專利名稱：用于光盤應(yīng)用的流文件系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向和從光學(xué)存儲器傳輸多媒體內(nèi)容的領(lǐng)域。
技術(shù)背景US 2004/0013416示出 一種從光盤中再現(xiàn)MPEG/MPEG2格式的音 頻、視頻和應(yīng)用數(shù)據(jù)的光盤播放器。在基于MPEG的系統(tǒng)中，驅(qū)動器 的光頭忙于從光盤中讀取MPEG數(shù)據(jù)而不能在操作期間自由移動。因 此，根據(jù)這一專利文獻來存取應(yīng)用數(shù)據(jù)通常要求中斷用戶所體驗的音 頻/視頻呈現(xiàn)，或者要求非常大的數(shù)據(jù)緩沖器。所希望的是能夠與應(yīng)用數(shù)據(jù)同時地從光盤中再現(xiàn)音頻與視頻數(shù) 據(jù)，用戶不必經(jīng)受任何音頻/視頻呈現(xiàn)的中斷。優(yōu)選地，使用了一種存儲與再現(xiàn)格式，將所有類型的數(shù)據(jù)交織成 包括音頻、視頻和應(yīng)用數(shù)據(jù)的傳輸流。應(yīng)用數(shù)據(jù)的重復(fù)是優(yōu)選的。能 夠用于該應(yīng)用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式的一個例子是輪播(carousel)。


現(xiàn)在參考附圖，通過非限制性示例的方式來描述本發(fā)明，其中圖1示出了從光盤文件系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)流以再現(xiàn)音頻、視頻、字 幕和應(yīng)用數(shù)據(jù)。圖2示出了將數(shù)據(jù)流記錄到光盤中，該數(shù)據(jù)流包括音頻、視頻、 字幕和應(yīng)用數(shù)據(jù)。圖3示出了將應(yīng)用數(shù)據(jù)與音頻和視覺數(shù)據(jù)交織成傳輸流的更多細節(jié)。圖4示意性地示出了本發(fā)明如何工作的實施例。
具體實施方式
本發(fā)明最可能有用于光盤環(huán)境中，特別是用于諸如2004年8月的 《藍光光盤創(chuàng)始者(Blu-ray Disc Founders)》中記載的"藍光光盤格 式(The Blu-ray Disc Format)"的藍光光盤(BD )中。該文獻可以在"藍光光盤協(xié)會(Blu-ray Disc Association )，，的官方網(wǎng)站中找到--http:〃www.blu-raydisc.com/assets/downloadahlefile/2h—bdrom—audiovisualapplication-12841,pdf,在BD中，傳輸流可以包含多個基本流。該邏輯格式是文件系統(tǒng)， 換句話說是類似于DVD (數(shù)字視頻光盤)或者2.5版本的通用磁盤格 式(UDF)。在該文件系統(tǒng)內(nèi)部為更多的數(shù)據(jù)留有空間，所以可以存 儲更大的文件。帶寬也會更高。數(shù)據(jù)速率可以高達25兆比特/秒。可以 讀取包含高清晰度("HD ")視頻的傳輸流。對于視頻流和交互性的BD格式標準化包括一種Java程序，其可 以在用戶觀看節(jié)目的同時進行工作。 一種可能的應(yīng)用是提供關(guān)于電影 演員或者體育賽事參與者的額外文字和影像信息。該信息可以在顯示 視頻的同時在屏幕其它部分中以放縮形式(畫中畫)呈現(xiàn)在該屏幕的 一部分上。另一種可能的可選方案是可以將信息半透明地呈現(xiàn)在視頻 之上。當正在從光盤中讀取和解碼HD視頻流時，Java程序可能需要附 加的數(shù)據(jù)。在UDF格式中，典型地將應(yīng)用數(shù)據(jù)和Java字節(jié)代碼存儲 在與用于音頻/視頻呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)不同的位置中。對于來自音頻/視頻流的 數(shù)據(jù)而言，分配規(guī)則——即關(guān)于在光盤上何處放置音頻/視頻流數(shù)據(jù)的 規(guī)則——確保了不中斷地播放音頻與視頻。對于Java程序數(shù)據(jù)而言， 這種規(guī)則不適用。換言之，不能預(yù)測交互程序接下來需要什么數(shù)據(jù)。 因此，如果主平臺需要應(yīng)用數(shù)據(jù)或者用于應(yīng)用程序的附加程序代碼， 則它不得不中斷該音頻/視頻呈現(xiàn)以得到該數(shù)據(jù)或者代碼。本文中，術(shù) 語"應(yīng)用數(shù)據(jù)"將用于表示應(yīng)用數(shù)據(jù)和/或代碼。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)再現(xiàn)系統(tǒng)的一個實施例。利用光盤 光頭110以傳輸文件112的形式從光盤文件系統(tǒng)113再現(xiàn)數(shù)據(jù)。傳輸文 件具有在lll處圖示的流格式。在該圖中，音頻信息以垂直影線示出； 字幕以水平影線示出；應(yīng)用數(shù)據(jù)以從左至右向下傾斜的影線示出；視 頻數(shù)據(jù)以從左至右向上傾斜的影線示出。傳輸流111去往多路分離器105，其分離出音頻、視頻和字幕數(shù)據(jù) 114，這些數(shù)據(jù)分別在107、 108、和109處輸出給用戶。應(yīng)用數(shù)據(jù)被多
路分離到單元104。單元104處理基本流中的數(shù)據(jù)包，該基本流包含所 有文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)。打包器208在記錄時生成這些數(shù)據(jù)包，這將在下面 參考圖2進一步進行討論。單元104在應(yīng)用程序的請求下，通過過濾 出相關(guān)數(shù)據(jù)包并將它們組裝回其原始的文件，來再現(xiàn)該應(yīng)用程序需要 的任何應(yīng)用代碼或數(shù)據(jù)文件——也參考圖4示出。將解碼的文件103存儲在應(yīng)用程序存儲器102中，在程序存儲器 102中將它們用于應(yīng)用程序執(zhí)行和在106處進行呈現(xiàn)。文件可以通過流 式數(shù)據(jù)包從該流中傳遞。優(yōu)選地，將應(yīng)用數(shù)據(jù)以重復(fù)的格式存儲并再 現(xiàn)，比如以前僅用在廣播中的DSM-CC格式。在廣播中使用 MHP/DSM-CC文件格式已經(jīng)在Steven Morris的"互動電視網(wǎng)絡(luò) (Interactive TV Web )" 中有所記栽 (http:〃ww.mhp國 interactive.org/tutorial/mhp/filesystems.shtml) (2002)-用于廣播內(nèi)容的DSM-CC格式允許包含目錄樹的應(yīng)用代碼和數(shù)據(jù) 以被稱為"輪播"的格式進行存儲。使用的術(shù)語"輪播，，類似于老式 的嘉年華轉(zhuǎn)盤(carnival ride)，就像接收方正在觀看旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤一樣， 表示以重復(fù)的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。這種格式的優(yōu)點在于，所有必要的數(shù)據(jù) 以適當頻繁的頻率呈現(xiàn)，以便應(yīng)用程序可以使用該數(shù)據(jù)而無需暫停以 等待新的數(shù)據(jù)。所期望的是，相對于光盤作為傳輸流的一部分來存儲 和再現(xiàn)應(yīng)用數(shù)據(jù)，其中該應(yīng)用程序在傳輸流內(nèi)部以重復(fù)的格式組織起 來，諸如廣播DSM-CC的輪播。輪播使用完整傳輸流可用的帶寬的一小部分。作為示例，高清晰 度MPEG2音頻和視頻流的20°/ 可用帶寬可以用于輪播，而對視頻質(zhì) 量只有最小的影響。這對于藍光將是5兆比特/秒。利用32秒的重復(fù)周 期，將允許32*5/8=20兆字節(jié)的數(shù)據(jù)可用于該應(yīng)用程序，其包括針對所 使用的協(xié)議(諸如DSM-CC)的一些開銷。使用不具有輪播的20兆字 節(jié)數(shù)據(jù)，將要求在每個系統(tǒng)中附加20兆字節(jié)的高速緩存存儲器。高速緩存在本領(lǐng)域是已知的。將一個程序可能會需要的所有數(shù)據(jù) 進行高速緩存是一種替代的解決方案，但是它將數(shù)據(jù)的最大大小限制 為高速緩存的大小。對于使用DSM-CC的系統(tǒng)，還需要對再現(xiàn)的數(shù)據(jù) 段進行某種程度上的高速緩存。通常，該高速緩存的大小與輪播中的 文件大小以及系統(tǒng)可以同時從該流中再現(xiàn)的文件數(shù)目有關(guān)。利用上面 所使用的示例數(shù)量，如果數(shù)據(jù)由大小為IOO-IOOOK字節(jié)的100個文件
構(gòu)成，則2兆字節(jié)的緩沖器將允許同時再現(xiàn)2-10個文件。緩沖器大小 的選擇影響了在輪播的等待時間方面的性能。
從輪播中檢索出的準確信息受到用戶通過應(yīng)用程序，例如使用遙 控鍵的控制。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于存儲數(shù)據(jù)的設(shè)備的實施例。用于向 用戶進行呈現(xiàn)的音頻、視頻和字幕內(nèi)容在201、 202和203處的各自的 編碼器中被編碼。應(yīng)用代碼文件可以在204處獲得。所有四種類型的 內(nèi)容和/或數(shù)據(jù)在205、 206、 207和208處的各自的打包器中被打包。 所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包在212處被多路復(fù)用以生成傳輸流209。該傳輸流變?yōu)?傳輸流文件211，然后被存儲到光盤系統(tǒng)113中。如果不需要協(xié)調(diào)音頻、 視頻和/或字幕內(nèi)容，則可以在210將應(yīng)用代碼文件204直接提供給光 盤文件系統(tǒng)113。類似于傳輸流lll，優(yōu)選地將流209組織成使得應(yīng)用 數(shù)據(jù)例如像輪播一樣重復(fù)，類似于在廣播標準DSM-CC中所表現(xiàn)的那 樣。
盡管圖1和2示為獨立的設(shè)備，但也可以將它們共同容納在單一 設(shè)備中。然而，典型地，圖2所示出的是光盤的制作過程的一部分， 而圖1所示出的是光盤播放器的一部分。但是這兩者都能夠包含在可 以播放光盤以及可以在光盤上記錄數(shù)據(jù)的光盤系統(tǒng)中。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明可以如何存儲應(yīng)用數(shù)據(jù)和代碼的示例的更 多細節(jié)。
在301處是對于一些應(yīng)用數(shù)據(jù)和代碼的文件結(jié)構(gòu)的示例。該文件 結(jié)構(gòu)包括目錄dl中的文件aaa和bbb;目錄d2中的文件ccc和eee; 并且目錄d2在目錄dl中。這僅僅是文件結(jié)構(gòu)的示例?？梢允褂酶?或更少的文件。可以使用更多或更少的目錄?？梢圆煌厍短走@些目 錄。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道如何根據(jù)特定應(yīng)用需要來設(shè)計文件結(jié) 構(gòu)。
在302，所示的來自文件結(jié)構(gòu)301的數(shù)據(jù)切割成片段。所示的目錄 dl切割成2段，均標記為dl。所示的文件aaa切割成四段，每段均標 記為a。所示的文件bbb切割成四段，每段均標記為b。所示的目錄d2 切割成2段，每段標記為d2。所示的文件ccc切割成3段，每段均標 記為c。所示的文件eee切割成四段，每段均標記為e。這些片段的數(shù) 目也僅僅是示例。根據(jù)已知的DSM-CC技術(shù)，可以將這些文件或目錄
切割為更多或更少的片段。來自302的每個片段被連接成在303處示出的輪播周期。在304， 所示的輪播周期重復(fù)三次，從而形成基本流。三次也僅僅是示例。根 據(jù)應(yīng)用的需要可以期望有更多或更少的重復(fù)。基本流被打包成以生成包305。同樣，所示的包的數(shù)目僅僅是示 例?？梢允褂酶嗷蚋俚陌１绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員知道如何確定多 少個包和多大的包是必要的，以便使該應(yīng)用程序工作。在306，使應(yīng)用數(shù)據(jù)和代碼(D)的包與視頻數(shù)據(jù)(V)、音頻數(shù) 據(jù)(A)和字幕數(shù)據(jù)(S)的包交織，以形成傳輸流。然后將該傳輸流 制作為傳輸文件307，它將成為文件結(jié)構(gòu)308的一部分309。然后將該 文件結(jié)構(gòu)308存儲到光盤文件系統(tǒng)113中。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的使用數(shù)據(jù)流的應(yīng)用程序的示例。在401 處示出了顯示屏。其可以是電視上的顯示屏，或其他類似的消費電子 設(shè)備，如PC上的顯示屏。該屏401正在顯示兩個窗口，或者進行畫中 畫顯示。第一個窗口是視頻窗口 402，其中可以顯示標準電視節(jié)目。第 二個窗口是應(yīng)用區(qū)域403，其中可以顯示來自應(yīng)用程序的圖像和/或文 字數(shù)據(jù)。例如，關(guān)于電影明星的生平信息可以出現(xiàn)在他的照片下方。應(yīng)用程序406駐留在光盤播放器405中。用戶404典型地通過遙控 器或其他類似的機制與應(yīng)用程序406交互，但也可以使用其他用戶輸 入設(shè)備。應(yīng)用程序也可以與區(qū)域403相通信。為了支持應(yīng)用程序406，從光盤文件系統(tǒng)113中再現(xiàn)傳輸文件流 307。由該傳輸流307來重構(gòu)文件結(jié)構(gòu)301，以支持應(yīng)用程序4。6。音頻、視頻和/或字幕數(shù)據(jù)還在408處傳送給電視或其他類似的消 費電子設(shè)備。本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域的一個示例是高清晰度數(shù)字視頻光盤(HD-DVD)。通過閱讀本發(fā)明披露的內(nèi)容，其他的修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來 說也是明顯的。這種修改可以涉及在設(shè)計中已知的其他特征以及光學(xué) 記錄技術(shù)的使用，其可以用來代替或附加于本文中已經(jīng)描述的特征。 盡管在本申請中將權(quán)利要求構(gòu)造為特征的特定組合，但可以理解的 是，本申請公開的范圍還包括在本文中明確或不明確地披露的任何新 穎的特征、或新穎的特征組合、或者其任意概括，無論它是否解決了
如本發(fā)明所解決的任意或全部技術(shù)問題。因此申請人提請注意在本申 請的審查進程中，可能以這些特征構(gòu)造新的權(quán)利要求，或者從中派生 出任何進一步的申請。這里使用的術(shù)語"包括"、"包含"或"含有"不應(yīng)被視為排除 其它的元素。這里使用的單數(shù)冠詞"一"或"一個"不應(yīng)被視為排除 多個元素。術(shù)語"或"應(yīng)被解釋為包含的，換言之即為"和/或"。
權(quán)利要求
1、一種系統(tǒng)，包括·至少一個用戶界面(401)，用于將音頻和視頻數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶(404)并用于從用戶接收交互式命令；·至少一個驅(qū)動器(110)，用于讀取包含有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(113)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含了包括交織的音頻、視頻以及應(yīng)用數(shù)據(jù)包的傳輸流文件結(jié)構(gòu)(111，203，306)；·至少一個處理器(104)，用于執(zhí)行下列操作·使用來自傳輸流的音頻和視頻數(shù)據(jù)來為用戶創(chuàng)建呈現(xiàn)(402)；以及·使用來自傳輸流的應(yīng)用數(shù)據(jù)來為用戶運行應(yīng)用程序(403)，而不中斷該呈現(xiàn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該應(yīng)用數(shù)據(jù)設(shè)置為作為傳 輸流的一部分與音頻和視頻數(shù)據(jù)一起以其整體形式重復(fù)出現(xiàn)(304)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該應(yīng)用程序和該呈現(xiàn)同時在 顯示屏上呈現(xiàn)各自的窗口。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所示的系統(tǒng)，其中該傳輸流還包括字幕數(shù)據(jù)。
5、 一種包含可通過數(shù)據(jù)處理設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)載體 (113)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含傳輸流文件結(jié)構(gòu)(111， 203， 306)，該傳輸流文件結(jié)構(gòu)(111， 203， 306)包括交織的音頻、視頻以及應(yīng)用數(shù)據(jù)包，使用該光學(xué)載體的設(shè)備能夠-使用音頻和視頻數(shù)據(jù)來為用戶創(chuàng)建呈現(xiàn)(402);以及 -使用應(yīng)用數(shù)據(jù)來為用戶運行應(yīng)用程序(406),而不中斷該呈現(xiàn)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的載體，其中該應(yīng)用數(shù)據(jù)設(shè)置為作為傳 輸流的一部分與音頻和視頻數(shù)據(jù)一起以其整體形式重復(fù)出現(xiàn)(304)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的載體，其中該傳輸文件流結(jié)構(gòu)符合 DSM-CC標準，并才艮據(jù)UDF標準進4亍存儲。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的載體，其中該應(yīng)用數(shù)據(jù)設(shè)置在至少一個 輪播中。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的載體，其中該載體是光盤(113)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的載體，其中該光盤是藍光光盤。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的載體，其中該光盤是DVD光盤。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的載體，其中該光盤是HD-DVD。
13、 一種用于存儲多媒體數(shù)據(jù)的方法，包括 將包含呈現(xiàn)內(nèi)容和應(yīng)用數(shù)據(jù)的多媒體數(shù)據(jù)組織成傳輸流(111， 203， 306)，將音頻、視頻和應(yīng)用數(shù)據(jù)包交織在該傳輸流(111， 203， 306)中，以便使利用該光學(xué)載體的設(shè)備可以使用該呈現(xiàn)內(nèi)容來為用戶 創(chuàng)建呈現(xiàn)；并使用該應(yīng)用數(shù)據(jù)來為用戶運行應(yīng)用程序，而不中斷該呈 現(xiàn)；以及 將傳輸流作為傳輸文件存儲到存儲介質(zhì)上。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中該應(yīng)用數(shù)據(jù)被設(shè)置為作 為傳輸流的一部分與呈現(xiàn)內(nèi)容一起以其整體形式重復(fù)出現(xiàn)(306)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中將該應(yīng)用數(shù)據(jù)組織成傳輸 流內(nèi)的輪播。
16、 一種用于再現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的方法，包括 從存儲介質(zhì)(113)中再現(xiàn)傳輸文件(112)，該傳輸文件包括 其中交織了音頻、視頻和應(yīng)用數(shù)據(jù)包的傳輸流文件結(jié)構(gòu)(111)，以便 使利用該存儲介質(zhì)(113)的設(shè)備可以使用呈現(xiàn)內(nèi)容來為用戶創(chuàng)建呈現(xiàn) (402 );并使用應(yīng)用數(shù)據(jù)來為用戶運行應(yīng)用程序(406)，而不中斷 該呈現(xiàn)；-從該呈現(xiàn)內(nèi)容中多路分離(105)該應(yīng)用數(shù)據(jù)； -將該呈現(xiàn)內(nèi)容作為呈現(xiàn)(402)提供給用戶；以及 .將應(yīng)用數(shù)據(jù)提供給應(yīng)用程序，并使用該應(yīng)用程序內(nèi)的數(shù)據(jù)，而 不中斷該呈現(xiàn)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中應(yīng)用數(shù)據(jù)設(shè)置為作為傳輸 流的一部分以其整體形式重復(fù)地出現(xiàn)(306)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中將應(yīng)用數(shù)據(jù)組織成傳輸流 內(nèi)的輪播。
19、 一種包含可通過數(shù)據(jù)處理設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)載體 (113)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含傳輸流(111， 203, 306)，該傳輸流(lll，203， 306)包括呈現(xiàn)內(nèi)容和應(yīng)用數(shù)據(jù)，該應(yīng)用數(shù)據(jù)以足夠的頻率重復(fù) (306)，使得解釋該載體(113)的播放器設(shè)備(405)可以使用該應(yīng) 用數(shù)據(jù)來運行應(yīng)用程序(406)并同時播放該呈現(xiàn)(402 )，而不中斷該呈現(xiàn)。
全文摘要
一種光盤播放器(101，405)可以運行應(yīng)用程序(406)，同時還為用戶展示音頻/視頻呈現(xiàn)(402)。為了確保用戶不中斷地觀看該呈現(xiàn)，應(yīng)用程序必須在再現(xiàn)音頻/視頻數(shù)據(jù)的同時保護應(yīng)用數(shù)據(jù)免受光盤(113)的影響。一種促使上述保護形成的方式是將音頻和視頻數(shù)據(jù)與應(yīng)用數(shù)據(jù)交織存儲在傳輸流(111，203，306)中。優(yōu)選地，應(yīng)用數(shù)據(jù)采用頻繁重復(fù)的格式(306)，以便應(yīng)用程序(406)可以在音頻/視頻呈現(xiàn)(402)的多個不同部分中拾取該應(yīng)用數(shù)據(jù)而不中斷音頻/視頻呈現(xiàn)(402)。頻繁重復(fù)的格式的例子是輪播。
文檔編號G11B19/02GK101133646SQ200680006826
公開日2008年2月27日 申請日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者H·F·莫爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司