專利名稱：高分辨率優畫質vcd的制作方法
技術領域：
本發明屬于音、視頻和數據光盤存儲、播放系統，特別涉及到高分辨率、優畫質的VCD激光視盤及其播放裝置。目前已有的VCD(Video-CD)技術，是采用普通CD盤片的基本物理參數和記錄格式，符合我國國家標準CD數字音頻系統，采用CD-ROM/XA(CD只讀擴展存貯器)的數據結構，記錄按照MPEG1(即活動圖象專家組，ISO11172)壓縮編碼的活動圖象和伴音，碼在1.5MbPS(兆比特/秒)以下，所錄光盤為只讀式光盤，在VCD視盤機、CD-ROM播放設備或其它硬件及軟件平臺上播放，可獲得滿屏活動圖象和CD音質。這一技術符合我國電子行業標準《VCD系統技術規范》，該技術在國內外已形成很大的產業，但在使用中用戶感到的缺陷是圖象清晰度不高，水平分辨率只有250線，畫質不夠好，具體感受如運動圖象的不連續性，馬賽克(小方塊)、邊緣圖象模糊等，同時，信息交互性不強，這些缺陷都有待在原有技術基礎上加以改進。
本發明的目的就是針對已有技術的缺陷，采用與上述不同的一種MPEG2技術和新的數據檢索結構、不同的盤片記錄密度，以克服上述缺陷，達到高分辨率、高畫質、高保真特性，實現VCD系統的創新，稱之為S-VCD。
本發明是依靠下述技術方案來實現的。一種高分辨率優畫質VCD，包括高分辨率優化質格式系統及按此格式生產的產品，其主要特點是，這一VCD格式為1．記錄顯示的視頻對象包括視頻活動圖象、音頻、疊加圖文。
(1)視頻活動圖象；采用MPEG2(ISO13818)可變碼率(VBR)編碼，編碼的平均碼率在1.5Mbps～2.5Mbps，碼率變化范圍在1.0Mbps～6.5Mbps，視頻流一個；編碼的視頻對象包括PAL制(625/50)、NTSC制(525/60)TV信號，以及電影圖象信號。可選擇的編碼處理的像素結構如表1。
表1編碼處理的像素結構方式 PAL制 NTSC制1/2D1352×576352×480※ 2/3D1480×576480×480※ 3/4D1528×576528×480D1 704×576704×480其中D1為廣播分量數字錄象機的一種格式※為新設立的格式編碼的平均碼在1.5Mbps～3.5Mbps(2)對于音頻；采用MPEG1，也可采用MPEG2層2固定碼率(CBR)及可變碼率(VBR)編碼，碼率在32Kbps～384Kbps范圍內，(取樣頻率44.1KHz或48KHz，量化比特數為16或20)，編碼音頻可為兩路立體聲(四聲道)，也可以是5.1聲道的AC-3編碼，音頻流為至少2個，可擴展到4個。
(3)對于疊加圖文；采用游長比特圖編碼，每象素可以2比特，傳輸流可用1～8個，也可以更多，視具體情況確定。
2．對于數據檢索結構；“數據檢索”是屬于在盤上記錄數據時考慮如何取出數據的一種排列方式，本發明提出兩種檢索結構，第一種，(a)按ISO9660文件系統結構；(b)是以包含在S-VCD信息區中的數據為基礎。
第二種，可以用簡單的播放機就可實現對S-VCD信息的讀取，因為這些數據在視盤中的位置是固定的。
按照這種S-VCD格式生產的盤片及播放機產品，依下述步驟處理1．在已有12cm直徑的盤片上按三種不同密度記錄(1)基本型一倍于VCD密度(與已有VCD相同)，其物理參數(如軌跡、節距、記錄坑長)和物理格式(如調制方式、誤碼校正方式、記錄編碼)均與VCD相同。
(2)擴展型a兩倍于VCD密度，軌跡節距為1.0～1.15um范圍，其它物理參數(如外形尺寸、盤厚要求)與原VCD基本相同。
(3)擴展型b高倍于VCD密度(2倍以上)，軌跡節距小于1.0um，激光波長和其它物理參數作相應修改，如激光波長修改后，記錄坑長相應修改。
2．播放機的硬件基本組成類同原VCD，但其中的光盤信號處理、伺服驅動電路、MPEG解碼電路都按照S-VCD格式系統的要求進行調整，或重新設計。
以上步驟的實現，可達到的技術要求為，播放圖象清晰度提高，水平分辨率≥350線，畫質改善，馬賽克、運動不連續性明顯減少，每張盤片(12cm直徑)播放時間，基本型為大于等于45分鐘，擴展型由原有的74分鐘擴展到100～135分鐘，聲音可以實現4種或4種以上語言，實現雙路立體聲或5.1聲道，達到環繞聲效果。畫面疊加圖文可以由用戶操作(加/關)，實現多文字顯示。播放設備可以做成簡單的視聽播放機，也可以做成交互性強的多媒體視盤機。本發明最終獲得高空間分辨率、高質量圖象和伴音，從而實現VCD的創新。
采用本發明所設計的步驟，盤片制作中，只需改變視、音頻壓縮編碼設備，其它設備基本不變就可生產S-VCD視盤，播放機的成本基本不增加或增加極少。
下面結合附圖進一步說明實施例。
圖1為S-VCD視、音頻壓縮編碼和著作(Authoring)系統框圖；圖2為S-VCD視盤制作流程框圖；圖3為S-VCD視盤播放設備總框圖；圖4播放設備系統主程序流程圖；其中，圖1表明要記錄到S-VCD盤片上的視頻、音頻以及疊加圖形文字(圖文)。第一，用“S-VCD視音頻編碼器”，按S-VCD格式要求的象素結構(3/4D1,2/3D1或1/2D1)的平均碼率、可變最高碼率以及MPEG2標準的基本規定進行壓縮編碼。完成編碼視頻基本流、音頻基本流以及疊加圖文流，再送到“S-VCD節目流編碼器”，在這里按S-VCD格式規定進行系統編碼，將前述的基本流編碼成打包基本流(PES)和節目流(PS)，使得每個PES小包成為2310～2312字節、每個邏輯包成為2324個字節的PS流。第二，將PS流送到“S-VCD格式編碼器”，在這里按CD-ROM/XA的數據結構進行格式化編碼。即專用數據按CD-ROM/XA模式2方式1編碼成2048字節，再加上誤碼檢驗碼成為2352字節的邏輯扇區；MPEG2視音頻數據按CD-ROM/XA的模式2方式2編碼成2352字節。第三，格式化了的2352字節扇區，再送到“CD-DA編碼器”，進行交叉交織里德索羅門(CIRC)校正編碼，8-14調制等，最后刻錄到CD-R光盤上，該光盤成為提供VCD母盤制作的數據盤。
圖2表明盤片制作。由CD-R盤提供S-VCD數據，由CD-DA母盤制作設備按CD母盤制作工藝制作S-VCD母盤、盤片壓模，再由壓模壓制S-VCD視盤。
圖3表示S-VCD視盤播放設備所包含的幾個部份，主要包含盤片驅動機構(A)、光盤讀出信號處理和伺服驅動電路(B)、MPEG解碼電路(C)等三大部分。
在方框(A)中，激光光頭2從S-VCD盤片1上讀取的信號送到光盤讀出信號處理和伺服驅動電路(B)。這里首先經RE放大器6的AGC放大、均衡，送到數字信號處理器7，進行鎖相、數據分離、8-14解調、誤碼校正(ECC)，得到復用的SVCD數據流，送到MPEG解碼電路(C)。在RF放大器6和數字信號處理器7里，還檢出光頭聚焦和跟蹤伺服誤差，光盤轉動的速度和相位誤差。這些誤差經伺服驅動電路8，送到(A)的光頭聚焦和跟蹤控制線包3、進給電機4和光盤1的驅動電機5。方框9為CPU芯片，控制RF放大器6、數字信號處理器7以及伺服處理器8。
方框(C)為MPEG解碼電路。來自光盤讀出信號處理器SVCD的數據流，首先經MPEG解碼電路(C)的解復用電路10的分析處理，得到視頻、音頻、疊加圖文數據，分別經視頻解碼器11、音頻解碼器13，圖文解碼器12解碼出視頻、音頻和疊加圖文輸出。14為CPU，控制解碼電路工作，以及與光盤讀出信號處理電路的通信。CPU14也可以直接內裝在MPEG解碼芯片里。
權利要求
1.一種高分辨率優畫質VCD格式系統，其特征在于(1)記錄顯示的視頻對象包括視頻活動圖象、音頻、疊加圖文。a．視頻活動圖象；采用MPEG2(ISO13818)可變碼率(VBR)編碼，編碼的平均碼率在1.5Mbps～3.5Mbps，碼率變化范圍在1.0Mbps～6.5Mbps，視頻流一個；b．對于音頻；采用MPEG1，也可采用MPEG2層2固定碼率(CBR)及可變碼率(VBR)編碼，碼率在32Kbps～384Kbps范圍內，(取樣頻率44.1KHz或48KHz，量化比特數為16或20)，編碼音頻可為兩路立體聲(四聲道)，也可以是5.1聲道的AC-3編碼，音頻流至少為2個，也可擴展到3個、4個。c．對于疊加圖文；采用游長比特圖編碼，每象素可以2比特，傳輸流可用1～8個，也可以更多；(2)數據檢索結構，提出兩種檢索方案，a，按照ISO966文件系統結構；b，是以包含在S-VCD信息區中的數據為基礎。第二種檢索可以用簡單的播放機就可實現對S-VCD信息的讀取。
2.一種按照權利要求1所述格式系統生產的盤片及播放機產品，其特征在于，所生產的盤片，在已有12cm直徑的盤片上按三種不同密度記錄生產三種類型盤片a．基本型一倍于VCD密度；b．擴展型A兩倍于VCD密度，軌跡節距為1.0～1.15um范圍；c．擴展型B高倍于VCD密度，軌跡節距小于1.0um所生產的播放機，其硬件基本組成類同原VCD，其中的光盤信號處理、伺服驅動電路、MPEG解碼電路都按照S-VCD格式系統的要求進行調整，也可重新設計。
全文摘要
一種高分辨率優畫質VCD,包括高分辨率優畫質格式系統,及按此格式生產的產品,主要特點是,記錄顯示的視頻對象,包括視頻、音頻和疊加圖文,制作不同密度的視盤。播放機中,光盤信號處理、伺服驅動電路、MPEG解碼電路都按SVCD格式進行相應調整,可獲得高空間分辨率、高質量圖象和伴音,實現VCD的創新。
文檔編號G11B20/10GK1230850SQ9810096
公開日1999年10月6日 申請日期1998年3月27日 優先權日1998年3月27日
發明者張維祥, 張正貴, 梁章輝 申請人:電子工業部第三研究所, 南京熊貓電子股份有限公司, 國營成都錦江電機廠