数字光盘得的编码系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,数字光盘的未来发展趋势,数字光盘编码系统的概念,数字光盘编码系统的发展历史,数字光盘的编码形式,数字光盘是当今多媒体信息时代不可缺少的存储技术之一,广泛应用在计算机存储、数字家电、网络通讯以及广播电视等领域,以,-,、和为代表的光盘产品已经成为计算机和现代家电产品的重要组成部分,数字光盘,DVD,光盘（,Digital Versatile Disc,）作为数字光盘的一种典型代表，简称,DVD,。是一种光盘存储器，通常用来播放标准电视机清晰度的电影，高质量的音乐与作大容量存储数据用途,DVD,光盘,用预先规定的方法将文字、数字或其他对象编成数码，或将信息、数据转换成规定的电脉冲信号。编码在电子计算机、电视、遥控和通讯等方面广泛使用。编码是信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程,编码,CD,光盘的格式变迁,CD,的视频格式,VCD,由读到写,CD,的刻录标准,1979,年,3,月飞利浦荷兰实验室主管克雷默（,Kramer,）首次展示,CD,光盘系统,光盘作为一种存储介质真正进人了人类的生活,“,历经,30,多年的发展,数字光盘也由最初的,CD,光盘发展到现在的,DVD,、,BD,光盘,。,从,LD,到,CD DA,即,模拟到数字的变迁,D V D,的诞生与发展,HD,DVD,与,BD,之间的格式较量,并以蓝光胜利而告终,CIRC,编码流程,上面已经讲过，每个,24,字节的原始数据帧都要附加上,8,字节的校验码以保证帧数据的可靠性，而这个校验码则分为两个步骤来生成，我们来具体看一下。,第一步：交叉交错后生成,C2,校验码,第二步：字节依次延迟,4,帧后生成,C1,编码,编码原理,第一步：交叉交错后生成,C2,校验码,在介绍,CD,数据生成过程的时候，我们知道,CIRC,编码处于,F2,生成阶段，因此要先导入,F1,原始数据帧，也就是,24,字节。要知道，之所以称为,CIRC,编码，是因为在编码的过程中，源数据有交叉和交错的过程。首先，源数据要按两个字（图中的,A,、,B,）一组分成6,个大组，偶数组进行两个字节的延迟，从而形成扰频交错编码。,此后，扰频交错后生成的新数据进入,C2,编码器生成,Q,校验码。,Q,校验码为,4,字节，最后生成的新数据为,28,字节，因此,C2,也被称为（,28,，,24,）编码，意思是指输入,24,个字节，输出,28,个字节,。,编码原理,第二步：字节依次延迟,4,帧后生成,C1,编码,将,C2,编码完成后，将进行大规模的字节延迟交错编码，执行这个操作的就是延迟线，延迟单位为,4,字节，也就是说,4,帧，操作单位是每个字中的单个字节。,延迟操作之后则进入了,C1,编码器，显然此时的数据与原始的,F1,帧数据差别更大了，,C1,编码器将在,28,个字节的基础上再生成,4,个字节的,P,校验码，从而完成了建立了,F2,帧的操作,。,编码原理,编码流程图,EFM,编码,什么是,EFM,编码？,Eight to Fourteen Modulation,的缩写，即,8,至,14,调制,编码原理,光盘的读取光盘的读取是根据反射激光的强弱来进行逻辑,1,与,0,的分辨，但激光反射功率的强与弱并不直接代表,1,或,0,。反射功率强弱的突变点，也就是反射电平的翻转点，将被判断为逻辑值,1,，长时间的凹坑与平面则都是逻辑值,0,这样一来，如果是连续的,1,，那么就意味着凹坑与平面要突变多次，会占用更多的刻录空间，从而将影响有效的数据容积（或者说是信息量），而若以电平的高低来代表,1,和,0,，如果连续的,0,或,1,很长，又很难判断有多少个,1,和,0,，,0,与,1,的转变也较难分辨。所以必须要加以一定的规则限制,EFM,编码就是这样的一种专用于信息记录的信道调制编码，它将原始数据重新进行编排，以保证不会有连续的,1,出现，而连续的,0,则被控制在,2,至,10,个之间，可以表示为,RLL,（,2,10),。也就是说，光盘上的信息中，两个逻辑,1,之间，最多有连续,10,个,0,，最少要有连续两个,0,。这样，有了相应的规则后，再配合时钟计时信息（每个信道脉冲的时间长度），就可以准确的分辨出数据了。需要指出的是，当,8bit,数据重新编成,14bit,数据后，两个,14bit,代码之间则还要符合,RLL,（,2,，,10,）的要求，因此还要根据相邻,14bit,代码的情况加入,3bit,的合并码（,Merging bit,），从而使最终的编码长度变为,17bit,。经过,EFM,调制编码后，数据才可以“凹坑”的形式记录到,CD,上,EFM,编码,EFM,调制编码示意图,其他编码形式,随着数字时代的到来，各种顶尖优秀的编码技术发展的非常快，下面是几种常用的编码技术,MPEG-1,编码技术,它的特点，随机访问，灵活的帧率、可变的图像尺寸、定义了,I-,帧、,P-,帧和,B-,帧、运动补偿可跨越多个帧 等，不足之处在于，压缩比还不够大，图像清晰度不高。,MPEG-2,编码技术,编码模型图,MPEG-2,所能提供的传输率在,3-10Mbits/sec,间，其在,NTSC,制式下的分辨率可达,720X486,，,MPEG-2,也可提供并能够提供广播级的视像和,CD,级的音质。可提供一个较广的范围改变压缩比,可以适应不同画面质量,存储容量和带宽的要求,运用于,DVD,上的,EFM-Plus,调制码和,RSPC,纠错码,EFM-Plus,调制码是,EFM,编码的变种，它是,8bit,输入，,16bit,输出，比,EFM,的效率高，精度高。里德所罗门乘积纠错码,RS PC,编码原理与,CIRC,类似，但它的编码效率和纠错能力远远强于,CIRC,。,数字光盘界新贵：蓝光光盘,蓝光光盘的命名是由于其采用波长,405,奈米,(nm),的蓝色雷射光束来进行读写操作（,DVD,采用,650,奈米波长的红光读写器，,CD,则是采用,780,奈米波长）。,蓝光是下一代数字视频光盘。它可以记录、储存和播放高清晰视频和数字音频以及计算机数据,。,单面标准,DVD,可保存,4.7GB,（,1GB,为十亿字节）的信息。大约可以储存两小时长。,一张双层蓝光光盘最多可存储,50GB,，足以保存约,4.5,小时的高清晰视频或,20,多个小时的标准视频。,展望,：,数字音频的需求催生了,C D,；,标清电视内容的需求催生了,DVD,；,高清视频催生了蓝光技术；,超高清节目的需求又将带给光盘技术一次发展的契机；,届时是否会有性能更好，技术更加完善的光盘技术诞生是值得关注的。,参考文献：,刘宪坤张风超余宇文译数字技术：,DVD,原理与应用,fM,.,北京：电子工业出版社，,2000,部 伟,李双健,宜文,.,光盘发展的可能性及未来动向,2003,4(2):4753.,张永旭,.,数字光盘,30,年发展史回顾,2009.12:714.,胡懿辉,.DVD,编码技术及其说明，,2010,43-46.,陈静,.,蓝光进入高遮发展期,新民晚报,2011.,百度百科,数字光盘的编码原理,.,维基百科,数字光盘若干知识,.,谢,谢,