專利名稱：對(duì)比特流進(jìn)行儲(chǔ)存或解碼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將輔助信道的若干數(shù)據(jù)比特儲(chǔ)存到主信道的幀中的方法，其中所述主信道包含固定數(shù)量的主信道比特和幀同步信號(hào)。本發(fā)明也涉及一種把與接合到主信道的幀中的輔助信道有關(guān)的比特流解碼為數(shù)據(jù)比特流的方法。本發(fā)明還涉及一種用于根據(jù)權(quán)利要求11的前序部分來(lái)儲(chǔ)存若干數(shù)據(jù)比特的裝置，一種用于根據(jù)權(quán)利要求12的前序部分對(duì)比特流進(jìn)行解碼的裝置，一種如權(quán)利要求13所述的媒體以及一種如權(quán)利要求14所述的信號(hào)。
本發(fā)明適用于具有不同類型信道代碼的記錄載體。儲(chǔ)存在這些記錄載體上的信息可以例如根據(jù)游程長(zhǎng)度受限(runlength-limited，RLL)碼進(jìn)行編碼。RLL碼的特征在于兩個(gè)參數(shù)，(d+1)和(k-1)，它們分別規(guī)定可能在碼中出現(xiàn)的最小和最大游程長(zhǎng)度。例如，不同DVD格式采用(d＝2，k＝10)RLL EFM+碼。
在非預(yù)先公布的專利申請(qǐng)WO 00/57416-A1(PHN-17.369)中描述了一種把涉及二進(jìn)制信道的信號(hào)的比特流解碼為涉及二進(jìn)制源的信號(hào)的比特流的方法以及一種用于執(zhí)行這種方法的裝置。根據(jù)這種方法，二進(jìn)制信道包括主信道和輔助信道，所述輔助信道通過多級(jí)編碼被接合到主信道中。另一種涉及主信道的二進(jìn)制信道的校正比特流被用于對(duì)涉及輔助信道的二進(jìn)制信道的比特流中的錯(cuò)誤進(jìn)行糾正。
在CD中，使用8-14調(diào)制(EFMEight-to-Fourteen modulation)碼導(dǎo)致游程長(zhǎng)度受限波形滿足(2，10)約束。這些波形可以被解析為短語(yǔ)，其中各個(gè)短語(yǔ)對(duì)應(yīng)于紋間表面(land)或坑(pit)。(2，10)約束EFM碼的短語(yǔ)具有3到11個(gè)信道比特之間的游程長(zhǎng)度。每個(gè)短語(yǔ)的特征在于其長(zhǎng)度，也就是，存在稱為I3的游程長(zhǎng)度3的短語(yǔ)，直到稱為I11的游程長(zhǎng)度11的短語(yǔ)。有限多級(jí)調(diào)制(LML調(diào)制)碼的基本觀念在于利用較長(zhǎng)短語(yǔ)的級(jí)的細(xì)分。例如，短語(yǔ)I5到I11可能在短語(yǔ)的中間有小縮進(jìn)。這個(gè)縮進(jìn)的有或無(wú)對(duì)應(yīng)于這些較長(zhǎng)短語(yǔ)中一個(gè)附加比特的儲(chǔ)存。這些縮進(jìn)的出現(xiàn)不干擾對(duì)EFM調(diào)制碼的傳統(tǒng)檢測(cè)。
在稱為主信道的傳統(tǒng)CD信道中，信息被再分為EFM幀(F3幀)，其中各個(gè)F3幀對(duì)應(yīng)于24個(gè)用戶字節(jié)(6個(gè)立體聲樣本)。CD系統(tǒng)和主數(shù)據(jù)糾錯(cuò)系統(tǒng)(CIRC)的同步是基于這些F3幀的。
上述文獻(xiàn)中所述的LML調(diào)制碼的應(yīng)用導(dǎo)致某些特定問題1.由于EFM短語(yǔ)長(zhǎng)度的產(chǎn)生是由主信道確定的隨機(jī)過程，所以較長(zhǎng)短語(yǔ)長(zhǎng)度的出現(xiàn)滿足某種概率分布。因此，可以儲(chǔ)存在主信道的F3幀中的附加數(shù)據(jù)比特(LML比特)量是隨機(jī)變量。這種不確定性引起以下兩個(gè)問題a)糾錯(cuò)系統(tǒng)的使用要求同步的形式，因?yàn)榧m錯(cuò)碼只能對(duì)符號(hào)值出錯(cuò)但沒有失去同步情況下的錯(cuò)誤進(jìn)行糾正。如果每個(gè)F3幀的附加數(shù)據(jù)比特(LML比特)的數(shù)量是不定的，則獲得(如在隨機(jī)存取之后)和保持同步可能有困難。
b)用戶常常對(duì)固定保證的存儲(chǔ)容量感興趣。由于輔助信道中數(shù)據(jù)比特密度的隨機(jī)性，這一般是達(dá)不到。
2.如果在讀出期間出錯(cuò)，使得長(zhǎng)短語(yǔ)被認(rèn)為是短短語(yǔ)(因此按照推測(cè)不具有附加數(shù)據(jù)比特)或反之亦然，則附加數(shù)據(jù)比特被刪除或被插入。這類刪除或插入導(dǎo)致失去同步，為此，糾錯(cuò)碼特別易損壞。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是改進(jìn)在本文開頭部分提到的方法和裝置，從而克服上述問題。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的是通過提供一種如權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)存若干數(shù)據(jù)比特的方法以及通過提供一種如權(quán)利要求5所述的對(duì)比特流進(jìn)行解碼的方法而得以實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明，涉及所述裝置的目的是通過一種如權(quán)利要求11所述的用于儲(chǔ)存若干數(shù)據(jù)比特的裝置以及通過提供一種如權(quán)利要求12所述的用于對(duì)比特流進(jìn)行解碼的裝置而得以實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明基于以下認(rèn)可能夠另外被儲(chǔ)存在CD的主信道的一幀中的數(shù)據(jù)比特量是隨機(jī)數(shù)，但是，它近似為是均值為55.40比特、標(biāo)準(zhǔn)差為3.93比特的高斯分布(由于舍位的原因，其小峰在63比特)。為了提供獨(dú)立于主信道的解碼的可靠解碼和同步，構(gòu)成輔助幀，具有有效固定數(shù)量的幀比特，高于附加比特的數(shù)量，所述固定數(shù)量的幀比特用于主信道的幾乎所有的幀，它可被儲(chǔ)存并接合到主信道的一幀中。舉個(gè)例子，對(duì)于CD，輔助幀具有64個(gè)可用的幀比特。
在所述輔助幀中，一些幀比特被保留用于糾錯(cuò)碼的奇偶校驗(yàn)比特，而另一些幀比特被填充有輔助信道的若干數(shù)據(jù)比特，使得奇偶校驗(yàn)比特的數(shù)量加上數(shù)據(jù)比特的數(shù)量總計(jì)為主信道的相關(guān)幀中可用于儲(chǔ)存輔助信道的比特的比特?cái)?shù)。在這些數(shù)據(jù)比特之后，結(jié)束比特被設(shè)置為第一比特值，而如果還有任何剩下的幀比特，則輔助幀的所有其余幀比特(填充比特)都被設(shè)置為第二比特值。在糾錯(cuò)編碼之后，只有輔助幀的編碼的數(shù)據(jù)比特和奇偶校驗(yàn)比特被接合到主信道的有關(guān)幀中，但沒有結(jié)束比特和填充比特，它們也不被儲(chǔ)存。
在解碼期間，相同的輔助幀是通過連續(xù)地對(duì)其填充來(lái)形成的，首先是奇偶校驗(yàn)比特，然后是編碼數(shù)據(jù)比特，它們是從例如盤來(lái)讀出的。在所述數(shù)據(jù)比特之后，結(jié)束比特被設(shè)置為第一比特值，而輔助幀的其余的幀比特(例如填充比特)，如果有的話，都被設(shè)置為第二比特值。這樣，形成相同格式的輔助幀，就像它在編碼期間被形成的那樣。具有固定長(zhǎng)度的輔助幀現(xiàn)在由糾錯(cuò)解碼器來(lái)解碼，由此產(chǎn)生被接合到主信道的幀中的數(shù)據(jù)比特。
如上面所述，根據(jù)本發(fā)明，具有固定數(shù)量的幀比特的輔助幀被形成，并接著分別被編碼或解碼。這具有以下優(yōu)點(diǎn)分別被放入編碼器或解碼器中的比特?cái)?shù)是已知并且確定的，因此同步無(wú)疑是可能并且可維持的。即使可以接合到主信道的一幀中的比特?cái)?shù)一幀幀地不同，但輔助幀的比特?cái)?shù)總是一樣的。因此，即使在讀出期間例如由于讀出錯(cuò)誤而丟失或插入接合在主信道的幀中的比特，也不會(huì)出現(xiàn)同步丟失。
權(quán)利要求2中描述了本發(fā)明的最佳實(shí)施例。根據(jù)這種方法，幾個(gè)輔助幀被組合形成接著被饋送到編碼器中的超幀。這具有以下優(yōu)點(diǎn)可儲(chǔ)存在主信道中的比特?cái)?shù)不僅僅由主信道的一幀確定，而由主信道的大量幀確定，因?yàn)橹餍诺赖母鱾€(gè)幀都與超幀中的一個(gè)輔助幀相關(guān)聯(lián)。即使可以接合到主信道的一幀中的比特?cái)?shù)對(duì)各個(gè)幀都不同，但整個(gè)超幀的存儲(chǔ)容量相對(duì)固定，并且由于大數(shù)法則而可以預(yù)先確定。
權(quán)利要求3中描述了本發(fā)明的一個(gè)有利的修改。在編碼期間設(shè)置的id比特可以在解碼期間被用于檢測(cè)在讀出或解碼期間是否已丟失或插入一個(gè)比特。id比特可以在例如被接合到主信道的幀中的比特?cái)?shù)為偶數(shù)時(shí)被設(shè)置為1，而在所述比特?cái)?shù)為奇數(shù)時(shí)被設(shè)置為零。
根據(jù)在把比特接合到主信道的幀中時(shí)使用哪一種多級(jí)編碼，權(quán)利要求4中描述了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)修改。這是一種可能又簡(jiǎn)單的把比特接合到主信道的幀中的方法，這種方法已經(jīng)在非預(yù)先公布的專利申請(qǐng)WO 00/57416-A1(PHN 17.369)中進(jìn)行了描述。但是存在其它可以想到的可能性。
權(quán)利要求6到9中描述了如權(quán)利要求5所述的對(duì)比特流進(jìn)行解碼的方法的有利修改。
根據(jù)另一個(gè)最佳實(shí)施例，結(jié)束比特被設(shè)為1，而填充比特被設(shè)為零，也就是，最好使用第一比特值1和第二比特值0。但是，它也可能用0作為第一比特值，而1作為第二比特值。
在權(quán)利要求11中描述了根據(jù)本發(fā)明的用于儲(chǔ)存若干數(shù)據(jù)比特的裝置，在權(quán)利要求12中描述了用于對(duì)比特流進(jìn)行解碼的裝置。本發(fā)明還涉及如權(quán)利要求13所述的把輔助信道的若干數(shù)據(jù)比特儲(chǔ)存在主信道的幀中的媒體，以及如權(quán)利要求14所述的一種信號(hào)，所述一種信號(hào)包括主信道的幀中的輔助信道的若干數(shù)據(jù)比特。應(yīng)該理解，即使沒有明確要求，也能以如上面關(guān)于權(quán)利要求1或權(quán)利要求5的方法所述的相同或相應(yīng)的方式對(duì)這些裝置、媒體和信號(hào)進(jìn)行修改。
將參考附圖對(duì)本發(fā)明更詳細(xì)地進(jìn)行描述，附圖中

圖1示出解釋多級(jí)編碼的示意圖，圖2示出主信道的比特流，其中接合了輔助信道的比特，圖3示出根據(jù)本發(fā)明的超幀的格式，圖4示出輔助幀中的比特的配置，圖5示出超幀中碼字的符號(hào)的配置，圖6示出根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)存方法的實(shí)施例，圖7示出根據(jù)本發(fā)明的解碼方法的實(shí)施例，圖8示出解釋輔助幀中剩余比特的配置的示意圖；圖9示出根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)存裝置的實(shí)施例，以及圖10示出根據(jù)本發(fā)明的解碼裝置的實(shí)施例。
圖1示出解釋輔助信道的數(shù)據(jù)比特如何能被接合在主信道的示意圖。所示輔助信道通過有限多級(jí)(LML)編碼而實(shí)現(xiàn)。限制包括僅對(duì)游程長(zhǎng)度Inmin或更大游程長(zhǎng)度應(yīng)用多級(jí)編碼的選擇，其中nmin是預(yù)定值。根據(jù)信號(hào)波形和校驗(yàn)，通過對(duì)幅度的限幅器操作，例如在游程的中間，進(jìn)行輔助信道檢測(cè)，游程是否具有輔助信道幅度影響。
對(duì)于游程長(zhǎng)度6T和7T，表示如何檢測(cè)輔助比特(LML比特)。虛線1表示用于檢測(cè)主信道的正常限幅器級(jí)(slicer level)。虛線2表示用于檢測(cè)輔助紋間表面比特的LML紋間表面限幅器級(jí)。虛線3表示用于檢測(cè)輔助坑比特的LML坑限幅器級(jí)。信號(hào)4是原始RLL序列，即EFM編碼比特的序列。根據(jù)這些限幅器級(jí)2和3的檢測(cè)，LML比特的特征由LML＝0或LML＝1表示。限幅器級(jí)2和3被用于決定游程是否具有輔助幅度影響。
圖2中示出較長(zhǎng)的原始RLL序列4。序列下面的LML＝0和LML＝1表示哪一類輔助比特出現(xiàn)在被指示的游程長(zhǎng)度中。
借助圖3到6來(lái)解釋輔助幀中輔助信道的比特配置以及形成超幀的輔助幀的組合。所示格式被特別設(shè)計(jì)成利用LML編碼而把MPEG音頻數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于輔助信道中。為了在CD的主信道音頻數(shù)據(jù)和MPEG音頻數(shù)據(jù)之間保持同步，引入對(duì)應(yīng)于主信道的192個(gè)F3幀的超幀。在各個(gè)超幀中，大約900字節(jié)必須以可靠的方式被儲(chǔ)存。
為了確保輔助信道的數(shù)據(jù)的可靠性不低于主信道的數(shù)據(jù)的可靠性，并確保每個(gè)MPEG分組總有至少900個(gè)用戶字節(jié)可用，選擇在由兩個(gè)超幀組成的塊上工作的模式，所述兩個(gè)超幀也就是384個(gè)F3幀，被稱為雙超幀5，如圖3所示。
所述格式由被稱為L(zhǎng)ML比特的66乘384陣列組成。陣列的每一列j與主信道的F3幀的比特相關(guān)聯(lián)，其中所述主信道正可用于儲(chǔ)存輔助信道(也稱為L(zhǎng)ML信道)的比特。陣列的連續(xù)F3幀也被連續(xù)地寫到盤上。
利用F3幀同步使LML調(diào)制碼同步。在各列j中，上兩個(gè)比特(框6)對(duì)應(yīng)于被寫入F3幀同步符號(hào)的兩個(gè)I11的LML比特，而剩下的64比特(框7)被保留用于相應(yīng)的F3幀的LML數(shù)據(jù)比特(幀比特)。
框6的頂行的LML比特、即各個(gè)F3幀的EFM幀同步的第一I11中的LML比特，被保留用于超幀結(jié)構(gòu)的同步?？?的第二行的LML比特、即各個(gè)F3幀的EFM幀同步的第二I11中的LML比特被保留用于在編碼、解碼或讀出期間檢測(cè)長(zhǎng)短語(yǔ)的插入和刪除，以及用于指示剩余數(shù)據(jù)比特的存在。
在形成一個(gè)輔助幀11的各個(gè)列j(1≤j≤384)的其余64個(gè)位置中，隨機(jī)數(shù)量的LML數(shù)據(jù)比特可以被寫入到主信道的相應(yīng)F3幀中。能夠被儲(chǔ)存在各個(gè)F3幀j中的LML數(shù)據(jù)比特的數(shù)量nj(見圖4)近似為均值為55.40比特、標(biāo)準(zhǔn)差為3.93比特的高斯分布(由于舍位，小峰在63比特)。對(duì)于各個(gè)F3幀，這個(gè)數(shù)nj在對(duì)主信道進(jìn)行CIRC和EFM編碼時(shí)就立即知道。格式被設(shè)計(jì)，使得每個(gè)F3幀最多63個(gè)LML比特能被儲(chǔ)存。F3幀能夠容納多于63個(gè)LML數(shù)據(jù)比特的概率是0.02，它被認(rèn)為是可忽略不計(jì)的。
根據(jù)本發(fā)明的、也稱為幻象幀結(jié)束(ghost-end-of-frame，幻象EOF)碼的編碼包括65乘384的比特陣列，如圖4所示。碼陣列的各列j(65比特)與主信道的一個(gè)F3幀相關(guān)聯(lián)。被稱為id比特的一個(gè)特殊比特的行10中頂項(xiàng)與相應(yīng)F3幀同步的第二I11相關(guān)聯(lián)。在正常操作情況下，如果nj為偶數(shù)，id比特111被定義為0，否則為1。id比特111接著被用于由于EFM短語(yǔ)長(zhǎng)度I4和I5的EFM解碼器的可能混淆引起的LML比特的插入或刪除的檢測(cè)。id比特111的第二(聯(lián)合)用于指示那個(gè)特定列中剩余用戶數(shù)據(jù)。
各列中其余64比特被保留用于LML數(shù)據(jù)比特。在各列j中，從頂部開始定義LML數(shù)據(jù)比特的適當(dāng)數(shù)目nj。最上面的8個(gè)比特(框9)，即數(shù)據(jù)陣列7的各列中最上面的8個(gè)比特112被保留用于糾錯(cuò)碼的奇偶校驗(yàn)。之后，在列j中安排nj-8個(gè)用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比特113。在各列中，比特nj+1 114(結(jié)束比特)被定義為1，而其余比特115(填充比特)被定義為0，但是，這些定義也可以相反。應(yīng)該指出，nj最大可以為63。
對(duì)于糾錯(cuò)碼的定義，65乘384碼陣列的數(shù)據(jù)部分7被看作是8乘384的字節(jié)陣列(見圖5)。根據(jù)本發(fā)明的編碼的糾錯(cuò)碼由GF(28)中的交織[192，168，25]里德-索羅門碼C的16個(gè)碼字組成。GF(28)的非零元素由本原元素α產(chǎn)生，其中α是本原多項(xiàng)式P(x)＝x8+x4+x3+x2+1(與例如在CD、DVD和DVR中所用的相同)的根。利用基為(α7，α6，α5，....，α2，α，1)的多項(xiàng)式基表示(polynomial baserepresentation)將GF(28)的符號(hào)表示為字節(jié)(8比特組)。這樣，根α被表示為α＝％00000010。各個(gè)碼字具有168個(gè)信息字節(jié)和24個(gè)奇偶校驗(yàn)字節(jié)。各個(gè)碼字可以被表示為GF(28)中的多項(xiàng)式c(x)，c(x)=ΣI=0191cixi]]>其中c(x)是多個(gè)C的生成多項(xiàng)式g(x)。C的生成多項(xiàng)式g(x)等于g(x)=Πi=023(x-αi)]]>在信息符號(hào)在它們指定位置中看來(lái)似乎不變的意義上，編碼是系統(tǒng)性的，但是，奇偶校驗(yàn)符號(hào)不在它們通常的位置上(即，在碼字的結(jié)尾)。但是，由于里德-索羅門碼是MDS(最大可分離距離，maximum distance separable)，任何24個(gè)符號(hào)都可以被定義為奇偶校驗(yàn)符號(hào)。
交織方案被選擇，使得上行9包括所有碼字的奇偶校驗(yàn)符號(hào)，并且框8中的下7行包括所有碼字的信息符號(hào)。此外，各個(gè)碼字正好“命中”各行24次。這是重要的，因?yàn)槌鲥e(cuò)率取決于行號(hào)。
陣列7的列從右邊開始，從0到383進(jìn)行編號(hào)。384個(gè)列由編號(hào)為0，2，4，...，382的192個(gè)偶數(shù)列和編號(hào)為1，3，5，...，383的192個(gè)奇數(shù)列組成。行從下面開始編號(hào)，從0到7。寫和讀都從左上角，即高索引位置開始。16個(gè)碼字被分為兩組，每組8個(gè)碼字。一組僅帶偶數(shù)列，同時(shí)另一組僅帶奇數(shù)列。在兩組列上，基本上使用相同的交織方案。
在圖5中，描繪了奇數(shù)組的兩個(gè)不同碼字的一些符號(hào)，其中符號(hào)S11、S12、S13屬于第一碼字，而符號(hào)S21、S22、S23屬于第二碼字。
8乘384陣列7中的字節(jié)的特征分別在于它們的行和列索引。因此，左上角中的字節(jié)是b7，383，同時(shí)右下角中的字節(jié)是b0，0。第二列(從左邊)中的頂部項(xiàng)是b7，382。8個(gè)偶碼字從ce，0到ce，7進(jìn)行編號(hào)。8個(gè)奇碼字從co，0到co，7進(jìn)行編號(hào)。各個(gè)碼字cx，j，其中x為奇數(shù)或偶數(shù)，可以被寫為多項(xiàng)式cx,j(x)=Σi=0191cix,jxi,0≤j≤7,x∈{o,e}]]>定義碼字符號(hào)到陣列的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)的下面分配cic，j＝bi+jmod8，2i，cio，j＝bi+jmod8，2i+1，0≤i≤191，0≤j≤7奇偶校驗(yàn)字節(jié)全部都在上行中，即具有的字節(jié)號(hào)b7，0，b7，1，b7，2，…，b7，383。在各個(gè)碼字cx，j中，24個(gè)奇偶字節(jié)被均勻隔開，任何兩個(gè)連續(xù)奇偶校驗(yàn)字節(jié)之間有(那個(gè)碼字的)7個(gè)信息字節(jié)。
作為奇偶校驗(yàn)字節(jié)(安排在最上行9中)的符號(hào)cx，j的特征在于等式i+j＝7模8。因此，碼字cx，j(0≤j≤7)具有作為奇偶校驗(yàn)符號(hào)的下列符號(hào)Cx，j7-j，Cx，j7-j+8，Cx，j7-j+16，Cx，j7-j+24，……，Cx，j7-j+184一旦對(duì)陣列進(jìn)行了里德-索羅門編碼，陣列的各列j的上面nj個(gè)數(shù)據(jù)比特利用大小為8乘384字節(jié)的平行塊加擾器進(jìn)行加擾(因此各列中下面的64-nj個(gè)比特沒有被加擾)。塊加擾器與數(shù)據(jù)陣列同步并因此與F3幀結(jié)構(gòu)同步。因此，對(duì)于各個(gè)列j，都有取決于j的長(zhǎng)度為64的已知固定加擾序列可用。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)存和編碼方法的實(shí)施例。主信道20的比特流首先被饋送到交叉交織的里德-索羅門碼(CIRC)編碼器21，它的輸出數(shù)據(jù)22被饋送到EFM編碼器23，得到結(jié)構(gòu)為F3幀的主信道的編碼用戶數(shù)據(jù)24。
在將被儲(chǔ)存在主信道的幀中的、形成如圖3到5所示的雙超幀的輔助信道30的比特流中添加循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)(框31)。校驗(yàn)數(shù)據(jù)32接著被放入如上所述的超幀的正確位置(框33)。因此，在框25中對(duì)所有列計(jì)算能夠被儲(chǔ)存在F3幀j中的LML數(shù)據(jù)比特nj的數(shù)量(每列最大63比特)。結(jié)果26被轉(zhuǎn)送到框33。在這個(gè)框中對(duì)超幀陣列進(jìn)行填充各個(gè)數(shù)據(jù)列中的最開始8個(gè)比特被保留用于奇偶校驗(yàn)比特，接著的nj-8個(gè)比特被用于儲(chǔ)存用戶數(shù)據(jù)(包括CRC校驗(yàn)比特)，之后，所有列中的比特nj+1(結(jié)束比特)被設(shè)為1，同時(shí)各列中其余的所有比特(填充比特)(如果有)被設(shè)為0。
如果在一個(gè)例示中，兩個(gè)MPEG超幀的用戶數(shù)據(jù)將被儲(chǔ)存在一個(gè)雙超幀中，則對(duì)第一MPEG超幀使用與奇數(shù)列有關(guān)的字節(jié)而對(duì)第二MPEG超幀使用與偶數(shù)列相關(guān)的字節(jié)是可取的。如果出現(xiàn)無(wú)法糾正的盤錯(cuò)誤，至多一個(gè)碼字將無(wú)法糾正的概率很高。利用之前提及的結(jié)構(gòu)，則至多一個(gè)MPEG超幀被破壞。
這樣被填充的超幀34接著被轉(zhuǎn)送到步驟35，其中對(duì)于各列j，根據(jù)nj為偶數(shù)還是奇數(shù)對(duì)id比特進(jìn)行設(shè)置。結(jié)果36接著被轉(zhuǎn)送到步驟37，在那里，在超幀中可用數(shù)據(jù)比特的總量不足的情況下，可以選擇一些適當(dāng)?shù)?例如，相對(duì)小的nj)列用于儲(chǔ)存方便選擇的剩余數(shù)據(jù)比特量。這樣的列的結(jié)束比特相應(yīng)地向下移動(dòng)，但nj的數(shù)值保持不變。對(duì)關(guān)于nj包含剩余數(shù)據(jù)比特的列，id比特被設(shè)置為關(guān)于(原始的)nj的錯(cuò)誤值。
超幀38接著被轉(zhuǎn)送給步驟39，在那里，利用在GF28上的交織[192，168，25]里德-索羅門碼對(duì)它們進(jìn)行編碼。在這個(gè)階段，陣列被看作包含384列，每列8字節(jié)。最上一行將包括奇偶校驗(yàn)，而下面的7行包含要被編碼的信息(包括附加結(jié)束比特1和已經(jīng)被填充到各列的填充比特)。編碼可以由刪除解碼器(erasure decoder)執(zhí)行，其中奇偶校驗(yàn)符號(hào)已被聲明刪除。因?yàn)楦鞔a字中奇偶校驗(yàn)符號(hào)的整齊間距，其中所述間距相對(duì)地最好為255，因此也可以建立線性反饋移位寄存器編碼器。
在此之后，編碼的超幀40被轉(zhuǎn)送到步驟41，在那里，利用平行塊加擾器對(duì)各列j的第一nj比特進(jìn)行加擾。
加擾之后，各列j的id比特和第一nj(加擾的)比特42被饋送到LML編碼器43，它接著添加超幀同步比特并隨即對(duì)主信道24的編碼數(shù)據(jù)的F3幀j的較長(zhǎng)短語(yǔ)相應(yīng)地進(jìn)行修改。應(yīng)該指出，各列j中后面(64-nj)個(gè)比特沒有被記錄(具體地說(shuō)，位置nj+1的結(jié)束比特1、填充比特以及可能剩余信息)。術(shù)語(yǔ)“幻象幀結(jié)束碼”中的詞“幻象”指的是沒有記錄結(jié)束比特。
結(jié)果，如圖6中所述的方法提供其中接合了輔助信道的若干數(shù)據(jù)比特的主信道的比特流44。
圖7中示出解碼比特流50的方法。該比特流50涉及其中接合了與輔助信道有關(guān)的數(shù)據(jù)比特的主信道。
與主信道有關(guān)的比特由傳統(tǒng)解碼器51進(jìn)行解碼，得到與主信道52有關(guān)的解碼并校正了的比特流，所述解碼器51具有已知的EFM解調(diào)器和已知的CIRC糾錯(cuò)解碼器。
利用LML解調(diào)器53檢測(cè)與輔助信道有關(guān)的比特，在LML解調(diào)器53，得到象比特流50的較長(zhǎng)EFM短語(yǔ)的各個(gè)中的附加比特。在讀這些比特50期間，F(xiàn)3幀同步和F3幀號(hào)j完全已知，因?yàn)檫@些是由強(qiáng)CD同步機(jī)制和超幀同步提供的。在LML解調(diào)器53中丟棄超幀同步比特(EFM同步的第一I11)。
在解調(diào)器53中，還讀取列j的id比特(EFM同步的第二I11)，并且相應(yīng)的列j用解調(diào)LML數(shù)據(jù)比特進(jìn)行填充，每F3幀最大63比特。在這些比特后面，向列j中寫入附加的單個(gè)結(jié)束比特1，并且如果需要，列的其它部分用零填滿。另一方面，比特值的設(shè)置也可以相反，取決于在編碼器中使用哪個(gè)定義。
這樣，整個(gè)超幀54用比特填滿，并接著被轉(zhuǎn)送到步驟55。
在步驟55中，nj′的值被確定為該值等于幀j中得到的LML數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)。如果nj′小于63(不等于63，因?yàn)樵谀欠N情況下插入/刪除沒有效地被檢測(cè))，id比特與nj′的數(shù)值進(jìn)行核對(duì)。在不匹配的情況下，那個(gè)列中方便選定的字節(jié)組可以有利地被刪除，例如，至少那些包含比特編號(hào)nj′、nj′+1和nj′+2的字節(jié)。
結(jié)果被轉(zhuǎn)送到步驟57，在那里，各列j最上面的nj′個(gè)比特利用平行塊加擾器進(jìn)行加擾。
現(xiàn)在被填充并加擾了的超幀陣列58接著被放入陣列中用于糾錯(cuò)和刪除的里德-索羅門解碼器(步驟59)。結(jié)果60被放入步驟61，其中，通過搜索各列中作為“最低”1比特的結(jié)束比特，可在各列j中可靠地找到nj的實(shí)值。當(dāng)nj這樣被確定后，可以輸出各列j中的比特編號(hào)9到比特編號(hào)nj，于是包含與輔助信道有關(guān)的數(shù)據(jù)比特62，例如用戶MPEG信息。
在一種有限U形轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)中(有限，因?yàn)闊o(wú)需進(jìn)行CIRC和EFM的再編碼)，CIRC解碼結(jié)果可另外被用于聲明對(duì)按照發(fā)明的編碼的刪除。利用這樣一種方法，對(duì)大規(guī)模突發(fā)校正的LML碼的糾錯(cuò)碼能力幾乎可以被加倍。
由CD EFM同步可靠地確定各列的開始。各列中用戶數(shù)據(jù)的結(jié)束在糾錯(cuò)之后被可靠地恢復(fù)。如果F3幀編號(hào)j中失去LML同步，這可能導(dǎo)致太少或太多LML字節(jié)被讀入列j(分別為刪除或插入)。解調(diào)錯(cuò)誤的LML比特?cái)?shù)會(huì)導(dǎo)致把標(biāo)稱位置nj+1處的最后結(jié)束比特1寫到錯(cuò)誤的位置。通過里德-索羅門解碼器59，對(duì)這樣一種錯(cuò)誤進(jìn)行恢復(fù)，因此，除了常見的糾錯(cuò)，也可以在解碼之后得到正確數(shù)nj，因?yàn)楦髁兄凶詈笠粋€(gè)由里德-索羅門解碼器59放到正確的位置。只要在任何F3幀中出現(xiàn)最多一個(gè)插入或一個(gè)刪除，都將通過校驗(yàn)id比特進(jìn)行指示(假設(shè)這個(gè)比特被正確讀取)，從而向里德-索羅門解碼器提供輔助信息。
在里德-索羅門解碼之前的同步丟失被限于一個(gè)F3幀，因?yàn)橛?jì)算又從各個(gè)EFM同步符號(hào)開始，因此系統(tǒng)在每個(gè)F3幀同步之后再次同步。附加塊加擾器61也未引入額外的同步問題。
可以斷定，從EFM同步機(jī)制可靠地找到各列的開始，而且可靠地找到結(jié)束(它是隨機(jī)變量)，因?yàn)樗芾锏?索羅門碼保護(hù)。
如果沒有丟失同步，位置nj+1處的附加1和其余的0對(duì)編碼的糾錯(cuò)能力沒有影響，因?yàn)樵诰幋a器中和解碼器中，所有列中的這些比特都被設(shè)為相同的值。
奇偶校正都位于總能被寫入的位置。因此，所有與LML比特?cái)?shù)的統(tǒng)計(jì)行為有關(guān)的不確定性都被反映到隨機(jī)用戶容量中，同時(shí)編碼方案一直起作用。結(jié)果，384個(gè)F3幀中的總的LML數(shù)據(jù)容量是均值為2659字節(jié)且標(biāo)準(zhǔn)差為9.62字節(jié)的高斯分布。減去384個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)，剩下2275字節(jié)的平均用戶容量和9.62字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)差。
主信道中的微小變化，例如一個(gè)附加(例如埋式數(shù)據(jù)信道)的不同凈荷可導(dǎo)致EFM短語(yǔ)分布的不同實(shí)現(xiàn)。在用戶容量缺乏的情況下，可以考慮多個(gè)LML編碼嘗試，每一個(gè)利用稍稍不同的主信道數(shù)據(jù)內(nèi)容。
一種在LML用戶數(shù)據(jù)容量缺乏的情況下的選擇是在局部以LMLECC(糾錯(cuò)碼)糾錯(cuò)能力換取更大的用戶容量，借助圖8來(lái)對(duì)其進(jìn)行解釋。如圖所示，在列12和13中，人為的增大nj的值以增加比特?cái)?shù)，即增加剩余數(shù)據(jù)比特。根據(jù)本發(fā)明編碼后，這些列12、13中的每一個(gè)都由奇偶校驗(yàn)比特122、132，數(shù)據(jù)比特123、133，剩余比特124、134，結(jié)束比特以及作為填充比特的其余0(如果需要)組成。但是，在LML編碼器中，只有這些列的上面部分(奇偶校驗(yàn)比特和數(shù)據(jù)比特)可以實(shí)際地儲(chǔ)存在可用的LML比特中，卻沒有剩余數(shù)據(jù)比特124、134。
在從數(shù)據(jù)載體讀取數(shù)據(jù)時(shí)，也只有這些列的這些上面部分被從數(shù)據(jù)載體中讀出。但是，這些列中缺掉的信息(剩余比特)被認(rèn)為是里德-索羅門解碼期間的同步錯(cuò)誤，很有可能由id比特表示，它被有意地設(shè)為“錯(cuò)誤”值，并且假如沒有太多其它錯(cuò)誤，它將被恢復(fù)。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)存裝置70的實(shí)施例。所述裝置包括編碼裝置71和編碼裝置72，所述編碼裝置71被用于以已知的方式對(duì)與主信道20有關(guān)的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行編碼，而所述編碼裝置72被用于根據(jù)上述發(fā)明的方法對(duì)與輔助信道30有關(guān)的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行編碼。這些編碼器71、72的比特流24和42被轉(zhuǎn)送到LML編碼器43，在那里，與輔助信道有關(guān)的比特42被接合主信道的幀24中。結(jié)果信號(hào)44由與主信道有關(guān)的比特流組成，其中接合了與輔助信道有關(guān)的比特流，并且與從先有技術(shù)知道的信號(hào)相比，具有更高的、固定和保證的存儲(chǔ)容量。裝置70可以例如被用于將MPEG音頻數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到輔助信道中，所述輔助信道被接合在儲(chǔ)存音頻數(shù)據(jù)的主信道中。結(jié)果信號(hào)可以例如被儲(chǔ)存在CD或DVD上，或通過類似因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)或電話線被發(fā)送。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明的解碼裝置80的實(shí)施例。所述裝置包括用于讀取例如CD或DVD-ROM的記錄載體82的讀取裝置81。這些讀取裝置81包括用于在記錄載體82上產(chǎn)生聚焦光點(diǎn)的光學(xué)系統(tǒng)以及用于檢測(cè)反射光點(diǎn)的檢測(cè)器。讀取裝置81產(chǎn)生與二進(jìn)制信道83有關(guān)的信號(hào)的比特流。比特流43在解碼器84中被解碼為與二進(jìn)制源85有關(guān)的信號(hào)的比特流。解碼器84包括用于例如(EFM+)-1的RLL信道碼的解碼的標(biāo)準(zhǔn)裝置以及用于例如CIRC校正的糾錯(cuò)的裝置，這兩種裝置都是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。解碼器84還包括用于根據(jù)按照本發(fā)明的方法對(duì)輔助信道進(jìn)行解碼的裝置。與二進(jìn)制源85有關(guān)的信號(hào)的比特流由裝置80提供，并且可以被進(jìn)一步處理，例如用于播放音頻信息或用于放映視頻信息。
盡管參考本發(fā)明的最佳實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但要知道，這些不是限制性的例示。因此，在不脫離如權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)的各種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員都是明顯的。
本發(fā)明不限于音頻數(shù)據(jù)的編碼/解碼或不限于處理CD或DVD上儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。本發(fā)明適用于任何其它要處理的、并可儲(chǔ)存在任何媒體上的數(shù)據(jù)。本發(fā)明也不限于主信道幀、輔助信道幀或超幀的特定結(jié)構(gòu)或不限于特定的編碼方法。
此外，本發(fā)明在于每個(gè)新穎性或新穎性的組合。
權(quán)利要求
1.一種把輔助信道(30)的若干數(shù)據(jù)比特儲(chǔ)存到包含固定數(shù)量的主信道比特和幀同步信號(hào)的主信道(20)的幀中的方法，其特征在于輔助幀(11)被構(gòu)成具有固定數(shù)量的幀比特，所述幀比特被連續(xù)填充有若干數(shù)據(jù)比特(113)、被設(shè)置為第一比特值的結(jié)束比特(114)、以及如果有的話還有被設(shè)置為第二比特值的填充比特(115)，其中數(shù)據(jù)比特(113)的數(shù)量取決于并小于所述主信道(20)的幀中可用于儲(chǔ)存所述輔助信道(30)的比特的隨機(jī)比特?cái)?shù)(nj)，于是利用糾錯(cuò)編碼器(39)對(duì)所述輔助幀(11)進(jìn)行編碼，產(chǎn)生編碼的數(shù)據(jù)比特(113)和奇偶校驗(yàn)比特(112)，并且所述編碼的數(shù)據(jù)比特(113)和奇偶校驗(yàn)比特(112)被接合到所述主信道(20)的幀中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于幾個(gè)輔助幀(11)被組合形成超幀(5)，利用所述糾錯(cuò)編碼器(39)對(duì)所述超幀(5)的數(shù)據(jù)比特(8)進(jìn)行編碼，并且結(jié)果碼字的符號(hào)(S11、S12、S13；S21、S22、S23)在被接合到所述主信道(20)的幀中之前被分布在所述超幀(5)中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在把所述數(shù)據(jù)比特(113)安排在所述輔助幀(11)中之后，id比特(111)被設(shè)置并與所述輔助幀(11)相關(guān)聯(lián)，id比特(111)依賴于所述主信道(20)的幀中可用于儲(chǔ)存所述輔助信道(30)的比特的所述比特?cái)?shù)(nj)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述編碼的數(shù)據(jù)比特(113)和所述奇偶校驗(yàn)比特(112)通過多級(jí)編碼被接合到所述主信道(20)的幀中，所述多級(jí)編碼被應(yīng)用于游程長(zhǎng)度Inmin或以上，其中nmin是預(yù)定值，并且可被儲(chǔ)存在所述主信道(20)的幀中的數(shù)據(jù)比特(113)的數(shù)量取決于具有游程長(zhǎng)度Inmin或以上的幀中的符號(hào)數(shù)。
5.一種把與接合在主信道(20)的幀中的輔助信道(30)有關(guān)的比特流解碼為數(shù)據(jù)比特(62)流的方法，其特征在于輔助幀(11)被構(gòu)成具有固定數(shù)量的幀比特，接合在所述主信道(20)的幀中的所有比特(112、113)、被設(shè)置為第一比特值的結(jié)束比特(114)、以及如果有的話還有被設(shè)置為第二比特值的填充比特(115)，它們被連續(xù)安排在所述輔助幀(11)中，然后利用糾錯(cuò)解碼器(59)對(duì)所述輔助幀(11)進(jìn)行解碼，由此產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)比特(62)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于接合到所述主信道(20)的幀中的所述輔助信道(30)的隨機(jī)比特?cái)?shù)(nj′)由所述糾錯(cuò)解碼器(59)來(lái)確定。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于id比特(111)被用于校驗(yàn)接合到所述主信道(20)的幀中的所述輔助信道(30)的所述比特?cái)?shù)(nj′)，其中所述id比特(111)在所述輔助信道(30)的比特的儲(chǔ)存期間被設(shè)置并與各個(gè)輔助幀(11)相關(guān)聯(lián)，并且所述id比特(111)取決于所述主信道(20)的幀中可用于儲(chǔ)存所述輔助信道(30)的比特的比特?cái)?shù)(nj)。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于通過查找解碼的輔助幀(11)中的所述結(jié)束比特(114)，在所述解碼的輔助幀(11)中找到所述數(shù)據(jù)比特(62)，其中所述結(jié)束比特(114)是所述解碼的輔助幀(11)中被設(shè)置為第一比特值的最后比特。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于幾個(gè)輔助幀(11)被組合形成超幀(5)，并且所述超幀(5)利用所述糾錯(cuò)解碼器(59)進(jìn)行解碼。
10.如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于所述結(jié)束比特(114)被設(shè)為1，并且所述填充比特(115)被設(shè)為0。
11.一種用于把輔助信道(30)的若干數(shù)據(jù)比特儲(chǔ)存到包含固定數(shù)量的主信道比特和幀同步信號(hào)的主信道(20)的幀中的裝置，所述裝置包括儲(chǔ)存裝置(71、43)，其特征在于所述儲(chǔ)存裝置(71、43)被構(gòu)想為構(gòu)成具有固定數(shù)量的幀比特的輔助幀(11)，以連續(xù)地使所述幀比特填充有若干數(shù)據(jù)比特(113)、被設(shè)置為第一比特值的結(jié)束比特(114)、以及如果有的話還有被設(shè)置為第二比特值的填充比特(115)，其中數(shù)據(jù)比特(113)的數(shù)量取決于并小于所述主信道(20)的幀中可用于儲(chǔ)存所述輔助信道(30)的比特的隨機(jī)比特?cái)?shù)(nj)，利用糾錯(cuò)編碼器(39)對(duì)所述輔助幀(11)進(jìn)行編碼，產(chǎn)生編碼的數(shù)據(jù)比特(113)和奇偶校驗(yàn)比特(112)，并且將所述編碼的數(shù)據(jù)比特(113)和奇偶校驗(yàn)比特(112)接合到所述主信道(20)的幀中。
12.一種用于把與接合在主信道(20)的幀中的輔助信道(30)有關(guān)比特流解碼為數(shù)據(jù)比特流的裝置，所述裝置包括解碼裝置(84)，其特征在于所述解碼裝置(84)被構(gòu)想為構(gòu)成具有固定數(shù)量的幀比特的輔助幀(11)，以把接合在所述主信道(20)的幀中的所有比特(112、113)、被設(shè)置為第一比特值的結(jié)束比特(114)、以及如果有的話還有被設(shè)置為第二比特值的填充比特(115)連續(xù)地安排在所述輔助幀(11)中，并且利用糾錯(cuò)解碼器(59)對(duì)所述輔助幀(11)進(jìn)行解碼，由此產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)比特(62)。
13.一種把輔助信道(30)的若干數(shù)據(jù)比特儲(chǔ)存到包含固定數(shù)量的主信道比特和幀同步信號(hào)的主信道(20)的幀中的媒體，其特征在于所述輔助幀(11)被構(gòu)成具有固定數(shù)量的幀比特，所述幀比特被連續(xù)地填充有若干數(shù)據(jù)比特(113)、被設(shè)置為第一比特值的結(jié)束比特(114)、以及如果有的話還有被設(shè)置為第二比特值的填充比特(115)，其中數(shù)據(jù)比特(113)的數(shù)量取決于并小于所述主信道(20)的幀中可用于儲(chǔ)存所述輔助信道(30)的比特的隨機(jī)比特?cái)?shù)(nj)，利用糾錯(cuò)編碼器(39)對(duì)所述輔助幀(11)進(jìn)行編碼，產(chǎn)生編碼的數(shù)據(jù)比特(113)和奇偶校驗(yàn)比特(112)，所述編碼的數(shù)據(jù)比特(113)和奇偶校驗(yàn)比特(112)被接合到所述主信道(20)的幀中。
14.一種信號(hào)，它包括主信道(20)的幀中的輔助信道(30)的若干數(shù)據(jù)比特，所述主信道(20)的幀中包含固定數(shù)量的主信道比特和幀同步信號(hào)，所述一種信號(hào)的特征在于輔助幀(11)被構(gòu)成具有固定數(shù)量的幀比特，所述幀比特連續(xù)地填充有若干數(shù)據(jù)比特(113)、被設(shè)置為第一比特值的結(jié)束比特(114)、以及如果有的話還有被設(shè)置為第二比特值的填充比特(115)，其中數(shù)據(jù)比特(113)的數(shù)量取決于并小于所述主信道(20)的幀中可用于儲(chǔ)存所述輔助信道(30)的比特的隨機(jī)比特?cái)?shù)(nj)，利用糾錯(cuò)編碼器(39)對(duì)所述輔助幀(11)進(jìn)行編碼，產(chǎn)生編碼的數(shù)據(jù)比特(113)和奇偶校驗(yàn)比特(112)，所述編碼的數(shù)據(jù)比特(113)和奇偶校驗(yàn)比特(112)被接合到所述主信道(20)的幀中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種把輔助信道(30)的若干數(shù)據(jù)比特儲(chǔ)存到主信道(20)的幀中的方法，以及涉及一種把與接合在主信道(20)的幀中的輔助信道(30)有關(guān)的比特流解碼為數(shù)據(jù)比特(62)流的方法。為了得到某種同步并保證輔助信道中固定數(shù)量的存儲(chǔ)容量以及能夠校正輔助信道中比特的刪除和插入，根據(jù)本發(fā)明建議構(gòu)成具有固定數(shù)量的幀比特的輔助幀(11)，輔助幀(11)的固定部分填充有數(shù)據(jù)比特(113)、設(shè)置為第一比特值的結(jié)束比特(114)、以及如果需要的話還有設(shè)置為第二比特值的填充比特(115)，以編碼輔助幀(11)，產(chǎn)生編碼的數(shù)據(jù)比特(113)和奇偶校驗(yàn)比特(112)，它們最后被接合在主信道(20)的幀中。本發(fā)明也涉及一種用于把輔助信道(30)的若干數(shù)據(jù)比特儲(chǔ)存在主信道(20)的幀中的裝置以及用于對(duì)與接合到主信道(20)的幀中的輔助信道(30)有關(guān)的比特流進(jìn)行解碼的裝置。
文檔編號(hào)G10L11/00GK1394339SQ01803160
公開日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2001年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月22日
發(fā)明者C·P·M·J·巴根, M·E·范迪克, W·M·J·M·科尼 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司