中的V_ATR中由VOBI規定的應用程式標記將設置為「01b」，而且，當DCI_SS被設置為「00b」時，對於這些M_VOB，在由VOBI規定的M_VOB_STI中的V_ATR中的應用程式標記將設置為「00b」。
Line21_Switch_1被表示為1比特，其中「1b」表示VOB包括被多路復用成在幀的第一場中的第21水平掃描行的數據(它常常關閉標題數據)，「0b」表示VOB不包括這種數據。
Line21_Switch_2與Line21_Switch_1相同，只是前者對應於幀中第二場。
視頻分辯率表示為3比特，它表示VOB的圖像解析度。對於與上述「525/60」的TV制式一致的VOB，當3個比特為「000b」、「001b」、「010b」、「011b」、「100b」和「101b」時，VOB的分辯率分別為720×480、704×480、352×480、352×240、544×480和480×480。對於與「625/50」的上述TV制式一致的VOB，當3個比特為「000b」、「001b」「010b」、「011b」、「100b」和「101b」時，VOB的圖像分辯率分別為720×570、704×576、352×576、352×288、544×576和480×576。
由於V_ATR被包含在與AV文件分別提供的VR_MANGR.IFO文件中，所以光碟接收器/重放器1可以在不重放AV文件情況下讀取每一個VOB的屬性。這樣，每一個VOB的所述屬性都被設置在V_ATR中，每一個VOBU的所述屬性被設置在C_PCK中。
3.光碟接收器/重放器1的結構圖10是表示光碟接收器/重放器1結構的方框圖。如圖所示，光碟接收器/重放器1包括以下部件高頻(HF)接收裝置71；圖像解調器72；VBID(VBI數據)解調器73；緩衝器81；開關82；DVD記錄器75；數據傳送裝置83以及VBI信號多路復用器84。
HF接收裝置71通過廣播波接收所需的TV信號。
圖像解調器72將HF接收裝置71接收的TV信號解調，並將解調後的TV信號轉換成視頻信號和音頻信號，並通過緩衝器81和開關82將它們輸出給DVD記錄器。
VBID解調器73檢測包含在由圖像解調器72解調出的視頻信號中的VBID，根據檢測到的VBID產生DCI數據、CCI數據及DCI_CCI_SS數據，並將它們輸出給DVD的記錄器75。為了將視頻信號、音頻信號、DCI數據、CCI數據及DCI_CCI_SS數據同步輸入給DVD記錄器75，由圖像解調器72輸出的視頻信號和音頻信號、和由VBID解調器73輸出的DCI數據、CCI數據及DCI_CCI_SS數據之間的時間滯後，是通過緩衝器81和開關82消除的。
DVD記錄器75通過緩衝器81和開關82接收來自圖像解調器72的視頻信號和音頻信號，將它們壓縮為VOB，然後把VOB記錄到DVD-RAM中。當這樣做後，DVD記錄器75接收來自VBID解調器73的DCI數據、CCI數據、DCI_CCI_SS數據，並將每一個VOBU的DCI、CCI、DCI_CCI_SS記錄到DVD-RAM中。DVD記錄器75還將DVD-RAM上的VOB解碼，以便得到輸出給VBI信號多路復用器84的模擬AV信號。當輸出這些模擬信號時，DVD記錄器75從VOBU提取DCI和CCI，並將它們輸出給VBI信號多路復用器84。
VBI信號多路復用器84接收DVD記錄器75的模擬視頻信號、DCI和CCI，並在VBI期間，將基於接收的DCI和CCI的VBID多路復用成模擬視頻信號。
數據傳送裝置83接收由DVD記錄器75解碼的數字AV信號，並將它輸出給一臺設備，諸如PC機(個人計算機)。數據傳送裝置83根據從DVD記錄器75輸入的CCI確定是否執行輸出。
3.1VBID解調器圖11是表示VBID解調器73的詳細結構的方框圖，它包括以下部件VBID檢測裝置731、DCI產生裝置732、MV(宏視覺(Macrovision))檢測裝置733及CCI產生裝置734。
所述VBID檢測裝置731接收圖像解調器72的模擬視頻信號，並檢測包含在模擬視頻信號中每一場的VBID。以下的說明過程假設20比特的VBID被多路復用成NTSC的模擬視頻信號的第20和第278水平掃描行，並假設13比特的VBID被多路復用成PALplus模擬視頻信號的第23水平掃描行。上述20比特的VBID包括以下比特2比特(b1和b2)表示寬高比或信箱控制信息；2比特(b7和b8)表示CGMS；2比特(b8和b10)表示APSTB；以及1比特(b11)表示場中的圖像的源媒體是否是模擬預記錄媒體。另一方面，上述13比特的VBID包括以下比特4比特(b0至b3)表示寬高比或信箱控制信息；1比特(b4)表示膠片/相機模式；以及2比特(b9和b10)表示子標題模式。VBID檢測裝置731檢測NTSC信號的上述20比特，以及PAL信號的13比特的VBID。
MV檢測裝置733檢測宏視覺是否用作模擬視頻信號的複製保護方法，而模擬視頻信號是從圖像解調器72輸入的。
DCI產生裝置732包括1位元組的DCI內部寄存器和2比特的內部DCI_SS的寄存器。根據檢測到的VBID產生DCI和DCI_SS的數據後，DCI產生裝置732在以上兩個寄存器中設置DCI數據和DCI_SS數據，然後，DCI產生裝置732將存儲的數據輸出給DVD記錄器75。
圖12是表示DCI產生裝置732產生DCI數據和DCI_SS數據的詳細處理流程圖。DCI產生裝置732判斷VBID檢測裝置731是否已經檢測到VBID(步驟121)。如果VBI已經檢測到，並且當前的模擬視頻信號是NTSC信號(步驟122)，DCI產生裝置732將DCI_SS寄存器設置為「01b」(步驟123)。這是因為NTSC信號包括可以將寬高比設置為有效的DCI的VBID。
緊接著，DCI產生裝置732將VBID檢測裝置731檢測到的20比特的VBID中的2比特(b1和b2)，根據圖13的轉換表進行轉換。這樣，2比特轉換為4比特。然後，DCI產生裝置732將DCI寄存器的b4至b7中的4比特設置為寬高比，而DCI寄存器中的剩餘比特「0」作為子標題模式和膠片/相機模式(步驟124)。如果上述2比特(b1和b2)為「11b」，則DCI產生裝置732將在DCI_SS寄存器中設置「00b」。
另一方面，在步驟122中，當判斷模擬視頻信號是PAL信號時，DCI產生裝置732在DCI_SS寄存器中(步驟125)設置為「11b」，這是因為PAL信號包括這樣的VBID，可以將其寬高比、子標題模式及膠片/相機模式設置為有效DCI。
緊接著，DCI產生裝置732根據圖14-16示出的轉換表，將13比特VBID中的4比特(寬高比的b0至b3)、2比特(子標題模式的b9和b10)及1比特(膠片/攝象機模式的b4)轉換。然後，DCI產生裝置732將DCI寄存器中轉換的比特設置為寬高比、子標題模式及膠片/相機模式(步驟126)。
當VBID檢測裝置731還沒有檢測到任何VBID(步驟121)，DCI產生裝置732將DCI寄存器和DCI_SS寄存器(步驟127)的所有比特設置為「0」。
在這樣設置了DCI寄存器和DCI_SS寄存器的數據之後，DCI產生裝置732將所有數據輸出給DVD記錄器75。
3.1.2CCI產生裝置CCI產生裝置734包括1位元組的內部寄存器和3比特的內部CCI_SS寄存器，並根據由VBID檢測裝置731檢測到的VBID，以及由MV檢測裝置733產生的檢測結果產生CCI數據和CCI_SS數據。然後，在上述兩個寄存器中，CCI產生裝置734設置產生的CCI數據和CCI_SS數據，並將寄存器中的數據輸出給DVD記錄器75。
圖17是表示CCI產生裝置734產生CCI數據和CCI_SS數據的詳細處理的流程圖。當判斷從圖像解調器72輸入的模擬視頻信號是NTSC信號、並且判斷VBID檢測裝置731已檢測到VBID(步驟171)時，CCI產生裝置734在CCI_SS寄存器中設置「111b」(步驟172)。這些比特可通過以下處理更新。當判斷由VBID檢測裝置731檢測到的20比特VBID中的2比特(b7和b8)為「11b」(表示禁止複製)時(步驟173)，CCI產生裝置734將記錄停止信號輸出給開關82和DVD記錄器75(步驟174)，使得開關82斷開，而模擬視頻信號不輸入給DVD記錄器。這樣，DVD記錄器75停止處理DVD-RAM中記錄的數據。以後，當接收未被禁止複製的VBID時，CCI產生裝置734清除禁止記錄，清除存儲在緩衝器81中的數據，將開關82設置為接通，然後繼續記錄處理。
在步驟173中，當判斷為「否」後，CCI產生裝置734還將判斷上述20比特VBID中的2比特(b7和b8)是否為「01b」(表示CGMS未定義)(步驟S175)。如果「是」，則CCI產生裝置734將CCI_SS寄存器設置為「011b」(步驟176)。當MV檢測裝置733判斷宏視覺不能用於視頻信號時(步驟177)，那麼，CCI產生裝置734將CCI_SS寄存器的那個比特(b2)改為「0」(步驟S178)。
此後，CCI產生裝置734使用圖18-20中的轉換表將幾組比特(b7-b8、b9-b10及b11)轉換為CGMS、APSTB及源(步驟S179)，然後，將它們設置在CCI寄存器中。
另一方面，當圖像解調器72的視頻信號不是NTSC信號，並且VBID檢測裝置731沒有檢測到信號的任何VBID(步驟S171)，那麼，由於視頻信號沒有CCI信息的存在，所以CCI產生裝置734將CCI寄存器和CCI_SS寄存器中的所有比特設置為「0」(步驟180)。
執行由圖像解調器72發送的視頻信號場的上述操作後，CCI產生裝置734和DCI產生裝置732將存儲在CCI寄存器、DCI寄存器、CCI_SS寄存器以及DCI_SS寄存器中的數據輸出給DVD記錄器75。下面，將CCI寄存器和DCI寄存器輸出的數據分別稱作為CCI數據和DCI數據，把DCI_SS寄存器和CCI_SS寄存器輸出的數據一起稱作為DCI_CCI_SS數據。
3.2DVD記錄器圖21是表示DVD記錄器75的詳細結構的方框圖，它包括以下部件用戶界面(U/I)裝置1401；系統控制裝置1402；A/V信號輸入裝置1403；編碼裝置1404；輸出裝置1405；解碼裝置1406；紋跡緩衝器1407；驅動程序1408以及控制信息輸入裝置1409。
U/I裝置1401包括操作面板和遙控信號光接收器，並通過操作面板接受用戶的操作以及通過光接收器從圖1所示的遙控器接收遙控信號。
系統控制裝置1402接收U/I裝置1401的指令，諸如記錄開始指令、記錄結束指令、重放開始指令，或重放結束指令，以及根據接收到的指令控制整個處理。當執行記錄時，系統控制裝置1402接收與控制信息輸入裝置1409的一個場對應的DCI數據、CCI數據以及DCI_CCI_SS數據(以後這三類數據一起稱為「控制信息數據」)，並確定要插入VOBU起始位置的C_PCK中的控制信息的內容，然後，將控制信息輸出給編碼裝置1404。這就是說，系統控制裝置1402接收與至少一個場(即1/60或1/50秒)對應的控制信息數據，並將與VOBU對應的控制信息(即0.4-1.0秒)輸出給編碼裝置1404。與其內容與上述場的VBID不同的VBID對應的場不必置於VOBU的起始位置。在預先確定的周期中，與當前VOBU起始位置對應的場前和場後的各個場都被輸入，系統控制裝置1402檢測為每一個場輸入的控制信息數據中的變化，並使最適合的控制信息插入到當前VOBU的起始位置。
A/V信號輸出裝置1403通過緩衝器81和開關82接收圖像解調器72的視頻信號和音頻信號，並將它們輸出給編碼裝置1404。
編碼裝置1404通過壓縮從A/V信號輸入裝置1403輸入的視頻信號和音頻信號產生V_PCK和A_PCK，並根據從系統控制裝置1402輸入的控制信息產生C_PCK。然後，編碼裝置1404產生由VOBU組成的VOB。每一個VOBU在起始位置都有C_PCK。以上操作在系統控制裝置1402的控制下完成。
當執行記錄時，紋跡緩衝器1407臨時存放由編碼裝置1404產生的VOB，並在重放時存儲從DVD-RAM讀出的VOB。
當對DVD-RAM進行裝入和進行重放或記錄時，驅動程序1408執行伺服控制，而當執行記錄或重放時，就執行滾動控制。驅動程序1408將存儲在紋跡緩衝器1407中的VOB，通過光學傳感器寫入DVD-RAM中，然後通過光學傳感器將DVD-RAM的VOB讀入紋跡緩衝器1407。然而，實際上把數據寫入DVD-RAM和從其讀出數據都是以ECC(糾錯碼)塊(即16個扇區等於2KB×16個包)為單位實現的。這與本發明無關，不予說明。
解碼裝置1406接收從DVD-RAM讀出並從紋跡緩衝器1407傳送出的VOB，對VOB解壓縮得到數字視頻信號和數字音頻信號。同時，解碼裝置1406從VOB中的C_PCK提取控制信息，並通過輸出裝置1405將它們輸出給VBI信號多路復用器84。解碼裝置1406在系統控制裝置1402的控制下執行以上操作。
輸出裝置1405將數字視頻信號和音頻信號轉換為模擬形式，並將它們輸出給VBI信號多路復用器84。輸出裝置1405也接收解碼裝置1406的控制信息，並將它輸出給VBI的信號多路復用器84。
控制信息輸入裝置1409接收VBID解調器73的控制信息數據，並將其輸出給系統控制裝置1402。
3.2.1編碼裝置圖22是表示圖21示出的編碼裝置1404的詳細結構的方框圖。編碼裝置1404包括以下部件視頻編碼器1501；視頻數據緩衝器1502；音頻編碼器1503；音頻數據緩衝器1504；控制信息緩衝器1505；系統時鐘(STC)裝置1506；編碼控制裝置1507以及系統編碼器1508。
視頻編碼器1501接收來自A/V信號輸入裝置1403的視頻信號，將視頻信號壓縮(編碼)成MPEG2的視頻數據，然後，將MPRG2的視頻數據裝入視頻數據緩衝器1502中。
音頻編碼器1503接收來自A/V信號輸入裝置1403的音頻信號，將音頻信號壓縮(編碼)，然後，將壓縮的音頻數據裝入音頻數據緩衝器1504中。
控制信息緩衝器1505臨時存放從系統控制裝置1402輸入的控制信息。
STC裝置1506根據執行的編碼產生時鐘信號(系統時鐘)。
編碼器控制裝置1507控制編碼裝置1404的整個編碼操作。根據系統控制裝置1402的編碼起始指令和編碼結束指令，編碼控制裝置1507開始和結束編碼，並且無論何時產生一個VOBU就通知系統控制裝置1402結束編碼。當接收將系統控制裝置1402的控制信息插入VOBU的起始位置的指令時，編碼器控制裝置1507讓控制信息緩衝器1505將控制信息輸出給系統編碼器1508。
系統編碼器1508分別從視頻數據緩衝器1502、音頻數據緩衝器1504以及控制信息緩衝器1505提取被壓縮的視頻數據和被壓縮的音頻數據，它們與有效包負載(或包)大小相同。然後，系統編碼器1508產生C_PCK、V_PCK及A_PCK，通過交錯所產生的包而產生VOBU，並將產生的VOBU輸出給紋跡緩衝器1407。
3.2.1.1系統編碼器圖23是表示系統編碼器1508的詳細結構的方框圖。如圖所示，系統編碼器1508包括虛擬重放時鐘裝置1601，視頻包裝置1602，虛擬記錄器緩衝器1603和1605，音頻包裝置1604，C_PCK包裝置1606，以及交錯裝置1607。
根據對每一個包給定的時間標記，虛擬重放時鐘裝置1601產生虛擬重放時間，諸如SCR、DTS(解碼時間標記)和PTS(指示時間標記)。其中，DTS表示在重放期間，解碼裝置1406應該開始對包解碼的時間，而PTS表示執行重放時，將從包解碼得到的視頻數據或音頻數據提供給用戶的時間。
視頻包裝置1602從視頻數據緩衝器1502提取被壓縮的視頻數據，並產生包含被提取的視頻數據的V_PCK。當這樣做時，設置時間標記是為了避免在虛擬解碼緩衝器1603中出現下溢和上溢。
虛擬解碼器的緩衝器1603是用於模擬有多少視頻數據將聚集在緩衝器中的虛擬緩衝器，該虛擬緩衝器用作重放期間的臨時存儲器。
音頻包裝置1604從音頻數據緩衝器1504中提取被壓縮的音頻數據，並產生一個包含被提取的音頻數據的A_PCK。當這樣做時，設置時間標記是為了避免在虛擬解碼器的緩衝器1605中出現下溢和上溢。
虛擬解碼器的緩衝器1605是用於模擬有多少音頻數據將聚集在用作重放期間的臨時存儲器的緩衝器中的虛擬緩衝器。
對每一個VOBU，C_PCK包裝置1606利用從控制信息緩衝器1505輸入的控制信息(即DCI、CCI及DCI_CCI_SS)，產生如圖4所示的C_PCK，並把將組成VOBU的所有包的帶有最低值的SCR分配給C_PCK。
交錯裝置1607按照C_PCK包裝置1606、視頻包裝置1602及音頻包裝置1604產生的包中SCR的升序逐個提取包，產生包序列，即按照上述包次序排列以上包的VOBU，並將產生的VOBU輸出給紋跡緩衝器1407。應當指出，C_PCK接受組成VOBU的所有包中帶有最低值的SCR。這樣，C_PCK總是位於VOBU的起始位置。
3.2.1.2解碼控制流程圖24是表示由圖21所示的系統控制裝置1402進行的解碼控制的流程圖。
系統控制裝置1402接收U/I裝置1401的通知，它表示U/I裝置1401已經接收到開始記錄的指令(步驟S241)。然後，系統控制裝置1402判斷是否已經接收到來自控制信息輸入裝置1409(即，該裝置1402判斷DCI_SS數據和CCI_SS數據中是否至少有一個的所有比特都不為「0」)的有效控制信息(步驟S242)。如果是這樣，則系統控制裝置1402檢驗接收的多場的控制信息數據是如何包含在VOBU的變化中，確定適合於存放在VOBU起始位置的控制信息的內容，並將控制信息寫入控制信息緩衝器1505中(步驟S243)。例如，開始將圖像(即場)置於VOBU的起始位置的5個場的控制信息數據中沒有變化時，系統控制裝置1402將這些控制信息數據作為控制信息寫入控制信息緩衝器1505。
應當指出，在該步驟S143中，系統控制裝置1402可以不檢驗控制信息的變化，簡單地將與VOBU的起始位置對應的場的控制信息寫入控制信息緩衝器1505中。這可以減輕系統控制裝置1402的操作負荷。
編碼裝置1404能夠把包括該控制信息的C_PCK存放在VOBU的起始位置上。
系統控制裝置1402命令編碼裝置1404(確切地說是編碼器控制裝置1507)開始編碼(步驟S244)，並且同時控制驅動程序1408，讓它將編碼結果記錄到DVD-RAM中。
接著，系統控制裝置1402判斷是否接收到編碼控制裝置1507的表示完成VOBU編碼的通知(步驟S245)，同時，還判斷是否接收到來自U/I裝置1401的表示U/I裝置1401已接收到記錄結束指令的通知(步驟S246)。
當對VOBU的編碼已經完成時(步驟S245)，系統控制裝置1402通過執行步驟S242-S244控制對下一個VOBU開始編碼。這樣，在VOBU的起始位置上產生包含C_PCK的下一個VOBU。
如果接收到記錄結束的指令(步驟S246)，則系統控制裝置1402命令編碼裝置1404停止編碼，並產生記錄在DVD-RAM上的VOB的M_VOB_STI(步驟S247)。如果包含在當前VOB的多個C_PCK表示的寬高比發生變化，則在產生的M_VOB_STI中，系統控制裝置1402在M_VOB_STI中將應用程式的標記設置為「01b」(表示當前VOB的圖像具有在每一個C_PCK中所示的寬高比)。當寬高比在VOB中保持相同時，系統控制裝置1402將應用程式標記設置為「00b」(表示當前VOB的圖像具有在V_ATR所示的相同寬高比)。當把「00b」設置為應用程式的標記時，系統控制裝置1402把已經被從控制輸入裝置1409輸入的寬高比設置為V_ATR中的寬高比。當設置」01b」作為應用程式的標記時，系統控制裝置1409從控制信息輸入裝置1409已經輸入的寬高比中選擇一個合適的寬高比，然後，將所選擇的寬高比設置為V_ATR中的寬高比。「合適的」寬高比可以是記錄開始的或者在記錄期間使用最頻繁的寬高比。
接著，系統控制裝置1402更新或產生VR_MANGR.IFO管理信息文件，將產生的M_VOB_STI插入VR_MANGR.IFO中(步驟S248)。
這樣，系統控制裝置1402產生VOBU，在該VOBU中，包含控制信息的C_PCK被置於C_PCK的起始位置，並更新包含V_ATR的VR_MANGR.IFO。
另一方面，在步驟S242中，當系統控制裝置1402判斷出，還沒有接收到任何有效的控制信息數據時，裝置1402跳過步驟S243，執行步驟S244。因此，編碼裝置1404產生一個沒有將C_PCK插入VOBU的起始位置的VOBU。在本發明的實施例中，如果沒有C_PCK被插入VOB起始位置的VOBU，則編碼裝置1404不把C_PCK插入構成VOB的任何VOBU中。
3.2.2解碼裝置圖25是表示圖21中示出的解碼裝置1406的詳細結構方框圖.如圖所示，解碼裝置1406包括多路分解器、視頻緩衝器1703、視頻解碼器1704、重排序緩衝器1705、開關1706、音頻緩衝器1707、音頻解碼器1708及控制信息輸出裝置。
當執行重放時，多路分解器接收紋跡緩衝器1407的VOB，並依據包類型，將組成VOB包的每一個有效負載(即包)安置在控制信息輸入裝置、視頻緩衝器1703或音頻緩衝器1707中。
視頻解碼器1704從視頻緩衝器1703提取包並對提取的包解碼。當寫入存儲在視頻緩衝器1703起始位置的包中的DTS與STC相等時，執行上述提取。
重排序緩衝器1705緩衝多個解碼視頻數據組合，並且用來在所述多個視頻數據組合被重新排列時將所述視頻數據的解碼次序變為圖像的顯示次序。
開關1706接收來自視頻解碼器1704和重排序緩衝器1705的解碼視頻數據，並將與一幅圖像對應的視頻數據輸出給輸出裝置1405和數據傳送裝置83。當寫入包中的PTS與STC相等時，執行輸出。
音頻解碼器1708從音頻緩衝器1707提取包，並把提取的包解碼。當寫入存放在音頻緩衝器1707中起始位置的包中的PTS與STC相等時，執行提取。在解碼後，音頻解碼器立即將該解碼結果輸出給輸出裝置1405和數據裝置83。
控制信息輸出裝置1709接收來自多路分解器1702的C_PCK包，並把所接收包中的控制信息(即DCI、CCI和DCI_CCI_SS)輸出給輸出裝置1405和數據傳送裝置83。由於C_PCK處在每一個VOBU的起始位置，因此，無論何時對一個VOBU解碼，控制信息輸出裝置1709就將控制信息輸出給輸出裝置1405。
該控制信息被通過輸出裝置1405輸出給VBI信號多路復用器84。根據接收輸出裝置1405的控制信息和模擬視頻信號，VBI信號多路復用器84在VBI期間，根據控制信息將VBID多路復用成模擬視頻信號。更確切地說，VBI信號多路復用器84接收與一個VOBU對應的控制信息，並保持控制信息，直到接收到下一個控制信息為止。在基於所保持的控制信息所有場的VBI期間，VBI信號多路復用器84對VBID進行多路復用。
正如所說明的，當對記錄在當前光碟中的電視(或視頻)信號進行轉換時，上述實施例中的光碟記錄器/重放器1將已經在VBI期間多路復用的顯示控制信息和複製控制信息作為C_PCK插入到VOBU中。因此，對於每一個VOBU，應用顯示控制信息和複製控制信息，當前的光碟記錄器/重放器1能夠控制對光碟的記錄和重放。為了產生這樣的VOBU，無論何時，當已完成對一個VOBU編碼的編碼裝置1404通知系統控制裝置1402時，系統控制裝置1402僅僅需要將控制信息輸出給編碼裝置1404，而編碼裝置1404僅僅需要將一個C_PCK插入每一個VOBU的起始位置。由於插入C_PCK的操作簡單，編碼裝置1404的裝入操作也很簡單。
光碟記錄器/重放器1按照如下方式利用設置在控制信息的DCI中的寬高比。當記錄，例如，寬高比為16∶9的電影節目以及在電影節目的間隔時間播放的寬高比為4∶3的廣告節目時，光碟記錄器/重放器1把「16∶9」設置為每一個VOBU中C_PCK的DCI顯示的與電影對應的寬高比，而把「4∶3」設置為每一個VOBU中C_PCK的與廣告節目對應的寬高比。這樣，記錄了每一個VOBU的寬高比。當重放該電影時，光碟記錄器/重放器1使VBI信號多路復用器84將包含這些寬高比的VBID多路復用到視頻信號中。
光碟記錄器/重放器1按照如下方式利用設置在寬高比中的信箱控制信息。例如，由信箱控制信息指定的，寬高比為16∶9，並要在屏幕頂部顯示的電影畫面，與由信箱控制信息指定的，寬高比為16∶9的廣告節目，並要在屏幕中心顯示的廣告節目一起記錄時，光碟記錄器/重放器1要將合適的信箱控制信息插入基於VBI數據的每一個VOBU的C_PCK中。因此，當節目內容從電影切換到廣告節目或者相反時，要改變信箱控制。當重放這些被記錄的節目時，光碟記錄器/重放器1要VBI信號多路復用器84將包含信箱控制信息的VBID多路復用成視頻信號。因此，即使節目被記錄到光碟中後，每一個VOBU的信箱控制信息都能夠被有效地利用。
光碟記錄器/重放器1按照如下方式利用設置在控制信息中的DCI中的子標題模式。例如，當連續記錄其子標題模式表示以下含義的節目A至C時子標題應該顯示在有效圖像區、不應當顯示子標題以及子標題應該顯示在有效圖像區外，那麼，光碟記錄器/重放器1分別把節目A至C作為一個VOB記錄下來，其中，對應於每一個節目的VOBU使其C_PCK包含適合於所述節目的子標題模式。因此，即使節目被記錄到光碟中後，每一個節目的子標題模式都能夠得到有效地利用。
按照如下方式利用設置在控制信息的DCI中的膠片/相機模式。記錄在膠片上的圖像通常包括每秒24個場，而由TV攝象機記錄的NTSC制式的圖像包括30幀(即60個場)。當為視頻信號設置膠片模式時，由於給原始的24幀添加了6幀，所以圖像視頻信號的幀數就從每秒24幀變化到每秒30幀。
當另一臺記錄設備對光碟記錄器/重放器1輸出的模擬視頻信號或數字視頻數據進行重新編碼時，膠片/相機模式是有用的。更詳細地說，當光碟記錄器/重放器1在與電影節目和廣告節目對應的每一個VOBU中分別設置膠片模式和相機模式，並重放由兩個VOBU廣告節目組成的VOB時，VBI信號多路復用器84或數據傳送裝置83就輸出一個模擬視頻信號或數字視頻數據。當光碟記錄器/重放器1的外圍設備中的另一臺記錄設備接收該視頻信號或視頻數據時，它可以檢測出是膠片模式還是相機模式輸出的信號或數據。因此，當重新對信號或數據編碼時，記錄設備可以從其它24幀中鑑別出附加的6個幀。這可以避免圖像質量因重新編碼而退化。這樣，光碟記錄器/重放器1能夠為帶有其它設備的每一個VOBU提供膠片/相機模式。
按照如下方式利用設置在控制信息的CCI中的CGMS。
當被VBID檢測裝置731檢測到的VBID表示禁止複製時，開關82斷開，DVD記錄器75停止記錄。由於禁止了以VOBU為單位的複製，所以可以保護諸如節目的產品的版權。
當被VBID檢測裝置731檢測到的VBID表示可以產生第一代複製時，CCI產生裝置734在CCI數據中設置「禁止複製」，DVD記錄器75就在光碟上執行記錄。因此，對於廠家或節目所有者等所需的每一個VOBU都能夠控制複製，例如，只允許產生第一代複製。
當被VBID檢測裝置731檢測到的VBID表示為允許無限制地複製時，CCI產生裝置734就在CCI的數據中設置「允許無限制複製」，DVD記錄器75執行在光碟上的記錄。因此，對於廠家或節目所有者所需的每一個VOBU都能夠控制複製，例如，允許無限制複製。
按照如下方式利用設置在控制信息的CCI中的APSTB。為了防止圖像被模擬VTR記錄和保護圖像的版權，ASP是一種使圖像質量退化的技術，其中的圖像是由不會影響TV重放的模擬VTR記錄的。當將模擬視頻信號記錄到應用ASP的設備中時，光碟記錄器/重放器1在每一個VOBU的CCI中設置APSTB。當重放視頻信號時，VBI信號多路復用器84基於在CCI中設置的APSTB將APS加到視頻信號。這使得有可能控制模擬的VTR對每一個VOBU的記錄。這樣，利用APS就可以以VOBU為單位保護版權。因此，可以進行複製控制，諸如僅僅允許複製節目開始部分或廣告部分。
4.修改實例圖1示出的電視機2和光碟記錄器/重放器1可以是同一個設備，諸如將光碟記錄器/重放器1集成到電視機2中。
雖然本發明的光碟記錄器/重放器1可以通過信息處理設備，諸如包括DVD-RAM驅動裝置的個人計算機(PC)、視頻捕獲板(或TV頻道選擇器板)及MPEG編碼器/解碼器來實現，但是，上述實施例說明了用於代替如圖1所示的標準VTR的本發明的光碟記錄器/重放器1。這樣，VBI數據解調器73和VBI信號多路復用器84可以包括在視頻捕獲板或TV頻道選擇器板中，並且MPEG編碼器/解碼器可以對包含C_PCK的VOB進行編碼和解碼。該MPEG編碼器/解碼器並不需要硬體，而可以用對VOB編碼和解碼的軟體實現。
以上信息處理設備可以通過運行記錄程序和重放程序來記錄和重放包含C_PCK的VOB。這些記錄和重放程序存儲在計算機可讀記錄媒體中，由其它類似程序運行，以便實現上述實施例的光碟記錄器/重放器。
在上述實施例中，C_PCK也可以稱為「RDI_PCK」(實時數據管理信息包)，並可以附帶包含諸如表示VOBU中第一視頻域的起始時間、VOBU的記錄時間(持續時間)及表示與程序廠家相關的生產廠家的信息。
上述實施例的光碟記錄器/重放器1，利用HF接收裝置71和圖像解調器72接收廣播波，並對廣播波解調獲得TV信號。光碟記錄器/重放器1也可以包括接收諸如S-VHS那樣的模擬視頻信號的輸入裝置，並將接收到的模擬視頻信號輸出給緩衝器81和VBI數據解調器73。
上述實施例的V_ATR可以包括DCI、CCI及DCI_CCI_SS，以及與寬高比對應的應用程式標記、子標題模式、膠片/相機模式、CGMS、APSTB以及源一起的所有內容。因此，可以分別在V_ATR和C_PCK中設置每一個VOB和VOBU的控制信息，同時，程序標記表示應當利用V_ATR中的控制信息還是應當利用C_PCK，。
如上所述，包含V_ATR的M_VOB_STI能夠由多個VOB共享。在這種情況下，系統控制裝置1402執行圖24中的步驟S248的操作如下。裝置1402將在步驟S247中產生的M_VOB_STI與出現在管理信息文件中的M_VOB_STI比較，檢測與產生的現存M_VOB_STI有相同內容的M_VOB_STI。當檢測這種現存的M_VOB_STI時，系統控制裝置1402不會將產生的M_VOB_STI插入步驟S248中的管理信息文件中，而是設置表示在VOBI的文件中現有M_VOB_STI文件的數目，該數目與被記錄的當前VOB對應。這樣，當M_VOB_STI由多個VOB共享時，就可以防止管理信息文件繼續增加。
在上述實施例中，組成VOB的每一個VOBU必定是或者包括C_PCK或者不包括C_PCK。這就要求DVD記錄器75產生VOBU時能夠簡化處理，以便壓縮DVD記錄器75的裝入操作。這就能夠選擇由VOBU構成的VOB，其中一些包括C_PCK，而另一些不包括C_PCK。在這種情況下，包含在VOBU中的控制信息可以用於其它沒有包括C_PCK的VOBU，並安排在VOBU後面。這在壓縮每一個VOB的數據大小是有用的。
在上述實施例中，VBI數據解調器73，將與每一個場對應的控制信息輸出給DVD記錄器75。在將控制信息輸出給DVD記錄器75之前，VBI的數據解調器73可以判斷控制信息是否可靠，或者同一控制信息是否在預先確定的周期內送出，並且，當給出確定的判斷後，就可以將它輸出給DVD記錄器75。
在上述實施例中，系統控制裝置1402從VBI數據解調器73輸入的控制信息外，選擇適合於每一個VOBU的控制信息。在保存從VBI數據解調器73輸入的控制信息後，VBI數據解調器73可以檢測保存的控制信息發生變化的內容，並控制編碼裝置1404確定檢測點在VOBU起始位置上控制信息中的位置。
在上述實施例中，雖然CGMS的該值表示「不使用條件」，但是，在DCI中CGMS的值「10b」用於表示「可以產生第一代複製」。在前一種情況下，例如，當接收用戶用攝象機記錄的視頻信號，並將這些視頻信號作為視頻對象記錄在DVD-RAM中時，光碟記錄器/重放器可以根據用戶的選擇，設置「允許無限制複製」、「可產生第一代複製」及「不允許再複製」中的一種。例如，當DVD-RAM上的視頻數據(對象)用作複製的主體時，用戶可為CGMS設置「允許無限制複製」或「可產生第一代複製」，當DVD-RAM上的視頻數據沒有用作複製的主體時，則可以設置「不允許再複製」。
在上述實施例中，VOB是用包含V_PCK的M_VOB作為實例說明的。然而，本發明的VOB可以是一個包括S_PCK(靜態圖像包)的S_VOB(靜態的Picture_VOB)。在這種情況下，控制包可以裝入S_VOB中的每一個VOBU。
上述實施例表示，用於信箱控制的值與圖5中4比特(b7-b4)的「0000b」和「0001b」不同。然而，對於由有效圖像區和有效圖像區外的區域組成的圖像，諸如圖6中包含黑色部分的圖像，這些值中的每一個可以額外表示寬高比，例如，4∶3或16∶9。如果在圖17中的步驟S174輸出記錄停止信號，則DVD記錄器75可以停止記錄處理，並設置為空閒狀態，其中，用戶的輸入操作為等待。
雖然參見附圖，並通過實例方法對本發明作了完整的說明，但是，人們注意到，對於本專業的技術人員來說，各種變化和修改將是顯而易見的。因此，除非這些變化和修改超出了本發明的範圍，否則，它們將看作為被包括在其中。
工業適用性當由每一個視頻對象單元的顯示控制和複製控制表示的記錄信息具有1秒或更短的重放時間時，本發明的光碟記錄器/重放器，將由多個視頻對象單元組成的視頻對象單元記錄到光碟中。當從光碟重放視頻對象時，光碟記錄器/重放器根據被記錄的信息執行顯示控制和複製控制。因此，本發明適用於接收視頻信號，將其作為視頻對象記錄到光碟中，並從光碟重放所記錄的視頻對象的光碟記錄器/重放器。
權利要求
1.一種可記錄光碟，在所述光碟上記錄有至少一個視頻對象，其中每個視頻對象包括至少一個視頻對象單元，每個視頻對象單元包括控制信息和視頻數據，以及所述控制信息包括信箱信息，供所述視頻對象單元用；以及狀態信息，表示所述信箱信息是否有效。
2.一種光碟記錄器，用於將至少一個視頻對象記錄到光碟上，所述視頻對象包括至少一個視頻對象單元，該光碟記錄器包括提取裝置，用於從包含視頻信號的信號中提取附加數據，該附加數據涉及顯示控制和複製控制至少之一；編碼裝置，對所述視頻信號進行編碼以產生視頻數據；第一產生裝置，根據所提取的附加數據產生控制信息，該控制信息包含信箱信息和表示該信箱信息是否有效的狀態信息；以及第二產生裝置，用於產生包含所述控制信息和視頻數據的各視頻對象單元。
3.一種光碟重放器，用於重放記錄在光碟上的至少一個視頻對象，其中每個視頻對象都包含至少一個視頻對象單元，而每個視頻對象單元都包含控制信息和視頻數據，其中控制信息包含信箱信息和表示該信箱信息是否有效的狀態信息，所述光碟重放器包括讀取裝置，用於從光碟中讀取各視頻對象；以及分離裝置，用於將所讀取的視頻對象中的各視頻對象單元分離成視頻數據和控制信息。
4.一種記錄方法，用於將包含至少一個視頻對象單元的至少一個視頻對象記錄到光碟上，該記錄方法包括從包含視頻信號的信號中提取附加數據，該附加數據涉及顯示控制和複製控制至少之一；對所述視頻信號進行編碼以產生視頻數據；根據所提取的附加數據產生控制信息，該控制信息包含信箱信息和表示該信箱信息是否有效的狀態信息；以及產生包含所述控制信息和視頻數據的各視頻對象單元。
5.一種重放方法，用於重放記錄在光碟上的至少一個視頻對象，其中每個視頻對象都包含至少一個視頻對象單元，而每個視頻對象單元都包含控制信息和視頻數據，其中控制信息包含信箱信息和表示該信箱信息是否有效的狀態信息，所述重放方法包括從光碟中讀取各視頻對象；以及將所讀取的視頻對象中的各視頻對象單元分離成視頻數據和控制信息。
全文摘要
視頻對象記錄在光碟上。所述視頻對象至少由一個視頻對象單元組成，並且每一個視頻對象單元包括控制信息和視頻數據，並且具有1秒或更短的顯示時間。所述控制信息與所說視頻對象單元的顯示控制和複製控制有關。
文檔編號H04N5/445GK1905659SQ20061010166
公開日2007年1月31日 申請日期2000年7月7日 優先權日1999年7月9日
發明者淺田伸, 津賀一宏, 村瀨燻, 岡田智之 申請人:松下電器產業株式會社