用于改善技巧播放性能的高速缓冲管理制造技术

公开了一种用在再现系统中的回放设备和相关方法，该设备包括：高速缓冲存储器，存储从数据源（１）读取的数据；缓存置换单元（３４１），基于所述设备的至少两个播放模式中数据源数据使用的确定，识别将要从高速缓冲存储器（３３５）中删除的一些数据；以及显示单元（３３７），从高速缓冲存储器（３３５）获得将要呈现给用户的数据。该回放设备还包括光盘控制单元（３４３），基于高速缓冲存储器（３３５）的当前内容，识别将要从数据源（１）读取的将被存储在高速缓冲存储器（３３５）中的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及录像机和回放系统，更具体而言，涉及一种光盘回放系统和其中改进的技巧模式性能。下面的描述使用如下定义的术语MPEG(运动图像专家组)-是一组以数字压缩格式编码音频-视频信息的国际标准的名称。MPEG标准包括MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4，以适应不同的带宽和品质约束。例如，MPEG-2特别适于广播品质电视节目的存储和传输。段(Fragment)-MPEG流的一部分。一般地，一个MPEG流的每第15帧编码为I帧。段要么定义为I帧，要么是位于两个连续编码的I帧边界之间的部分MPEG流，I帧边界之间一般具有14帧的信息。附图说明图1的示例性MPEG数据流的例子示出了5个段101-105。如图所示，帧I1，I2和I3分别代表段101、103和105，段102和104由以I帧作为两端边界的14帧信息组成。应当注意在一些执行方案中，段的边界并不恰好与I帧开始或结束的字节位置一致，而是位于这些字节位置之前或之后的一些位置，以与光盘的扇区边界相对准。图2是用于回放光盘的现有技术的光盘再现系统200的高层次框图。光盘再现系统200包括用户接口2、回放单元6和外部显示器8。光盘再现系统200提供插在光盘驱动1中的光盘的回放，以比普通回放速度慢或快的速度在前进或后退方向进行回放。这种非标准速度回放特性在本
中公知为技巧模式或技巧播放(例如，快进、暂停、倒带等)。回放单元6主要用于执行包括技巧模式的各种回放特征。技巧模式的一个实例是跳过所选帧以获得快进模式。技巧模式的另一个实例是反复存取连续的帧序列，一般被称为A-B循环播放。光盘再现系统200还具有用户接口结构2，为系统200接收用户指令。例如用户接口结构包括操作开关和按钮、远程控制器、键盘和液晶显示装置等。图3是根据现有技术的图2中再现系统200的回放单元6的更为详细的框图。回放单元6包括控制所有光盘相关操作的控制器10；当前回放位置单元12，被控制器使用以保持回放发生的当前位置；FIFO缓冲器14，用于存储由显示单元16请求的段以在显示器8上显示。控制器10控制存储在光盘驱动1中的光盘上的数据的回放(包括技巧模式回放)。控制器10可以包括在单个装置或分立的装置中。控制器10双向耦合到当前回放位置单元12，该当前回放位置单元12向控制器10提供“当前回放位置”指针(pointer)。所述当前回放位置指针向前或向后移动以确定将从光盘读取的下一个视频段。在常规“播放”模式，指针以线性方式向前移动而不“跳跃”。在“快”技巧模式中，指针跳跃部分材料。跳跃距离要么是恒定的(例如，在快进中每隔三个I帧，即等于60帧)，要么通过反馈回路控制。光盘驱动器1从控制器10接收命令以从光盘上的一些位置读取一定大小的信息段。读取的段被推入FIFO缓冲器14，该缓冲器最终传输这些段到显示单元16用于在外部显示装置8上显示。图2和3的常规光盘再现系统200具有很多缺点，包括(1)执行不同技巧模式之间的有效(即快速)转换需要相对复杂的控制器10；(2)从一种模式到另一种模式的转换存在涉及存储、控制、延时以及计时的问题，所有这些需要设计、编码、调试和调节时间等相当大的投入；以及(3)控制器在处理并不完全顺序存储在光盘或类似存储介质上的数据流时具有困难。如果数据流中的“间隙”必须被光盘驱动跨越，这可以产生导致FIFO缓冲器欠载的延时。在再现过程中当光盘再现系统不能维持光盘的数据流时，发生缓冲器欠载(这可以通过使用更复杂的控制器或通过使用可以处理空的FIFO缓冲器的显示单元来克服)，以及(4)在A-B循环播放的情况下，当点A和B非常接近时，在没有发生不希望的缓冲器欠载情况下这变成很难处理的情形，这可以通过增加控制器复杂度来克服。因此，需要克服现有技术上述缺点的较简单的系统设计。本专利技术克服了上述缺点并提供了用于光盘再现系统的光盘回放设备。根据本专利技术的一个方面，提供一种包括多个播放模式的再现系统中的回放设备，包括高速缓冲存储器，存储将要从数据源读取的数据；缓存置换单元，基于所述存储数据在多个所述播放模式中的至少两个播放模式中的当前和/或未来使用的确定，识别一些将要从高速缓冲存储器中删除的所述存储数据；以及显示单元，从高速缓冲存储器中检索将要呈现给用户的数据。根据本专利技术的另一方面，一种改善再现系统中技巧模式性能的方法，该方法包括以下动作从数据源读取数据；在高速缓冲存储器中存储所述数据；基于所述多个播放模式的至少两个播放模式中所述存储数据当前和/或未来使用的确定，识别将要从高速缓冲存储器中删除的一些所述存储数据；以及从高速缓冲存储器中检索将要显示的数据。本专利技术的回放设备优选地使用高速缓冲存储器代替常规FIFO缓冲器，以存储从光盘检索的存储数据，该光盘能够存储连续或非连续的数据流。比常规FIFO缓冲器优越之处包括使高速缓冲存储器随机可寻址，以在预料到不可预知的技巧模式转换时允许选择高速缓冲存储器中的数据，以及在预料未来的技巧模式转换时允许存储的数据保留在缓冲器中。结合附图参考下面本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的上述特征将更为明显和容易理解，附图中图1示出了根据现有技术的包括多个段的部分MPEG流的示意图；图2的框图示出了根据现有技术的回放光盘的视频光盘再现系统；图3是图2系统的回放单元的更为详细的描述；图4的框图示出了根据本专利技术实施例的用于回放光盘的视频光盘回放系统；图5是图4回放单元的更为详细的描述。尽管下面的详细描述包含很多用于阐述目的的细节，但本领域技术人员应当理解，下面描述的很多变型和修改包含在本专利技术的范围内。因此，下面提出的本专利技术的优选实施例不失一般性，并不构成对权利要求的限制。考虑所公开的系统、方法和设备一般可以应用到任何具有从光盘回放多媒体内容能力的装置。如果本专利技术的回放设备遵循至少下面的标准，则回放设备是特别有适用性的(1)该设备使用具有慢随机存取响应时间的光盘驱动，或任何具有慢随机存储延时的其它介质。例如，宽域网络链接，特别是当通过卫星发送时；(2)该设备使用一种光盘格式，其中内容不总是假设为线性排列；以及(3)该设备具有有限的存储器存储量，例如用户电子装置(即，手持式计算机、袖珍计算机、个人数字助理、移动电话和其它电子设备)。本专利技术的回放设备可以在计算机可执行指令的一般背景中描述，例如，被微处理器执行的程序模块。一般地，程序模块包括例行程序、程序、对象、组件、数据结构等。这里定义的计算机存储介质包括但不限制于CD-ROM、数字化视频光盘(DVD)或其它光盘存储、或能够存储所需信息和能够被计算机存取的任何其它介质。图4示出了根据本专利技术实施例的光盘回放系统400的高层次框图。光盘回放系统400包括光盘驱动1、用户接口2、回放单元6和外部显示器8。回放单元6由技巧模式缓存31、缓存和光盘控制单元33以及显示单元35组成。图5是根据本专利技术一个实施例的图4的光盘回放系统400的更为详细的框图。图5示出了包括图4的光盘回放系统400的缓存和光盘控制单元33的模块。如图所示，缓存和光盘控制单元33包括i)模式单元331；ii)当前段位置单元333；iii)存取预测单元339；iv)缓存置换单元341；v)光盘控制单元343；vi)技巧模式缓存335以及vii本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括多个播放模式的再现系统中的回放设备（５００），包括：高速缓冲存储器（３３５），存储将要从数据源（１）读取的数据；缓存置换单元（３４１），基于所述存储数据在多个所述播放模式中的至少两个播放模式中的当前和／或未来使用的确 定，识别一些将要从高速缓冲存储器（３３５）中删除的所述存储数据；以及显示单元（３３７），从高速缓冲存储器（３３５）中检索将要呈现给用户的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-30 60/507,0911.一种包括多个播放模式的再现系统中的回放设备(500)，包括高速缓冲存储器(335)，存储将要从数据源(1)读取的数据；缓存置换单元(341)，基于所述存储数据在多个所述播放模式中的至少两个播放模式中的当前和/或未来使用的确定，识别一些将要从高速缓冲存储器(335)中删除的所述存储数据；以及显示单元(337)，从高速缓冲存储器(335)中检索将要呈现给用户的数据。2.权利要求1的设备，进一步包括光盘控制单元(343)，识别和检索将要从所述数据源(1)读取的所述数据，其中所述识别不考虑高速缓冲存储器(335)中当前存储的数据。3.权利要求2的设备，其中所述识别的和检索的数据是适用于所述多个播放模式中至少两个播放模式的当前和/或未来使用的数据。4.权利要求3的设备，其中所述数据识别通过动态优先化控制机制执行，该机制识别至少两个当前不在所述高速缓冲存储器(335)中的候选数据块，分配理想系数给该至少两个识别的候选数据块；并从该至少两个候选数据块中选择具有最高分配理想系数的一个候选数据块。5.权利要求4的设备，其中，分配的理想系数基于这样的标准至少包括该至少两个候选数据块可以使用的至少两个播放模式的相对重要性度量，以及该至少两个候选数据块到当前回放位置之间的距离。6.权利要求1的设备，进一步包括光盘控制单元(343)，基于启发式算法预测性地选择保存在数据源(1)中的数据，所述预测性地选择的数据排除所述高速缓冲存储器(335)中现存的数据。7.权利要求6的设备，其中通过预测所述数据在未来时刻将要从高速缓冲存储器(335)请求的可能性，基于所述预测分配预测值，并从数据源(1)选择具有最高预测值的所述数据，所述启发式算法从数据源(1)选择所述数据。8.权利要求7的设备，其中启发式算法考虑这样的标准包括至少知道当前播放模式、当前回放位置、知道所述多个模式中每个模式的数据存取模式，当前模式继续维持的概率以及不同于当前播放模式的模式将要被选择的概率。9.一种包括多个播放模式的再现系统中的回放设备(500)，包括高速缓冲存储器(335)，存储从数据源(1)读取的数据，所述数据由多个数据块组成；光盘控制单元(343)，识别将要从数据源(1)读取的所述多个数据块中的一些数据块，所述识别基于高速缓冲存储器(335)的当前内容；缓存置换单元(341)，识别将要从高速缓冲存储器(335)中删除的一些所述数据块；以及显示单元(337)，从高速缓冲存储器(335)中获得将被显示的数据。10.权利要求9的设备，其中在光盘控制单元(343)的控制下，将要从数据源(1)读取的所述多个数据块中的所述一些数据块是在所述多个数据模式的至少两个数据模式中适用的候选数据块。11.权利要求10的设备，其中所述候选数据块的所述识别是通过动态优先化控制机制执行。12.权利要求11的设备，其中所述动态优先化控制机制识别所述高速缓冲存储器(335)中当前不存在的至少两个候选数据块，分配理想系数给该至少两个候选数据块；从该至少两个候选数据块中选择具有最高分配理想系数的候选数据块。13.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：KJG霍尔特曼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]