CN1252204A - 光盘和计算机可读存储介质及其记录方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种光盘,用于记录通过多路转换一个视频流和一个音频流获得的视频目标、音频流是多个音频帧数据组的一种排列。在一个视频目标中的每个视频目标单元都是具有不同有效载荷的信息包的一种排列。利用一个预定的大小来分割视频流和音频流,并把最终的数据段排列在信息包中。至少一个视频目标单元包括其中安排有塞入字节或填充数据包并具有一个部分的或全部的音频帧数据组的信息包,从而与下一视频目标单元的边界同音频帧数组之间的边界一致。由于使视频目标之间的边界同音频帧数据组之间的边界匹配一致,所以以视频目标单元为最小单元进行的部分删除将不会在光盘上留下不必要的数据部分。

Description

光盘和计算机可读存储介质及其记录方法和设备
发明领域
本发明涉及一种记录其中多路转换视频流和音频流的MPEG(移动图象专家组)流的光盘。本发明还涉及一种记录设备，和一种存储光盘的记录程序的计算机可读存储介质。发明背景
许多影院和家庭影院的影迷都不满意只观看视频图象，并希望自由编辑记录的图象的内容。
在编辑图象时，用户可能要从通过多路转换一个或多个视频流和音频流获得的一个MPEG流中删去不期望的部分。用户还可能根据需要改变一个已编辑好的MPEG流的复制顺序。
像计算机那样处理MPEG流的文件系统越来越引起人们对它实现上述编辑功能的作用的注意。术语“文件系统”是数据结构的通用名称，用于管理像硬盘驱动器或光盘这样的随机存取存储介质上的各个区域。作为一个例子，根据ISO/IEC(国际标准化组织/国际电工委员会)13346标准化的文件系统可用来在文件中存储MPEG流。
在这样一种文件系统中，使用称之为目录文件和文件项的管理信息来管理存储MPEEG流的文件。其中，对于构成文件的每一个区间(extent)，一个文件项包括一个单独的分配描述符。每个分配描述符都包括一个逻辑块号(LBN)，它表示一个区间在文件中的记录位置，并且分配描述符还包括表示该区间的长度的一个区间长度。通过更新逻辑块号(LBN)和区间长度，可把光盘介质上的逻辑扇区设置成“被使用”或“未被使用”。这可以使用户能够以逻辑扇区为单位来删除数据。
当用户要部分地删除其最小可删除单位是2048字节的一个逻辑扇区的MPEG流时，对于最终的视频流和/或音频流来说，解码操作是不可能的。
这个问题是由在没有考虑到存储在每个逻辑扇区中的MPEG流的实际数量的条件下要执行部分删除引起的。对于DVD标准，数据是按照MPEG2标准作为压缩的MPEG流记录的。设置在DVD上要记录的每个信息包(pack)的数据大小，使其与逻辑扇区的大小相等。
结果，在每个逻辑扇区中记录MPEG流的一个信息包。这里，一个信息包指的是在MPEG流中的一个数据单位。按MPEG，视频流和音频流都要分成预定大小的数据段。然后把这些数据段再转换成数据包(packet)。组合一个或多个数据包就是一个信息包。为进行MPEG流的数据传输，要为信息包指定时间标记，使信息包具有数据传输所用的单位。在DVD上，在信息包和数据包之间存在一对一的对应关系。在这种数据结构中，在每个信息包中存在一个数据包。视频信息包为三种画面数据存储分割的数据，即内部画面(I)、预测画面(P)、和双向预测画面(B)。I画面源自使用图象内的空间频率特征的图象压缩，不涉及其它图象。P画面源自利用与先前的图象的关联对图象的压缩。B画面源自利用与先前的和随后的图象的关联对图象的压缩。
当一个部分删除操作更新管理信息时，可部分地删除存储一帧画面数据的视频信息包。如果涉及部分删除画面数据帧的B画面或P画面仍然存在，则将不再可能进行这些画面的解码。
对于音频而言，在一个音频包中存储着用于多个帧的音频帧数据。在下文中，术语“音频帧数据”指的是为一个音频帧复制的音频数据数量。一般称之为“存取单元”。对于一个MPEG流，这是用于解码和复制输出的最小单位。
为了给出特殊的例子，杜比-AC3方法对于编码的音频流采用32毫秒的帧长度，而MPEG采用24毫秒的帧长度，LPCM(线性脉冲码调制)采用约为1.67毫秒的帧长度(精确值为 秒)。由于当解码杜比-AC3的音频帧数据时的位速率是192Kbps，所以一组音频帧数据的大小为768(32毫秒*192Kbps)字节。
当把音频帧数据装入信息包中时，一个信息包的有效载荷长度的最大长度是2016个字节。对于杜比-AC3，这个值是音频帧数据长度的2.624倍这个非整数值。由于有效载荷长度是音频帧数据长度的非整数倍，所以把音频流分割成信息包的有效载荷长度的单位，并把数据段依次存储在信息包中，将导致某些音频帧数据组超过在音频包之间的边界。
图1的上部表示音频帧的例子。在图1中，在符号“＜”和“＞”之间的每个部份是一个音频帧，符号“＜”表示显示的开始时间，符号“＞”表示显示的结束时间。在随后的附图中也使用音频帧的这种记法。对于一个音频帧应复制(显示)的音频帧数据在音频帧的显示开始时间之前输入一个解码器内。应在显示开始时间通过解码器从缓冲器取出这个音频帧数据。
图1的下部表示的是在音频包中如何存储在每个音频帧中要复制的音频帧数据。在此图中，在音频包A71中存储要为音频帧f81、f82复制的音频帧数据，在音频包A72中存储音频帧f84的音频帧数据，并且在音频包A73中存储音频帧f86的音频帧数据。
在先来的音频包A71和后来的音频包A72之间分割音频帧f83的音频帧数据。以相同的方式，在先来的音频包A72和后来的音频包A73之间分割音频帧f85的音频帧数据。把为一个音频帧复制的音频帧数据分割并存储在两个音频包内的理由是，音频帧之间的边界和信息包之间的边界不一致。而这两个边界不一致的原因则是，在MPEG标准下的信息包的数据结构和音频流的数据结构完全不相关。
如果用一组如图1所示的在一个信息包边界上扩展的音频帧数据去更新文件管理信息从而完成在逻辑扇区(信息包)单元内的部分删除操作，那么在标记要部分删除的边界的一个信息包边界上要扩展的一组音频帧数据将要被改变。结果，一部分音频帧数据定位在当作“未被使用”管理的一个信息包内，另一部分定位在当作“被使用”管理的一个信息包内。图1中的音频帧数据f83就是在一信息包边界上扩展的一组音频帧数据的例子。
MPEG标准规定，要从开始到结尾复制一个连续的流，并且使用其中的解码的单元是一组音频帧数据的一个模型。因此，符合MPEG标准的一个解码器执行解码的前提是：连续流的开始或结尾就是一组音频帧数据的两个边界。结果，根本不能保证一个解码器能够正确解码音频流，而所说的音频流包括多个音频帧数据组，并且这些音频帧数据组的开始或结尾正在丢失。这就是需要解码的某些音频帧数据损失的原因。
为了保证在一次部分删除后能正确解码MPEG流，必须在部分删除之前先读出MPEG流，从而把MPEG流分离成视频信息包和音频信息包，并且可在删除区外部的区域内以确保可能解码的方式重新编码该视频流。这个重新编码等效于GOP的重构。另一方面，只丢弃不再需要的音频流，并且不用重新编码剩余的音频流。要说明，丢弃的音频数据包括部分删除的音频帧数据组的剩余部分。
重新编码后，再次多路转换音频信息包和视频信息包以产生一个MPEG流。然后把这个MPEG流记录在存储介质上，并且更新了管理信息。
当以此方式进行部分删除时，对MPEG流的分析、重新编码、和重新多路转换都对复制设备提出硬件和软件要求。这就是说，不包括所需硬件和软件的记录和/或复制设备(下面，称之为“记录设备”)是不能完成部分删除操作的。由于存在大量的各种各样的记录设备，从便携式到可装入个人计算机中的设备都有，所以不可能说，所有的这样一些记录设备都配有所需的硬件和软件。
特别是，许多装在个人计算机中的记录设备只配有能复制MPEG流的硬件、软件、和文件系统。如果存在这样的特殊硬件和软件要求用以实现部分删除操作，那么也只有某些类型的记录设备能够完成部分删除操作。这就极大地限制了光盘用户完成部分删除操作的机会。发明的公开
本发明的第一个目的是提供一种光盘，它能使仅有更新管理信息功能的复制设备完成MPEG流的部分删除操作。同时，本发明旨在提供一种向光盘记录这些MPEG流的记录设备、记录方法、和记录程序。
通过一种光盘可实现本发明的第一个目的，所说的光盘用于记录通过多路转换包括多个画面数据组的一个视频流和包括多个音频帧数据组的一个音频流获得的视频目标，每个视频目标包括多个视频目标单元，视频目标单元的长度在预定的范围内，并且每个视频目标单元存储完整的画面数据组和完整的音频帧数据组。
就所说的结构而论，每个视频目标单元都包括多个完整的音频帧数据组。如果一个部分删除操作是以视频目标单元为单位进行的，就不存在部分删除操作把一个音频帧数据组的前部或后部留在光盘上的任何危险。由于在光盘上没有留下音频帧数据的任何不期望部分，所以在不需要在光盘上重新编码该数据的条件下就可进行视频目标的部分删除。由于只需通过以视频目标单元为单位更新管理信息就可完成部分删除操作，所以部分删除操作变成对于各种各样的记录设备都是可能的了。
这里，在视频流中可形成画面组，每个画面组包括已经内部编码的至少一个画面数据组，每个视频目标单元可以包括至少一个完整的画面组。
就所述的结构而论，每个视频目标单元都包括多个视频信息包，多个视频信息包构成了一个画面组。一个画面组包括已经内部帧编码的一组画面数据，所以只要记录设备以视频目标单元为单位进行部分删除操作，在光盘上就不会留下任何依赖被删除的数据的画面数据。结果，对于在部分删除操作后仍留在光盘上的画面数据，保证了正确的复制。这就意味着，只要按视频目标单元更新管理信息，记录设备就可轻松地进行部分删除操作。附图简述
从下述结合说明本发明的特定实施例的附图的描述中，本发明的这些目的和其它目的、优点、和特征都将变得显而易见。在这些附图中：
图1表示音频帧数据组是如何在信息包边界上扩展的；
图2A表示一个DVD-RAM盘的外观，它是一个可用在本发明的实施例中的一个可记录光盘；
图2B表示在一个DVD-RAM上的记录区；
图2C表示在扇区层次切开的一个DVD-RAM的横断面和表面；
图3A表示在一个DVD-RAM上的区0-23；
图3B表示安排成一个水平序列的区0-23；
图3C表示在体区中的逻辑扇区数(LSN)；
图3D表示在体区中的逻辑块数(LBN)；
图4A表示记录在体区中的数据内容；
图4B表示一个文件项的示例数据结构；
图5表示按显示顺序安排的多个画面数据组和按编码顺序安排的多个画面数据组；
图6A表示在一个VOB(视频目标)的数据结构中的逻辑格式的详细的分层结构；
图6B表示安排在一个VOBU的前部的一个视频信息包的逻辑格式；
图6C表示没有安排在VOBU的前部的一个视频信息包的逻辑格式；
图6D表示一个系统标题的逻辑格式；
图7A表示用于杜比-AC3方法的一个音频信息包的逻辑格式；
图7B表示用于线性-PCM方法的一个音频信息包的逻辑格式；
图7C表示用于MPEG-音频方法的一个音频信息包的逻辑格式；
图7D表示一个信息包标题、一个数据包标题、和音频帧信息的逻辑格式；
图8是表示音频解码器缓冲器的缓冲状态的曲线图；
图9A是表示视频缓冲器的缓冲状态的曲线图；
图9B是表示每个画面数据组传输周期的曲线图；
图10表示应该如何记录存放在多个音频帧中复制的音频帧数据的音频信息包，和存放在每个视频帧中复制的画面数据的视频信息包；
图11表示当包括在一个VOBU中的音频信息包的有效载荷的总长度是音频帧数据长度的一个整数倍时每个音频帧数据组是如何存放在每个信息包的有效载荷中的；
图12表示当包括在一个VOBU中的音频信息包的有效载荷的总长度是音频帧数据长度的一个非整数倍时每个音频帧数据组是如何存放在每个信息包中的；
图13A和13B表示其中已分别插入填充包和塞入字节的的信息包的实例；
图14表示RTRW管理文件的存储内容的详细分层结构；
图15表示在单元信息中如何使用C_V_S_PTM，C_V_E_PTM来规定视频字段；
图16表示如何使用PGC来访问VOB；
图17利用交叉阴影表示图16所示的单元的一部分，这一部分对应于经受部分删除的单元；
图18A表示在DVD-RAM上的哪些ECC模块作为使用PGG信息#2的一次部分删除的结果而释放为不使用区；
图18B表示在部分删除后VOB、VOB信息、和PGC信息的例子；
图19A和图19B表示在部分删除之前和之后的VOBU#i+1和VOBU#i+2；
图20A和图20B表示在部分删除之前和之后的VOBU#j+1和VOBU#j+2；
图21表示使用本发明的记录设备的一个系统的配置的例子；
图22是表示DVD记录设备70的硬件结构的方块图；
图23A表示MPEG编码器的结构；
图23B表示系统编码器2e的内部结构；
图24是VOBU之间的边界和音频帧数据组之间的边界一致时的一种表示；
图25是作为产生仅向音频解码器缓冲器传送一个音频帧数据组的剩余部分的一个音频信息包的结果在使VOBU之间的边界和音频帧数据组之间的边界一致时的表示；
图26A表示当在音频解码器缓冲器中存储4KB音频帧数据时只部分存储一个最后的音频帧数据组；
图26B表示当进行控制以防止音频解码器缓冲器填满时的缓冲器状态；
图27是一个流程图，表示音频包单元15在模拟音频解码器缓冲器时产生信息包的过程；
图28是表示对VOB的部分删除进行处理的流程图；
图29A是在一个区间的开始定位删除区的表示；
图29B是在一个区间的结尾定位删除区的表示；
图29C是在该删除区位于一个区间的中间时的表示；
图30表示在每个信息包中存储一个音频帧数据组的情况；和
图31表示由图30所示的VOBU引起的缓冲器状态的变化。对优选实施例的描述
下面是本发明的实施例的一个光盘和一个记录设备的说明。该说明引用了附图。第一实施例(1-1)可记录光盘的物理结构
图2A表示一个DVD-RAM盘的外观，它是一个可记录的光盘。如该图所示，DVD-RAM先放入一个托架75中，然后装入记录设备中。该托架75保护DVD-RAM的记录表面并有一个挡板76，挡板76可以开、闭以允许接近其中封闭的DVD-RAM。
图2B表示一个DVD-RAM盘的记录区。如图所示，DVD-RAM在其最里边的一圈有一引入区(Lead-in area)，在其最外边的一圈有一引出区(Lead-out area)，在它们之间有一数据区。引入区记录在通过光拾取器的存取期间稳定伺服机构所必要的参考信号，和防止与其它介质混淆的识别信号。引出区记录和引入区相同类型的参考信号。同时，将数据区分割成扇区，它们是可能访问DVD-RAM的最小单位。这里，把每个扇区的长度定为2KB。
图2C表示在一个扇区的标题切开的一个DVD-RAM的横截面和表面。如图所示，每个扇区包括一个凹坑序列和一个凹凸部，所说凹坑序列在一个反射膜(如金属膜)的表面上形成。
凹坑序列包括0.4μm-1.87μm的凹坑，它们刻入DVD-RAM的表面以表示扇区地址。
凹凸部包括称之为“槽”(groove)的凹部和称之为“台”(land)的凸部。每个槽和台都有一个由附着到它的表面的金属膜构成的记录标记。这个金属膜能够进行相变，这就是说，记录标记可以在一个结晶状态或者在一个非结晶状态，这取决于金属膜是否暴露给一个光束。使用这一相变特征可把数据记录在凹凸部。虽然只可能向MO盘(磁-光盘)的台部记录数据，但是可把数据记录到DVD-RAM的台部和槽部这两者上。这就意味着，DVD-RAM的记录密度超过了MO盘的。在DVD-RAM上对由16个扇区组成的每个组都提供误差校正信息。在本说明书中，称指定一个ECC(误差校正码)的由16个扇区组成的每个组为一个ECC模块。
在一个DVD-RAM上，把数据区再分割成几个区段，以便在记录和复制期间实现被称之为Z-CLV(区段-恒线速)的转动控制。
图3A表示在一个DVD-RAM上提供的多个区段。如图所示，一个DVD-RAM分为24个区段：区段0-区段23。每个区段就是使用相同的角速度访问的一组道。在该实施例中，每个区段包括1888个道。对每个区段，单独设置DVD-RAM的转动角速度，并且越靠近位于盘的内圈的区段这个角速度越高。把数据区分成多个区段，就可保证光拾取器能以恒速移动，同时在单个区段内进行访问。这就提高了DVD-RAM的记录密度，并且便于在记录和复制期间的转动控制。
图3B表示图3A所示的引入区、引出区、和区段0-23的水平布局。
引入区和引出区各包括一个缺陷管理区(DMA)。这个缺陷管理区记录表示有缺陷的扇区的位置的位置信息，和表示在任何替换区中是否存在用于替换有缺陷扇区的扇区的替换位置信息。
除了在与下一个区段相接的边界处提供的一个替换区和一个未使用区外，每个区段还有一个用户区。用户区是一个文件系统可以作为记录区使用的区域。当发现这样一些有缺陷的扇区时，使用替换区来代替有缺陷的扇区。未使用区是一个没有用于记录数据的区域。每个未使用区仅包括两条道，用于防止扇区地址的错误识别。其原因在于，虽然在同一个区段内的相邻道内的相同位置记录扇区地址，但对于Z-CLV来说，在区段之间的边界上的相邻道的扇区地址的记录位置是不同的。
以此方式，在区段之间的边界存在没有用于数据记录的扇区。在DVD-RAM上，逻辑扇区号(LSN)从内圈开始依次地相继指定给用户区的物理扇区。这些LSN只表示为记录数据使用的扇区。如图3C所示，记录用户数据并包括已指定了一个LSN的扇区的区称之为体区(volume area)。(1-2)在体区中记录的数据
图4A表示记录在一个DVD-RAM的体区中的数据内容。
使用该体区来记录AV文件，每个AV文件都包括多个VOB和一个RTRW(可实时重写)管理文件，所说管理文件是用于AV文件的管理信息。
图4A中的第5行(最下边的一行)表示视频流和音频流。分割这些流，使它们成为有效载荷长度的信息包，如第4行所示。通过这种分割产生的数据段按MPEG标准存储在视频信息包和音频信息包中。多路转换这些信息包，使之进入在第3行上表示的AV文件中的视频目标VOB#1，VOB#2中。按照ISO/IEC 13346把AV文件分成多个区间，如第2行所示。这些区间中的每一个都记录在体区中的一个区段的一个未使用区内，如在顶行所显示的。要说明，任何一个区间都不和区段边界交叉。
使用按ISO/IEC 13346标准化的目录文件和文件项管理这些AV文件和RTRW管理文件。例如，如图4A所示，把存储VOB#1、VOB#2、VOB#3的AV文件分割成区间A、B、C、D。这些区间存储在区段区中，以使一个AV文件的文件项包括区间A、B、C、D的分配描述符。通过分割一个AV文件产生的区间叫作AV块。每个AV块的数据长度将保证：在记录设备中，在为盘的访问提供的缓冲器(称为道缓冲器)中不会发生数据下溢。
图4B表示一个文件项的数据结构实例。在图4B中，一个文件项包括一个描述符标记，一个ICB标记，一个分配描述符长度，扩展的属性，和对应于每个区间A、B、C、D的分配描述符。
描述符标记是表示当前项是文件项的一个标记。对于一个DVD-RAM，使用各种各样的如文件项描述符和空间位图描述符的标记。对于一个文件项，使用一个数值“261”作为表示文件项的描述符标记。
ICB标记表示用于文件项本身的属性信息。
扩展的属性是表示具有比通过文件项中的属性信息字段规定的内容的级别更高的内容的属性的信息。
在图4B的右边表示出一个分配描述符的数据结构。每个分配描述符包括一个区间长度和表示该区间的记录开始位置的一个逻辑块号。在一个DVD-RAM上被一个区间占据的逻辑扇区作为“被使用”管理，而未被一个有效区间占据的逻辑扇区作为“未被使用”管理。
另一方面，如图4A第6行所示，和VOB#1-VOB#3有关的信息作为VOB#1信息、VOB#2信息、VOB#3信息记录在RTRM管理文件中。和AV文件类似，RTRW管理文件也分割成多个在体区中记录的区间。(1-2-1)视频流
图5中所示的视频流是多个画面数据组的一种安排，每个画面数据组对应于一帧视频图象。这个画面数据是已使用MPEG技术压缩的符合NTSC(国际电视标准化委员会)或PAL(逐行倒相制)标准的视频信号。通过帧间隔约33毫秒(精确值是1/29.97秒)的视频帧显示通过按NTSC标准压缩视频信号产生的画面数据组。通过帧间隔为40毫秒的视频帧显示通过按PAL标准压缩视频信号产生的画面数据组。图5的最上边的一行表示的是视频帧实例。在图5中，在符号“＜”和符号“＞”之间所示的部分就是视频帧，符号“＜”表示每一视频帧的显示开始时间(Presentation_start_Time)，符号“＞”表示每一视频帧的显示结束时间(Presentation_End_Time)。在以下的附图中也使用视频帧的这种记法。每一个由这些符号包围的部分都包括多个视频段。
按MPEG标准的压缩利用了在一帧图象内的空间频率特征和与在该帧的前或后显示的图象的时间关联性。每个画面数据组都转换成以下画面之一：双向预测画面(B)、预测画面(P)、和内部画面(I)。图5表求出B画面、P画面、和I画面，它们全都有相同的长度，但事实上它们的长度是有很大变化的。
当解码利用帧间的时间关联性的B画面或P画面时，必须引用在该画面解码之前或之后复制的图象。例如，在进行B画面解码之前需要完整地解码B画面引用的所有图象。
结果，MPEG视频流除确定了画面的显示顺序外还确定了画面的编码顺序。在图5中，第二行和第三行分别表示按显示顺序和编码顺序安排的画面数据组。
当使用仅有B画面和P画面的序列时，从视频流的中间开始进行解码的特殊的复制特征可能引起问题。为了防止出现这些问题，以0.5秒的间隔在视频数据内插入I画面。从一个I画面开始并一直延续到下一个I画面的每一个画面数据序列就是一个GOP(画面组)。把这样一些GOP定义为MPEG压缩单元。在图5的第三行上，竖的虚线表示当前的GOP和下一个GOP之间的边界。在每个GOP中，按显示顺序的最后一个画面数据的画面类型通常是P画面，按编码顺序的第一画面数据的画面类型却总是I画面。1-2-2 VOB的数据结构
图4A所示的VOB(视频目标)#1、#2、#3、...是通过多路转换视频流和音频流获得的符合ISO/IEC 13818-1的程序流。VOB在结尾处没有program_end_code(程序_结束_码)。
图6A表示VOB的逻辑结构的详细分层结构。这就是说，图6A的下一层更详细地表示了位于图6A的上一层中的逻辑格式。
位于图6A的顶层的视频流分割成多个在第二层上的GOP。这些GOP和图5中所示的相同，因此在GOP单元中的画面数据已转换成信息包。在图6A的顶层右侧表示的音频流按和图5相同的方式转换成位于第三行上的信息包。对于一个GOP单元的经过分割的画面数据与已经按相同方式分割的音频流一起多路转换。这就产生了在图6A的第4行上的信息包序列。这个信息包序列形成了在第5行上表示的多个VOBU(视频目标单元)。在第6行表示的VOB(视频目标)由按时序安排的多个这样的VOBU组成。在图6A中，断开的引导线表示相邻层的数据结构中的数据之间的关系。从图6A中的引导线可以看出，在第5行上的VOBU对应于第4行上的信息包序列，和第2行上的GOP单元中的画面数据。
顺着引导线可以看出，每个VOBU都是一个包括至少一个GOP的单元，该GOP单元具有复制周期约为0.4-1.0秒的画面数据、和记录设备在和读出这个画面数据的同时应从DVD-RAM读出的音频帧数据。按照MPEG视频标准(ISO/IEC 13818-2)来定义称之为GOP的单元。由于GOP仅规定了画面数据，如在图6A上的第2行所示，所以随这个画面数据一起多路转换的音频数据和其它数据(如子画面数据和控制数据)都不是GOP的组成部分。按DVD-RAM标准，符号“VOBU”用于和一个GOP对应的一个单元，并是至少一个GOP的通用名称，它包括复制周期约为0.4-1.0秒的画面数据、和与这个画面数据一起多路转换的音频数据。
照原样记录视频信息包和音频信息包在VOBU中的排列，使其成为在DVD-RAM上的一个逻辑扇区的序列。因此，存储在这些信息包中的数据将按这个顺序从DVD-RAM读出。这就意味着，视频信息包和音频信息包的这种排列就是信息包中的数据从DVD-RAM读出的顺序。每个视频信息包的存储容量约为2KB。由于在一个VOBU中的视频流的数据长度可以是几百个千字节，所以视频流可以分割成几百个视频信息包。
下面说明记录设备如何识别一个VOBU的开始。在图6A中，指定一个系统标题h1，用从这个系统标题开始延伸的一个箭头表示定位在每个VOBU的开始处的视频信息包。这个系统标题包括大量的解码该数据流所需的参数。这些箭头表示在每个VOBU的第一个信息包中都存储一个系统标题。这些系统标题的作用是在数据序列中分割各个VOBU。(1-2-2-1)音频信息包的数据结构
图6B表示在一个VOBU的开始处安排的一个视频信息包的逻辑格式。如图6B所示，一个VOBU中的第一个视频信息包由一个信息包标题、一个系统标题、一个数据包标题、以及作为视频流的一部分的视频数据。
图6C表示开初没有进入VOBU的视频信息包的逻辑格式。如图6C所示，每一个这样的视频信息包都由一个信息包标题、一个数据包标题、和视频数据组成，其中没有系统标题。
图6D表示系统标题的逻辑格式。图6D中所示的系统标题只跟在位于一个VOBU的开始处的视频信息包的后边。该系统标题包括最大速率信息(如图6D中的“Rate.bound.info”所示)和缓冲器大小信息(如“Buffer.bound.info”所示)。最大速率信息表示当输入数据时要求的复制设备的传输速率。缓冲器大小信息(如图6D中的“Buffer.bound.info”所示)表示当在VOBU中输入数据时要求的复制设备的最大缓冲器大小。
下面描述每个信息包的数据结构。要说明的是，视频信息包的数据结构并不是本发明的要点所在。因此，只说明音频信息包的数据结构。
图7A表示用于杜比-AC3格式的一个音频信息包的逻辑格式。如图7A所示，每个音频信息包包括一个信息包标题、一个数据包标题、一个sub_stream_id(亚_流_id)、音频帧信息、和多个音频帧数据组，所说sub_stream_id(亚_流_id)表示用于该信息包的音频流的压缩技术是线性-PCM还是杜比-AC3，所说音频帧数据组已使用由sub_stream_id指示的压缩技术进行了压缩。
图7B表示用于线性-PCM方法的一个音频信息包的逻辑格式。如图7B所示，每个线性-PCM音频信息包具有和杜比-AC3相同的组成部分，只是增加了音频帧数据信息。这个音频帧数据信息包括以下各项：
1、一个audio_emphasis_flag(音频_加重_标志)，表示加重的通或断；
2、一个audio_mute_flag(音频_消音_标志)，表示音频消音的通或断；
3、一个audio_frame_flag(音频_帧_数)，用于把信息包中的第一个音频帧的帧号写入一个音频帧组(GOF)；
4、一个quantization_word_length(量化_字_长)，表示当量化音频帧样本时的字长；
5、一个audio_sample_length(音频_样本_长度)，表示音频采样频率；
6、number_of_audio_channels(数目_音频_信道)，可按单声、立体声、双单声设置；
7、  一个dynamic_range_control(动态_范围_控制)，从第一个存取单元开始压缩dynamic_range(动态范围)。
图7C表示MPEG-音频方法的音频信息包的逻辑格式。如图7C所示，每个MPEEG音频信息包具有和杜比-AC3的信息包相同的组成部分，只是没有sub_stream_id或音频帧数据信息。
图7D表示信息包标题、数据包标题、和音频帧信息的逻辑格式。
图7D中所示的信息包标题包括一个pack_strart_code(信息包_开始_码)、一个SCR(系统时钟基准)、和一个Program_mux_rate(程序_mux_速率)。其中，SCR表示当前的信息包中的音频帧数据被输入进为音频流提供的解码器缓冲器(下面，称“音频解码器缓冲器”)的时间。在一个VOB中，第一SCR是STC(系统时钟)的初始值，所说的STC是在符合MPEG标准的解码器中作为一个标准化特征而提供的。
如图7D所示，数据包标题包括：一个“packet_start_code_prefix”(“数据包_开始_码_前缀”)，它是一个数据包中的第一个码；一个stream_ID(“流_ID”)，它对于一个专用流被设置成固定值；和，一个PTS(显示时间标记)，它表示在什么时间应当输出音频帧数据。
音频帧数据信息包括：“number_of_frame_headers”(“帧_标题_数”)，它给出在当前音频信息包中的音频帧数；和“first_access_pointer”(“首次_访问_指针”)，它给出在这个音频帧数据信息和首次访问单元(音频帧)的第一字节之间的相对块数。(1-2-2-2)音频解码器缓冲器的缓冲器状态
下面说明当把一个PTS或SCR指定给一个信息包标题或数据包标题时音频解码器缓冲器的内部状态的变化。
图8是表示音频解码器缓冲器的缓冲器状态的一个示意图。在这个图中，垂直轴代表缓冲器占用量，水平轴代表时间。
在图8中的斜面k11、k12、k13的梯度代表音频信息包的传输速率。这个传输速率对于每个音频信息包都是相同的。斜面k11、k12、k13的各个高度表示通过每个音频信息包传输到音频解码器缓冲器的音频帧数据的数量。总地看来，每个音频信息包的有效载荷都填充有音频帧数据，因此，斜面k11、k12、k13中的每一个的高度是2016字节。
斜面k11、k12、k13的各个高度表示一个信息包的传送周期，而斜面k11、k12、k13在水平轴的相应开始位置表示指定给每个信息包的SCR。
对于杜比-AC3的实例，向音频解码器缓冲器的传输速率对于两个音频流来说是384Kbps，对于一个音频流来说是192Kbps。每个信息包的有效载荷大小是2016字节，所以每个信息包的传输周期是2毫秒(＝2016字节*8/8Mbps)。这就意味着，在一个信息包的有效载荷中传输2016字节音频帧数据是在该信息包复制周期的大约0.0625(＝2毫秒/32毫秒)倍的时间内完成的。
梯阶部分d1、d2、d3表示音频解码器缓冲器的缓冲器占用量的降低，降低的原因是，在由音频帧数据表示的音频帧的各个显示开始时间输出并解码了积累的音频帧数据。梯阶部分d1、d2、d3在水平轴的位置表示指定给每个信息包的PTS。
图8中所示的音频信息包A31存储应在音频帧f20、f21、f22的显示结束时间解码的音频帧数据A21、A22、A23。在这些音频帧数据组中，先在音频帧f21的显示开始时间解码音频帧数据A21，而后分别在音频帧f22、f23的显示开始时间解码音频帧数据A22、A23。
在存储在音频信息包A31的音频帧中，首先解码的是音频帧数据A21。这个音频帧数据应该在音频帧f21的显示开始时间解码，所以到音频帧f20的显示周期结束时需要从DVD-RAM读出音频信息包A31。因此，给包括音频帧数据A21、A22、A23的音频信息包A31一个SCR，它表示在音频帧f21的显示开始时间之前的一个输入时间。(1-2-2-3)视频流的缓冲器状态
下面说明由于在信息包标题和数据包标题中指定了时间标记PTS、DTS、SCR引起的视频流的解码缓冲器(下面叫“视频缓冲器”)的内部状态的变化。
由于在利用时间关联性的压缩方法中所用的不同类型画面(I画面、P画面、和B画面)之间的码长度存在很大差别，所以要用可变的码长度来编码视频流。视频流也包括大量的数据，所以在前一个刚解码的视频帧的解码时间和这个I画面的解码开始时间之间，即在一个视频帧的复制周期期间，完成要复制的画面的画面数据(尤其是I画面的画面数据)的传输是很困难的。
图9A是一曲线图，表示视频帧和视频解码器缓冲器的占用量。在图9A中，垂直轴代表视频解码器缓冲器的占用量，水平轴代表时间。把这个水平轴分割成33毫秒的一些时间段，每个时间段对应符合NTSC标准的一个视频帧的复制周期。通过参照这个图可以看出，视频解码器缓冲器的占用量随时间而变，呈锯齿形。
构成锯齿形的每个三角形齿的高度代表在每个视频帧中要复制的部分视频流中的数据量。如以上所述，由于每个视频帧的码长度是按照该帧的复杂程度动态指定的，所以每个视频帧中的数据量是不相等的。
每个三角形齿的梯度都表示视频流的传输速率。通过从磁道缓冲器的输出速率减去音频流的输出速率，算出视频流的近似传输速率。这个传输速率就是在每个帧周期期间的传输速率。
在对应于图9A中一个三角形齿的周期期间，画面数据以恒定的传输速率累积。在解码时间，从视频解码器缓冲器瞬时输出当前帧的画面数据。实现锯齿形的理由是，从在视频解码器缓冲器中的存储到从视频解码器缓冲器的输出的处理过程是连续重复的。给每个视频信息包的DTS表示应当从视频解码器缓冲器输出视频数据的时间。
如图9A所示，为了保持复杂图象的图象质量，需要对帧指定较大数量的码。当给一个帧指定了较大数量的码时，这就意味着，在解码时间之前就应该开始在视频解码器缓冲器中的数据的预存储。
通常，从传输画面数据开始进入视频解码器缓冲器的传输开始时间到画面数据的解码时间的时间间隔称之为VBV(视频缓冲器检验)延迟。一般来说，图象越复杂，所指定的码的数量越大，并且VBV延迟越长。
如从图9A可以看出，在解码时间T16解码的画面数据的传输在时间T11开始。同时，在解码时间T18解码的画面数据的传输在时间T12开始。类似地可以看出，在时间T14、T15、T17、T19、T20、T21解码的其它画面数据组的传输都是在这些解码时间之前开始的。(1-2-2-4)每个画面数据组的传输周期
图9B详细表示画面数据组的传输。考虑到图9A中的情况，需要在“VBV延迟”的开始时间T23和下一个要复制的画面数据的传输的开始时间之间的“Tf_Period”(“Tf_周期”)之内完成图9B中在时间T24解码的画面数据的传输。从这个“Tf_Period”开始发生的缓冲器占用量的增加是由于要传输下面的画面数据的缘故。
“Tf_Period”的开始时间大约等于存储相应画面数据的分段的信息包中的第一个信息包内给出的SCR。“Tf_Period”的结束时间大约等于指定给存储下一个画面数据的分段的信息包中的第一个信息包的SCR。这就意味着，通过指定给视频信息包的SCR来确定“Tf_Period”。
在视频解码器缓冲器中积累的画面数据等待到要解码画面数据的时间T24。在解码时间T24，解码该图象A，这就清除了在视频解码器缓冲器中存储的部分画面数据，从而减小了视频解码器缓冲器的总占用量。
考虑到上述情况可以看出，虽然预先启动一帧对于传输音频帧数据是足够的了，但传输画面数据则需要在该画面数据的解码时间之前就完全充分地启动。换言之，传输画面数据应该在大约相同时间解码的音频帧数据的传输之前完全启动。按另一种方式，当音频流和视频流多路转换成为一个MPEG流时，音频帧数据和解码时间较迟的画面数据一起多路转换。结果，在一个VOBU中的画面数据和音频帧数据事实上由音频帧数据和在该音频帧数据之后解码的画面数据组成。(1-2-2-5)在每个信息包中的视频数据和音频帧数据的排列
图10表示存储多个音频帧数据组的音频信息包以及存储多个画面数据组的视频信息包的排列方式。在图10中，音频信息包A31存储要为f21、f22、f23复制的音频帧数据组A21、A22、A23。在音频信息包A31的音频帧数据组中，要解码的第一个音频帧数据是音频帧数据A21。由于音频帧数据A21需要在音频帧f20的显示结束时解码，所以这个音频帧数据A21需要在和音频帧f20相同的周期期间(周期k11)传送的画面数据V11一起多路转换。结果，音频信息包A31靠近存储画面数据V11的视频信息包排列，如图10的下部所示。
存储分别为f24、f25、f26复制的音频帧数据组A24、A25、A26的音频信息包A32应当与在和音频帧f23相同的时间(周期k15)传送的画面数据V15一起多路转换。结果，音频信息包A32靠近存储画面数据V15的视频信息包排列，如图10的下部所示。(1-2-2-6)靠近VOBU边界的信息包的排列
由于VOBU是包括一个GOP的数据单元，所以很显然，VOBU边界是根据GOP边界确定的。当就是这种情况时，第一个问题就是存储在一个VOBU中的音频帧数据的数量的问题。如图10所示，存储音频帧数据组的音频信息包的排列位置靠近存储在音频帧数据之后的某个时间复制的画面数据的视频信息包。这就意味着，在和GOP相同的VOBU中存储该GOP相同的时间应输入解码器缓冲器的音频帧数据。
第二个问题是音频帧数据组的边界和VOBU的边界的对齐方式，因为VOBU基本上是根据GOP确定的。如早些时候说过的，每一个画面数据组都是使用可变长度编码方式进行压缩的，因此GOP具有不同的大小。正因为如此，在大约和一个GOP的视频信息包相同的时间输入解码器缓冲器中的音频信息包数将在VOBU之间有所变化。结果，在一个VOB中，某些VOBU的用于音频信息包的有效载荷的总规模对应于音频信息包的整数倍，而另一些VOBU的用于音频信息包的有效载荷的总规模对应于音频信息包的非整数倍。若不计及音频信息包的数目的差别，为了对齐VOBU的边界和音频帧数据组之间的边界，靠近视频目标单元的边界的信息包的排列将能区分出以下两种情况：(1)音频信息包的有效载荷的总规模对应于音频帧数据组的整数倍；(2)音频信息包的有效载荷的总规模对应于音频帧数据组的非整数倍。
图11表示当在一个VOBU中音频信息包的有效载荷的总规模是整数的音频帧数据组的整数倍时在每个信息包中存储每个音频帧数据组的方式。
图11的顶层所画的方块表示包括在视频流中的的B画面、P画面、和I画面。第二行表示在顶层的视频流分割成和信息包的有效载荷同样大小的单元。从第二行向下伸出的箭头表示通过分割成有效载荷大小获得的数据分段存入视频信息包的方式。
在图11的第5行示出的示例性波形图表示通过以采样频率48KHz采样的音频波形。第4行表示一个音频帧数据组序列。把通过采样获得的采样数据分割成1536个(＝32毫秒/(1/48KHz))组，以形成音频存取单元(AAU)。对这些AAU编码，以产生在第4行上所示的音频帧数据组。通过从第5行向上延伸的虚线表示采样数据和音频帧数据组之间的对应关系。同时，从第4行向上延伸的虚线表示音频帧数据组存储在音频信息包中。
表示在B画面V15和I画面V16之间的边界的顶层上的竖线是GOP之间的边界。把包括紧挨在这个GOP边界之前定位的画面数据的视频信息包表示为视频信息包P31。
通过从音频帧数据组y-1、y-2、和y-3的后部伸出的一些箭头来指示紧挨在这个视频信息包P31之前定位的音频信息包P32，这说明这个信息包存储了这些音频帧数据组。同时，通过从音频帧数据组y-5、y-4、和y-3的前部伸出的一些箭头来指示在这个音频信息包P32之前定位的音频信息包P35，这说明这个信息包存储了这些音频帧数据组。
图12表示当包括在VOBU中的音频信息包的有效载荷总规模不对应于整数倍的音频帧数据组时在每个信息包中存储音频帧数据组的方式。
图12的首行和第二行和图11相同。第三行和图11不同：音频信息包P33紧挨在视频信息包P32之后定位。在第4行所示的音频帧数据组和第3行所示的信息包序列之间的对应关系也不同于图11所示的。
通过从音频帧数据组x-3、x-2、和x-1的前部伸出的一些箭头来指示紧挨在这个视频信息包P31之前定位的音频信息包P32，这说明这个信息包存储了这些音频帧数据组。同时，通过从音频帧数据组x-1的后部伸出的一些箭头来指示在这个音频信息包P31之后定位的音频信息包P33，这说明这个信息包存储了这个音频帧数据。由于只存储了音频帧数据x-1的后部，所以使音频信息包P33的有效载荷中的一个区未被使用。为了填充这个剩余的区，在音频信息包P33中插入一个填充包P51。
由于在音频信息包P33内安排音频帧数据x-1的后一部分和该填充包，所以VOBU的边界和音频帧数据组之间的边界匹配。
以此方式，可以保证VOBU的边界和音频帧数据组之间的边界匹配，而不管包括在VOBU中的音频信息包的总有效载荷的大小是对应于整数倍的音频帧数据组还是非整数倍的音频帧数据组。这就意味着，如果执行部分删除操作，其中以一个VOBU作为数据的最小可删除单元，则在删除数据和剩余数据之间的边界将符合音频帧数据组之间的边界。(1-2-2-6-1)基于音频信息包的自由大小的逻辑格式的选择
对于图12所示的例子，填充包P51插入信息包中的自由区，当然这和有效载荷中的的自由区的大小有关；填充包P51还可以插入该信息包中，或者可把塞入字节插入数据包标题中。图13A和13B分别表示其中插入填充包和塞入字节的的信息包的例子。
当一个信息包中的剩余区的大小在1到7个字节之间时，把塞入字节插入数据包标题中，如图13A所示。但当信息包中的剩余部区的大小至少为8个字节时，把填充包同音频包一起插入信息包中，如图13B所示。插入的填充包有一个唯一的标题。在记录设备中提供的用来分离多路转换的视频数据和音频数据的一个多路分解器引用这个标题，并且作为无效数据丢弃从该标题开始的数据。  这就意味着，当在音频信息包中提供一个填充包时，无效数据就不会在音频解码器缓冲器中积累，这个数据只填充在有效载荷中的自由区。(1-3)RTRW管理文件的组成
下面说明RTRW管理文件的组成。RTRW管理文件的内容可大致分为VOB表和PGC表。一个VOB是一个物理单元，用于指示在光盘上记录的MPEG系统。另一方面，一个PGC(程序链)是一个逻辑单元，表示所有的或只有某一些的数据分段在一个VOB中的排列。PGC定义复制序列。在图14中，对于3个VOB，即VOB#1、VOB#2、VOB#3，存在4个以上的PGC信息，即PGC信息#1、PGC信息#2、PGC信息#3、PGC信息#4...。这表明，对于物理上存在的3个VOB，可在逻辑上定义4个或多个PGC。
图14表示详细的分层结构，其中在RTRW管理文件中存储数据。图14的右边所示的逻辑格式详细地说明了左边表示的数据，虚线用作引导线，用于澄清正在扩展的那些部分的数据结构。
从图14的数据结构可以看出，RTRW管理文件包括一个Number_of_VOBI_s(表示VOB信息组数)和用于VOB#1、VOB#2、VOB#3的VOB信息。对于每个VOB，这个VOB信息包括VOB通用信息、VOB流信息、和一个时间映射表。(1-3-1)VOB通用信息的组成
VOB通用信息包括唯一地指定给AV文件中的每个VOB的一个VOB-ID，和每个VOB的VOB记录时间信息。
VOB属性信息包括视频属性信息和音频属性信息。
视频属性信息包括指示MPEG2和MPEG1之一的视频压缩方式信息、指示NTSC和PAL/SECAM之一的TV系统信息、表示“4∶3”或“16∶9”的宽高比信息、当视频属性信息指示NTSC时表示“720*480”或“352*240”的视频分辨率信息、和表示是否存在对于视频磁带记录设备的拷贝保护控制的拷贝保护信息。
音频属性信息表示可能是MPEG、杜比-AC3、或线性-PCM之一的编码方法，采样频率(如48KHz)，和音频比特率；在使用固定的比特率时所说音频比特率是作为一个比特率写入的；在使用可变的比特率时，所说音频比特率是作为符号“VBR”写入的。
时间映射表表示每个VOBU的显示开始时间和每个VOBU相对于AV文件的开始的地址。(1-3-2)PGC表的组成
PGC表包括一个Number_of_PGCI_s(表示PGC信息组的数目)和多个PGC信息组。每个PGC信息组都包括：一个Number_of_Cells，表示单元信息组的数目；和，用于每个单元的一个单元信息组。每个单元信息组都包括一个VOB_ID，一个C_V_S_PTM，和一个C_V_E_PTM。
VOB_ID是用于输入包括在AV文件中的一个VOB的识别符的一个列。当在对应于一个单元信息组的AV文件中有多个VOB时，这个VOB_ID能清楚地表示出哪些VOB对应于这个单元信息。
单元开始时间C_V_S_PTM(在附图中简写为C_V_S_PTM)是表示在逻辑上由这个单元信息指示的数据分段开始的的信息。详细地说，这表示位于数据分段开始处的视频字段。
单元结束时间C_V_E_PTM(在附图中简写为C_V_E_PTM)是表示在逻辑上由这个单元信息指示的数据分段结束的信息。具体来说，这表示位于数据分段结束处的视频字段。
作为单元开始时间C_V_S_PTM和单元结束时间C_V_E_PTM给出的时间信息组表示视频编码器的编码操作的开始时间和编码操作的结束时间，所以指示一系列由用户标记的图象。作为一个例子，当用户标记图15所示的图象时，在单元信息中的C_V_S_PTM和C_V_E_PTM被设置，以高精度地表示指定的视频字段。(1-3-2-1)使用逻辑单元(PGC)的复制
下面说明PGC的复制。图16表示使用PGC访问VOB的方式。图16中的虚线箭头表示引用数据和被引用的数据之间的对应关系。箭头y2、y4、y6、y8表示一个VOB中的每个VOBU和在该VOB信息组内包括在时间映射表中的时间码之间的对应关系。箭头y1、y3、y5、y7在VOB信息组内包括在时间映射表中的时间码和单元信息组之间的对应关系。
这里，假定用户指示要对于PGC之一进行复制。当所指示的PGC是PGC#2时，记录设备就要提取位于PGC#2前部的单元信息#1(简写成单元Cell I#1)。接着，记录设备引用包括在提取的Cell I#1中的AV文件和VOB识别符，并因而发现，对应于这个单元信息的AV文件和VOB就是AV文件#1和VOB#1，同时对于这个VOB规定了时间映射表#1。
由于在规定的时间映射表#1中写入了相对于VOB的开始和经过时间的地址，所以记录设备利用通过箭头y1表示的单元开始时间C_V_S_PTM引用时间映射表#1，并因此在AV文件中找到对应于包括在单元信息#1中的单元开始时间C_V_S_PTM的VOBU和这个VOBU的开始地址。一旦对应于单元开始时间C_V_S_PTM的VOBU开始地址已知，记录设备就访问由箭头y2表示的VOB#1，并从由这个开始地址表示的VOBU#1开始读取VOBU序列。
这里，由于单元结束时间C_V_E_PTM和单元开始时间C_V_S_PTM一起都包括在单元信息#1中，所以记录设备利用单元结束时间C_V_E_PTTM来引用时间映射表#1，如虚线箭头y3所示，结果，记录设备可以找到AV文件中哪一个VOBU对应于包括在单元信息#1中的单元结束时间C_V_E_PTM，并且可获得这个VOBU的结束地址。假定以此方式表示的VOBU是VOBU#i，则这个记录设备将读取该VOBU序列，直到如图16中箭头y4所示的VOBU#i结束时为止。通过以此方式经单元信息#1和VOB信息#1访问AV文件，记录设备可只读取由单元信息#1规定的AV文件#1的VOB#1中的数据。通过利用单元信息#2和单元信息#3重复这种对数据的选择性读取，记录设备就可以读取和复制包括在VOB#1中的所有的VOBU。
通过执行基于PGC信息组的复制，记录设备就可以按照由PGC信息组指示的顺序复制VOB中的数据。
通过由用户指示要包括在一个PGC中的单元，还可能对PGC进行部分复制。单元是使用视频字段的时间信息规定的一个VOB的一些部分，以使用户能够观察到他/她极其精确地指示出的视景。然而，用户不能直接指示对于比一个单元还小的数据分段(如一个VOBU)进行复制。(1-3-2-2)对于一个PGC的部分删除
以一个VOBU作为最小单元对VOB进行部分删除。这是因为每个VOBU在视频流中包括一个或多个GOP，并且因为VOBU之间的边界肯定与音频帧数据组之间的边界一致。下面描述在本实施例中执行一次部分删除时的过程。
在下面的例中，图16中所示的PGC信息#2由单元#1-#3组成，单元#2要经受部分删除。在图17中，使用斜面阴影表示对应于要删除的单元的区。
如图17中的帧w11所示，要删除的单元#2利用单元开始时间C_V_S_PTM表示出在包括在VOBU#i+1中的多个画面数据组中的视频帧之一。如帧w12所示，单元#2利用单元结束时间C_V_E_PTM也表示出在包括在VOBU#j+1中的多个画面数据组中的视频帧之一。
图18A表示利用PGC信息#2由部分删除释放的区间。如图18A第二行所示，VOBU#i、#i+1、#i+2记录在区间#m，VOBU#j、#j+1、#j+2记录在区间#n。
如图18A所示，单元#2指示的是在单元开始时间C_V_S_PTM包括在VOBU#i+1中的画面数据和在单元结束时间C_V_E_PTM包括在VOBU#j+1的画面数据。这就意味着，从VOBU#i+2占据的区间到VOBU#j占据的区间的区域被释放，变为未被使用的区域。然而，VOBU#i和VOBU#i+1占据的区间以及VOBU#j+1和VOBU#j+2占据的区间却未被释放。
图18B表示在上述的部分删除之后的VOB、VOB信息、和PGC信息的例子。由于已经删除了和前一个单元#2对应的部分，所以现在VOB#1包括新的一对VOBU：VOBU#1和VOBU#2。
把VOB#1的VOB信息分成VOB信息#1和VOB信息#2。包括在这些VOB信息组中的时间映射表分为时间映射表#1和时间映射表#2。
图19A和19B表示在上述的部分删除之前和之后的VOBU#i+1和VOBU#i+2。其中，图19A表示在部分删除之前的状态，并具有和图11相同的内容。在图19B中，已经删除了自VOBU#i+2开始的数据。由于VOBU#i+1和VOBU#i+2之间的边界同音频帧数据组y-1和y之间的边界一致，所以从VOBU#i+2开始的数据的部分删除导致如下结果：一直到音频帧数据y-1的音频帧数据留下来，并且删除从音频帧数据y开始的音频帧数据。
图20A和20B表示在上述的部分删除之前和之后的VOBU#j和VOBU#j+1。其中，图20A表示在部分删除之前的状态，并具有和图12相同的内容。在图20B中，已经删除了直到VOBU#j的数据。由于VOBU#j和VOBU#j+1之间的边界同音频帧数据组x-1和x之间的边界一致，所以直到VOBU#j的数据的部分删除导致如下结果：一直到音频帧数据x-1的音频帧数据被删除，并且从音频帧数据x开始的音频帧数据留下来。
由于VOBU之间的边界同音频帧数据组之间的边界一致，可以看出，以VOBU为单位进行的部分删除根本不存在一个音频帧数据组只有一部分留在光盘上的危险。(2-1)记录设备的系统结构
本实施例的记录设备具有用于DVD-RAM复制设备和DVD-RAM记录设备两种功能。图21表示包括本实施例的记录设备的系统结构的一个例子。如图21所示，这个系统包括：一个记录设备(下面称DVD记录器70)、一个遥控器71、一个和DVD记录器70相连的TV监视器72、和一个天线73。可以设想，DVD记录器70可以替代用于记录电视广播的常规的磁带录相机使用，并且具有编辑功能的特征。图21表示的系统中，DVD记录器70用作一个家用视频设备。DVD记录器70使用上述的DVD-RAM作为记录介质，用于记录电视广播。
当把一个DVD-RAM装入该DVD记录器时，DVD记录器70压缩经天线73接收的视频信号或常规的NTSC信号，并且将压缩的结果作为VOB记录到DVD-RAM。DVD记录器70还对包括在已记录在一个DVD-RAM上的VOB中的视频流和音频流进行解压缩，并把最终的视频信号或NTSC信号和音频信号输出到TV监视器72。(2-2)DVD记录器70的硬件结构
图22是表示DVD记录器70的硬件结构的方块图。DVD记录器70包括：一个控制单元1、一个MPEG编码器2、一个盘存取单元3、一个MPEG解码器4、一个视频信号处理单元5、一个遥控器71、一个总线7、一个遥控信号接收单元8、和一个接收器9。
在图22中的用实线画出的箭头表示在DVD记录器70的内部用电路连线实现的物理连接。同时，虚线表示逻辑连接，表明在视频编码操作期间用实线表示的连线上各种数据的输入和输出。
控制单元1是主机侧控制单元，包括CPU 1a、处理器总线1b、总线接口1c、主存储器1d、和ROM 1e。控制单元1通过执行存储在ROM 1e中的程序记录和复制VOB。
MPEG编码器2的操作如下。当接收器9经天线73接收一个NTSC信号时，或者当经设在DVD记录器70的背部的视频输入端接收由一个家用视频摄像机输出的视频信号时，MPEG编码器2编码该NTSC信号或视频信号以产生VOB。MPEG编码器2然后经总线7向盘存取单元3输出这些VOB。
盘存取单元3包括一个磁道缓冲器3a、一个ECC处理单元3b、和用于DVD-RAM的一个驱动机构3c，并且按照控制单元1的控制访问DVD-RAM。
更加详细地说，当控制单元1给出在DVD-RAM上记录的指示、并且如虚线(1)所示成功地输出了由MPEG编码器2编码的VOB时，盘存取单元3就在磁道缓冲器3a中存储接收到的VOB。在ECC处理单元3b完成了ECC处理后，盘存取单元3b控制驱动机构3c以便成功地向DVD-RAM记录这些VOB。
另一方面，当控制单元1指示从一个DVD-RAM读取数据时，盘存取单元3控制驱动机构3c，以成功地从DVD-RAM读取VOB。在ECC处理单元3b对这些VOB完成ECC处理后，盘存取单元3将结果存储在磁道缓冲器3a中。
这里所述的驱动机构3c包括一个用于设置DVD-RAM的底板，一个用于夹紧和转动DVD-RAM的主轴电机，一个从DVD-RAM读取信号的光拾取器，和用于光拾取器的一个致动器。通过控制驱动机构3c的这些部件就可实现读和写操作，但这些控制没有形成本发明的主题部分。由于这种控制可通过公知的方法实现，所以在本说明书中不作进一步的说明。
MPEG解码器4的操作如下。当如虚线(2)所示输出通过盘存取单元3从DVD-RAM读取的VOB时，MPEG解码器4解码这些VOB以获得解压缩的数字视频数据和一个音频信号。MPEG解码器4向视频信号处理单元5输出解压缩的数字视频数据，并向TV显示器72输出音频信号。
视频信号处理单元5把MPEG解码器4输出的图象数据转换成用于TV监视器72的视频信号。在收到外部的图形数据时，视频信号处理单元5把图形数据转换成图象信号，并进行信号处理以组合这个图象信号和视频信号。
遥控信号接收单元8接收遥控信号，并且将在该信号中的关键码通知给控制单元1，使控制单元1可以按照遥控器71的用户的操作完成控制。(2-2-1)MPEG编码器2的内部结构
图23A是表示MPEG编码器2的结构的一个方块图。如图23A所示，MPEG编码器2包括：一个视频编码器2a、用于存储视频编码器2a的输出的一个视频编码缓冲器2b、一个音频编码器2c、一个音频编码缓冲器2d、用于多路转换视频编码缓冲器2b中的编码的视频流和音频编码缓冲器2d中的编码的音频流的一个系统编码器2e、用于产生MPEG编码器2的同步时钟的一个STC(系统时间时钟)单元2f、和控制及管理MPEG编码器2的这些部件的编码器控制单元2g。其中，音频编码器2c编码从外部输入的音频信息，以产生多个音频帧数据组，它们是可以独立解码的最小数据单元。音频编码缓冲器2d存储按照产生的顺序由音频编码器2c编码的多个音频帧数据组。(2-2-2)系统编码器2e的内部结构
图23B表示系统编码器2e的内部结构。如图23B所示，系统编码器2e包括一个音频压缩单元15，一个虚拟解码器缓冲器16，一个虚拟显示时间计数单元17，一个视频压缩单元18，一个虚拟解码器缓冲器19，和一个交错单元20。音频压缩单元15把存储在音频编码缓冲器2d中的音频帧数据组转换成信息包。虚拟解码器缓冲器16模拟当把存储音频帧数据组的信息包输入到一个缓冲器时的缓冲器状态。虚拟显示时间计数单元17基于STC 2f的同步时钟测量用于指定一个SCR和一个PTS的时间。视频压缩单元18把存储在视频编码缓冲器2b中的视频数据转换成信息包。虚拟解码器缓冲器19模拟当把存储视频数据组的信息包输入到一个缓冲器中时的缓冲器状态。交错单元20按照指定给视频信息包和音频信息包的SCR和PTS通过安排视频信息包和音频信息包来产生VOB。在本实施例中，音频帧数据通过音频压缩单元15转换成信息包是主要的焦点，因此对这一点要作详细说明。没有给出有关通过视频压缩单元18产生视频信息包的详细描述。(2-2-2-1)通过音频压缩单元15的缓冲控制
音频压缩单元15从在音频编码缓冲器2d中积累的已编码的音频帧数据中提取等价于有效载荷大小的一定量的数据。音频压缩单元15然后产生一个信息包，该信息包在其有效载荷中存储已提取的数据，然后向系统编码器2e输出产生的信息包。信息包的这种产生过程涉及数据在有效载荷中的安排和该信息包输入音频解码器缓冲器的输入时间的计算。
进行信息包进入音频解码器缓冲器的输入时间计算，以便有效地控制音频解码器缓冲器的缓冲器状态。在符合DVD标准的复制设备的模型中，音频解码器缓冲器的存储容量只有4KB，这个容量仅是作为从DVD-RAM读出时的单位使用的音频信息包的数据大小的2倍。结果，如果对于音频帧数据的输入时间或者在任何一个时间输入到音频解码器缓冲器的音频帧数据组的数目没有限制，那么在音频解码器缓冲器中就存在发生溢出的危险。然而，如果这个限制不适当，则可能发生相反的情况，在音频解码器缓冲器中不存在需要解码的音频帧数据。这将在音频解码器缓冲器中引起下溢。
为了避免发生下溢和溢出，音频压缩单元15使用了虚拟解码器缓冲器16来模拟当输入信息包时解码器的系统编码器2e的占用量的增加以及占用量随着时间的流逝的减小。通过这样做，音频压缩单元15计算出音频信息包的输入时间，使得在音频解码器缓冲器中不会发生任何下溢或上溢。通过给信息包指定以此方式计算出来的输入时间的SCR，音频压缩单元15就可保证在音频解码器缓冲器中不会发生任何上溢和下溢。在这样做时，音频压缩单元15不得给对应于一个视频信息包的SCR的音频信息包指定一个SCR。为了保证这种情况的发生，音频压缩单元15把已经指定给信息包的SCR通知给视频压缩单元18，音频压缩单元18给没有对应于音频信息包的SCR的视频信息包指定SCR。
通过绘出如图8所示的虚拟解码器缓冲器16的缓冲器状态，其中用通过虚拟显示时间计数单元17测量的时间作为水平轴，就可完成利用虚拟解码器缓冲器16的音频解码器缓冲器的模拟。
音频压缩单元15使虚拟显示时间计数单元17开始测量时间。当在音频编码器缓冲器16中积累的第一信息包已存储在第一信息包时，音频压缩单元15使缓冲器占用量增加该第一信息包的数据数量，并且根据该信息包的输入比特率针对通过虚拟显示时间计数单元17测量的时间绘出一个倾斜部分。
虚拟显示时间计数单元17继续测量时间，并且每当由虚拟显示时间计数单元17测得的时间到达一个音频帧的显示开始时间时音频压缩单元15就画出一个梯阶部分。音频压缩单元15重复地绘出梯阶部分，并且当在音频解码器缓冲器中出现与一个信息包的有效载荷等量的自由区时，把音频编码缓冲器16中积累的音频帧数据存储在下一个信息包中，并给该信息包一个表示该点的时间的SCR。通过重复这个过程，音频压缩单元15就把音频帧数据转换成信息包。(2-2-2-2)缓冲器控制以使VOBU和音频帧数据的边界一致
除了实现上述的缓冲器状态的模拟，本实施例的音频压缩单元15有一个特征：它能完成缓冲器控制，以使VOBU的边界能和音频帧数据组之间的边界匹配一致。这种缓冲器控制可控制音频解码器缓冲器，以便当已经传送了一个VOBU中的最后一个(音频)信息包时，在音频解码器缓冲器中积累的音频帧数据将完成一个整个的音频帧。当保持这样的缓冲器控制时，VOBU之间的边界肯定同音频帧数据组之间的边界匹配。
图24表示的情况就是音频帧数据组之间的边界同VOBU之边界匹配的情况。
图24的上部表示视频解码器缓冲器的缓冲器状态的过渡变化。在它的下边，示出引起所示缓冲器状态变化的视频信息包序列。在图24中，示出画面数据组V11、V12、V13、V14、V15、V16，存储最终的画面数据V15的视频信息包P31是一个VOBU中的最后一个的信息包。视频信息包P34存储下一个VOBU中的第一个画面数据v16。
在图24中的这一行的下面，表示多路转换视频信息包和音频信息包的一个信息包序列。同时，图24的下部表示音频解码器缓冲器的缓冲器状态的过渡变化。在这个曲线的右侧画出的一个竖线用“x”标记在音频帧数据组之间的每个边界处。
在多路转换的信息包序列中最后一个视频信息包P31的前面紧挨着一个音频信息包P32。该音频信息包P32的传输使由倾斜部分k1表示的音频解码器缓冲器的占用量增加。如由图24的下部的曲线所示，在音频解码器缓冲器中存储数量严格等于4个音频帧的音频帧数据。这表明，VOBU边界同音频帧之间的边界匹配。
另一方面，当在音频解码器缓冲器中只存储部分音频帧数据时，VOBU之间的边界同音频帧数据组之间的边界不一致。当边界不一致时，音频压缩单元15只能传输一个音频帧数据组的剩余部分，因此VOBU之间的边界同音频帧之间的边界匹配。
图25表示音频压缩单元15只传输一个音频帧数据组的剩余部分的方式，以使VOBU之间的边界同音频帧之间的边界匹配。
图25的上部和它的下边的视频信息包序列都和图24相同。在这下边，视频信息包P31存储最后一个画面数据v15，像在一个GOP中的最后一个信息包一样，音频信息包P32在它前面紧挨着它，如图24所示。这个音频信息包P32的传输使如图24所示的由倾斜部分k1表示的音频解码器缓冲器的占用量提高。然而，在音频信息包P32的这个传输后，图25的曲线就有了差别，音频解码器缓冲器存储4个帧的音频帧数据和第5个音频帧的音频帧数据的一部分。
如在倾斜部分k1上的点k2所示，VOBU之间的边界同音频帧数据组之间的边界不匹配。在图25的下部，到达音频帧的显示开始时间导致缓冲器占用量的减小，如由梯阶部分所示k5。这个梯阶部分的高度等价于一个音频帧数据组的数据大小，因此音频解码器缓冲器终止存储数量不完整的音频帧数据。
在这种情况下，VOB之间的边界同音频帧数据组之间的边界不匹配，因此在图25中，音频信息包P33紧挨在视频信息包P31之后并且紧挨在视频信息包P34之前。音频信息包P33存储一个音频帧数据组的剩余部分，因此通过输入这个音频信息包P33就在图25的下部的曲线中产生了倾斜部分k3。结果，音频解码器缓冲器的缓冲器占用量增加到如k4所示的水平，表示音频帧数据的数量精确地等于4个音频帧数据组。这表示VOBU的边界同音频帧数据组之间的边界匹配一致。
从视频压缩单元18发送出在一个VOBU中的最后一个视频信息包的通知，这是意想不到的。结果，音频压缩单元15必须在突然之间安排好上述的音频帧数据的剩余部分。
特别应该注意的是，音频解码器缓冲器的大小只有4KB，因此在许多情况下都不可能在一个VOBU结束时传送一个音频信息包，例如不可能传送前一个例中的音频信息包P31。一个实例是如下的情况：即使部分存储了最后一组音频帧数据，在音频数据缓冲器中也要存储4KB音频帧数据。由于音频解码器缓冲器的容量是4KB，这是音频帧数据的数据大小的5.333...(4096字节/768字节)倍，所以可以看出，这代表非整数倍的音频帧数据组。
图26A表示在音频解码器缓冲器中存储4KB音频帧数据的状态，尽管最后一个音频帧数据组只是部分存储。图26A的上部表示视频信息包P31是一个VOBU的最后一个视频信息包，在它的前面紧靠它定位的是音频信息包P32，和图25中所述的情况相同。
从音频信息包P32开始下降的竖直虚线表示倾斜部分k1，该倾斜部分表示由音频信息包P32引起的缓冲器占用量的增加。在倾斜部分k1的峰值处从点k2伸出的水平线在音频帧数据组之间的边界处与垂直引导线不交叉，如图25所示。与图25的差别是，在点k2处的缓冲器占用量是4096字节。由于4096字节的音频帧数据已经存储在音频解码器缓冲器中，以和图25相同的方式传送音频信息包P33到音频解码器缓冲器中将引起音频解码器缓冲器溢出。
在这种情况下，不可能把音频信息包P33中的音频帧数据的剩余部分输入进音频解码器缓冲器中，因此VOBU之间的边界同音频帧数据组之间的边界不匹配一致。
通过音频压缩单元15实现缓冲器控制，以特别地避免上述情况，即音频解码器缓冲器完全由音频帧数据填充。详细地说，音频压缩单元1 5维持一种缓冲器状态，其中设定一个预定的数据量Bsa’，使其成为音频解码器缓冲器中的数据量的上限。图26B表示的是当音频解码器缓冲器中的数据量经受的是上限Bsa’并且进行了缓冲器控制因而在音频解码器缓冲器中积累的数据的数量不超过Bsa’时的缓冲器状态的变化。
确定这个上限Bsa’的规则取决于编码器所用的算法，不存在建立这些规则的特别有利的方法，在本实施例中，Bsa’是作为由下述公式得到的值设定的，其中由“Aaudio”来代表一个音频帧的数据大小。
Br＝(4KB ％ Aaudio) (公式2-1)
Bsa’＝4KB-Br       (公式2-2)
其中“％“代表寻找剩余余数的一种计算。
使用上述公式意味着音频解码器缓冲器中的数据量的上限是一个音频帧的数据大小的整数倍。这就是说在音频解码器缓冲器中的积累的数据量不超过这个预定的量Bsa’。由于在音频解码器缓冲器中积累的的数据量不超过按照公式2-2求得的Bsa’值，所以在音频解码器缓冲器中总是有足够的空间来输入一个音频帧的剩余的数据。为了给出实际的数字实例，当使用杜比-AC3和192Kbps的比特率时，Aaudio的值将是768字节，因而Br将是256个字节(＝4096字节-(768字节*5))。这就意味着，在图26B中，在音频解码器缓冲器中积累的数据的量经受的是上限Bsa’3840字节。
当把音频帧数据存储进入一个信息包时，音频压缩单元15判断把虚拟解码器缓冲器16中累积的数据量加到有效载荷的大小上所得的值是否不大于预定的大小Bsa’。如果是，音频压缩单元15将产生下一个信息包，并给标题指定一个表示当前时间的SCR。当在虚拟解码器缓冲器中的积累的数据量加上有效载荷大小的总数大于预定的大小Bsa’，音频压缩单元15等待积累的数据量通过下一个音频帧的解码而减小。当积累的数据量已充分减小到所说积累的数据量加上有效载荷大小的总数落在预定的大小Bsa’之内时，音频压缩单元15产生下一个信息包并给标题指定一个表示在这一点的时间的SCR。
下面描述音频压缩单元15模拟音频解码器缓冲器的状态并根据上述原理产生音频信息包的过程。图27是一个流程图，表示音频压缩单元15在模拟音频解码器缓冲器的状态的同时产生音频信息包的过程。
在步骤S1，音频压缩单元15使虚拟显示时间计数单元17开始计数虚拟显示时间t。在步骤S2，音频压缩单元15从存储在音频编码缓冲器2d的音频帧数据组的排列的开始处提取一个预定大小的音频帧数据。音频压缩单元15将这个提取的音频帧数据存储在一个信息包中。音频压缩单元15根据虚拟显示时间t指定一个SCR和PTS，以产生一个音频信息包。音频压缩单元15把该信息包的有效载荷大小加到在该缓冲器中积累的数据量上，并在虚拟解码器缓冲器16中绘出一个倾斜部分。
在步骤S3，音频压缩单元15判断由虚拟显示时间计数单元17计数的虚拟显示时间t是否已达到一个音频帧的显示开始时间。如果没有达到，在步骤S4，音频压缩单元15确定一个音频信息包的输入可能时间已到。如果没到，在步骤S5，音频压缩单元15判断是否已给出在一个VOBU中存储了最后一个视频信息包的通知。当在步骤S3-S5中的每一个判断给出的结果都是“否”时，音频压缩单元15前进到步骤S6，使虚拟显示时间计数单元17增加虚拟显示时间t。
在步骤S6中的增加一直重复到步骤S3-S5的判断之一给出结果“是”时为止。虚拟显示时间t的这种重复增加导致虚拟显示时间t达到一个音频帧数据组的显示开始时间。当出现这种情况时，在步骤S3给出结果“是”，并且过程前进到步骤S7。在步骤S7，音频压缩单元15在虚拟解码器缓冲器16中绘出一个梯阶部分，以使该缓冲器中积累的数据量减小音频帧数据的大小。然后过程前进到步骤S6，虚拟显示时间t再次增加，然后进入步骤S3-S6的循环处理。
另一方面，当虚拟显示时间t的重复增加导致虚拟显示时间t达到了一个音频信息包的输入可能时间，过程前进到步骤S8，在这里，音频压缩单元15判断通过把缓冲器中积累的数据量加到有效载荷大小上给出的值是否落入预定的大小Bsa’内。
如果这个大小超过了预定值Bsa’，就存在着如下的危险：音频信息包输入到音频解码器缓冲器将引起音频解码器缓冲器溢出。结果，过程前进到步骤S6，然后又回到S3-S6的循环，使音频压缩单元15等待音频解码器缓冲器中积累的数据量的减小。
如果计算的大小小于预定阈值Bsa’，过程前进到步骤S9，在这里音频压缩单元15从存储在音频编码缓冲器2d中的音频帧数据组的排列开始处提取一个预定大小的音频帧数据。音频压缩单元15在一个音频信息包的有效载荷中安排这个提取的音频帧数据。音频压缩单元15根据虚拟显示时间t给标题指定一个SCR和PTS以产生一个音频信息包。同时，音频压缩单元15把该信息包的有效载荷的大小加到在缓冲器中积累的数据量上。并且在虚拟解码器缓冲16中绘出一个倾斜部分。过程然后前进到步骤S6，虚拟显示时间t增加，而后过程再次进入S3-S6循环中。
重复虚拟显示时间t的递增直到音频压缩单元15意外地接收到来自音频压缩单元18的通知：已经存储一个VOBU中的最后一个视频信息包时为止。音频压缩单元15在收到已经存储VOBU中最后一个视频信息包的通知时前进到步骤S10，在这里音频压缩单元15找到剩余数“Frame_Remain”，即用一个音频帧数据组的大小去除缓冲器的容量时的余数。接下去，在步骤S11，音频压缩单元15判断该Frame_Remain的大小是否是0。如果是，则过程前进到步骤S6，在这里虚拟显示时间t增加，而后过程进入步骤S3-S6的循环。如果不是，过程前进到步骤S12，音频压缩单元15从存储在音频编码缓冲器2d中的音频帧数据组的排列的开始处提取剩余的音频帧数据。音频压缩单元15在一个音频信息包的有效载荷中安排这个所提取的音频帧数据。
音频压缩单元5根据虚拟显示时间t给标题指定一个SCR和PTS，以产生一个音频信息包。过程然后前进到步骤S13，音频压缩单元15判断有效载荷大小和Frame_Remain的数据大小之间的差是否是8个字节或更多。如果是，在步骤S14，音频压缩单元15在该音频信息包中存储一个填充包。另一方面，如果这个差小于8个字节，则在步骤S15，音频压缩单元15将塞入字节存入该信息包的数据包标题中。在此之后，过程前进到步骤S6，虚拟显示时间增加，而后过程再一次进入步骤S3-S6的循环。
由于音频编码缓冲器2d按照编码的顺序存储由音频编码器2c编码的多个音频帧数据组，所以音频压缩单元15通过引用音频编码缓冲器2d中的音频帧数据的数据大小就可以判断要存储的下一个音频帧数据是否已经部分地存储在其前边紧挨着的音频信息包中，所说音频信息包的数据大小和音频编码缓冲器2d中的音频帧数据的数据大小一样。(2-2-2-3)一个VOB的部分删除的过程
控制单元1利用访问按ISO/IEC 13346标准化的数据格式的一种标准化功能进行部分删除操作。这里由控制单元1提供的标准化特征涉及在目录单元和文件单元中向DVD-RAM或从DVD-RAM读或写数据的盘存取单元3的控制。
由控制单元1提供的标准化功能的典型的实例如下：
1、使盘记录单元100记录一个文件项并获得文件识别描述符。
2、转换盘上包括有一个文件的一个记录区为一个空区。
3、控制盘存取单元3读取来自一个DVD-RAM的一个特定文件的文件识别描述符。
4、控制盘存取单元3向该盘上记录在存储器中存在的数据。
5、控制盘存取单元3读取构成记录在盘上的文件的一个区间。
6、控制盘存取单元3移动光拾取器到构成一个文件的多个区间中的一个期望位置。
下面说明根据图17、18A、18B所示的过程进行部分删除时控制单元1的处理过程。图28是表示在进行一个VOB的一次部分删除时的过程的流程图。在这个流程图的步骤S21，控制单元1首先更新如图17、18A、18B所示的VOB信息和PGC信息，并且更新文件项。
在步骤S22，控制单元1引用在时间映射信息中给出的VOBU的相对地址，并规定对应于构成删除区的VOBU的区间。这里，删除区可对应于一个区间、或对应于两个区间、或对应于更多的区间。由多个VOBU组成的一个删除区可对应于多个区间的理由是一个AV文件可分割成多个区间，和VOBU的结构完全无关。
在以此方式规定了区间之后，过程前进到步骤S30。步骤S30标志着对每一个规定的区间都要执行的由步骤S23-S29组成的一个循环的开始。
在步骤S23，控制单元1确定删除区是否定位在规定的区间的开始处。图29A表示的就是删除区定位在规定的区间的开始处的情况。当删除区在如图29A所示的区间的开始处时，对于步骤S23的判断给出结果“是”，过程前进到步骤S24。
在步骤S24，把删除区的逻辑块长度加到规定的区间的记录开始位置，并且使这个区间的逻辑块长度减小删除区的逻辑块长度。通过这样作，控制单元1更新了记录开始位置，并且更新了在图29A中从虚线所示的位置到实线所示的位置的所说区间长度。
在步骤S25，控制单元1判断删除区是否定位在规定的区间的结束处。图29B表示的就是删除区定位在规定的区间的结束处的情况。当删除区在如图29B所示的区间的结束处时，对于步骤S25的判断给出结果“是”，过程前进到步骤S26。在步骤S26，将当前区间的逻辑块长度减去删除区的逻辑块长度。通过这样作，控制单元1更新了在图29B中从虚线所示的位置到实线所示的位置的所说区间长度。
在步骤S27，控制单元1确定删除区是否定位在规定的区间的中间处。图29C表示的就是删除区定位在规定的区间的中间处的情况。当删除区在如图29C所示的区间的中间处时，对于步骤S27的判断给出结果“是”，过程前进到步骤S28。
在步骤S28，控制单元首先在一个文件项中登记在删除区之后的流数据作为一个新区间。控制单元1然后在该文件项中登记一个分配描述符。这个分配描述符具有在删除数据后的AV数据中的第一地址作为记录开始地址，并且使这个剩余的AV数据的数据长度为逻辑块长度。
接下来，在步骤S29，原来的区间的记录开始位置照原样留下来，并且对这个区间的分配描述符中写入的逻辑块长度要减去删除区的逻辑块长度与按新的文件项中的分配描述符中写入的逻辑块长度之和。
当在步骤S27给出结果“否”时，规定的区间要整体删除，过程前进到步骤S31，删除该区间。
通过对于在步骤S23规定的每个区间重复上述循环过程，控制单元1可完成部分删除操作。
在本实施例中，当在一个VOBU中音频信息包的有效载荷大小的总数是一个音频帧数据组的非整数倍时，要在信息包中插入一个填充包或塞入字节，以使VOBU之间的边界同音频帧数据组之间的边界匹配一致。这就意味着，只要以VOBU为单位进行部分删除，就不存在如下的危险：部分删除只留下一个音频帧数据组的前部或后部。结果，通过以VOBU为单位更新诸如文件项之类的管理信息，记录设备就能很轻松地完成部分删除。
即使突然收到在一个VOBU中存储最后一个视频信息包的通知时，在信息包中插入一个填充包或塞入字节的处理可以瞬时使VOBU的边界与音频帧数据组之间的边界对齐，其中采用了在音频压缩单元15的缓冲器控制方法中定义的一种技术。第二实施例
本发明的第二实施例的焦点在于音频帧数据组在信息包中的存储，其中遵循了一个音频帧数据组与一个信息包的相对比例。
图30是在每个信息包中存储一个音频帧数据组的时间的表示。
图30的上部表示通过多路转换音频信息包和视频信息包产生的VOBU。通过从音频帧数据Z伸出的箭头表示在这些VOBU中的音频信息包P61，这表明这个信息包只存储在图30的下部中表示的音频帧数据Z。如果只存储音频帧数据Z则在该音频信息包P61中留下一个未被使用区。为了填充这个未被使用区，要在音频信息包P61中插入一个填充包。
以此方式，分别通过从音频帧数据组Z+1、Z+2、Z+3伸出的箭头表示在图30的上部中示出的音频信息包P62、P63、P64。这表明，这些信息包分别只存储音频帧数据组Z+1、Z+2、Z+3。由于在每个音频信息包中只存储一个音频帧数据组，所以在每个音频信息包P62、P63、P64的有效载荷中都留有未被使用区。为了填充这些未被使用区，要在每个音频信息包中插入一个填充数据包。
图31表示由于图30所示的VOBU而使缓冲器的状态发生改变的方式。图31的下部表示和图30相同的VOBU。中间部分表示通过从下部所示的VOBU分离音频信息包而获得的一个音频信息包序列。图31的顶部是一个曲线图，表示由于音频帧数据从中间部分的信息包向音频解码器缓冲器的传送引起的音频解码器缓冲器的缓冲器占用量的增加。
在图31曲线图中的每个倾斜部分在指定给一个数据包标题的SCR处升高，在指定给该信息包的信息包标题的PTS处下降。这表明，存储音频帧数据组的每个音频信息包输入音频解码器缓冲器是通过显示开始时间完成的，在这一点对于音频信息包中的音频帧数据进行解码。
就本实施例而论，在每个音频信息包中只存储一个音频帧数据组，因此不再需要使用虚拟解码器缓冲器16模拟缓冲器状态。这就意味着，可以简化系统编码器2e的结构。还可以把音频解码器缓冲器的规模减小到一个音频帧数据组的大小，这就减小了记录设备的制造成本。
借助于以上实施例描述了本发明，但这些实施例只是当前被认为是优选的系统的实例。显然，在不偏离本发明的技术范围的条件下还可以作出各种各样的改进。下面给出这些改进中的7个有代表性的实例。
(a)在第一实施例中，DVD记录器70是作为代替家用非便携式磁带录相机使用的一个设备描述的。然而，当DCD-RAM用作计算机的存储介质使用时，下述的结构也是可能的。盘存取单元3可以经过SCSI(小型计算机系统接口)、IDE(集成驱动电路)、或IEEE(电气电子工程师学会)1394接口连到一个计算机总线，从而可以作为一个DVD-RAM驱动器操作。在图22中除了盘存取单元3以外的部件都可以通过计算机硬件、计算机OS(操作系统)、和在OS上运行的应用软件实现。
在这样作时，可以用一种机器语言程序来实现图27中流程图所示的过程。借此音频压缩单元15利用虚拟解码器缓冲器16模拟缓冲器状态。这样一些机器语言程序因为已经记录在记录介质上，所以可以分配和销售。这些记录介质的例子是IC(集成电路)卡、光盘、或软盘。然后把记录在记录介质上的机器语言程序安装在标准化的计算机中。通过执行安装的机器语言程序，标准化计算机可实现第一实施例的记录装置的功能。
(b)在这些实施例中，只有视频流和音频流作为在VOB中多路转换的流进行了描述。然而，在VOB中还可以多路转换进包括已受到运行长度压缩的用于小标题的正文的副画面流，其中的VOB之间的边界还是要同音频帧数据组之间的边界对齐。
(c)所述的实施例是利用一个视频帧和一个音频帧作为单元的情况。然而，还有另外一些情况，其中的一个画面事实上是利用1.5个帧描述的，例如其中利用3∶2下拉的一个视频流，每秒24帧的图象受到和胶片材料同方式的压缩。本发明没有真正地依赖于3∶2下拉，所以对于所用的帧没有特殊的限制。
(d)在第二实施例中，在一个音频信息包中存储一个音频帧数据组，但在一个音频信息包中可以存储2个或3个音频帧数据组，条件就是要落在音频信息包的容量之内。
(e)在第一和第二实施例中，给杜比-AC3、MPEG、线性-PCM指定音频编码方式，但即使使用其它编码方式，仍能实现实施例中所述的技术效果。
(f)在第一和第二实施例中，每个信息包只包括一个数据包，但一个信息包还可以按另外的方式包括多个数据包，与在常规的MPEG方法中的情况一样。
(g)第一和第二实施例描述了使用DVD-RAM的实例，但本发明不限于使用这种记录介质。如果使用任何可改写的介质，如硬盘驱动器或MO驱动器，仍能实现相同的效果。
虽然参照附图借助于实例全面地描述了本发明，但应该说明的是，各种变化和改进对于本领域的普通技术人员来说都是显而易见的。因此，除非是这些变化和改进偏离了本发明的范围，它们都被认为是包括在本发明中。
工业使用可能性
在诸如教育、广播、出版、和医疗之类的各种领域中，都可以使用本发明的光盘来从事视频图象的编辑。在这些领域中还可以使用本发明所描述的记录设备和存储一个记录程序的计算机可读存储介质去记录容易后期编辑的图象。

Claims (29)

1、一种用于记录视频目标的光盘，所说视频目标是通过多路转换包括多个画面数据组的视频流和包括多个音频帧数据组的音频流获得的，
每个视频目标包括多个其长度在一个预定范围内的视频目标单元，并且
每个视频目标单元存储完整的画面数据组和完整的的音频帧数据组。
2、权利要求1的光盘，其特征在于：
设置该预定范围，以使在一个视频目标单元中的所有的画面数据组的总显示周期不长于1秒。
3、权利要求2的光盘，其特征在于：
在视频流中形成画面组，每个画面组包括至少一个已经内部编码的画面数据组，并且
每个视频目标单元包括至少一个完整的画面组。
4、权利要求3的光盘，其特征在于：
把包括在每个视频目标单元中的音频帧数据组分割成预定长度的信息包，并且
当在一个视频目标单元中的音频帧数据的长度小于在存储音频帧数据的视频目标单元中的的所有信息包中可记录区的总长度时，在该视频目标单元中的至少一个信息包内插入一个填充数据包和塞入字节(一个或多个)。
5、权利要求4的光盘，其特征在于：
当在视频目标单元中的音频帧数据的长度和在存储该音频帧数据的视频目标单元中的所有信息包的可记录区的总长度之间的差小于一个预定的字节数时，在该视频目标单元的一个信息包中插入塞入字节(一个或多个)。
6、权利要求4的光盘，其特征在于：
当在一个视频目标单元中的音频帧数据的长度和在存储该音频帧数据的视频目标单元中的信息包的可记录区的总长度之间的差至少是一个预定的字节数时，在该视频目标单元的一个信息包中插入一个信息包。
7、权利要求3的光盘，其特征在于：
把包括在每个视频目标单元中的音频帧数据组分割成预定长度的信息包，并且
在一个视频目标单元中的每个信息包都包括至少一个完整的音频帧数据组以及一个填充包和塞入字节(一个或多个)这两者之一。
8、一种记录文件管理信息和存储视频目标的文件的光盘，
每个视频目标是通过多路转换视频流和音频流获得的，
每个视频目标是多个视频目标单元的一种排列，
每个视频目标单元存储完整的的画面数据组和完整的音频帧数据组，
每个文件都分割成一个或多个区间，在光盘上的多个相继的区中记录每一个区间，
文件管理信息包括用于每个区间的多个位置信息组，给每个位置信息组指定以视频目标单元为单位，并且作为两个状态之一来管理，这两个状态就是“被使用”和“未被使用”。
9、一种用于记录视频目标的记录设备，所说视频目标是通过在一个光盘上多路转换包括多个画面数据组的视频流和包括多个音频帧数据组的音频流获得的，该记录设备包括：
一个编码器，用于编码从外部接收的输入信号，以便连续产生画面数据组和音频帧数据组；
多路转换装置，通过连续地多路转换已产生的画面数据组和音频帧数据组，连续地产生构成一个视频目标的视频目标单元，每个视频目标单元的长度都在一个预定的范围内，并且每个视频目标单元都包括多个完整的画面数据组和多个完整的音频帧数据组；和
记录装置，用于向光盘记录由多路转换装置产生的多个视频目标单元作为视频目标。
10、权利要求9的记录设备，其特征在于：
把包括在每个视频目标单元中的音频帧数据组分割成预定长度的信息包，和
多路转换装置在至少一个视频目标单元中插入一个填充包和塞入字节(一个或多个)之一，以保证在每个视频目标单元中的音频帧数据都由完整的音频帧数据组组成。
11、权利要求10的记录设备，其特征在于：
多路转换装置包括：
第一判断单元，用于当产生视频目标单元时判断在该视频目标单元中的音频帧数据的长度是否小于用于存储音频帧数据的视频目标单元的所有信息包中的可记录区的总长度；和
一个排列单元，用于当第一判断单元的判断是肯定时在视频目标单元中安排一个填充包和塞入字节(一个或多个)之一。
12、权利要求11的记录设备，其特征在于：
多路转换装置还包括：
第二判断单元，用于当第一判断单元的判断是肯定时判断在该视频目标单元中的音频帧数据的长度是否小于用于存储音频帧数据的视频目标单元的所有信息包中的可记录区的总长度至少一个预定字节数，和
如果第二判断单元的判断是肯定时，该排列单元在视频目标单元中安排一个填充包，并且如果第二判断单元的判断是否定的，该排列单元在视频目标单元中安排塞入字节(一个或多个)。
13、权利要求12的记录设备，其特征在于：
多路转换装置还包括：
一个视频压缩单元，用于在至少一个视频信息包中存储每个画面数据组，并且把表示视频信息包应输入一个解码器缓冲器的输入时间的一个时间标记加到每个视频信息包的信息包标题；
一个音频压缩单元，用于在一个音频信息包中存储在多个编码的音频帧数据组中的、有预定大小的音频帧数据，并且用于把表示音频信息包应输入解码器缓冲器中的输入时间的时间标记加到该音频信息包的信息包标题；和
信息包排列装置，用于按照对于解码器缓冲器的相应输入时间的顺序排列存储画面数据的视频信息包和存储音频帧数据的音频信息包，
视频压缩单元在将视频目标单元中的最后一个画面数据组存入一个或多个视频信息包中时向音频压缩单元发送一个完成信号，并且
音频压缩单元在收到该完成信号时把已编码的有预定大小的音频帧数据组存入一个音频信息包，并且如果必要则把一个填充包和塞入字节(一个或多个)之一加到音频信息包。
14、权利要求13的记录设备，其特征在于还包括：
  一个编码器缓冲器，用于按编码顺序存储已由编码器编码的多个音频帧数据组，
其中，音频压缩单元提取位于编码器缓冲器中多个音频帧数据组的前边的有预定大小的音频帧数据，并且在一个音频信息包中排列提取的音频帧数据，以填充该音频信息包。
15、权利要求14的记录设备，其特征在于：
视频压缩单元在存储通过分割一个或多个画面组获得的最后一个数据段时向音频压缩单元发出一个完成信号，
第一判断单元在音频压缩单元已收到完成信号时判断下一个音频帧数据组的第一部分是否已存入前一个紧挨着的音频信息包，
第一排列单元在下一个音频帧数据组的第一部分已存入前一个音频信息包时在下一个音频信息包中排列下一个音频帧数据组的剩余部分以及一个填充数据包和塞入数据之一，并且，
信息包排列单元排列包括一个填充包和塞入数据之一以及下一个音频帧数据组的剩余部分的音频信息包，所说的下一个音频帧数据组紧挨在存储通过分割画面组(一个或多个)获得的最后一个数据段的视频信息包之后。
16、权利要求15的记录设备，其特征在于：
第二判断单元当下一个音频帧数据组的第一部分已存入前边紧挨着的音频信息包时判断下一个音频帧数据组的剩余部分的数据大小和一个音频信息包的数据大小之间的差是否至少是一个预定的字节数，
当所说的差至少等于该预定字节数时，第一排列单元把包括填充数据在内的一个填充数据包存入下一个音频信息包内；并且当所说的差小于该预定的字节数时，第一排列单元把塞入字节(一个或多个)作为填充数据存入下一个音频信息包的一个数据包标题中。
17、权利要求14的记录设备，其特征在于还包括：
一个缓冲器模拟单元，用于模拟音频解码器缓冲器的缓冲器占用量随时间的变化，所说的变化是由以下原因引起的：(a)已由音频压缩单元新近产生的一个音频信息包输入进音频解码器中；和(b)对在音频解码器缓冲器中已经存在的音频帧数据进行解码；和
一个占用量计算单元，用于计算音频解码器缓冲器的缓冲器占用量下降到不大于一个预定的上限的值的时间，
其中当占用量计算单元计算音频解码器缓冲器的缓冲器占用量下降到不大于一个预定上限的值的时间时，音频压缩单元从编码的多个音频帧数据组提取预定大小的音频帧数据，把提取的音频帧数据存入下一个音频信息包，并且把表示通过占用量计算单元计算的时间的一个时间标记加到下一个音频信息包的信息包标题上。
18、权利要求17的记录设备，其特征在于：
通过从(b)一个音频帧数据组的数据大小的整数倍减去(a)一个音频信息包的预定大小可得到该预定上限，该整数倍在音频解码器缓冲器的存储容量之内。
19、一种用于光盘的记录设备，所说光盘记录文件管理信息和存储视频目标的文件，
每个视频目标是通过多路转换视频流和音频流获得的，
每个视频目标是多个视频目标单元的一种排列，
每个视频目标单元存储完整的画面数据组和完整的音频帧数据组，
每个文件都分割成一个或多个区间，在光盘上的多个相继的区中记录每一个区间，
文件管理信息包括用于每个区间的多个位置信息组，
该记录设备包括：
部分删除区接收装置，用于接收来自用户的部分删除区的指示，部分删除区由一个视频目标中至少一个视频目标单元组成；
检测装置，用于检测对应于所指示的部分删除区的区间；和
部分删除装置，用于通过更新所检测区间的位置信息组进行部分删除。
20、一种用于存储记录程序的计算机可读存储介质，它记录通过向一个光盘多路转换包括多个画面数据组的视频流和包括多个音频帧数据组的音频流获得的视频目标，
该记录程序包括：
一个编码步骤，用于编码从外部接收的的输入信号，以便连续地产生画面数据组和音频帧数据组；
一个多路转换步骤，用于通过连续地多路转换所产生的画面数据组和音频帧数据组而连续地产生构成一个视频目标的视频目标单元，每个视频目标单元的长度都在预定的范围内，并且每个视频目标单元都包括多个完整的画面数据组和多个完整的音频帧数据组；和
一个记录步骤，用于向光盘记录通过该多路转换步骤产生的多个视频目标单元作为视频目标。
21、权利要求20的计算机可读存储介质，其特征在于：
把包括在每个视频目标单元中的音频帧数据组分割成预定长度的信息包，和
多路转换步骤在至少一个视频目标单元中插入一个填充数据包和塞入字节(一个或多个)之一，以保证在每个视频目标单元中的音频帧数据都由完整的音频帧数据组组成。
22、权利要求21的计算机可读存储介质，其特征在于：
该多路转换步骤包括：
第一判断分步骤，用于当产生视频目标单元时判断在该视频目标单元中的音频帧数据的长度是否小于用于存储音频帧数据的视频目标单元的所有信息包中的可记录区的总长度；和
一个排列分步骤，用于当第一判断分步骤的判断是肯定时在视频目标单元中安排一个填充数据包和塞入字节(一个或多个)之一。
23、权利要求22的计算机可读存储介质，其特征在于：
多路转换步骤还包括：
第二判断分步骤，用于当第一判断分步骤的判断是肯定时判断在该视频目标单元中的音频帧数据的长度是否小于用于存储音频帧数据的视频目标单元的所有信息包中的可记录区的总长度至少一个预定字节数，和
当第二判断分步骤的判断是肯定时，该排列分步骤在视频目标单元中安排一个填充数据包，并且当第二判断分步骤的判断是否定时，该排列分步骤在视频目标单元中安排塞入字节(一个或多个)。
24、一种用于存储光盘的记录程序的计算机可读存储介质，
所说光盘记录文件管理信息和存储视频目标的文件，
每个视频目标是通过多路转换视频流和音频流获得的，
每个视频目标是多个视频目标单元的一种排列，
每个视频目标单元存储完整的的画面数据组和完整的音频帧数据组，
每个文件都分割成一个或多个区间，在光盘上的多个相继的区中记录每一个区间，
文件管理信息包括用于每个区间的多个位置信息组，
该记录程序包括：
部分删除区接收步骤，用于接收来自用户的部分删除区的指示，部分删除区由一个视频目标中至少一个视频目标单元组成；
检测步骤，用于检测对应于所指示的部分删除区的区间；和
部分删除步骤，用于通过更新所检测区间的位置信息组进行部分删除。
25、一种用于记录视频目标的记录方法，所说视频目标是通过向一个光盘多路转换包括多个画面数据组的视频流和包括多个音频帧数据组的音频流获得的，
该记录方法包括：
一个编码步骤，用于编码从外部接收的的输入信号，以便连续地产生画面数据组和音频帧数据组；
一个多路转换步骤，用于通过连续地多路转换所产生的画面数据组和音频帧数据组而连续地产生构成一个视频目标的视频目标单元，每个视频目标单元的长度都在一个预定的范围内，并且每个视频目标单元都包括多个完整的画面数据组和多个完整的音频帧数据组；和
一个记录步骤，用于向光盘记录通过多路转换步骤产生的多个视频目标单元作为视频目标。
26、权利要求25的记录方法，其特征在于：
把包括在每个视频目标单元中的音频帧数据组分割成预定长度的信息包，和
多路转换步骤在至少一个视频目标单元中插入一个填充数据包和塞入字节(一个或多个)之一，以保证在每个视频目标单元中的音频帧数据都由完整的音频帧数据组组成。
27、权利要求26的记录方法，其特征在于：
多路转换步骤包括：
第一判断分步骤，用于当产生视频目标单元时判断在该视频目标单元中的音频帧数据的长度是否小于用于存储音频帧数据的视频目标单元的所有信息包中的可记录区的总长度；和
一个排列分步骤，用于当第一判断分步骤的判断是肯定时在视频目标单元中安排一个填充包和塞入字节(一个或多个)之一。
28、权利要求27的计算机可读存储介质，其特征在于：
多路转换步骤还包括：
第二判断分步骤，用于当第一判断分步骤的判断是肯定时判断在视频目标单元中的音频帧数据的长度是否小于用于存储音频帧数据的视频目标单元的所有信息包中的可记录区的总长度至少一个预定字节数，和
当第二判断分步骤的判断是肯定时，该排列分步骤在视频目标单元中安排一个填充包，并且当第二判断分步骤的判断是否定时，该排列分步骤在视频目标单元中安排塞入字节(一个或多个)。
29、一种用于光盘的记录方法，
所说光盘记录文件管理信息和存储视频目标的文件，
每个视频目标是通过多路转换视频流和音频流获得的，
每个视频目标是多个视频目标单元的一种排列，
每个视频目标单元存储完整的的画面数据组和完整的音频帧数据组，
每个文件都分割成一个或多个区间，在光盘上的多个相继的区中记录每一个区间，
文件管理信息包括用于每个区间的多个位置信息组，
该记录方法包括：
部分删除区接收步骤，用于接收来自用户的部分删除区的指示，部分删除区由一个视频目标中至少一个视频目标单元组成；
检测步骤，用于检测对应于所指示的部分删除区的区间；和
部分删除步骤，用于通过更新所检测区间的位置信息组进行部分删除。
CNB988040522A 1997-12-15 1998-12-11 用于把视频目标记录在光盘上的记录设备及其方法 Expired - Lifetime CN1253017C (zh)

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Granted publication date: 20060419

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