Устройство и способ подготовки к записи на носителе информации кодируемого с переменным параметром сигнала, устройство и способ последовательного сигнала, способ воспроизведения шаблонов с носителя информации

Устройство и способ подготовки к записи на носителе информации кодируемого с переменным параметром сигнала, устройство и способ последовательного сигнала, способ воспроизведения шаблонов с носителя информации

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам и способам обработки сигналов, кодируемых с переменным параметром. Видео- и аудиоданные записываются на диск в виде блоков, которые состоят из множества пакетов. Если в пакете видеоданных в начале его присутствует 1 шаблон, то непосредственно перед видеопакетом помещают входной пакет, в котором записаны позиции трех предыдущих и трех последующих пакетов. Положение шаблона определяется на основе данных во входном пакете. При этом кодируемый с переменным параметром сигнал разделяется на секторы, каждый из которых начинается с заголовка сектора, мультиплексирующее средство мультиплексирует маркер вида сигнала и кодируемый с переменным параметром сигнал путем ввода субкода в заголовок того сектора, который содержит детерминированную часть сигнала. Кодируемый с переменным параметром сигнал вырабатывается путем уплотнения с переменным коэффициентом уплотнения входного цифрового сигнала. Техническим результатом изобретения является возможность быстро находить точку доступа к записанной информации, что ускоряет процесс поиска. 5 с. и 59 з.п. ф-лы, 20 ил.

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам обработки Сигналов, Кодируемых с Переменным Параметром (СКПП) перед их записью с обеспечением возможности высокоскоростного поиска на носителе записи таких сигналов. Это изобретение относится также и к устройствам и способам для выполнения такого высокоскоростного поиска на носителе с записанными на нем СКПП. И наконец, настоящее изобретение относится к средствам записи СКПП.

На фиг. 1 и 2 приведены примеры обычных устройств записи и воспроизведения. Как видно из рассмотрения блок-схемы фиг. 1, цифровой сигнал, который требуется записать, уплотняется (сжимается) в кодирующем устройстве 1 и подается на вход буфера 4 видеосигнала в составе мультиплексора 3. Аналогично, подлежащий записи цифровой сигнал звукового сопровождения (аудиосигнал) уплотняется и кодируется в аудиошифраторе (кодирующем устройстве) 2, а затем подается на вход буфера 5 аудиосигнала из состава мультиплексора 3.

Выходные выводы буферов 4 и 5 сигналов подключены ко входным выводам Е1 и E2 переключателя 6 соответственно. Выход F переключателя 6 соединен со входом схемы 7 прибавления заголовка. С выхода схемы 7 сигналы подаются на цифровой накопитель (ЗУ) 10, который может содержать, например, магнитооптический диск или же магнитный диск, т.е. "жесткий" диск. На схему управления 8 поступают системные тактовые сигналы от генератора 9 тактовых сигналов мультиплексирующей системы, в результате чего переключатель 6 под управлением схемы 8 подключает выход F попеременно ко входам E1 и E2 через заранее задаваемые интервалы времени. Таким образом осуществляется попеременная передача байтов видеосигнала с выхода видеобуфера 4 и байтов аудиосигнала с выхода буфера 5 аудиосигнала, т.е. мультиплексирование аудио- и видеосигналов с временным разделением.

Под воздействием схемы управления 8 переключатель 6 и схема прибавления заголовка 7 вырабатывают мультиплексированный сигнал, имеющий формат, установленный стандартом ISO 11172 (MPEG) Международной Организации Стандартов. Такой сигнал содержит в своем составе один или несколько блоков информации и один ISO_11172_код_конца. Этот код содержит 32 бита и, будучи представлен в шестнадцатиричной записи, имеет вид 0x0000001B9. Здесь префикс 0x указывает на шестнадцатиричную систему записи, где "x" неопределен.

Каждый блок информации включает в себя заголовок, который содержит Код_ Начала_Блока, Системные Тактовые Сигналы (СТС), указатель Скорости_Мультиплексирования и один или более пакетов информации. Код_Начала_Блока состоит из 32 битов и имеет вид 0x0000001B4, где префикс 0x также является указателем шестнадцатиричной записи. Блок имеет переменную длину, которая может достигать максимальной величины 2048 байтов.

Каждый пакет информации также имеет заголовок, который включает Префикс_ Кода_Начала_Пакета, идентификатор потока данных (ИПД), указатель Длины_Пакета, Отметку Времени Представления (ОВП), Отметку Времени Декодирования (ОВД) и собственно информационную часть пакета, где размещаются упакованные данные. Префикс_ Кода_ Начала_ Пакета состоит из 24 бит и имеет вид 0x0000001. Идентификатор_Потока представляет собой 8-битовый код и указывает тип пакета (см. фиг. 4). Указатель Длины_Пакета (16 битов) обозначает длину пакета, следующего за ним.

В информационной части каждого пакета записывается часть цифрового аудиосигнала (когда идентификатор потока указывает на наличие такого сигнала) или часть видеосигнала (если имеется соответствующее указание идентификатора потока). Поскольку каждый аудиопоток может иметь один из 32-х различных идентификаторов потока, а каждый видеопоток может иметь один из 16-ти возможных идентификаторов, то мультиплексированию могут подвергаться соответственно до 32-х аудиосигналов и до 16-ти различных видеосигналов.

Резервный поток может использоваться, например, для подзаголовочных данных. Приватный_ поток_ 1 и приватный_поток_2 не имеют определенного назначения. Заполнительный_поток используется для увеличения количества данных.

Схема управления 8 контролирует прибавление заголовков и группирование байтов сигнала считывания с помощью алгоритма, приведенного, например, на фиг. 5, с тем, чтобы каждый блок вмещал 2048 байтов в соответствии с описанным выше форматом.

Как можно видеть из рассмотрения фиг. 1 и 5, во время шага S1 алгоритма схема управления 8 подает команду схеме прибавления заголовка 7 сформировать заголовок блока. Затем, во время шага S2 схема управления 8 ожидает, пока сумма величин M4 и M5 не станет равной или больше того количества байтов сигнала D, которое должен вмещать один блок. Другими словами, схема 8 ожидает, пока общее количество байтов сигнала, накопленное в буферах сигналов 4 и 5, не станет равным количеству байтов видеосигнала, записанных в видеобуфере 4, а величина M5 при этом представляет собой количество байтов аудиосигнала, записанных в аудиобуфере 5. Величина D представляет собой общее количество байтов сигналов, которое может вместить один блок. Для упрощения рассмотрения будем далее считать величину D константой, получаемой путем вычитания из максимального количества байтов в блоке (2048) суммы количества байтов заголовка блока, количества байтов заголовка видеопакета и количества байтов заголовка аудиопакета.

Далее, в шаге S3 вычисляются: величина P1, представляющая собой количество байтов видеосигнала, которое должно войти в состав блока, и величина P2, представляющая собой количество байтов аудиосигнала, также подлежащее размещению в составе блока. Для этого служат следующие выражения: P1 = DM4/(M4 + M5) P2 = D - P1 Таким образом, величины P1 и P2 получают путем распределения общего количества байтов сигнала 1, вмещаемого всем блоком, в соответствии с соотношением количеств байтов M4 и M5, накапливаемых в буферах сигналов 4 и 5.

В шаге S4 после того, как надлежащие количества байтов разного вида сигналов определены, схема управления 8 подает команду на схему прибавления заголовка 7 сформировать заголовок видеопакета и затем подать этот заголовок на вход цифрового накопительного ЗУ 10. Затем, в шаге S5 схема управления 8 передает P1 байтов видеосигнала с буфера сигнала 4 на цифровое ЗУ 10. В шаге S6 схема 8 дает команду схеме прибавления заголовка сформировать заголовок аудиопакета и также передать его в цифровое ЗУ 10. В шаге S7 схема управления 8 пересылает P2 байтов аудиосигнала из буфера сигналов 5 снова в цифровое ЗУ 10, которое записывает коммутируемые сигналы, получаемые им от мультиплексирующего устройства 3.

Записанные таким образом в ЗУ 10 мультиплексированные сигналы затем воспроизводятся и декодируются устройством воспроизведения, показанным на фиг. 2. Схема отделения заголовка 22 в блоке разделения 21 отделяет заголовки блоков (информации) и пакетов от мультиплексированных сигналов, считываемых с ЗУ 10. Схема 22 подает заголовки на устройство управления 24, а также подает мультиплексированные видеосигналы и аудиосигналы на вход G переключателя 23. Выходы этого переключателя 23 H1 и H2 подключены ко входам видеодешифратора 25 и аудиодешифратора 26 соответственно. Устройство управления 24 в блоке разделения попеременно подключает входной вывод G переключателя 23 к выходным выводам H1 и H2 в соответствии с указаниями идентификатора потоков в заголовке пакета, получаемыми от схемы отделения заголовков 22. Таким образом производится демультиплексирование сигнала, мультиплексированного с разделением по времени, после чего аудиосигнал и видеосигнал подаются на соответствующие дешифраторы (декодеры).

После того, как видеосигнал, поданный на мультиплексор 3, уплотняется в соответствии со стандартом кодирования MPEG, накладываются определенные ограничения на выполнение операций произвольного доступа или поиска. Уплотненный по стандартам MPEG видеосигнал включает шаблоны (pictures) внутреннего кодирования, называемые I-шаблонами, и два типа шаблонов промежуточного кодирования, называемые P-шаблонами, положения которых предсказуемы в направлении вперед, и B-шаблонами, предсказуемыми по расположению в обоих направлениях. Из этих трех типов шаблонов только I-шаблоны могут уплотняться независимо от других шаблонов, и поэтому можно сказать, что они обладают присущей им способностью к расширению. Для декодирования видеосигнала I-шаблона требуется наличие только видеосигнала самого I-шаблона и не требуется участия видеосигналов других шаблонов. Однако вследствие этого эффективность кодирования I-шаблонов сравнительно низка. Поскольку же P-шаблоны и B-шаблоны образуются путем декодирования разностных сигналов предыдущих и/или последующих шаблонов, эффективность уплотнения таких шаблонов достаточно высока. Однако декодирование P-шаблонов и B-шаблонов требует обращения к видеосигналу эталонного шаблона, предшествующего или следующего за шаблоном, подлежащим декодированию, в дополнение к видеосигналу самого этого шаблона. Вследствие этого два или несколько более I-шаблонов обычно воспроизводятся каждую секунду с тем, чтобы обеспечить возможность произвольного доступа при сохранении приемлемой средней эффективности уплотнения.

На фиг. 6 показана диаграмма цифрового видеосигнала, записанного в ЗУ 10 и включающего I-шаблоны, P-шаблоны и B-шаблоны. Цифровой видеосигнал разделен на несколько Групп Шаблонов (ГШ). Каждая ГШ начинается с I-шаблона. Когда видеосигнал уплотняется с фиксированным коэффициентом уплотнения, то вследствие того, что I-шаблон периодически появляется на заранее определимой позиции, ее местоположение может быть вычислено, в результате чего обеспечивается доступ к I-шаблону. Если же уплотнение видеосигнала производится с переменным коэффициентом уплотнения, местоположение I-шаблона оказывается неопределенным, что затрудняет доступ к нему.

Когда устройство воспроизведения, показанное на фиг. 1, получает команду поиска, главное устройство управления (не показано) посылает команду перехода в режим поиска на схему управления 24, на видеодекодер 25 и на аудиодекодер 26. В режиме поиска видеодекодер 25 декодирует только I-шаблоны в видеосигнале, принимаемом от переключателя 23. С другой стороны, блок разделения 21 выбирает только видеосигналы, представляющие I-шаблоны, и пересылает их в видеодекодер 25, который выполняет свою основную функцию, т.е. декодирует принятые сигналы.

В режиме поиска схема управления 24 посылает к ЗУ 10 команду на перемещение диска на позицию считывания (вперед или назад). Поскольку длительность перемещения на позицию считывания зависит от скорости поиска, коэффициента сжатия (уплотнения) и т.д., то и длительность перемещения увеличивается с увеличением времени поиска и коэффициента уплотнения. После того, как установка на позицию считывания завершена, мультиплексированный сигнал считывается с ЗУ 10 и подается на блок разделения 21. Схема отделения заголовка 22 выполняет эту операцию, видеодекодер 65 декодирует I-шаблон, появляющийся первым, и подает его на видеовыход. Работа аудиодекодера 66 в режиме поиска прерывается.

Путем последовательного повторения описанной выше операции поиска обеспечивается произвольный доступ к информации. При этом если, например, пользователь подает команду на поиск в направлении вперед и с высокой скоростью, то видеодекодер 25 производит поиск I-шаблонов, прогоняя заранее определенное количество блоков видеосигнала, не просматривая их, а затем декодирует и выдает на выход каждый обнаруженный I-шаблон. С другой стороны, ЗУ 10 также может осуществлять поиск I-шаблонов, но затем оно только воспроизводит видеосигналы обнаруженных I-шаблонов и передает их для декодирования видеодекодером 25. Операция поиска, включающая последовательное воспроизведение I-шаблонов, осуществляется путем повторения таких операций.

На фиг. 7 и 8 показаны блок-схемы других известных устройств записи и воспроизведения соответственно. В устройстве, изображенном на фиг. 7, цифровой видеосигнал, который требуется записать, подается на видеошифратор (кодирующее устройство) 1, а цифровой аудиосигнал - на аудиошифратор 2. Выходные сигналы шифраторов 1 и 2 подаются на мультиплексор 3, выход которого соединен со входом ЗУ 10, хранящего результирующий мультиплексированный сигнал.

Этот мультиплексированный сигнал, считанный с ЗУ 10, подается на схему прибавления 50 Таблиц Содержимого (ТС), которая присоединяется ТС к началу мультиплексированного сигнала. Формирование ТС будет описано ниже. С выхода схемы 50 сигналы подаются на вход схемы прибавления 51 заголовка сектора, с выхода которой сигналы подаются на шифратор 52 с Коррекцией Ошибок Кодирования (ЕСС). С выхода этого шифратора сигналы подаются через схему модулирования 53 на устройство 54 механической записи на диск, которое записывает на оптический диск-оригинал 60 сигнал, формирование которого описано выше. На основе диска-оригинала выпускается множество таких оптических дисков, как показанный на фиг. 8 диск 60A, для распространения их среди различных потребителей и специалистов-профессионалов.

Вход ЗУ 33A, хранящего адреса точек входа, соединен либо с выходом видеошифратора 1, либо со схемой 31 обнаружения точек входа, и потому ЗУ 33A хранит информацию о точках входа, поступающую с обоих этих устройств. С выхода ЗУ 33A точек входа сигналы поступают на схему формирования 56 Таблиц Содержимого, которая форматирует ТС. Затем ТС подаются на схему 50 прибавления ТС, которая присоединяет ТС к началу мультиплексированного сигнала, как уже упоминалось выше.

Видеосигнал, предназначенный для записи, уплотняется и кодируется видеошифратором 1, а затем подается на мультиплексор 3. Точно также обрабатывается и аудиосигнал, также поступающий на мультиплексор 3, который обрабатывает получаемые им видео- и аудиокодированные сигналы методом мультиплексирования их с разделением времени. Затем эти сигналы поступают в ЗУ 10, где они и хранятся. Эта процедура повторяется до тех пор, пока все необходимые сигналы не будут занесены на хранение в ЗУ 10.

Выход видеошифратора 1 подключен ко входу ЗУ 33A точек входа. Когда видеошифратор 1 способен вырабатывать сигнал формирования точки входа, он выполняет это при формировании I-шиблона. Этот сигнал формирования точки входа передается в ЗУ 33A точек входа, которое заносит его на хранение всякий раз, как видеошифратор вырабатывает I-шаблон.

Выход видеошифратора 1 соединен также со входом схемы обнаружения 31 видеоточки входа. Когда видеошифратор не способен генерировать сигнал формирования точки входа или когда цифровой видеосигнал, подлежащий записи, уже закодирован, такой сигнал генерируется схемой 31 обнаружения видеоточки входа всякий раз, когда формируется I-шаблон, или же эта схема 31 обнаруживает точку входа в видеосигнале, который она получает от видеошифратора 1, и на основе этого генерирует сигнал формирования точки входа. Всякий раз, как схема 31 обнаружения входной точки обнаруживает ее, данные об этом передаются в ЗУ 33A точки входа и хранятся там.

После того, как видео- и аудиосигналы закодированы и подвергнуты мультиплексированию, они записываются в ЗУ 10. Одновременно с этим данные о точках входа, необходимые для формирования ТС, заносятся на хранение в ЗУ 33A точек входа. После этого начинается процедура присоединения ТС.

Сначала необходимые точки входа передаются на ЗУ 33A на схему 56 формирования ТС. Затем пользователем или контроллером (не показан) производится выборка (селекция) необходимой информации. Точки входа, передаваемые на схему формирования 56, имеют формат, показанный на фиг. 9. В этом примере ТС имеют данные о местоположении N точек входа. Каждая точка входа указывается адресом сектора, состоящим из 4-х байтов.

Возвращаясь к фиг. 7, можно видеть, что ТС, сформированные схемой 56, передаются на схему 50 прибавления ТС, а затем на схему прибавления заголовка сектора, где они и помещаются прежде мультиплексированного сигнала, хранимого в ЗУ 10, который вслед за этим передается из ЗУ 10 через схему 50 присоединения ТС в схему 51 прибавления заголовка сектора.

Как показано на фиг. 10, каждый сектор вмещает 2048 байтов помимо заголовка сектора, состоящего из 16-ти байтов. Заголовок сектора включает номер сектора. Схема 51 прибавления заголовка сектора разделяет мультиплексированный сигнал, поступающий от схемы 50 прибавления ТС, на блоки длиной 2048 байт, а также прибавляет заголовок сектора из 16 байтов, включающий номер сектора. С выхода схемы 51 сигналы поступают на ЕСС шифратор 52.

ЕСС шифратор 52 прибавляет надлежащее количество данных, требуемых для соблюдения четности, к сигналу, поступающему со схемы 51, а затем пересылает результирующий сигнал на схему 53 модулирования. Со схемы 53 модулирования сигнал поступает на механическое устройство записи 54, которое записывает модулированный сигнал на оптический диск-оригинал 60.

В устройстве воспроизведения, показанном на фиг. 8, сигнал, записанный на оптический диск 60A, воспроизводится датчиком 61. С выхода датчика 61 сигнал подается на демодулятор 62, который демодулирует сигнал, приходящий с датчика 61, а затем подает демодулированный сигнал на Схему Коррекции Ошибок Кодирования 63 (ЕСС схема 63). Эта схема выявляется и исправляет ошибки в демодулированном сигнале, а затем пересылает обработанный сигнал к демультиплексору 64.

Видеосигнал с выхода демультиплексора 64 подается на видеодекодер 65, аудиосигнал с того же демультиплексора 64 подается на аудиодекодер 66. Эти декодеры 65 и 66 каждый по отдельности разуплотняют уплотненные сигналы и выдают на выход неуплотненные сигналы.

В ответ на команду пользователя (не показана) воспроизвести сигнал, записанный на диске, контроллер 67 посылает команду на видео- и аудиодекодеры 65 и 66, а также подает запрос на доступ к приводному устройству через схему 69, управляющую приводом. Схема 69 управления приводом приводит в движение датчик 61 через следящую сервосхему 70 по команде от контроллера 67, в результате чего осуществляется воспроизведение записи на диске.

ТС, размещенная перед началом сигнала, записанного на диске, отделяется демультиплексором 64, подается на контроллер 67 и затем хранится в ЗУ 68 ТС. При необходимости ТС считывается из этого ЗУ 68 и используется контроллером 67.

Далее описывается работа известного устройства воспроизведения с диска, изображенного на фиг. 8. После установки оптического диска 60A контроллер 67 выдает команду чтения первого сектора на устройство управления дисководом 69, которое приводит в действие датчик 61 через сервосхему 70, который начинает считывать с диска 60A с начальной позиции.

Датчик 61 освещает оптический диск 60A лучом лазера и считывает записанный сигнал, используя отраженный от диска луч. С датчика 61 сигнал поступает на демодулятор 62. Демодулированный сигнал затем подается на ЕСС схему 63, где производится выявление ошибок и исправление их. Результирующий мультиплексированный сигнал подается с выхода схемы 63 на демультиплексор 64.

В первом секторе диска записаны ТС, которые демультиплексируются схемой 64 и подаются на контроллер 67, хранящий их затем в ЗУ 68 и выводящий их на дисплей (не показан) пользователя.

В ответ на инструкцию пользователя воспроизвести выбранную им строку Таблицы Содержимого контроллер 67 подает на схему 69 управления дисководом команду начать операцию. Через сервосхему 70 устройство управления 69 перемещает датчик 61 на позицию считывания и воспроизведения заданной пользователем строки таблицы. Кроме того, одновременно с этим схема управления 69 подает также команду на видео- и аудиодекодеры 65 и 66 для подготовки их к приему сигналов, воспроизводимых с диска.

Одновременно со считыванием ТС датчик 61 освещает оптический диск лазерным лучом и воспроизводит записанный сигнал, используя отраженный от диска световой луч. С датчика 61 сигнал снимается на демодулятор 62. Демодулированный сигнал подается на схему 63 коррекции и исправления ошибок. После этого мультиплексированный сигнал подается на демультиплексор 64.

Демультиплексированные сигналы с выхода схемы 64 поступают на видео- и аудиодекодеры 65 и 66 соответственно. Видео- и аудиосигналы, которые были уплотнены, теперь расширяются в видео- и аудиодекодерах 65 и 66, образуя цифровой неуплотненный видеосигнал и цифровой неуплотненный аудиосигнал.

Когда мультиплексированный видеосигнал уплотняется в соответствии со стандартом кодирования MPЕG, это накладывает определенные ограничения на выполнение операций произвольного доступа и поиска. В частности, как упоминалось выше, уплотненный в соответствии со стандартом MPEG видеосигнал включает шаблоны внутреннего кодирования (I-шиблон) и два типа шаблонов промежуточного кодирования: P-шаблоны, предсказуемые по местоположению в направлении вперед, и B-шаблоны, предсказуемые по положению в обоих направлениях - вперед и назад. Из этих трех видов шаблонов только I-шаблоны кодируются независимо от шаблонов других видов. При декодировании I-шаблонов требуется только видеосигнал самих этих шаблонов и не требуется участия сигналов шаблона других типов, т.е. I-шаблоны могут декодироваться независимо. Однако при этом коэффициент уплотнения I-шаблонов относительно низок. В случае же с P-шаблонами и B-шаблонами, которые образуются путем декодирования разности сигналов предыдущего и/или последующего шаблонов, коэффициент уплотнения таких шаблонов достаточно высок. Декодирование P-шаблонов и B-шаблонов требует видеосигнала опорного шаблона, предшествующего шаблону, подлежащему декодированию, или следующего за ним в дополнение к видеосигналу самого декодируемого шаблона. Вследствие этого два или несколько более I-шаблонов обычно воспроизводятся каждую секунду для обеспечения возможности произвольного доступа к информации при сохранении достаточного среднего коэффициента уплотнения.

Цифровой видеосигнал, содержащий I-шаблоны, P-шаблоны и B-шаблоны и записанный на оптический диск 60A, разделяется на несколько Групп Шаблонов (ГШ), как уже упоминалось выше со ссылкой на фиг. 6. Каждая группа начинается с I-шаблона. Когда видеосигнал уплотняется с фиксированным коэффициентом уплотнения, то, поскольку I-шаблон периодически появляется на заранее предсказуемой позиции, его местоположение можно определить путем вычислений и к нему может быть обеспечен доступ. Однако, когда видеосигнал уплотняется с переменным коэффициентом, местоположение I-шаблонов становится неопределенным, что затрудняет доступ к ним.

В частности, когда команда на выполнение операции поиска поступает на дисковое устройство воспроизведения, показанное на фиг. 8, контроллер 67 посылает команду на переход в режим поиска устройству 69 управления накопителем (дисководом), видеодекодеру 65 и аудиодекодеру 66. В режиме поиска видеодекодер 65 декодирует только I-шаблоны в поступающем на него видеосигнале. С другой стороны, демультиплексор 64 отбирает только видеосигналы с I-шаблонами и подает их на видеодекодер 65, который и декодирует эти сигналы.

В режиме поиска устройство управления 69 подает на сервосхему 70 команду переместить диск на позицию считывания (вперед или назад). Длительность такого перемещения зависит от скорости поиска, коэффициента уплотнения и т.п. Поэтому обычно длительность установки увеличивается с увеличением скорости поиска, а также с увеличением коэффициента уплотнения. После завершения установки позиции считывания сигнал с датчика 61 подается на демультиплексор 64 через демодулятор 62 и ЕСС схему 63. Прошедший демультиплексор 64 видеосигнал вводится в I-шаблон, появляющийся первым, и затем подается на видеовыход. Работа аудиодекодера 66 приостанавливается в режиме поиска.

Таким же образом, что описано выше, операция поиска с использованием последовательных воспроизведений I-шаблонов выполняется благодаря повторным операциям произвольного доступа. Так, например, при поступлении команды пользователя, предписывающей высокоскоростной поиск вперед, видеодекодер 25 производит поиск I-шаблона путем прогона заранее определяемого количества кадров получаемого им видеосигнала, декодирует и выдает на выход каждый обнаруженный I-шаблон. С другой стороны, в ответ на команду от контроллера 67 устройство управления 69 приводит в действие следящую сервосхему 70 для поиска I-шаблона, причем только видеосигналы I-шаблона передаются на видеодекодер 65. Таким образом, процедура поиска, включающая последовательное воспроизведение I-шаблона, осуществляется путем повторения описанных операций.

В связи с этим время, потребное для декодирования I-шаблона при выполнении поиска, может быть вычислено. Если считать ЗУ 10 дисковым накопителем данных, работающим в режиме оперативного ЗУ (ОЗУ), то это время сложится из перечисленных ниже временных параметров.

Время установки головок: M (зависит от особенностей механической конструкции) Время отработки сервомеханизма: N (зависит от сервосхемы) Время ожидания оборота (диска): около 300 миллисекунд при отсчете по внешней окружности компакт-диска Время считывания данных: около 150 миллисекунд на I-шаблон. Поскольку здесь речь идет об операции поиска смежных (соседних) I-шаблонов, можно считать, что из перечисленных выше параметров время установки головок M и время отработки сервомеханизма N будут весьма невелики по сравнению с временем ожидания при обороте (повороте) диска, и потому ими можно пренебречь. Вследствие этого обычно считают, что время различных преобразований в шаблоне может составить около 450 миллисекунд (максимум).

Максимальное время ожидания рассчитывают относительно наибольшей окружности (диаметром 116 мм) компакт-диска и линейной скорости вращения 1,2 м/сек.

Время же на считывание данных подсчитывается следующим образом.

При условии соблюдения норм MPEG объем данных, отводимый для I-шаблона, P-шаблона и B-шаблона, оказывается различным исходя из условия эффективного выполнения уплотнения. Например, 150 Кбит отводится для I-шаблона, где уплотнение производится только внутри шаблона, 75 Кбит отводится под P-шаблоны, так как они также считаются достаточно важными элементами, и для B-шаблонов отводится 5 Кбит, поскольку они могут интерполироваться в обоих направлениях. В частности, ГШ, которая состоит из 15-ти шаблонов, имеет общий объем 500 Кбит, поскольку она включает один I-шаблон, четыре P-шаблона и десять B-шаблонов, при этом объем данных в 1 Мбит требует по времени одну секунду, что совпадает с быстродействием дискового ОЗУ. В данном случае считывание одного I-шаблона занимает 150/1000 = 150 мсек. Во всех вышеприведенных расчетах считалось, что шаблоны сменяют один другого через 450 мсек максимум.

В известных устройствах вследствие того, что положение I-шаблона (т.е. точки доступа) неизвестно, в процессе поиска приходится ожидать появления точки доступа после того, как позиция считывания сместилась на какое-то расстояние. Следовательно, временной цикл операции поиска может быть достаточно велик, что ограничивает скорость поиска.

Кроме того, в известных устройствах вследствие того, что время вращения диска и время считывания данных I-шаблона очень велики, период различных преобразований в шаблонах во время процесса поиска оказывается очень большим. Следовательно, поскольку лишь два или несколько больше шаблонов обрабатываются за одну секунду во время поиска, показатели этой операции оказываются довольно низкими Настоящее изобретение было создано с учетом описанных выше недостатков известных технических решений и позволяет быстро находить точку доступа, что увеличивает скорость поиска.

Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы ускорить преобразования в шаблонах во время поиска.

Сущность изобретения Настоящее изобретение в первую очередь следует рассматривать как устройство для подготовки к записи на носитель сигнала, кодируемого с переменным параметром кодирования, с использованием переменного коэффициента уплотнения и частичным использованием сигнала заранее определенного вида. Такое устройство содержит электронную схему, вырабатывающую сигнал флажка, указывающего ту часть основного кодируемого сигнала (СКПП), которая имеет заранее определенный вид (детерминированная часть). Устройство содержит также электронную схему, которая по сигналу флажка вырабатывает маркер вида сигнала. И, наконец, настоящее устройство содержит электронную схему, которая мультиплексирует маркер вида сигнала с сигналом, кодируемым с переменным коэффициентом уплотнения, образуя мультиплексированный сигнал. Маркер вида сигнала располагается в мультиплексированном сигнале смежно с той частью сигнала, которая имеет заранее определенный вид (детерминированная часть).

В тех случаях, когда мультиплексированный сигнал разделяется на блоки, состоящие из множества пакетов, маркер сигнала включается во входной пакет, который размещается непосредственно перед пакетом, включающим часть сигнала заранее заданного вида. В тех же случаях, когда мультиплексированный сигнал разделяется на секторы, каждый из которых включает и заголовок сектора, маркер вида сигнала вводится в заголовок того сектора, который включает детерминированную часть сигнала.

Каждый маркер сигнала может содержать информацию о местоположении на носителе информации дополнительного маркера вида сигнала и сопровождающей его детерминированной части сигнала. Каждый маркер сигнала может также содержать информацию о местоположении на носителе множества дополнительных маркеров вида сигнала, последовательно предшествующих и последующих по отношению к данному маркеру вида сигнала.

Если цифровой входной сигнал представляет собой видеосигнал, содержащий множество шаблонов, уплотняемых либо во внутришаблонном режиме, либо в межшаблонном режиме, маркер вида сигнала вырабатывается в том случае, когда уплотнение производится во внутришаблонном режиме.

В настоящем изобретении разработан также способ подготовки к записи на носителе информации кодируемого с переменным параметром сигнала, который вырабатывают путем уплотнения входного цифрового сигнала с переменным коэффициентом уплотнения и с использованием части сигнала, имеющей заранее задаваемый вид (т.е. детерминированной части сигнала). Согласно этому способу вырабатывают сигнал флажка, указывающий детерминированную часть в составе сигнала, кодируемого с переменным параметром. В ответ на сигнал флажка вырабатывают также маркер вида сигнала и, наконец, этот маркер вида сигнала мультиплексируют с кодируемым с переменным параметром сигналом для образования мультиплексированного сигнала, в котором маркер вида сигнала размещают смежно с детерминированной частью сигнала.

В тех случаях, когда мультиплексированный сигнал разделяют на блоки, состоящие из множества пакетов, маркер сигнала включает в состав входного (первого) пакета и во время выполнения операции мультиплексирования помещают его (пакет) непосредственно перед пакетом, содержащим детерминированную часть сигнала. В тех случаях, когда мультиплексированный сигнал разделяют на секторы, каждый из которых содержит заголовок сектора, при выполнении операции мультиплексирования маркер сигнала помещают в виде субкода в заголовок того сектора, в котором содержится детерминированная часть сигнала.

Каждый маркер сигнала может содержать информацию о местоположении на носителе дополнительного маркера вида сигнала и сопровождающей его детерминированной части сигнала. Могут быть также сформированы маркеры сигналов, которые содержат информацию о местоположении множества маркеров вида сигнала, последовательно предшествующих и следующих за данным маркером вида сигнала.

Когда входной цифровой сигнал представляет собой видеосигнал, содержащий множество шаблонов, уплотненных либо во внутришаблонном режиме, либо в межшаблонном режиме, операцию формирования маркера сигнала выполняют в том случае, если шаблон уплотнен во внутришаблонном режиме.

Кроме того, настоящее изобретение включает также устройство для последовательного воспроизведения частей мультиплексированного сигнала, записанного на носителе информации, для выполнения высокоскоростного поиска. Мультиплексированный сигнал включает сигнал, кодируемый с переменным параметром, и маркеры вида сигнала, идентифицирующие детерминированные части сигнала в таком кодируемом с переменным параметром сигнале. Такое устройство содержит систему для воспроизведения части мультиплексированного сигнала с позиции считывания на носителе информации. Предусмотрена электронная схема, выполняющая демультиплексирование кодированного с переменным параметром сигнала и маркера вида сигнала из части мультиплексированного сигнала. Имеется также электронная схема управления, изменяющая позицию считывания под воздействием маркера вида сигнала.

Маркер вида сигнала может содержать информацию, указывающую местоположение на носителе дополнительного маркера вида сигнала, и тогда схема управления изменяет позицию считывания в ответ на воздействие такой информации о положении маркера вида сигнала. Схема управления может также включать электронную схему для извлечения информации о местоположении из маркера вида сигнала и изменять старую позицию считывания на новую позицию, указанную такой информацией о положении. Далее система воспроизведения воспроизводит мультиплексированный сигнал, включающий дополнительный маркер вида сигнала, с новой позиции считывания.

Детерминированная часть сигнала может быть расширяемой частью кодируемого с переменным параметром сигнала, и эта расширяемая часть такого сигнала может следовать непосредственно за каждым маркером вида сигнала в мультиплексированном сигнале. На каждой позиции считывания та часть мультиплексированного сигнала, которая воспроизводится системой воспроизведения, включает маркер вида сигнала и расширяемую часть сигнала, кодируемого с переменным параметром. Данное устройство может также дополнительно содержать электронную схему для расширения расширяемой части кодируемого сигнала, извлеченной демультиплексором из мультиплексированного сигнала, а также для представления расширенной части в виде выходного сигнала.

В настоящем изобретении разработан также способ последовательного воспроизведения частей мультиплексированного сигнала, записанного на носителе, для осуществления высокоскоростного поиска. Мультиплексированный сигнал включает в себя кодируемый с переменным параметром сигнал и маркер вида сигнала, идентифицирующий части сигнала, заранее детерминированные и входящие в состав кодируемого сигнала. В способе, разработанном согласно настоящему изобретению, повторяются следующие операции: часть мультиплексированного сигнала воспроизводится с позиции считывания на носителе информации; кодируемый с переменным параметром сигнал и маркер вида сигнала демультиплексируются из воспроизведенной части мультиплексированного сигнала и позиция считывания изменяется в ответ на воздействие маркера вида сигнала.

Маркер вида сигнала может содержать информацию, указывающую положение на носителе дополнительного маркера вида сигнала; в этом случае позиция считывания изменяется под