數據記錄介質、數據記錄方法和裝置及數據傳輸方法和裝置的製作方法

2023-07-20 12:07:56

專利名稱：數據記錄介質、數據記錄方法和裝置及數據傳輸方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種被劃分為預定長度的扇區、並能基於該扇區單元被訪問的記錄介質，用於將內容數據記錄到該記錄介質上的數據記錄方法和裝置，以及數據傳輸方法和裝置。
背景技術：
近年來，對光碟這種作為大容量記錄介質的開發已經取得了長足進展。例如，用來記錄音樂信息的CD(壓縮光碟)，記錄計算機數據的CD-ROM，用來處理視頻信息的DVD(數字通用光碟或數字視頻光碟)等已為公眾所知。
這裡所提及的光碟是只讀盤。近年來，能夠再寫一次數據或能夠重寫數據的光碟，例如CD-R(CD-可記錄)盤或CD-RW(CD-可重寫)盤等，已經投入使用。此外，對各種光碟的開發，例如記錄容量增加而外形仍與CD相似的雙密度CD，增強了普通CD播放機和個人計算機兩者兼容性的CD2等，也獲得了長足發展。
光碟CD2在內邊緣側和外邊緣側各有一個區域。在內邊緣側區域中，例如以類似於普通CD-DA(CD數字音頻)的格式記錄音頻數據，從而使得普通CD播放機也能播放該音頻數據。在外邊緣側區域中，為了實現與個人計算機的兼容，基於CD-ROM規範對內容數據進行歸檔和記錄。
考慮一種方法，該方法按照MPEG2-PS規範，將包括音頻數據和圖像數據的多媒體內容數據記錄到CD2這樣一種光碟上。作為音頻數據的壓縮系統，例如採用了ATRAC3。
作為音頻數據的壓縮系統，已公知的有子帶系統、變換編碼系統和混合系統。所述子帶系統用頻帶劃分濾波器將輸入的時間基準方向中的音頻數據劃分為多個頻帶，並將該音頻數據進行編碼壓縮。所述變換編碼系統利用諸如DCT等正交函數將輸入的時間基準方向中的音頻數據轉換為頻率基準方向中的數據，並對該音頻數據進行編碼壓縮。所述混合系統組合了上述兩個系統。ATRAC3是一種音頻壓縮系統，屬於所述混合系統。在ATRAC3中，通過預定時間窗分離出的音頻數據經過了頻帶劃分和MDCT變換，以便進行壓縮編碼。
例如，假定音頻數據的採樣頻率為44.1kHz，時間窗為11.6毫秒，則通過這樣的時間窗分離出512個音頻數據樣本。假定每個樣本由16比特組成，則按2048個字節進行編碼。在ATRAC3中，由於進行自適應比特分配，因此可以處理任意比特率。當傳輸比特率等於66kbps時，將一個編碼單元壓縮為192位元組。當傳輸比特率等於105kbps時，將一個編碼單元壓縮為304位元組。當傳輸比特率等於132kbps時，將一個編碼單元壓縮為384位元組。
在CD-ROM模式1中，將由98幀組成的子碼塊設置到扇區中，並基於扇區單元記錄數據。一個扇區的大小等於2352位元組，它們之間的數據記錄容量等於2048位元組。在記錄MPEG2-PS數據流的情況下，將包層的PES頭添加到所述數據中，另外將組頭添加到組層中。
在MPEG2-PS規範中，可以對組頭進行插補。可以插入一個填充包。也就是說，在進行編輯或類似情況時，會出現記錄數據下降。同時存儲到一個包中的數據量會隨編碼環境不同而不同。在這種情況下，為了使數據長度恆定，將插補插入到組頭中，或者插入填充包。
然而，如果使用組頭的插補字節，則頭的長度不是常量，並且會出現以下問題無法輕易地檢測到數據包的起始位置和PES包的信息。
也就是說，如圖35A所示，如果沒有在組頭中插入插補，從一個組的起始位置到數據包的起始位置這段長度等於LA1；在對組頭進行插補時，從一個組的起始位置到所述數據包的起始位置這段長度等於LA2。如上所述，如果對組頭進行插補，由於從一個組的起始位置到所述數據包的起始位置這段長度是變化的，因此很難基於從一個組的起始位置到數據包的起始位置這段長度檢測出該數據包的起始位置。
例如，在PES頭中已經說明了擾頻控制標誌。如果為了保護所述內容已對所述數據加密，則首先需要檢測出該擾頻控制標誌。
如果將所述組頭設置成固定長度，則擾頻控制標誌一定位於距離組起始位置預定數目的位置。因此，通過提取距離組起始位置預定長度位置處的信息，可以立即獲得該擾頻控制標誌。
然而，如圖36A所示，如果將模式設置成對組頭進行插補，在不進行插補時，從一個組的起始位置到所述擾頻控制標誌這段範圍的長度等於LB1；如果對組頭進行插補，如圖36B所示，則從一個包起始位置到所述擾頻控制標誌這段範圍的長度就等於LB2。如上所述，如果將模式設置成對組頭進行插補，由於從一個組的起始位置到所述擾頻控制標誌這段長度是變化的，因此很難基於距離一個組起始位置的所述長度檢測出所述擾頻控制標誌。
如上所述，對組頭進行插補會產生以下問題頭被設置為可變長度，因此基於距離一個組起始位置的所述長度，不可能檢測出所述數據包的起始位置或所述PES包信息。
如圖37所示，作為PES頭，需要為填充包提供32比特的包起始代碼和16比特的包長。因此，所述填充包至少有6位元組的數據長度。在所述填充包中，不能進行比特數小於6位元組的插補或填充。
如圖37所示，在填充包的PES頭中只說明了包起始代碼和包長，而無法說明諸如擾頻控制標誌等各種信息。因此，所述擾頻控制依賴於前PES包。
因此，如圖38所示，如果已經對前PES包進行了加密，則根據所述填充包，將填充包和PES頭一起加密。然而，如果對填充包的PES頭加密，則所述填充包的起始位置和長度可能不清楚，也可能無法進行正確的解碼。
因此，本發明的一個目的是提供一種數據記錄介質、數據記錄方法和裝置以及數據傳輸方法和裝置，其中，可以固定頭的長度，也可以輕易地檢測出所述數據頭和所述擾頻控制標誌的位置。
本發明的另一個目的是提供一種數據記錄介質、數據記錄方法和裝置以及數據傳輸方法和裝置，其中，可以進行少量比特數的插補和填充，也不會出現加密困難的問題。

發明內容
根據本發明，提供了一種數據記錄介質，其被劃分為預定長度的扇區，能基於該扇區單元被訪問，並在其上記錄了內容數據，其中，按預定長度劃分已編碼的內容數據，添加頭，並將該數據打包，還將頭添加到該數據包中，由此形成數據組，將已被打包並進一步形成為組數據的所述數據記錄到與所述扇區對應的各個扇區中，並且，當已被打包並進一步形成為組數據的所述數據的大小和扇區的大小不一致時，將所述頭設置為固定長度，並將插補數據插入所述數據包中。
根據本發明，提供了一種數據記錄方法，用於將內容數據記錄到被劃分為預定長度扇區，並能基於所述扇區單元被訪問的記錄介質上。該方法包括以下步驟按預定長度劃分已編碼的內容數據，添加頭，並打包；進一步將頭添加到所述數據包，由此形成數據組；將已被打包並進一步形成為組數據的所述數據記錄到與所述扇區對應的各個扇區中；當插入插補數據時，將所述頭設置為固定長度，並將插補數據插入所述數據包中。
根據本發明，提供了一種數據記錄裝置，用於將內容數據記錄到被劃分為預定長度扇區，並能基於所述扇區單元被訪問的記錄介質上。所述裝置包括用來按預定長度劃分已編碼的內容數據，添加頭部，並打包的單元；用來進一步把頭添加到所述包，由此形成數據組的單元；用來將已被打包並進一步形成為組數據的所述數據記錄到與所述扇區對應的各個扇區中的單元；用來當插入插補數據時，將所述頭設置為固定長度，並將插補數據插入所述數據包中的單元。
根據本發明，提供了一種數據傳輸方法，所述方法包括以下步驟按預定長度劃分已編碼的內容數據，添加頭，並打包；進一步將頭添加到所述包，由此形成數據組；傳輸已被打包並進一步形成為組數據的所述數據；當插入插補數據時，將所述頭設置為固定長度，並將插補數據插入所述數據包中。
根據本發明，提供了一種數據傳輸裝置，所述裝置包括以下單元用來按預定長度劃分已編碼的內容數據，添加頭，並打包的單元；用來進一步將頭添加到所述包，由此形成數據組的單元；用來傳輸已被打包並進一步形成為組數據的數據的單元；用來在插入數據時將所述頭設置為固定長度，並將插補數據插入所述數據包中的單元。
所述記錄介質被劃分成所述預定長度的扇區，並能基於該扇區單元被訪問。在該記錄介質上，如果已按預定長度對已編碼的內容數據進行了劃分，則添加頭，將該數據打包，進一步添加頭，由此形成數據組，並記錄所述數據，如果需要插補，則將所述插補數據插入到例如所述數據包區的最後。在例如CD2數據流頭中說明了所述插補的信息，在例如所述數據的最後說明了插補長度。因此，不需要對所述組頭進行插補，而且所述組頭長度可以是固定的。這樣就可以輕鬆地檢測到數據包的起始位置，可以輕鬆地提取添加到包頭中的擾頻控制標誌，而且對加密的解密處理也變得很容易。
例如，將所述插補數據插入到所述數據包區的最後。這樣就不需要提供填充包。由於不使用填充包，因此可以插入小於6位元組的少量填充或者插補數據。由於不提供這樣一種填充包，防止了對PES頭進行加密，而且在加密時也不會出現問題。


圖1是CD2光碟的結構原理圖。圖2A和2B是表示能夠應用本發明的光碟記錄和播放裝置的記錄系統的結構方框圖。圖3A和3B是表示能夠應用本發明的光碟記錄和播放裝置的播放系統的結構方框圖。圖4是用於說明CD-ROM數據結構的原理圖。圖5是用於說明根據MPEG2-PS來記錄數據的原理圖。圖6A和6B是用於說明插補的原理圖。圖7是用於說明組頭的原理圖。圖8是用於說明包頭的原理圖。圖9是用於說明CD2數據流頭的原理圖。圖10是表示ATRAC編碼器結構的方框圖。圖11A和11B是用於說明ATRAC編碼器的原理圖。圖12是表示ATRAC解碼器結構的方框圖。圖13A和13B是用於說明ATRAC解碼器的原理圖。圖14是表示ATRAC3編碼器結構的方框圖。圖15是表示ATRAC3解碼器結構的方框圖。圖16A至16C是用於說明ATRAC3編碼單元的原理圖。圖17是表示該編碼單元和扇區之間關係的原理圖。圖18是表示所述編碼單元和所述扇區之間關係的原理圖。圖19是表示所述編碼單元和扇區號之間關係的原理圖。圖20是表示所述編碼單元和所述扇區之間關係的原理圖。圖21是表示所述編碼單元和所述扇區號之間關係的原理圖。圖22是表示所述編碼單元和所述扇區之間關係的原理圖。圖23是表示所述編碼單元和所述扇區號之間關係的原理圖。圖24是表示MP3編碼器結構的方框圖。圖25是用於說明MP3幀頭的原理圖。圖26是表示MP3解碼器結構的方框圖。圖27是表示AAC編碼器結構的方框圖。圖28是表示AAC解碼器結構的方框圖。圖29是用於說明數據訪問的流程圖。圖30是用於說明在編輯模式下處理編碼幀的原理圖。圖31用於說明編輯模式下的處理流程。圖32用於說明編輯模式下的處理流程。圖33A和33B是用於說明插補處理的原理圖。圖34A至34C是用於說明插補處理的原理圖。圖35A和35B是用於說明常規插補處理的原理圖。圖36A和36B是用於說明常規插補處理的原理圖。圖37是用於說明填充包的原理圖。圖38是用於說明常規填充處理的原理圖。
具體實施例方式
下面將結合

本發明的一種實施方式。本發明適用於在/從諸如CD(壓縮光碟)2的光碟上記錄/播放內容數據。
圖1顯示了能夠應用本發明的CD2光碟1的外觀結構。所述CD2和普通的CD類似，直徑例如為120毫米。也可以象所謂的單CD那樣使用直徑為8毫米的光碟。
考慮到現有的CD播放機和個人計算機之間的兼容性，已經開發了CD2。根據如上所述的CD2光碟1，如圖1所示，在中心形成中心孔，在內邊緣側形成區域AR1，此外在外邊緣側形成區域AR2。在內邊緣側區域AR1與外邊緣側區域AR2之間形成鏡像部分M1。該鏡像部分M1將在內邊緣側的區域AR1與在外邊緣側的區域AR2分離開來。在內邊緣側區域AR1最裡面的邊緣形成導入區域LIN1，在其最外面的邊緣形成導出區域LOUT1。在外邊緣側區域AR2最裡面的邊緣形成導入區域LIN2，在其最外面的邊緣形成導出區域LOUT2。
在內邊緣側的區域AR1是與現有CD播放機兼容的區域。例如，在該區域AR1中，以與普通CD-DA(CD數字音頻)類似的格式記錄了音頻數據，因此普通的CD播放機也能播放該音頻數據。在內邊緣側區域AR1中，通常不對內容數據進行加密，因此可以用與普通CD-DA類似的方法處理所述數據。當然為了保護版權，也考慮了對記錄在內邊緣側區域AR1中的數據進行加密。也可以將諸如視頻數據、電腦程式數據等非音頻數據記錄到內邊緣側區域AR1中。還可以將內容數據壓縮和記錄到內邊緣側區域AR1中。
另一方面，在外邊緣側的區域AR2是和個人計算機兼容的區域。在該區域AR2中，能以雙密度記錄數據。例如，基於MPEG(活動圖像專家組)2-PS(程序流)的規範，將諸如音頻數據或圖像數據的多媒體內容數據記錄在區域AR2上。作為音頻數據的壓縮系統，採用了ATRAC3(自適應變換聲學編碼)系統、MP3(MPEG1音頻第三層)系統或AAC(MPEG2高級音頻編碼)系統。作為圖像數據的壓縮系統，採用了JPEG(聯合圖片專家組)系統(靜止圖像)或MPEG2系統(運動圖像)。為了保護版權，最好是對內容數據加密並記錄到外邊緣區域中。
如上所述，可以用和普通CD類似的方法，通過在內邊緣側的區域AR1，由CD播放機播放CD2光碟1，而且可以在連結個人計算機或可攜式播放機時，通過在外邊緣側的區域AR2來處理數據。
本發明適用於在/從這樣一種CD2光碟1，尤其是外邊緣側的區域AR2上記錄/播放內容數據。
圖2顯示了能應用本發明的光碟記錄/播放裝置的記錄系統的結構。在所述記錄系統中，將包含了一幅運動圖像、一幅靜止圖像和音頻數據的多媒體內容數據按照MPEG2-PS規範記錄到CD2光碟1中。
在圖2中，將圖像數據流提供給輸入終端11，音頻數據流提供給輸入終端21。將來自輸入終端11的圖像數據流提供給圖像編碼器12，來自輸入終端21的音頻數據流提供給音頻編碼器22。
圖像編碼器12對所述圖像數據進行壓縮編碼。作為所述圖像數據的壓縮系統，例如，如果所述輸入圖像數據是靜止圖像，則採用JPEG系統，如果是運動圖像，則採用MPEG2系統。
根據JPEG系統，用DCT(離散餘弦變換)變換對所述靜止圖像數據進行壓縮編碼。根據MPEG2系統，用運動補償預測編碼和DCT變換對所述運動圖像數據進行壓縮編碼。
將對所述圖像數據進行壓縮編碼時的時間信息提供給PTS(PresentationTime Stamp)形成電路13。將用作系統參考的時間信息從STC(系統時鐘)形成電路10發送到PTS形成電路13。基於來自STC形成電路10的系統參考時間信息，由PTS形成電路13形成作為播放圖像數據的參考時間PTS。
將圖像編碼器12的輸出提供給加密電路14。在內容數據是圖像數據或音頻數據的情況下，需要為了保護版權而進行加密。因此需要由加密電路14對從圖像編碼器12輸出的圖像數據進行加密。然後將加密電路14的輸出提供給打包電路15。
在加密電路14中，例如，將諸如DES(數據加密標準)或三次DES的塊加密系統用作加密系統。根據該塊加密，例如以8位元組為單元進行加密。所述DES是典型的公共密鑰，64比特(8位元組)的數據經過初始移位(擾頻)，用一個56比特密鑰形成的16個密鑰對每32比特數據按順序進行非線性處理，該32比特的數據又經過移位，由此實現了對數據的加密。當然所述加密系統不限於這種塊加密。
此時，需要用來自插補生成電路16的插補數據進行插補。被插補的部分用全″1″或者全″0″的數據填充。在對被插補的部分加密時，插補數據變成了類似隨機數的數據。所述插補不限於某個固定值，但是考慮到安全性，也可以使用隨機數。隨後將解釋所述插補。
打包電路15把圖像數據劃分為預定數量的數據，從而可以將它存儲到MPEG2-PS包中。也就是說，正如隨後所說明的那樣，在MPEG2-PS中，按照CD-ROM標準將一個數據組和一個數據包放置到一個扇區中。在該例中，數據包設置為2016個字節。因此，通過打包電路15將圖像數據按2016位元組進行劃分。
將打包電路15的輸出提供給PES頭添加電路17。將來自PES頭形成電路18的PES頭提供給PES頭添加電路17。例如，通過所述PES頭添加電路17，將14位元組的PES頭添加到一個2016位元組的數據包中。
正如隨後所說明的那樣，PES頭包括數據流ID、擾頻控制標誌和PTS等。在對所述內容進行加密的情況下，將擾頻信息從加密電路14發送到PES頭形成電路18。基於此，將擾頻控制標誌添加到PES頭中。由PTS形成電路13形成PTS。基於此，將PTS信息添加到PES頭中。將PES頭添加電路17的輸出提供給多路調製器19。
另外，在本發明的實施方式中，例如，由PES頭添加電路17在14位元組的PES頭之後添加4位元組的CD2數據流頭。在該CD2數據流頭中記錄了編碼單元指針、插補ID和編輯ID等。隨後將詳細說明CD2內容頭。
音頻編碼器22對音頻數據進行壓縮編碼。ATRAC3、MP3和AAC等用作音頻數據的壓縮系統。當然也可以採用ATRAC、ATRAC2和MPEG1音頻(MPEG1音頻第一層，MPEG1音頻第二層)等。已經開發了各種壓縮系統，如TwinVQ、RealAudio和WMA等，也可以類似地採用這些系統。
作為音頻數據的壓縮系統，已知的有子帶系統、變換編碼系統和混合系統。所述子帶系統用頻帶劃分濾波器將輸入的時間基準方向中的音頻數據劃分為多個頻帶，並對該音頻數據進行編碼壓縮。所述變換編碼系統用諸如DCT等正交函數將輸入的時間基準方向中的音頻數據轉換為頻率基準方向中的頻譜數據，並對該音頻數據進行編碼壓縮。所述混合系統組合了上述兩個系統。MPEG1音頻(MPEG1音頻第一層，MPEG1音頻第二層)屬於子帶編碼系統。ATRAC、ATRAC2、ATRAC3、MP3和AAC屬於混合系統。
將來自音頻編碼器22的對圖像數據進行壓縮編碼時的時間信息提供給PTS形成電路23。將用作系統參考的時間信息從STC形成電路10發送到PTS形成電路23。基於來自STC形成電路10的系統參考時間信息，由PTS形成電路23形成作為音頻數據播放的參考時間PTS。
將音頻編碼器22的輸出提供給加密電路24。需要由加密電路24對從音頻編碼器22輸出的音頻數據加密。將加密電路24的輸出提供給打包電路25。
在加密電路24中，例如，採用諸如DES或者三次DES的塊加密系統作為加密系統。所述加密系統不限於這種塊加密。
此時，需要用來自插補生成電路16的插補數據進行插補。被插補的部分用全″1″或者全″0″ 的數據填充。在對所述被插補的部分加密時，所述插補數據變成了類似隨機數的數據。當然插補不限於固定數據，但是考慮到安全性，也可以使用隨機數。隨後將解釋所述插補。
打包電路25將音頻數據劃分為預定數量的數據，從而可以將它存儲到MPEG2-PS包中。在此例中，打包電路25將音頻數據劃分為2016個字節。
將打包電路25的輸出提供給PES頭添加電路27。將來自PES頭形成電路28的PES頭部提供給PES頭添加電路27。例如，通過PES頭添加電路27，將14位元組的PES頭添加到一個2016位元組的數據包中。
PES頭包括數據流ID、擾頻控制標誌和PTS等。在對所述內容進行加密的情況下，將擾頻信息從加密電路24發送到PES頭形成電路28。基於此，將擾頻控制標誌添加到PES頭中。由PTS形成電路23形成PTS。基於此，將PTS信息添加到PES頭中。
另外，在本發明的實施方式中，此時由PES頭添加電路27添加CD2數據流頭。在該CD2數據流頭中記錄了編碼單元指針、插補ID和編輯ID等。將PES頭添加電路27的輸出提供給多路調製器19。
所述圖像數據包已經由圖像編碼器12壓縮編碼，由加密電路14加密，並由打包電路15和PES頭添加電路17打包，所述音頻數據已經由音頻編碼器22壓縮編碼，由加密電路24加密，並由打包電路25和PES頭添加電路27打包，這兩種數據被提供給多路調製器19。同時還提供包含其他附加信息的程序包。多路調製器19將這些圖像包、音頻包以及程序包進行多路調製。
將多路調製器19的輸出提供給組頭添加電路31。將來自組頭形成電路32的組頭信息提供給組頭添加電路31。組頭添加電路31將組頭添加到每個數據包中。
正如隨後所說明的那樣，將用於校準系統時間的SCR(系統時鐘參考)，復用率等插入所述組頭。所述SCR是由SCR形成電路33基於STC形成電路10的輸出形成的。將該SCR提供給組頭形成電路32。
將組頭添加電路31的輸出提供給誤差校正編碼電路34。所述誤差校正編碼電路34按照CD-ROM模式1，用CIRC(Cross Interleave Reed-SolomonCode)對記錄數據進行誤差校正編碼處理。
在CD-ROM中，由98幀組成的子碼塊作為一個扇區來處理。
也就是說，將信道P至W的子碼插入到CD中。通過將98個幀設置到一個塊中來完成對子碼的編碼。訪問時就使用子碼的信息。因此，將由98幀組成的子碼塊設置為一個訪問單位。
在CD-ROM中，由98幀組成的子碼塊作為一個扇區來處理。一個扇區的物理容量是2352位元組。在CD-ROM模式1的情況下，添加並記錄了288位元組的輔助數據用於誤差檢測和校正。在每個扇區頭，提供了12位元組的同步和4位元組的頭。因此，按照CD-ROM模式1的規範，一個扇區的數據記錄容量等於2352-288-12-4＝2048位元組。
正如隨後所說明的那樣，從組頭添加電路31輸出的組包括14位元組的組頭、14位元組的PES頭、4位元組的CD2數據流頭和2016位元組的數據(有效載荷)，該組的大小等於14+14+4+2016＝2048位元組。該值和CD-ROM模式1中一個扇區的數據容量(2048位元組)一致。
將誤差校正編碼電路34的輸出提供給調製電路35。由調製電路35用預定的調製系統對所述記錄數據進行調製。將調製電路35的輸出通過記錄電路36提供給光拾取器37。
所述光碟1是如上所述的光碟CD2。由轉軸馬達42驅動光碟1旋轉。提供了一個轉軸伺服電路，用於控制光碟1的旋轉；一個跟蹤伺服電路，用於在光碟1的徑向控制光拾取器37；一個聚焦伺服電路，用於將來自光拾取器37的光束控制到光軸上。訪問控制電路43控制著這些電路。
在記錄數據的情況下，訪問控制電路43讓光拾取器37訪問光碟1上某個期望記錄位置的扇區。基於來自記錄電路36的記錄數據調製雷射束，並將其從光拾取器37輸出到光碟1上。這樣就把該數據記錄到光碟1上。
圖3示出了能應用本發明的光碟記錄/播放裝置的播放系統結構。在圖3中，播放時訪問控制電路43就讓光拾取器37訪問光碟1上某個期望播放位置的扇區。在光碟1的每個扇區中都已經記錄了一個數據組和一個數據包，因此能以扇區為單位訪問該光碟。
光拾取器37讀取光碟1上的所述記錄數據。通過播放電路51將來自光拾取器37的播放數據提供給解調電路52。解調電路52對與圖2中調製電路35對應的調製系統進行解調處理。將解調電路52的輸出提供給誤差校正電路53。在該誤差校正電路53中，用CIRC進行誤差校正處理，並對每個扇區的數據進行解碼。
如上所述，在每個扇區中已經記錄了一個數據組和一個數據包。將14位元組的組頭和14位元組的PES頭添加到扇區的數據開頭。此外還要添加CD2數據流頭。
將一個扇區的播放數據提供給組頭提取電路54。所述組頭位於與一個扇區對應的2016位元組的數據開頭，並由組頭提取電路54提取出來。將提取出的組頭提供給組頭分析電路55。
SCR和復用率已經被插入到所述組頭中。SCR提取電路56提取組頭的SCR，並提供給STC形成電路57。將由系統時鐘計數的計數器值與STC形成電路57形成的STC值進行比較。基於比較輸出校準系統參考時間。
將組頭提取電路54的輸出提供給多路解調器58。多路解調器58分離出圖像數據包、音頻數據包和程序包。通過檢測PES頭的數據流ID對上述包進行分離。
將多路解調器58分離出的圖像數據包提供給PES頭提取電路61。
PES頭提取電路61提取出插在組頭下一個14位元組中的PES頭。將該PES頭提供給PES頭分析電路62。
在PES頭中包括數據流ID、擾頻控制標誌和PTS等。可以從該PES頭的擾頻控制標誌辨別所述內容是否已經加密。如果已經對所述數據加密，並且，當允許對所述加密進行解密時，就把用於加密的解密密鑰設置到加密解密電路64中。
PTS提取電路65提取出PES頭中包含的PTS。PTS表示播放時間。將提取出的PTS提供給播放定時設置電路66。
此外，在該例中，所述PES頭分析電路62對CD2數據流頭進行分析。CD2數據流頭中記錄了編碼單元指針、插補ID和編輯ID等。
將PES頭提取電路62的輸出提供給包分解電路63。由包分解電路63對2016個字節的數據包進行分解。
將包分解電路63的輸出提供給加密解密電路64。如果允許對所述內容數據進行解密，則由加密解密電路64對所述加密進行解密。將加密解密電路64的輸出提供給圖像解碼器67。
所述圖像解碼器67基於在記錄圖像時採用的壓縮編碼系統，對圖像數據進行解壓縮處理。也就是說，如果被播放的圖像數據和採用JPEG系統的圖像有關，則圖像解碼器67就進行JPEG解碼處理。如果它是MPEG2的運動圖像數據，則該圖像解碼器67就進行MPEG2解碼處理。
將PTS提取電路65提取的PTS值提供給播放定時設置電路66，並同時也將來自STC形成電路57的系統參考時間提供給該播放定時設置電路。播放定時設置電路66將PTS表示的時間信息與系統參考時間進行比較。在PTS表示的時間信息與系統參考時間一致時，由圖像解碼器67對所述圖像數據進行解碼。解碼後的圖像數據從輸出終端68輸出。
將多路解調器58分離出的音頻數據包提供給PES頭提取電路71。
PES頭提取電路71提取出插在所述組頭下一個14位元組中的PES頭。將該PES頭提供給PES頭分析電路72。
在PES頭中包括數據流ID、擾頻控制標誌和PTS等。可以從PES頭信息中辨別出是否已對所述內容加密。如果已經對所述數據加密，或者允許對所述加密進行解密，則將加密的解密密鑰設置到加密解密電路74中。
PTS提取電路75提取出PES頭中包含的PTS。所述PTS表示播放時間。將提取出的PTS提供給播放定時設置電路76。
此外，由PES頭分析電路72對CD2數據流頭進行分析。CD2數據流頭中記錄了編碼單元指針、插補ID和編輯ID等。
將PES頭提取電路71的輸出提供給包分解電路73。由所述包分解電路73對2016個字節的數據包進行分解。
將包分解電路73的輸出提供給加密解密電路74。如果允許對所述內容數據進行解密，則由加密解密電路74對所述加密進行解密。將加密解密電路74的輸出提供給音頻解碼器77。
音頻解碼器77基於記錄音頻數據時採用的壓縮編碼系統對音頻數據進行解壓縮處理。也就是說，如果被播放的音頻數據與ATRAC3有關，則音頻解碼器77就進行ATRAC3解碼處理。如果它和MP3或AAC有關，則音頻解碼器77進行MP3或AAC的解碼處理。
將由PTS提取電路75提取的PTS值提供給播放定時設置電路76，並同時也把來自STC形成電路57的系統參考時間提供給該播放定時設置電路。播放定時設置電路76將PTS表示的時間信息與系統參考時間進行比較。在PTS表示的時間信息與該系統參考時間一致時，音頻解碼器77對所述音頻數據進行解碼。解碼後的音頻數據從輸出終端78輸出。
在上述示例的所述記錄系統中，按照MPEG2-PS規範，將包含圖像數據和音頻數據的多媒體數據記錄到光碟1上，並在播放系統中播放該多媒體數據。然而，按照MPEG2-PS規範，也可以只記錄/播放音頻數據。當然還可以只記錄/播放圖像數據。
如果只記錄/播放音頻數據，則所述系統可以用作記錄/播放ATRAC3或MP3音頻數據的音頻記錄/播放裝置。
也可以用以下方式來構建記錄靜止圖像數據和音頻數據，記錄描述這些數據播放順序的腳本，並按照由用戶腳本指定的順序播放所述靜止圖像數據和音頻數據。
如上所述，根據本發明的實施方式，將多路媒體的內容數據，例如圖像數據和音頻數據，按照MPEG2-PS，以一個組和一個包的形式壓縮和記錄到CD2光碟1的扇區中。
也就是說，圖4示出了記錄在一個扇區中的數據結構。如上所述，一個扇區對應於由CD的98幀組成的子碼塊。如圖4所示，一個扇區的物理容量等於2352位元組。在CD-ROM模式1的情況下，添加288位元組的輔助數據用於誤差檢測和校正。在每個扇區的開頭，提供了12位元組的同步和4位元組的頭。因此在CD-ROM模式1規範中，一個扇區的數據記錄容量等於2048位元組。
圖5示出了MPEG2-PS組的結構。如圖5所示，在組的開頭提供了14位元組的組頭。接著提供了14位元組的PES頭。另外，在本發明的實施方式中，提供了4位元組的CD2數據流頭。將數據(有效載荷)，例如音頻數據、圖像數據等設置於隨後的2016位元組中。一個組和一個包的數據量等於2048位元組，這和圖4所示的一個扇區的數據記錄容量一致。
在MPEG2-PS的規範中，可以將插補字節插入到所述組頭中。然而，在本發明的實施方式中，所述組頭中沒有插入插補字節。正如隨後所說明的那樣，利用數據區域進行插補，以此來代替插補字節。
這是因為組頭長度是固定的，由此可以輕鬆地檢測到數據包的起始位置，並且可以輕易地提取出擾頻控制標誌。
也就是說，如果把插補字節插入到組頭中，則組頭的長度會變得不穩定，從而使得一個數據包的起始位置也變得不穩定。
相反，如果確定不將插補字節插入到組頭中，則組頭會固定為14位元組，PES頭固定為14位元組，CD2數據流頭固定為4位元組。一個數據包肯定是從距離一個組的開頭(或者一個扇區的開頭)(14+14+4＝32)的位置開始。
正如隨後所說明的那樣，PES頭中已插入擾頻控制標誌(參考圖8)。如果在播放時控制擾頻，首先需要提取該擾頻控制標誌。
如果確定沒有將插補字節插入到組頭中，則組頭的長度固定為14位元組。如果組頭長度是固定的，則通過簡單地提取從一個組的開頭(或一個扇區的開頭)到某個預定位置的部分，就可以提取出PES頭中的擾頻控制標誌。
根據MPEG2-PS規範，可以提供填充包。然而，在本發明的實施方式中沒有採用填充包。
沒有採用填充包的原因是因為根據所述填充包，難以填充少量字節或比特，而且如果使用了填充包，則會對填充包PES頭加密，或者加密時會出現問題。
也就是說，將PES包添加到所述填充包，該PES包中描述了32比特的包起始代碼和16比特的包長。因此，為了插入所述填充包，當然需要提供至少包含32比特包起始代碼和16比特包長的PES頭。與所述PES頭相應的少於6位元組的數據將無法插入。
包括擾頻控制標誌在內的各種信息已存儲在普通包的PES頭中。然而，填充包的PES頭包含32比特的包起始代碼和16比特的包長，無法存儲各種信息。因此無法將擾頻控制標誌插入到填充包的PES頭中。因而，擾頻控制就取決於前面的PES包。如果已對前面的填充包加密，可能會出現對包含PES頭的下一個填充包進行加密的情況。如果對該PES頭加密，則填充包的起始位置和長度可能會不清楚，也可能無法正確解碼。
因此在本發明的實施方式中，如圖6所示，將所述插補插入到一個包的數據區域。所述插補數據通常設置為全″1″或全″0″。由於該插補數據位於數據區域，因此如果對插補加密，它就會變成類似隨機數的數據。所述插補不限於固定值，但是考慮到安全性，可以採用隨機數。將有關是否已插入所述插補的信息說明為CD2數據流頭中的插補ID，同時在該數據流頭中說明的還有所述插補的長度。
作為插入插補的方法，有一種方法用來將所述插補插入到所述數據區域後的某個位置，如圖6A所示；還有一種方法用來將所述插補插入到所述數據區域前的某個位置。如圖6B所示。如圖6A所示，如果將插補插入數據區域之後的位置，則在所述數據的最後例如11個比特中說明插補長度。如圖6B所示，如果將插補插入到數據區域之前的位置，則在所述數據的開始例如11比特中說明插補長度。在進行所述前向插補或後向插補的情況下，由插補ID辨別出所述插補是前向插補還是後向插補。
圖7示出了在一個組開頭所提供的組頭結構。如圖7所示，所述組頭由14個字節組成，在組頭的起始位置，提供了32比特的組起始代碼(pack_start_code)。
接著，提供了2比特的″01″，它們是MPEG1與MPEG2之間的識別代碼。
此後，提供了用於校準作為系統參考的STC的SCR(42+4比特)和復用率(program_mux_rate)(22+2比特)。以50位元組/秒為單位測量該復用率。
此外，提供了插補長度(pack_stuffing_length)(3+5比特)。在MPEG2-PS中，可以在插補長度之後提供由該插補長度表示的插補字節(stuffing_bytes)。然而，在本發明的實施方式中，由於如上所述的原因，確定不插入插補。也就是說，一定要將插補長度設置為″0″。
圖8示出了所述PES頭的結構。PES頭由14個字節組成，且在該PES頭的起始位置提供了24比特的包起始代碼(packet_start_code)。
接著，提供了8比特的數據流ID(stream_id)。通過該數據流ID，可以識別數據的類型，也就是說，可以識別所述數據是運動圖像數據還是音頻數據等。
接著，提供了16比特的PES包長度(PES_packet_lengh)。所述PES包長度表示該欄位之後的數據包長度。
接著是14比特的各種標誌和控制。作為各種標誌和控制，有用於控制數據擾頻的PES擾頻控制(PES_scrambling_control)；用於將重要包和其他包區分開來的PES優先權(PES_priority)；數據校正指示器(data_alignment_indicator)；表示所述內容數據版權的版權(標誌)(copyright)；表示所述內容數據是原版還是複製的原版/複製(原版還是複製)；PTS和DTS標誌(PTS_DTS_flag)；ESCR標誌(ESCR_flag)；ES率標誌(ES_rate_flag)；DSM技巧模式標誌(DSM_trick_mode_flag)；附加的複製信息標誌(additional_copy_info_flag)；PES_CRC標誌(PES_CRC_flag)；以及PES擴展標誌(PES_extention_flag)。
接著，提供了表示PES頭長度的8比特的PES頭長(PES_header_data_length)。
接下來的40比特是條件編碼。在這裡記錄PTS的情況下，記錄了(3+7)個比特的PTS。
如果將MPEG2-PS流記錄到CD2中，繼14位元組的PES頭之後，提供了4位元組的CD2數據流頭。
圖9示出了CD2數據流頭的結構。CD2數據流頭中提供了數據流ID、編碼單元指針、插補ID和編輯ID。
所述編碼單元指針指出了扇區中第一個完整編碼單元的起始位置。
也就是說，例如，獨立地預先確定音頻數據編碼時刻的單元大小和一個包的大小。因此，如果將壓縮後的音頻數據填寫到每個包中，則數據包的起始位置和編碼單元的起始位置會出現不一致。因此，如果用戶想要訪問任意扇區，並以快進模式、快倒模式或搜索模式開始播放，則會漏掉編碼單元的開頭，而且很難播放該數據。
因此將扇區中直到第一個完整編碼單元的數據說明為CD2數據流頭中的編碼單元指針。通過這種編碼單元指針，可以訪問任意扇區，並且可以輕易地從位於該扇區的編碼單元起始位置開始播放數據。
所述插補ID用於識別數據包中是否存在插補。作為插補，存在如圖6A所示的後向插補和如圖6B所示的前向插補。所述插補ID識別插補是否存在。如果已進行了插補，則插補ID識別所述插補是前向插補還是後向插補。
所述編輯ID表示是否存在編輯指針。如果存在編輯指針，編輯ID識別它是結束指針還是開始指針。
在如上所述的本發明實施方式中，按照MPEG2-PS規範將諸如圖像數據或音頻數據的內容數據壓縮並記錄到如CD2的光碟1上。作為記錄所述音頻數據的壓縮系統，考慮採用了ATRAC3、MP3或AAC。
如上所述，在ATRAC3、MP3或AAC中，以預定單元為單位進行編碼，並且獨立地預先確定編碼單元的大小和一個包的大小。因此，如果將壓縮後的音頻數據填寫到每個包中，則會出現該數據包的起始位置和編碼單元的起始位置不一致的情況。因此，例如，如果用戶想要訪問任意扇區，並且以搜索模式開始播放，則會漏掉編碼單元的開頭，而且很難平滑地播放所述數據。
因此，根據本發明的實施方式，採用如上所述的編碼單元指針顯示扇區中完整編碼單元的位置。
如圖9所示，在所述CD2的數據流頭中說明了編碼單元指針。正如下面將要詳細說明的那樣，利用這種編碼單元指針，在訪問任意扇區並開始播放所述數據時，可以平滑地播放編碼單元和所述數據的開頭。
現在假定音頻數據是通過ATRAC3壓縮和記錄的。在ATRAC、ATRAC2或ATRAC3中，提取時間窗中的音頻數據，對該音頻數據進行頻帶劃分，將時域中的所述數據變換為頻域中的數據，並對該音頻數據進行壓縮。
首先，為了弄清編碼單元的概念，在說明ATRAC3之前將解釋ATRAC的基本原理。
圖10示出了ATRAC編碼器的示例。在圖10中，例如用44.1kHz對音頻數據進行採樣，按最大11.6毫秒的時間窗分離出音頻數據，並將它提供給輸入終端101。將該音頻數據提供給頻帶劃分濾波器102。在所述頻帶劃分濾波器102中，所述輸入音頻數據被劃分為高頻帶分量和其頻率比高頻帶低的分量。將由頻帶劃分濾波器102劃分的高頻帶分量提供給MDCT(修正DCT)變換電路104，而將頻率比高頻帶低的分量提供給頻帶劃分濾波器103。在所述頻帶劃分濾波器103中，輸入的音頻數據被劃分為低頻帶分量和中頻帶分量。將分離出的中頻帶分量提供給MDCT電路105，將低頻帶分量提供給MDCT電路106。
如上所述，將來自輸入終端101的音頻數據劃分為3個頻帶即通過兩個階段的頻帶劃分濾波器102和103所劃分的高頻帶、中頻帶和低頻帶。將QMF(正交鏡像濾波器)用作頻帶劃分濾波器101和102。將高頻帶分量的數據提供給MDCT變換電路104，中頻帶分量的數據提供給MDCT變換電路105，低頻帶分量的數據提供給MDCT變換電路106。在MDCT變換電路104、105和106中，分別將高頻帶分量的數據、中頻帶分量的數據以及低頻帶分量的數據從時域數據變換到頻域中的頻譜數據。
分別將MDCT變換電路104、105和106的輸出提供給標準化和量化電路107。在所述標準化和量化電路107中，分別對MDCT變換電路104、105和106的輸出進行量化。所述標準化和量化電路107的輸出從輸出終端109輸出。將MDCT變換電路104、105和106的輸出提供給比特分配電路108。所述比特分配電路108根據代碼量確定標準化和量化電路107的比特分配。從輸出終端110輸出該比特分配信息。
圖11的方框圖用來說明ATRAC編碼器中的壓縮處理。如圖11A所示，通過最大11.6毫秒的時間窗分離出輸入的音頻數據。實際上是按短模式和長模式分別打開該時間窗。在所述時間窗中包含了重疊。
由於所述音頻數據的採樣頻率等於44.1kHz，因此11.6毫秒的時間窗對應512個樣本。由於每個樣本由16比特組成，因此左右兩個信道的512個樣本數據對應512×2×16/8＝2048位元組。
將該數據分成如上所述的3個頻率分量高頻帶、中頻帶和低頻帶，通過MDCT變換變換為頻域中的頻譜數據，並進行標準化和量化。從而，如圖11B所示，將2048個字節的所述數據壓縮為大約1/5，變成424位元組。在對所述音頻數據壓縮的時刻，將上述424位元組的數據設置為一個編碼單元。在ATRAC中，這樣的編碼單元稱為音群。在該例中，將作為編碼單元的包含424個字節的音群設置為編碼單元。
圖12示出了ATRAC解碼器的結構。在圖12中，將根據ATRAC壓縮的數據提供給輸入終端111。輸入終端112提供比特分配信息。
在頻譜重建電路113中，基於所述比特分配信息進行逆量化，並重建所述頻譜數據。從頻譜重建電路113輸出高頻帶分量的頻譜數據、中頻帶分量的頻譜數據以及低頻帶分量的頻譜數據。將高頻帶分量頻譜數據提供給IMDCT變換電路114，中頻帶分量頻譜數據提供給IMDCT變換電路115，低頻帶分量頻譜數據提供給IMDCT變換電路116。在IMDCT變換電路114、115和116中，頻域中的頻譜數據變換為時域中的數據。
將IMDCT變換電路114的輸出提供給頻帶合成濾波器117，IMDCT變換電路115和116的輸出提供給頻帶合成濾波器118。在頻帶合成濾波器118中，合成中頻帶分量數據和低頻帶分量數據。在頻帶合成濾波器117中，將高頻帶分量數據進一步合成到由頻帶合成濾波器118合成的低頻帶分量數據和中頻帶分量數據中。輸出終端119輸出頻帶合成濾波器117的輸出。
圖13的方框圖用來說明ATRAC解碼器的解壓縮處理。如圖13A所示，通過IMDCT變換，將424位元組編碼單元的頻譜數據變換為時域中的數據，進行頻帶合成並還原為原始音頻數據。這樣，424位元組編碼單元的數據就變成了2048位元組的數據。如圖13B所示，2048位元組的數據對應於11.6毫秒的左右兩個信道的512個樣本數據。如上所述，在ATRAC中，按424個字節的編碼單元對與11.6毫秒對應的左右信道的2048位元組數據進行編碼。
ATRAC2使得ATRAC能夠進一步處理低比特率，類似於音調的分量被分離出來並被編碼。在ATRAC3中還會稍做修改。
圖14示出了ATRAC3編碼器的示例。在圖14中，例如，將由例如最大11.6毫秒的時間窗分離出的音頻數據從輸入終端121提供給頻帶劃分濾波器122。頻帶劃分濾波器122將所述音頻數據劃分為4個頻帶分量。頻帶劃分濾波器122進一步抽取每個頻帶數據的十分之一到1/4比率，並將每個頻帶的數據分別提供給增益控制電路123、124、125和126。通過增益控制電路123、124、125和126，用自適應式預先確定的函數對每個頻帶的數據進行增益控制。
將增益控制電路123、124、125和126的輸出分別提供給MDCT變換電路127、128、129和130。通過MDCT變換電路127、128、129和130分別將時域中的數據變換為頻域中的頻譜數據。從每個MDCT變換電路127、128、129和130中獲得256個係數，從而獲得全部4個頻帶的1024個係數。將MDCT變換電路127、128、129和130的輸出提供給頻譜數據分離電路131。
頻譜數據分離電路131將上述輸出分成音調分量和非音調分量。所述音調分量提供給音調分量編碼器132，而所述非音調分量提供給非音調分量編碼器133。通過音調分量編碼器132和非音調分量編碼器133，分別獨立地對音調分量和非音調分量進行標準化和量化。將音調分量編碼器132的輸出和非音調分量編碼器133的輸出提供給代碼序列形成電路134。所述代碼序列形成電路134形成代碼序列。熵編碼也用於生成該代碼序列。從輸出終端135輸出代碼序列形成電路134的輸出。
圖15示出了ATRAC3解碼器的示例。在圖15中，將根據ATRAC3壓縮的數據從輸入終端141提供給代碼序列分解電路142。代碼序列分解電路142分別就音調分量和非音調分量對頻域中的數據進行分解。將所述音調分量提供給音調分量解碼器143，非音調分量數據提供給非音調分量解碼器144。在音調分量解碼器143中對音調分量的係數進行逆量化。在非音調分量解碼器144中對非音調分量的係數進行逆量化。
將音調分量解碼器143的輸出和非音調分量解碼器144的輸出提供給頻譜數據合成電路145。由頻譜數據合成電路145對音調分量的頻譜數據和非音調分量的頻譜數據進行合成。
將頻譜數據合成電路145的輸出提供給IMDCT電路146、147、148和149。由IMDCT電路146、147、148和149分別將頻譜數據還原為時域中的數據。
分別將IMDCT電路146、147、148和149的輸出提供給增益補償電路150、151、152和153。提供增益補償電路150、151、152和153是為了與編碼器端的增益控制電路123、124、125和126對應。將增益補償電路150、151、152和153的輸出提供給頻帶合成濾波器154。由頻帶合成濾波器154對每個頻帶的數據進行合成。從輸出終端155獲取頻帶合成濾波器154的輸出。從輸出終端155獲得解壓縮後的原始音頻數據。
在ATRAC3中，進行自適應的比特分配，並且由於該比特分配信息包含在代碼序列中，因此可以處理任意的比特率。作為傳輸比特率，採用的是66kbps、105kbps、132kbps等。
假定採用ATRAC3作為如上所述的音頻數據的壓縮系統，如圖16所示，當傳輸率等於66kbps時，編碼單元的大小等於192位元組(圖16A)。當傳輸率等於105kbps時，編碼單元的大小等於304位元組(圖16B)。當傳輸率等於132kbps時，編碼單元的大小等於384位元組(圖16C)。
如上所述，如果用戶想要按照如圖4所示的CD-ROM模式1進行記錄，則以扇區為單元進行記錄。一個扇區的大小等於2352位元組。在CD-ROM模式1中，一個扇區的數據記錄容量等於2048位元組。
如圖5所示，在按照MPEG2-PS記錄數據的情況下，由於添加了14位元組的組頭和14位元組的PES頭，並進一步添加了4位元組的CD2數據流頭，因此一個扇區數據包的數據量等於2016位元組。
另一方面，如圖16所示，假定採用ATRAC3作為所述音頻數據的壓縮系統，當傳輸率等於66kbps時，編碼單元的大小等於192位元組。當傳輸率等於105kbps時，編碼單元的大小等於304位元組。當傳輸率等於132kbps時，編碼單元的大小等於384位元組。由於一個扇區的數據包大小和所述編碼單元的大小已被獨立地預先確定，因此如果將多個編碼單元存儲到一個包中，則會出現餘數。
也就是說，如圖17所示，當所述傳輸率等於66kbps時，對於一個扇區的數據包容量，可以存儲10個均由192個字節組成的編碼單元並剩下96位元組的空間。當傳輸率等於105kbps時，對於一個扇區的數據包容量，可以存儲6個均由304個字節組成的編碼單元並剩下192位元組的空間。當傳輸率等於132kbps時，對於一個扇區的數據包容量，可以存儲5個均由384個字節組成的編碼單元並剩下96位元組的空間。
在所述CD中，以扇區為單元來訪問數據。因此，如果一個扇區數據包的起始位置和編碼單元的起始位置不一致，當以扇區為單元訪問所述數據時，就無法從編碼單元的起始位置開始進行解碼，而且無法進行平滑的解碼。
如果用戶想要讓一個扇區數據包的起始位置和編碼單元的起始位置總是一致，則會浪費數據記錄容量。也就是說，例如，當傳輸率等於66kbps時，每個扇區有96位元組的空間被浪費了。
因此，在本發明的實施方式中，插補和記錄編碼單元，並用指針顯示位於扇區起始位置的完整編碼單元位置。
例如，當所述傳輸率等於66kbps時，如圖17所示，將10個編碼單元SU(1)至SU(10)存儲到扇區(1)中，而在所述扇區(1)和扇區(2)上記錄編碼單元SU(11)。從編碼單元SU(11)的中部開始將該編碼單元SU(11)記錄到扇區(2)中。在這種情況下，在扇區(2)中，將從該扇區的數據包的起始位置至作為完整編碼單元的編碼單元SU(12)的起始位置這一範圍的長度2113-2017＝96位元組記錄為編碼單元指針。
如圖17所示，當傳輸率等於105kbps時，將6個編碼單元SU(1)至SU(6)存儲到扇區(1)中，在所述扇區(1)和扇區(2)上記錄編碼單元SU(7)。從所述編碼單元SU(7)的中部開始將該編碼單元SU(7)記錄到扇區(2)。在這種情況下，在扇區(2)中，將從該扇區的數據包的起始位置至作為完整編碼單元的編碼單元SU(8)的起始位置這一範圍的長度2129-2017＝112位元組記錄為編碼單元指針。
如圖17所示，當所述傳輸率等於132kbps時，將5個編碼單元SU(1)至SU(5)存儲到扇區(1)中，而在所述扇區(1)和扇區(2)上記錄編碼單元SU(6)。從所述編碼單元SU(6)的中部開始把該編碼單元SU(6)記錄到所述扇區(2)中。在這種情況下，在扇區(2)中，將從該扇區的數據包的起始位置至作為完整編碼單元的編碼單元SU(7)的起始位置這一範圍的長度2305-2017＝288位元組記錄為編碼單元指針。
如上所述，如果將從所述扇區的數據包的起始位置至作為完整編碼單元的編碼單元的起始位置這一範圍的長度記錄為編碼單元指針，當訪問該扇區時，可由所述編碼單元指針的值知道作為完整編碼單元的編碼單元距離該扇區起始位置有多遠，從而可以立即從編碼單元的起始位置開始進行解碼。
如果將編碼單元預先確定為固定長度，則可由扇區號確定直到所述完整編碼單元起始位置的長度。
此時，例如在ATRAC3的情況下，如果通過將8個扇區(16k字節)設置為一組管理單元來分配扇區號，則可以輕鬆地對編碼單元指針進行管理。
也就是說，從第一個扇區開始插補ATRAC3中的編碼單元，並且按順序將扇區號分配給扇區(1)至(8)。分配完這些編號後，分配位置返回到扇區(1)，扇區號分配完畢。
利用上述方法，如果比特率等於66kbps，如圖18所示，將編碼單元(1)、(2)…分配給扇區(1)、(2)…，所述扇區(1)、(2)…的編碼單元指針如圖19所示。
也就是說，如圖19所示，如果比特率等於66kbps，當扇區號等於″1″時，編碼單元指針就等於″0″；當扇區號等於″2″時，編碼單元指針就等於″96″；當扇區號等於″3″時，編碼單元指針就等於″0″；當扇區號等於″4″時，編碼單元指針就等於″96″；當扇區號等於″5″時，編碼單元指針就等於″0″；當扇區號等於″6″時，編碼單元指針就等於″96″；當扇區號等於″7″時，編碼單元指針就等於″0″；當扇區號等於″8″時，編碼單元指針就等於″96″。
如果所述比特率等於105kbps，如圖20所示，將編碼單元(1)、(2)…分配給扇區(1)、(2)…，扇區(1)、(2)…的編碼單元指針如圖21所示。
也就是說，如圖21所示，如果比特率等於105kbps，當扇區號等於″1″時，編碼單元指針就等於″0″；當扇區號等於″2″時，編碼單元指針就等於″112″；當扇區號等於″3″時，編碼單元指針就等於″224″；當扇區號等於″4″時，編碼單元指針就等於″32″；當扇區號等於″5″時，編碼單元指針就等於″144″；當扇區號等於″6″時，編碼單元指針就等於″256″；當扇區號等於″7″時，編碼單元指針就等於″64″；當扇區號等於″8″時，編碼單元指針就等於″176″。
與8個扇區對應的數據容量等於2016×8＝16128位元組。
假定在此把53個編碼單元記錄到8個扇區，則數據容量等於304×53＝16112位元組。
因此，通過進行16128-16112＝16比特的插補，在下一個扇區中的編碼單元的起始位置就和該扇區數據包的起始位置一致。
如果比特率等於132kbps，如圖22所示，將編碼單元(1)、(2)…分配給扇區(1)、(2)…，扇區(1)、(2)…的編碼單元指針如圖23所示。
也就是說，如圖23所示，如果比特率等於105kbps，當扇區號等於″1″時，編碼單元指針就等於″0″；當扇區號等於″2″時，編碼單元指針就等於″288″；當扇區號等於″3″時，編碼單元指針就等於″192″；當扇區號等於″4″時，編碼單元指針就等於″96″；當扇區號等於″5″時，編碼單元指針就等於″0″；當扇區號等於″6″時，編碼單元指針就等於″288″；當扇區號等於″7″時，編碼單元指針就等於″192″；當扇區號等於″8″時，編碼單元指針就等於″96″。
如上所述，例如在ATRAC3的情況中，當通過將8扇區一組設置為一個管理單元來分配扇區號時，如果已預先確定比特率，則可以按照8個扇區號(1)至(8)來管理編碼單元指針。
因此，例如在ATRAC3的情況中，也可以說明在以8個扇區為一組的管理單元中的扇區號，以代替CD2數據流頭的編碼單元指針。還可以說明編碼系統和比特率等。
作為可以由扇區號確定編碼單元指針的CD2數據流頭，已經檢驗了以下結構。所述CD2數據流頭由4個字節(32比特)組成。如下所述，4個字節的CD2數據流頭組成如下數據流ID、插補ID、採樣頻率、信道結構、固定長度/可變長度編碼、信道內編碼、比特率、扇區號以及保留區。這些分量元素示出了以下內容。
(1)數據流ID(6比特)表示數據流的類型，例如AAC、MP3、ATRAC3等。
(2)插補ID(2比特)表示沒有插補、1個字節、2個字節或更多字節的插補。
(3)採樣頻率(5比特)表示採樣頻率，例如22.05kHz、44.1kHz、88.2kHz、176.4kHz、16kHz、32kHz、48kHz、96kHz和192kHz等。
(4)信道結構(3比特)表示信道結構，例如單聲道、2-信道立體聲、4-信道立體聲、5.1-信道立體聲、6-信道立體聲和7.1-信道立體聲等。
(5)固定長度/可變長度編碼(1比特)
表示數據是按固定長度還是可變長度進行的編碼。
(6)信道內編碼(1比特)表示LR獨立編碼或聯合編碼。
(7)比特率(3比特)表示比特率是等於66kbps、105kbps還是132kbps。
(8)扇區號(3比特)表示在所述組中的扇區號1至8。
(9)保留區(8比特)為將來的擴展而保留。
由上述比特率和數據流ID確定編碼單元指針。
雖然上述示例說明的是根據ATRAC3進行的音頻數據壓縮和記錄，根據MP3或AAC記錄的情況中也進行類似的處理。
圖24示出了MP3編碼器的結構。在圖24中，將音頻數據流提供給輸入終端301。將該音頻數據流提供給子帶分析濾波器組302。所述子帶分析濾波器組302包含一個多相濾波器，將音頻信號劃分為等頻率寬度的32個子帶。
將輸入的音頻數據流提供給FFT 303A和303B。將FFT 303A和303B的輸出發送給非預測性測量單元304，非預測性測量單元304的輸出提供給信掩比計算單元305，信掩比計算單元305的輸出提供給心理聲學熵評估單元306。
所述FFT 303A和303B、非預測性測量單元304、信掩比計算單元305和心理聲學熵評估單元306構成一個心理聲學模型，用於確定信號能量與每個子帶的掩蔽閾值之比。所述心理聲學模型對音頻信號進行分析，並計算可以用作頻率函數的噪聲掩蔽量。在該例中，同時基於利用預測性的心理聲學熵確定MDCT的塊長。
將子帶分析濾波器組302的輸出提供給自適應塊長MDCT算數運算單元307。所述自適應塊長MDCT算數運算單元307對每個子帶的音頻數據進行MDCT算數運算。在該自適應塊長MDCT算數運算單元307中，採用了兩種MDCT塊長類型18個樣本的長塊和6個樣本的短塊。長塊改善了具有平穩特性的音頻信號的的頻率解析度。短塊改善了中間信號的頻率解析度。在短塊模式中，用3個短塊代替一個長塊。
將自適應塊長MDCT算數運算單元307的輸出提供給減小摺疊失真蝶形單元308。在所述減小摺疊失真蝶形單元308中，為濾波器組的32個頻帶輸入頻帶邊界附近的8個樣本，並在蝶形頻域中對通過MDCT算數運算獲得的數據進行消除摺疊失真處理。也就是說，對鄰近多相濾波器組的頻帶進行蝶形算數運算。將減小摺疊失真蝶形單元308的輸出提供給非線性量化單元309。
將比例係數計算單元310的輸出提供給所述非線性量化單元309。基於來自心理聲學模型的信息，所述比例係數計算單元310確定分配給子帶的代碼比特數。將比例係數計算單元310的輸出提供給緩衝器控制單元311。
將非線性量化單元309量化的數據發送到霍夫曼編碼單元312。在霍夫曼編碼單元312中，用霍夫曼碼進行可變長度編碼。將上文提到的編碼數據和邊緣信息，例如來自邊緣信息編碼單元313的比特分配信息一起發送到比特流形成單元314。在所述比特流形成單元314中，將幀頭添加到霍夫曼編碼數據和所述邊緣信息中，並將這些數據集合到幀中。
如圖25所示，在所述頭之後，將已編碼的音頻數據和CRC添加到MP3數據中。
圖25示出了在MP3情況下的幀頭。如圖25所示，在起始位置提供了12比特的預定模式同步字。
接著提供了ID。如果所述ID字等於″1″，這表示MPEG1。
ID後提供了2比特的層(信息)。在該層中，″00″表示第一層(Layer-1)，″11″表示第二層(Layer-2)，″10″表示第三層(Layer-3)。
接著提供了1比特的保護位。該保護位顯示是否已經添加了誤差檢測校正信息。保護位等於″0″ 時，已經添加了誤差檢測校正信息；等於″1″時，沒有添加錯誤檢測校正信息。
接著提供了4比特的比特率索引。該比特率索引定義了比特率。
接著提供了採樣頻率。當採樣頻率信息等於″00″時，採樣頻率等於44.1kHz；等於″01″時，採樣頻率等於48kHz；等於″10″時，採樣頻率等於32kHz。
接著提供了1比特的填充位。如果已經嵌入了填充位，該填充位設置為″1″。如果沒有嵌入填充位，則該填充位設置為″0″。
接著提供了1比特的擴展位。該擴展位是個人身份證明標誌。
接著提供了2比特的模式(信息)。該模式定義了音頻信道。″00″表示立體聲，″01″表示聯合立體聲，″10″表示雙信道，而″11″表示單聲道。
接著提供了2比特的模式擴展(信息)。在第一層或第二層中，一旦進行聯合立體聲編碼，就要為所述頻帶設置該模式擴展。第三層表示所採用的強度立體聲與MS立體聲的組合。
接著提供了1比特的版權(信息)。它表示數據是否有版權問題。如果涉及版權，就將該位設置為″1″；如果不涉及版權，就設置為″0″。
接著提供了1比特的原版/複製(信息)。如果是原版，就將該位設置為″1″；如果是複製品，就設置為″0″。
接著提供了2比特的重音(信息)。它表示重音是否存在。如果採用了重音，則顯示重音類型。
圖26示出了MP3解碼器的結構。在圖26中，將根據MP3壓縮的音頻數據提供給輸入終端350。將該MP3數據流發送到比特流分解單元351。在該比特流分解單元中，檢測預定模式頭，並分解該幀。
從所述比特流分解單元351輸出經過霍夫曼編碼且已發送的音頻數據和邊緣信息。將經過霍夫曼編碼的音頻數據發送到霍夫曼解碼單元353。在所述霍夫曼解碼單元353中，參考霍夫曼表354對所述霍夫曼碼進行解碼。將霍夫曼解碼單元353的輸出發送到逆量化單元355。
在所述比例係數解碼單元352中，對邊緣信息中的逆量化比例進行解碼，所述邊緣信息來自比特流分解單元351。在逆量化單元355中，按照短塊或長塊的情況，利用所述逆量化比例進行逆量化。
將逆量化單元355的輸出提供給減小摺疊失真蝶形單元356。在所述減小摺疊失真蝶形單元356中，進行蝶形算術運算以減小摺疊失真。
將減小摺疊失真蝶形單元356的輸出提供給IMDC算數運算單元357。由所述IMDCT算數運算單元357進行IMDCT算數運算。在短塊情況下，IMDCT算數運算的次數是12；在長塊情況下是36。
將所述IMDCT算數運算單元357的輸出提供給子帶合成濾波器組358。在所述子帶合成濾波器組358中，對32個子頻帶的解碼數據進行合成。
在採用MP3的情況下，可以利用表示從扇區數據包的起始位置到該扇區的完整編碼單元頭這段長度的編碼單元指針，而不是用幀頭來快速查找編碼單元的起始位置。
現在將說明採用AAC的情況。圖27示出了AAC的編碼數據。該AAC編碼器具有增益控制單元402、濾波器組403、TNS404、強度/耦合單元405、預測器406、M/S單元407、比例係數計算單元408、量化單元409、無噪聲編碼單元410、聲學模型單元411以及比特流單元412。
AAC對應從8到96kHz這段範圍內的12種採樣頻率，而標準信道結構對應從單聲道到信道7這段範圍內的信道。可以指定多路調製信道中揚聲器的位置和數量，也就是說，可以指定前端信道的數量和後端信道的數量，由此可以處理更為靈活的多信道結構。
根據AAC，按照應用程式所要求的條件預備了三種規範，即，基本規範、LC規範和SSR規範。
基本規範用於最高的音質，為了給該音質以最高的優先權，還使用了預測器。
根據所述LC規範，為了兼顧音質和成本，從基本規範中去掉了預測器，並限制了帶寬和TNS的程度。
根據SSR規範，通過將4分的頻帶濾波器設置到MDCT的前端位置，降低並最小化了用於無用高頻帶MDCT的RAM大小，並且可以通過選擇播放帶寬減小解碼比例。
所述增益控制單元402僅用於SSR規範。通過PQF頻帶濾波器將輸入的時域信號劃分為4個信號。對非最低頻帶的信號進行增益控制，由此抑制了前向回波(preecho)。
濾波器組403通過MDCT變換電路，將輸入的時域信號變換成頻域中的頻譜數據。按重疊算數運算塊長50％進行變換。例如，將2048個樣本變換成1024個MDCT係數。為了抑制前面所述的前向回波，採用了一種稱為塊切換的機制，該機制用來切換MDCT的算數運算塊長。該塊長在每一幀都在長、開始、短和停止之間切換。
在基本規範和LC規範中，在平穩信號的情況下，MDCT的算數運算長度設置為2048個樣本的長、開始或停止，並變換為1024個MDCT係數。另一方面，在瞬時信號的情況下，MDCT的算數運算長度變換為128個MDCT係數，作為256個樣本的短塊。在該短塊中，通過用八個連續短變換長度對這些樣本進行變換，將輸出的MDCT係數的個數設置為1024，以便與其他塊的MDCT係數一致。
在SSR規範中，由於每個頻帶都通過PQF將所述信號劃分為4個信號，因此MDCT算數運算長度等於前面所述值的1/4。然而，由於4個頻帶的MDCT係數的總數等於1024，因此該總數就和其他規範的MDCT係數相等。
所述TNS單元404將所述MDCT係數作為時間序列信號，並讓它們通過LPC濾波器，由此將噪聲集中到時域的大振幅位置上，並改善了低音調頻率信號的音質。
所述預測器406僅在基本規範中使用。編碼器中的預測器，其每個MDCT係數最高到16kHz，並對預測誤差進行編碼，由此改善了平穩信號的音質。
在進行立體聲編碼時，存在MS立體聲、強度立體聲和耦合。所述MS立體聲是一種方法，用來選擇以下兩種模式之一左右信道編碼模式，或按每個比例係數頻帶的和(L+R)信號與差(L-R)信號編碼模式，並對這些信號進行編碼。可以提高位於左右信道中心位置的信號的代碼效率。強度立體聲是一種方法，該方法利用一些特性，例如用戶通過左右信號在高頻時的功率差感覺到音源位置，來對左右信號的和信號以及左右信道的功率比進行編碼。耦合能夠實現一種稱為聲音覆蓋的方法，例如將背景聲音作為常規多信道信號編碼，以及將該背景音作為耦合信道編碼。所述強度/耦合單元405設置強度立體聲和耦合。所述M/S單元407設置MS立體聲。
圖28示出了AAC解碼器。AAC解碼器具有增益控制單元502、濾波器組503、TNS504、強度/耦合單元505、預測器506、M/S單元507、比例係數計算單元508、逆量化單元509、無噪聲解碼單元510以及比特流分解單元512，對應編碼器(圖27)中提供的增益控制單元402、濾波器組403、TNS404、強度/耦合單元405、預測器406、M/S單元407、比例係數計算單元408、量化單元409、無噪聲編碼單元410、聲音模型單元411和比特流單元412。
如上所述，根據本發明的實施方式，利用在CD2數據流頭中說明的編碼單元指針訪問任意扇區，並且可以從位於該扇區的編碼單元的起始位置開始輕鬆地進行播放。
圖29的流程圖示出了在快進模式、快倒模式或搜索模式下，指定扇區開始播放時刻的訪問控制。
在圖29中，當指定扇區並開始播放時(步驟S1)，讓光拾取器37訪問在光碟1上的指定扇區(步驟S2)。
辨別是否已完成對指定扇區的訪問(步驟S3)。如果確定還沒有完成訪問，則從該扇區的起始位置開始讀取數據，並讀取CD2數據流頭的編碼單元指針的信息(步驟S4)。
在讀取編碼單元指針的信息時，從位於由編碼單元指針顯示的位置處的編碼單元數據開始進行解碼，並播放該數據(步驟S5)。
在連續播放時(步驟S6)，辨別是否已完成播放(步驟S7)。如果還沒有完成播放，則繼續播放。如果已完成播放，則在此結束播放。
在本發明的實施方式中，將編輯ID插入到CD2數據流中。編輯時就可以利用該編輯ID進行高效編輯。
例如，如圖30所示進行編輯，以斷開扇區(2)和(3)的連接，斷開扇區(7)和(8)的連接，並將扇區(2)和(8)組合在一起。
進行電子編輯。作為編輯方法，有在光碟上完全重寫數據的方法，和不在光碟上重寫數據而控制播放順序的方法。
在圖30的情況下，由於記錄在扇區(2)上的最後編碼單元(14)已記錄到扇區(2)和(3)上，因此如果扇區(2)和(3)被斷開，則數據將變得不完整。在此情況下，在CD2數據流頭的編輯ID中說明的是表示結束指針的編輯ID。此時，也可以將插補填寫到編碼單元(14)部分。
由於記錄在扇區(8)上的第一編碼單元(47)已記錄到扇區(7)和(8)上，因此如果扇區(7)和(8)被斷開，則數據將變得不完整。在此情況下，在CD2數據流頭的編輯ID中說明的是表示起始指針的編輯ID。在該數據區的開頭部分說明插補長度。
如果組合扇區(2)和(8)，在對扇區(2)進行解碼時，播放直至作為完整編碼單元的編碼單元(13)的數據，並跳過編碼單元(14)部分。跳過位於扇區(8)開頭部分的不完整編碼單元(47)，而從作為完整編碼單元的編碼單元(48)開始播放。
圖31示出了編輯時的處理流程圖。在圖31中，如果以扇區為單元指定編輯位置(步驟S11)，則要辨別該編輯位置是起始位置還是結束位置(步驟S12)。
如果確定該編輯位置是結束位置，則將插補插入到扇區中的最後一個不完整編碼單元中(步驟S13)。在CD2數據流頭的插補ID中說明了用來顯示所述插補位於後向位置的信息，並在所述數據的最後說明了插補長度(步驟S14)。同時，在編輯ID中說明了用來顯示結束位置的信息(步驟S15)。辨別編輯是否已經完成(步驟S16)。
如果在步驟S12中確定所述編輯位置是起始位置，則將插補插入到扇區中的第一個不完整編碼單元中(步驟S17)。在CD2數據流頭的插補ID中說明了用來顯示所述插補存在於前向位置的信息，並在數據的開頭部分說明了插補長度(步驟S18)。同時，在編輯ID中說明了用來顯示起始位置的信息(步驟S19)。辨別編輯是否已經完成(步驟S16)。
在步驟S16中，辨別編輯處理是否已經完成。不斷重複類似的處理，直到完成該編輯處理為止。
在該例中，儘管已將插補數據插入到不完整編碼單元中，也可以構造成不進行插補。
圖32示出了播放上文提到的編輯位置時刻的處理。在圖32中，讀取CD2數據流頭的編輯ID(步驟S21)。辨別它是否是編輯位置(步驟S22)。如果它是編輯位置，則辨別是結束位置還是起始位置(步驟S23)。
如果在步驟S23中確定該編輯位置是結束位置，則播放到完整編碼單元，跳過最後一個不完整編碼單元(步驟S24)，並繼續播放(步驟S25)。
如果在步驟S23中確定該編輯位置是起始位置，則讀取編輯單元指針(步驟S26)。從該編輯單元指針指定的編碼單元開始播放(步驟S27)，並連續播放(步驟S25)。
辨別是否已完成播放(步驟S28)。繼續上述處理直到播放結束為止。
雖然在前面所述的示例中對不完整編碼單元進行了插補，但在編輯時當然也可以插補至每個扇區中編碼單元的邊界。也就是說，編輯位置一定被設置在所述編輯單元的邊界。由於通過CD2的數據流頭知道第一個完整編碼單元的位置，因此也就知道了每個扇區中編碼單元的邊界。如果將編輯位置假定為一定是所述編輯單元的邊界，那麼在組合編輯位置時，會在所述編碼單元的邊界組合該編輯位置。編輯之後可以連續播放。
在上述示例中，將扇區完整編碼單元的起始位置設置為所述編碼單元指針。然而，如果將該起始位置設置為位於該扇區中某個期望的完整編碼單元位置，而不是該扇區中所述完整編碼單元的位置，則可以指定播放位置，或者以編碼單元為單位進行編輯。
也就是說，根據CD-ROM模式1的規範，訪問單位就是扇區，而且一般不可能指定扇區中的編輯單元並進行播放。然而，如果編輯單元指針預先說明了位於該扇區中的所述期望完整編碼單元的位置，則可以指定並訪問該扇區中的所述期望編碼單元。該方法在進行精確編輯時尤其有效。
在上述示例中，將組頭設置為14位元組的固定值，PES頭設置為14位元組的固定值，CD2數據流頭設置為4位元組的固定值，數據包設置為2016個字節。因此，在PES頭中的PES包長度(PES_acket_length)就等於2028個字節。根據這一點，也可以檢測PES包中的PES包長度，辨別它的值是否等於2028個字節，並利用分辨結果來辨別光碟是否是CD2盤。
雖然在上述示例中已將CD2數據流頭設置為4位元組，但是該頭的大小並不限於該值。然而，如果將CD2數據流頭設置為4位元組，則數據包長度等於2016位元組，並且該值是8的倍數。例如，在諸如DES或三次DES的塊加密中，該加密是以8位元組為單位進行的。假定一個數據包長度等於2016位元組，則數據包是8位元組的倍數，而這一點對加密是最好不過的。
雖然在上述示例中，進行插補時執行了前向插補和後向插補，但也可以只進行前向插補或只進行後向插補。此外，還可以進行三種類型的插補，即，前向插補、後向插補以及前後向的雙向插補。
在上述示例中，在所述數據的後面11比特中(在後向插補的情況下)，提供了用來顯示是否對CD2數據流頭進行了插補的插補ID，並說明了該插補的長度。然而，根據插補沒有進行、插補了1個字節、插補了2個或更多字節的情況，也可以按如下方式添加所述插補ID和插補長度。
圖33示出了一個示例，其中根據插補沒有進行、插補了1個字節、插補了2個或更多字節的情況，說明了所述插補ID和插補長度。
如圖33A所示，一個數據組由2048個字節組成。在該數據組的起始位置提供了14位元組的組頭和14位元組的PES頭，接著提供了4位元組的CD2數據流頭。接著提供了2016位元組的CD2有效載荷區。作為有效載荷，可以採用加密數據流或沒有加密的數據流。
當一個組的字節數不等於2048位元組時，可以在數據組的末尾插入插補(數據)。例如，如果有效載荷沒有加密，則將所述插補設置為全″1″。如果是加密數據流，考慮到安全性，用隨機數進行插補。
數據組最後提供了插補長度ID。該插補長度ID表示被插入的插補字節的插補長度。
如果沒有插補，則不提供所述插補長度ID。在插補1個字節的情況下，將該插補長度ID設置為一個字節的固定值″00000001″。在插補2位元組或更多字節的情況下，該兩個字節的值就表示插補長度。
如圖33B所示，CD2數據流頭包括5比特的CD2數據流頭；1比特的CD2數據流號；2比特的CD2數據流插補ID；24比特的CD2數據流特殊頭。可以將該CD2數據流特殊頭作為編碼單元指針或者編碼ID使用。
所述CD2數據流ID(5比特)是一個用來顯示數據流類型的數字。CD2數據流ID定義如下。
00000 AAC音頻00001 ATRAC3音頻00010 MP3音頻00011 保留00100 LPCM音頻00101～00111 保留01000 靜止圖像數據流01001～11111 保留接著提供了1比特的CD2數據流號。該CD2數據流號表示該數據流是否是CD2數據流。當它等於″0″時，該數據流被確定為是CD2數據流，並且CD2數據流ID定義在上述表格中；等於″1″時，則沒有定義CD2數據流ID。
接著提供了2比特的CD2數據流插補ID。該CD2數據流插補ID顯示是否存在插補。進一步，如果進行了插補，則該CD2數據流插補ID顯示是進行了1位元組的插補還是2位元組或更多字節的插補。
CD2數據流插補ID定義如下。
00 沒有進行插補01 進行了1位元組的插補10 對加密的有效載荷進行了2位元組或更多字節的插補11 對沒有加密的有效載荷進行了2位元組或更多字節的插補如果沒有插補，如圖34A所示，所述CD2數據流插補ID等於″00″，在數據組的最後沒有提供插補長度ID，並且流數據填寫了整個2016位元組的有效載荷區。
在插補了1位元組的情況下，如圖34B所示，該CD2數據流頭等於″01″，並且將1位元組的插補長度ID添加到數據組的最後。1位元組的插補長度ID值設置為″00000001″。在這種情況下，插入1位元組的插補長度ID會導致1位元組的插補。
如果對加密的有效載荷或沒有加密的有效載荷進行了2位元組或更多字節的插補，如圖34C所示，則所述CD2數據流頭等於″10″或″11″，並且對該有效載荷插補n個字節。在數據組的最後提供了2個字節的插補長度ID。將該插補長度ID的值設置為插補長度n。在這種情況下，插入(n-2)個字節作為插補字節。通過添加2個字節的插補長度ID來插補總共n個字節。
如上所述，在該例中，為CD2數據流頭提供了CD2數據流插補ID，並在數據組的最後提供了插補長度ID。所述CD2數據流插補ID表示是否進行了插補，或者插補了1位元組，或者插補了2位元組或更多字節。所述插補長度ID表示插補長度。
當CD2的數據流插補ID等於″00″時，認為沒有進行插補，並且進行了處理。
當CD2的數據流插補ID等於″01″時，有效載荷區的最後一個字節處理為插補數據。此時，由於有效載荷區最後一個字節的值等於″00000001″，因此保持了與插補1位元組的情況相匹配的性能。
當CD2的數據流插補ID等於″10″或者″01″時，檢測出有效載荷區最後2個字節的插補長度ID。根據插補長度ID顯示的值n，將有效載荷區的最後n個字節處理為插補數據。
雖然前面說明的是音頻數據編碼的情況，自然地，本發明對圖像編碼的情況同樣有效。例如，在MPEG2圖像的情況下，儘管它包括序列層、GOP層、圖片層、條層、宏塊層和塊層，還是可以將作為可變長度編碼單元的條層或圖片層當作編碼單元來考慮。
在上述說明中，雖然已被打包並形成為組數據的數據是記錄到與CD-ROM一致的CD2盤上，在傳輸上述數據時，本發明也很有效。例如，如果所述系統是按以下方式構成，即可以通過網絡分配已被打包並形成為組數據的數據，則在將該數據下載並記錄到與CD-ROM一致的盤上時，本發明是適用的。
根據本發明，在所述數據記錄介質上，該介質被劃分為預定長度的扇區，可以基於該扇區單元被訪問，而且其上記錄了內容數據，當按預定長度劃分已編碼的內容數據，添加頭，對該數據打包，進一步將頭添加到該數據包中以形成組數據，並記錄結果數據時，如果需要插補，則將插補數據插入到例如數據包區的最後。例如在CD2數據流頭中說明了該插補的信息，例如在所述數據的最後說明了插補的長度。因此，不必對組頭進行插補，而且組頭長度可以是固定的。因此，可以輕鬆檢測到數據包的起始位置。可以輕鬆地提取出添加到包頭的擾頻控制標誌，而且對加密的解密處理也變得很容易。
根據本發明，將所述插補數據插入到例如數據包區的最後。因此，沒有必要提供填充包。由於沒有使用填充包，因此可以插入小於6位元組的少量填充或插補數據。由於沒有提供這樣一種填充包，因此防止了對PES頭進行加密，而且在加密時不會出現問題。
工業實用性如上所述，當用於被劃分為預定長度扇區、並能基於該扇區單元被訪問的所述數據記錄介質，例如，CD2光碟，用來將內容數據記錄到這樣的記錄介質上的所述記錄方法和裝置，以及所述數據傳輸方法和裝置時，本發明是適用的。
權利要求
1.一種數據記錄介質，該介質被劃分為預定長度的扇區，並能基於該扇區單元被訪問，而且其上記錄了內容數據，其中，按預定長度劃分已編碼的內容數據，添加頭，並對該數據打包，進一步將頭添加到所述包中以形成組數據，已被打包並進一步形成為組數據的所述數據被記錄到與所述扇區對應的每個扇區中，並且，當已被打包並進一步形成為組數據的所述數據的大小和所述扇區的大小不一致時，將所述頭設置為固定長度，並將插補數據插入到所述數據包中。
2.根據權利要求1所述的數據記錄介質，其中，所述插補數據為固定值。
3.根據權利要求1所述的數據記錄介質，其中，所述插補數據為隨機數。
4.一種數據記錄方法，用於將內容數據記錄到被劃分成預定長度扇區，並能基於該扇區單元被訪問的記錄介質上，所述方法包括以下步驟按預定長度劃分已編碼的內容數據，添加頭，並打包；進一步將頭添加到所述包中以形成組數據；將已被打包並進一步形成為組數據的所述數據記錄到所述記錄介質的與所述扇區對應的每個扇區中；在插入插補數據時，將所述頭設置為固定長度，並將該插補數據插入到所述數據包中。
5.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，用來顯示所述插補數據已被插入的識別信息記錄在所述包頭中。
6.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，用來顯示所述插補數據插入位置的信息記錄在所述包頭中。
7.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，所述插補數據的長度記錄在所述數據包中的預定位置。
8.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，所述插補數據記錄在所述數據包的最後部分。
9.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，所述插補數據記錄在所述數據包的最前部分。
10.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，所述插補數據記錄在所述數據包的最後部分或最前部分，並且，所述插補數據的長度信息記錄在所述數據包的最後部分或最前部分。
11.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，所述插補數據為固定值。
12.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，所述插補數據為隨機數。
13.根據權利要求7所述的數據記錄方法，其中，當所述插補數據不存在時，刪除所述插補數據的長度信息。
14.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，已被打包並進一步形成為與CD-ROM一致的組數據的所述數據記錄在所述扇區中。
15.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，所述打包和組數據形成處理遵循MPEG(運動圖像編碼專家組)-PS(程序流)。
16.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，用ATRAC(自適應變換聲學編碼)、ATRAC2或ATRAC3對所述內容數據進行編碼。
17.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，用MP3(MPEG1音頻第三層)對所述內容數據進行編碼。
18.根據權利要求4所述的數據記錄方法，其中，用AAC(MPEG2高級音頻編碼)對所述內容數據進行編碼。
19.一種數據記錄裝置，用於將內容數據記錄到被劃分為預定長度扇區、並能基於所述扇區單元被訪問的記錄介質上，包括用於按預定長度劃分編碼的內容數據，添加頭，並打包的單元；用於進一步將頭添加到所述包中以形成組數據的單元；用於將已被打包並進一步形成為組數據的所述數據記錄到所述記錄介質的與所述扇區對應的每個扇區單元中；用於在插入插補數據時，將所述頭設置為固定長度，並將所述插補數據插入到所述數據包中的單元。
20.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，將用來顯示插補數據已被插入的識別信息記錄到所述包頭中。
21.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，將用來顯示所述插補數據插入位置的信息記錄到所述包頭中。
22.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，將所述插補數據的長度記錄到所述數據包的預定位置。
23.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，所述插補數據記錄在所述數據包的最後部分。
24.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，所述插補數據記錄在所述數據包的最前部分。
25.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，所述插補數據記錄在所述數據包的最後部分或最前部分，並且，所述插補數據的長度信息記錄在所述數據包的最後部分或最前部分。
26.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，所述插補數據為固定值。
27.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，所述插補數據為隨機數。
28.根據權利要求22所述的數據記錄裝置，其中，當所述插補數據不存在時，刪除所述插補數據的長度信息。
29.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，將已被打包並進一步形成為與CD-ROM一致的組數據的所述數據記錄到所述扇區。
30.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，所述打包和組數據形成處理遵循MPEG(運動圖像編碼專家組)-PS(程序流)。
31.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，用ATRAC(自適應變換聲學編碼)、ATRAC2或ATRAC3對所述內容數據進行編碼。
32.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，用MP3(MPEG1音頻第三層)對所述內容數據進行編碼。
33.根據權利要求19所述的數據記錄裝置，其中，用AAC(MPEG2高級音頻編碼)對所述內容數據進行編碼。
34.一種數據記錄傳輸方法，包括以下步驟按預定長度劃分編碼的內容數據，添加頭，並打包；進一步將頭添加到所述包中以形成組數據；傳輸已被打包並進一步形成為組數據的所述數據；在插入插補數據時，將所述頭設置為固定長度，並將該插補數據插入到所述數據包中。
35.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，將用於顯示所述插補數據已被插入的識別信息記錄到所述包頭中。
36.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，將用於顯示所述插補數據插入位置的信息記錄到所述包頭中。
37.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，將所述插補數據的長度記錄到所述數據包的預定位置。
38.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，在所述數據包的最後部分說明所述插補數據。
39.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，在所述數據包的最前部分說明所述插補數據。
40.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，在所述數據包的最後部分或最前部分記錄所述插補數據，並在所述數據包的最後部分或最前部分記錄所述插補數據的長度信息。
41.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，所述插補數據為固定值。
42.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，所述插補數據為隨機數。
43.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，當所述插補數據不存在時，刪除所述插補數據的長度信息。
44.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，將已被打包並進一步形成為與CD-ROM一致的組數據的所述數據記錄到所述扇區。
45.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，所述打包和組數據形成處理遵循MPEG(運動圖像編碼專家組)-PS(程序流)。
46.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，用ATRAC(自適應變換聲學編碼)、ATRAC2或ATRAC3對所述內容數據進行編碼。
47.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，用MP3(MPEG1音頻第三層)對所述內容數據進行編碼。
48.根據權利要求34所述的數據傳輸方法，其中，用AAC(MPEG2高級音頻編碼)對所述內容數據進行編碼。
49.一種數據傳輸裝置，包括用於按預定長度劃分編碼的內容數據，添加頭，並打包的單元；用於進一步將頭添加到所述包中以形成組數據的單元；用於傳輸已被打包並進一步形成為組數據的所述數據的單元；用於在插入插補數據時，將所述頭設置為固定長度，並將該插補數據插入到所述數據包中的單元。
50.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，將用於顯示所述插補數據已被插入的識別信息記錄到所述包頭中。
51.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，將用於顯示所述插補數據插入位置的信息記錄到所述包頭中。
52.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，將所述插補數據的長度記錄到所述數據包的預定位置。
53.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，在所述數據包的最後部分說明所述插補數據。
54.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，在所述數據包的最前部分說明所述插補數據。
55.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，在所述數據包的最後部分或最前部分記錄所述插補數據，並在所述數據包的最後部分或最前部分記錄所述插補數據的長度信息。
56.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，所述插補數據為固定值。
57.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，所述插補數據為隨機數。
58.根據權利要求52所述的數據傳輸裝置，其中，當所述插補數據不存在時，刪除所述插補數據的長度信息。
59.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，將已被打包並進一步形成為與CD-ROM一致的組數據的所述數據記錄到所述扇區。
60.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，所述打包和組數據形成處理遵循MPEG(運動圖像編碼專家組)-PS(程序流)。
61.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，用ATRAC(自適應變換聲學編碼)、ATRAC2或ATRAC3對所述內容數據進行編碼。
62.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，用MP3(MPEG1音頻第三層)對所述內容數據進行編碼。
63.根據權利要求49所述的數據傳輸裝置，其中，用AAC(MPEG2高級音頻編碼)對所述內容數據進行編碼。
全文摘要
在劃分為扇區並能基於該扇區單元被訪問的數據記錄介質上，當按預定長度劃分已編碼的數據，添加頭，對該數據打包，進一步將頭添加到所述包中以形成組數據，並記錄結果數據時，如果需要插補，則將該插補數據插入到所述包數據區的最後部分。這樣，組頭長度可以固定。不需要提供填充包。避免了對PES頭加密的情形，而且加密時也不會出現問題。
文檔編號G11B27/10GK1463432SQ02801845
公開日2003年12月24日 申請日期2002年4月15日 優先權日2001年4月19日
發明者佐古曜一郎, 亨德裡庫斯·M·維爾特曼, 古川俊介, 豬口達也 申請人:索尼公司