專利名稱：光盤、記錄和讀取盤上信息的方法及其所用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型光盤，特別是就該光盤，涉及一種記錄和讀取盤上信息的方法，以及執(zhí)行該方法的裝置。
光盤已被大量地用作計算機應(yīng)用的存儲器件，并將這種光盤稱作CD-ROM。用作CD-ROM的盤可仿造已開發(fā)用于音頻應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)小型盤(CD)，基本上它是一種進行了各種改善和改進的音頻CD，其特別適用于計算機的應(yīng)用。采用這種CD作為一標(biāo)準(zhǔn)盤，CD-ROM具有大約600兆字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲容量。由于采用了音頻CD技術(shù)作為它的基礎(chǔ)，CD-ROM和它的盤驅(qū)動器已相對地便宜并相當(dāng)通用了。
然而，由于已適用于CD-ROM的通用音頻CD具有其特有格式和存儲容量，因此，難以改善數(shù)據(jù)的存儲容量。在典型的計算機應(yīng)用中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)600兆字節(jié)的容量是不夠的。
還有，可由音頻CD獲得的數(shù)據(jù)傳輸速率通常低于1.4MB/S(Mbps)，然而，計算機應(yīng)用通常要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超1.4Mbps的傳送速率；而采用常用的CD-ROM難以獲得較快的傳送速率。
與通常CD-ROM有關(guān)的還有另一缺點，其由于這樣的事實，即音頻CD格式已適應(yīng)于計算機的應(yīng)用，它與存取在盤上的特殊位置有關(guān)具有相對長的存取時間。典型地，可由音頻CD讀取相對長的數(shù)據(jù)串，而對于計算機的應(yīng)用通常要求訪問任意的存取位置以由此讀取相對少量的數(shù)據(jù)。例如，特定的存取區(qū)段對于CD控制器來說可能要花更多的時間用以識別由光拾取來讀取的區(qū)段。
關(guān)于CD-ROM還有進一步的難點(其同樣歸結(jié)于這樣的事實，即這樣的CD-ROM是基于音頻CD技術(shù))是其糾錯能力。當(dāng)音頻數(shù)據(jù)由音頻CD重放時，仍不能糾正的錯誤可基于重放的音頻資料的高一致性通過采用插入法來去除。然而，在計算機應(yīng)用中，由于該數(shù)據(jù)的低一致性，因而通常不能使用插入法來去除錯誤。因此，必須對記錄在CD-ROM上的數(shù)據(jù)以顯示高糾錯能力的形式進行編碼和調(diào)制。至此，已記錄在CD-ROM上的數(shù)據(jù)是常規(guī)的交錯里德-索羅門碼(CIRC)加上所謂的分組完成糾錯碼的形式。然而，分組完成碼通常要在相對大量的時間來對數(shù)據(jù)解碼，更重要的是，它的糾錯能力在一定情況下，被認(rèn)為是不夠的，即在一個組中存在多個差錯。由于可將兩個糾錯碼(ECC)技術(shù)用于CD-ROM，(相反只將一個ECC技術(shù)用于音頻CD(即，CIRC技術(shù)))，因而必須將更大量的非數(shù)據(jù)信息記錄在CD-ROM上，以實現(xiàn)該差錯的校正，而該非數(shù)據(jù)信息的被稱作″冗余″數(shù)據(jù)。為了改善CD-ROM的糾錯能力，實質(zhì)上就是增加必須要記錄的冗余信息的量。
因此，本發(fā)明的目的就是要提供一種改進的光盤，其特別適用作為CD-ROM，它可克服與CD-ROM有關(guān)的前述難點和缺點，以用于至今已實現(xiàn)的類似使用。
本發(fā)明的另一目的就是提供一種光盤，其顯示出較高的存取速度，由此允許任意位置的存取，諸如對區(qū)域的迅速存取。
本發(fā)明的再一目的就是提供一種改進的光盤，它具有比至今所用CD-ROM的傳送速率高的高傳送速率。
本發(fā)明的進一步目的就是改善光盤存取能力，由此使它更適于用作CD-ROM。
本發(fā)明的一附加目的就是提供一種改進的光盤，它只存取少量的冗余數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的還一目的就是提供一種改進的記錄格式用于光盤，其增強了光盤的糾錯能力。
本發(fā)明的另一目的就是提供一種光盤，它具有實質(zhì)上改進了的記錄密度，由此，適合于將該盤用作CD-ROM。
本發(fā)明的進一步目的就是提供一種改進的光盤，它可把數(shù)據(jù)記錄在各區(qū)段中，其每個區(qū)段具有一容易和可迅速讀取的區(qū)段標(biāo)題，特別是因為該區(qū)段標(biāo)題在被成功地譯碼和識別之前，其不以需要基本上長時間的形式進行編碼。
本發(fā)明的各個其它目的、優(yōu)點和特征將通過后面的詳細(xì)描述而會更為清楚，而新穎的特征將在后續(xù)權(quán)利要求中特別地加以指出。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種光盤、一種用于記錄于該盤的方法和裝置、以及用于由該盤讀取數(shù)據(jù)的方法和裝置。盤具有小于140mm的直徑，1.2mm±0.1mm的厚度和多個記錄軌跡，其顯示出軌跡的間距在0.646μm和1.05μm之間的范圍內(nèi)，在其軌跡上記錄的數(shù)據(jù)作成壓刻的凹痕?？蓪④壽E分成引入?yún)^(qū)、節(jié)目區(qū)和引出區(qū)，其目錄(TOC)信息被記錄在引入?yún)^(qū)的至少一個TOC軌跡上，用戶信息記錄在節(jié)目區(qū)的多個用戶軌跡上。每條軌跡被分成多個區(qū)段，且TOC信息包括每個用戶軌跡的起始區(qū)段的地址。將數(shù)據(jù)(TOC和用戶信息)以具有至少八個奇偶校驗碼元的長距離糾錯碼進行編碼。已編碼的數(shù)據(jù)被調(diào)制和記錄在盤上。最好是，將數(shù)據(jù)調(diào)制成游程長度受限(RLL)的數(shù)據(jù)。
在優(yōu)選的實施例中，記錄的數(shù)據(jù)所具有的線密度在0.237μm/B和0.378μm/B之間的范圍內(nèi)。此外，節(jié)目區(qū)被設(shè)置在具有半徑為20mm至65mm的盤的一部分上。
數(shù)據(jù)的格式方便地允許迅速訪問所需的區(qū)段。獲得了在記錄數(shù)據(jù)中冗余減少和高的存貯容量。有利地是，這種光盤可以記錄具有特定計算機應(yīng)用的數(shù)據(jù)、涉及計算機數(shù)據(jù)、或視頻和音頻數(shù)據(jù)，后者通過所謂MPEG(運動圖象編碼專家組)技術(shù)被壓縮。也可能被記錄的音頻數(shù)據(jù)最好被壓縮，然后與MPEG壓縮視頻數(shù)據(jù)多路復(fù)用。本發(fā)明采用的糾錯碼最好是具有至少8個奇偶校驗碼元的長距離碼。迄今已使用的ECC技術(shù)已依靠所謂短距離碼，其中數(shù)據(jù)塊被分成兩個分塊，每個分塊均與奇偶校驗碼元的數(shù)量有關(guān)，如4個奇偶校驗碼元。然而，已公知，可使用4個奇偶校驗碼元來校正4個數(shù)據(jù)碼元，而如果每個分塊中4個數(shù)據(jù)碼元是錯誤的則可以校正總數(shù)為8的錯誤數(shù)據(jù)碼元。而如果一個分塊包含5個錯誤數(shù)據(jù)碼元，由此另一分塊包含3個錯誤數(shù)據(jù)碼元，使用短距離碼則只能有效地校正一個分塊中的4個數(shù)據(jù)碼元，由此允許總共7個數(shù)據(jù)碼元的錯誤糾正。而采用長距離碼，就不必將數(shù)據(jù)塊再分了，從而如果在長距離代碼數(shù)據(jù)中存在的所有8個錯誤數(shù)據(jù)碼元，其均可以被校正。
作為另一特征，所使用的RLL碼最好是將8位輸入數(shù)據(jù)變換成16位數(shù)據(jù)，用以記錄(稱作16通道位)連續(xù)16位碼元之間提供的無空位的數(shù)據(jù)。在迄今所使用的RLL碼中，8個數(shù)據(jù)位被變換成14個通道位，并且3個備用位被插在后續(xù)14位碼元之間。由此，本發(fā)明獲得了冗余位的減少。
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)地描述以便更好地理解，其順便給出的實例不能試圖來限制本發(fā)明，其中

圖1是通過根據(jù)本發(fā)明制成的光盤的優(yōu)選技術(shù)方框圖；圖2是本發(fā)明所包含的裝置方框圖，其用以從根據(jù)圖1所示技術(shù)制成的光盤上再現(xiàn)數(shù)據(jù)；圖3是用于由圖1所示技術(shù)制成的盤的記錄區(qū)域示意圖；圖4其更為詳細(xì)地示出了圖3的記錄區(qū)域；圖5是記錄區(qū)域另一格式的示意圖；圖6是記錄區(qū)域再一格式的示意圖；圖7是記錄區(qū)域又一格式的示意圖；圖8是記錄在盤的TOC區(qū)中的一部分信息的表列圖；圖9是記錄在TOC區(qū)中的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)的表列圖；圖10是記錄在盤上的數(shù)據(jù)區(qū)段的示意圖；圖11A-圖11E是可記錄在區(qū)段中的不同型式的子碼數(shù)據(jù)的表列圖；圖12是可記錄在區(qū)段中作為子碼信息的版權(quán)數(shù)據(jù)的表列圖；圖13是可記錄在區(qū)段中作為子碼信息的應(yīng)用ID信息的表列圖；圖14是可記錄在區(qū)段中作為子碼信息的時間碼數(shù)據(jù)的表列圖；圖15是可記錄在區(qū)段中作為子碼信息的圖象型數(shù)據(jù)的表列圖；圖16是可包含在記錄于TOC區(qū)中的TOC信息中的ECC型數(shù)據(jù)的表列圖；圖17是可作為C1碼字識別的一幀糾錯編碼數(shù)據(jù)的示意圖；圖18是本發(fā)明所使用的長距離糾錯碼格式的示意圖；圖19是本發(fā)明可采用的短距離糾錯碼格式的示意圖；圖20是在由盤將其碼元重放以后重排數(shù)據(jù)碼元的順序的示意圖；圖21是已進行了糾錯編碼的數(shù)據(jù)區(qū)段的示意圖；圖22是以長距離格式的糾錯編碼數(shù)據(jù)的塊代碼示意圖；圖23是以短距離格式的糾錯編碼數(shù)據(jù)的塊代碼示意圖；圖24是表示EFM調(diào)制的數(shù)據(jù)碼元串的示意圖；圖25是一程序圖，其用以解釋在圖24中所示的EFM調(diào)制數(shù)據(jù)中空位是如何進行選擇的；圖26是能用來產(chǎn)生圖24所示數(shù)據(jù)串的EFM調(diào)制器的方框圖；圖27是一幀經(jīng)EFM調(diào)制的數(shù)據(jù)示意圖；圖28是一個表，其用以解釋在形成圖24所示EFM數(shù)據(jù)串時，空位是如何進行選擇/禁止的；圖29A-29D是說明性波形圖，其可用來理解空位是如何進行選擇的；圖30是本發(fā)明可使用的調(diào)制器的方框圖；圖31是本發(fā)明可使用的解調(diào)器的方框圖；圖32是一裝置的方框圖，它可用來將數(shù)據(jù)提供給圖1所示的記錄技術(shù)；圖33是圖2所示重現(xiàn)裝置可使用的數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置的方框圖。
本發(fā)明可在一光盤上記錄不同類型的數(shù)據(jù)，特別適用于作為CD-ROM，而且還適用作為數(shù)字視頻盤(DVD)。這些數(shù)據(jù)可以是計算機可使用的文件數(shù)據(jù)或應(yīng)用數(shù)據(jù)，或它可包括視頻數(shù)據(jù)，其有時在這里可稱作動畫數(shù)據(jù)，它包括圖象信息和音頻信息，并且它最好是根據(jù)各種常用視頻數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)或格式如那些公知的MPEG-1，MPEG-2，或當(dāng)還要記錄視頻圖象時的JPEG來進行壓縮。因此，可以意識到，盤上的信息容許″多媒體″的應(yīng)用。
在描述用以將數(shù)據(jù)記錄在光盤上的技術(shù)以前，先對盤本身進行簡單的描述。本發(fā)明所使用的光盤的物理參數(shù)完全類似于常用的音頻CD；出于這個原因，沒有提供盤的附圖。然而，人們將會意識到盤的直徑為140mm或更小，最好是120mm或135mm。數(shù)據(jù)被記錄在軌跡中，而更詳細(xì)地來說，軌跡間距在0.646μm和1.05μm之間的范圍內(nèi)，最好是在0.7至0.9μm的范圍內(nèi)。象音頻CD數(shù)據(jù)一樣，記錄在光盤上的數(shù)據(jù)是以壓刻凹痕的形式，其線密度是在0.237μm/B和0.387μm/B之間的范圍內(nèi)，盡管該范圍處于0.3μm/B至0.4μm/B范圍內(nèi)。數(shù)據(jù)被記錄在盤的20mm至65mm半徑的那部分上?？蓪⒑穸葹?.2mm±0.1mm的盤加以驅(qū)動以進行重放操作，使得它的線速度在3.3m/s至5.3m/s的范圍內(nèi)。
由于有了盤的線密度和軌跡間距的結(jié)果，使得信息可通過拾取頭而由盤光學(xué)地讀出，其中拾取頭可通過具有數(shù)值孔徑NA的透鏡投射出波長λ的光束，使得投射的光束顯示出空間頻率為l，其中l(wèi)＝λ/(2NA)。用于光拾取的光源最好是激光束，它的波長為λ＝635nm，該激光束通過數(shù)值孔徑為NA＝0.52的透鏡射出，結(jié)果得到空間頻率為l＝611nm。
與光盤相關(guān)的物理參數(shù)的典型例子如下光盤直徑＝120mm，節(jié)目區(qū)＝23mm至58mm，軌跡間距＝0.84μm，線密度＝0.307μm。
這使得數(shù)據(jù)存儲容量為4.4GB。
公知的用以將數(shù)據(jù)記錄在光盤上的一種建議結(jié)構(gòu)稱作EFM加幀(EFM指的是8至14調(diào)制)。EFM加幀是由85個數(shù)據(jù)碼元(每個碼元是8位字節(jié)的16位表示)加兩個同步碼元構(gòu)成，由此組成87個16位碼元。一個區(qū)段是由14×2EFM加幀組成的。但是，在一區(qū)段中所具有的用戶信息量，也就是說，包含有有用的數(shù)據(jù)并由此包括區(qū)段標(biāo)題信息、錯誤檢測碼(EPC)信息等等的信息量，2048個碼元。因此，EFM加幀的效率可計算為(2048×16)/(87×16×14×2)＝0.8407也就是說，EFM加幀的效率大約為84％，這意味著記錄在一個區(qū)段上的所有數(shù)據(jù)的84％是有用的數(shù)據(jù)。因此，如果光盤的存儲容量為4.4BG，如上所述，則可存儲在盤上的用戶數(shù)據(jù)量為84％×4.4GB＝3.7GB。
當(dāng)然，如果軌跡間距是變化的和/或如果壓刻的凹痕的線密度是變化的，那么盤的存儲容量同樣是變化的。例如，如果軌跡間距約為0.646μm，那么盤的存儲容量大約為6.8GB，然而，如果軌跡間距約為1.05μm，那么存儲容量大約為4.2GB。然而，事實上，拾取光束的空間頻率決定最小的軌跡間距和最小的線密度，因為，最好是軌跡間距不小于拾取光束的空間頻率，并且線密度不小于拾取光束的密度頻率的一半。
當(dāng)與音頻CD相比時，本發(fā)明所用光盤記錄數(shù)據(jù)的線密度大約是音頻CD線密度的1.7倍，而本發(fā)明所用光盤的記錄容量大約是音頻CD記錄容量的5.5倍，驅(qū)動本發(fā)明的光盤可顯示出其線速度大約是音頻CD線速度的4倍，本發(fā)明的光盤的數(shù)據(jù)傳送速率大約是9Mbps，其大約是音頻CD數(shù)據(jù)傳送速率的6倍。
考慮到上述內(nèi)容，參照圖1，它正是所述型式光盤制造所用技術(shù)的方框圖。給輸入端121提供待記錄的用戶數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是由例如復(fù)合視頻和音頻信息、標(biāo)題數(shù)據(jù)和子信息組成，如計算機文件、字符數(shù)據(jù)、圖形信息等等，但其不限于此。提供給輸入端121的數(shù)據(jù)是由圖32所示的裝置產(chǎn)生的，下面將對其加以描述。
將用戶數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)換開關(guān)124進行耦合，而它也適用于接收通過TOC編碼器而由輸入端122提供給開關(guān)的目錄(TOC)信息。TOC信息可識別用來精確地重現(xiàn)記錄于其上的用戶信息的盤的各種參數(shù)；并且TOC信息還包括涉及用戶信息本身的數(shù)據(jù)，如有助于迅速存取記錄于特定軌跡上的用戶信息的信息。下面描述TOC信息的結(jié)構(gòu)。
開關(guān)124可選擇地將在輸入端121上提供的用戶數(shù)據(jù)和在輸入端122上提供的編碼TOC數(shù)據(jù)聯(lián)接到錯誤檢測碼(EDC)加法器127上。正如將要描述的那樣，可將TOC信息記錄在盤的一部分上，而將用戶數(shù)據(jù)記錄在其另一部分上；并且開關(guān)124可在適當(dāng)?shù)臅r間選擇或是TOC信息或是用戶數(shù)據(jù)。下面將連同如圖21來加以描述，可將錯誤檢測碼在用戶數(shù)據(jù)或TOC信息的區(qū)段端部上加入；并且加法器127用以在區(qū)段數(shù)據(jù)已被接收以后產(chǎn)生錯誤檢測碼，然后將錯誤檢測碼加到段數(shù)據(jù)的端部。在優(yōu)選實施例中，區(qū)段是由2048比特有用的數(shù)據(jù)組成，加上奇偶字節(jié)，加上區(qū)段標(biāo)題數(shù)據(jù)，加上許多″預(yù)定″字節(jié)，加上EDC碼。
區(qū)段標(biāo)題加法器128適用于將區(qū)段標(biāo)題加到通過EDC加法器127所提供的用戶信息的每個區(qū)段上。下面將結(jié)合圖10來加以描述，區(qū)段標(biāo)題包括同步組合和信息，其可用以迅速地識別存取的區(qū)段。該信息，特別是在包含有用戶數(shù)據(jù)的區(qū)段中，包括子碼信息，它通過區(qū)段標(biāo)題編碼器129而聯(lián)接到區(qū)段標(biāo)題加法器上，而編碼器129工作用以將通過輸入端123所提供的子碼信息進行編碼。該子碼信息是由適合的源產(chǎn)生的，正如下面結(jié)合圖11將要進一步描述的那樣，它可用以提供有助于識別和控制涉及記錄于盤上的用戶數(shù)據(jù)的信息。例如，子碼信息可識別軌跡數(shù)，其中包含有該子碼信息的區(qū)段被記錄；版權(quán)管理信息，它確定由盤再現(xiàn)的數(shù)據(jù)，如視頻數(shù)據(jù)是否可被復(fù)制；應(yīng)用ID信息，它是對于記錄于區(qū)段上數(shù)據(jù)指定特定的用戶應(yīng)用；時間碼數(shù)據(jù)，其表示時間信息，按該時間信息記錄用戶數(shù)據(jù)；和涉及可將其記錄盤上的視頻圖象信息，如記錄于該區(qū)段上的視頻圖象與緊接其前后視頻圖象之間的距離或間距。系統(tǒng)控制器110對區(qū)段標(biāo)題編碼器129進行一定的控制，使得原有的子碼信息和其它區(qū)段的標(biāo)題信息(如圖10所示)被放置在適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)位置上用以完全地記錄在用戶軌跡中。
用戶數(shù)據(jù)，其包括由區(qū)段加法器128所加的區(qū)段標(biāo)題，要經(jīng)過糾錯編碼，它是通過ECC電路132連同存儲器131和存儲器控制部分133一同完成的，后者是通過系統(tǒng)控制器110來控制的。在美國再頒專利Re31，666中描述了一個本發(fā)明可采用的ECC編碼的例子，它要經(jīng)過改進以便適用于記錄在光盤上的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個實施例中，對由電路132所產(chǎn)生的ECC編碼進行卷積編碼，下面將結(jié)合圖17對其進行更加詳細(xì)的描述。為足以理解圖1而簡單地指出，ECC編碼組裝一幀的數(shù)據(jù)字節(jié)或碼元，稱作C2碼字，它由如116字節(jié)或碼元組成的，并且產(chǎn)生C2奇偶校驗字節(jié)，其隨各個數(shù)據(jù)字節(jié)或碼元以預(yù)定的C2碼字?jǐn)?shù)而變化。例如，如果在每個C2碼字中的數(shù)據(jù)字節(jié)或碼元顯示出順序1，2，…116，那么C2奇偶校驗字節(jié)或碼元可通過將來自C2碼字C21的字節(jié)1和來自C22的字節(jié)2進行組合來產(chǎn)生。另一C2奇偶校驗字節(jié)可通過將C2碼字C23的第三字節(jié)和C24的第四字節(jié)進行組合來產(chǎn)生。采用這種方法，C2奇偶校驗字節(jié)可通過交錯技術(shù)來產(chǎn)生；作為一個例子，可將12個這種C2奇偶字節(jié)加到C2碼字C21上，既使這種C2奇偶校驗字節(jié)涉及包含在其它C2字中的數(shù)據(jù)字節(jié)。然后，為用于已加入了C2奇偶校驗字節(jié)的C2字(如C21)產(chǎn)生C1奇偶校驗字節(jié)，結(jié)果形成了這里指的C1碼字(如C11)。由116數(shù)據(jù)字節(jié)加上12個C2奇偶校驗字節(jié)，加上8個C1奇偶校驗字節(jié)組成的合成C1碼字被存儲在存儲器131中。
存儲在存儲器131中的C1碼字中的順序次序數(shù)據(jù)字節(jié)可通過例如延遲奇數(shù)字節(jié)來進行重排，便形成奇數(shù)組的數(shù)據(jù)字節(jié)和偶數(shù)組的數(shù)據(jù)字節(jié)。由于每組由包含在C1碼字中的僅一半的數(shù)據(jù)字節(jié)組成，因而可將一C1碼字的奇數(shù)組數(shù)據(jù)字節(jié)與緊接的C1碼字的偶數(shù)組數(shù)據(jù)字節(jié)組合，由此形成打亂次序的字節(jié)。這種打亂的次序改善了ECC編碼數(shù)據(jù)的突發(fā)差錯的抗擾性。打亂次序的ECC編碼字節(jié)由存儲器131提供給調(diào)制器140，其最好是執(zhí)行8至16調(diào)制，如果需要的話，還可以使用8至14(EFM)調(diào)制。
存儲控制器133提供給存儲器131以必要的讀和寫地址，使得能夠產(chǎn)生交錯形式的C2奇偶校驗字節(jié)，并且還可將順序次序的數(shù)據(jù)字節(jié)重排成前述的打亂次序。
在ECC編碼技術(shù)優(yōu)選的實施例中，使用長距離碼，也叫做L格式。L格式產(chǎn)生按圖18所示排列的C1碼字，下面進一步加以描述。如果需要的話，ECC編碼數(shù)據(jù)可顯示出短距離碼或S格式，如圖19所描繪的，描述如下?；谑欠襁x擇L格式或S格式，系統(tǒng)控制器110控制存儲控制器113，使得存儲器131允許數(shù)據(jù)字節(jié)以L格式或S格式進行ECC編碼。
調(diào)制器140用來將由存儲器131所提供的8位字節(jié)變換成16位碼元，每個碼元均是游程長度受限碼(RLL)，正如將要描述的。將會意識到，通過產(chǎn)生的16位碼元，是數(shù)字信息游程長度函數(shù)的累加數(shù)字和值(DSV)，也就是連續(xù)的0數(shù)或連續(xù)的1數(shù)，其受限只允許按這種連續(xù)的0或1變化而產(chǎn)生的DC部分用以保持或限制為0。通過消去DC或所記錄的數(shù)字信號較低頻部分，則在重現(xiàn)數(shù)字信息時將會同樣存在的錯誤會被減到最小。
調(diào)制器140由此產(chǎn)生一記錄信號，可將其聯(lián)接到剪輯裝置150上，該裝置可用于制作原始盤，由該盤可生產(chǎn)出一個或多個母盤，并且由該盤可以沖壓復(fù)制以分發(fā)給最終用戶。也就是說，該沖壓的盤構(gòu)成CD-ROM。
在一個實施例中，剪輯裝置一電光調(diào)制器151，它依靠所謂的Pockels效應(yīng)(Pockels effect)來調(diào)制用于″剪輯″原始盤的光束。該原始盤可由靠模裝置160使用以生產(chǎn)該原始盤的主盤?？磕Ｑb置160依靠常用技術(shù)，如顯影和真空淀積，以生產(chǎn)出多個母盤。該母盤可用于沖壓機注模復(fù)制，接著可將其包裝和分發(fā)。圖1中的方框171和172試圖表示在制造該盤中的注模和包裝裝置。完成的盤描繪成盤100。
現(xiàn)將結(jié)合圖2的方框圖來描述用于重現(xiàn)記錄于光盤100上的信息的技術(shù)。這里，盤可通過投射光束的光拾取器212來光學(xué)地讀取，如具有空間頻率為1＝λ/2na的激光，該光束由盤反射并通過常規(guī)拾取檢測器來檢測。檢測器將反射的光束變換成相反的電信號，將該電信號由拾取器212提供給波形均衡器213，然后提供給鎖相環(huán)時鐘再生電路214和解調(diào)器215。以恢復(fù)的電信號的傳送可用于同步鎖相環(huán)路，以由其抽取時鐘信號，用以將數(shù)據(jù)記錄在盤上。將抽取的時鐘信號聯(lián)接到解調(diào)器215上，它可完成RLL解調(diào)，下面結(jié)合圖31來對其更詳細(xì)地加以描述。只要說如果數(shù)據(jù)按16位碼元記錄在盤100上時，解調(diào)器215可將每個16位碼元解調(diào)成8位碼元或字節(jié)就足夠了。
由盤100再生的解調(diào)數(shù)據(jù)提供給環(huán)形緩沖器217，也可將由鎖相環(huán)時鐘再生電路214抽取的時鐘信號提供給環(huán)形緩沖器，以容許解調(diào)數(shù)據(jù)的″時鐘輸入″。還可將解調(diào)的數(shù)據(jù)由解調(diào)器215提供給區(qū)段標(biāo)題檢測器221，其可用以檢測，并可將區(qū)段標(biāo)題與解調(diào)的數(shù)據(jù)分開。
環(huán)形緩沖器217可聯(lián)接到糾錯電路216上，它可用以糾正可能存在于存儲在環(huán)形緩沖器中的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)數(shù)據(jù)的長距離碼記錄時，其碼如可由C1碼字組成，每個碼字由126碼元組成，其包括表示數(shù)據(jù)(如C2數(shù)據(jù))的116碼元，表示C2奇偶性的12碼元和表示C1奇偶性的8碼元，糾錯電路216首先使用C1奇偶校驗碼元來糾正可能存在于C1字中的錯誤。將經(jīng)糾錯的C1字再寫入環(huán)形緩沖器217；然后糾錯電路使用C2奇偶校驗碼元用以進一步糾錯。那些經(jīng)進一步糾錯的數(shù)據(jù)碼元被再寫入環(huán)形緩沖器作為經(jīng)糾錯的數(shù)據(jù)。上述的再頒專利Re31，666用作糾錯的例子可以進行參考。
在檢測到區(qū)段標(biāo)題中的錯誤情況下，糾錯電路216使用C1奇偶校驗碼元來糾正區(qū)段標(biāo)題，并將經(jīng)糾錯的區(qū)段標(biāo)題再寫入?yún)^(qū)段標(biāo)題檢測器221中。有益的是，不需要C2奇偶校驗元用于區(qū)段標(biāo)題的糾錯。
如上所述，提供了四種糾錯編碼的輸入數(shù)據(jù)元表現(xiàn)出一給定順序，而糾錯編碼碼元為記錄可以以不同順序進行重新設(shè)置。在一種設(shè)置中，奇數(shù)和偶數(shù)碼元是分開的，并且C1碼字的奇數(shù)碼元以奇數(shù)組記錄，同時C1碼字的偶數(shù)碼元以偶數(shù)組記錄。另外，可將不同C1碼字的奇數(shù)和偶數(shù)碼元組合成一起用以記錄。再有，可以使用其它順序設(shè)置用以記錄數(shù)據(jù)。在重放過程中，糾錯電路216和環(huán)形緩沖器217可協(xié)同操作用以將恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元復(fù)原到其原有的給定順序。換句話說，數(shù)據(jù)碼元可被認(rèn)為可以以打亂的次序來記錄，糾錯電路和環(huán)形緩沖器的結(jié)合操作可用以將C1碼字中碼元的順序重新設(shè)置成其適當(dāng)?shù)脑O(shè)置順序。
可將存儲在環(huán)形緩沖器217中的糾錯數(shù)據(jù)聯(lián)接到錯誤檢測電路222上，該電路使用通過EDC加法器127(圖1)加到記錄數(shù)據(jù)上的EDC位來檢測未改正的錯誤。在數(shù)據(jù)不能被校正的情況下，EDC檢測器222可提供一適當(dāng)?shù)闹甘荆缭谔囟ㄎ锤恼淖止?jié)中的錯誤標(biāo)志或在未改正的C1碼字中的錯誤標(biāo)志，并且可將經(jīng)糾錯的數(shù)據(jù)(其帶有或不帶有這種錯誤標(biāo)志)按具體情況，聯(lián)接到輸出端224上。
另外，從光盤100恢復(fù)的TOC信息由糾錯電路216糾錯并由EDC檢測器222檢錯之后耦合到TOC存儲器223，用來控制數(shù)據(jù)重放運作并允許迅速存取到用戶數(shù)據(jù)，存儲器223中存儲的TOC信息以及由區(qū)段標(biāo)題檢測器221從重放數(shù)據(jù)中分離出來的區(qū)段信息被耦合到系統(tǒng)控制器230。系統(tǒng)控制器響應(yīng)于由用戶接口231送來的用戶產(chǎn)生的指令來控制光盤驅(qū)動器225，以便存取所要求的軌跡以及那些軌跡中的區(qū)段，就這樣來重放用戶請求的用戶數(shù)據(jù)。例如TOC存儲器223存儲的TOC信息可以包括表示每條軌跡的起始位置的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)控制器230響應(yīng)于用戶產(chǎn)生的存取特定軌跡的請求來控制盤驅(qū)動器225以使被請求的軌跡定位并進行存取。存取軌跡中表示數(shù)據(jù)的特定識別信息可以被恢復(fù)并由區(qū)段標(biāo)題檢測器221送到系統(tǒng)控制器230，這樣就實現(xiàn)對這種數(shù)據(jù)的快速存取。以下更詳細(xì)地進一步描述TOC信息和區(qū)段信息，這些信息對于用上述的方法控制盤驅(qū)動器是有用的。
從下面對圖10和圖21的討論可明白，用包含在同一個C1碼字中的C1奇偶校驗碼元作為區(qū)段標(biāo)題可以對由光盤恢復(fù)的區(qū)段標(biāo)題信息糾錯。僅用C1奇偶校驗碼元多半都能糾正區(qū)段標(biāo)題中出現(xiàn)的任何錯誤。因為C1碼字包含由不同的C1碼字中包括的數(shù)據(jù)碼元產(chǎn)生的C2奇偶校驗碼元。所以不用等待糾正區(qū)段標(biāo)題之前要被組裝的全部C2奇偶校驗碼元就能快速檢測區(qū)段信息。這樣，包括在區(qū)段標(biāo)題中作為區(qū)段地址的區(qū)段位置信息被檢測出來，從而有助于地址的區(qū)段位置信息被檢測出來，從而有助于快速存取到要求的區(qū)段。這一點要和普通的CD-ROM相比較，普通CD-ROM中區(qū)段標(biāo)題信息插入在幾個C1碼字之中，這就要求區(qū)段標(biāo)題數(shù)據(jù)前的所有的那些C1碼字的恢復(fù)和糾錯能被匯編整理。
圖3是一幅示意圖，表示光盤100的表面被分成為分離的區(qū)域的方式，這些區(qū)域稱之為引入?yún)^(qū)、節(jié)目區(qū)和引出區(qū)，圖3還標(biāo)明了節(jié)目區(qū)和引出區(qū)的引入?yún)^(qū)段地址。在說明的實施例中包含在引入?yún)^(qū)中的區(qū)段呈現(xiàn)為負(fù)區(qū)段地址，以區(qū)段地址-1結(jié)束，該地址按16進制表示為0×FFFFFF。節(jié)目區(qū)中的第一區(qū)段地址表示為地址0。如圖所示，節(jié)目區(qū)的長度或區(qū)間取決于其中所記錄的數(shù)據(jù)量，因此節(jié)目區(qū)記錄的最末區(qū)段的地址是可變的。所以可以清楚的是引出區(qū)段的第1區(qū)段地址是可變的，而且取決于節(jié)目區(qū)的長度。
圖4中原理性地說明了圖3所示的光盤構(gòu)形的一個實施例，在此，由一條或多條TOC軌跡構(gòu)成的TOC區(qū)設(shè)置在引入?yún)^(qū)中，TOC信息記錄在標(biāo)識為-32到-1的區(qū)段中，這32條TOC信息的區(qū)段像單條TOC軌跡一樣占據(jù)引入?yún)^(qū)中的一個固定位置。圖4中所示的節(jié)目區(qū)由N條軌跡構(gòu)成，其中N是可變的。節(jié)目區(qū)的第1條軌跡的區(qū)段地址是地址0；節(jié)目中包含的軌跡的總數(shù)取決于光盤上存儲的信息量，而且每條軌跡中包含的區(qū)段數(shù)也是可變的，所以軌跡2、3、……N的引入?yún)^(qū)段的區(qū)段地址也是變化的。當(dāng)然，引出區(qū)在第N條軌跡記錄之后才開始。
在一個實施例中，記錄在給定盤上的數(shù)據(jù)可以容許不同的應(yīng)用，但是在各軌跡上記錄的全部數(shù)據(jù)最好容許同一種應(yīng)用。
圖5表示的是另一種盤記錄格式，其中TOC信息和圖4中所示的情況相同被記錄在引入?yún)^(qū)，例如從區(qū)段-32到區(qū)段-1，而TOC信息的復(fù)制信息記錄在節(jié)目區(qū)中。在圖5所示的例子中，TOC信息的復(fù)制信息被記錄在至少一條軌跡上，該軌跡的引入?yún)^(qū)段例如是區(qū)段1024。如以下將描述的那樣，由于TOC區(qū)的大小是固定的32個區(qū)段，所以復(fù)制的TOC區(qū)的最后區(qū)段是區(qū)段1055；并且下一個用戶數(shù)據(jù)軌跡的引入?yún)^(qū)段標(biāo)識為區(qū)段1056。在節(jié)目區(qū)中提供TOC信息的復(fù)制信息的一個原因是某些計算機應(yīng)用不容易識別具有負(fù)地址的區(qū)段中記錄的數(shù)據(jù)(像記錄在引入?yún)^(qū)中的區(qū)段-32到-1的TOC信息)。
圖6中描繪了另外一種記錄在光盤上的數(shù)據(jù)格式的實施例，其中TOC區(qū)以區(qū)段0到區(qū)段31的地址記錄在節(jié)目區(qū)。在這里，節(jié)目區(qū)中TOC信息的記錄不同于圖5的節(jié)目區(qū)中TOC信息的記錄，圖6的記錄方式不包括TOC信息的復(fù)制信息。然而，由于圖6中是以正區(qū)段地址來記錄TOC信息，所以避免了由于計算機識別負(fù)區(qū)段地址的困難而造成的錯誤理解的可能性。
在圖5和圖6所示的TOC信息被記錄在節(jié)目區(qū)中的實施例中，可以明白，TOC區(qū)是和與采用光盤的計算機特別有關(guān)的數(shù)據(jù)文件隔開的。圖7描繪了另外的記錄在光盤上的數(shù)據(jù)格式，并說明TOC區(qū)被定位于區(qū)段32到區(qū)段63。在這個方案中，區(qū)段0到31中記錄的信息是為計算機文件儲備的，這些信息對于使用光盤的計算機系統(tǒng)來說特別有用，因此，在圖5，6和7的實施例中，其中TOC信息被記錄在節(jié)目區(qū)中，這樣的TOC信息和文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)是分離的，從而TOC信息不影響可能記錄在該光盤上的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)。這種文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)可能占據(jù)幾個區(qū)段或幾十個區(qū)段；而且由于TOC信息被記錄在固定數(shù)量的區(qū)段中，占據(jù)固定的TOC區(qū)，因此就不存在TOC信息干擾這種文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的問題。
如上所述，在優(yōu)選實施例中，TOC信息被記錄在32個區(qū)段中，雖然不是必須的，但每個區(qū)段最好由2048字節(jié)構(gòu)成，記錄在TOC區(qū)中的TOC信息的一個例子列于如下的表1中。
表1目錄信息
從上表可知，TOC信息包括供光盤信息用的一個區(qū)段，對此，表2作了更詳細(xì)地前述，還包括到31個區(qū)段，這些區(qū)段中記錄軌跡信息(見表3)。TOC區(qū)還包括一個儲備區(qū)段，用來記錄以后可能有用的信息。按照本發(fā)明的光盤的實際應(yīng)用，用戶信息可以記錄在N條軌跡上，例如N＝256。TOC區(qū)中記錄的軌跡信息只與記錄在相應(yīng)軌跡中的數(shù)據(jù)有關(guān)，如將要結(jié)合表3所描述的那樣。
表2表示構(gòu)成記錄在TOC區(qū)中的光盤信息的數(shù)據(jù)。
表2光盤信息
這些標(biāo)識光盤信息的字段更詳細(xì)描述如下
HD-CD ID該字段由8字節(jié)組成，包含識別盤上記錄的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個字符串，其中包括用來表示TOC信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、表示軌跡信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和區(qū)段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如如果字符串是″HD-CD001″，那么盤上記錄的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是圖4所示的類型；用來表示TOC信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表1所示；用來表示軌跡信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表2和3所示；區(qū)段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如用戶數(shù)據(jù)軌跡表示如表4(將要描述)。不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用字符串″HD-CD002″，″HD-CD003″，等來標(biāo)識。記錄在這個字段中的特定的字符串由重放設(shè)備來檢測，該設(shè)備能根據(jù)感知到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)嚴(yán)格地譯出所重放的數(shù)據(jù)。
光盤類型該1字節(jié)數(shù)據(jù)標(biāo)識光盤的類型，如只讀光盤、一次寫入多次讀出光盤(WORM)或可抹除光盤(如稱之為″小型″盤的可寫入光盤)。
為光盤尺寸儲備該一字節(jié)字段是用來標(biāo)識光盤尺寸的，例如120mm直徑的光盤可以用數(shù)值″1″來標(biāo)識；直徑80mm的盤可以用數(shù)值″2″標(biāo)識，等等。另外，或可選擇地，該信息組也可以用來標(biāo)識光盤的存儲容量。
引出區(qū)段地址該3字節(jié)的字段標(biāo)識引出區(qū)的第1區(qū)段的地址。
為多節(jié)和可寫入?yún)?shù)的儲備該兩字段都是由20字節(jié)組成，存儲對可抹除光盤或WORM光盤特別有用信息，在此不予詳述。
容量數(shù)當(dāng)為特殊應(yīng)用而由幾個盤構(gòu)成一個數(shù)據(jù)集合時使用該1字節(jié)數(shù)據(jù)字段，例如如果該數(shù)據(jù)集合包括2，3，4等張盤，該信息組標(biāo)識其中之一是當(dāng)前盤。
總?cè)萘繑?shù)該一字節(jié)字段標(biāo)識包括當(dāng)前盤在內(nèi)的構(gòu)成數(shù)據(jù)集合的盤的總數(shù)。
目錄號該16字節(jié)字段標(biāo)識該盤上所記錄的信息或程序的類型，這種標(biāo)識構(gòu)成″目錄號″，現(xiàn)在被表示成標(biāo)識不同物品的UPC/EAN/JAN碼。
為應(yīng)用ID串的儲備該8字節(jié)字段要用來標(biāo)識該光盤媒體的特殊用戶應(yīng)用，現(xiàn)在不用這個字段。
英語/ISO646光盤標(biāo)題該16字節(jié)字段用英文按ISO646標(biāo)準(zhǔn)存儲光盤的標(biāo)題，雖然光盤的實際標(biāo)題可以用其他語言，但它的英譯文或該標(biāo)題的相應(yīng)的英文標(biāo)識被記錄在該字段中。按照另外的實施例，該字段可以包含較少或較多的字節(jié)，以適應(yīng)較短或較長的英文標(biāo)題。
指定語言國家代碼這3字節(jié)字段用來標(biāo)識光盤標(biāo)題的實際語言。例如如果光盤標(biāo)題的實際語言是日語，該字段把″指定語言國家″記錄為日本如果標(biāo)題是用法語，該字段就把″指定語言國家″記錄為法國。在該字段中記錄的代碼可以表現(xiàn)為與特定國家相對應(yīng)的數(shù)值，或者該字段也可以用ISO3166標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定。如果不要用該字段，其中所記錄的字符串可以是0×FFFFFF。
用指定語言的光盤標(biāo)題長度該1字節(jié)字段標(biāo)識的是在″用指定語言的光盤標(biāo)題″字段(被描述的)中用指定語言表現(xiàn)光盤標(biāo)題的字節(jié)數(shù)。如果不按英語以外的其他語言記錄，那么″用指定語言的光盤標(biāo)題″字段留空，并且該字段的值是0。
用指定語言的光盤標(biāo)題該N字節(jié)字段代表用指定語言的光盤標(biāo)題。這就要求不同的語種不同的標(biāo)準(zhǔn)來表示光盤標(biāo)題，并且希望把這種指定語種標(biāo)準(zhǔn)被用作該字段中所記錄的數(shù)據(jù)。由此而知，構(gòu)成該字段的字節(jié)數(shù)是變化的。
第1軌跡數(shù)該1字節(jié)字段標(biāo)識構(gòu)成包含用戶信息的第1軌跡的軌跡數(shù)，例如如果TOC信息被記錄在單條軌跡上，而且該單條軌跡被標(biāo)識為程序區(qū)中的軌跡0，那么構(gòu)成″第1軌跡數(shù)″的軌跡數(shù)就是1。
軌跡總數(shù)該1字節(jié)字段標(biāo)識被記錄的用戶軌跡的總數(shù)，由此可知，如果這個字段包含單個字節(jié)，那么最大可以記錄256條用戶數(shù)據(jù)軌跡，即包含用戶信息的軌跡。
現(xiàn)在結(jié)合表3來描述表1中所示的TOC數(shù)據(jù)的軌跡字段中記錄的數(shù)據(jù)表3軌跡信息
現(xiàn)在更詳細(xì)說明表3中的構(gòu)成軌跡信息的每個字段所記錄的信息。
軌跡號該1字節(jié)字段標(biāo)識這個軌跡信息所代表的軌跡的號碼。因為用1字節(jié)來標(biāo)識軌跡號，所以最大可記錄256條用戶數(shù)據(jù)軌跡，當(dāng)然，單個軌跡號標(biāo)識各軌跡，而不用同一軌跡號標(biāo)識該光盤上的兩條軌跡。雖然連續(xù)的軌跡最好順序編號，顯然，如果必要的話每條軌跡可以安排一個隨機碼號并且該隨機號碼用″軌跡號″字段來標(biāo)識。
ECC類型該1字節(jié)字段標(biāo)識糾錯碼，該糾錯碼用來對該盤上記錄的用戶數(shù)據(jù)進行編碼。例如ECC類型即可以是稱之為L格式的長距糾錯碼也可以是稱之為S格式的短距糾錯碼，后面要說明L格式和S格式之間的差別。
速度設(shè)定該1字節(jié)字段標(biāo)識從該光盤上恢復(fù)數(shù)據(jù)所執(zhí)行的數(shù)據(jù)傳送速率，例如基準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳送速率是1.4Mbps，那么該″速度設(shè)定″可以呈現(xiàn)的代表值為1×基準(zhǔn)速率或2×基準(zhǔn)速率或4×基準(zhǔn)速率或6×基準(zhǔn)速率。圖8是表格方式表示″速率設(shè)定″字段；顯然，數(shù)據(jù)傳送速率不必是基準(zhǔn)速率的整數(shù)倍，如用數(shù)值″FF″表示的那樣。如圖8所示，這個字段中的字節(jié)值0代表不要求實時讀出數(shù)據(jù)，很明顯，與視頻數(shù)據(jù)相反，計算機數(shù)據(jù)不要求實時讀出。因此，如果用表3中的″軌跡號″信息組標(biāo)識的軌跡內(nèi)記錄計算機數(shù)據(jù)的話，″速度設(shè)定″信息組的值就被設(shè)定為0。
起始和結(jié)束區(qū)段地址(SA)這些3字節(jié)字段標(biāo)識″軌跡號″字段中標(biāo)識的軌跡的起始區(qū)段的地址和該軌跡結(jié)束區(qū)段的地址。由于包括在軌跡中的區(qū)段數(shù)是變化的，所以給定的軌跡的起始區(qū)段和結(jié)束區(qū)段的地址都不固定。因此，在執(zhí)行所要求的光盤的高速存取動作時這些字段是有用的。
起始點時間代碼該4字節(jié)字段標(biāo)識由″軌跡號″字段標(biāo)識的軌跡中的起始區(qū)段的時間代碼，由此可知，如果用戶信息代表視頻數(shù)據(jù)，那么這種視頻數(shù)據(jù)可以用普通時間代碼來記錄，并且包含這種視頻數(shù)據(jù)的軌跡的起媽區(qū)段被記錄在這個″起始點時間代碼″字段中。如果不用用戶信息記錄時間代碼，可以把該字段留空或者可以提供一個像字符代碼0那樣的無數(shù)據(jù)。
播放時間該4字節(jié)字段標(biāo)識用″軌跡號″字段標(biāo)識的軌跡中所記錄的節(jié)目信息的整個播放時間，例如如果這個軌跡中的用戶信息是音頻節(jié)目，對該軌跡的播放時間大約可以是10分鐘；如果用戶信息構(gòu)成壓縮的視頻數(shù)據(jù)，那么播放時間可以是2分鐘或3分鐘或者甚至到15分鐘。
母盤日期和時間這個7字節(jié)的字段標(biāo)識制造這種光盤的母盤的開發(fā)日期和時間，圖9是列表表示的該字段。如果需要的話，該字段可以用字符代碼0表示的無效數(shù)據(jù)來替代。
為應(yīng)用ID串的儲備這個8字節(jié)字段用來存儲代表特殊應(yīng)用的信息，對于這個特殊應(yīng)用要使用由″軌跡號″標(biāo)識的軌跡中記錄的數(shù)據(jù)。這與表2中的″應(yīng)用ID″字段稍有區(qū)別，因為表2信息組要標(biāo)識針對整個盤的應(yīng)用或使用的類型，而表3的″應(yīng)用ID″字段簡要地標(biāo)識那張盤上所特定的軌跡中記錄的數(shù)據(jù)的類型或使用。
參照圖10，來說明用戶信息區(qū)段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施例。TOC信息也被記錄在區(qū)段中，這樣的TOC區(qū)段的結(jié)構(gòu)是類似的。如下的表4就列出了圖10中所示區(qū)段的字段。
表4區(qū)段結(jié)構(gòu)
如圖10所示，一個區(qū)段構(gòu)成一個包含實施例中安排的24個字節(jié)的區(qū)段標(biāo)題，其后是2048字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)、4字節(jié)檢錯碼(EDC)和12字節(jié)的儲備。多個區(qū)段最好構(gòu)成一個″群集″，例如一個群集包括8個或16個區(qū)段，可以把它作為優(yōu)選格式確定下來。
下面對構(gòu)成圖10所示的區(qū)段的不同信息組予以更詳細(xì)的說明。
區(qū)段同步該4字節(jié)字段由予定的位組合構(gòu)成，該位組合容易檢測而且是唯一的，同時它又有別于區(qū)段的任何其他字段中所包含的數(shù)據(jù)組合。同步組合的精確檢測可以通過檢測從該區(qū)段重放的信息所產(chǎn)生的差錯來確定。如果連續(xù)地檢測出大量的差錯，就一定要認(rèn)為未精確地檢測到同步組合。另外，用來把16比特碼元變換為8比特字節(jié)(或者進一步泛指把m比特碼元變換為n比特字節(jié))的解調(diào)器最好可以包括合適的非操作性變換表來把同步組合變換成字節(jié)。假定在解調(diào)器找不到相應(yīng)于接收的m比特碼元的n比特碼元時就會出現(xiàn)同步組合。
周期性冗余碼(CRC)該2字節(jié)字段是從區(qū)段標(biāo)題中包含的子碼數(shù)據(jù)、群集位置數(shù)據(jù)、區(qū)段地址以及模式數(shù)據(jù)導(dǎo)出的，這種CRC數(shù)據(jù)被用來糾正這些字段中出現(xiàn)的差錯。
子碼該5字節(jié)字段下面來描述。
群集位置該1字節(jié)字段標(biāo)識的是該群集中特定次序，這個區(qū)段就按該次序定位。例如如果該群集由8個區(qū)段形成，這個字段就把特定區(qū)段標(biāo)識為該群集中的第1、第2、第3等區(qū)段。
地址該3字節(jié)字段構(gòu)成這個區(qū)段的唯一地址，由于地址用3個字節(jié)表示，所以從理論上講最大可以記錄64K區(qū)段。圖4-7表示不同用戶數(shù)據(jù)軌跡的區(qū)段地址。
模式和子標(biāo)題這些字段通常被用于CD-ROM，在此所表示的數(shù)據(jù)與通常用于這種CD-ROM的數(shù)據(jù)相同。
用戶數(shù)據(jù)在用戶數(shù)據(jù)字段中記錄2048字節(jié)的信息，例如可以記錄計算機數(shù)據(jù)、壓縮的視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)等等。如果記錄視頻數(shù)據(jù)，則如標(biāo)準(zhǔn)ISO1381-1中所述的那樣，可以用MPEG標(biāo)準(zhǔn)來壓縮這些數(shù)據(jù)。
檢錯碼該4字節(jié)數(shù)據(jù)是用EDC加法器127(圖1)疊加的循環(huán)碼，它用來檢測區(qū)段中不能糾正的差錯。
現(xiàn)在結(jié)合圖11A-11E詳細(xì)討論子碼字段，子碼字段由兩部分構(gòu)成1字節(jié)的地址和4字節(jié)的數(shù)據(jù)，地址部分的值用來識別記錄在數(shù)據(jù)部分的數(shù)據(jù)類型。例如如圖11A所示，如果地址部分的值是0，則數(shù)據(jù)部分中未記錄數(shù)據(jù)或0數(shù)據(jù)。
如果地址部分的值是1，如圖11B所示，數(shù)據(jù)部分就提供如下1字節(jié)的信息軌跡號這個數(shù)據(jù)標(biāo)識記錄包含這個子碼的區(qū)段的軌跡的號碼。版權(quán)這個字節(jié)呈現(xiàn)圖12所示的結(jié)構(gòu)，其中″1″代表禁止復(fù)制有關(guān)的用戶數(shù)據(jù)，″0″表示允許復(fù)制有關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。版權(quán)字段的比特的位置表示禁止或允許的復(fù)制的用戶數(shù)據(jù)的類型。如圖12所示，被識別的用戶數(shù)據(jù)有模擬視頻數(shù)據(jù)、模擬音頻數(shù)據(jù)、數(shù)字視頻數(shù)據(jù)、數(shù)字音頻數(shù)據(jù)等等。例如如果這個區(qū)段中的用戶數(shù)據(jù)是數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，并且禁止復(fù)制那個數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，那么版權(quán)字節(jié)出現(xiàn)為″00100000″。
應(yīng)用ID它表示在這個區(qū)段內(nèi)記錄的用戶數(shù)據(jù)要特殊應(yīng)用，典型的應(yīng)用實例示于圖13，如計算機文本、視頻、視頻/音頻等。如果該區(qū)段未記錄數(shù)據(jù)，應(yīng)用ID字節(jié)可以被表示為0字符。
ECC類型這個數(shù)據(jù)表示用戶數(shù)據(jù)是否按照L格式或S格式進行ECC編碼，如圖16所示?？梢杂眠@個ECC類型字節(jié)的其他值表示ECC代的其他類型。
如圖11C所示，如果子碼地址值是2，那么該數(shù)據(jù)部分代表時間代碼，也就是說，如果該區(qū)段中記錄的用戶數(shù)據(jù)是時間可變的，例如如果這種數(shù)據(jù)是視頻數(shù)據(jù)，那么被記錄在子碼字段中的時間代碼數(shù)據(jù)代表時間數(shù)據(jù)，按該時間數(shù)據(jù)記錄用戶數(shù)據(jù)。這種時間代碼的一個例子示于圖14中。其中2個數(shù)字的BCD位用來表示時、分、秒和幀，用戶數(shù)據(jù)按照這個時間被記錄在這個區(qū)段中。
如圖11D所示，如果地址部分的這個值是3，那么該子碼字段的數(shù)據(jù)部分表示從該子碼字段所記錄的區(qū)段到剛好超前的壓縮視頻圖像I所記錄的第1區(qū)段的距離；以及從該區(qū)段到隨后的壓縮視頻圖像I所記錄的第1區(qū)段的距離。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會理解當(dāng)視頻數(shù)據(jù)按照MPEG標(biāo)準(zhǔn)編碼壓縮時可以構(gòu)成稱之為I圖像的幀內(nèi)編碼圖像、稱之為P圖像的超前編碼視頻圖像和稱之為B圖像的雙向超前編碼視頻圖像。其地址部分為3的子碼字段的數(shù)據(jù)部分指示出該區(qū)段與下一個超前I圖像及下一個隨后I圖像的開端之間的距離。
如圖11E所示，如果地址部分的值是4，則數(shù)據(jù)部分包括1字節(jié)圖像類型和2字節(jié)瞬時參考數(shù)據(jù)，圖像類型指出記錄在這個區(qū)段的視頻圖象是否是I、P或B圖像(見圖15)，瞬時參考數(shù)據(jù)指示記錄在這個區(qū)段的特定圖像的在原始圖像顯示順序中的位置。本領(lǐng)域的普通人員都知道，在重放運行期間這個瞬時參考數(shù)據(jù)是很有用的，因為當(dāng)B圖像最好顯示時，按MPEG碼順序的壓縮的B圖像數(shù)據(jù)的位置很不同于該圖像的實際位置。
本發(fā)明中優(yōu)選的ECC格式是L格式，圖17中原理性地表示出了被編碼的″數(shù)據(jù)幀″。該ECC″幀″在此稱之為C1碼字，該碼字在記錄時由跟隨有136個數(shù)據(jù)碼元的同步組合構(gòu)成。如下所述使用術(shù)語″碼元″而不用″字節(jié)″是因為被記錄的″碼元″由16比特(稱為通道比特)組成，而字節(jié)則僅由8比特構(gòu)成。然而，可以知道在8比特轉(zhuǎn)換為16比特之前，即C1碼字調(diào)制之前，該C1碼字仍然是由圖17所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中將會理解所說明的碼元實際上是字節(jié)。
現(xiàn)在簡述產(chǎn)生C1碼字結(jié)構(gòu)的方法，稱為C2碼字的116數(shù)據(jù)字節(jié)或碼元提供到圖1的由存儲器131和ECC電路132構(gòu)成的ECC編碼器。C2保持部被加到C2碼字上，最好是插入在兩組58碼元之間，而C1保持部則加在總共128碼元的末端。保持部僅僅是在以后要插入奇偶校驗數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流中留出位置。因此，初始C1碼字可以被認(rèn)為是這樣構(gòu)成的，即一組58個數(shù)據(jù)碼元之后是C2保持部，再后是一組58個數(shù)據(jù)碼元，最好是C1保持部。然后，用例如2元加法產(chǎn)生C2奇偶校驗碼元，最好是一個初始C1字中的一個數(shù)據(jù)碼元與下一個(或第2個)初始C1字中包括的數(shù)據(jù)元2元組合。如果需要的話，進一步與第3跟隨初始C1字等相組合也是有效的，以便產(chǎn)生一個C2奇偶校驗碼元。第1初始C1字中的下一個數(shù)據(jù)碼元與下一個跟隨的初始C1字中的各數(shù)據(jù)碼元相組合的類似的方法產(chǎn)生下一個C2奇偶校驗碼元。按照這種方式，通過用予定量的數(shù)據(jù)碼元與同樣予定數(shù)量的連續(xù)初始C1字組合來產(chǎn)生C2奇偶校驗碼元。也就是說，如果用2元組合2個數(shù)據(jù)字來產(chǎn)生C2奇偶校驗碼，那么第1初始C1字的一個數(shù)據(jù)字就與下一個跟隨的初始C1字的下一個碼元位置上的一個數(shù)據(jù)碼元相組合。如果組合3個數(shù)據(jù)碼元產(chǎn)生C2奇偶校驗碼元，那么連續(xù)碼元位置上的一個數(shù)據(jù)碼元與3個連續(xù)的初始C1字節(jié)每一個相組合而產(chǎn)生C2奇偶校驗碼元。如果組合4個數(shù)據(jù)碼元產(chǎn)生C2奇偶校驗碼元，那么連續(xù)的碼元位置上的一個數(shù)據(jù)碼元就要和4個連續(xù)的初始C1字的每一個相組合。
作為這種ECC編碼的理想的一面，該被組合的數(shù)據(jù)碼元在各自的初始的C1字中的占據(jù)連續(xù)的位置。這就是說，如果在第一初始C1字中的數(shù)據(jù)碼元是第n個數(shù)據(jù)碼元，則第二初始C1字中的數(shù)據(jù)碼元是第n+1個數(shù)據(jù)碼元，第三初始C1字中的數(shù)據(jù)碼元是第n+2個數(shù)據(jù)碼元，等等。
當(dāng)12個C2奇偶校驗碼元按剛才描述的方式產(chǎn)生時，這12個C2奇偶校驗碼元被插入到第一初始C1字的C2保持部分，于是構(gòu)成一個初級C1字。然后，由普通的奇偶校驗碼元發(fā)生器產(chǎn)生8個C1奇偶校驗碼元，以響應(yīng)包含在該初級C1字中的數(shù)據(jù)和奇偶校驗碼元。產(chǎn)生的C1奇偶校驗碼元被插入到C1保持部分中，于是構(gòu)成C1碼字。
在圖17所示的C1碼字中，C2奇偶校驗碼元被插入在兩組數(shù)據(jù)符之間。可替換地，該C2奇偶校驗碼元可被設(shè)置在116個數(shù)據(jù)碼元的末尾，即在C2字的末尾。預(yù)定數(shù)量的具有圖17所示結(jié)構(gòu)的C1碼字構(gòu)成了長距糾錯編碼數(shù)據(jù)。即預(yù)定數(shù)量的C1碼字被用作具有圖18所示結(jié)構(gòu)的L格式ECC編碼數(shù)據(jù)。正如該圖所示，使用了128個C1碼字，即i＝0，1，…127。每個C1碼字包括一個同步碼(即圖型)，其后跟有136個碼元S0，S1，…，Sj…S135，這里j＝0，1…135。圖18中所示的圓表示產(chǎn)生C2奇偶校驗碼元的方式。如上面已描述的，為C10碼字產(chǎn)生C2奇偶校驗碼元，以響應(yīng)包含在碼字C10，C11，…C1r中的數(shù)據(jù)碼元(這里r表示數(shù)據(jù)碼元的號數(shù))，并將其組合產(chǎn)生該奇偶校驗碼元。從圖17和18中可以看到，碼元S0-S127構(gòu)成數(shù)據(jù)和C2奇偶校驗碼元，而碼元S128-SP135構(gòu)成C1奇偶校驗碼元?？梢岳斫?，圖為12個C2奇偶校驗碼元被記錄在一個C1碼字中，所以能夠校正多至12個數(shù)據(jù)碼元。由于這12個數(shù)據(jù)碼元包括在12個連續(xù)C1碼字中，所以能夠校正12個C1碼字的突發(fā)差錯，其可校正差錯的數(shù)量為12×136＝1,632個碼元。
圖19中簡要地示出了S格式ECC編碼的例子。在該S格式中，12個C2奇偶校驗碼元被分成兩組，每6個C2奇偶校驗碼元一組，一組6個C2校驗碼元被加到58個數(shù)據(jù)碼元上，而另一組6個C2奇偶校驗碼元被加到下一個58個數(shù)據(jù)碼元上。這樣，不同于從包括在128個C1碼字中的數(shù)據(jù)碼元中產(chǎn)生C2奇偶校驗碼元，S格式中的C2奇偶校驗碼元從包含在具有圖19中所示的示意表示的64個C1碼字中的連續(xù)數(shù)據(jù)碼元中產(chǎn)生。相反，該L格式允許C2奇偶校驗碼元的使用，以校正12個C1碼字中的差錯，S格式支持多至6個C1碼字的奇偶校檢校正。這里，S格式允許校正6×136＝816個碼元的突發(fā)差錯。
當(dāng)與在例如前面已建議類型的CD-ROM中使用的ECC格式相比時，按照本發(fā)明的L格式或S格式的使用使得冗余度從現(xiàn)有技術(shù)CD-ROM的大約25％的降低到本發(fā)明的大約15％。
圖21示出了一個由L格式或S格式中的ECC編碼數(shù)據(jù)形成的區(qū)段，其中該區(qū)段包括一個由24個碼元構(gòu)成的區(qū)段標(biāo)題，還包括18個C1碼字，每個C1碼字具有圖17中所示的結(jié)構(gòu)。包括在該扇區(qū)中最后的C1碼字包括四個差錯檢測碼碼元和12個留作以后使用的碼元。該區(qū)段標(biāo)題展示了圖10中所示的結(jié)構(gòu)。不過，可能出現(xiàn)在該區(qū)段標(biāo)題中的差錯通常可僅通過使用為C1碼字產(chǎn)生的C1奇偶校驗碼元進行校正。
作為本發(fā)明的一個方案，包括在一個C1碼字中被記錄在軌跡中的碼元序列不同于被提供用于記錄的碼元序列。即(并參考圖1)提供給調(diào)制器140的碼元序列不同于提供給開關(guān)124的碼元序列。通過以(這里被稱作)一種打亂的次序記錄數(shù)據(jù)碼元，則減小了突發(fā)差錯的可能性，而這種突發(fā)差錯會使數(shù)據(jù)在重放時達(dá)到不可解釋的程度。特別地，如果該數(shù)據(jù)表示視頻信息，則數(shù)據(jù)碼元以打亂的次序進行記錄將提高能恢復(fù)精確視頻圖象的可能性，即使是在突發(fā)差錯存在的情況下。圖20是數(shù)據(jù)碼元被打亂以便記錄的方法的示意性表示。
假設(shè)數(shù)據(jù)碼元以次序DK被記錄在記錄盤上，并且進一步假設(shè)每個C1碼字由m個碼元構(gòu)成，這些碼元中的n個構(gòu)成一個C2碼字(即116個數(shù)據(jù)碼元和12個C2奇偶校驗碼元)，而這些碼元中的m-n個構(gòu)成C1奇偶校驗碼元。用于記錄的i，j，k，m和n之間的關(guān)系如下K＝m×i+2×j-m(j＜m/2)K＝m×i+2×j-(m-1)(j≥m/2)如果數(shù)據(jù)碼元在該盤上以記錄的次序D0，D1，D2…出現(xiàn)，則這些數(shù)據(jù)碼元被分組成一個奇數(shù)組和跟在其后的一個偶數(shù)組。例如，假設(shè)136個碼元，數(shù)據(jù)碼元D0-D67構(gòu)成一奇數(shù)組的奇數(shù)編號數(shù)據(jù)碼元，和數(shù)據(jù)碼元D68-D135構(gòu)成一偶數(shù)組的偶數(shù)編號數(shù)據(jù)碼元。將會明白，“奇數(shù)”和“偶數(shù)”指的是用于記錄其中數(shù)據(jù)碼元所呈現(xiàn)的原始次序。在上面的公式中，i是C1碼字所呈現(xiàn)用于記錄的連續(xù)次序，j是每個所提供用于記錄的C1碼字中m個碼元的的連續(xù)次序，而k是m個碼元被記錄在盤上的次序。也就是說Dj≠Dk。
當(dāng)具有以順序D0，Dn…D135的數(shù)據(jù)碼元的C1碼字從光盤上重放時，存貯在圖2的環(huán)形緩沖器217的數(shù)據(jù)碼元被重新排列成圖20中所示的次序。圖20的這種次序被算作排列次序，并且由連續(xù)交替的奇數(shù)和偶數(shù)數(shù)據(jù)碼元所組成，該次序是與原始出現(xiàn)到圖1的開關(guān)124用于記錄的碼元相同?？梢岳斫?，包含在記錄的C11碼字中的數(shù)據(jù)碼元實際上部分地屬于C10碼字和C11碼字。就是說，如果記錄的C11碼字由碼元D0，D1，…D135構(gòu)成，則重放在C10碼字包括碼元D1，D3…D133，D135，和重放的C11碼字包括碼元D0，D2…，D132，D134。從光盤上重放的碼元Dk在圖2的環(huán)形緩沖器217中的連續(xù)存貯位置可由下式表示i＝(k/m)-(Kmod2)+1j＝(m/2)×(Kmod2)+(Kmodm)/2其中i是自環(huán)形緩沖器讀出的C1碼字的連續(xù)次序，j是自環(huán)形緩沖器讀出的每個C1碼字中m個碼元的次序的連續(xù)次序，K是m個碼元以其記錄在光盤上的打亂的次序。
雖然本發(fā)明最好以ECC編碼的L格式記錄數(shù)據(jù)，但可以使用這里教導(dǎo)的ECC編碼的S格式。L格式與S格式之間的鑒別可通過檢測TOC數(shù)據(jù)的軌跡信息字段中的ECC字節(jié)，例如表3中所示的ECC字節(jié)，或通過檢測包括在圖11B中所示的子碼字段中的ECC字節(jié)來進行，其中該子碼字段的ECC字節(jié)可以具有圖16所示的結(jié)構(gòu)。能夠用于ECC格式鑒別的另一種技術(shù)是，當(dāng)使用L格式ECC編碼時，考慮使用一個字節(jié)的區(qū)段同步組合，而當(dāng)使用S格式ECC編碼時，考慮使用另一字節(jié)的區(qū)段同步組合。這樣，不僅檢測了區(qū)段同步，而且同時檢測了ECC格式的類型。
而用于L格式與S格式ECC編碼之間鑒別的另一種技術(shù)使用了緊跟在區(qū)段同步組合之后的一個附加的鑒別比特。
用于L和S ECC格式之間鑒別的再一種技術(shù)是建立在圖2的ECC校正電路226滿意工作的能力基礎(chǔ)上。例如，如果糾錯假設(shè)ECC編碼數(shù)據(jù)是以L格式，并且不可能進行差錯校正，則很可能該數(shù)據(jù)實際是以S格式。相反，如果糾錯假設(shè)ECC編碼數(shù)據(jù)是以S格式，但不可能進行差錯校正，則很可能該數(shù)據(jù)已按L格式編碼。這樣，格式之間的鑒別取決于糾錯的成功或失敗。
無論是以L格式或是S格式的ECC編碼數(shù)據(jù)都構(gòu)成卷積碼。一組C1碼字可被認(rèn)為是一個塊，這種C1碼字可以按圖22中示意性示出的方式編碼的塊。這里，除了L格式ECC編碼外，C1碼字是如將要簡要描述的編碼塊。假設(shè)在一初始C1字中的數(shù)據(jù)碼元構(gòu)成一個C2字(如上所述)。假設(shè)該C2字以C21，C22，C23，等等的順序展現(xiàn)。在圖22中，由空心圓表示的碼元是包括在C20字中的數(shù)據(jù)碼元，由充填了的圓表示的碼元是包括在C216字中的數(shù)據(jù)碼元，由三角表示的碼元是包括在C217字中的數(shù)據(jù)碼元，由方塊表示的碼元是包括在C218字中的數(shù)據(jù)碼元，而由X表示的碼元是包括在C219字中的數(shù)據(jù)碼元。因為一個編碼塊由144個C1碼字組成，而每個C1碼字包括僅128個數(shù)據(jù)碼元(包括C2奇偶碼元)，由此得出，C117碼字中的一個數(shù)據(jù)碼元不能包括在所示的塊中，而預(yù)料包括在下一個隨后的塊中。然而，塊編碼要求在碼字C10-C1143的一個塊中的所有數(shù)據(jù)碼元以該塊的形式保持，因而，C117碼字的最后數(shù)據(jù)碼元被“折回”到該塊，作為C10碼字的最后數(shù)據(jù)碼元。類似地，C118字的最后兩個數(shù)據(jù)碼元預(yù)計將落入下一個隨后的塊中，但由于塊編碼，被標(biāo)識為數(shù)據(jù)碼元126和127的這兩個碼元被分別折回到C10和C11碼字。一般地說，否則將包括在下一隨后塊中的一個C2字的那些數(shù)據(jù)碼元被折回到所示塊的開始，以便包括在一個144個C1碼字的塊中的每個C1碼字包括來自該144個C1碼字的128個的交錯數(shù)據(jù)碼元，如圖所示。
每個塊由8個區(qū)段組成，因此，一個塊包括多于16K字節(jié)。糾錯可以在逐塊的基礎(chǔ)上執(zhí)行。
圖23是S格式ECC編碼數(shù)據(jù)的塊編碼的示意性表示。如連同圖22一起所討論的，用于L格式ECC編碼數(shù)據(jù)的塊編碼的相同原理適用于S格式ECC編碼數(shù)據(jù)的塊編碼。然而，在這里，每個塊由4個區(qū)段組成；結(jié)果，每個塊包括8K多個字節(jié)。
現(xiàn)在將描述用于調(diào)制C1碼字以便在光盤100上記錄的調(diào)制技術(shù)(例如由圖1的調(diào)制器140使用的調(diào)制技術(shù))。
一種類型的調(diào)制是8至14調(diào)制(EFM)，這種調(diào)制在CD盤中被作為標(biāo)準(zhǔn)，這種EFM處理的一個例子在日本專利申請6-2655中進行了描述。在正常的EFM中，一個8比特字節(jié)被轉(zhuǎn)換成一個14比特碼元(這些碼元的比特稱作“信道”比特，因為它們被提供給記錄信道)，并且連續(xù)的碼元被邊緣比特分開。至此，使用了三個邊緣比特，選擇這3個比特以假設(shè)自連續(xù)碼元累加的數(shù)字的值(DSV)被減小。EFM是一種游程長度受限(RLL)碼，并且最好在EFM中允許的最短的游程長度包括兩個連續(xù)的0，它們被分隔在1之間，而最長的游程長度被限制到10，其中10個連續(xù)的0可以出現(xiàn)在1之間。
如果使用兩個邊緣比特而不是3個，這種邊緣比特的可能組合是00，01，10和11。在EFM中，邊緣比特狀態(tài)11被禁止。因此，只有3種不同的邊緣比特組合能夠使用，以鏈接(或分隔)連續(xù)的碼元00，01和10。但是，取決于一個或其它由邊緣比特鏈接的碼元的比特流，這些可能狀態(tài)的一個或多個可以被消除，因為，使用被消除的狀態(tài)可能導(dǎo)致一種不需要的DSV。
圖24是由邊緣比特分開的“一串”數(shù)據(jù)碼元的示意性表示。每個數(shù)據(jù)碼元由14個信道比特組成，邊緣比特由2個信道比特組成。這樣，邊緣比特M1把數(shù)據(jù)碼元D1和D2分開；邊緣比特M2把數(shù)據(jù)碼元D2幫D3分開；邊緣比特M3把數(shù)據(jù)碼元D3和D4分開，等等，邊緣經(jīng)特Mm把數(shù)據(jù)碼元Dm和Dm+1分開。盡管如此，假設(shè)包括在一數(shù)據(jù)碼元中的14個信道比特被提供在14個連續(xù)的比特單元中，并且進一步假設(shè)邊緣比特包括在2個連續(xù)的比特單元中，圖24中描述的在信道比特串中的連續(xù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換被不少于2個數(shù)據(jù)比特單元和不多于10個數(shù)據(jù)比特單元所分開。
一串?dāng)?shù)據(jù)碼元可包括奇偶校驗碼元。圖27示出了一幀這樣的碼元，它由一個24比特單元的同步組合開始，后跟12個數(shù)據(jù)碼元(如所示的由2個信道比特分開的14比特碼元)，后跟4個奇偶校驗碼元，再跟有12個數(shù)據(jù)碼元以及由4個奇偶校驗碼元結(jié)束。同步組合如所示一個延續(xù)11比特單元的高信號電平，后跟一個延續(xù)11比特單元的低信號電平，再跟一個延續(xù)2比特單元的高信號電平。也可使用相反的這種組合。圖27也描述了把連續(xù)數(shù)據(jù)碼元分開的2比特邊緣比特；和如上提及，在某些實例中，不能使用三個允許的邊緣比特組合中的某一種。圖28圖解地示出了不能使用邊緣比特組合00或01或10的情況。正如將要描述的，一個被稱作禁止邊緣比特信號M的信號標(biāo)識不能被使用的邊緣比特組合。例如，當(dāng)Minh＝00時，邊緣比特組合00不能使用。類似地，當(dāng)Minh＝01時，邊緣比特組合01不能使用。而當(dāng)Minh＝10時，邊緣比特組合10不能使用。
讓我們假設(shè)邊緣比特把數(shù)據(jù)碼元D1和D2分開。并進一步假設(shè)在數(shù)據(jù)碼元D2的前端連續(xù)0的數(shù)量用A表示，在數(shù)據(jù)碼元D1的尾端0的數(shù)據(jù)是B。如果A+B等于或超過8個連續(xù)0(A+B≥8)，則邊緣比特組合00被禁止(Minh＝00)
如果數(shù)據(jù)碼元D2的最高有效位C1是“1”(A＝0)，或如果次最高有效位C2是“1”(A＝1)，或如果數(shù)據(jù)碼元D1的最低有效位C14是“1”，則邊緣比特組合01被禁止(Minh＝01)。
如果數(shù)據(jù)碼元D1的最低有效位C14是“1”(B＝0)或如果次最低有效位C13是“1”(B＝1)，或如果數(shù)據(jù)碼元D1的最高有效位C1是“1”，則邊緣比特組合10被禁止(Minh＝10)。
上述3種情況并不相互排除；從圖28可以看出可能存在的情況，這些情況排除了邊緣比特組合01和10(如果數(shù)據(jù)碼元D2的最高有效位C1是“1”，或如果數(shù)據(jù)碼元D1的最低有效位C14是“1”，則這兩種邊緣比特情況被排除)。禁止邊緣比特組合的數(shù)量用NI表示。如果NI＝0，所有3個邊緣比特組合都可使用。如果NI＝1，這3個邊緣比特組合中的一個被排除，而另兩種可以使用。如果NI＝2，該邊緣比特組合中的2個被排除，但第三個可允許使用。可以理解NI決不會是3。
現(xiàn)在回到圖25，它示出了一個流程圖，表示選擇一種邊緣比特組合的方法，用于通過一個邊緣比特發(fā)生器插入在兩個數(shù)據(jù)碼元之間。在步驟S1，為每組邊緣比特M1，M2…Mm確定被禁止的邊緣比特組合，和同樣地確定被禁止的邊緣比特組合NI1，NI2…，NIm的數(shù)值。可以理解，對于將要插在數(shù)據(jù)碼元之間的每組邊緣比特的Minh和NI，可以根據(jù)圖28中描述的情況確定。
然后，流程圖進到詢問S2，它確定邊緣比特組合M1的被禁止組合的數(shù)量是否為2。如果是，流程圖進到步驟3，只有一個單獨的邊緣比特組合能被選擇。例如，如果數(shù)據(jù)碼元D2的最高有效位是“1”，則NI1＝2和Minh＝01，10。這樣，步驟S3僅允許邊緣比特組合00被選作邊緣比特組合M1。
然而，如果對詢問S2的回答為否，則2或3種不同的邊緣比特組合能被選取。流程圖進到步驟S4，在該步驟確定第n個邊緣比特組合(n＞2)的被禁止邊緣比特組合Minh。但是，如果第二邊緣比特組合的被禁止組合的數(shù)值是2，即如果NI2＝2，則第n個邊緣比特組合按第m＝1個邊緣比特組合構(gòu)造。也就是說，如果NI2＝2，時于剩下的邊緣比特組合Mn僅一個邊緣比特組合能被選取。該流程圖然后進到步驟S5，其中通過各自的未被禁止的邊緣比特組合數(shù)據(jù)碼元D2被鏈接到數(shù)據(jù)碼元D3，數(shù)據(jù)碼元D3被鏈接到數(shù)據(jù)碼元D4…到數(shù)據(jù)碼元Dn。
之后，在步驟S6，由于邊緣比特組合直至Mn已被選擇，和由于數(shù)據(jù)碼元直至Dn為已知，則計算累加DSV到Dn。為這個數(shù)據(jù)碼元確定的DSV僅加到已從在前的數(shù)據(jù)碼元累加的DSV上。然后，在步驟S7，邊緣比特組合M1被選作特定的邊緣比特組合，它使預(yù)計要累加到數(shù)據(jù)碼元Dn的DSV最小化。
將會理解，步驟S4-S7取決于預(yù)計的DSV，和雖然所考慮的邊緣比特組合是邊緣比特M1，但是用于選擇組合M1的合適邊緣比特組合的技術(shù)是以前向數(shù)據(jù)碼元D2，D3，…Dn為基礎(chǔ)。圖29是根據(jù)“前向”數(shù)據(jù)碼元累加預(yù)計DSV的方法的圖形表示。為了簡化，假設(shè)m＝3，數(shù)據(jù)碼元D1，D2和D3已知，直到數(shù)據(jù)碼元D1的累加DSV已知，且邊緣比特組合M1將被選取。圖29A示出了14比特數(shù)據(jù)碼元，其中“1”和“0”分別由數(shù)據(jù)信號中的轉(zhuǎn)換和不轉(zhuǎn)換表示。圖29A中所示的數(shù)據(jù)碼元與圖29B和29C中所用的數(shù)據(jù)信號相同。圖29A表示作為組合10的邊緣比特組合M1；圖29B表示作為組合01的邊緣比特組合M1；和圖29C表示作為組合00的邊緣比特組合M1。假設(shè)NI1＝0，這意味著對于邊緣比特組合M，沒有被禁止的邊緣比特組合。進一步假設(shè)數(shù)據(jù)碼元的最低有效位被表示為“CWLL”，且在每個數(shù)據(jù)碼元D1，D2和D3中CWLL＝0。此外，根據(jù)數(shù)據(jù)D3的最高有效位，邊緣比特組合01和10被禁止(見圖28)，并且NI2＝2。最后，根據(jù)數(shù)據(jù)碼元D3的串尾的比特流和在數(shù)據(jù)碼元D4的前端的比特流，對于M3的邊緣比特組合00被禁止(見圖28)，且NI3＝1。
圖29D示出了，如果M1＝0，如果M1＝01和如果M1＝00所獲得的直至數(shù)據(jù)碼元D3的末端的累加DSV。具體地說，圖29D的曲線a示出了與M1＝10時的累加DSV；曲線b示出了當(dāng)M1＝01時的累加DSV；而曲線c示出了當(dāng)M1＝00時的累加DSV?？梢钥吹?，在數(shù)據(jù)碼元D2的末尾，如果M1＝10，DSV＝3，如果M1＝01，DSV＝1；和如果M1＝00，DSV＝-5。于是，為了使累加SDV最小化，應(yīng)該為邊緣比特組合M1選擇邊緣比特組合01。但是，如果選擇邊緣比特組合01，則在數(shù)據(jù)碼元D3末尾的所看到的累加DSV將是DSV＝-5。在另一方面，如果已為邊緣比特組合M1選擇了邊緣比特組合00，則在數(shù)據(jù)碼元D3末尾的累加DSV是DSV＝1。那么可以理解，如果對預(yù)計的DSV進行檢查，為邊緣比特組合M1選擇的特定邊緣比特組合不同于如果不對預(yù)計的DSV檢查所選擇的邊緣比特組合。
圖26是邊緣比特選擇裝置的方框圖，其中通過超前直至m個數(shù)據(jù)碼元(m＝4)為邊緣比特組合M1確定邊緣比特組合。于是，計算直至數(shù)據(jù)碼元D5的末端的累加DSV。圖26中的輸入端10被提供有已被ECC編碼的32個連續(xù)字節(jié)，這些字節(jié)被用于從作為ROM存貯一個轉(zhuǎn)換表11中讀出14比特碼元。連續(xù)的14比特碼元被耦合到一個加法器13，它把一個偽幀同步信號加到該連續(xù)數(shù)據(jù)碼元上，偽幀同步信號S1f(“1XXXXXXXXXXX10”)加在每個同步幀的引導(dǎo)部分。偽幀同步信號用于“保留”一個位置，正如所要描述的，在該位置將插入實際的幀組合。
連續(xù)數(shù)據(jù)碼元被耦合到寄存器14-17，用于存貯每個數(shù)據(jù)碼元。于是，寄存器17存貯數(shù)據(jù)碼元D1，寄存器16存貯數(shù)據(jù)碼元D2，寄存器15存貯數(shù)據(jù)碼元D3，寄存器14存貯數(shù)據(jù)碼元D4，并且加法器13這時將數(shù)據(jù)碼元D5提供給寄存器14的輸入端。數(shù)據(jù)碼元D4和D5被耦合到鑒別器30，鑒別器30檢查這些數(shù)據(jù)碼元，以確定其中的任何比特組合是否與圖28中所示的那些相對應(yīng)。取決于被讀出的比特組合，鑒別器30產(chǎn)生禁止邊緣比特信號Minh，它從邊緣比特組合M4中消除某些邊緣比特組合。由該鑒別器產(chǎn)生的禁止邊緣比特信號包括3個比特，并被標(biāo)識為邊緣比特禁止信號Sinh4。在Sinh4的第一比特位置中的“1”禁止邊緣比特組合10，Sinh4的第二比特位置中的“1”禁止邊緣比特組合01，而Sinh4的第三比特位置禁止邊緣比特組合00。作為一個例子，如果僅邊緣比特組合00是一個所允許的邊緣比特組合，則邊緣比特禁止信號Sinh4被表示為“110”。
寄存器17的輸出被耦合到一個幀同步轉(zhuǎn)換器18，該轉(zhuǎn)換器18將14比特偽幀同步信號S1f轉(zhuǎn)換成一個24比特幀同步信號Sf。該24比特幀同步信號被耦合到并行/串行寄存器19。這些被連續(xù)提供給幀同步轉(zhuǎn)換器18的數(shù)據(jù)碼元D1，D2，……并不被修改，即是以它們的14比特結(jié)構(gòu)被提供給并行/串行寄存器。寄存器19把施加給它的這些比特從并行方式轉(zhuǎn)換成串行輸出形式。此外，在一個14比特碼元被從該寄存器串行讀出以后，一個邊緣比特發(fā)生器50產(chǎn)生的2比特邊緣組合從該寄存器串行讀出。利用一個具有24.4314MHz頻率的通道比特時鐘對并行/串行寄存器19定時，以便該寄存器19的串行比特輸出速度為24.4314MbPs。這些串行比特被NRZI調(diào)制器20調(diào)制并被耦合到一個輸出21用于記錄。
已調(diào)NRZI串行比特也被反饋到DSV積分器40，積分器4C對這種串行比特的直流成份進行積分。于是，該DSV積分器累加數(shù)據(jù)碼元和邊緣比特組合的DSV。
按照圖25中所示的流程圖，邊緣比特發(fā)生器50用于實現(xiàn)由圖29A-29D的波形所示的操作。那么，可以理解，該邊緣比特發(fā)生器50可以是一個數(shù)字信號處理器，一個算術(shù)邏輯單元或一個按照圖25的流程圖編程的微處理器。這樣，選擇合適的邊緣比特組合，以便使作為m個后續(xù)數(shù)據(jù)碼元結(jié)果獲得的累加DSV最小化。
上面已描述了一種EFM技術(shù)，其中邊緣比特組合被插入在各連續(xù)的14比特數(shù)據(jù)碼元之間。結(jié)果，每8比特字節(jié)被轉(zhuǎn)換成一個14比特數(shù)據(jù)碼元加一個2比特邊緣組合。下面將討論一種8至16調(diào)制器的最佳實施例，該調(diào)制器排除了邊緣比特組合的產(chǎn)生，使得累加DSV最小化，和對游程長度受限(2，10)碼加以限制。參考圖30，提供有多個“基本”轉(zhuǎn)換表，例如四個轉(zhuǎn)換是T1，T2，T3和T4。每個基本表由兩個分開的表組成，用下標(biāo)a和b標(biāo)記，其中一個轉(zhuǎn)換一8比特字節(jié)成為具有正DSV的16比特碼元，而另一個轉(zhuǎn)換該同一8比特字節(jié)成為一個有負(fù)DSV的16比特碼元。
上述各表按如下分類如果緊接著在前的16比特碼元的最后比特為“1”結(jié)尾，或如果該16比特碼元的最后兩個比特以“1”結(jié)尾，則取決于是否最好的該下一個所選16比特碼元呈現(xiàn)正DSV(于是訪問表T1a)或負(fù)DSV(于是訪問表T1b)，從該表T1a或表T1b中選擇該下一個16比特碼元。
如果緊接著在前的16比特碼元以兩個、三個或四個連接的0結(jié)尾，下一個跟在后面的16比特碼元或者從表T2(即或者從表T2a，或者從表T2b)或者從表T3(即從表T3a或表T3b)中選擇。
如果緊接著在前的16比特碼元以6、7或8個連續(xù)0結(jié)尾，則下一個跟在后面的16比特碼元從表T4中選取。
緊接著幀同步組合產(chǎn)生的第一個16比特碼元從表T1中選取。
從來T2和T3中產(chǎn)生的16比特碼元在以下幾個重要方面彼此不同自表T2讀出的所有16比特碼元包括一個作為第一位的“0”和作為第13位的“0”。
從表T3中讀取的有16比特碼元包括一個作為第一或第13位的“1”或一個作為第一和第13位的“1”。
在由本發(fā)明使用的8至16轉(zhuǎn)換器方案中，響應(yīng)兩個不同的8比特字節(jié)，產(chǎn)生完全相同的16比特碼元是可能的。然而，當(dāng)表示這些字節(jié)之一的16比特碼元產(chǎn)生時，下一個后跟的16比特碼元從表T2中產(chǎn)生；相反，當(dāng)產(chǎn)生表示其它字節(jié)的16比特碼元時，下一個后跟的16比特碼元從表T3中產(chǎn)生。可以理解，通過確認(rèn)產(chǎn)生下一個后跟的16比特碼元的表，兩個字節(jié)(盡管它們被轉(zhuǎn)換成相同的16比特碼元)之間的鑒別可容易地實現(xiàn)。
例如，假設(shè)一個具有值10的8比特字節(jié)和一個具有值20的8比特字節(jié)根據(jù)表T2被轉(zhuǎn)換成相同的16比特碼元0010000100100100。但是，當(dāng)該16比特碼元表示具有值10的字節(jié)時，下一個后跟的16比特碼元從表T2中產(chǎn)生，相反，當(dāng)前述的16比特碼元表示具有值20的字節(jié)時，下一個后跟的16比特碼元從表T3中產(chǎn)生。當(dāng)對碼元0010000100100100解調(diào)時，不能立即確定該碼元是否代表具有值10的字節(jié)還是具有值20的字節(jié)。但是，當(dāng)檢查下一個后跟16比特碼元時，如果該下一個后跟碼元來自表T2，則可以斷定該在前碼元0010000100100100代表字節(jié)10，如果該下一個后跟碼元來自表T3，則斷定該在前碼元代表具有值20的字節(jié)。為了確定下一個后跟16比特碼元是否來自表T2或T3，該鑒別器只需檢查該下一個后跟碼元的第一和第13比特，正如上所討論的。
表Ta(例如，T1a)包括具有一在正方向增加的DSV的16比特碼元。相反地，存貯在表Tb中的16比特碼元具有一在負(fù)方向增加的DSV。作為一個例子，如果一個8比特字節(jié)的值小于64，則該字節(jié)被轉(zhuǎn)換成一個具有相對較大DSV的16比特碼元。相反地，如果該8比特字節(jié)的值等于或大于64，則該字節(jié)被轉(zhuǎn)換成一個具有小DSV的16比特碼元。那些存貯在表Ta中的16比特碼元具有正DSV，而那些存貯在表Tb中的16比特碼元具有負(fù)DSV。這樣，取決于選擇那個表用于轉(zhuǎn)換，一個輸入字節(jié)被轉(zhuǎn)換成一個有正或負(fù)DSV的16比特碼元，并且取決于該被轉(zhuǎn)換的輸入字節(jié)的值，該DSV的值是大或小。
圖30中的表T1a，T1b，…T4a，T4b可被構(gòu)造成ROM 62-69。要被轉(zhuǎn)換的輸入從一輸入端61共同提供給這些ROM中的每一個?；颈淼囊粚Ρ鞹a、Tb被送到一個選擇器開關(guān)，該選擇器開關(guān)選擇一個或另一個表，以便由此讀出16比特碼元，該16比特碼元與由此讀出的輸入字節(jié)相對應(yīng)。正如所示，選擇器開關(guān)71有選擇地把來自表T1a或表T1b的輸出耦合到一輸出開關(guān)75的輸入端X1。類似地，開關(guān)72有選擇地把表T2a或表T2b耦合到開關(guān)75的輸入端X2。開關(guān)73有選擇地把表T3a或表T3b耦合到開關(guān)75的輸入端X3。開關(guān)74有選擇地把表T4a或表T4b耦合到開關(guān)75的輸入端X4。在一個表選擇器76的控制下，輸出開關(guān)15有選擇地把其輸入端X1-X4之一耦合到一個輸出端78。在一DSV計算器77的控制下，選擇器開關(guān)71-74既可選擇表Ta也可選擇表Tb。如圖所示，最終提供到輸出端78的16比特碼元，也耦合到表選擇器和DSV計算器。
按照選擇上述條件的表，表選擇器76讀出從開關(guān)75提供給輸出端78的16比特碼元的結(jié)束比特，以確定是否應(yīng)該選擇基本表T1，T2，T3或T4?？梢岳斫猓谑?，該表選擇器控制開關(guān)75，以選擇從適當(dāng)?shù)幕颈碇凶x出的16比特碼元。例如，如果假設(shè)施加到輸出端78的16比特碼元以6，7或8個連接0結(jié)尾，則開關(guān)75由表選擇器控制將其輸入端X4連接到輸出端，以便下一個后跟16比特碼元自基本表T4讀出。DSV計算器77計算累加DSV，該DSV響應(yīng)施加到輸出端78的每個16比特碼元而被更新。如果該DSV在正方向增加，DSV計算器77控制選擇器開關(guān)71-74連接來自各個表Tb的輸出。相反地，如果計算累加DSV在負(fù)方向上增加，則DSV計算器控制選擇器開關(guān)71-74連接來自各個表Ta的輸出。因而，可以預(yù)料，如果在前16比特碼元呈現(xiàn)一個大的負(fù)DSV，則開關(guān)71-74被控制選擇下一個具有正DSV的16比特碼元；由表選擇器76確定從中讀出下一16比特碼元的特定表。這樣，該累加DSV被看作接近和在0附近擺動。
圖31中說明3和圖30的8至16位的調(diào)制器相匹配的解調(diào)器，作為16至8位轉(zhuǎn)換器的一個例子。這里使用表進行從16位碼元到8位字節(jié)的反向轉(zhuǎn)換，并把這種表標(biāo)記為IT1、IT2、IT3和IT4。這些表可以存儲在ROM84、85、86和87中。期望從表讀出的每個8位字節(jié)相當(dāng)于兩個16位碼元，一個具有正DSV，另一個具有負(fù)DSV。此外，如果16位碼元用作讀出地址，則存儲在表中的每個8位字節(jié)可以有兩個讀出地址。換句話說，每8位字節(jié)可被存儲在兩個單獨的讀出地址位置中。
16位碼元送到輸入端81，并且這一碼元被暫時存儲在寄存器82中，然后共同連接到轉(zhuǎn)換表IT1、IT2。此外，表選擇器83與輸入端81相連，并且連接到寄存器82的輸出端，從而同時被供給當(dāng)前接收到的16位碼元和前一個16位碼元。此外，表選擇器83可被認(rèn)為被提供當(dāng)前收到的16位碼元(從寄存器82輸出)和緊跟著的下一16位碼元。該表選擇器連接于輸出選擇器開關(guān)88，輸出選擇器開關(guān)88把轉(zhuǎn)換表IT1或IT2或IT3或IT4連接于輸出端89。
現(xiàn)在說明表選擇器83的操作方式。如上所述，接著幀同步圖形產(chǎn)生的第一碼元從圖30中的轉(zhuǎn)換表T1讀出。這樣，表選擇器83檢測幀同步組合，從而控制輸出開關(guān)88，使表IT1和輸出端89相連。
如上所述，如果16位碼元可以代表兩個不同8位字節(jié)中的一個或另一個，表選擇器83則檢測下一個從輸入端81送來的16位碼元是來自轉(zhuǎn)換表T2或轉(zhuǎn)換表T3。借助于檢查這個下一16位碼元的第一位和第十三位來作出這一決定。如果表選擇器檢查下一個16位碼元來自表T2，則輸出開關(guān)88就被進行適當(dāng)?shù)目刂疲瑥亩x擇把在寄存器82的輸出端當(dāng)前提供的16位碼元轉(zhuǎn)換為其相應(yīng)的8位字節(jié)的反向轉(zhuǎn)換表。當(dāng)表選擇器83檢測到下一個16位碼元已從圖30中的轉(zhuǎn)換表T3中讀出時，則進行類似的操作。
本發(fā)明把8位字節(jié)轉(zhuǎn)換成16位碼元，而現(xiàn)有技術(shù)把8位字節(jié)轉(zhuǎn)換成14位碼元，并把三個邊緣比特插入連續(xù)碼元之間。因而，因為本發(fā)明在其比特流中僅使用16位，和現(xiàn)有技術(shù)中使用17位相比，本發(fā)明的調(diào)制技術(shù)有效地減少數(shù)據(jù)16/17或大約6％。
雖然本發(fā)明尤其適用于CD-ROM，其上可以記錄計算機數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、視頻音頻數(shù)據(jù)的組合，或計算機文件，但本發(fā)明還尤其適用于記錄和復(fù)制數(shù)字視盤(DVD)，其上記錄著視頻數(shù)據(jù)和與其有關(guān)的音頻數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)按照MPEG標(biāo)準(zhǔn)被壓縮；當(dāng)被壓縮的視頻數(shù)據(jù)在盤上記錄時，包括在每個區(qū)段標(biāo)題(圖10)中的子碼信息則包含具有值3或值4的子碼地址，該地址帶有結(jié)果子碼字段，其形式如圖11D或11E所示。如果子碼地址值為3，則在區(qū)段中記錄的用戶數(shù)據(jù)與ISO 11172-2(MPEG1)或ISO 13818-2(MPEG2)標(biāo)準(zhǔn)一致。如圖11D所示，被記錄在子碼字段內(nèi)的數(shù)據(jù)代表含有這一子碼的區(qū)段的地址和記錄有前一I圖象或下一I圖象有前一區(qū)段之間的差。希望I圖象(即幀內(nèi)編碼圖象，如上所述)被記錄在兩個或更多個區(qū)段內(nèi)。當(dāng)然，每個區(qū)段包括標(biāo)題。然而，記錄在圖11D所示的子碼字段中的距離數(shù)據(jù)表示開頭的或第一個區(qū)段的距離，其中記錄有先一個I圖象和下一個I圖象。如果I圖象部分地記錄在一個區(qū)段并且部分地記錄在另一個區(qū)段，則“另一”區(qū)段的區(qū)段標(biāo)題包括0數(shù)據(jù)，從而表示圖11D中的前一個I距離和下一個I距離。即表示前一I距離和下一個I距離是0。
如果子碼地址值是4，則子碼字段的形式如圖11E所示，如上所述，圖象類型數(shù)據(jù)指示以壓縮形式記錄在這一區(qū)段中的視頻數(shù)據(jù)是否是I、P或B圖象數(shù)據(jù)，并且暫時參考數(shù)據(jù)指示在圖象序列中的位置，在這位置中放置有這一特定的電視圖象。首先記錄I、P或B圖象的區(qū)段分別叫做I、P或B區(qū)段，即使這種I、P或B圖象數(shù)據(jù)被記錄在這一區(qū)段的尾部，而其它圖象數(shù)據(jù)被記錄在其開頭部分也是如此。
圖32是一種壓縮裝置的方塊圖，該壓縮裝置用來對圖1的輸入端121提供MPEG壓縮視頻數(shù)據(jù)。作為模擬亮度(Y)和彩色差(R-Y和B-Y)信號提供的視頻信息由模數(shù)轉(zhuǎn)換器101數(shù)字化，并由視頻壓縮電路102根據(jù)MPEG壓縮系統(tǒng)壓縮。壓縮系統(tǒng)可以符合MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)(ISO 11172-2)或MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)(ISO 13818-2)。壓縮的視頻數(shù)據(jù)被存儲在緩沖存儲器103中，從緩沖存儲器103，壓縮的視頻數(shù)據(jù)被送入多路復(fù)用器107，以便和然后輸入到輸入端121(圖1)的其它數(shù)據(jù)(馬上就要說明)進行多路傳送。和存儲在緩沖存儲器103中的壓縮數(shù)據(jù)有關(guān)的信息被供到系統(tǒng)控制器110，這信息表示壓縮視頻數(shù)據(jù)是否相應(yīng)于I、P或B圖象，并且還表示這一壓縮視頻圖象所處的顯示圖象的暫時順序，以及代表視頻數(shù)據(jù)接收時間或記錄時間的時間碼。來自存儲的、壓縮的視頻數(shù)據(jù)的信息以及供給系統(tǒng)控制器的信息被用來產(chǎn)生在區(qū)段標(biāo)題中記錄的子碼信息。重新參見圖1可見，這一信息從系統(tǒng)控制器110供給區(qū)段標(biāo)題編碼器129，以便插入用戶數(shù)據(jù)的區(qū)段標(biāo)題中。
音頻信號，例如左通道和右通道模擬信號L和R由模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器104數(shù)字化，并在模擬數(shù)據(jù)壓縮電路105中被壓縮。這壓縮電路可以按照自適應(yīng)傳輸聲學(xué)編碼技術(shù)(稱為ATRAC)進行操作，這種技術(shù)和MPEG-音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)或MPEG-2音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)一致。這一技術(shù)當(dāng)前用于在由Sony公司研制的稱為“小型盤”的記錄介質(zhì)中進行壓縮信息，效果不錯。壓縮的音頻數(shù)據(jù)從壓縮電路105供給音頻緩沖存儲器106，接著從存儲器106被連接到多路復(fù)用器107，以便和壓縮的視頻數(shù)據(jù)進行多路傳輸。另外，壓縮電路105可以被省略，并且數(shù)字化的音頻數(shù)據(jù)可以被直接供給緩沖器106，例如可作為16位PCM編碼的信號。存儲在音頻存儲器中的選擇的信息被連接于系統(tǒng)控制器，用來產(chǎn)生在區(qū)段標(biāo)題中記錄的子碼信息。
和多路復(fù)用器107相連的還有在圖32中示出的附加信息，作為子信息，其中包括用于數(shù)字接口數(shù)據(jù)(MIDI)的字符、計算機、圖形和樂器的信息。
標(biāo)題數(shù)據(jù)由字符發(fā)生器111產(chǎn)生，它可以是一般的結(jié)構(gòu)的那種。標(biāo)題數(shù)據(jù)作為填充數(shù)據(jù)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)被識別，并被以可變的長度對標(biāo)題數(shù)據(jù)編碼的壓縮電路112壓縮。壓縮的標(biāo)題數(shù)據(jù)和多路復(fù)用器107相連，以便接著施加于圖1所示的輸入端121。
最好如同所希望的那樣，多路復(fù)用107使壓縮的視頻、音頻以及標(biāo)題數(shù)據(jù)和子信息一塊按照MPEG-1或MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)進行多路傳輸。多路復(fù)用器的輸出被連到圖1中的輸入端121，在那里多路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被ECC編碼、調(diào)制或在盤100中進行記錄。
圖33是用來恢復(fù)記錄在盤100上并已被圖2所示的播放設(shè)備再現(xiàn)的視頻、音頻、標(biāo)題和子信息數(shù)據(jù)的電路的方塊圖。對圖33所示的數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的輸入端是圖2的輸出端224。這一端被連接到去多路傳輸器248，它對前述的多路傳輸?shù)囊曨l、音頻和標(biāo)題數(shù)據(jù)以及子信息進行去多路復(fù)用。如同所希望的那樣，去多路復(fù)用器根據(jù)MPEG-或MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)工作，以便分離壓縮的視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、標(biāo)題數(shù)據(jù)和子信息，壓縮的視頻數(shù)據(jù)被存儲在緩沖存儲器249中，然后根據(jù)需要在擴展電路250中擴展，在后處理器256中進行處理，從而消除誤差，并且由數(shù)模轉(zhuǎn)換器251再轉(zhuǎn)換回模擬形式。擴展電路250根據(jù)MPEG-1或PMEG-2標(biāo)準(zhǔn)進行工作，從而恢復(fù)原始的視頻信息。
后處理器256也適用于把圖示的標(biāo)題信息迭加在恢復(fù)的視頻數(shù)據(jù)上，如下所述，從而使恢復(fù)的標(biāo)題數(shù)據(jù)合適地顯示出來迭加在視頻圖象上。
被分離在音頻數(shù)據(jù)從去多路復(fù)用器248供給音頻緩沖器存儲器252，然后在擴展電路253中進行擴展，并由數(shù)模轉(zhuǎn)換器254轉(zhuǎn)換回模擬形式。擴展電路253根據(jù)MPEG-1或MPEG-2或小型盤標(biāo)準(zhǔn)進行操作。如果記錄在盤100上的音頻數(shù)據(jù)還沒有被壓縮，擴展電路253就可以省略或被旁路。
如圖33所示，由去多路復(fù)用器248分離出的子信息作為直接輸出信息提供，這和圖32表示的情況一致，其中這種子信息在供到多路復(fù)用器107之前不被處理，因而沒有說明去多路復(fù)用器248以后的處理。
分離開的標(biāo)題數(shù)據(jù)從去多路復(fù)用器輸入到標(biāo)題緩沖存儲器233，然后由以和壓縮電路112(圖32)的操作相反的方式操作的標(biāo)題解碼器260對標(biāo)題數(shù)據(jù)進行解碼。這就是說，解碼器260相反的可變長度譯碼操作。被譯碼的標(biāo)題數(shù)據(jù)被送到后處理器256，以便迭加在已從光盤上播放的視頻信息上。
去多路復(fù)用器248監(jiān)視緩沖存儲器249、250和253的容量，檢測這些存儲器相對空或滿的時間。這一監(jiān)視的目的在于確保其中不發(fā)生數(shù)據(jù)過流。
圖33所示的系統(tǒng)控制器230和用戶接口231和圖2中的系統(tǒng)控制器230及用戶接口231相同。
雖然本發(fā)明參照最佳實施例進行了說明，但是對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯然可以作出各種各種改變和改型而不脫離本發(fā)明的構(gòu)思。所附的權(quán)利要求中包括了所有這些改變和改型以及已經(jīng)披露的這些特征的所有等同物。
權(quán)利要求
1.一種從軌跡的間距在0.7μm至0.9μm范圍內(nèi)的光盤再現(xiàn)數(shù)據(jù)的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)包括主要數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)，該裝置包括再現(xiàn)設(shè)備，至少包括透鏡和具有l(wèi)＝λ/2NA空間頻率的光源，其中λ為拾取光束的波長，NA為透鏡的數(shù)值孔徑，可操作地從光盤再現(xiàn)所述主要數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)；解調(diào)器，可操作地把由再現(xiàn)設(shè)備再現(xiàn)的所述主要數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)從16比特碼元串解調(diào)成8比特數(shù)據(jù)串；緩沖器，可操作地在存儲器中暫時存儲所述解調(diào)的主要數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)；和ECC解碼器，可操作地根據(jù)具有至少8個奇偶校驗的碼元解碼所述存儲的主要數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于所述附加數(shù)據(jù)包括光盤型信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于所述附加數(shù)據(jù)包括復(fù)制控制信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述再現(xiàn)設(shè)備從所述光盤以線性速度在3.3mm/sec和5.3mm/sec之間的范圍內(nèi)再現(xiàn)所述數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于所述光盤具有在每比特0.237μm和每比特0.387μm之間范圍內(nèi)的線性密度。
6.一種用于在具有軌跡的間距在0.7μm至0.9μm范圍內(nèi)的光盤上記錄數(shù)據(jù)的裝置，該裝置包括輸入端，可操作地獲取包括主要數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)；ECC編碼器，可操作地編碼所述數(shù)據(jù)以增加具有至少8個奇偶校驗的碼元到該數(shù)據(jù)上；調(diào)制器，可操作地把通過ECC編碼器編碼的所述數(shù)據(jù)從8比特數(shù)據(jù)串調(diào)制成16比特碼元串；和記錄單元，至少包括透鏡和具有l(wèi)＝λ/2NA的空間頻率的光源，其中λ為拾取光束的波長，NA為透鏡的數(shù)值孔徑，可操作地在光盤上記錄所述已調(diào)數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述附加數(shù)據(jù)指示至少包括只讀型光盤和可記錄型光盤的光盤類型。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述附加數(shù)據(jù)包括復(fù)制控制信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述記錄單元在所述光盤上以在每秒3.3mm和每秒5.3mm之間的范圍內(nèi)的線性速度記錄所述數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述記錄單元在所述光盤上以在每比特0.237μm和每比特0.387μm之間范圍內(nèi)的線性密度記錄所述數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種直徑至少140mm厚度1.2mm±0.1mm的光盤，有多條記錄軌跡，其上記錄有代表信息的壓刻凹痕的數(shù)據(jù)，其軌距在0.646μm至1.05μm范圍；軌跡分為引入?yún)^(qū)、節(jié)目區(qū)和引出區(qū)。數(shù)據(jù)包括記錄在至少一條目錄(TOC)軌跡內(nèi)多個區(qū)段上的TOC信息表和用戶軌跡內(nèi)多個區(qū)段上的用戶信息；TOC信息包括記錄在用戶軌跡中起始區(qū)段的地址。數(shù)據(jù)(用戶信息和TOC信息)按照有至少8個奇偶校驗碼元的長距糾錯碼編碼，且被游程有限(RLL)方式調(diào)制。
文檔編號G11B20/18GK1514434SQ0312050
公開日2004年7月21日 申請日期1995年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月19日
發(fā)明者米滿潤, 巖村隆一, 吉村俊司, 河村真, 一, 司 申請人:索尼公司