chp6 多媒体存储

2020-03-01 136浏览

  • 1.多媒体技术基础 ( 第 3 版 ) 第 6 章 多媒体的存储 浙江理工大学 数字媒体技术系
  • 2.第 6 章 多媒体的存储目录 6.1 CD 光盘 6.1.1 CD 工业史上的大事 6.1.2 CD 系列产品 6.1.3 CD 盘的结构 6.1.4 数据是怎样写入到 CD 盘上 的 6.1.5 数据是怎样从 CD 盘读出的 6.1.6 CD 激光唱盘标准摘要 6.2 CD-Audio 6.2.1 采样频率和样本大小 6.2.2 声道数 6.2.3 声音数据的通道编码 6.2.4 CD 盘如何批量生产 2019年5月14日 星 期二 6.3 DVD 光盘 6.3.1 DVD 光盘是什么 6.3.2 DVD 的规格 6.3.3 DVD 的存储容量是怎样 提高的 6.4 VCD 与 DVD 播放机 6.4.1 VCD 简介 6.4.2 VCD 播放机的基本结构 6.4.3 DVD 播放机的基本结构 6.5 HD DVD 与 BD 光盘 6.5.1 HD DVD 与 BD 光盘是什 么 6.5.2 HD DVD 与 BD 技术规范
  • 3.6.1 CD 光盘  6.1.1 CD 工业史上的大事  模拟光盘系统的诞生    20 世纪 70 年代初期，荷兰飞利浦 (Philips) 公司 的研究人员开始研究利用激光来记录和重放信息 1972 年 9 月向全世界展示了长时间播放电视节 目的光盘系统，这就是 1978 年正式投放市场并 命名为 LV(Laser Vision) 的光盘播放机 利用激光来记录信息的革命便拉开了序幕。它的 诞生对人类文明进步的影响，不亚于纸张的发明 对人类的贡献。 2019年5月14日 星 期二
  • 4.6.1 CD 光盘  数字激光唱盘的诞生    大约从 1978 年开始，研究人员把声音信号变成 用“ 1” 和“ 0” 表示的二进制数字，然后记录到以 塑料为基片的金属圆盘上 1982 年 Philips 公司和 Sony 公司成功地把记录数 字声音的盘推向了市场 这种塑料金属圆盘很小巧，故用 Compact Disc 命名，而且还为这种光盘制定了标准，这就是世 界著名的“红皮书 (Red Book) 标准”。这种盘又 称为数字激光唱盘 (Compact Disc-Digital Audio ， CD-DA) 盘 2019年5月14日 星 期二
  • 5.6.1 CD 光盘  CD-ROM 的诞生  由于 CD-DA 能够记录数字信息，自然就想到把 它用作计算机的存储设备。但从 CD-DA 过渡到 CD-ROM 需要解决两个重要问题    地址问题：计算机如何寻找盘上的数据，即如何划分 盘上的地址。因为记录歌曲时是按一首歌作单位，一 片盘也就记录 20 首左右的歌曲，每首歌平均占用 30 MB 左右的空间。存储一个文件不一定都要那么大的 存储空间，因此需在 CD 盘上写入很多的地址编号 误码率：把 CD 盘作为计算机的存储器使用时，要求 它的错误率 (10-12) 远远小于声音数据的错误率 (10-9) 。 而用当时现成的 CD-DA 技术不能满足这一要求，因 此还要采用错误校正技术 1984 年 Sony 和 Philips 发布了 CD-ROM 物理格 式标准，称为黄皮书 (Yellow Book) 标准 2019年5月14日 星 期二
  • 6.6.1 CD 光盘  ISO 9660 标准的诞生  黄皮书标准只解决了硬件生产厂家的制造标准问 题，即存放计算机数据的物理格式，而没有涉及 逻辑格式，也就是计算机文件如何存放在 CDROM 上，文件如何在不同的系统之间进行交换 等问题。为此，在多方努力下又制定了一个文件 交换标准，后来国际标准化组织 (ISO) 把它命名 为 ISO 9660 标准 2019年5月14日 星 期二
  • 7.6.1 CD 光盘  6.1.2 CD 系列产品  自 1981 年激光唱盘上市以后，开发了一系列 CD 产 品，见图 6-1 ，包括          CD-DA(Compact Disc-Digital Audio) CD-G(Graphics) CD-V(Video) CD-ROM CD-I(Interactive) CD-I FMV(Full Motion Video) Karaoke CD Video CD CD 系列盘  大小、重量、制造工艺、材料、制造设备等都相同，只是 根据不同的应用目的存放不同类型的数据而已 2019年5月14日 星 期二
  • 8.6.1 CD 光盘 图 6-1 CD 产品系列 2019年5月14日 星 期二
  • 9.6.1 CD 光盘  6.1.3 CD 盘的结构  盘片结构  组成部分见图 6-2   两种反射层    保护层；反射层；刻槽；聚碳酸酯衬垫 铝反射层：银白色，称为“银盘”，只读的光盘 金反射层：金色，称为“金盘”，可刻录的光盘，称为 CD-R (CD-Recordable) 盘 外形尺寸见图 6-3   2019年5月14日 星 期二 CD 盘的外径为 120 mm ，重约 14 ～ 18g 激光唱盘分为 3 个区：导入、导出和声音数据记录区
  • 10.6.1 CD 光盘 图 6-2 CD 盘片的结构 图 6-3 CD 盘的结构 2019年5月14日 星 期二
  • 11.6.1 CD 光盘  光道结构 CD 盘的光道结构与磁盘磁道的结构比较 记录道 磁道数目 盘片转动速度 记录密度 光道形状 2019年5月14日 星 期二 CD 光盘 磁盘 螺旋形 同心环 很多 只有一条，长约 5 km CLV( 恒定线速度 ) CAV( 恒定角速度 ) 里外记录区的密度相同 里外记录区的密度不同
  • 12.6.1 CD 光盘  6.1.4-5 CD 盘的记录原理  数据记录原理  磁光盘 (magneto optical disc ， MOD)   相变光盘 (phase change disc ， PCD)   利用磁的记忆特性，借助激光来写入和读出数据 利用激光特殊材料在加热前后的反射率不同记忆 1 和 0 只读 CD 光盘   2019年5月14日 星 期二 在盘上压制凹坑的机械办法记录数据，见图 6-5  凹坑的边缘记录的是 1  凹坑和非凹坑的平坦部分记录的是 0 使用激光读出，见图 6-7
  • 13.6.1 CD 光盘 ( 引自 Encarta Premium DVD 2006) 图 6-5 原版盘制作示意图 2019年5月14日 星 期二 图 6-7 CD 盘的读出原理
  • 14.6.1 CD 光盘  6.1.6 CD 激光唱盘标准摘要 技术指标 名称 光盘 播放时间 74 分钟 旋转方向 顺时针 ( 从读出表面看 ) 旋转速度 1.2 ～ 1.4m/s ( 恒定线速度 ) 光道间距 1.6 µm 盘片直径 120 mm 盘片厚度 1.2 mm 中心孔直径 15 mm 记录区 46 mm ～ 117 mm 数据信号区 50 mm ～ 116 mm 材料 折射率为 1.55 的材料 最小凹坑长度 0.833 µm (1.2m/s) ～ 0.972 µm (1.4m/s) 最大凹坑长度 3.05 µm (1.2 m/s) ～ 3.56 µm (1.4 m/s) 凹坑深度 ～ 0.11 µm 凹坑宽度 2019年5月14日 星 期二 ～ 0.5 µm
  • 15.6.1 CD 光盘 光学系统 激光波长 780 nm (7 800 Å) 聚焦深度 ± 2 µm 信号格式 通道数 2个 量化 16 位线线性量化 线 线 采样频率 44.1 kHz 通道位速率 4.3218 Mb/s 数据位速率 1.9409 Mb/s 数据：通道位 8:17 错误校正码 CIRC 调制方式 EFM 2019年5月14日 星 期二
  • 16.6.2 CD-Audio  6.2.1 采用频率和样本大小  采样频率为 44 100 Hz     样本精度为 16 位   普通人耳朵能听到的声音信号的频率范围为 20 ～ 20 000 Hz 对频率高于 20 000 Hz 的信号进行滤波。考虑到滤波器在 20 000 Hz 处约有 10% 的衰减，故用 22 000 Hz 的 2 倍作为采 样频率 考虑与电视信号场扫描频率同步以避免相互干扰， PAL 电 视的场扫为 50 Hz ， NTSC 为 60 Hz ，取 50 和 60 的整数倍 ，选用 44 100 Hz 样本位数表示信号的动态范围。一位 (bit) 的动态范围约为 20lg2  6.02 dB ， 16 位能够表达的动态范围大于 96 dB 在激光唱盘上 1 秒钟的声音需要占据的存储空间为  1 秒  44 100 样本 / 秒  2 字节 / 样本  2( 左右两个 通道 )= 176.4 千字节 2019年5月14日 星 期二
  • 17.6.2 CD-Audio  6.2.2 声道数  立体声有两个声道   长期以来，立体声就是两个声道 ( 轨 ) 。早期存储声音的 媒体是接触式的唱片，唱片上的 V 形刻槽只能记录最多两 个声道的模拟信号，这就使后来的录音机、调频广播、录 像机、甚至连 数字激光唱盘都采用两个声道的规格 连连 连连声   有多个声道 多声道设备早已开发和采用，许多剧院一直采用 4 个以上 的声音通道。声音转换成数字信号后，计算机很容易处理 ，如压缩、偏移 (Pan) 、环绕音响效果 (surround sound) 等 ，更多的声音通道和更逼真的音响效果已经出现 例如， MPEG-2 数字影视标准和杜比数字 (Dolby Digital) 都采用 5 ＋ 1 个声音通道，即左、中、右 3 个主声道，左 后、右后两个环场声道和一个次低音声道 2019年5月14日 星 期二
  • 18.6.2 CD-Audio  6.2.3 声音数据的通道编码 将用连连 数据 连 连连连 成适合存 连 连 连 连连 或连连连 媒体的代 连 连 连 连连 的连连 程  1. 为什么要做通道编码  从信号本身提取自同步信号   使连 出信号的 连连 连连 连连连 连 窄   例如，对于没有规律的数字信号，读出时的信号幅度和频率 的变化范围都很大，电子线路就很难把“ 0” 和“ 1” 区分开 通道连 连 的本 连连 连    例如，有要记录连续多个字节的全“ 0” 或全“ 1” 信号，如不 做通道连 连 连 就连 连 连 到连 连 上， 连连连 出的信号是一条直 连连连连连连连连连 ，连 连 子连 路就很难区分有多少个“ 0” 或“ 1” 在连续“ 0”( 或“ 1”) 之间插入若干个“ 1” ( 或“ 0”) 对“ 0” 和“ 1” 的连续长度数目即“行 [ 游 ] 程长度”加以限制 凡在物理设备上存储或传输的数字信号都要通道编码 2019年5月14日 星 期二
  • 19.6.2 CD-Audio  为什么要把 8 位转换成 14 位 /17 位  理论分析和实验证明   从 8 位到 14 位， EFM (eight to fourteen modulation)   根据 20 世纪 70 年代的技术水平，把“ 0” 的游程长度最短为 2 个而最长不超过 10 个，即 2 个“ 1” 之间的“ 0” 至少要有 2 个而最多不超过 10 个，光盘上的信号就能够可靠读出 8 位数有 256 种代码， 14 位通道位有 16 384 种代码，其中 有 267 种代码能够满足“ 0” 游程长度的要求。在 267 种代码 中有 10 种代码在合并通道代码时限制游程长度仍有困难， 再去掉一个就得到与 8 位数相对应的 256 种通道码 从 14 位到 17 位   2019年5月14日 星 期二 为满足游程长度的要求，在通道码之间增加 3 位以确保读出 信号的可靠性，于是 8 位数据就转换成 17 位 注：在 DVD 光盘技术中，把 3 位合并位改成 2 位，并把它 们直接插入到重新设计的码表中，于是 1 字节的数据就转换 成 16 位的通道位，提高了 DVD 的存储容量
  • 20.6.2 CD-Audio 图 6-8 激光唱盘上声音数据编码的过程 2019年5月14日 星 期二
  • 21.6.2 CD-Audio  6.2.4 CD 盘如何批量生产  激光唱盘 (CD-DA) 、数字激光视盘 (VCD) 和 CD-ROM 的制作过程都相同，大致分成三个阶段 1. 原版盘预制作 (premastering) 或称母盘预制作     对于激光唱盘，把音乐节目转换成标准的 CD-DA 格式 , 在“红皮书”中有详细说明 对于 VCD 盘，把影视节目转换成 VCD 标准记录格式，在 Video CD 2.0 标准 ( 白皮书 ) 中有详细说明 这项工作由转换软件或称编码器 (encoder) 来完成 2. 原版盘制作 (Mastering) 或称为母盘制作  通道编码： 把符合 CD-DA 或 VCD 格式的数据经过 EFM 编码器编码，再附加 3 位用来改善连 / 写信号的质量，于 是 8 位并行数据就转换成物理通道上的 17 位串行数据 2019年5月14日 星 期二
  • 22.6.2 CD-Audio   光刻：把涂有光敏电阻的 玻璃盘放在旋转平台上光 刻。见图 6-9 ，激光源发 出的激光束通过激光调制 器时受到串行数据的控制 ，如数据“ 0” 就不让激光 束通过，光敏电阻就不曝 光；数据“ 1” 就让激光束 通过，光敏电阻就曝光， 这样在玻璃盘上就形成长 短不同的曝光区和非曝光 区。 化学处理：对光刻的玻璃 盘进行化学处理。盘上曝 了光的区域被腐蚀后形成 凹坑，没有曝光的区域就 被保留下来，“ 0” 和“ 1” 信号就以凹坑和非凹坑的 形式记录在螺旋形光道上 2019年5月14日 星 期二 图 6-9 光刻系统示意图
  • 23.6.2 CD-Audio  电镀：对经过化 学处理的玻璃盘 进行化学电镀生 成     金属原版盘，称 为父盘 (father disc) 通过父盘制作母 盘 (mother disc) 由母盘制作子盘 (son disc) ，即压 模 (stamper) 原版盘制作的整 个过程见图 6-10 2019年5月14日 星 期二 图 6-10 原版盘 VCD 的整个制作过程
  • 24.6.2 CD-Audio  3. 大批量复制      VCD 的盘基是用聚碳酸酯塑料做的，因此大多 数大批量复制设备是用塑料注射成型机 聚碳酸酯加热之后注入盘模里，压模就把它上面 的数据压制到正在冷却的塑料盘上 在盘上溅射一层铝，用于读出数据时反射激光束 涂一层保护漆 印制标牌 2019年5月14日 星 期二
  • 25.6.3 DVD 光盘  6.3.1 DVD 光盘是什么   原为 Digital Video Disc 的缩写，后改为 Digital Versatile Disc 。当谈到 DVD 时，通常指前者 两大国际财团的产物    在 1995 年， Sony 和 Philips Electronics DV 公司领导的国 际财团与 Toshiba 和 Time Warner Entertainment 公司领导的 国际财团分别提出不兼容的高密度 CD(HDCD) 规格 同年 10 月，两大财团同意盘片的设计按 Toshiba/Time Warner 公司的方案，而存储在盘上的数据编码按 Sony/Philips 公司的方案 最终结果    2019年5月14日 星 期二 单面单层 DVD 盘片的存储容量为 4.7 GB 单面双层盘片的容量为 8.5 GB 单面单层盘存储 133 分钟的 MPEG-2 影视，配备 Dolby AC3/MPEG-2 Audio 质量的声音和不同语言的字幕
  • 26.6.3 DVD 光盘  6.3.2 DVD 的规格  DVD 的标准文件用 Book 标识，见表 6-3 表 6-3 DVD 和 CD 系列 DVD(Digital Versatile Disc) CD(Compact Disc) BookA:DVD-ROM CD-ROM BookB:DVD-Video Video CD BookC:DVD-Audio CD-Audio BookD:DVD-Recordable CD-R BookE:DVD-RAM CD-MO 2019年5月14日 星 期二
  • 27.6.3 DVD 光盘 表 6-4 部分 DVD 的存储容量 盘的类型 存储容量 (GB) 名称 MPEG-2 Video 播放时间 ( 分 钟) 单面单层 ( 只读 ) 4.7 DVD-5 133 单面双层 ( 只读 ) 8.5 DVD-9 240 单层双面 ( 只读 ) 9.4 DVD10 266 双层 , 双面 ( 只读 ) 17 DVD18 单层双面 (DVD-RAM) 5.2 2019年5月14日 星 期二 147
  • 28.6.3 DVD 光盘  DVD-Video 的规格见表 6-5    DVD 盘上的影视采用 MPEG-2 标准 NTSC 的声音采用 Dolby AC-3( 现改名为 Dolby Digital) 标准， MPEG-2 Audio 作为选用； PAL 和 SECAM 的声音采用 MPEG-2 Audio 标 准， Dolby AC-3 作为选用 表 6-5 DVD 盘上的电视规格 技术内容 数据传输率 技术规格 可变速率，平均为 4.69 Mb/s( 最大为 10.7 Mb/s) 图像压缩标准 MPEG-2 标准 声音标准 PAL ： MPEG MUSICAM* 5.1 或 LPCM, 可选用 Dolby AC-3 多达 8 个声音通道和 32 个字幕通道 通道数 * MUSICAM (Masking pattern adapted Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing) 2019年5月14日 星 期二
  • 29.6.3 DVD 光盘  6.3.3 DVD 的存储容量是怎样提高的  DVD 所采用的技术归纳在表 6-6 表 6-6 DVD 技术摘要 名称 DVD CD 容量增益 盘片直径 120 mm 120 mm 盘片厚度 0.6 mm / 面 1.2 mm / 面 减小激光波长 635/650 nm 780 nm 加大 N.A.( 数值孔径 ) 0.6 0.45 减小光道间距 0.74 µm 1.6 µm 减小最小凹凸坑长度 0.4 µm 0.83 µm 减小纠错码的长度 RSPC CIRC 修改信号调制方式 8-16 8-14 加 3 1.0625 = 17/16 加大盘片表面的利用率 86.6 86 1.019 = 86.6/86 减小每个扇区字节数 2048/2060 字节 / 扇 区 2048/2352 字节 / 扇 区 1.142 = 2352/2060 2019年5月14日 星 期二 4.486 = (1.6*0.83)/ (0.74*0.40)
  • 30.6.3 DVD 光盘  1. 使用波长较短的激光是提高容量的关键   CD 采用波长为 780 nm 的红外光。 DVD 采用波长为 635/650 nm 的激光源 , 光道间距和凹凸坑的长度和宽度做得更小，见图 6-11 。 总的容量可提高到 4.486 倍 2. 加大光盘的记录区域  加大光盘的数据记录区域。 DVD 盘的记录区域从 CD 盘的 86 cm2 提高到 86.6 cm2 ，见图 6-12 。总容量提高了 1.9% 图 6-11 DVD 盘和 CD 盘之间的差别 2019年5月14日 星 期二 图 6-12 增加记录面积
  • 31.6.3 DVD 光盘 数值孔径 2019年5月14日 星 期二
  • 32.6.3 DVD 光盘  3. 使用双面和多层记录    使用盘片的两个面记录数据，比较图 6-13 和图 6-14 在一个面上制作多层记录层 4. 改进调制和纠错方法   采用效率较高的 8-16 ＋ (EFM PLUS) 调制，由 17 位变成 16 位 采用里德 - 索洛蒙乘积码 (Reed Solomon Product － like Code ， RSPC) 图 6-13 单面单层光盘的结构 2019年5月14日 星 期二 图 6-14 单面双层光盘的结构
  • 33.6.4 VCD 与 DVD 播放机  VCD 播放机  Video CD 是如下技术的产物     两种 VCD 播放系统    Video( 可通俗理解为数字影视 ) 技术 激光记录技术，或称光盘存储器技术 计算机软硬件技术 使用 PC 机构成的播放系统，可用 MPEG 播放卡或软件 MPEG 播放器 VCD 播放机＋电视机 VCD 播放机的基本结构   典型结构见图 6-15 ，围绕 C-Cube Microsystems 公司的 L482/484 解码器构成的 VCD 播放机主要由 3 个核心部件组成    2019年5月14日 星 期二 CD 盘驱动器或称 CD 加载器； MPEG 解码器； 微控制器。
  • 34.6.4 VCD 与 DVD 播放机 图 6-15 VCD 播放机的典型结构 [3] 2019年5月14日 星 期二
  • 35.6.4 VCD 与 DVD 播放机  DVD 播放机  DVD 播放系统结构见图 6-16 ，主要功能部件如下    DVD 加连连 器：主要由 连 连 连 连 连连 达、激光 连 连 连 连连 出连连 和相 连 连连 的连连连连 路连连 成 数字信号处理器 (DVD-DSP) ：用于将从光盘上读出的脉 冲信号转换成解码器能够使用的数据 数字声音和电视图像解码器：主要功能包括      分离数据流中的声音和视像数据，建立声音和视像的同步关 系 视像数据解压缩，重构广播级质量的视像 声音数据解压缩，重构 CD 质量的环绕立体声 处理图形屏幕显示 (On-Screen Display ， OSD) 。 微控制器：微型计算机芯片   2019年5月14日 星 期二 控制播放机的运行、管理遥控器、控制面板上的用户输入 管理 DVD 节目的存取权限等
  • 36.6.4 VCD 与 DVD 播放机 图 6-16 DVD 播放系统的基本结构 [3] 2019年5月14日 星 期二
  • 37.6.5 HD DVD 与 BD 光盘  HD DVD 与 BD 光盘是什么    HD DVD (High Definition DVD) 是由 Toshiba 、 Hitachi 和 NEC 等公司在 2003 年 11 月联 合发布的大容量光盘存储器标准 BD(Blu-ray Disc) 是由 Sony ， Philips 和 Panasonic 等 公司在 2002 年 2 月联合发布的大容量光盘存储器标 准。 BD 源于 blue-violet laser Disc ，因它是流行于 欧美的普通连 连 ，申 连连 连连 商连 连 不易，因此去掉了 连 连 连 连 连 连 连 blue 中的“ e” 。 比较而言    BD 技术更先进，但不能使用现有的 DVD 设备来生产 BD 光盘产品，生产线的成本比较贵 HD DVD 技术可在现有 DVD 设备基础上加以改进，因此成 本比较低 都用波长为 405 nm 的蓝激光 (blue-violet laser) 读写光 盘，见图 6-17 2019年5月14日 星 期二
  • 38.6.5 HD DVD 与 BD 光盘 图 6-17 CD ， DVD ， HD DVD 和 BD 盘的主要异同点 2019年5月14日 星 期二
  • 39.6.5 HD DVD 与 BD 光盘  HD DVD 与 BD 技术规范  物理性能见表 6-7    容量差别较大 都用波长为 405 mm 的蓝紫色激光 影视规范   支持 MPEG-2 、 H.264/AVC 支持 SMPTE VC-1 (Video Codec-1)      SMPTE 于 2006 年提出的标准，正式名称为 SMPTE 421M 得到 Blu-ray, HD DVD 和 Windows Vista 等产品的支持 使用 DCT 技术和WMV9(Windows Media Video 9) 编译器规范 质量比 H.264 好，解码速度也比 H.264 快 支持 HDTV 影视标准格式 2019年5月14日 星 期二
  • 40.6.5 HD DVD 与 BD 光盘 表 6-7 BD 与 HD DVD 的性能比较 名称 激光波长 (nm) 数值孔径 (NA) 单层 存储容量 ( 单面 ) 双层 MPEG-2 (5 Mbps) 播放时间 ( 小 AVC 或 VC-1 时) (13 Mbps) MPEG-2 (20 Mbps) 视像编码 2019年5月14日 星 期二 Blu-ray Disc HD DVD 405( 蓝紫 ) DVD 650( 红 ) 0.85 25 GB 50 GB 0.65 15 GB 30 GB 0.6 4.7 GB 8.5 GB 22.2/11.1 13.3/6.6 3.8/1.9 8.5/4.2 5.1/2.6 N/A 5.6/2.8 3.3/1.7 N/A SMPTE VC-1 / MPEG-4 AVC / MPEG-2 MPEG-1/ MPEG-2
  • 41.6.5 HD DVD 与 BD 光盘 声音编码 表 6-7 BD 与 HD DVD 的性能比较 (续) Dolby Digital( 必须 ) DTS( 必须 ) 有损 Dolby Digital Plus DTS-HD High Resolution( 可选 ) 无损 原始数据率 最大位速率 声音 + 视像 视像 最大视像分辨率 2019年5月14日 星 期二 Linear PCM( 必须 ) Dolby TrueHD DTS-HD Master Audio( 可选 ) 53.95 Mbps 48.0 Mbps 40.0 Mbps 1920×1080 36.55 Mbps 30.24 Mbps 29.4 Mbps 1920×1080 448 kbps( 必须 ) 1.5 Mbps( 可选 ) N/A N/A ( 必须 ) N/A N/A 11.08 Mbps 10.08 Mbps 9.8 Mbps 720×480(NTSC) 720x576 (PAL)
  • 42.6.5 HD DVD 与 BD 光盘  声音规范  支持多种声音编码格式，如 Dolby Digital, PCM, 和 DTS 等。见表 6-8    Dolby Digital( 杜比数字 ): 杜比数字是多声道环绕声编码系 统，现已作为国际标准，可提供 6 个声音通道，称为 5.1 声道，即左、中、右、后左、后右 5 个主声道和 1 个低音 加强声道，声音数据的位速率通常为 64 ～ 448 kbps 。 (2) DTS(Digital Dolby Theater Systems) ：称为“数字影院声 音系统”，用于影剧院和部分 DVD-Audio 和 DVD-Video 中 的 5.1 通道环绕声格式，与 Dolby Digital 连 似 。 (3) linear PCM (linear pulse code modulation) ：称为“线性脉 冲连 连 连 制 。”没有 连 连 连 连 的连 PCM 声音编码方法，声音 的采样频率可为 48 或 96 kHz ，样本精度可为 16 ， 20 或 24 位，声道数 1 ～ 8 个，最高数据位速率为 6.144 Mbps 2019年5月14日 星 期二
  • 43.6.5 HD DVD 与 BD 光盘 表 6-8 BD 和 HD DVD 支持的部分声音格式 编码器 播放器支持 Blu-ray 最多通道数 最大位速率 播放器支持 HD DVD 最多通道数 最大位速率 播放器支持 DVD Dolby Digital Plus Dolby Digital 必须 5.1 640 kbps 必须 5.1 504 kbps 必须 可选 7.1 1.7 Mbps 必须 7.1 3 Mbps - 最多通道数 5.1 - 最大位速率 448 kbps - 2019年5月14日 星 期二 DTS Dolby TrueHD 可选 8 18 Mbps 必须 8 18 Mbps - 可选 5.1 1.5 Mbps 可选 5.1 1.5 Mbps 可选 5.1 - 1.5 Mbps
  • 44.6.5 HD DVD 与 BD 光盘  记录系统   由光盘和激光读写子系统、信号处理子系统和伺服 子系统组成。 HD DVD 和 BD 的共同点和差别见表 6-9 。有关纠错 编码技术 (ECC) 的介绍请看第 16 章。需要解释的是 数据调制方法，也就是通道编码  HD DVD 使用 ETM (eight to twelve modulation)—8-12 调制 ，即每个 8 位数据转换为 12 位，并满足 RLL(1.10) 的规则   在 RLL (d, k) 中 : d 表示两个“ 1” 之间“ 0” 的最小行程长 度， k 表示两个“ 1” 之间“ 0” 的最大行程长度 BD 使用“ 17PP” 调制，其全称为“ (1, 7) RLL parity preserve (PP)-prohibit repeated minimum transition run length (RMTR)”  2019年5月14日 星 期二 PP(Parity Preserve) 表示调制位与原始数据位有相同的奇偶性 (1 的数目是奇数或偶数 )
  • 45.6.5 HD DVD 与 BD 光盘 特性 光记录系统规格 激光波长 (nm) 数值孔径 (NA) 激光点直径 (μm) 最小凹坑长度 (μm) 光道间距 (μm) 保护层厚度 (mm) 光盘直径 (mm) 光盘厚度 (mm) 1x 线速度 (m/s) 1x 角速度 (RPM) 读功率 (mW) 制造过程 表 6-9 只读 BD 与 HD DVD 光盘规范摘 要 Blu-ray Disc HD DVD 405( 蓝紫 ) 0.85 0.48 0.160(23.3/46.6GB) 0.149(25.0/50.0GB) 0.138(27.0/54.0GB) 0.32 0.1 120 1.2 4.9~4.5 1957~810 0.35 新设备 2019年5月14日 星 期二 DVD 405( 蓝紫 ) 0.65 0.62 650/635( 红 ) 0.6 1.1 0.204(15/30GB) 0.4 0.40 0.6 120 1.2 5.6~6.1 2620~1089 0.5 改进当前设备 0.74 0.6 120 1.2 3.49 1400~580 0.7 当前设备
  • 46.6.5 HD DVD 与 BD 光盘 表 6-9 只读 BD 与 HD DVD 光盘规范摘要 ( 续 ) 数据处理 ETM EFM Plus (RLL(1,10)) (RLL (2,10)) 信道脉冲频率 64.8 MHz 66 MHz 扇区容量 2 KB 2 KB ECC 数据块 32 扇区 16 扇区 RS(182 ， 172 ， 1 RSPC 1) LDC=RS(248,216 RS(208 ， 192 ， RS(208 ， 192 ， 1 ECC* ,33)+BIS 17) 7) = RS(62,30,33) RS(182 ， 172 ， RS(182 ， 172 ， 1 11) •ECC(error-correction code) ：纠错码 1) 调制方法 17PP (RLL(1,7)) 26.2 MHz 2 KB 32 扇区 •LDC(long distance code) ：长距离码 •BIS(burst indicator subcode) ：突发指示子码 •RSPC(Reed-Soloman Product Code) ：里德 - 索洛蒙乘积码 2019年5月14日 星 期二
  • 47.第 6 章 多媒体的存储  参考文献和站点 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. David R. Guenette. How High Density Can CD Get? CD-ROM Professional, May 1996, pp82 ～ 88 Sony DVD ，http://www.dtvgroup.com/DigVideo/DVD/SonyDVD/feat.html C-Cube Microsystems ，①http://www.c-cube.com/products/( 浏览 日期： 1998 年 12 月 ) ；② CL480 MPEG System Decoder User's Manual. 1995; ③ CLM4700 MPEG-2 Video Encoder User's Manual. 1995 林福宗 , 陆 达 . 多媒体与 CD-ROM. 北京：清华大学出版社 , 1995.3 17PP ：http://jjap.ipap.jp/link?JJAP/39/912/http://www.cdfreaks.com/reviews/Blu-ray-vs_-HD-DVD/http://www.answers.com/topic/blu-ray-dischttp://www.cyberlink.com/english/support/bdhd_support/bd_vs_hddvd.jsp 2019年5月14日 星 期二
  • 48.END 第 6 章 多媒体的存 储