專利名稱：用于存儲具有多級內(nèi)容表(toc)機構(gòu)和雙toc區(qū)的音頻居中的信息的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將音頻居中的信息存儲到單一存儲媒體上，同時使用內(nèi)容表(TOC)裝置，用于指出所述媒體上的各種音頻項的實際結(jié)構(gòu)的一種方法。
背景技術(shù)：
將數(shù)字音頻存儲到象盤或磁帶這樣的單一的記錄媒體上是非常普遍的。在實際上將音頻細分為若干子項的情況中，提供有內(nèi)容表(TOC)，它使得能以輕松的方式訪問信息。這種TOC會至少指出已經(jīng)存儲了什么以及它被存儲在哪里。音頻可以被定義為各種標準的音頻格式，例如雙聲道立體聲、例如象環(huán)繞聲應(yīng)用這樣的多(5-6)聲道音頻，以及其它可能的格式。音頻提供者可能希望將具有相同以及/或不同這類格式的軌跡區(qū)組合在象光盤這樣的單獨的媒體上。

發(fā)明內(nèi)容
結(jié)果，其中本發(fā)明的一個目的是允許音頻管理系統(tǒng)能讓用戶以快捷容易的方式訪問各種音頻軌跡區(qū)。因此，目前依據(jù)其一個方面，本發(fā)明的特征在于通過為一組一個或多個軌跡區(qū)指定至少兩個相互一致的子TOC，因而允許至少從所述子TOC的正確副本中檢索任意結(jié)構(gòu)的子TOC部分，此外還提供至少一個主TOC，用于清楚地指向每一個所述的子TOC?，F(xiàn)在，用戶可以區(qū)分各種軌跡區(qū)，并可以以靈巧的方式在單獨的軌跡區(qū)的各種項之間跳越，如果可能，它不會受到TOC自身之內(nèi)的數(shù)據(jù)誤差的妨害。
本發(fā)明還涉及由這種方法生產(chǎn)的單一的存儲媒體，并涉及用于實施這種方法的一種存儲設(shè)備，還涉及與這類存儲媒體接口的一種讀取或播放設(shè)備。一個特殊的音頻媒體的實例應(yīng)當被限制為僅存儲立體聲，這樣多聲道的版本實際上將是虛的。由于標準化的原因，將仍然采用多級TOC機構(gòu)。


將參照所公開的本發(fā)明的最佳實施例，尤其是參照附圖，在下文中更詳細的討論本發(fā)明的這些以及其它優(yōu)點，其中圖1a、1b一個記錄載體，圖2a一個播放設(shè)備，圖3a一個記錄設(shè)備，圖4a在本發(fā)明中所用的文件系統(tǒng)；圖5a用于本發(fā)明的存儲裝置；圖6一個音頻區(qū)的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
圖1a顯示了具有軌跡19和中心孔10的盤形記錄載體11。軌跡19具有在信息層上的構(gòu)成基本平行軌跡的旋轉(zhuǎn)的螺旋圖案。該載體可以是具有一個可記錄或預(yù)記錄信息層的光盤。CD-R、CD-RW和DVD-RAM是可記錄盤。音頻CD是預(yù)記錄盤。預(yù)記錄盤可以按先錄母盤再壓制盤的方式制造。在可記錄的記錄載體上的軌跡19可以由預(yù)先壓化的軌跡結(jié)構(gòu)構(gòu)成。該軌跡可以形成預(yù)開槽14，以允許在掃描期間讓讀取/寫入頭跟隨軌跡19。沿著軌跡的光可檢測標記例如凹坑和平臺，將信息記錄在信息層上。
圖1b是沿著可記錄載體11的線b-b的剖面圖，其中透明襯底15載有記錄層16和保護層17。預(yù)開槽14可以以凹痕、平臺(elevation)的方式來實現(xiàn)，也可以用偏離開其環(huán)境的材料特性來實現(xiàn)。
為使用戶方便，記錄載體上的音頻信息被細分為多個項，它可以具有幾分鐘的持續(xù)時間例如是歌集中的歌曲或交響樂中的樂章。該載體還包括用來指定項的訪問信息例如是用于CD-ROM的內(nèi)容表(TOC)或類似ISO 9660的文件系統(tǒng)。訪問信息可以包括對每一項的播放時間和起始地址，還有象歌曲標題這樣的信息。
在經(jīng)過數(shù)字到模擬(A/D)轉(zhuǎn)換之后，音頻信息被以數(shù)字信息記錄下來。A/D轉(zhuǎn)換的例子是PCM，在已知的CD音頻的44.1KHz的頻率下，為每個采樣16比特，被稱為比特流的。在高過采樣率例如是64xFs情況下的1比特總和增量調(diào)制后者是一種高品質(zhì)編碼方法，既允許高品質(zhì)解碼，也允許低品質(zhì)解碼。可參考公開出版物由J.J.van derKam寫的“A digital decimating filter for analog-to-digitalconversion of hi-fi audio signals”，該文章是下文的文獻D5，以及由Kirk C.H.Chao等寫的文獻D6“A higher order topology forinterpolative modulators for oversampling A/D converters”。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，數(shù)字音頻可被壓縮為用于記錄到信息層上的可變比特率的音頻數(shù)據(jù)。壓縮數(shù)據(jù)是被從載體中以這樣一種速度讀出的在連續(xù)再現(xiàn)音頻時，在解壓縮后將要重新恢復(fù)原始的時間標記。因此，必須按照可變比特率的速度從記錄載體中檢索出壓縮數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是以所謂的傳輸速率即從記錄載體傳輸?shù)浇鈮嚎s器的數(shù)據(jù)比特的速度而被檢索出的。提供具有固定的空間數(shù)據(jù)密度的記錄載體使得每個區(qū)單元具有最大的數(shù)據(jù)存儲量。所述傳輸速率與媒體和讀/寫頭之間的相對的線速度成正比。對于在解壓縮器之前采用緩沖器的情況，實際的傳輸速率是指在該緩沖器之前的一個速度。
圖2顯示了依據(jù)本發(fā)明的播放裝置，用于讀取圖1所示類型的記錄載體11。該設(shè)備具有用于旋轉(zhuǎn)載體11的驅(qū)動裝置21，以及用于掃描記錄軌跡的讀出頭22。定位裝置25的作用是對讀出頭22進行粗略的徑向定位。讀出頭包括具有產(chǎn)生光束24的一個輻射源的光學(xué)系統(tǒng)，該光束被引導(dǎo)穿過光學(xué)元件并被會聚在信息軌跡的點23上。讀出頭還包括一個聚焦調(diào)節(jié)器以及一個跟蹤調(diào)節(jié)器，聚焦調(diào)節(jié)器用于沿著光束的光軸而移動射線24的焦點，跟蹤調(diào)節(jié)器用于在軌跡中心沿徑向方向?qū)c23進行精細定位。跟蹤調(diào)節(jié)器可以包括用于移動光學(xué)元件的線圈，或也可將其安裝為能改變反射元件的角度。由信息層反射的射線被已知的讀取頭22內(nèi)的檢測器例如四象限二極管所檢測，以產(chǎn)生一個讀信息還有檢測器信號，檢測器信號包括分別用于跟蹤和聚焦調(diào)節(jié)器的跟蹤誤差和聚焦誤差信號。讀出信號受到標準讀出裝置27的處理，以便能通過例如是信道解碼器和誤差校正器而檢索出數(shù)據(jù)。檢索到的數(shù)據(jù)被送到選擇裝置28，以選出要饋送到緩沖器29的壓縮音頻數(shù)據(jù)。該選擇是以同樣位于載體上的數(shù)據(jù)類型標識符例如是幀格式中的標題為基礎(chǔ)的。壓縮音頻數(shù)據(jù)以信號30的形式從緩沖器29傳送到解壓縮器31。解壓縮器對壓縮音頻數(shù)據(jù)進行解碼，以便在輸出端32上再現(xiàn)原始音頻信息。該解壓縮器可被裝配在獨立的音頻D/A轉(zhuǎn)換器33內(nèi)，或可以將緩沖器放置在數(shù)據(jù)選擇之前。緩沖器29可獨立存在，也可以與解壓縮器內(nèi)的緩沖器組合在一起。此外，設(shè)備還具有一個控制單元20，用于接收來自用戶或來自未示出的主計算機的控制命令，該控制單元20通過控制線26與驅(qū)動裝置21、定位裝置25、讀取裝置27以及數(shù)據(jù)選擇裝置28相連，還很可能與緩沖器29相連，用于填充電平控制。為此，控制單元20可以包括數(shù)字控制電路，用于執(zhí)行以下所說明的步驟。
音頻壓縮和解壓縮的技術(shù)是已知的。可以通過分析信號中的關(guān)系以及產(chǎn)生用于指定大小的片段的參數(shù)，而使音頻在經(jīng)過數(shù)字化之后被壓縮。在解壓縮過程中，逆處理重建了原始信號。如果原始的數(shù)字化信號被精確再現(xiàn)，則(解)壓縮是無損的。有損(解)壓縮不能再現(xiàn)原始信號中對人耳或人眼是不可檢測的某些細節(jié)。用于音頻和視頻的眾多已知系統(tǒng)例如DCC和MPEG使用了有損壓縮，而無損壓縮用于計算機數(shù)據(jù)。在下文的D2、D3和D4中給出了音頻壓縮和解壓縮的例子。
數(shù)據(jù)選擇裝置28將會從讀出數(shù)據(jù)中檢索出某些控制信息，尤其是表示傳輸速率分布曲線的控制信息。數(shù)據(jù)選擇裝置28將要拋棄填充數(shù)據(jù)，這些填充數(shù)據(jù)是在依據(jù)速度分布曲線而執(zhí)行記錄期間被插入的。當控制單元20被命令再現(xiàn)來自記錄載體的音頻項時，定位裝置25會將讀取頭定位到包含TOC的軌跡的部分上。之后，可通過數(shù)據(jù)選擇裝置28，從TOC中檢索到用于該項的起始地址和速度分布曲線。另一種方法是，當盤被插入到該裝置中時，TOC的內(nèi)容可能只能被讀取一次，并被存儲在存儲器中。為再現(xiàn)一個項，驅(qū)動裝置21將按照速度分布曲線所指定的速度旋轉(zhuǎn)記錄載體。所需的轉(zhuǎn)速同樣也可以在速度分布曲線中給出，用于設(shè)定驅(qū)動裝置。另一種方法是，速度分布曲線可以包括一個比特率，之后可以按下述方法計算轉(zhuǎn)速。通?？衫靡环N標準，從起始地址計算出該項的徑向位置，這是由于記錄載體的密度參數(shù)例如道間距和比特長度對播放設(shè)備來說是已知的，隨后，可從比特率和徑向位置推導(dǎo)出轉(zhuǎn)速。為提供連續(xù)的再現(xiàn)而不會出現(xiàn)緩沖器的下溢或上溢，傳輸速度與D/A轉(zhuǎn)換器的再現(xiàn)速度即與經(jīng)解壓縮之后的比特率有關(guān)。另外，該裝置可包括用于控制解壓縮器的基準頻率源，可依據(jù)基準頻率和速度分布曲線來設(shè)定轉(zhuǎn)速?？赏ㄟ^平均緩沖器29的填充水平來調(diào)整轉(zhuǎn)速，例如在緩沖器平均有多于50％被填充時就降低轉(zhuǎn)速。
圖3顯示了用于象可(重)寫記錄載體11上寫入信息的記錄設(shè)備。在寫操作期間，在記錄載體上形成了表示信息的印記。這些印記可以是可見的可讀形式例如是其反射與周圍環(huán)境不同的區(qū)，這是通過記錄在染料(dye)、合金(alloy)或相變的材料中而實現(xiàn)的，這些印記也可以是具有與其周圍環(huán)境不同的磁化方向的區(qū)的形式。例如是來自CD系統(tǒng)的用于對記錄到光盤上的信息的寫和讀以及用于格式編排、誤差校正以及信道編碼的有用的規(guī)則是已知的。印記可以通過由電磁輻射的光束24而在記錄層上產(chǎn)生的點23而形成，該光束通常來自于激光二極管。記錄設(shè)備包括與參照圖2所作的說明中的基本元件相似的元件，即控制單元20、驅(qū)動裝置21以及定位裝置25，但該記錄設(shè)備還具有獨特的寫入頭39。音頻信息出現(xiàn)在壓縮裝置35的輸入端。D2、D3和D4中描述了適用的壓縮。在壓縮裝置35的輸出端上的經(jīng)可變比特率壓縮的音頻被送到緩沖器36。數(shù)據(jù)被從緩沖器36送到數(shù)據(jù)組合裝置37，用于加入填充數(shù)據(jù)還有控制數(shù)據(jù)?？偟臄?shù)據(jù)流被送到用于執(zhí)行記錄的寫入裝置38。寫入頭39與寫入裝置38相連，寫入裝置38例如可包括一個格式器、一個誤差編碼器以及一個信道調(diào)制器。出現(xiàn)在寫入裝置38輸入端的數(shù)據(jù)依據(jù)格式編排和編碼規(guī)則而遍布邏輯扇區(qū)和物理扇區(qū)，并被轉(zhuǎn)換為用于寫入頭39的寫入信號。單元20通過控制線26來控制緩沖器36、數(shù)據(jù)組合裝置37以及寫入裝置38，并執(zhí)行象如上所述的對讀取裝置那樣的定位處理。記錄裝置也可以具有播放裝置以及組合在一起的寫/讀頭的特征。
圖4顯示了用于本發(fā)明的文件系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中各種不同的操作都是可行的。發(fā)明人建議存儲媒體應(yīng)當以UDF文件系統(tǒng)為基礎(chǔ)或以ISO 9660文件系統(tǒng)為基礎(chǔ)，這兩種系統(tǒng)對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講都是標準的。在另一種可能的情況中，有可能根本就沒有文件系統(tǒng)出現(xiàn)，則相關(guān)的扇區(qū)空間應(yīng)當保持為空。
在文件系統(tǒng)中，所有的音頻都應(yīng)當存儲在位于子目錄SCD_AUDIO內(nèi)的音頻文件中。如圖4所示，該分層結(jié)構(gòu)是以指向各個次級文件52、54、56的根ROOT文件50為基礎(chǔ)的。以下將討論主.TOC 52的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在這里僅有單獨的一個。另外，這里還有2_CH_AUDIO文件54。它指向TOC 2_CH_TOC 58，還指向各種立體聲軌跡TRACK n.2CH60。此外，M_CH_AUDIO文件56指向TOC M_CH_TOC 62以及與其并列的各種多信道軌跡TRACK n.MCH 64。
圖5顯示了用于本發(fā)明的第一存儲裝置，這是為了舉例而繪制的單個的連續(xù)軌跡。沿著水平軸可明顯看出以下項。項120是一個引導(dǎo)區(qū)，用于讀取頭與媒體的驅(qū)動之間的相互同步。項122表示參見圖4所公開的文件系統(tǒng)。項124表示主TOC，它可以依據(jù)標準處理而進行配置，并依從于后續(xù)項立體聲區(qū)126以及多信道區(qū)128，如果需要，主TOC還依從于附加數(shù)據(jù)區(qū)130。這三個區(qū)的長度不需要是標準化的，這是因為有可能出現(xiàn)各種不同量的信息。就音頻區(qū)而言，音頻軌跡區(qū)同時還有相關(guān)的子TOC都被包括在內(nèi)。除以下所公開的方法外，也可以依據(jù)傳統(tǒng)標準來定義項126、128、130的內(nèi)容，因為僅憑其自身不能構(gòu)成本發(fā)明的一部分。除了在各個信道之間有區(qū)別外，兩個音頻區(qū)可以具有相同的結(jié)構(gòu)，并可以包括相同類型的信息。該音頻可以是明碼或無損編碼。各種類型的音頻都可以與象光盤文本這樣的輔助數(shù)據(jù)一起多路傳輸。
項132表示導(dǎo)出信息。在搜索操作期間尤其是要使用這一項。其軌跡除軌跡數(shù)目和地址之外，不包括另外的信息。這些導(dǎo)出軌跡可以覆蓋一些0.5到1毫米寬的環(huán)。依據(jù)上述內(nèi)容，既可通過如項122中所設(shè)計的文件系統(tǒng)也可通過項124中所設(shè)計的TOC結(jié)構(gòu)來訪問所存儲的信息，尤其是，可通過將在下文討論的兩級或多級TOC結(jié)構(gòu)來訪問所存儲的信息。
單獨或若干主TOC 124中的任何一個都將從各自與引導(dǎo)區(qū)的起始處的一致標準化的偏移位置處開始，例如是在第一主TOC的字節(jié)數(shù)500處開始。在實施例中，主TOC僅能容納一個標準大小的扇區(qū)，并主要包括對各種子TOC或TOC區(qū)的指示符，這將在下文中公開。主TOC的一個較好的句法如下1.例如為“SACD Master TOC”的一個16字節(jié)的標記Signature表示主TOC，該標記包括三個空格字符，但撇號不是定義的一部分。
2.一個2字節(jié)Spec_version表示在盤中所用的格式的版本號。
3.一個14字節(jié)的Space被保留，例如可用于排列填充。
4.一個4字節(jié)整數(shù)2CH_start_address包括立體聲區(qū)的第一扇區(qū)的邏輯地址。
5.一個4字節(jié)整數(shù)2CH_end_address包括立體聲區(qū)的最后一個扇區(qū)的邏輯地址。
6.一個4字節(jié)整數(shù)MC_Start_address包括多信道區(qū)的第一扇區(qū)的邏輯地址。
7.一個4字節(jié)整數(shù)MC_end_address包括多信道區(qū)的最后一個扇區(qū)的邏輯地址。
8.一個4字節(jié)整數(shù)Extra_data_start_address包括附加數(shù)據(jù)區(qū)的第一扇區(qū)的邏輯地址。
9.一個4字節(jié)整數(shù)Extra_data_end_address包括附加數(shù)據(jù)區(qū)的最后一個扇區(qū)的邏輯地址。
與上述相關(guān)的全部信息為56個字節(jié)。其它特征也可被加入到主TOC中。如果某個區(qū)例如是立體聲區(qū)、多信道區(qū)或附加數(shù)據(jù)區(qū)沒有出現(xiàn)，則討論中的起始地址和結(jié)束地址具有值零。
接下來，項126和128將包括分別用于立體聲和多信道音頻間隔的子TOC或TOC區(qū)，象參照圖6所作的下文中的公開的那樣對它們進行格式排列。子TOC的較好句法如下1.一個16字節(jié)的標記signature識別所討論的子TOC，例如是用于立體聲音頻區(qū)的“SACD stereo TOC”，以及用于多信道音頻區(qū)的“SCADMC TOC”可以通過插入尾部空格字符來得到字節(jié)數(shù)。
2.一個2字節(jié)Spec_version表示在盤中所用的格式的版本號。
3.一個4字節(jié)Sub_TOC_Length表示實際TOC內(nèi)所出現(xiàn)的字節(jié)數(shù)。
4.一個10字節(jié)Space已經(jīng)被保留，例如可用于排列填充。
5.可出現(xiàn)一組可變大小的/*盤參數(shù)*/，例如是歌集名稱()以及目錄名稱()。
6.一個4字節(jié)盤播放時間disc_play_time表示盤的總體長度播放時間，它被表示為時間代碼。
7.一個4字節(jié)盤名稱指示符disc_name_pointer表示從所討論的子TOC的起始處到盤名稱()字段起始處的字節(jié)偏移。如果所討論的值為0，這表示盤名稱()字段不存在。
8.一個4字節(jié)盤日期指示符disc_date_pointer表示從所討論的子TOC的起始處到盤日期()字段的字節(jié)偏移。如果討論的值為0，這表示盤日期()字段不存在。
9.一個4字節(jié)盤版權(quán)指示符disc_copyright_pointer表示從所討論的子TOC的起始處到盤版權(quán)()字段的字節(jié)偏移。如果討論的值為0，這表示盤數(shù)據(jù)()字段不存在。
10.一個4字節(jié)盤發(fā)行人指示符disc_publisher_pointer表示從所討論的子TOC的起始處到盤發(fā)行人()字段的字節(jié)偏移。如果討論的值為0，這表示盤數(shù)據(jù)()字段不存在。
11.可以出現(xiàn)一個可變大小的軌跡目錄Track_List()，用于若干音頻軌跡中的每一條軌跡，它包括相對于所討論的TOC的起始處的偏移信息，以及各種其它項，例如所討論的記錄的軌跡名稱以及對所討論的記錄的聽眾可能有意義的多種多樣項中的任意項。
圖6顯示了圖5中的音頻區(qū)126、128的一個典型的結(jié)構(gòu)。這里，有一個區(qū)或子TOC-1區(qū)位于軌跡區(qū)之前，TOC-2區(qū)位于軌跡區(qū)之后。這是兩個同樣的副本?？赏ㄟ^按位反轉(zhuǎn)來產(chǎn)生邏輯一致的另一種方法。無論如何，分別獲得的每一個副本必須包括包含在兩個TOC內(nèi)的所有信息。其位置是用于每一個不同的TOC區(qū)，這些TOC區(qū)是在更高等級的主TOC中給出的。在軌跡區(qū)和其后的TOC-2區(qū)之間不允許有間隙。另一方面，在前的TOC-1區(qū)和軌跡區(qū)之間的間隙是允許的，該間隙被用符號表示為G。這種間隙一般不包括重要信息，尤其是，不包括其它TOC或軌跡。因此，符合邏輯的是，軌跡區(qū)在其兩端與TOC緊挨。由于TOC區(qū)和它們之間的相互距離是加倍的，所以通過環(huán)境或其它影響而來的任何干擾通常不會對這兩個副本加倍。結(jié)果，對這兩個模型內(nèi)至少一個之中的TOC區(qū)的所有部分的正確存儲的可能性實際上是有保障的，甚至在沒有提供內(nèi)部冗余的情況下也是如此。經(jīng)過這種冗余的誤差校正通常會導(dǎo)致未調(diào)整的延遲，如果在先的TOC是正確的，則軌跡的起始點實際上可以立即獲得。
相關(guān)文獻清單(D1)研究公開號36411，1994年8月，第412-413(D2)PCT/IB97/01156(PHN 16.452)，1比特ADC以及音頻的無損壓縮。
(D3)PCT/IB97/01303(PHN 16.405)，音頻壓縮器。
(D4)EP-A 402,973(PHN 13.241)，音頻壓縮。
(D5)由菲利蒲公司的J.J.van der Kam寫的‘A digital decimatingfilter for analog-to-digital conversion of hi-fi audiosignals’，1986年4月，Rev.42，第6/7。第230-8頁。
(D6)由Kirk C.H.Chao等人在IEEE論文集中寫的‘A higher ordertopology for interpolative modulators for oversampling A/Dconverters’，電路與系統(tǒng)領(lǐng)域，1990年3月，第37卷，第3期，第309-18頁。
權(quán)利要求
1.其上存儲有音頻居中信息的可讀光盤，包括內(nèi)容表(TOC)，用于指出所述盤上各種音頻項的實際結(jié)構(gòu)，為一組一個或多個軌跡區(qū)(126、128、130)的每一個而指定的至少兩個邏輯上相互一致的子TOC，用于至少從所述子TOC的任意正確副本中檢索任意結(jié)構(gòu)的子TOC部分，其特征在于所述子TOC在其相對的兩端與其相關(guān)的軌跡區(qū)(126、128、130)緊挨在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的可讀光盤，其中每個軌跡區(qū)的子TOC數(shù)目剛好是2。
3.如權(quán)利要求1所述的可讀光盤，其中任意的主TOC位于距所述盤的一個初始位置為標準偏移位置處。
全文摘要
通過使用能指出媒體上各種音頻項的實際結(jié)構(gòu)的一個內(nèi)容表(TOC)裝置，而使音頻居中的信息被存儲在單一媒體上。尤其是，一組一個或多個軌跡區(qū)中的每一個都被分配有至少兩個相互邏輯一致的子TOC。這使得至少能從這些子TOC的任意正確的副本中檢索出任意結(jié)構(gòu)的子TOC部分。此外，提供有一個或多個主TOC，以便清楚地指出每一個子TOC。
文檔編號G11B27/32GK1658293SQ200510052569
公開日2005年8月24日 申請日期1999年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月10日
發(fā)明者J·M·M·維爾巴克爾, J·J·蒙斯, M·梅達, Y·伊納扎瓦, T·蘇祖基 申請人:皇家菲利浦電子有限公司, 索尼公司