chp14_光盤存儲器

1、2008-07-011多媒體技術基礎多媒體技術基礎( (第第3 3版版) )第第14章章 光盤存儲器光盤存儲器 林福宗林福宗清華大學清華大學 計算機科學與技術系計算機科學與技術系2008年年9月月14章 光盤存儲器2第14章 光盤存儲器目錄 14.1 CD光盤光盤14.1.1 CD工業(yè)史上的大事14.1.2 CD系列產(chǎn)品14.1.3 CD盤的結構14.1.4 數(shù)據(jù)是怎樣寫入到CD盤上的14.1.5 數(shù)據(jù)是怎樣從CD盤讀出的14.1.6 CD激光唱盤標準摘要14.2 CD-Audio14.2.1 采樣頻率和樣本大小14.2.2 聲道數(shù)14.2.3 聲音數(shù)據(jù)的通道編碼14.2.4 CD盤如何批量生

2、產(chǎn)14.3 DVD光盤光盤14.3.1 DVD光盤是什么14.3.2 DVD的規(guī)格14.3.3 DVD的存儲容量是怎樣提高的14.4 VCD與與DVD播放機播放機14.4.1 VCD簡介14.4.2 VCD播放機的基本結構14.4.3 DVD播放機的基本結構14.5 HD DVD與與BD光盤光盤14.5.1 HD DVD與BD光盤是什么14.5.2 HD DVD與BD技術規(guī)范14章 光盤存儲器314.1 CD光盤光盤n14.1.1 CD工業(yè)史上的大事工業(yè)史上的大事 模擬光盤系統(tǒng)的誕生模擬光盤系統(tǒng)的誕生n20世紀70年代初期，荷蘭飛利浦(Philips)公司的研究人員開始研究利用激光來記錄和重放

3、信息n1972年9月向全世界展示了長時間播放電視節(jié)目的光盤系統(tǒng)，這就是1978年正式投放市場并命名為LV(Laser Vision)的光盤播放機n利用激光來記錄信息的革命便拉開了序幕。它的誕生對人類文明進步的影響，不亞于紙張的發(fā)明對人類的貢獻。14章 光盤存儲器414.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)1)數(shù)字激光唱盤的誕生數(shù)字激光唱盤的誕生n大約從1978年開始，研究人員把聲音信號變成用“1”和“0”表示的二進制數(shù)字，然后記錄到以塑料為基片的金屬圓盤上n1982年Philips公司和Sony公司成功地把記錄數(shù)字聲音的盤推向了市場n這種塑料金屬圓盤很小巧，故用Compact Disc命名，而且還為這種光盤

4、制定了標準，這就是世界著名的“紅皮書(Red Book)標準”。這種盤又稱為數(shù)字激光唱盤(Compact Disc-Digital Audio，CD-DA)盤14章 光盤存儲器514.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)2)CD-ROM的誕生的誕生n由于CD-DA能夠記錄數(shù)字信息，自然就想到把它用作計算機的存儲設備。但從CD-DA過渡到CD-ROM需要解決兩個重要問題u地址問題地址問題：計算機如何尋找盤上的數(shù)據(jù)，即如何劃分盤上的地址。因為記錄歌曲時是按一首歌作單位，一片盤也就記錄20首左右的歌曲，每首歌平均占用30 MB左右的空間。存儲一個文件不一定都要那么大的存儲空間，因此需在CD盤上寫入很多的地址編號u

5、誤碼率誤碼率：把CD盤作為計算機的存儲器使用時，要求它的錯誤率(10-12)遠遠小于聲音數(shù)據(jù)的錯誤率(10-9)。而用當時現(xiàn)成的CD-DA技術不能滿足這一要求，因此還要采用錯誤校正技術n1984年Sony和Philips發(fā)布了CD-ROM物理格式標準，稱為黃皮書(Yellow Book)標準14章 光盤存儲器614.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)3)ISO 9660標準的誕生標準的誕生n黃皮書標準只解決了硬件生產(chǎn)廠家的制造標準問題，即存放計算機數(shù)據(jù)的物理格式，而沒有涉及邏輯格式，也就是計算機文件如何存放在CD-ROM上，文件如何在不同的系統(tǒng)之間進行交換等問題。為此，在多方努力下又制定了一個文件交換標準

6、，后來國際標準化組織(ISO)把它命名為ISO 9660標準 14章 光盤存儲器714.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)4)n14.1.2 CD系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品自1981年激光唱盤上市以后，開發(fā)了一系列CD產(chǎn)品，見圖14-1，包括nCD-DA(Compact Disc-Digital Audio)nCD-G(Graphics)nCD-V(Video)nCD-ROMnCD-I(Interactive)nCD-I FMV(Full Motion Video)nKaraoke CDnVideo CDCD系列盤n大小、重量、制造工藝、材料、制造設備等都相同，只是根據(jù)不同的應用目的存放不同類型的數(shù)據(jù)而已 14章

7、光盤存儲器814.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)5)圖14-1 CD產(chǎn)品系列 14章 光盤存儲器914.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)6)n14.1.3 CD盤的結構盤的結構 盤片結構n組成部分見圖14-2 u保護層；反射層；刻槽；聚碳酸酯襯墊n兩種反射層u鋁反射層：銀白色，稱為“銀盤”，只讀的光盤u金反射層：金色，稱為“金盤”，可刻錄的光盤，稱為CD-R (CD-Recordable)盤n外形尺寸見圖14-3u CD盤的外徑為120 mm，重約1418gu激光唱盤分為3個區(qū)：導入、導出和聲音數(shù)據(jù)記錄區(qū)14章 光盤存儲器1014.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)7)圖14-2 CD盤片的結構圖14-3 CD盤的結構 1

8、4章 光盤存儲器1114.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)8)n光道結構光道結構CD盤的光道結構與磁盤磁道的結構比較CD光盤磁盤記錄道螺旋形同心環(huán)磁道數(shù)目很多只有一條，長約5 km盤片轉動速度CLV(恒定線速度)CAV(恒定角速度)記錄密度里外記錄區(qū)的密度相同里外記錄區(qū)的密度不同光道形狀14章 光盤存儲器1214.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)9)n14.1.4-5 CD盤的記錄原理盤的記錄原理數(shù)據(jù)記錄原理n磁光盤(magneto optical disc，MOD)u利用磁的記憶特性，借助激光來寫入和讀出數(shù)據(jù)n相變光盤(phase change disc，PCD) u利用激光特殊材料在加熱前后的反射率不同記憶1

9、和0n只讀CD光盤u在盤上壓制凹坑的機械辦法記錄數(shù)據(jù)，見圖14-5n凹坑的邊緣記錄的是1n凹坑和非凹坑的平坦部分記錄的是0 u使用激光讀出，見圖14-714章 光盤存儲器1314.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)10)(引自Encarta Premium DVD 2006)圖14-5 原版盤制作示意圖圖14-7 CD盤的讀出原理 14章 光盤存儲器1414.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)11)n14.1.6 CD激光唱盤標準摘要激光唱盤標準摘要名稱技術指標光盤光盤播放時間74分鐘旋轉方向順時針(從讀出表面看)旋轉速度1.21.4m/s (恒定線速度)光道間距1.6 m盤片直徑120 mm盤片厚度1.2 mm中心

10、孔直徑15 mm記錄區(qū)46 mm117 mm數(shù)據(jù)信號區(qū)50 mm116 mm材料折射率為1.55的材料最小凹坑長度0.833 m (1.2m/s)0.972 m (1.4m/s)最大凹坑長度3.05 m (1.2 m/s)3.56 m (1.4 m/s)凹坑深度0.11 m凹坑寬度0.5 m14章 光盤存儲器1514.1 CD光盤光盤(續(xù)續(xù)12)光學系統(tǒng)光學系統(tǒng)激光波長780 nm (7 800 )聚焦深度 2 m信號格式信號格式通道數(shù)2個量化16位線性量化采樣頻率44.1 kHz通道位速率4.3218 Mb/s數(shù)據(jù)位速率1.9409 Mb/s數(shù)據(jù)：通道位8:17錯誤校正碼CIRC調(diào)制方式EF

11、M14章 光盤存儲器1614.2 CD-Audion14.2.1 采用頻率和樣本大小采用頻率和樣本大小采樣頻率為44 100 Hzn普通人耳朵能聽到的聲音信號的頻率范圍為2020 000 Hzn對頻率高于20 000 Hz的信號進行濾波?？紤]到濾波器在20 000 Hz處約有10%的衰減，故用22 000 Hz的2倍作為采樣頻率n考慮與電視信號場掃描頻率同步以避免相互干擾，PAL電視的場掃為50 Hz，NTSC為60 Hz，取50和60的整數(shù)倍，選用44 100 Hz樣本精度為16位位n樣本位數(shù)表示信號的動態(tài)范圍。一位(bit)的動態(tài)范圍約為20lg2 6.02 dB，16位能夠表達的動態(tài)范圍

12、大于96 dB在激光唱盤上1秒鐘的聲音需要占據(jù)的存儲空間為n1秒 44 100樣本/秒 2字節(jié)/樣本 2(左右兩個通道)= 176.4 千字節(jié)千字節(jié)14章 光盤存儲器1714.2 CD-Audio(續(xù)續(xù)1)n14.2.2 聲道數(shù)聲道數(shù)立體聲有兩個聲道n長期以來，立體聲就是兩個聲道(軌)。早期存儲聲音的媒體是接觸式的唱片，唱片上的V形刻槽只能記錄最多兩個聲道的模擬信號，這就使后來的錄音機、調(diào)頻廣播、錄像機、甚至連數(shù)字激光唱盤都采用兩個聲道的規(guī)格環(huán)繞聲有多個聲道n多聲道設備早已開發(fā)和采用，許多劇院一直采用4個以上的聲音通道。聲音轉換成數(shù)字信號后，計算機很容易處理，如壓縮、偏移(Pan)、環(huán)繞音響效

13、果(surround sound)等，更多的聲音通道和更逼真的音響效果已經(jīng)出現(xiàn)n例如，MPEG-2數(shù)字影視標準和杜比數(shù)字(Dolby Digital)都采用51個聲音通道，即左、中、右3個主聲道，左后、右后兩個環(huán)場聲道和一個次低音聲道 14章 光盤存儲器1814.2 CD-Audio(續(xù)續(xù)2)n14.2.3 聲音數(shù)據(jù)的通道編碼聲音數(shù)據(jù)的通道編碼將用戶數(shù)據(jù)轉換成適合存儲或傳輸媒體的代碼的過程1. 為什么要做通道編碼為什么要做通道編碼n從信號本身提取自同步信號u例如，有要記錄連續(xù)多個字節(jié)的全“0”或全“1”信號，如不做通道編碼就記錄到盤上，讀出的信號是一條直線，電子線路就很難區(qū)分有多少個“0”或“

14、1”n使讀出信號的頻帶變窄u例如，對于沒有規(guī)律的數(shù)字信號，讀出時的信號幅度和頻率的變化范圍都很大，電子線路就很難把“0”和“1”區(qū)分開n通道編碼的本質(zhì)u在連續(xù)“0”(或“1”)之間插入若干個“1” (或“0”)u對“0”和“1”的連續(xù)長度數(shù)目即“行游程長度”加以限制n凡在物理設備上存儲或傳輸?shù)臄?shù)字信號都要通道編碼14章 光盤存儲器1914.2 CD-Audio(續(xù)續(xù)3)為什么要把為什么要把8位轉換成位轉換成14位位/17位位n理論分析和實驗證明u根據(jù)20世紀70年代的技術水平，把“0”的游程長度最短為2個而最長不超過10個，即2個“1”之間的“0”至少要有2個而最多不超過10個，光盤上的信號就

15、能夠可靠讀出n從8位到14位， EFM (eight to fourteen modulation)u8位數(shù)有256種代碼，14位通道位有16 384種代碼，其中有267種代碼能夠滿足“0”游程長度的要求。在267種代碼中有10種代碼在合并通道代碼時限制游程長度仍有困難，再去掉一個就得到與8位數(shù)相對應的256種通道碼n從14位到17位u為滿足游程長度的要求，在通道碼之間增加3位以確保讀出信號的可靠性，于是8位數(shù)據(jù)就轉換成17位u注注：在DVD光盤技術中，把3位合并位改成2位，并把它們直接插入到重新設計的碼表中，于是1字節(jié)的數(shù)據(jù)就轉換成16位的通道位，提高了DVD的存儲容量14章 光盤存儲器20

16、14.2 CD-Audio(續(xù)續(xù)4)圖14-8 激光唱盤上聲音數(shù)據(jù)編碼的過程 14章 光盤存儲器2114.2 CD-Audio(續(xù)續(xù)4)n14.2.4 CD盤如何批量生產(chǎn)盤如何批量生產(chǎn) 激光唱盤(CD-DA)、數(shù)字激光視盤(VCD)和CD-ROM的制作過程都相同，大致分成三個階段1. 原版盤預制作原版盤預制作(premastering)或稱母盤預制作n對于激光唱盤，把音樂節(jié)目轉換成標準的CD-DA格式, 在“紅皮書”中有詳細說明n對于VCD盤，把影視節(jié)目轉換成VCD標準記錄格式，在Video CD 2.0標準(白皮書)中有詳細說明n這項工作由轉換軟件或稱編碼器(encoder)來完成2. 原版

17、盤制作原版盤制作(Mastering)或稱為母盤制作n通道編碼通道編碼： 把符合CD-DA或VCD格式的數(shù)據(jù)經(jīng)過EFM編碼器編碼，再附加3位用來改善讀/寫信號的質(zhì)量，于是8位并行數(shù)據(jù)就轉換成物理通道上的17位串行數(shù)據(jù) 14章 光盤存儲器2214.2 CD-Audio(續(xù)續(xù)5)n光刻：光刻：把涂有光敏電阻的玻璃盤放在旋轉平臺上光刻。見圖14-9，激光源發(fā)出的激光束通過激光調(diào)制器時受到串行數(shù)據(jù)的控制，如數(shù)據(jù)“0”就不讓激光束通過，光敏電阻就不曝光；數(shù)據(jù)“1”就讓激光束通過，光敏電阻就曝光，這樣在玻璃盤上就形成長短不同的曝光區(qū)和非曝光區(qū)。n化學處理：化學處理：對光刻的玻璃盤進行化學處理。盤上曝了光的

18、區(qū)域被腐蝕后形成凹坑，沒有曝光的區(qū)域就被保留下來，“0”和“1”信號就以凹坑和非凹坑的形式記錄在螺旋形光道上 圖14-9 光刻系統(tǒng)示意圖 14章 光盤存儲器2314.2 CD-Audio(續(xù)續(xù)6)n電鍍：電鍍：對經(jīng)過化學處理的玻璃盤進行化學電鍍生成u金屬原版盤，稱為父盤(father disc)u通過父盤制作母盤(mother disc)u由母盤制作子盤(son disc)，即壓模(stamper)n原版盤制作的整個過程見圖14-10圖14-10 原版盤VCD的整個制作過程14章 光盤存儲器2414.2 CD-Audio(續(xù)續(xù)7)3. 大批量復制大批量復制nVCD的盤基是用聚碳酸酯塑料做的，因

19、此大多數(shù)大批量復制設備是用塑料注射成型機n聚碳酸酯加熱之后注入盤模里，壓模就把它上面的數(shù)據(jù)壓制到正在冷卻的塑料盤上n在盤上濺射一層鋁，用于讀出數(shù)據(jù)時反射激光束n涂一層保護漆n印制標牌 14章 光盤存儲器2514.3 DVD光盤光盤n14.3.1 DVD光盤是什么光盤是什么原為Digital Video Disc的縮寫，后改為Digital Versatile Disc。當談到DVD時，通常指前者兩大國際財團的產(chǎn)物n在1995年，Sony和Philips Electronics DV公司領導的國際財團與Toshiba和Time Warner Entertainment公司領導的國際財團分別提出不

20、兼容的高密度CD(HDCD)規(guī)格n同年10月，兩大財團同意盤片的設計按Toshiba/Time Warner公司的方案，而存儲在盤上的數(shù)據(jù)編碼按Sony/Philips公司的方案n最終結果u單面單層DVD盤片的存儲容量為4.7 GBu單面雙層盤片的容量為8.5 GBu單面單層盤存儲133分鐘的MPEG-2影視，配備Dolby AC-3/MPEG-2 Audio質(zhì)量的聲音和不同語言的字幕 14章 光盤存儲器2614.3 DVD光盤光盤(續(xù)續(xù)1)n14.3.2 DVD的規(guī)格的規(guī)格DVD的標準文件用Book標識，見表14-3 表表14-3 DVD14-3 DVD和和CDCD系列系列DVD(Digit

21、al Versatile Disc)CD(Compact Disc)Book A: DVD-ROMCD-ROMBook B: DVD-VideoVideo CDBook C: DVD-AudioCD-AudioBook D: DVD-RecordableCD-RBook E: DVD-RAMCD-MO14章 光盤存儲器2714.3 DVD光盤光盤(續(xù)續(xù)2)盤的類型存儲容量(GB)名稱MPEG-2 Video播放時間(分鐘)單面單層(只讀)4.7DVD-5133單面雙層(只讀)8.5DVD-9240單層雙面(只讀)9.4DVD-10266雙層,雙面(只讀)17DVD-18單層雙面(DVD-RAM

22、)5.2147表14-4 部分DVD的存儲容量 14章 光盤存儲器2814.3 DVD光盤光盤(續(xù)續(xù)3)DVD-Video的規(guī)格見表14-5nDVD盤上的影視采用MPEG-2標準nNTSC的聲音采用Dolby AC-3(現(xiàn)改名為Dolby Digital)標準，MPEG-2 Audio作為選用；nPAL和SECAM的聲音采用MPEG-2 Audio標準，Dolby AC-3作為選用技術內(nèi)容技術規(guī)格數(shù)據(jù)傳輸率可變速率，平均為4.69 Mb/s(最大為10.7 Mb/s)圖像壓縮標準MPEG-2標準聲音標準PAL：MPEG MUSICAM* 5.1或LPCM, 可選用Dolby AC-3通道數(shù)多達

23、8個聲音通道和32個字幕通道表14-5 DVD盤上的電視規(guī)格* MUSICAM (Masking pattern adapted Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing) 14章 光盤存儲器2914.3 DVD光盤光盤(續(xù)續(xù)4)n14.3.3 DVD的存儲容量是怎樣提高的的存儲容量是怎樣提高的DVD所采用的技術歸納在表14-6 名稱DVDCD容量增益盤片直徑120 mm120 mm盤片厚度0.6 mm /面1.2 mm /面減小激光波長635/650 nm780 nm4.486 =(1.6*0.83)/(0.74*0.40)加大

24、N.A.(數(shù)值孔徑)0.60.45減小光道間距0.74 m1.6 m減小最小凹凸坑長度0.4 m0.83 m減小糾錯碼的長度RSPCCIRC修改信號調(diào)制方式8-168-14 加 3 1.0625 = 17/16加大盤片表面的利用率86.6 86 1.019 = 86.6/86減小每個扇區(qū)字節(jié)數(shù)2048/2060字節(jié)/扇區(qū)2048/2352字節(jié)/扇區(qū)1.142 = 2352/2060表14-6 DVD技術摘要 14章 光盤存儲器3014.3 DVD光盤光盤(續(xù)續(xù)5)1.使用波長較短的激光是提高容量的關鍵使用波長較短的激光是提高容量的關鍵nCD采用波長為780 nm的紅外光。DVD采用波長為635

25、/650 nm的激光源, 光道間距和凹凸坑的長度和寬度做得更小，見圖14-11。總的容量可提高到4.486倍 2. 加大光盤的記錄區(qū)域加大光盤的記錄區(qū)域n加大光盤的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域。DVD盤的記錄區(qū)域從CD盤的86 cm2提高到86.6 cm2，見圖14-12?？側萘刻岣吡?.9% 圖14-11 DVD盤和CD盤之間的差別 圖14-12 增加記錄面積 14章 光盤存儲器3114.3 DVD光盤光盤(續(xù)續(xù)6)數(shù)值孔徑14章 光盤存儲器3214.3 DVD光盤光盤(續(xù)續(xù)7)3. 使用雙面和多層記錄使用雙面和多層記錄n使用盤片的兩個面記錄數(shù)據(jù)，比較圖14-13和圖14-14n在一個面上制作多層記錄層4.

26、 改進調(diào)制和糾錯方法改進調(diào)制和糾錯方法n采用效率較高的8-16(EFM PLUS)調(diào)制，由17位變成16位n采用里德-索洛蒙乘積碼(Reed Solomon Productlike Code，RSPC)圖14-13 單面單層光盤的結構 圖14-14 單面雙層光盤的結構 14章 光盤存儲器3314.4 VCD與與DVD播放機播放機 nVCD播放機播放機Video CD是如下技術的產(chǎn)物nVideo(可通俗理解為數(shù)字影視)技術n激光記錄技術，或稱光盤存儲器技術n計算機軟硬件技術兩種VCD播放系統(tǒng)n 使用PC機構成的播放系統(tǒng)，可用MPEG播放卡或軟件MPEG播放器nVCD播放機電視機VCD播放機的基本

27、結構n典型結構見圖14-15，圍繞C-Cube Microsystems公司的L482/484解碼器構成的nVCD播放機主要由3個核心部件組成uCD盤驅動器或稱CD加載器；uMPEG解碼器；u微控制器。14章 光盤存儲器3414.4 VCD與與DVD播放機播放機(續(xù)續(xù)1)圖14-15 VCD播放機的典型結構314章 光盤存儲器3514.4 VCD與與DVD播放機播放機(續(xù)續(xù)2)nDVD播放機播放機DVD播放系統(tǒng)結構見圖14-16，主要功能部件如下nDVD加載器：主要由馬達、激光讀出頭和相關的驅動電路組成n數(shù)字信號處理器(DVD-DSP)：用于將從光盤上讀出的脈沖信號轉換成解碼器能夠使用的數(shù)據(jù)n

28、數(shù)字聲音和電視圖像解碼器：主要功能包括u分離數(shù)據(jù)流中的聲音和視像數(shù)據(jù)，建立聲音和視像的同步關系u視像數(shù)據(jù)解壓縮，重構廣播級質(zhì)量的視像u聲音數(shù)據(jù)解壓縮，重構CD質(zhì)量的環(huán)繞立體聲u處理圖形屏幕顯示(On-Screen Display，OSD)。n微控制器：微型計算機芯片u控制播放機的運行、管理遙控器、控制面板上的用戶輸入u管理DVD節(jié)目的存取權限等14章 光盤存儲器3614.4 VCD與與DVD播放機播放機(續(xù)續(xù)3)圖14-16 DVD播放系統(tǒng)的基本結構3 14章 光盤存儲器3714.5 HD DVD與與BD光盤光盤nHD DVD與與BD光盤是什么光盤是什么HD DVD (High Definit

29、ion DVD)是由Toshiba、Hitachi和NEC等公司在2003年11月聯(lián)合發(fā)布的大容量光盤存儲器標準BD(Blu-ray Disc)是由Sony，Philips和Panasonic等公司在2002年2月聯(lián)合發(fā)布的大容量光盤存儲器標準。BD源于blue-violet laser Disc，因它是流行于歐美的普通術語，申請商標不易，因此去掉了blue中的“e”。比較而言nBD技術更先進，但不能使用現(xiàn)有的DVD設備來生產(chǎn)BD光盤產(chǎn)品，生產(chǎn)線的成本比較貴nHD DVD技術可在現(xiàn)有DVD設備基礎上加以改進，因此成本比較低都用波長為405 nm的藍激光(blue-violet laser)讀寫

30、光盤，見圖14-17 14章 光盤存儲器3814.5 HD DVD與與BD光盤光盤(續(xù)續(xù)1)圖14-17 CD，DVD，HD DVD和BD盤的主要異同點 14章 光盤存儲器3914.5 HD DVD與與BD光盤光盤(續(xù)續(xù)2)nHD DVD與與BD技術規(guī)范技術規(guī)范 物理性能見表14-7n容量差別較大n都用波長為405 mm的藍紫色激光影視規(guī)范n支持MPEG-2、H.264/AVCn支持SMPTE VC-1 (Video Codec-1)uSMPTE于2006年提出的標準，正式名稱為SMPTE 421Mu得到Blu-ray, HD DVD和Windows Vista等產(chǎn)品的支持u使用DCT技術和W

31、MV9(Windows Media Video 9)編譯器規(guī)范u質(zhì)量比H.264好，解碼速度也比H.264快n支持HDTV影視標準格式14章 光盤存儲器40名稱Blu-ray DiscHD DVDDVD激光波長(nm)405(藍紫)650(紅)數(shù)值孔徑(NA)0.850.650.6存儲容量(單面)單層25 GB15 GB4.7 GB雙層50 GB30 GB8.5 GB播放時間(小時)MPEG-2(5 Mbps)22.2/11.1 13.3/6.6 3.8/1.9AVC或VC-1(13 Mbps)8.5/4.25.1/2.6 N/AMPEG-2(20 Mbps)5.6/2.83.3/1.7 N/

32、A視像編碼SMPTE VC-1 / MPEG-4 AVC / MPEG-2MPEG-1/MPEG-214.5 HD DVD與與BD光盤光盤(續(xù)續(xù)3)表表14-7 BD與與HD DVD的性能比較的性能比較 14章 光盤存儲器4114.5 HD DVD與與BD光盤光盤(續(xù)續(xù)4)聲音編碼有損Dolby Digital(必須)448 kbps(必須)DTS(必須)1.5 Mbps(可選)Dolby Digital PlusN/ADTS-HD High Resolution(可選)N/A無損Linear PCM(必須)(必須)Dolby TrueHDN/ADTS-HD Master Audio(可選)N

33、/A最大位速率原始數(shù)據(jù)率53.95 Mbps36.55 Mbps11.08 Mbps聲音+視像48.0 Mbps30.24 Mbps10.08 Mbps視像40.0 Mbps29.4 Mbps9.8 Mbps最大視像分辨率1920108019201080720480(NTSC)720 x576 (PAL)幀速率24/25p, 50/60i24/25/30p, 50/60i50/60i區(qū)域碼3個區(qū)域無6個區(qū)域表表14-7 BD與與HD DVD的性能比較的性能比較(續(xù)續(xù)) 14章 光盤存儲器4214.5 HD DVD與與BD光盤光盤(續(xù)續(xù)5)n聲音規(guī)范聲音規(guī)范支持多種聲音編碼格式，如Dolby D

34、igital, PCM,和 DTS等。見表14-8nDolby Digital(杜比數(shù)字): 杜比數(shù)字是多聲道環(huán)繞聲編碼系統(tǒng)，現(xiàn)已作為國際標準，可提供6個聲音通道，稱為5.1聲道，即左、中、右、后左、后右5個主聲道和1個低音加強聲道，聲音數(shù)據(jù)的位速率通常為64448 kbps。n(2) DTS(Digital Dolby Theater Systems)：稱為“數(shù)字影院聲音系統(tǒng)”，用于影劇院和部分DVD-Audio和DVD-Video中的5.1通道環(huán)繞聲格式，與Dolby Digital類似。n(3) linear PCM (linear pulse code modulation)：稱為“線

35、性脈沖編碼調(diào)制”。沒有經(jīng)過壓縮的PCM聲音編碼方法，聲音的采樣頻率可為48或96 kHz，樣本精度可為16，20或24位，聲道數(shù)18個，最高數(shù)據(jù)位速率為6.144 Mbps14章 光盤存儲器4314.5 HD DVD與與BD光盤光盤(續(xù)續(xù)6)編碼器Dolby DigitalDolby Digital PlusDolby TrueHDDTSBlu-ray播放器支持必須可選可選可選最多通道數(shù)5.17.185.1最大位速率640 kbps1.7 Mbps18 Mbps1.5 MbpsHD DVD播放器支持必須必須必須可選最多通道數(shù)5.17.185.1最大位速率504 kbps3 Mbps18 Mbp

36、s1.5 MbpsDVD播放器支持必須-可選最多通道數(shù)5.1-5.1最大位速率448 kbps-1.5 Mbps表表14-8 BD和和HD DVD支持的部分聲音格式支持的部分聲音格式 14章 光盤存儲器4414.5 HD DVD與與BD光盤光盤(續(xù)續(xù)7)n記錄系統(tǒng)記錄系統(tǒng)由光盤和激光讀寫子系統(tǒng)、信號處理子系統(tǒng)和伺服子系統(tǒng)組成。HD DVD和BD的共同點和差別見表14-9。有關糾錯編碼技術(ECC)的介紹請看第16章。需要解釋的是數(shù)據(jù)調(diào)制方法，也就是通道編碼nHD DVD使用ETM (eight to twelve modulation)8-12調(diào)制，即每個8位數(shù)據(jù)轉換為12位，并滿足RLL(1.10)的規(guī)則u在RLL (d, k)中: d表示兩個“1”之間“0”的最小行程長度，k表示兩個“1”之間“0”的最大行程長度nBD使用“17PP”調(diào)制，其全稱為“(1, 7) RLL parity preserve (PP)-prohibit repeated minimum transition run length (RMTR)”uPP(Parity Preserve)表示調(diào)制位與原始數(shù)據(jù)位有相同的奇偶性(1的數(shù)目是奇數(shù)或偶數(shù)) 14章 光盤存儲器4514.5 HD DVD與與BD光盤光盤(續(xù)續(xù)8)特性Blu-ray DiscHD DV