在/從盤形記錄載體上記錄/再現和/或編輯實時信息的製作方法
2023-09-13 20:57:35
專利名稱：在/從盤形記錄載體上記錄/再現和/或編輯實時信息的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於在盤形記錄載體上記錄實時信息信號如數字視頻信號的一種設備、用於編輯先前記錄在所說盤形記錄載體上的信息信號的一種設備、和記錄/編輯信息的相應方法、以及用於讀取所說信息信號的一種讀取設備和一種記錄載體。這種記錄載體可以是磁性記錄載體或者是光學類型的記錄載體。從USP-5579183(PHN14818)中可以獲知用於在一種記錄載體上記錄實時信息信號，例如MPEG編碼視頻信息信號的一種裝置。在所說文獻中提及的記錄載體是縱向格式的。
盤形記錄載體具有存取時間短的優點。這種特性使得能夠實現在/從記錄載體上「同時」記錄和再現信息信號。在記錄和再現過程中，應當這樣在記錄載體上記錄信息和從記錄載體再現信息，使得可以在所說記錄載體上記錄實時信息信號和「與此同時」沒有任何中斷地再現先前記錄在所說記錄載體上的實時信息信號。
本發明的目的在於提供能夠滿足諸如上述各種要求的技術解決方案。根據本發明，用於在其數據記錄部分劃分為多個固定大小的分段區的一種盤形記錄載體上記錄實時信息信號的設備包括-用於接收所說信息信號的輸入裝置，-用於將所說信息信號處理為通道信號以將所說通道信號記錄在所說盤形記錄載體上的信號處理裝置，-用於將所說通道信號寫在所說記錄載體上的寫裝置，所說信號處理裝置用於將所說信息信號轉換為多個通道信號信息塊，所說寫操作將所說通道信號信息塊寫入所說記錄載體上的一個分段區中，其中所說信號處理還將所說信息信號轉換為多個通道信號信息塊，使得信息塊的大小可以改變，並且滿足下列關係式SFA/2≤一個通道信號塊的大小≤SFA其中SFA等於所說分段區的固定大小。
此外，用於編輯在先前的記錄步驟中記錄在其數據記錄部分劃分為多個固定大小的分段區的一種盤形記錄載體上的實時信息信號例如數字視頻信號的設備，其中所說信息信號在記錄之前轉換為通道信號，然後記錄在所說記錄載體上，使得通道信號信息塊能夠記錄在所說記錄載體的相應分段區中，所說設備包括-用於接收記錄在所說記錄載體上的一個第一信息信號中的退出位置和接收記錄在所說記錄載體上的一個第二信息信號中的進入位置的輸入裝置，其中所說第二信息信號可以是所說第一信息信號，-用於保存與所說退出位置和進入位置有關信息的裝置，-用於產生至少一個橋接信息塊的橋接塊產生裝置，所說橋接信息塊包含所說第一和第二信息信號中至少其一的信息，所說信息位於所說第一信息信號的退出位置之前和/或所說第二信息信號的進入位置之後，所說的一個橋接信息塊的大小是可以變化的，並且滿足下列要求SFA/2≤一個橋接信息塊的大小≤SFA其中SFA等於分段區的固定大小，-用於將至少一個橋接信息塊寫入相應分段區中的寫裝置，和-用於從所說記錄載體中再現經過編輯的信息流的裝置。
此外，用於在/從其數據記錄部分劃分為多個固定大小的分段區的一種盤形記錄載體上同時記錄和再現實時信息信號如數字視頻信號的設備包括-用於接收將要記錄的一個第一信息信號的輸入裝置，-用於將所說第一信息信號處理為通道信號以將所說通道信號記錄在所說盤形記錄載體上的信號處理裝置，-用於將所說通道信號寫在所說記錄載體上的寫裝置，所說信號處理裝置用於將所說第一信息信號轉換為所說的多個通道信息塊，所說寫裝置用於將所說通道信號的一個信息塊寫入所說記錄載體上的一個分段區中，所說設備還包括-用於從所說記錄載體上相應分段區讀取信息塊的讀取裝置，-用於處理所說信息塊以獲得一個第二信息信號的信號處理處理裝置，-用於傳輸從所說記錄載體上再現的所說第二信息信號的輸出裝置，對於所說第一和第二信息信號的同時記錄/再現是在其後的一個工作周期中實現的，一個工作周期包括將所說第一信息信號的一個信號塊寫入所說記錄載體上的一個分段區中的一個寫入步驟和從相同的多個分段區中讀取所說第二信息信號的一部分信息的多個讀取步驟，所說設備用於為一個工作周期中多個信息部分的讀取排序。
通過以下參照附圖所述的多個實施例可以清楚地了解本發明的這些和其它方面，其中
圖1表示所說設備的一個實施例，圖2表示在所說記錄載體的分段區中記錄信息塊，圖3表示視頻信息信號的重放原理，圖4表示編輯視頻信息信號的原理，圖5表示「同時」重放和記錄的原理，圖6表示當不要求產生和記錄橋接信息塊時在編輯過程中的一個情形，圖7表示編輯一個視頻信息信號和在該信息信號的退出點位置產生一個橋接信息塊的一個示例，圖8表示編輯一個視頻信息信號和在與圖7所示相同的退出點位置產生一個橋接信息塊的另一個示例，圖9表示編輯一個視頻信息信號和在該信息信號的進入點位置產生一個橋接信息塊的一個示例，圖10表示編輯兩個信息信號和產生一個橋接信息塊的一個示例，圖11表示編輯兩個信息信號和產生一個橋接信息塊的一個示例，其中所說編輯包括對所說兩個信息信號中的某些信息重編碼，圖12表示所說設備的其它細節，和圖13表示在一個工作周期中的讀取步驟重排序的兩個示例，其中將信息寫入所說記錄載體並「同時」從中讀取。
圖1表示根據本發明構成的所說設備的一個實施例。在以下對於附圖的描述中，主要針對視頻信息信號的記錄、再現和編輯。但是，應當指出，也同樣可以處理其它類型的信號，例如聲頻信號，或數據信號。
所說設備包括用於接收將要記錄在所說盤形記錄載體3上的視頻信息信號的一個輸入端1。此外，所說設備包括用於傳送從所說記錄載體3再現的視頻信息信號的一個輸出端2。所說記錄載體3是磁性或光學類型的盤形記錄載體。
所說盤形記錄載體3的數據區包括連續的物理扇區範圍，具有相應的扇區地址。這個地址空間被分為多個分段區。一個分段區就是具有固定長度的一個連續的扇區序列。可取的是，這個長度對應於包含在將要記錄的所說視頻信息信號中一個整數數目的ECC塊。
圖1所示的設備可以分解為兩個主要的系統部分，亦即盤形記錄載體子系統6和所謂的「視頻記錄器子系統」8。這兩個子系統具有以下特徵-所說盤形記錄載體子系統可以按照邏輯地址透明地進行尋址。它自動執行缺陷處理(包括在物理地址上標出邏輯地址)。
-對於實時數據，所說盤形記錄載體子系統是以分段為基礎進行尋址的。對於按照這種方式尋址的數據，所說盤形記錄載體子系統能夠確保讀取和/或寫入時保持最大的比特速率。在同時讀和寫的情況下，所說盤形記錄載體子系統執行所說讀/寫時序和相關的來自獨立的讀和寫通道的數據流的緩存。
-對於非實時數據，所說盤形記錄載體子系統可以以扇區為基礎進行尋址。對於按照這種方式尋址的數據，所說盤形記錄載體子系統不能保證讀或寫保持任何比特速率。
-所說視頻記錄器子系統處理視頻應用，以及文件系統管理。所以，所說盤形記錄載體子系統不能翻譯記錄在所說盤形記錄載體的數據區中的任何數據。
為了在所有情形下都能夠實現實時再現，要求前面所介紹的分段區具有特定的長度。而且在同時進行記錄和再現的情況下，再現也應當是不中斷的。在本示例中，選擇分段大小滿足下列要求分段大小＝4MB＝222位元組下面參照附圖2簡要地討論視頻信息信號的記錄。在所說視頻記錄器子系統中，將作為實時信號的視頻信息信號轉換為如圖2a所示的實時文件。一個實時文件包含一系列記錄在相應分段區中的信息信號塊。對於這些分段區在盤形記錄載體上的位置沒有限制，所以，包含所記錄的信息信號中的部分信息的任何兩個連續的分段區可以在邏輯地址空間中的任何位置，如圖2b所示。在每個分段區中，實時數據的地址是連續分配的。每個實時文件代表一個AV數據流。所說AV數據流的數據是通過按照文件序列的次序連接分段數據獲得的。
接下來，參照附圖3簡要地討論記錄在所說記錄載體上的視頻信息信號的重放。記錄在所說記錄載體上的視頻信息信號的重放由所謂的「重放控制程序」(PBC程序)控制。通常，每個PBC程序限定一個(新的)重放序列。這是分段區，以及對於每個分段區來說必須從該分段中讀取的數據片段的說明的序列。關於這一方面可以參見附圖3，其中只表示重放圖3中所示分段區序列中前三個分段區的一部分。一個片段可以是一個完整的分段區，但是通常它只是所說分段區的一部分。(後者通常由於編輯的結果產生於從原始記錄的某一部分到同一記錄或另一記錄的下一部分的過渡區域。)應當指出，可以認為原始記錄的簡單線性重放是PBC程序的一種特殊情況在這種情況下，所說重放序列由時間文件中的分段區序列確定，其中每個片段是一個完整的分段區，或許，除了該文件最後一個分段區中的片段以外。對於重放序列中的分段區來說，它們的位置不受任何限制，所以，任何兩個連續的分段區可以處於邏輯地址空間中的任意位置。
以下參照附圖4簡單地討論對於記錄在所說記錄載體上的一個或多個視頻信息信號的編輯。圖4表示先前記錄在所說記錄載體3上的兩個視頻信息信號，圖中用兩個名稱為「文件A」和「文件B」的序列表示。為了實現對於先前記錄的一個或多個視頻信息信號的編輯，應當執行一個新的PBC程序，以定義經過編輯的AV序列。於是，這個新PBC程序定義了一個新的AV序列，所說的AV序列是通過按照新的次序將先前的AV記錄的各個部分相連而獲得的。這些部分可以來自同一記錄，或者來自不同的記錄。為了執行PBC程序，必須將來自(一個或多個)實時文件的各個部分的數據傳送到一個解碼器。這意味著一個新的數據流，該數據流是通過將由各個實時文件表示的數據流的各個部分連接起來獲得的。在圖4中，表示了利用三個部分，一個來自文件A，兩個來自文件B，的一個PBC程序。
圖4表示經過編輯的序列起始於文件A的分段區序列中的分段區f(i)中的點P1，並持續到文件A的新分段區f(i+1)中的點P2。然後，再現操作跳到文件B的分段區f(j)中的點P3，並持續到文件B的分段區f(j+2)的點P4。接著，再現操作跳到同一文件B中的點P5，這個點可以是文件B的分段區序列中在點P3之前的一個點，或者是該序列中在點P4之後的一個點。
下面，討論在記錄同時實現無縫重放的條件。通常，PBC程序的無縫重放只能在某些條件下實現。在進行記錄的同時要確保實現無縫重放需要滿足最為苛刻的條件。下面介紹實現此目的的一種簡單的條件。就是對於重放序列中數據片段長度的限制，如下所述為了保證同時無縫播放一個PBC程序，由該PBC程序定義的重放序列應當是這樣的，使得在所有分段(除了第一個和最後一個分段區)中的片段長度應當滿足2MB≤片段長度≤4MB如下所述，使用分段區使得能夠僅僅藉助於分段區和片段(保存在分段區中的信號塊)考慮最壞條件的特性要求。這是基於能夠確保單個邏輯分段區，進而分段區中的數據片段在盤形記錄載體上是物理連續的，而且即使由於缺陷而重新標記之後也如此的事實。但是，在分段區之間，沒有這樣的保證邏輯上連續的分段區可以在盤上任意分離。其結果是，對於特性要求的分析歸納如下a.對於重放來說，認為數據流是從盤上的一個片段序列中讀取的。每個片段是連續的，並且具有在2MB至4MB之間的任意長度，但是所說片段在盤上具有任意位置。
b.對於記錄來說，認為數據流是寫入盤上一個4MB分段區序列中。這些分段區在盤上具有任意位置。
應當指出，對於重放來說，片段長度是可變的。這相應於在記錄同時實現無縫重放所需的片段條件。但是，對於記錄來說，寫入具有固定長度的完整分段區。
如果給定一個記錄和重放數據流，我們將主要關注在同時記錄和重放過程中的盤形記錄載體子系統。假設所說視頻記錄器子系統以峰值用戶速率R將數據傳送至盤形記錄載體子系統用於記錄。同樣，它以峰值用戶速率R從所說盤形記錄載體子系統中接收數據用於重放。還假設所說視頻記錄器子系統同樣預先傳送記錄和重放數據流的片段地址序列。
為了實現同時記錄和重放，所說盤形記錄載體子系統必須能夠交錯進行讀操作和寫操作，使得所說記錄通道和重放通道能夠保證維持在峰值速率，而不發生緩存上溢或下溢。通常，可以使用不同的R/W時序算法來實現這一目的。但是，有充分的理由表明應當以使在峰值速率下所說R/W周期時間儘可能地短的方式實現其時序-較短的周期時間意味著讀緩存器和寫緩存器較小，進而所說盤形記錄載體子系統中的總存儲器較小。
-較短的周期時間意味著對於用戶操作的響應時間較短。作為響應時間的一個例子，可以考慮用戶同時進行記錄和重放，並且突然想要從一個新的位置開始重放的情形。為了保持總的設備響應時間(用戶可以從他的屏幕上看到)儘可能地短，所說盤形記錄載體子系統能夠儘快地從所說新位置開始傳送數據流是十分重要的。當然，必須以這樣的方式實施，一旦開始傳送數據，就確保以峰值速率進行無縫重放。而且，必須以能夠保證的性能不中斷地持續進行寫操作。
為了便於分析，根據寫入一個完整的分段區的周期，假設一個時序進程。對於以下進行的驅動參數的分析來說，考慮在最壞情況條件下的最小周期時間就足夠了。這樣一個最壞情況周期包括一個寫間隔，在這個間隔中寫入一個4MB片斷，和一個讀間隔，在這個間隔中讀取至少4MB，該間隔分開在一個或多個片斷上。該周期包括至少兩次跳躍(到達所說寫位置和離開所說寫位置)，或許更多，因為讀取的片斷長度是可變的，有可能小於4MB。這會導致從一個讀片斷位置到另一個位置的附加跳躍。但是，由於讀取片斷不小於2MB，所以對於總共4MB的長度來說最多需要兩個附加的跳躍。因此，最壞情況R/W周期具有總共四次跳躍，如圖5所示。在這個附圖中，x表示一個讀片斷的最後部分，y表示整個讀片斷，其長度在2MB至4MB之間，z表示一個讀片斷的第一部分，在本例中x、y和z的總長度仍然是4MB。
通常，實現保證同時記錄和重放的性能所需的驅動參數依賴於主要的設計意圖，例如轉動模式等。這些設計意圖又依賴於記錄媒體特性。
需要推導出上面所規定的在記錄同時實現無縫重放的條件，使得具有各種實際參數的不同設計能夠滿足這些條件。為了說明這一點，我們在這裡討論一個CLV設計(常數線速度)驅動設計的示例。
在CLV設計的情況下，讀取和寫入的傳送速率是相同的，並且不依賴於數據在盤上的物理位置。所以，可以僅僅利用兩個驅動參數分析上述的最壞情況周期傳送速率R和最壞情況總的存取時間τ。所說最壞情況存取時間τ是對於所說盤形記錄載體數據區中任意一對位置在數據傳送到一個位置結束時與數據傳送到另一個位置開始時之間的最大時間，這個時間包含盤形記錄載體的加速/減速時間、旋轉等待時間、可能的重試操作時間等，但是不包括處理延遲等。
對於在前一節中所述的最壞情況周期，所有跳躍都可以是時期τ中的最壞情況跳躍。對於最壞情況周期時間給出下列表示式Tmax＝2F/Rt+4·τ其中F為分段大小F＝4MB＝33.6·106比特。
為了確保維持在峰值用戶速率R的性能，下式應當成立F≥R·Tmax由此得出R≤F/Tmax＝Rt·F/2·(F+2Rt·τ)作為一個示例，使Rt＝35Mbps，τ＝500ms，我們得到R≤8.57Mbps。
下面，進一步介紹(數據)編輯。生成一個新的PBC程序或者編輯一個已有的PBC程序，通常會形成一個新的重放序列。目的在於確保所得重放序列能夠在所有環境條件下無縫重放，甚至在同時記錄時。下面討論一系列的示例，其中假設用戶想要從一個或兩個已有的AV數據流生成一個新的AV數據流。下面藉助於兩個數據流A和B討論這些示例，其中用戶的意圖是作從A到B的轉換。這個過程表示在附圖6中。其中a為從數據流A的退出點，b為進入數據流B的進入點。
圖6a表示數據流A中分段區……、f(i-1)、f(i)、f(i+1)、f(i+2)、……的序列，圖6b表示數據流B中分段區……、f(j-1)、f(j)、f(j+1)、f(j+2)……的序列。經過編輯的視頻信息信號包括數據流A中位於分段區f(i+1)的退出點a之前的部分、和數據流B中從分段區f(j)的進入點b開始的部分。
通常的情況是含蓋所有剪貼編輯，包括附加兩個數據流等。還包括A與B相同的特殊情況。根據a與b之間相對位置的不同，這種特殊情況對應於諸如跳越數據流的一部分或重複數據流的一部分的PBC效應。
對於這些示例的討論主要針對在記錄同時能夠實現無縫重放。對於無縫重放性能來說，這種條件就是取決於保存在分段區中的信息信號塊長度的片斷長度，在上文中已經介紹過。下面將要證明，如果數據流A和B滿足片斷長度條件，則可以定義一個新的數據流，使得它也滿足所說片斷長度條件。因此，能夠將可以無縫重放的多個數據流編輯為新的可以無縫重放的數據流。因為原始記錄的結構使之能夠無縫重放，這意味著任何經過編輯的數據流都可以無縫重放。結果，對於先前編輯的數據流也可以進行任意編輯。所以，上面所討論的數據流A和B不需要原始記錄它們可以是先前實際編輯步驟的任意結果。
在一個第一示例中，對於AV編碼格式以及退出點和進入點的選擇作出簡化的假設。假設點a和b是這樣選擇的，使得從AV編碼格式的觀點來看，能夠進行直接轉換。換句話說，假設將來自數據流A的數據(在退出點a結束)和來自數據流B的數據(從進入點b開始)直接連接獲得一個有效的數據流，直到符合AV編碼格式為止。上面的假設意味著原則上可以根據已有的片斷定義一個新的重放序列。但是，對於在從A到B的轉換過程中的無縫重放性能來說，我們必須確保所有的片斷滿足片斷長度條件。讓我們針對數據流A來看看如何確保這個條件。考慮包含退出點a的數據流A的分段區。令s表示結束於點a的分段區中的所說片斷，參見圖6a。
如果s的長度l(s)至少為2MB，則我們可以利用新重放序列中的這個片斷，並且點a是應當保存在該PBC程序中的退出點。
但是，如果l(s)小於2MB，則所得的數據片斷不滿足所說片斷長度條件。這種情況表示在圖7中。在這種情況下，生成一個新的分段區，即所謂的橋接分段區f』。在這個分段區中，保存有包含s的一個拷貝的一個橋接片斷，在所說s拷貝前面附加有數據流A中的某些前序數據的一個拷貝。關於這一點，可以考慮在數據流A中位於s之前的原始片斷r，如圖7a所示。現在，根據r的長度，將保存在分段區f(i)中的片斷，或者是r的全部或者是其一部分，拷貝到新的分段區f中如果l(r)+l(s)≤4MB，則將r全部拷貝到f中，在新的重放序列中不使用原始片斷r，如圖7a所示。更具體地說，新的退出點是標記為a』的點，將這個新退出點a』保存在PBC程序中，稍後，在已經結束編輯步驟之後，記錄在盤形記錄載體上。因此，響應這個PBC程序，在重放經過編輯的視頻信息數據流過程中，在已經讀取保存在分段區f(i-1)中的信息之後，程序跳躍到橋接分段區f』，以再現保存在所說橋接分段區f』中的信息，接著跳躍到視頻數據流B的進入點，以再現數據流B部分的數據，如圖7b示意性表示的。
如果l(r)+l(s)＞4MB，則將從r末端之後的某個部分p拷貝到f』中，其中p的長度滿足下列條件2MB≤l(r)-l(p)≤4MB∧2MB≤l(p)+l(s)≤4MB現在參見圖8，其中圖8a表示原始的數據流A，圖8b表示包含橋接分段區f』的經過編輯的數據流A。在這個新重放序列中，只使用了分段區f(i)中的一個較小的片斷r』。這個新片斷r』是r的一個子片斷，就是r中長度l(r』)＝l(r)-l(p)的第一部分。此外，需要一個新的退出點a』，這個點指示應當離開原始數據流A的位置，以便跳躍到所說橋接分段區f』。所以應當將這個新的退出位置保存在PBC程序中，然後保存在所說盤形記錄載體中。
在上面給出的這個示例中，討論了在數據流A中的最後一個片斷(即s)變得太短時如何生成分段區f』的一個橋接片斷(或橋接信息塊)。我們現在來討論數據流B。在數據流B中，對於包含進入點b的片斷來說存在類似的情形，參見圖9。圖9a表示原始數據流B，圖9b表示經過編輯的數據流。令t為包含進入點b的片斷。如果t變得太短，則可以生成一個橋接片斷g，保存在相應的一個橋接分段區中。與橋接分段區f』的情形類似，g包含t的一個拷貝加上來自數據流B的其它數據的拷貝。這些數據是從數據流B中的分段區f(j+1)中片段t之後的原始片段u中取得的。根據u的長度的不同，可以將u全部或者其一部分拷貝到g中。這與在前面的示例中所述的r的情形類似。我們不再詳細介紹這些不同的情況，但是圖9b通過以與圖8類似的方式表示了這種概念，其中u被分為v和u』。這樣在數據流B中形成一個新的進入點b』，然後保存在PBC程序中，之後保存在所說記錄載體上。
下面參照圖10所述的一個示例表明如何通過生成最多兩個橋接分段區(f』和g)能夠在所有環境下定義一個新的可以無縫重放的序列。事實上，可以證明一個橋接分段區就足夠了，即使s和t都太短。如果將s和t都拷貝到一個橋接分段區中，就可以實現這個目的(並且，如果需要的話，可以包括從數據流A中取得的某些前序數據和從數據流B中取得的某些後綴數據)。這裡對此不再詳述，但是圖10表示了一般的結果。
在上述示例中，假設在退出點和進入點a和b將數據流中數據連接就足以生成一個有效的AV數據流。但是，通常為了生成一個有效的AV數據流，必須對某些數據實施重新編碼處理。當編碼視頻信息信號是MPEG編碼視頻信息信號時，如果所說退出點和進入點不在GOP邊界，常常出現這種情況。這裡不討論重編碼問題，但是通常的結果是需要一些橋接序列以從數據流A轉換到數據流B。結果，就會產生一個新的退出點a』和一個新的進入點b』，所說橋接序列包含與其後為從b和b』的原始圖象的從a』到a的原始圖象相對應的重編碼數據。這裡不詳述所有的情況，但是總的結果與前面所述的示例相似有一個或兩個橋接分段區覆蓋所說從A到B的轉換區域。與上述示例相反，現在橋接分段中的數據是重編碼數據和從原始片段中拷貝的某些數據的組合。圖11表示其一般結果。
總而言之，對於重編碼數據不必施加任何特殊約束條件。重編碼數據流數據只需滿足與原始數據流數據相同的比特速率要求。
圖12較為詳細地表示所說設備的示意圖。所說設備包括一個信號處理單元100，該單元包含在圖1所示的子系統8中。信號處理單元100由輸入端1接收視頻信息信號，並將所說視頻信息信號處理為通道信號，以便將所說通道信號記錄在所說盤形記錄載體3上。此外，還有一個讀/寫單元102，其包含在所說盤形記錄載體子系統6中。所說讀/寫單元102包括一個讀/寫頭104，其在本例中是一個光學讀/寫頭，用於在/從所說記錄載體3上讀/寫所說通道信號。此外，定位裝置106用於沿徑向在記錄載體3上定位所說讀寫頭104。一個讀/寫放大器108用於放大將要記錄的信號和放大從所說記錄載體3中讀取的信號。電機110用於響應由一個電機控制信號發生器112產生的電機控制信號轉動所說記錄載體3。一個微處理器114用於通過控制線116、118和120控制所有的電路。
所說信號處理單元110用於將通過輸入端1接收的所說視頻信息轉換為具有特定大小的通道信號信息塊。所說信息塊的大小是可變的，但是所說大小滿足下列關係式SFA/2≤一個通道信號塊的大小≤SFA其中SFA等於分段區的固定大小。在上述示例中，SFA＝4MB。寫單元102用於將所說通道信號信息塊寫入記錄載體的一個分段區中。
為了能夠編輯在先前的一個記錄步驟中記錄在記錄載體3上的視頻信息，所說設備還包括用於接收記錄在記錄載體上的一個第一視頻信息信號中的一個退出位置和用於接收記錄在同一記錄載體上的一個第二視頻信息信號中的一個進入位置的一個輸入單元130。所說第二信息信號可以與所說第一信息信號相同。此外，所說設備包括一個存儲器132，用於保存與所說退出和進入位置相關的信息。所說設備還包括包含在所說信號處理單元100中的一個橋接塊產生單元134，用於產生至少一個具有特定大小的橋接信息塊(或橋接片段)。如上所述，所說橋接信息塊包含來自所說第一和第二視頻信息信號中至少其一的信息，所說信息在第一視頻信息信號中位於退出位置之前和/或在第二視頻信息信號中位於進入位置之後。在編輯過程中，如上所述，在單元134中和在編輯步驟中產生一個或多個橋接片段，所說的一個或多個橋接片段記錄在所說記錄載體3上一個相應的分段區中。所說至少一個橋接信息塊的大小也滿足關係式SFA/2≤一個通道信號塊的大小≤SFA此外，可以將在編輯步驟中獲得的PBC程序保存在微處理器114中包含的一個存儲器中，或者保存在該設備中的另一個存儲器中。在編輯步驟結束之後，在該編輯步驟中為所編輯的視頻信息信號生成的PBC程序將記錄在所說記錄載體上。這樣，就可以由不同的再現設備通過從所說記錄載體上重新取出所說PBC程序，和利用與所編輯視頻信息信號對應的PBC程序再現編輯視頻信息信號而再現經過編輯的視頻信息信號。
按照這種方式，可以在不需要重新記錄所說第一和/第二視頻信息信號的前提下獲得一個編輯信號，而只需產生一個或多個橋接片段，並將它們記錄在所說記錄載體上相應的(橋接)分段區中。
下面介紹對於以上參照圖5所述的同時記錄和重放模式的其它改進之處。應當指出，下面所述的改進的同時記錄和重放方法可以應用於不需要具有上述其它特徵的記錄/再現設備中。
如圖5所示，通過將x、y和z部分的讀取步驟重新排序為a、b和c，使得{a，b，c}＝{x，y，z}，可以進一步減少讀取x、y和z部分的讀取時間，從而使得達到和讀取x、y和z部分的所需的時間，包括在讀取x、y和z部分的各個讀取步驟之間的跳越時間和跳越到應當記錄下一個分段區的位置的時間，可以最小化。在CLV系統中記錄載體沿徑向的較大跳越需要記錄載體轉動速度的較大速度變化，因而在所說記錄載體跳越之後達到其所需的轉動速度之前需要較長的響應時間。因此，通過使在一個完整周期中跳越所需的實際的總時間最小，可以獲得最小的最壞情況周期時間Tmax。
按照下述方式可以實現所說改進，就是說，如果新次序是這樣的，使得所說移動由下述方式限定-從所寫入的最後一個分段區跳越到應當從中恢復將讀取的第一部分的分段區，-在已經讀取所說第一部分之後，跳越到應當從中恢復將讀取的下一部分的分段區，-在已經讀取所說第二部分之後，跳越到應當從中恢復將讀取的第三部分的分段區，-在已經讀取所說第三部分之後，跳越到應當在其中記錄信息信號的下一部分的分段區，絕不跨越任何半徑兩次以上。結果，記錄載體轉動速度的總調節量不超過一次加速/減速運動的等量值。
圖13表示在一個周期中跳越的兩個示例。在圖13a中，在已經寫入一個4MB分段之後，所說寫入步驟由圖13a中的w0指示，所說系統跳越到由a指示的位置，在這個位置記錄x、y和z部分之一，以便讀取該部分。接著，系統跳越到b，即記錄x、y和z部分中另一部分的位置，以便讀取該部分。之後，系統跳越到c，即記錄x、y和z部分中最後一部分的位置，以便讀取該部分。然後，系統跳越到位置w1，指示記錄下一個4MB分段的位置。圖13b表示同樣的內容，但是相對於記錄載體上各個位置的不同定位情形。
最壞情況下整個周期的所有跳越時間(四次跳越)的上限為
t(w0→a)+t(a→b)+t(b→c)+t(c→w1)≤tmax4從基本驅動參數近似獲得上限的一個示例為在最大CLV速度(加速/減速)存取時間為500毫秒，最大CAV(恆定角速度)存取時間為200毫秒的條件下，得到tmax4≤1.4秒。最大能夠保持的用戶速率為R≤F/Tmax＝Rt·F/2(F+2Rt·τ)其中τ＝0.25tmax4＝350ms，Rt＝35Mbps，由此得到R≤10.1Mbps。
由前面的用戶速率的計算結果得到R≤8.57Mbps。如以上計算所示，根據相同的驅動參數，重新排序可以獲得較高的用戶速率，亦即≤10.1Mbps。
雖然已經參照優選實施例介紹了本發明，但是應當理解，這些實施例並不是限制性實施例。因此，對於本領域技術人員來說，在不脫離由權利要求所限定的本發明範圍的前提下顯然還可以作出多種改進。關於這方面，應當指出根據本發明構成的第一代設備能夠記錄和再現實時信息信號，可以只在分段區中記錄固定大小SFA的信號塊的信息塊，儘管它們已經能夠再現和處理來自所說分段區的各種大小的信息塊，以從具有保存在多個分段區中的可變大小的信號塊的記錄載體中再現時間信息信號。第二代設備還能夠執行編輯步驟，可以將可變大小的信號塊記錄在分段區中。
此外，本發明在於每一個新穎特徵或這些特徵的組合。
權利要求
1.用於在其數據記錄部分劃分成多個固定大小的分段區的盤形記錄載體上記錄實時信息信號如數字視頻信號的設備，所說設備包括-用於接收所說信息信號的輸入裝置，-用於將所說信息信號處理為通道信號，以將所說通道信號記錄在所說盤形記錄載體上的信號處理裝置，-用於將所說通道信號寫在所說記錄載體上的寫裝置，所說信號處理裝置用於將所說信息信號轉換為多個通道信號信息塊，所說寫操作將所說通道信號信息塊寫入所說記錄載體上的一個分段區中，其中所說信號處理還將所說信息信號轉換為多個通道信號信息塊，使得信息塊的大小可以改變，並且滿足下列關係式SFA/2≤一個通道信號塊的大小≤SFA其中SFA等於所說分段區的固定大小。
2.用於編輯在先前的記錄步驟中記錄在其數據記錄部分劃分為多個固定大小的分段區的一種盤形記錄載體上的實時信息信號例如數字視頻信號的設備，其中所說信息信號在記錄之前轉換為通道信號，然後記錄在所說記錄載體上，使得通道信號信息塊能夠記錄在所說記錄載體的相應分段區中，所說設備包括-用於接收記錄在所說記錄載體上的一個第一信息信號中的退出位置和接收記錄在所說記錄載體上的一個第二信息信號中的進入位置的輸入裝置，其中所說第二信息信號可以是所說第一信息信號，-用於保存與所說退出位置和進入位置有關信息的裝置，-用於產生至少一個橋接信息塊的橋接塊產生裝置，所說橋接信息塊包含所說第一和第二信息信號中至少其一的信息，所說信息位於所說第一信息信號的退出位置之前和/或所說第二信息信號的進入位置之後，其中所說的一個橋接信息塊的大小是可以變化的，並且滿足下列要求SFA/2≤一個橋接信息塊的大小≤SFA其中SFA等於分段區的固定大小，-用於將至少一個橋接信息塊寫入相應分段區中的寫裝置，和-用於從所說記錄載體中再現經過編輯的信息流的裝置。
3.如權利要求1或2所述的設備，其特徵在於SFA等於4MB。
4.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，如果在包含所說退出位置的所說第一信息信號的一個第一分段區中從該分段區中信息塊開始處到退出位置的信息量小於SFA/2，則所說橋接塊產生裝置從所說第一分段區中位於所說退出位置之前的信息和在直接位於所說第一信息信號的第一分段區之前的一個第二分段區中保存的信息的至少最後部分的信息產生所說橋接信息塊，使其滿足對於橋接信息塊大小的要求。
5.如權利要求4所述的設備，其特徵在於保存在所說第二分段區中的剩餘信息滿足下列要求SFA/2≤所說第二分段區中剩餘信息部分的大小≤SFA，和當再現由所說設備編輯的信息流時，所說剩餘信息部分與在所說第二分段區中的最後信息部分之間的邊界為從所說第一信息信號離開的新退出位置，所說設備還包括用於保存與所說新退出位置有關信息的裝置。
6.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，如果在包含所說退出位置的所說第一信息信號的一個第一分段區中從該分段區中信息塊開始處到退出位置的信息量小於SFA/2，則所說橋接塊產生裝置從所說第一分段區中位於所說退出位置之前的信息和保存在直接位於所說第一信息信號中所說第一分段區之前的一個第二分段區中的信息產生所說橋接信息塊。
7.如權利要求6所述的設備，其特徵在於當再現由所說設備編輯的信息流時，在直接位於所說第一信息信號中的所說第二分段區之前的一個第三分段區中的信號塊的最後位置為從所說第一信息信號中離開的退出位置，所說設備還包括用於保存與所說新退出位置有關信息的裝置。
8.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，如果在包含所說進入位置的所說第二信息信號的一個第一分段區中從所說進入位置到該分段區中信息塊結束位置的信息量小於SFA/2，則所說橋接塊產生裝置從在所說進入位置之後的所說第一分段區中的信息和保存在直接位於所說第二信息信號中的所說第一分段區之後的一個第二分段區中的信息的至少一個起始部分的信息產生所說橋接信息塊，使其滿足所說橋接信息塊的大小的要求。
9.如權利要求8所述的設備，其特徵在於保存在所說第二分段區中的剩餘信息滿足關係式SFA/2≤所說第二分段區中剩餘信息部分的大小≤SFA，和當再現由所說設備編輯的信息流時，所說剩餘信息部分與在所說第二分段區中的起始信息部分之間的邊界為進入所說第二信息信號的新進入位置，所說設備還包括用於保存與所說新進入位置有關信息的裝置。
10.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，如果在包含所說進入位置的所說第二信息信號的一個第一分段區中從所說進入位置到該分段區中信息塊結束位置的信息量小於SFA/2，則所說橋接塊產生裝置從在所說第一分段區中位於所說進入位置之後的信息和保存在直接位於所說第二信息信號中所說第一分段區之後的一個第二分段區中的信息產生所說橋接信息塊。
11.如權利要求10所述的設備，其特徵在於當再現由所說設備編輯的信息流時，在所說第二信息信號中直接位於所說第二分段區之後的一個第三分段區中的信號塊的起始位置是進入所說第二信息信號的新進入位置，所說設備還包括用於保存與所說新進入位置有關信息的裝置。
12.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，如果在包含所說退出位置的所說第一信息信號的一個第一分段區中從該分段區中所說信息塊起始位置到所說退出位置的信息量小於SFA/2，則所說橋接塊產生裝置從所說第一分段區中位於所說退出位置之前的信息和在包含所說進入位置的所說第二信息信號的一個第二分段區中保存的至少一部分信息產生所說橋接信息塊，所說信息部分從所說進入點沿朝向所說第二分段區結束位置的方向延伸，使得能夠滿足所說橋接信息塊大小的要求。
13.如權利要求12所述的設備，其特徵在於所說橋接信息塊包含所說第一分段區中位於所說退出位置之前的信息，和所說第二分段區的僅僅一部分信息，使得對於所說第二分段區中位於保存在所說橋接塊中信息部分之後的信息部分的大小的要求也能夠滿足。
14.如權利要求12或13所述的設備，其特徵在於當再現由所說設備編輯的信息流時，包括在直接位於所說第一信息信號中第一分段區之前的一個第三分段區中的所說信號塊的結束位置為從所說第一信息信號離開的新退出位置，所說設備還包括用於保存所說新退出位置的裝置。
15.如權利要求12所述的設備，其特徵在於當再現由所說設備編輯的信息流時，包括在直接位於所說第二信息信號中第二分段區之後的一個第四分段區中的信號塊的起始位置為進入所說第二信息信號的新進入位置，所說設備還包括用於保存所說新進入位置的裝置。
16.如權利要求13所述的設備，其特徵在於當再現由所說設備編輯的信息流時，所說第二分段區中位於保存在所說橋接塊中的部分之後的信息部分的起始位置是進入所說第二信息信號的新進入位置，所說設備還包括用於保存所說新進入位置的裝置。
17.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，如果在包含所說進入位置的第二信息信號的一個第一分段中從所說進入位置到該分段區中信息塊結束位置的信息量小於SFA/2，則所說橋接塊產生裝置從所說第一分段區中直接位於所說進入位置之後的信息和保存在包含所說退出位置的所說第一信息信號的一個第二分段中的至少一部分信息產生所說橋接信息塊，所說部分從所說退出點沿朝向所說第二分段區中所說信號塊的起始位置的方向延伸，使其滿足橋接信息塊大小的要求。
18.如權利要求17所述的設備，其特徵在於所說橋接信息塊包括所說第一分段區中位於所說進入位置之後的信息和所說第二分段區中僅僅一部分信息，使得對於所說第二分段區中位於保存在所說橋接塊中部分之前的信息部分的大小的要求也得到滿足。
19.如權利要求17或18所述的設備，其特徵在於當再現由所說設備編輯的信息流時，所說包含在直接位於所說第二信息信號中所說第一分段區之後的一個第三分段區中的信號塊的起始位置為進入所說第二信息信號的新進入位置，所說設備還包括用於保存所說新進入位置的裝置。
20.如權利要求17或18所述的設備，其特徵在於當再現由所說設備編輯的信息流時，包括在直接位於所說第一信息信號中所說第二分段區之前的一個第四分段區中的信號塊的結束位置為從所說第一信息信號離開的新退出位置，所說設備還包括用於保存所說新退出位置的裝置。
21.如權利要求18所述的設備，其特徵在於當再現由所說設備編輯的信息流時，在所說第二分段區中位於保存在所說橋接塊中的部分之前的信息部分的結束位置為從所說第一信息信號離開的新退出位置，所說設備還包括用於保存所說新退出位置的裝置。
22.如權利要求2所述的設備，其特徵在於該設備還包括-用於解碼所說第一信息信號中位於所說退出點之前的信息部分，和所說第二信息信號中位於所說進入點之後的信息部分的裝置，-用於產生由所說第一和第二信息信號的解碼部分獲得的一個複合信號的裝置，-用於編碼所說複合信號的裝置，-用於將經過編碼的複合信號容納在一個或多個信息分段的橋接塊中的裝置，包含所說經過編碼的複合信號的所說橋接信息塊的大小是可變的，並且滿足以下要求SFA/2≤經過編碼的複合信號的信息塊的大小≤SFA還包括用於將包含所說經過編碼的複合信號的橋接信息塊寫入相應分段區中的裝置。
23.利用如權利要求1所述設備在一種盤形記錄載體上記錄實時信息信號如數字視頻信號的方法。
24.利用如權利要求2-22中任意一項所述設備編輯在先前的記錄步驟中記錄在一種盤形記錄載體上的實時信息信號的方法。
25.利用如權利要求23或24所述方法獲得的盤形記錄載體。
26.其上記錄有實時信息信號的盤形記錄載體，所說記錄載體具有劃分成多個固定大小分段區的數據記錄部分，所說信息信號以通道編碼格式記錄在所說記錄載體上，所說信息信號被分成多個通道信號信息塊，所說通道信號信息塊被寫入所說分段區中，所說保存在一個相應分段中的信息塊的大小是可變的，並且滿足下列要求SFA/2≤通道信號的信息塊大小≤SFA其中SFA等於分段區的固定大小。
27.用於在/從其數據記錄部分劃分成多個固定大小的分段區的一種盤形記錄載體上同時記錄和再現實時信息信號如數字視頻信號的設備，所說設備包括-用於接收將要記錄的一個第一信息信號的輸入裝置，-用於將所說第一信息信號處理為通道信號，以將所說通道信號記錄在所說盤形記錄載體上的信號處理裝置，-用於將所說通道信號寫在所說記錄載體上的寫裝置，所說信號處理裝置用於將所說第一信息信號轉換為所說的多個通道信息塊，所說寫裝置用於將所說通道信號的一個信息塊寫入所說記錄載體上的一個分段區中，所說設備還包括-用於從所說記錄載體上相應分段區讀取信息塊的讀取裝置，-用於處理所說信息塊以獲得一個第二信息信號的信號處理裝置，-用於傳輸由所說記錄載體上再現的所說第二信息信號的輸出裝置，對於所說第一和第二信息信號的同時記錄/再現是在其後的一個工作周期中實現的，一個工作周期包括將所說第一信息信號的一個信號塊寫入所說記錄載體上的一個分段區中的一個寫入步驟和從相同的多個分段區中讀取所說第二信息信號的一部分信息的多個讀取步驟，所說設備用於為一個工作周期中多個信息部分的讀取排序。
28.如權利要求27所述的設備，所說設備用於為所說工作周期中各個部分的讀取排序，使得在一個周期中定位所說分段的總跳越時間最短。
29.用於從一種盤形記錄載體上讀取實時信息信號如數字視頻信號的設備，所說信息信號以通道編碼格式記錄在所說記錄載體的數據記錄部分中，所說數據記錄部分劃分成固定大小的分段區，所說通道編碼信息信號的信息塊記錄在相應的分段區中，所說信息塊的大小是可變的，並且滿足下列條件SFA/2≤通道信號的信息塊大小≤SFA其中SFA等於所說分段區的大小，所說設備包括-用於從所說記錄載體上讀取所說通道信號的裝置，-用於處理具有可變大小的信息塊和從所說分段區中讀取所說信息信號部分的信號處理裝置，-用於輸出所說信息信號的裝置。
全文摘要
提出多種方法以便能夠從/在一種盤形記錄載體上同時讀取和寫入實時信息如數字視頻信號。所說方法對於記錄在記錄載體上固定大小的分段區中的信息塊的大小提出了要求,而且可以要求對讀/寫周期中的讀取步驟進行重新排序。此外,公開了能夠實現再現和無縫編輯的方法。所說無縫編輯方法要求產生一個或多個橋接塊,記錄在所說盤形記錄載體上固定大小的分段區中。
文檔編號H04N5/765GK1272207SQ99800781
公開日2000年11月1日 申請日期1999年3月1日 優先權日1998年3月19日
發明者R·W·J·J·塞斯, J·H·M·科爾斯特 申請人:皇家菲利浦電子有限公司