用于编码数据流的方法.pdf

本发明涉及一种用于编码数据流(DS)的方法，其中，所编码的数据流(CS)的数字和值(DSV)应当接近于零，并且可以使用两个可选码字(CWa，CWb)来进行至少一些可能的数据值(Byte)的编码。本发明的目的是提供一种用于编码数据流(DS)的方法，其提供数据流(CS)的简单的编码同时保证数字和值(DSV)接近于零。根据本发明，通过一种方法来实现该目的，在该方法中确定所编码的数据流的数字和值(DSV)，根据所编码的数据流(CS)的极性(Pol)，将该值与第一或第二边界值(BV)进行比较，根据比较结果，通过属于各个边界值(BV)的第一或第二码字(CWa，CWb)，编码所接收的数据值(Byte)。

1.  一种用于编码数据流(DS)的方法，其中编码的数据流(CS)的数字和值(DSV)应当接近于零，并且可以使用两个可选码字(CWa，CWb)来进行至少一些可能的数据值(Byte)的编码，
其特征在于，该方法具有下述步骤：
-接收所述数据流(DS)的数据值(Byte)，
-确定所编码的数据流(CS)的极性(pol)，
-确定所编码的数据流(CS)的数字和值(DSV)，
-根据所编码的数据流(CS)的极性(Pol)，将所述数字和值(DSV)与第一
或第二边界值(BV)进行比较，
-根据所述比较结果，通过属于各个边界值(BV)的第一或第二码字(CWa，CWb)，对所接收的数据值(Byte)进行编码，以及
-将所编码的数据值(CWa，CWb)附加到所编码的数据流上。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二边界值(BV)以及各自的相关的第一和第二码字(CWa，CWb)专用于将被编码的数据值。

3.  如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用通过下述方式确定的同步码字，以规则间隔提供所编码的数据流(CS)：
-确定所编码的数据流(CS)的极性(Pol)，
-确定所编码的数据流(CS)的数字和值(DSV)，
-根据所编码的数据流(CS)的极性(Pol)，将所述数字和值(DSV)与第一或第二边界值(BV)进行比较，
-根据所述比较结果，选择属于各个边界值(BV)的第一或第二同步码字，以及
-将所述同步码字附加到所编码的数据流(CS)上。

4.  如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述边界值(BV)、码字(CWa，CWb)以及同步码字被存储在表(Tab1，Tab2，Main，Subs)中。

5.  如权利要求4所述的方法，其特征在于，在由所述码字(CWa，CWb)和同步码字引起的每种情况下，所述数字和值(DSV)的带符号的变化值(Da_DSV，Db_DSV)被存储在多个表(Tab1，Tab，Main，Subs)中的一个表中。

6.  如任一在前的权利要求所述的方法，其特征在于，在考虑所述符号时，属于边界值(BV)的码字(CWa，CWb)中的一个具有比另一码字(CWa，CWb)更小的变化值(Da_DSV，Db_DSV)。

7.  如任一在前的权利要求所述的方法，其特征在于，如果所述数字和值(DSV)的绝对值(|DSV|)小于或等于阈值(TH)，则所述数字和值(DSV)仅与所述第一或第二边界值(BV)进行比较。

8.  如权利要求7述的方法，其特征在于，如果所编码的数据流(CS)的数字和值(DSV)大于所述阈值，则将具有较小变化值(Da_DSV，Db_DSV)的码字(CWa，CWb)用于编码，以及如果所编码的数据流(CS)的数字和值(DSV)小于负的阈值(-TH)，则使用具有较大变化值(Da_DSV，Db_DSV)的码字(CWa，CWb)。

9.  如任一在前的权利要求所述的方法，其特征在于，所编码的数据流(CS)处于多个可能的状态(State)中的一个，由所附加的最后一个码字(CWa，CWb)确定各个状态(state)并通过附加另一码字(CWa，CWb)重新定义各个状态(State)。

10.  如权利要求9述的方法，其特征在于，在每种情况下，对于数据值(Byte)和状态(State)的至少一些可能的组合，存在特定的第一和第二边界值(BV)以及相关的第一和第二码字(CWa，CWb)。
11 如任一在前的权利要求所述的方法，其特征在于，有关可能的码字(CWa，CWb)对所编码的数据流(CS)的游程长度的影响的信息被存储在用于至少一些数据值(Byte)的多个表(Tab1，Tab2，Main，Subs)中的一个表中，以及通过所存储的信息检验通过用根据任一在前的权利要求所述的方法确定的码字(CWa，CWb)编码数据值(Byte)是否引起违反游程长度限制，以及如果是这种情形，则将所述可选码字(CWa，CWb)用于编码。

12.  一种用于从光记录介质读出和/或写入光记录介质的设备，其特征在于，其使用根据权利要求1-11中的一个的方法。

用于编码数据流的方法
技术领域
本发明涉及一种用于编码数据流的方法，其中，所编码的数据流的数字和值应当接近零，并且能将两个可选码字用于至少一些可能数据值的编码，本发明还涉及使用用于编码数据流的方法的设备。
背景技术
使用一些例如用于编码将要存储在光存储介质上的数据流的方法。使用这种方法的已知的光存储介质是例如用于视频、音乐或计算机数据的数字通用盘(DVD)，或特别用于音乐项目并表示已知紧致盘(CD)的进一步发展的超音频CD(SACD)。
对于DVD和SACD，以及对其他光存储介质，表示区别于CD的8/14信道调制方案(8到14调制，EFM)的改进的信道调制方案被用于编码数据流。改进的信道调制方案被称为EFM+并将8位数据值直接转换成16位码字。为编码该数据流，从EFM+转换表中选择16位码字。8位数据值能假定256个不同值。另外，有四种可能的游程长度状态。游程长度被理解成两个逻辑1间的连续逻辑零的数量。对于数据值和游程长度状态的每个组合，转换表包含16位EFM+码字以及将被编码的下一数据值的游程长度状态。
通过在解码所编码的数据流期间用于进行定时的32位同步码字(SYNC码)，以规则间隔提供所编码的数据流。有8种不同种类的同步码字，并可以从每个种类的主(primary)和次(secondary)同步码字中选择。从一个SYNC码到下一个SYNC码的所编码的数据流被称为同步帧或SYNC帧。
为确保在读取光存储介质期间，可靠地寻道和可靠地检测数据信号，抑制所编码的数据流中的低频成分是很重要的。为此目的，最小化所编码的数据流的数字和值(DSV)的绝对值，即逻辑1的数量减去逻辑0的数量，也就是说，保持接近于零。这通过除包括主表外，还包括提供至少用于数据值和游程长度状态的一些组合的可选码字的替代表的EFM+转换表成为可能。考虑到最小2信道位和最大10信道位的游程长度限制(RLL(2，10))，对于游程长度编码有351个基本可用码字。由于历史原因，不使用这些码字中的7个，剩下344个可用码字。在这些码字中，主表需要256个，因此，88个能用于替代表。替代表用于编码88个最低数据值。为了编码这88个数据值，根据码字的哪一个导致数字和值的低绝对值，可以能使用来自主表或来自替代表的码字。
如果将被编码的数据值位于从88至255的范围内，以及如果当前游程长度状态为1或4，那么属于该游程长度状态1或4的码字能够被可选地用于每个情况中的编码。因此，在这一数据值的范围内，还会影响数字和值。然而，必须注意要遵守游程长度限制的这一事实。有必要选择增加数字和值但使得能够遵守游程长度限制成为可能的用于编码的码字。对处于游程长度状态2或3的从88至255的范围内的数据值，对于每种情况中的编码，仅一个码字是可用的。
总的来说，存在用于最小化数字和值的绝对值的下述可能性：
A)选择主和次SYNC码之间的SYNC码。
B)从主表或用于在所有游程长度状态的0至87范围内的数据值的替代表中选择码字。
C)如果当前游程长度状态为1或4，则从用于在从88至255地范围内的数据值的游程长度状态1或4的码字中选择码字。
在EFM+信道调制方案的基础上编码数据流的已知方法在于生成两个编码的数据流。第一数据流从主SYNC码开始，第二数据流从相同种类的次SYNC码开始。由于主SYNC码和次SYCN码的位序列彼此不同，因此两个数据流具有不同的数字和值。
在上述情况B)和C)中，在每个情况下，有两种用于编码数据值的可能性。为此，首先对两个编码的数据流计算直至有必要从两个可能的码字中进行选择的点的数字和值。选择具有较低的数字和值的绝对值的数据流，并复制到第二数据流中，即它代替第二数据流，或者代替第二数据流的当前SYNC帧。在此之后，将第一可能码字附加到第一数据流上并将第二可能码字附加到第二数据流上，并且继续编码。在情形B)或C)发生的情况下，重复这一过程。
而情形B)通常在两个编码数据流中的相同点发生，情形C)可能仅在一个编码数据流中发生。在这种情况下，必须执行包含下述三个步骤的过程。
1.比较两个数据流的数字和值的绝对值。
2.如果发生情形C)时的编码数据流的数字和值的绝对值小于另一编码数据流的绝对值，则选择受到影响的编码数据流并复制到另一编码数据流中。对两个编码数据流的每一个，附加两个可能的码字中的一个。
3.如果发生情形C)时的编码数据流的数字和值的绝对值大于另一编码数据流的绝对值，则忽略情形C)的发生，以及将属于当前游程长度状态的码字用于两个编码数据流的编码。
对情形A)，该方法提供将两个编码数据流的数字和值在每个SYNC帧的末端相互比较。选择具有较低绝对值的数字和值的编码数据流，并复制到另一数据流中。在此之后，在下一SYNC帧中，继续主和次SYNC码之间的选择。
已知方法的缺点在于在编码数据流期间，必须永久地生成两个编码数据流并且必须重复地计算它们的数字和值。这导致编码相当大的复杂度以及与此相关的高成本。
发明内容
因此，本发明的目的是提供避免所述缺点的编码数据流的方法，以及提供数据流的简单的编码同时保证数字和值接近于零。
根据本发明，通过具有下述步骤的方法来实现该目的，
-接收将被编码的数据流的数据值，
-确定已经编码的数据流的极性，
-确定已经编码的数据流的数字和值，
-根据已经编码的数据流的极性，将所述数字和值与第一或第二边界值进行比较，
-根据所述比较结果，通过属于各个边界值的第一或第二码字编码将被编码的数据值，以及
-将所编码的数据值附加到已经编码的数据流上。
该方法的优点在于仅需生成一个编码数据流，并确定其数字和值和极性。极性是指所编码的数据流的最后一个信道位是逻辑0还是逻辑1。然后仅以根据极性而将数字和值与边界值进行的比较为基础，来选择将用于编码的码字。
根据数字和值高于或是低于边界值，将第一或第二可能码字用于编码。这相当大地减少了编码所需的编码复杂度。
在每种情况下，所述第一和第二边界值有利地专用于将被编码的数据值。这使得可以使边界值最优地适合于各个数据值，其确保了数字和值的绝对值的最小化。
根据本发明，通过用下述方式确定的同步码字，以规则间隔提供所编码的数据流：
-确定已经编码的数据流的极性，
-确定已经编码的数据流的数字和值，
-根据已经编码的数据流的极性，将所述数字和值与第一或第二边界值进行比较，
-根据所述比较结果，选择属于各个边界值的第一或第二同步码字，以及
-将所述同步码字附加到已经编码的数据流上。
该方法允许在每种情况下，为编码的数据流提供一个种类的两个可能的同步码字的一个，而不必生成两个编码数据流以及将它们的数字和值相互比较。同步码字提供在编码数据流的解码期间的简单的定时。
所述边界值、码字以及同步码字被有利地存储在表中。这使得能以简单的方式快速地确定所需边界值、码字和同步码字。边界值、码字和同步码字在每种情况下可以存储在单独的表中或公用表中。
根据本发明，每种情况下由所述码字和同步码字引起的数字和值的带符号的变化值也被存储在一个或多个表中。最好将变化值存储在与相关边界值相同的表中，但它们也可以位于具有码字的表、单独的表或公用表中。变化值能够是正、负或零，并且如果将各个码字附加到已经编码的数据流上，则指定数字和值的变化值。在表中也指定了变化值的符号。由于变化值可以与符号一起使用的事实，足以将相关的变化值添加到已确定的数字和值中，用于在附加了编码的数据值之后计算该计算数字和值。这使得易于计算数字和值。
有利地，属于边界值的一个码字具有比另一码字小的变化值。这必须考虑到变化值的符号，以便例如-4的变化值小于+2的变化值。因此，所考虑的不是变化值的绝对值。通常，一个码字将提供负的变化值以及另一个码字将提供正的变化值。这确保能降低和增加数字和值，以便在任何一种情况下，能够减小数字和值的绝对值。在单独的情况下，两个码字能够分别具有正的变化值或者负的变化值，然后至少变化值的绝对值是不同的。在这种情况下，不可能降低数字和值的绝对值，但能最小化其增加。
根据本发明，如果所述数字和值的绝对值小于或等于阈值，数字和值仅与所述第一或第二边界进行比较。用这种方式，可以将与边界值的比较限定到在其中这种比较完全合适的数字和值的值的范围内。特别地，这是如果数字和值接近于零的情形。这进一步降低了编码复杂性。在编码存储在DVD上的数字流的情况下，适当的阈值是例如10。
根据本发明，当所编码的数据流的数字和值大于所述阈值时，将具有较小变化值的码字用于编码数据值，以及当所编码的数据流的数字和值小于负的阈值时，使用具有较大变化值的码字。这确保通过附加所编码的数据值，总是将数字和值的绝对值减小到最大程度，或者，当已经编码的数据流的数字和值的绝对值大于阈值时，增加到最小程度。
所编码的数据流有利地总是处于多个可能的状态中的一个，由所附加的最后一个码字确定各个状态，并由正被附加的另一码字重新定义各个状态。由所编码的数据流的当前游程长度确定状态。然而，也可以考虑由所编码的数据流的其他参数指定的状态。使用多个状态使得除最小化数字和值的绝对值外，同时能够确保在数据流的编码中遵循游程长度限制。
在每种情况下，对于数据值(Byte)和状态(State)的至少一些可能的组合，存在特定的第一和第二边界值(BV)以及相关的第一和第二码字(CWa，CWb)。由于仅有有限的可能码字可用于编码可能的数据值，不可能为每个数据值和每个状态提供两个可选的码字。然而，如果至少为数据值和状态的一些组合提供可选码字，仍然可以最小化所编码的数据流的数字和值的绝对值，以及确保遵守游程长度限制。
根据本发明，有关可能的码字对所编码的数据流的游程长度的影响的信息被存储在用于至少一些数据值的一个表中，以及通过所存储的信息检验通过用根据本发明的方法确定的码字编码数据值是否引起违反游程长度限制，以及如果是这种情形，则将所述可选码字用于编码。
有利地，根据本发明编码数据流的方法由一种用于从光存储介质读出和/或向光存储介质写入的设备所使用。这具有可以通过较小的编码复杂度，实现向光记录介质写入时所需的数据流的编码的优点。
当然，有利特征的组合也在本发明的有效性范围之内。
附图说明
在下述文本中，将通过图1和2说明本发明以便提供更好的理解。相同的符号表示相同的元件，在图中：
图1表示根据现有技术编码数据流的方法。
图2表示根据本发明编码数据流的方法。
具体实施方式
图1图示显示了根据现有技术编码数据流(DS)的方法。如前所述，在已经选择了主和次SYNC码后，生成两个编码数据流。由于以相同的方式产生两个编码数据流，并且仅在SYNC帧结束后选择具有较低绝对值的数字和值的编码数据流，因此在完成SYNC码的选择后，限制表示以生成单个编码数据流(CS)。
从将被编码的数据流(DS)接收数据值(Byte)。如果数据值(Byte)在从0至87的范围内，则来自主表(Main)和替代表(Subs)的码字(CW_M，CW_S)可用于编码。使用这些码字(CW_M，CW_S)，生成两个编码的数据流(CS_M，CS_S)，将来自主表(Main)的码字(CW_M)用于第一数据流(CS_W)并将来自替代表(Subs)的码字(CW_S)用于第二数据流(CS_S)以进行编码。在此之后，计算并比较两个编码的数据流(CS_M，CS_S)的数字和值(DSV)的绝对值(|DSV|)。最后将提供较低的数字和值绝对值(|DSV|)的码字(CW_M，CW_S)用于编码。这是用将具有较低的数字和值(DSV)绝对值(|DSV|)的编码数据流(CS_M，CS_S)复制到另一数据流(CS_M，CS_S)中，从而提供两个相同的编码数据流(CS)的方式来完成的。
如果将被编码的数据值(Byte)大于87，则仅来自主表(Main)的值(CW1，CW2，CW3，CW4)可用于编码。在这种情况下，对于编码，必须考虑已经编码的数据流(CS)的游程长度状态(State)。如果游程长度状态(State)为2或3，则属于数据值(Byte)和游程长度状态(State)的正好一个码字(CW2，CW3)在每个情况下可用于编码。使用这一码字(CW2，CW3)，编码数据值(Byte)并将其附加到已经编码的数据流(CS)上。与此相反，如果所编码的数据流(CS)处于游程长度状态(State)1或4，则属于数据值(Byte)和游程长度状态(State)1至4的码字(CW1，CW4)可以在每一情况下使用以进行编码。因此，生成两个编码数据流(CS1，CS4)，分配到游程长度状态(State)1的码字(CW1)被用于第一编码数据流(CS1)，分配到游程长度状态(State)4的码字(CW4)被用于第二编码数据流(CS4)。在此之后，对于两个数据流(CS1，CS4)计算数字和值(DSV)的绝对值(|DSV|)并相互比较。最后，使用提供较低数字和值(DSV)绝对值(|DSV|)的码字(CW1，CW4)以进行编码。在这种情况下，这也是用将具有较低数字和值(DSV)绝对值(|DSV|)的编码数据流(CS1，CS4)复制到另一数据流(CS1，CS4)中，从而提供两个相同的编码数据流(CS)的方式来完成的。
图2表示根据用于编码数据流(DS)的本发明的方法的示例性实施例。只要从将被编码的数据流(DS)接收到数据值(Byte)后，就确定已经编码的数据流(CS)的极性(polarity)(Pol)。如果所编码的数据流(CS)的最后一位是逻辑零，则极性(Pol)为-1，如果最后一位为逻辑1，则极性(Pol)为1。根据所确定的极性(Pol)，第一表(Tab1)或第二表(Tab2)被用于编码。在示例性的实施例中，为数据值(Byte)和游程长度状态(State)的每个组合指定三个值(Da_DSv，Db_DSV，BV)，其中可以在两个码字(CWa，CWb)间选择以进行编码。第一值(Da_DSV)描述当将第一码字(CWa)用于编码时的数字和值(DSV)的变化值，第二值(Db_DSV)描述当将第二码字(CWb)用于编码时的数字和值(DSV)的变化值，以及第三值(BV)表示编码数据流(CS)的当前数字和值(DSV)与之比较的边界值，以便确定哪一个码字(CWa，CWb)将被用于编码。第一和第二值(Da_DSV，Db_DSV)是带有符号的。首先，将数字和值(DSV)与阈值(TH)进行比较。如果数字和值(DSV)小于负的阈值(-TH)，则具有较大变化值(Da_DSV，Db_DSV)的码字(CWa，CWb)被用于编码。如果数字和值(DSV)大于阈值(TH)，则具有较小变化值(Da_DSV，Db_DSV)的码字(CWa，CWb)被用于编码。如果数字和值(DSV)在负的阈值(-TH)和阈值(TH)间，则将数字和值(DSV)与边界值(BV)进行比较。如果数字和值(DSV)低于边界值(BV)，则第一码字(CWa)被用于编码。如果数字和值(DSV)高于边界值(BV)，则第二码字(CWb)被用于编码。最后，读出主表(Main)或替代表(Subs)的、用这种方式清楚地确定的码字(CWa，CWb)，并将其附加到已经编码的数据流(CS)上。图2未显示仅有一个可能的码字可以用于数据值(Byte)和状态(State)的特定组合的情形。原理上，在这种情况下，可以省略极性(Pol)的确定以及数字和值(DSV)分别与阈值(TH)或边界值(BV)的比较。
用相同的方式，从一个种类的主和次SYNC码选择SYNC码，并且在此不再更详细地进行说明。