记录载体的重放装置及重放方法 【技术领域】
本发明涉及用于记录载体重放的重放装置，该装置包括
-从记录载体中读取信息流的读出装置，
-从信息流中分离出至少第一和第二子信息流的信号分解装置，
上述第一子信息流中包括编码视频数据而第二子信息流中包括图形数据，
-对第一子信息流进行解码的第一解码装置，
-接收第二子信息流以及对按照第一种格式编码的图形数据进行解码的第二解码装置，
根据上述第一种格式，图形数据包括一个含有关于图形数据大小信息的报头和一个指令表地址，图形数据还包括对一组象素的每一个象素赋予象素值的数据，象素值指的是色度码即色度查询表中的对应项目，指令表包括一个或多个图形指令用于控制图形数据的显示，
-将编码视频流和解码图形数据相合并的合并装置。
本发明还涉及使记录载体重放的方法。
技术背景
从EP0 849 681 A1所查知地装置包括子图解码单元形式的解码装置，该解码单元按照DVD视频标准对记录载体的子图单元进行解码。这样的子图单元(SPU)包括一个报头，对一组象素的每一个都赋予象素值的数据(该数据可进行持续长度编码(run length coded))，和显示控制指令序列。子图解码单元包括存储第一和第二子图的存储器，其中第一子图为当前正在显示的子图，第二子图为即将显示的子图。子图解码单元还包括处理显示控制指令的第一解码单元，将持续长度编码后的数据解码为位图的持续长度编码单元，和生成实际子图的子图单元。合并装置将生成的子图序列与来自视频解码器的视频数据流合并从而得到合成的视频流。除了第一和第二子信息流，通过重放装置用于复制的记录载体可以包含其他子信息流，例如包括图形数据或音频数据的其他子信息流。
SVCD标准1.0版本描述了视频和重叠图形数据的记录载体。在此标准下图形数据遵从第二种格式。重叠图形数据储存在所谓重叠图形和文本页(OGT-页)中。一个OGT-页包括一个报头，色度查询表数据，还可包括象素数据。后者应该是持续长度编码的，但这是根据其他压缩规则而不是DVD视频标准所允许的那些规则。进一步按照SVCD标准持续长度编码的数据对OGT-页的每一个象素都赋予一个色度码，该色度码直接对应于色度查询表中的一个项目。相反在DVD-视频的子图格式下，若干象素被赋予一个象素值，该值对应于一个色度码，而该码对应于色度查询表中的一个项目。上述所知的装置不适合按照SVCD标准复制记录载体。
发明概述
本发明的一个目的是提供前述引言中所描述的那种装置，其即能够按照DCD视频标准也能够按照SVCD标准复制记录载体。根据本发明所述装置的特点在于还包括
-转换装置，用于接收按照第二种格式编码的图形数据第二子信息流并将所说图形数据从第二种格式转换为第一种格式，按照第二种格式图形数据包含一个含有关于图形数据大小信息的报头和标记位(flags)来指明图形数据是否进一步包括
第一色度查询表和定义第一区域的信息，和/或
第二色度查询表和定义第二区域的信息，和/或
第三色度查询表和定义第三区域的信息，和/或
给一组象素的每一个赋予一个色度码的一组持续长度编码数据，其中色度码对应于色度查询表中的一项，第二色度查询表应用于第二区域，第三色度查询表应用于第三区域，第一色度查询表应用于第一区域中与第二或第三区域不相符合的那部分。
-选择装置，用于从被转换的图形数据或按照第一种格式编码的来自第二个信息流的数据中选择一个作为第二解码装置的输入数据。
OGT-页的标记位指明该页的可选部分是否出现，诸如持续长度编码数据或CLUT_DATA，即第一色度查询表和与此相应的区域。如果标记位指明缺少一部分则所要显示的OGT-页会基于早先装人的相应部分予以重建。例如，如果所要显示的OGT-页只包括CLUT_DATA作为可选部分，那么就应用已经装载的持续长度编码数据。
由于转换装置将OGT-图形流转换为子图流，本发明所述装置的子图解码单元既用于从DVD视频碟中复制子图数据又从SVCD-碟中复制重叠图形和文本数据。
从按照第二种图形格式编码的第二子信息流中再建图形图象的分离解码装置是多余的。
附图简述
本发明的上述及其他方面将参照附图予以更详细的描述。
附图1示意性地显示了本发明所述的重放装置，
图2示意性地阐述了第一种图形格式，
图3阐述了第一种图形格式中象素值的含义，
图4阐述了第一种图形格式中持续长度编码的含义，
图5阐述了第二种图形格式，
图6示意性地显示了转换装置的运作，
图6A更详细地显示了上述运作的一个方面，
图6B更详细地显示了上述运作的另一个方面，
图7显示了指令表的一个模板，
图8阐述了遵从第二种格式的持续长度编码数据转换为遵从第一种格式的持续长度编码数据，
图9显示了遵从第二种格式的色度查询表的一个示例，
图10显示了遵从第一种格式且对应于附图9色度查询表的一部分色度查询表，
图11显示了第二种格式定义的高亮区域的一个示例，
图12显示了第一种图形格式定义的、对应于附图9和11所示数据的一部分指令表，
图13更详细地显示了重放装置的一部分。
发明详述
图21显示了适用于记录载体1重放的重放装置。重放装置包括从记录载体1中读取信息流S0的读出装置410。读出装置410配置有控制装置411，其通过来自中央处理单元421地址信号412的指令控制读取来自记录载体1的信息流S0。读出装置410的输出413耦合到计算机系统的系统总线420上，通过一个数据信号路径414提供所读取的信息流S0。上述重放装置还包括信号分解装置430，其用于从信息流S0中分离出至少第一子信息流S1和第二子信息流S2分别到第一输出端431和第二输出端432。信号分解装置430由中央处理单元421产生的控制信号Su’所控制。第一子信息流S1中包括编码视频数据。视频数据S1最好是按MPEG格式编码的。第二子信息流S2中包括图形数据。信号分解装置430还从包含音频数据的信息流中分离第三子信息流S3到输出端433。输出端433经一个输入缓存460耦合耦合到音频解码装置461。
图1所示的装置包括对第一子信息流S1进行解码的第一解码装置441。第一解码装置441经缓存440耦合到信号分解装置430的输出端431。所述装置还包括对按照第一种格式编码的图形数据进行解码的第二解码装置480。第二解码装置480可与其他装置，诸如第一解码装置441和音频解码装置461，结合成一体。在一个实施例中，上述装置由诸如Sti5505这样的集成电路实现。视频数据S11的解码流和图形数据S21的解码流由合并装置合并。第二解码装置480不仅产生解码图形数据S21，而且产生一个混合控制信号Mx用于决定图形数据的解码流怎样与视频数据的解码流合并。
按照图2示意性阐述的第一种格式编码的图形数据，包括一个含有关于图形数据大小(SPU_SZ)信息的报头SPUH和一个指令表(SP_DCSQT)的地址(SP_DCSQT_SA)。图形数据还包括对一组象素的每一个象素赋予象素值的数据(PXD)。象素值指的是对比度码和色度码。后者是色度查询表(PGC_SP_PLT)中的对应项和对比度值。数据PXD可以是持续长度编码的。对比度值定义解码图形数据流怎样与解码视频数据流合并。指令表(SP_DCSQT)包括一个或多个图形指令用于控制图形数据的显示。指令SET_CONTR定义哪个对比度值赋予为象素值。指令SET_COLOR定义哪个色度码赋予为象素值。DVD视频标准中规定的第一种格式用于所谓的子图单元。
行中每一个象素编码为2比特。其含义如图3所示。例如，如果值为00则应用背景象素设置色度指令和背景象素设置对比度指令。色度查询表PGC_SP_PLT并不构成子图单元的一部分，但在每一子图流中包含于被称为VTSI(视频标题设置信息)的文件中。
被赋值的象素数据能够根据7个压缩规则进行持续长度编码。图4显示了其中的5个压缩规则，它们将码字赋予具有同样象素值p1，p2的若干象素序列。这些序列具有一定长度，其范围分别为Npix＝1-3，4-15，16-63和64-255象素。Npix＝EOL指明一个具有同样象素值直到行尾的象素序列。其中n1，…，n8代表象素的数目。N1是最重要的比特。
其他两个压缩规则规定
●如必要则在每个行尾增加4位零比特作为填充比特实现字节调
整。
●一行内的持续长度编码将不超过1440比特
图形数据中的指令表(SP_DCSQT)包括下述指令。
STA_DSP启动SPU的显示。它可被SP的OFF(关闭)显示状态所改写。
SET_COLOUR将色度码赋予每个象素值。该指令需要一个具有4个域的参数，即
●对背景象素设置色度码的域(比特0-3)
●对模式象素设置色度码的域(比特4-7)
●对增强象素-1设置色度码的域(比特8-11)
●对增强象素-2设置色度码的域(比特12-15)SET_CONTR设置主图和子图的每个象素之间的混合比。采用与上述SET_COLOUR指令情形类似的方法设置对比度，即如果SET_CONTR的参数为： O×F 0×1 0×A 0×4
则混合比0×4被赋予象素数据00，混合比0×F被赋予象素数据11，等等。视频允许对4种颜色中的每一种赋予的对比度值在0到15的范围。SET_CONTR域用于定义此值。SET_DEREA定义用于显示象素数据的一个矩形区域。如果对一个特定SPU未给出该指令则使用先前的设置。
CHG_COLCON在显示一个视频桢的过程中改变象素数据的色度和对比度。其参数的第一字节指令码，即0×7。第二和第三字节给出参数的长度。紧随上述这些字节的是象素控制数据(PXCD)。后者由若干行控制信息(LN_CTLI)组成。此结构给出矩形高亮区域中的行号(起始行号，结尾行号)，此外还给出紧随的行控制信息的数目。LN_CTLI的数目可达8个，例如●如果只有一个LN_CTLI，则该LN_CTLI定义矩形坐标的左手边。行末 定义右手边。●如果有2个LN_CTLI则第一个定义矩形坐标的左手边。第二个 LN_CTLI定义矩形坐标的右手边。●包括3个LN_CTLI的象素控制数据对应于2个而不是1个矩形区 域，2个区域被并排等高放置。●等等。注意，按照DVD视频标准最小宽度(即2个起始象素号之差)为8。象素控制信息包括下述数据。●起始象素号(X坐标)●可否决由SET_COLOUR所设值的色度码。●可否决由SET_CONTR所设值的对比度。
根据本发明所述的装置包括用于将图形数据从第二种格式转换为第一种格式的转换装置450。该装置还包括选择装置470，用于从被转换的图形数据或按照第一种格式编码的来自第二个信息流的数据中选择一个作为第二解码装置480的输入数据。按照图5所示的第二种格式，图形数据包含一个含有关于图形数据大小信息的报头(HEADER)和标记位(page_flag，highlight_1_flag，highlight_2_flag，display_data_flag)来指明图形数据是否进一步包括色度查询表数据(CLUT_DATA)，而色度查询表数据包括
第一色度查询表(CLUT_data)和有关第一区域的信息(page_area())，和/或
第二色度查询表(CLUT_1_data)和定义第二区域的信息(highlight_1_area())，和/或
第三色度查询表(CLUT_2_data)和定义第三区域的信息(highlight_1_area())，和/或
给一组象素的每一个赋予一个色度码的一组持续长度编码数据(display_data)。第二和第三色度查询表分别应用于第二和第三区域之内。第一色度查询表应用于第一区域中与第二或第三区域不相符合的那部分。按照图5所示的第二种格式，从OGT-页(重叠图形和文本页)形式的超级视频光碟(SVCD)1.0版的规格说明书中可查知。
在所述实施例中，CPU 421也形成了用于探测记录载体是否包括遵从第一种或第二种格式的图形数据的装置。如果探测到记录载体是DVD视频碟，此即意味着探测记录载体1包括遵从第一种格式的图形数据，那么中央处理器421给出带有第一逻辑值的信号Su，使得选择装置470在第一输入端471选择信号作为其输入信号并且将此信号提供给第二解码装置480。第二解码装置480在第一输出端481产生位图形式的解码图形数据并且在第二输出端482产生混合控制信号。如果探测到记录载体1是SVCD碟，即记录载体1包括遵从第二种格式的图形数据，那么中央处理器421给出带有第二逻辑值的信号Su，使得选择装置470在第二输入端472选择信号作为其输入信号并且将此信号提供给第二解码装置480。在第二输入端的信号由转换装置450产生。转换装置450在信号分解装置430的输出端432’将图形数据流由第二种格式转换为第一种格式。
在此所述实施例中，第一种格式为DVD视频子图格式而第二种格式为SVCD重叠图形和文本格式。
图6示意性地显示了转换装置的运作。在表示为P1的第一程序段中，第一个OGT页，即所谓的OGT基页被读人一个存储器。一个OGT基页至少包括显示数据和对应的色度查询表数据。然后，在第二程序段P2中OGT基页的信息被转换为第一种格式下的对应信息。程序段P2的更详细描述参见图6A。在程序段P3中下一个OGT页被读人。在程序段P4中判断此页是否OGT基页或OGT更新页。不包含显示数据而只包含CLUT_DATA，例如关于修正高亮区域的信息。如果此页是OGT基页，基于先前转换的信息在程序段P5中产生一个子图单元并且在程序段P6中该子图单元被送入子图解码器。程序转回程序段P2转换程序段P3读入的OGT基页。如果此页是OGT更新页，在程序段P7中判定在所产生的子图单元的色度查询表中的最早时间标记失效前还有多少时间。如果时间足够用于把程序段P3中读入的信息与已经转换的信息合并所需要的计算，那么基于程序段P10中已经转换的信息构建出一个SPU并且该SPU写入程序段P11中的SPU解码器。然后在P9(更详细描述参见图6B)中，更新页的信息与已经转换的信息合并。在此情形下，任何只与当前更新页之前的页相关的色度查询表数据可被改写。如果在程序段P7中判定时间足够完成计算，则在程序段P8中判定所计算子图单元的色度查询表PGC-SP-PLT是否仍然包括足够的空间容纳最后的OGT更新页的色度查询表数据。如果不是这样，则程序返回程序段P10继续。如果有足够的空间则返回程序段P9继续。
下面，参照图6A对程序段P2进行更详细地描述。在第一程序段P2-1中构建了图7所示的模板用于启动要计算的子图单元指令表SP-DCSQT。该模板包含在处理子图单元过程中要决定的一些参数。它们是下一个表的起始地址<SA>，一旦当前表完成即可确定。色度码<CC>和对比度<CT>不得不从OGT基页的色度查询表数据推导出。值<DA>从定义页区域的参数中推导出。底域第一象素的地址<BF>在OGT页中的display_data被持续长度编码后能够确定。持续长度编码在程序段P2-2中进行。在程序段P2-3中判定包含在OGT页报头中page-_data_length的值是否小于预定的值。如果是小于，则解码数据按照第一种格式进行持续长度编码。在本实施例中，第二种格式为SVCD格式用于重叠图形和文本，持续长度编码数据包括7种不同的码字。这些码字被转换成用于第一种格式的持续长度码，如图8所示。
在执行程序段P2-4前不必全部完成程序段P2-2。程序段P2-2、P2-4可以，例如，作为并行过程实现之，以流水线方式对持续长度编码的数据进行操作。
在程序段P2-5中OGT页的色度查询表的色度查询表数据被装人所产生的子图单元的色度查询表PGC-SP-PLT中。
在程序段P2-6中值<CC>和<CT>从色度查询表数据推导出。
在程序段P2-7中表PGC-SP-PLT的项目数定为4。
第二种格式，即SVCD重叠图形和文本格式下色度的表述方法与第一种格式，即DVD视频子图格式下色度的表述方法有很大的不同。
首先，在第二种图形格式下一个图形流包含许多重叠图形页，其中每页都包含包括4种可能颜色和该页区域的透明度值的不同色度查询表。进而，每页都包含一个或两个额外的色度查询表用于定义色度和高亮区域的透明度值。各页的色度查询表彼此各不相同。因此，每个OGT页最多可定义12种色度(4种用于页区域，4种用于高亮区域1，4种用于高亮区域2)。相反，在DVD视频子图格式下，每一VTS(例如一个程序流)的每一程序链中只有一个CLUT可以定义。进而在一个OGT页中持续长度编码的数据代表一个色度码作为色度查询表之一的指数，依赖于象素是否在高亮区域1，高亮区域2内，或在两区域之外。在子象素中持续长度编码的数据通过色度码分配一个象素值，该值即为色度查询表PGC-SP-PLT的指数。由SET_COLOUR和/或CHG_COLCON指令赋予色度码。
在第二种图形格式下的CLUT除包括Y，Cb和Cr值以外，还包括混合比。混合比指明解码重叠图形数据(OGT_output)与解码视频数据(video_output)混合的水平。适用的混合公式如下：
显示输出＝(mix_ratio/255)*OGT_output＋((255-mix_ratio/255)/255)*video_output。
在第一种图形格式，即DVD视频子图格式下，混合比可由指令SET_CONTR定义。在第二种格式，即重叠图形和文本(OGT)格式下，使用的对比度值可达255而在SPU中混合比值限制在0到16的范围内。在第一种图形格式下，由第二解码装置480的输出(sub_picture_output)和第二解码装置的输出(video_output)计算出显示输出如下
显示输出＝(k/16)*sub_picture_output＋((16－k)/k)*video_output，其中
k＝contrast(对比度)当contrast＝0；和k＝contrast＋1当contrast＞0。
最好由混合比计算对比度如下：
对比度＝mix_ratio/16。
作为示例，遵从图9所示第二种格式的色度查询表信息被转换为第一种数据结构。图9中地址以扇区号的形式给出：字节偏移量：比特偏移量。偏移量为0的比特是最有意义的比特。
图9中的色度信息(Y_value[]，Cb_value[]，Cr_value[])转换为PGC-SP-PLT用于遵从图10所示第一种格式的图形数据。PGC-SP-PLT构成视频标题设置信息(VTSI)的一部分。
借助下文所述的指令CHG_COLCON，第二种格式下图形数据的CLUT中的混合比被转换为一个对比度中。
在程序步骤P2-8判断OGT页中是否包括第一高亮区域。如果是，则所述区域色度查询表中定义的色度查询表项目被加到程序段P2-9中的色度查询表PGC-SP-PLT之中。从而在程序段P2-10中，参数被加到CHG_COLCON指令中以代表对应上述项目的色度码。在此程序段中还有其他参数被加到指令中代表应用于第一高亮区域的对比度值。
如果在程序步骤P2-12判定OGT页中包括第二高亮区域，则进行程序步骤P2-13到P2-15。这些程序步骤对应于程序步骤P2-9到P2-11。
从第二种格式转换为第一种格式后，被加到CHG_COLCON指令中的10字节参数代表高亮区域。该参数包括
4字节用于行控制信息(LN_CTLI)即
●子图内高亮区域的起始行号
●改变的数目
●子图内高亮区域的结尾行号
和6字节的象素控制信息(PX_CTLI)即
●由起始和结尾行号定义的范围内的那些行的起始象素号
●新色度码
●新对比度码
高亮区域末尾的状态由另一个6字节的象素控制信息定义。如果高亮区域延伸至行末则上述的额外信息就不是必须的。限制在于，对一给定时间框，即指令表的两个时间标记之间的时间段，只能给出一个CHG_COLCON指令。而且，在CHG_COLCON指令内，最多只能有8个改变。
单一高亮区域意味着这样的CHG_COLCON指令，其行控制信息给出该区域的坐标(行号)和2个象素控制信息，一个用于区域起始位置，另一个用于区域结尾位置。然而，当单一高亮区域延伸至不折不扣的子图边界则一个象素控制信息就足够了。
两个高亮区域导致这样的CHG_COLCON指令，其带有2个行控制信息。每个行控制信息都有2个象素控制信息(同上)。唯一的限制是高亮区域的最小宽度是8象素。
本发明所述装置的卡拉OK模式可通过多个CHG_COLCON指令实现，各指令用于不同的视频桢，如上所述。
一个OGT页具有，例如，图11所定义的高亮区域。在本发明所述装置的实施例中转换装置转换图12所示的这些信息。
图6B更详细地显示了图6中的程序段P9。在程序段P9中，首先在程序段P9-1判断当前OGT页的CLUT项目中的色度(Y，Cb，Cr)是否出现在所构造的子象素单元的PGC-SP-PLT中。如果是，则在程序段P9-3中对那个项目的引用就作为参数加入到一个CHG_COLCON指令中。若否，则在程序段P9-3中对那个项目赋予一个新的引用。然后在程序段P9-4中将色度拷贝到具有那个引用的PGC-SP-PLT项目中。接着在程序段P9-5中用于PGC-SP-PLT的项目号加1。执行程序段P9-2。
图13更详细地显示了转换装置实施例。所示转换装置450包括微处理器451，用于存储第二种格式图形数据的存储装置452，用于存储查询表的存储装置454，和比较装置453其用于对包含在按第二种格式编码的图形数据当中的新查询表与存储查询表进行比较。以前已经注意到替换程序链的子图调色板PGC-SP-PLT可能导致所产生的图象扰动闪烁。本发明者发现该现象在本发明所述装置的实施例中可大大减弱。比较装置453使得存储查询表中的数据被替换并且当该数据不在新查询表中时新查询表的数据被传送到第二解码装置480。用此方式如果PGC-SP-PLT的内容不得不改变则只需替换PGC-SP-PLT。
应该注意到本发明的保护范围不限于这里所述的实施例。例如，当本发明所述装置的一个实施例被描述为包括探测装置用于探测所呈现的是哪类记录载体时，另一个实施例则包括输入装置使用户得到该信息。上述装置出了具有读出装置外还可以包括记录装置用于读取记录载体上的信息流。保护范围也不限于权利要求书所包含的参考数字。“包括”这个词不排除权利要求书所提及部件之外的其他部件。一个元件中的“一个”这个词不排除有多个该元件。本发明进而存在于各新特征或特征组合之中。