Спосіб зберігання здебільшого звукової інформації на унітарному носії інформації, унітарний носій та пристрій читання для взаємодії з носієм

1 Спосіб зберігання здебільшого звукової інформації на унітарному носи інформації із використанням реєстру даних (ТОС), що характеризує фактичну конфігурацію різних звукових фрагментів на зазначеному носи, який відрізняється тим, що для кожного з множини різних стандартизованих звукових форматів призначають один або декілька суб-ТОС, і також надають один головний ТОС, який окремо вказує на кожний з зазначених субТОС 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що КІЛЬКІСТЬ суб-ТОС -2 значений головний ТОС надається у МІСЦІ, розташованому зі стандартним зміщенням відносно початкової позиції зазначеного носія 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначені звукові формати включають, принаймні, формат "Стерео" і щонайменше один формат багатоканального звуку 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що додатково надається щонайменше одна область формату додаткових даних 6 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що додатково принаймні один з зазначених ТОС та субТОС з міркувань безпеки надається в щонайменше двох екземплярах 7 Унітарний носій, виготовлений із застосуванням способу за п 1 8 Носій за п 7, який відрізняється тим, що він є оптично зчитуваним диском 9 Пристрій читання для взаємодії з носієм за п 8 10 Пристрій за п 9, який відрізняється тим, що він має засіб для утримування диска, засіб для оптичного читання та привід для пересування доріжки диска вздовж вказаного засобу для оптичного читання 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що за Винахід стосується способу, про який йдеться в преамбулі пункту 1 формули винаходу Зберігання цифрового звуку на унітарних носіях, таких як диск чи стрічка, широко застосовується в наш час У випадку, коли звукова інформація фактично підрозділяється на множину субфрагментів, використання реєстру даних (або таблиці вмісту, ТОС) забезпечує відносно швидкий доступ до інформації Як правило, ТОС вказує принаймні на те, що саме зберігається, і де саме воно зберігається В той самий час, звукова інформація надається ВІДПОВІДНО до багатьох стандартизованих звукових форматів, таких як двоканальне стерео, багатоканальний (5 - 6 каналів) звук, як той, що використовується в системах surround-sound (системах об'ємного звуку), та інших Той, хто надає звукову інформацію, може забажати поєднати декілька О ю таких різних форматів на одному носи, такому як оптичний диск, і, ВІДПОВІДНО, користувач бажатиме швидко та просто звертатися до різних звукових фрагментів Отже, поміж іншого, метою даного винаходу є надання системі роботи зі звуковою інформацією можливості розпізнавати різні формати та працювати з різними фрагментами одного формату без необхідності у ЗМІНІ діючої схеми функціонування декодера Таким чином, ВІДПОВІДНО ДО ОДНОГО ЗІ своїх аспектів, винахід описується згідно із ВІДМІТНОЮ частиною п 1 формули винаходу Винахід також стосується унітарного носія інформації, виконаного за вказаним методом, та пристрою читання, чи програвача, виконаного з можливістю взаємодії з таким носієм інформації Один чи декілька з зазначених звукових форматів ю 52725 можуть бути "фіісгивними", але заради стандартності в такому випадку також застосовується багаторівневий ТОС Додаткові перспективні аспекти винаходу надаються в залежних пунктах формули винаходу Ці та ІНШІ аспекти та переваги винаходу будуть докладніше описані нижче, із вказуванням на переважні варіанти втілення, та зокрема із посиланнями на прикладені креслення, на яких зображені Фіг 1а, 1Ь - носій запису, Фіг 2 - пристрій відтворювання, Фіг 3 - записувальний пристрій, Фіг 4 - файлова система для застосування з цим винаходом, Фіг 5 - першій формат зберігання для цього винаходу, Фіг 6 - другий формат зберігання для цього винаходу Таблиця 1 визначає структуру Master_TOC, Таблиця 2 визначає структуру Master_TOC_0, Таблиця 3 визначає структуру Discjnfo На фіг 1а зображений носій запису 11, який має форму диска, із доріжкою 19 та центральним отвором 10 Доріжка 19 виконана на інформаційному шарі у формі спіралі, витки якої утворюють собою практично паралельні доріжки Носієм може бути оптичний диск з інформаційним шаром, який може бути таким, що придатний до записування (записний), або таким, що є записаним заздалегідь Прикладами записних дисків є CD-R, CD-RW, DVD-RAM, в той час як аудю-CD є заздалегідь записаним диском Заздалегідь записані диски можуть бути виготовлені таким шляхом по-перше, записування мастер-диска, і, згодом, штамповка дисків для споживачів Доріжка 19 на записному диску позначається формуванням під час виготовлення порожнього носія запису заздалегідь відштампованої доріжкової структури Доріжка може бути втілена як заздалегідь запроваджена розмітка 14, щоб уможливити слідування головки читання/запису вздовж доріжки 19 під час сканування Інформація записується на інформаційний шар вздовж цієї доріжки за допомогою оптично-виявних міток, наприклад, ПІТІВ та рівних ділянок (проміжків між літами) На фіг 1Ь показаний поперечний переріз вздовж лінії b-b записного носія запису 11, де прозора основа 15 несе реєструвальний шар 16 і захисний шар 17 Заздалегідь запроваджена розмітка 14 може бути виконана як поглиблення, підвищення, або може передаватися через якусь характеристику матеріалу, яка є ВІДМІННОЮ ВІД ВІДПОВІДНОЇ характеристики навколишнього оточення Для зручності споживачів, звукова інформація на носи запису розділяється на фрагменти, які звичайно мають тривалість в декілька хвилин, наприклад, ПІСНІ альбому або частини симфонії Зазвичай носій запису також містить інформацію доступу, для ідентифікування названих фрагментів, наприклад таку, як міститься в так званому реєстрі даних (ТОС), або таку, що передбачена файловою системою ISO 9660 для CD-ROM Ця інформація доступу може включати час відтворювання та початкову адресу для кожного фрагменту, а також додаткову інформацію, таку як назва ПІСНІ Звукова інформація записується в цифровій формі після аналого-цифрового перетворення (АЦП) Прикладами АЦП є імпульсно-кодова модуляція (РСМ), 16 біт на вибірку при частоті 44,1 кГц, відома з аудю-CD, та 1-бітова сігмадельта модуляція з високою частотою передискретизацм, наприклад 64xFs, що зветься бітовим потоком Останній спосіб є методом кодування з високою якістю, що дає можливість вибору між декодуванням з високою якістю та декодуванням з низькою якістю, останнє дозволяє використання простішої схеми декодування 3 цього приводу див документи D5 та D6, вказані нижче Після здійснення АЦП для записування на інформаційний шар здійснюють ущільнення цифрового звуку, з одержанням звукової інформації із змінною швидкістю передавання бітів Вказану ущільнену звукову інформацію зчитують з носія запису з такою швидкістю, що після розущільнення (декомпресії) первинний масштаб часу буде практично відновлений при безперервному відтворюванні звукової інформації Отже, ущільнена інформація повинна зчитуватися із швидкістю, залежною від змінної швидкості передавання бітів Інформація зчитується з носія запису із швидкістю, яку називають "швидкість передавання", - швидкістю, з якою байти інформації передаються від носія запису до декомпресора (розущільнювача) ЩІЛЬНІСТЬ інформації на носи запису може бути тією ж самою на усієї поверхні, забезпечуючи найвищий об'єм на одиницю площини інформації, що зберігається В такій системі швидкість передавання пропорційна ВІДНОСНІЙ ЛІНІЙНІЙ швидкості між носієм та головкою читання/запису Якщо перед декомпресором передбачений буфер, фактично швидкістю передавання є швидкість перед цим буфером На фіг 2 показаний запропонований цим винаходом пристрій відтворювання для читання носія запису 11, показаного на фіг 1 Цей пристрій має привід 21 для обертання носія запису 11 та головку читання 22, для сканування доріжки носія запису Засіб позиціонування 25 здійснює грубе радіальне позиціонування головки читання 22 Головка читання 22 має відому оптичну систему із джерелом випромінювання, яке генерує пучок 24 проміння, що спрямовується через оптичні елементи і фокусується в пляму 23 на доріжці на інформаційному шарі Головка читання також має виконавчий механізм фокусування, для переміщення фокусу проміння 24 вздовж оптичної ВІСІ пучка, та виконавчий механізм стеження, для точного радіального позиціонування плями 23 на центр доріжки Виконавчий механізм стеження може включати в себе котушки для пересування певного оптичного елементу або може бути виконаним з можливістю змінювати кут певного відбивального елементу Відбите інформаційним шаром проміння детектують за допомогою відомого детектора, який входить до складу головки читання 22, наприклад, чотири-квадрантного діоду, із одержанням сигналу читання і додаткових сигналів детектора, включаючи сигнали помилки позиціонування та помилки фокусування для виконавчих механізмів стеження та фокусування, ВІДПОВІДНО ДЛЯ відновлення інформації сигнал читання обробляється засобом читання 27 звичайного типу, наприклад, таким, що включає до свого складу канальний декодер та 52725 блок виправлення помилок Одержана інформація подається на засіб 28 відбирання інформації, для відбирання ущільненої звуковоїінформації для подання в буфер 29 Відбирання здійснюється за допомогою ідентифікаторів типу інформації, які також записані на носи запису, наприклад, заголовків фреймів у випадку формату, що передбачає розділення інформації на фрейми 3 буфера 29 ущільнена інформація подається в декомпресор 31 як сигнал ЗО Цей сигнал може також видаватися в ЗОВНІШНІЙ декомпресор Декомпресор 31 декодує ущільнену звукову інформацію для відтворення первинної звукової інформації на виході 32 Цей декомпресор може бути частиною окремого ЦАП 33 для високоякісного звуку В альтернативній реалізації буфер може бути передбачений перед засобом відбирання інформації Буфер 29 може бути розміщений в окремому корпусі, але може бути й об'єднаним з буфером декомпресора Цей пристрій також включає в себе блок 20 керування, для прийому команд керування від користувача чи головного комп'ютера (не показаний), який через лінії 26 керування, такі як системна шина, підключений до приводу 21, засобу позиціонування 25, засобу читання 27 та засобу 28 відбирання інформації, а також, можливо, до буфера 29, для керування рівнем заповнення буфера Для цього блок 20 керування може включати до свого складу схеми керування, такі як мікропроцесор, пам'ять для зберігання програм та керівні ЛОГІЧНІ елементи, для здійснення операцій, описаних нижче Блок 20 керування може бути реалізований як скінченний автомат на логічних схемах Методи ущільнення і розущільнення звукової інформації є відомими Звукова інформація може бути ущільнена після оцифровування, шляхом аналізування кореляцій в сигналі та формування параметрів для фрагментів певного визначеного розміру Під час розущільнення первинний сигнал відновлюється із використанням зворотного процесу Якщо первинний оцифрований сигнал відновлюється точно, ущільнення/розущільнення є таким, що відбувається без втрат, тоді як при ущільненні/розущільненні з втратами не будуть відтворені окремі деталі первинного сигналу, які, проте, є такими, що практично не можуть бути розрізнені людським вухом чи оком БІЛЬШІСТЬ ВІДОМИХ систем для аудю- та відеоінформацм, такі як DCC та MPEG, використовують ущільнення з втратами, тоді як ущільнення без втрат використовують для зберігання комп'ютерної інформації Приклади з ущільнення і розущільнення звукової інформації можуть бути знайдені в документах D2, D3 і D4, вказаних нижче, з яких ущільнення з втратами, описане в D2, є особливо прийнятним для забезпечення високої якості звукової інформації ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу, засіб 28 відбирання інформації виконаний з можливістю відновлення зі зчитаних даних певної керівної інформації Засіб 28 відбирання інформації також виконаний з можливістю відкидати усю незначущу інформацію, додану під час записування Коли блок 20 керування отримує команду відтворити якійсь звуковий фрагмент з носія запису, засіб позиціонування 25 скеровується таким чином, щоб позицюнувати головку читання на ту частину дорі жки, де зберігається ТОС Початкова адреса зазначеного фрагменту буде згодом вийнята з ТОС через засіб 28 відбирання інформації В альтернативному варіанті реалізації інформація з ТОС може зчитуватися лише один раз, при встановленні диска в пристрій, і зберігатися в пам'яті Для відтворення зазначеного фрагменту привід 21 скеровується таким чином, щоб обертати носій запису з ВІДПОВІДНОЮ швидкістю обертання, яка визначається за показниками часу, що зберігаються разом зі звуковою інформацією Радіальне розташування зазначеного фрагменту може бути обчислене виходячи з зазначеної початкової адреси, тому що параметри ЩІЛЬНОСТІ НОСІЯ запису, такі як крок доріжки та довжина біту, є заданими заздалегідь і ВІДОМІ пристрою відтворювання, як правило - з ВІДПОВІДНОГО стандарту Після цього швидкість обертання може бути визначена виходячи з швидкості передавання бітів та радіального розташування Для забезпечення безперервного відтворювання, без переповнення або антипереповнення буфера, швидкість передавання пов'язується із швидкістю функціонування ЦАП, цебто із швидкістю передавання бітів після розущільнення Для цього зазначений пристрій може включати до свого складу генератор опорної частоти для керування розущільнювачем, і швидкість обертання може бути поставлена в залежність від цієї опорної частоти та параметрів швидкості Замість цього або поряд із цим, швидкість обертання може регулюватись в залежності від середнього рівня наповненості буфера 29, наприклад, швидкість обертання зменшують, коли буфер заповнений, в середньому, більше ніж на50% На фіг 3 показаний запропонований цим винаходом записувальний пристрій, для записування інформації на (пере)записний носій запису 11 Протягом операції записування на носи запису утворюють мітки, які репрезентують зазначену інформацію Ці МІТКИ можуть бути у будь-якій формі, що допускає оптичне читання, наприклад, у формі ділянок, коефіцієнт відбиття яких ВІДМІННИЙ від коефіцієнту відбиття навколишнього матеріалу, можуть одержуватися записуванням на такому матеріалі, як барвник, сплав чи зміною фазового стану, чи можуть бути у формі ділянок з напрямком магнітного поля, ВІДМІННИМ ВІД навколишнього матеріалу, при записуванні на магнітооптичний матеріал Записування та читання інформації при записуванні на оптичні диски та придатні до використання методи форматування, виправлення помилок та канального кодування є добре відомими, наприклад, з CD-систем Мітки можуть утворюватися плямою 23, що утворюється на реєструвальному шарі променем 24 електромагнітного проміння, звичайно з лазерного діоду Основні елементи записувального пристрою подібні до елементів, показаних на фіг 2, а саме блок 20 керування, привід 21 та засіб 25 позиціонування, але записувальний пристрій включає до свого складу ще й головку запису 39 Звукова інформація подається на вхід засобу ущільнення 35, який може бути виконаний в окремому корпусі Ущільнення, придатне до використання, описане в D2, D3 та D4 3 виходу засобу ущільнення 35 ущільнена зву 52725 кова інформація зі змінною швидкістю передавання бітів подається в буфер 36 3 буфера 36 дані подаються в засіб 37 мультиплексування даних, для додання незначущої інформації, необхідної для узгодження швидкості передавання, та іншої керівної інформації Загальний потік даних подається в засіб записування 38 для записування Головка запису 39 підключена до засобу записування 38, який включає в себе, наприклад, засоби форматування, кодування для захисту від помилок та канального кодування Дані, які подають на вхід засобу записування 38, розподіляються по логічним та фізичним секторам згідно з правилами форматування та кодування, та перетворюються в сигнал запису для головки запису 39 Блок 20 виконаний з можливістю керування, через лінії керування 26, буфером 36, засобом 37 мультиплексування даних та засобом записування 38, а також здійснення позиціонування, як описано вище для пристрою відтворювання На фіг 4 показано файлову систему для використання з цим винаходом, прийнятними будуть різні її варіанти Як основні варіанти винахідники пропонують використовувати носи інформації, які базуються на файловій системі UDF або файловій системі ISO 9660, або на них обох, названі системи є відомими фахівцям В альтернативній реалізації, файлова система взагалі відсутня, і місце ВІДПОВІДНИХ секторів залишається вільним Якщо файлова система використовується, вся звукова інформація буде зберігатися в аудіофайлах, які зберігаються в підкаталогу SCD_AUDIO Як показано на фіг 4, ієрархія будується починаючи з файла ROOT 50, який вказує на показані численні підпорядковані файли 52, 54, 56, 66 Структура MASTER TOC 52 буде описана нижче Передбачений також файл 2C_AUDIO 54 Він вказує на реєстр даних (TOC) 2C_AREA TOC 58, і, паралельно з ним, на численні стереодоріжки TRACKn 2CH 60 Передбачений також файл MC_AUDIO 56 Він вказує на TOC MC_AREA TOC 62, і, паралельно з ним, на численні стереодоріжки TRACKn MCH 64 3 міркувань безпеки зберігаються три розташовані суміжно копи MASTER TOC MASTER1 З TOC 52 Аналогічно, з міркувань безпеки, зберігаються дві копи підпорядкованих реєстрів TOC 2C_AREA1,2TOC 58 та MC_AREA1,2TOC 62, ВІДПОВІДНО Ц І ДВІ КОПІЇ роз ташовані ВІДПОВІДНО перед та після відповідної звукової інформації Як додаткова особливість, для кожного зі звукових форматів передбачений додатковий загальний файл, 2C_TAREA 2CH 59 та MC_TAREA MCH, в якому зберігається файлова інформація про всі ВІДПОВІДНІ файли доріжок Зрештою, передбачений файл PICTURES 66, з яким може бути пов'язана структура, аналогічна передбаченій для звукової інформації На фіг 5 показано першій формат зберігання для використання з цим винаходом, який в цьому ілюстративному прикладі показаний як розташований на одній прямій доріжці Вздовж горизонтальної ВІСІ показані такі елементи Елемент 120 є увідною (або початковою) областю (lead-in), яка використовується для обопільної синхронізації пристрою читання та приводу носія Елемент 122 репрезентує файлову систему, зображену на 8 фіг 4 Елемент 124 репрезентує ТОС, який конфігурується згідно стандартних методів і відноситься до наступних елементів елемента стереофонічної звукової інформації 126 і елемента багатоканальноїзвукової інформації 128 і, якщо необхідно, до елемента додаткової інформації 130 Розмір елемента 124 не підлягає стандартизації, оскільки може зберігатися різноманітна інформація різного розміру Елемент 126 репрезентує стереофонічну звукову інформацію, яка може бути визначена за звичайним стандартом, і як такий не являє собою частини цього винаходу Елемент 128 репрезентує багатоканальну звукову інформацію, яка може бути визначена за звичайним стандартом, і як такий не являє собою частини цього винаходу Взагалі-то, ці дві області зі звуковою інформацією можуть мати однакову структуру і містити інформацію того ж самого змісту, не враховуючи відмінностей у визначенні різних каналів Звукова інформація може бути закодована звичайним способом чи кодуванням без втрат Усі види звукової інформації можуть бути мультіплексовані з додатковими даними, такими як CD-Text Елемент 130 репрезентує додаткову інформацію, яка визначається за одним зі звичайних стандартів, і як такий не являє собою частини цього винаходу Елемент 132 репрезентує кінцеву інформацію Останній елемент використовують, зокрема, під час операцій пошуку КІЛЬКІСТЬ кінцевих доріжок може бути настільки великою, що вони займатимуть кільце приблизно від 0,5 до 1 міліметру завширшки ВІДПОВІДНО З вищенаведеним, до записаної інформації можна звертатися або через файлову систему, розміщену в елементі 122, або через ТОС, розміщений в елементі 124, і, більш конкретно, через ТОС із дво- чи багаторівневою структурою На фіг 6 показано другий формат зберігання для використання з цим винаходом, який відноситься до ТОС з дворівневою структурою Вздовж горизонтальної ВІСІ зображені названі нижче елементи, разом із елементами, які вже були показані на фіг 5 і мають такі ж номери позицій для посилань 3 міркувань спрощення, елементи 120 та 132 були випущені Початок головного реєстру даних, головного ТОС (Master-ТОС) 134 розташований із загальностандартизованим зміщенням від початку початкової області, з байту 510 ВІДПОВІДНО ДО варіанта здійснення, що розглядається, розмір головного ТОС дорівнює лише одному сектору стандартного розміру і насамперед містить вказівники на різноманітні субреєстри даних (суб-ТОС), або реєстри даних для окремих областей Формат головного ТОС, якому віддається перевага, включає заголовок з сигнатурою, яка ідентифікує головний ТОС, такою як "SACD Master TOC" Таблиці 1 та 2 описують конкретний формат головного ТОС, структури MASTER_TOC Ця структура описується в загальноприйнятому комп'ютерному записі, разом із ВІДПОВІДНИМИ розмірами і форматами Master_TOC_Signature уявляє собою строку з 8 байтів, яка ідентифікує головний ТОС Значення Master_TOC_Signature має бути "SACDMTOC" ($53 $41 $43 $44 $4D $54 $4F $43) 52725 В аналогічний спосіб в таблиці 3 описаний формат структури D i s k j n f o Зокрема 2CH_TOC_1_Address є 4-байтовим цілим числом, яке зберігає номер логічного сектору (LSN) першого сектору ТОС-1 для області двоканального стерео Якщо область двоканального стерео не представлена, значення 2CH_TOC_1_Address має дорівнювати нулю 2CH_TOC_2_Address є 4-байтовим цілим числом, яке зберігає LSN першого сектору ТОС-2 для області двоканального стерео Якщо область двоканального стерео не представлена, значення 2CH_TOC_2_Address має дорівнювати нулю MCH_TOC_1_Address є 4-байтовим цілим числом, яке зберігає LSN першого сектору ТОС-1 для області багатоканального стерео Якщо область багатоканального стерео не представлена, значення MCH_TOC_1_Address має дорівнювати нулю MCH_TOC_2_Address є 4-байтовим цілим числом, яке зберігає LSN першого сектору ТОС-2 для області багатоканального стерео Якщо область багатоканального стерео не представлена, значення MCH_TOC_2_Address має дорівнювати 10 нулю Формат поля Disc_Flags є таким біт гібридності та сім зарезервованих бітів Біт гібридності має бути встановлений в 1 для гібридного диска Біт гібридності має бути встановлений в 0 для непбридного диска л Перелік релевантних документів (D1) Номер опису досліджень 36411 Серпень 1994, сс 4 1 2 - 4 1 3 (D2) РСТ/ІВ97/01156 (PHN 16 452) 1-бітний АЦП і ущільнення звукової інформації без втрат (D3) РСТ/ІВ97/01303 (PHN 16 405) Ущільнювач звукової інформації (D4) ЕР-А 402,973 (PHN 13 241) Ущільнення звукової інформації (D5) "Цифровий фільтр децимації для АЦП H I F I аудю-сигналів ", JJ van der Kam in Philips Techn Rev , 42, № 6/7, квітень 1986, сс 230-8 (D6) "Топологія ВИЩОГО порядку для інтерполяційних модуляторів для АЦП з наддискретизацією", Kirk С Н Chao et al in IEEE Tran On Circuits and Systems, Vol 37, № 3, березень 1990, сс 30918 Таблиця 1 КІЛЬКІСТЬ байтів MasferJOCpf) іог(с=1;с