高分辨率VCD视频编解码处理方法及播放装置制造方法及图纸

一种高分辨率优画质ＶＣＤ，包括高分辨率优画质格式系统，及按此格式生产的产品，主要特点是，记录显示的视频对象，包括视频、音频和叠加图文，制作不同密度的视盘。播放机中，光盘信号处理、伺服驱动电路、ＭＰＥＧ解码电路都按ＳＶＣＤ格式进行相应调整，可获得高空间分辨率、高质量图象和伴音，实现ＶＣＤ的创新。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于音、视频和数据光盘存储、播放系统，特别涉及到高分辨率、优画质的VCD激光视盘及其播放装置。目前已有的VCD(Video-CD)技术，是采用普通CD盘片的基本物理参数和记录格式，符合我国国家标准CD数字音频系统，采用CD-ROM/XA(CD只读扩展存贮器)的数据结构，记录按照MPEG1(即活动图象专家组，ISO11172)压缩编码的活动图象和伴音，码在1.5MbPS(兆比特/秒)以下，所录光盘为只读式光盘，在VCD视盘机、CD-ROM播放设备或其它硬件及软件平台上播放，可获得满屏活动图象和CD音质。这一技术符合我国电子行业标准《VCD系统技术规范》，该技术在国内外已形成很大的产业，但在使用中用户感到的缺陷是图象清晰度不高，水平分辨率只有250线，画质不够好，具体感受如运动图象的不连续性，马赛克(小方块)、边缘图象模糊等，同时，信息交互性不强，这些缺陷都有待在原有技术基础上加以改进。本专利技术的目的就是针对已有技术的缺陷，采用与上述不同的一种MPEG2技术和新的数据检索结构、不同的盘片记录密度，以克服上述缺陷，达到高分辨率、高画质、高保真特性，实现VCD系统的创新，称之为S-VCD。本专利技术是依靠下述技术方案来实现的。一种高分辨率优画质VCD，包括高分辨率优化质格式系统及按此格式生产的产品，其主要特点是，这一VCD格式为1．记录显示的视频对象包括视频活动图象、音频、叠加图文。(1)视频活动图象；采用MPEG2(ISO13818)可变码率(VBR)编码，编码的平均码率在1.5Mbps～2.5Mbps，码率变化范围在1.0Mbps～6.5Mbps，视频流一个；编码的视频对象包括PAL制(625/50)、NTSC制(525/60)TV信号，以及电影图象信号。可选择的编码处理的像素结构如表1。表1编码处理的像素结构方式 PAL制 NTSC制1/2D1352×576352×480※ 2/3D1480×576480×480※ 3/4D1528×576528×480D1 704×576704×480其中D1为广播分量数字录象机的一种格式※为新设立的格式编码的平均码在1.5Mbps～3.5Mbps(2)对于音频；采用MPEG1，也可采用MPEG2层2固定码率(CBR)及可变码率(VBR)编码，码率在32Kbps～384Kbps范围内，(取样频率44.1KHz或48KHz，量化比特数为16或20)，编码音频可为两路立体声(四声道)，也可以是5.1声道的AC-3编码，音频流为至少2个，可扩展到4个。(3)对于叠加图文；采用游长比特图编码，每象素可以2比特，传输流可用1～8个，也可以更多，视具体情况确定。2．对于数据检索结构；“数据检索”是属于在盘上记录数据时考虑如何取出数据的一种排列方式，本专利技术提出两种检索结构，第一种，(a)按ISO9660文件系统结构；(b)是以包含在S-VCD信息区中的数据为基础。第二种，可以用简单的播放机就可实现对S-VCD信息的读取，因为这些数据在视盘中的位置是固定的。按照这种S-VCD格式生产的盘片及播放机产品，依下述步骤处理1．在已有12cm直径的盘片上按三种不同密度记录(1)基本型一倍于VCD密度(与已有VCD相同)，其物理参数(如轨迹、节距、记录坑长)和物理格式(如调制方式、误码校正方式、记录编码)均与VCD相同。(2)扩展型a两倍于VCD密度，轨迹节距为1.0～1.15um范围，其它物理参数(如外形尺寸、盘厚要求)与原VCD基本相同。(3)扩展型b高倍于VCD密度(2倍以上)，轨迹节距小于1.0um，激光波长和其它物理参数作相应修改，如激光波长修改后，记录坑长相应修改。2．播放机的硬件基本组成类同原VCD，但其中的光盘信号处理、伺服驱动电路、MPEG解码电路都按照S-VCD格式系统的要求进行调整，或重新设计。以上步骤的实现，可达到的技术要求为，播放图象清晰度提高，水平分辨率≥350线，画质改善，马赛克、运动不连续性明显减少，每张盘片(12cm直径)播放时间，基本型为大于等于45分钟，扩展型由原有的74分钟扩展到100～135分钟，声音可以实现4种或4种以上语言，实现双路立体声或5.1声道，达到环绕声效果。画面叠加图文可以由用户操作(加/关)，实现多文字显示。播放设备可以做成简单的视听播放机，也可以做成交互性强的多媒体视盘机。本专利技术最终获得高空间分辨率、高质量图象和伴音，从而实现VCD的创新。采用本专利技术所设计的步骤，盘片制作中，只需改变视、音频压缩编码设备，其它设备基本不变就可生产S-VCD视盘，播放机的成本基本不增加或增加极少。下面结合附图进一步说明实施例。 附图说明图1为S-VCD视、音频压缩编码和著作(Authoring)系统框图；图2为S-VCD视盘制作流程框图；图3为S-VCD视盘播放设备总框图；图4播放设备系统主程序流程图；其中，图1表明要记录到S-VCD盘片上的视频、音频以及叠加图形文字(图文)。第一，用“S-VCD视音频编码器”，按S-VCD格式要求的象素结构(3/4D1,2/3D1或1/2D1)的平均码率、可变最高码率以及MPEG2标准的基本规定进行压缩编码。完成编码视频基本流、音频基本流以及叠加图文流，再送到“S-VCD节目流编码器”，在这里按S-VCD格式规定进行系统编码，将前述的基本流编码成打包基本流(PES)和节目流(PS)，使得每个PES小包成为2310～2312字节、每个逻辑包成为2324个字节的PS流。第二，将PS流送到“S-VCD格式编码器”，在这里按CD-ROM/XA的数据结构进行格式化编码。即专用数据按CD-ROM/XA模式2方式1编码成2048字节，再加上误码检验码成为2352字节的逻辑扇区；MPEG2视音频数据按CD-ROM/XA的模式2方式2编码成2352字节。第三，格式化了的2352字节扇区，再送到“CD-DA编码器”，进行交叉交织里德索罗门(CIRC)校正编码，8-14调制等，最后刻录到CD-R光盘上，该光盘成为提供VCD母盘制作的数据盘。图2表明盘片制作。由CD-R盘提供S-VCD数据，由CD-DA母盘制作设备按CD母盘制作工艺制作S-VCD母盘、盘片压模，再由压模压制S-VCD视盘。图3表示S-VCD视盘播放设备所包含的几个部份，主要包含盘片驱动机构(A)、光盘读出信号处理和伺服驱动电路(B)、MPEG解码电路(C)等三大部分。在方框(A)中，激光光头2从S-VCD盘片1上读取的信号送到光盘读出信号处理和伺服驱动电路(B)。这里首先经RE放大器6的AGC放大、均衡，送到数字信号处理器7，进行锁相、数据分离、8-14解调、误码校正(ECC)，得到复用的SVCD数据流，送到MPEG解码电路(C)。在RF放大器6和数字信号处理器7里，还检出光头聚焦和跟踪伺服误差，光盘转动的速度和相位误差。这些误差经伺服驱动电路8，送到(A)的光头聚焦和跟踪控制线包3、进给电机4和光盘1的驱动电机5。方框9为CPU芯片，控制RF放大器6、数字信号处理器7以及伺服处理器8。方框(C)为MPEG解码电路。来自光盘读出信号处理器SVCD的数据流，首先经MPEG解码电路(C)的解复用电路10的分析处理，得到视频、音频、叠加图文数据，分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分辨率优画质ＶＣＤ格式系统，其特征在于：（１）记录显示的视频对象包括视频活动图象、音频、叠加图文。ａ．视频活动图象；采用ＭＰＥＧ２（ＩＳＯ１３８１８）可变码率（ＶＢＲ）编码，编码的平均码率在１．５Ｍｂｐｓ～３．５Ｍｂｐｓ，码率 变化范围在１．０Ｍｂｐｓ～６．５Ｍｂｐｓ，视频流一个；ｂ．对于音频；采用ＭＰＥＧ１，也可采用ＭＰＥＧ２层２固定码率（ＣＢＲ）及可变码率（ＶＢＲ）编码，码率在３２Ｋｂｐｓ～３８４Ｋｂｐｓ范围内，（取样频率４４．１ＫＨｚ或４８ＫＨｚ，量化比 特数为１６或２０），编码音频可为两路立体声（四声道），也可以是５．１声道的ＡＣ－３编码，音频流至少为２个，也可扩展到３个、４个。ｃ．对于叠加图文；采用游长比特图编码，每象素可以２比特，传输流可用１～８个，也可以更多；（２）数据检索结 构，提出两种检索方案，ａ，按照ＩＳＯ９６６文件系统结构；ｂ，是以包含在Ｓ－ＶＣＤ信息区中的数据为基础。第二种检索可以用简单的播放机就可实现对Ｓ－ＶＣＤ信息的读取。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张维祥，张正贵，梁章辉，
申请(专利权)人：信息产业部电子第三研究所，南京熊猫电子股份有限公司，成都锦江电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]