НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ, НЕСУЩИЙ ВИДЕОСИГНАЛ И, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДИН ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ СИГНАЛ
RECORD MEDIUM, BEARING VIDEO SIGNAL AND AT LEAST ONE ADDITIONAL INFORMATION SIGNAL

Изобретение относится к носителю записи, несущему видеосигнал и по меньшей мере один дополнительный информационный сигнал, причем этот по меньшей мере один дополнительный информационный сигнал предназначен для воспроизведения одновременно с упомянутым видеосигналом. Изобретение также относится к устройству для воспроизведения видеосигнала и по меньшей мере одного дополнительного информационного сигнала, записанного на таком носителе записи, причем устройство содержит:
- средство считывания для считывания частей видеосигнала и по меньшей мере одного дополнительного информационного сигнала с упомянутого носителя записи для подачи упомянутых сигналов на соответствующее средство буферизации;
- первое средство буферизации для буферизации частей видеосигнала, считанного с носителя записи;
- второе средство буферизации для буферизации частей упомянутого по меньшей мере одного дополнительного информационного сигнала, считанного с носителя записи;
- средство обработки сигналов для обработки частей упомянутого видеосигнала и частей этого по меньшей мере одного дополнительного информационного сигнала, выданных первым и вторым средствами буферизации, соответственно, чтобы получить по меньшей мере один выходной сигнал.
Изобретение также относится к способу записи видеосигнала и по меньшей мере одного дополнительного информационного сигнала на носитель записи, причем упомянутый по меньшей мере один дополнительный информационный сигнал предназначен для воспроизведения одновременно с упомянутым видеосигналом.
Носитель записи и устройство, которые определены выше, обычно известны, например диски согласно стандарту DVD и DVD-плеер. В современных системах все элементарные потоки мультиплексированы в основной мультиплексированный поток. Это имеет преимущество в том, что они считываются в нужный момент, и что буферизация может быть минимизирована. Однако полная скорость передачи информации в битах основного мультиплексированного потока становится высокой. Например, если диск поддерживает вспомогательное аудио и субтитры для различных языков, дополнительные элементарные потоки должны быть добавлены к основному мультиплексированному потоку для всех поддерживаемых вспомогательных аудиосигналов и субтитров. В течение воспроизведения полный основный мультиплексированный поток считывается с диска и только выбранные дополнительные потоки используются для одновременного воспроизведения с видеосигналом. Устройство должен быть способно к считыванию основного мультиплексированного потока, имеющего высокую скорость передачи в битах. Средство считывания таких устройств должно иметь большую ширину полосы частот, чем ширина полосы частот, необходимая для считывания видеопотока и запрошенных элементарных потоков. Кроме того, основной поток должен быть повторно мультиплексирован в течение процесса создания, который представляет процесс, в котором дополнительные информационные сигналы добавляют к основному потоку. Это является сложной операцией, которая может иметь воздействие на видеосигнал, так как видеосигнал должен быть обработан. Кроме того, вспомогательный аудиосигнал и субтитры делают для конкретных регионов. Поэтому до создания носителя записи с одним мультиплексированным основным потоком все элементарные потоки должны быть доступны, так как невозможно добавить дополнительный информационный сигнал после того как был создан основной мультиплексированный поток.
Задачей изобретения является создание носителя записи, несущего видеосигнал и по меньшей мере один дополнительный информационный сигнал, который может быть создан более простым способом. Кроме того, задачей изобретения является создание устройства воспроизведения, которое уменьшает требуемую ширину полосы частот средства считывания, чтобы можно было считывать с носителя записи как видеосигнал, так и требуемый дополнительный информационный сигнал.
Носитель записи в соответствии с изобретением отличается тем, что носитель записи дополнительно несет информацию планирования, указывающую, в каком порядке части по меньшей мере одного дополнительного информационного сигнала или видеосигнала должны считываться с упомянутого носителя записи.
Устройство для воспроизведения видеосигнала и по меньшей мере одного дополнительного информационного сигнала в соответствии с изобретением отличается тем, что средство считывания дополнительно приспособлено для считывания информации планирования с упомянутого носителя записи, причем информация планирования указывает, в каком порядке части по меньшей мере одного дополнительного информационного сигнала или видеосигнала должны считываться с упомянутого носителя записи, и устройство дополнительно содержит средство планирования для управления средством считывания так, чтобы считывать части по меньшей мере одного информационного сигнала или видеосигнала и подавать считанные части на соответствующее средство буферизации в зависимости от информации планирования.
Изобретение основано на следующем признании. Обычно, изготовители фильмов делают фильм на одном языке. Видеосигналом обычно является сигнал MPEG. Однако видеосигналом может быть любой сигнал, который может быть визуально представлен, например графика, изображение, кинофильм, изображение или значок (иконка). Дополнительные языки и/или субтитры добавляют с помощью средств авторской разработки. Предпочтительно, принятый видеосигнал записывают неизменным на носитель записи. Если видеосигнал должен быть изменен, это может внести ошибки в MPEG сигнал. Поэтому дополнительные сигналы сохраняют отдельно от первоначального видеосигнала, т.е. в отличных файлах или потоках. В течение воспроизведения и видеосигнал, и дополнительный сигнал должны быть воспроизведены одновременно и синхронно. Если по меньшей мере один из видеосигнала или дополнительного информационного сигнала имеет переменную скорость передачи информации в битах, или оба из них, то устройство должно знать, когда части видеосигнала и дополнительного сигнала должны быть считаны с носителя записи, чтобы избежать неполного заполнения буфера или переполнения в буферах декодирования. Однако порядок, в котором части должны считываться, не фиксирован. Важно, чтобы не было неполного заполнения или переполнения буфера. Поскольку видеосигнал и дополнительный сигнал помещены в различные местоположения, необходимы переходы (скачки) средства считывания, чтобы считать последовательные части видеосигнала и дополнительного информационного сигнала. Некоторые интервалы времени в течение воспроизведения являются более подходящими для (таких) переходов, чем другие. Подходящие интервалы времени имеют, например, меньшую скорость передачи в битах (частоту следования в битах) или расположены непосредственно перед считыванием экстента данных из одного из сигналов или файлов. Кроме того, должны быть приняты во внимание физические местоположения частей относительно друг друга, поскольку это определяет время, необходимое для перемещения средства считывания от конечного местоположения одной части, которую нужно считывать, к местоположению начала последующей части, которую нужно считывать. Все эти характеристики известны во время (авторского) создания диска, так как в этот момент выполняется размещение (компоновка) информации на диске. Средства создания авторской работы способны определить, в каком порядке части видеосигнала и дополнительного информационного сигнала должны считываться с носителя записи, чтобы избежать как неполного заполнения, так и переполнения буфера. Обычно переполнения буфера избегают, откладывая считывание части сигнала пока не появится достаточно пространства (места), доступного в буфере, для сохранения части, которую нужно считывать. Однако заполнение других буферов во время ожидания не проверяется. Потребуется долгое время, прежде чем достаточное место станет доступным, чтобы сохранить следующую часть сигнала в буфере, если сигнал с очень низкой скоростью передачи данных присутствует в буфере, проверяемом в настоящее время. Один из других буферов может стать пустым во время ожидания, например, если один из других сигналов имеет высокую скорость передачи данных. Это приведет к неполному заполнению буфера для сигнала с высокой скоростью передачи данных.
Согласно настоящему изобретению информация планирования доступна на носителе записи. Информация планирования указывает, в каком порядке части соответствующих файлов или сигналов должны считываться с носителя записи. Принимая по меньшей мере во внимание скорость передачи данных и местоположение сигналов на носителе записи, такая информация планирования может быть сделана доступной во время записи носителя записи или редактирования видеосигнала. Некоторыми примерами редактирования являются аудиодублирование или объединение видеосигнала с элементами вспомогательного воспроизведения. Информация планирования может быть сгенерирована во время редактирования. После редактирования информация планирования записывается на носитель записи. Очень просто добавить информацию планирования к основному видеосигналу и дополнительным сигналам, непосредственно записывая дополнительный файл, содержащий информацию планирования, на носитель записи, так как информация планирования может быть сгенерирована в любое время, если информация дополнительных информационных сигналов доступна, и может быть добавлена без изменения основного видеосигнала.
Только видеосигнал и выбор дополнительных информационных сигналов должны считываться с носителя записи во время воспроизведения, так что ширина полосы частот модуля считывания может быть меньше, чем если видеосигнал находится в мультиплексированном сигнале, который содержит все дополнительные информационные сигналы. Очевидно, что модуль считывания с меньшими требованиями к ширине полосы частот может быть более дешевым. Кроме того, использование информации планирования делает планирование очень простым, так как моменты, в которые информация должна считываться, определяются информацией в информации планирования и не должны быть непрерывно определяемыми устройством посредством измерения степени заполнения соответствующих буферов.
Эти и другие аспекты изобретения более очевидны и пояснены ниже в вариантах осуществления со ссылками на чертежи, на которых:
Фиг.1 иллюстрирует вариант осуществления носителя записи в соответствии с изобретением,
Фиг.2 иллюстрирует вариант осуществления Таблицы, содержащей информацию планирования,
Фиг.3 иллюстрирует устройство воспроизведения в соответствии с изобретением,
Фиг.4 схематично иллюстрирует функционирование устройства,
Фиг.5а и 5b схематично изображает три файла и соответствующие местоположения на носителя записи,
Фиг.6 иллюстрирует пример степени заполнения трех буферов и соответствующее планирование процесса считывания.
Фиг.1 схематично изображает первый вариант осуществления носителя записи 2 в соответствии с изобретением. Носитель записи предпочтительно выполнен в форме оптического диска. Однако твердотельная память или флэш-память могут также использоваться, если емкость памяти достаточна, чтобы сохранить всю необходимую информацию. Файл 4 потока сохранен на носителе записи. Файл потока содержит видео/аудио основного потока и информацию планирования. Кроме того, по меньшей мере один из следующих файлов записан на носителе записи: дополнительный аудиофайл, содержащий аудиосигнал на одном другом языке, файл 8 субтитра, содержащий субтитры для другого языка, и файл неподвижного изображения, содержащий изображения для меню или изображения, которые должны быть объединены с видеосигналом, например, посредством наложения. Файлы разделены на файловые экстенты. Каждый файловый экстент записан непрерывно в адресуемом пространстве носителя записи. Файловые экстенты файла распределены в логическом объеме носителя записи. Не является необходимым, чтобы файловые экстенты одного файла были записаны непрерывно на носителе записи.
Информация планирования сохранена в отдельных файлах на носителе записи. Конкретный файл будет сохранен для каждой комбинации видео и дополнительного информационного сигнала. Например, если производитель диска предлагает возможность смотреть первоначальный видеосигнал, в котором говорят по-английски с необязательным аудио на голландском и немецком языке, должен быть доступен файл информации планирования для комбинации видео и голландского языка, а также файл информации планирования для комбинации видео и немецкого. То же самое должно быть сделано, если предлагаются субтитры на различных языках.
Информация планирования может быть в форме Таблицы. Фиг.2 иллюстрирует вариант осуществления такой Таблицы, содержащей информацию планирования. Каждая запись в Таблице содержит поле 12, указывающее, в какой момент времени часть файла или файловый экстент должны считываться. Значение времени в упомянутом поле времени получают из значения времени системных часов (STC, ВСЧ) мультиплексированного потока MPEG. Кроме того, запись содержит поле, указывающее, какой файл или файловый экстент должен считываться, и поле, указывающее начальный адрес части, которую нужно считывать. Этот начальный адрес может быть адресом в файле, обычно номером байта в файле, или физическим начальным адресом на носителе записи, обычно представляемом как номер логического блока. Если части, которые нужно считывать, не имеют фиксированного размера, каждая запись содержит поле, указывающее количество данных, которые нужно считывать. Это количество может быть числом логических блоков, которые нужно считывать, или количеством байтов.
Устройство 30 в соответствии с изобретением иллюстрируется на фиг.3. Устройство содержит модуль 31 считывания для считывания видеосигнала, информации планирования и дополнительных информационных сигналов с носителя 32 записи.
Носителем записи является в варианте осуществления оптический диск. Видеосигнал находится в форме транспортного потока MPEG. Такой транспортный поток содержит видеосигнал и соответствующий аудиосигнал. Дополнительные информационные сигналы могут быть файлами ASCII, аудиофайлами MPEG-2 или JPEG-файлами. Файл ASCII содержит субтитры на конкретном языке. Файл ASCII записывается на носитель записи для каждого языка. Аудиофайл MPEG-2 содержит аудиопоток для конкретного языка. JPEG-файл содержит субизображения для объединения с видеосигналом.
Считанные видеосигнал и дополнительные сигналы подаются на соответствующие буферы 33, 34, 35. Эти буферы выполняют первую по порядку очереди функцию. Выходы буферов соединены с процессором 36. Процессор выполнен с возможностью воспроизводить сигналы, выданные буферами одновременно, чтобы получить видеосигнал и аудиосигнал, и возможно другие сигналы, например, для управления окружением пользователя. Видео- и аудиосигналы подают на соответствующие выходы 37, 38.
Устройство дополнительно содержит модуль 39 планирования. Модуль планирования выполнен с возможностью извлекать информацию планирования и управлять модулем 31 считывания. Модуль планирования имеет вход для извлечения информации времени из основного потока видео, чтобы быть способным определить время, когда часть сигналов должна считываться. Модуль планирования выполняет следующую функцию. Сначала он извлекает информацию планирования. Информация планирования находится предпочтительно в форме Таблицы. Затем он извлекает первую запись Таблицы. Эта запись указывает, когда и из какого файла должна считываться часть. Кроме того, запись указывает, где в файле или где физически на диске эта часть расположена и какое количество данных должно быть считано. Устройство извлекает значение времени системных часов из основного мультиплексированного потока, чтобы определить время, когда новая часть должна считываться. Модуль планирования сравнивает значение времени системных часов со временем, извлеченным из считанной записи. Как только значение времени системных часов указывает время, которое больше, чем время из упомянутой записи, модуль планирования выдает команду модулю считывания считать часть сигнала упомянутой записи, начинающуюся в позиции, указанной в поле начального адреса, и считать количество, указанное в поле количества. Затем модуль планирования извлекает следующую запись из таблицы и ожидает команду модуля считывания считывать следующую часть до тех пор, пока время системных часов в видеосигнале снова не станет больше, чем время в поле текущей записи.
Информация планирования также может быть сохранена в Таблице файловой системы. В этом случае планирование имеет место на уровне файловой системы. Упомянутая Таблица сначала считывается операционной системой во время запуска списка воспроизведения. Каждая запись этой Таблицы содержит первое поле, указывающее, из какого файла должны быть считаны данные, второе поле, указывающее логический блок в файле, с которого считывание должно быть начато, и третье поле, указывающее число логических блоков, которые должны быть считаны, начиная с логического блока, указанного вторым полем. Модуль планирования теперь выполнен с возможностью выполнить новую запись, когда предыдущая запись была завершена. Когда запись извлечена из Таблицы, модуль планирования контролирует свободное пространство в буфере, соответствующем файлу, который нужно считывать. Как только свободное пространство становится больше, чем количество данных, которые должны быть считаны с помощью этой записи, модуль планирования выдает команду модулю считывания считать эту часть с носителя записи.
Информация планирования может быть сгенерирована следующим способом. Этот способ может быть выполнен во время создания диска, когда в это время выполняется компоновка диска. Сначала извлекается видеосигнал в форме транспортного потока MPEG. Затем извлекаются дополнительные информационные сигналы, которые должны быть воспроизведены одновременно с видеосигналом. Заблаговременно определяется скорость передачи данных исходя как из видеосигнала, так и из дополнительного информационного сигнала. Эти сигналы разделяют на части в зависимости от скорости передачи в битах. Затем для каждой части видеосигнала и дополнительного информационного сигнала определяют момент, самое позднее в который упомянутая часть должна быть доступна в соответствующем буфере в устройстве воспроизведения, чтобы избежать неполного заполнения буфера при одновременном воспроизведении видеосигнала и по меньшей мере одного дополнительного информационного сигнала. Чтобы дополнительно оптимизировать планирование, может быть принято во внимание местоположение на диске последующей части, которую нужно считывать. Относительно медленные перемещения модуля оптической головки могут быть причиной неполного заполнения буфера. Запись в таблице планирования информации генерируется для каждой части, которую нужно считывать. Запись содержит по меньшей мере файл, который нужно считывать, ссылку на начальный адрес и размер части, которую нужно считывать. После того как информация планирования была сформирована, транспортный поток MPEG, дополнительные сигналы и информацию планирования записывают на носитель записи.
Фиг.4 схематично иллюстрирует функционирование устройства. Модуль 31 считывания считывает данные от диска с заданной скоростью Rd воспроизведения. Эти данные подают на соответствующий буфер с упомянутой скоростью Rd передачи. Буфер определяется записью в Таблице, которая инициализировала текущее действие считывания. На фиг.4 данные подают в Буфер 1. Каждый буфер имеет соответствующую скорость выдачи данных. Скорости выдачи данных буфера 1, буфера 2 и буфера 3 обозначены R1, R2 и R3, соответственно. Скорости выдачи данных каждого буфера зависят от данных, необходимых для соответствующего приложения. Следует отметить, что процессор 36 на фиг.3 обрабатывает три приложения, проиллюстрированных на фиг.4, одновременно. Эта обработка может быть полностью выполнена программным обеспечением. Альтернативно, однако, приложение может быть обработано специализированной частью аппаратных средств, например видео - на видеопроцессоре, аудио - на аудиопроцессоре и графика - на специализированном графическом процессоре.
Фиг.5а схематично иллюстрирует три файла. Каждый файл имеет конкретный размер в байтах. Байт в начале файла обычно имеет номер адреса 0, и последний байт в файле имеет адрес, который соответствует значению "размер файла-1". Таким образом адрес с номером Х-1 относится к Х-му байту в файле. Фиг.5b схематично иллюстрирует три файла и соответствующие местоположения на носителе записи. Файл может быть непрерывным на носителе записи. На фиг.5b Файл-2, обозначенный 502, и Файл-3, обозначенный 503, являются непрерывными на носителе записи. Файл-1 разбит на две непрерывные части на носителе записи. Адрес на носителе записи относится к номеру логического блока (НЛБ, LBN) на диске. Логический блок содержит фиксированное число байтов. Обычно логический блок с номером 0 находится во внутренней области диска. Кроме того, логические блоки пронумерованы в порядке возрастания.
1
2
3
4
Фиг.6 показывает пример степени заполнения трех буферов и соответствующее планирование процесса считывания. В первый момент времени t выполняется запись из таблицы планирования. Согласно этой записи модулю считывания выдают команду считать часть данных из файла и выдать эту часть данных в Буфер-1. Буфер-1 будет заполняться со скоростью, которая соответствует скорости Rd воспроизведения минус скорость R1 выдачи данных из Буфера-1. Одновременно, данные из других буферов подают в соответствующее приложение. Во второй момент времени t выполняют последующую запись из таблицы планирования. Согласно этой записи модулю считывания выдают команду считать часть данных из Файла-2 и подать эту часть данных на Буфер-2. Буфер-2 будет заполняться со скоростью, которая соответствует скорости Rd воспроизведения минус скорость R2 выдачи данных из Буфера-2. Одновременно данные из других буферов подают в соответствующее приложение. В третий момент времени t выполняется последующая запись таблицы планирования. Согласно этой записи модулю считывания выдают команду считать часть данных из Файла-1 и подать эту часть данных на Буфер-1. Буфер-1 будет заполняться со скоростью, которая соответствует скорости Rd воспроизведения минус скорость R1 выдачи данных из Буфера-1. Одновременно, данные из других буферов подают в соответствующее приложение. В четвертый момент времени t снова выполняется последующая запись таблицы планирования. Согласно этой записи модулю считывания выдают команду считать часть данных из Файла-3 и подать эту часть данных на Буфер-3. Буфер-3 будет заполняться со скоростью, которая соответствует скорости Rd воспроизведения минус скорость R3 выдачи данных из Буфера-3. Одновременно данные из других буферов подают в соответствующее приложение. Следует отметить, что переход от одного местоположения к другому на носителе записи требует времени, в течение которого никакие данные не считываются с носителя записи. Между тем данные выдают из буферов к соответствующим приложениям. Поэтому скорость Rd воспроизведения с носителя записи должна быть больше, затем сумма средних скоростей выдачи данных из буферов. Планирование выполняют так, что неполное заполнение или переполнение никогда не будет происходить в каком-либо из буферов. В представленном примере размер частей данных, которые нужно считывать из файла, фиксирован для каждого файла. Для Файла_1 этот размер больше, чем размер для части, которую нужно считывать из Файла_2 или Файла_3. Этот размер может, однако, быть переменным для специфического файла, что дополнительно дает возможность иметь уменьшенные буферы без наличия потери значимости и переполнения.
Хотя изобретение было описано выше в отношении его предпочтительных вариантов осуществления, должно быть понятно, что они не являются ограничивающими примерами. Таким образом, различные модификации очевидны для специалистов в данной области техники без отрыва от объема изобретения, который определен формулой изобретения. Видеосигнал является последовательностью изображений в описанных вариантах осуществления. Однако видеосигнал, используемый в вариантах осуществления, может быть любым сигналом, который может быть визуально представлен, например графическим, картинкой, движущимся изображением, изображением или значком (иконкой). Видеосигнал и дополнительные информационные сигналы могут быть сохранены на отдельных дисках, например на первом диске, несущем видеосигнал и информацию планирования, и втором диске, несущем дополнительные информационные сигналы. В этом случае устройство должно быть выполнено с возможностью считывать с двух дисков параллельно. Блок со сменой дисков также может выполнять это. В этом случае устройство должно знать, на каком из дисков сохранен каждый из соответствующих файлов. Эта информация может быть сохранена в поле, указывающем файл, который нужно считывать. Вторым диском также может быть жесткий диск. В этом варианте осуществления дополнительные информационные файлы сначала копируют с диска или Интернет на жесткий диск. Когда все файлы присутствуют, может быть начато воспроизведение видеосигнала.
Использование глагола "содержать" и его спряжений не исключает присутствие элементов или этапов, отличных от тех, что имеются в формуле изобретения. Кроме того, использование артикля "а" или "the" перед элементом не исключает наличия множества таких элементов. В формуле изобретения любые ссылочные позиции, помещенные в круглые скобки, не должны быть рассмотрены как ограничивающие объем формулы изобретения. Изобретение может быть осуществлено посредством аппаратных средств, а также программного обеспечения. Несколько "средств" могут быть представлены одним и тем же элементом аппаратных средств. Если изобретение осуществлено как программное обеспечение, соответствующая программа может быть сохранена на носителе записи, чтобы дать возможность устройству выполнить программу и выполнять способ согласно изобретению. Кроме того, изобретение заключается во всех и каждом новом признаке или комбинации признаков.