多媒体技术基础(第3版)第15章光盘存储格式.ppt

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1、多媒体技术基础(第3版)第15章 光盘存储格式,张奇复旦大学计算机科学技术学院 2012年5月,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,2/66,第15章 光盘存储格式目录,15.1 CD标准系列15.2 激光唱盘标准红皮书15.2.1 CD盘上的音乐节目是如何组织的15.2.2 CD-DA的通道：P-W15.2.3 CD-G是什么15.3 CD-ROM标准黄皮书15.3.1 CD-ROM Mode 115.3.2 CD-ROM Mode 215.3.3 混合方式15.4 CD-ROM/XA15.4.1 CD-ROM/XA Mode 2 Form 115.4.2 CD-ROM/XA

2、 Mode 2 Form 215.4.3 CD-ROM/XA中的声音15.5 CD-I标准绿皮书15.5.1 CD-I格式15.5.2 CD-I Ready格式15.5.3 CD-Bridge盘,15.6 可录CD标准橙皮书15.6.1 橙皮书概要15.6.2 橙皮书第1部分15.6.3 橙皮书第2部分15.7 CD-ROM文件系统15.7.1 ISO 9660概要15.7.2 CD-ROM的逻辑结构15.7.3 目录结构15.7.4 路径表15.7.5 卷结构15.8 VCD标准白皮书15.8.1 VCD盘的组织15.8.2 VCD的文件目录结构15.8.3 MPEG-Audio/Video

3、扇区的结构15.9 通用磁盘格式(UDF),2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,3/66,第15章 光盘存储格式,光盘类型只读光盘写一次光盘重写光盘存储格式逻辑格式：文件格式的同义词，规定如何把文件组织到光盘上以及指定文件在光盘上的物理位置，包括文件的目录结构、文件大小以及所需盘片数目等事项物理格式则：规定数据如何放在光盘上，包括物理扇区地址、数据类型、数据块大小、错误检测和校正码等 主要介绍CD系列存储格式中的基本概念在DVD系列、HD DVD和Blu-ray Disc系列中有相同的含义,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,4/66,15.1 CD标准系列,C

4、D产品系列CD-DA、CD-G、CD-Video、CD-ROM、CD-ROM/XA、CD-I、VCDCD系列标准红皮书、黄皮书、ISO 9660、绿皮书、橙皮书和白皮书等标准文件中，见图15-1标准文件用彩色封面包装，故称为彩书标准理解CD格式对设计和使用CD产品都有很大帮助,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,5/66,15.1 CD标准系列(续),图15-1 CD标准系列,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,6/66,15.2 激光唱盘标准红皮书,Red Book是Philips和Sony公司为CD-DA(Compact Disc Digital Audio

5、)定义的标准，也就是激光唱盘标准。该标准是整个CD工业的基本标准，所有其他CD标准都是在这个标准的基础上制定的15.2.1 CD盘上的音乐节目是如何组织的数据结构见图15-2一片激光唱盘上有许多首歌曲一首歌曲安排在一条光道上一条光道由许多节(section)组成一节由98帧(frame)组成帧是激光唱盘上存放声音数据的基本单元,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,7/66,15.2 激光唱盘标准红皮书(续1),图15-2 激光唱盘声音数据的基本结构,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,8/66,15.2 激光唱盘标准红皮书(续2),扇区结构同步(SYNC)：每帧

6、开头24位，码字为1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0任何数据经EFM调制后都不出现与同步码字相同的码控制/显示字节在CD-DA中，称为子码/控制和显示(subcode/control and display)字节在CD-ROM中，称为控制字节(Control Byte)。这个字节的内容主要提供盘地址信息扇区结构如下所示,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,9/66,15.2 激光唱盘标准红皮书(续3),重要数据一个扇区有2352个字节声音数据(Audio Data)立体声有两个通道，每次采样有2个16位样本，组成2个字

7、节，6次采样共24字节组成一帧，98帧组成一个扇区:22698=2352一个扇区有3234字节，即 2352个声音数据 2 392个EDC/ECC字节 98个控制字节3234字节声音数据率为176 400字节/秒声音数据的采样频率为44.1 kHz，每次对左右声道各取一个16位的样本，因此1秒钟的声音数据为 44.11 0002(168)=176 400字节/秒,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,10/66,15.2 激光唱盘标准红皮书(续4),P,Q错误校验码由于CD-DA盘的原始误码率较高(约10-4)，需要采用纠错能力很强的交叉交插里德-索洛蒙码(CIRC)每帧有24字

8、节的错误校正码放在中间和末端，称为Q校验码和P校验码P校验是由(32，28)RS码生成的校验码Q校验是由(28，24)RS码生成的校验码,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,11/66,15.2 激光唱盘标准红皮书(续5),一帧数据的通道位数 见表15-1。激光唱盘的光道物理光道是螺旋形，因此一片CD-DA盘只有一条物理光道一条CD-DA逻辑光道由多个扇区组成，扇区的数目可多可少，因而光道的长度可长可短，通常一首歌就组织成一条光道。,表15-1 一帧数据的通道位数,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,12/66,15.2 激光唱盘标准红皮书(续6),15.2.2

9、 CD-DA的通道：P-WPW的结构一帧有一个8位的控制字节，98帧组成8个子通道，分别命名为P、Q、R、S、T、U、V和W子通道一条光道上所有扇区的子通道组成P、Q、W通道。98个控制字节(98 8位)组成8个子通道的结构如下,98字节的b8组成P子通道，98字节的b7组成Q子通道，依此类推,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,13/66,15.2 激光唱盘标准红皮书(续7),通道P含有一个标志，用来告诉CD播放机，光道上的声音数据从什么地方开始通道Q包含有运行时间信息，CD播放机使用这个通道中的时间信息来显示播放音乐节目的时间Q通道的98位的数据排列成如下所示的形式,200

10、2023年9月25日,第15章 光盘存储格式,14/66,15.2 激光唱盘标准红皮书(续8),15.2.3 CD-G是什么Red Book定义了如何把声音数据和静态图像数据放到CD盘上的方法把图像数据放到通道RW的盘称为CDG(CDGraphics)盘，简称为CD-G盘在国内市场上，使用RW通道的CD节目不多，能播放这种盘的CD播放机也不多CD-G节目在普通的CD播放机上播放时，音乐节目可以照常欣赏，只是没有图像使用能播放CD-G节目的VCD播放机，在播放CD-G盘时要和电视机连接才能同时有音乐和图像,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,15/66,15.3 CD-ROM标准

11、黄皮书,黄皮书(Yellow Book)概要Philips和Sony公司为CD-ROM定义的标准Red Book的基础上增加了两种类型的光道，加上Red Book的CD-DA光道，CD-ROM共有三种类型的光道(1)CD-DA光道：用于存储声音数据(2)CD-ROM Mode 1：用于存储计算机数据(3)CD-ROM Mode 2：用于存储声音数据、静态图像或视像Yellow Book和Red Book的主要差别重新定义Red Book中的2352个字节的用途，解决了把CD用作计算机存储器(CD-ROM)的两个问题(1)计算机的寻址(2)误码率的达标：CD-ROM标准使用了一部分用户数据当作错

12、误校正码，使CD盘的误码率下降到10-12以下,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,16/66,15.3 CD-ROM标准黄皮书(续1),15.3.1 CD-ROM Mode 1将Red Book中2352字节的用户数据定义为,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,17/66,15.3 CD-ROM标准黄皮书(续2),扇区地址表示法磁盘扇区地址用C-H-S(柱面号-磁头号-扇区号)表示CD-ROM用计时系统中的分、秒和为CD-ROM规定的分秒(1/75秒)表示CD-ROM用户数据区的地址结构如下,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,18/66,15

13、.3 CD-ROM标准黄皮书(续3),15.3.2 CD-ROM Mode 2CD-ROM Mode 2把Red Book中的2352字节的用户数据重新定义为,CD-ROM Mode 2与CD-ROM Mode 1相比存储的用户数据多14%，但用户数据的误码率高于Mode 1方式(Mode)字节域中的值设置成02,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,19/66,15.3 CD-ROM标准黄皮书(续4),15.3.3 混合方式(Mixed Mode)含有CD-ROM光道和CD-DA光道的存储方式混合方式盘(Mixed Mode Disc)的第一条光道是CD-ROM Mode 1光

14、道，其余的光道是CD-DA光道CD-DA光道可以在普通CD播放机上播放,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,20/66,15.4 CD-ROM/XA,CD-ROM/XA的概要CD-ROM Extended Architecture的简写，Philips、Microsoft和Sony公司共同开发的标准Yellow Book标准的扩充，定义了一种新型光道：CD-ROM/XA光道。连同Red Book和Yellow Book标准定义的光道，共有4种光道CD-DA：用于存储声音数据CD-ROM Mode 1：用于存储计算机数据CD-ROM Mode 2：用于存储压缩的声音数据、静态图像

15、或电视数据CD-ROM Mode 2，XA格式，用于存放计算机数据、压缩的声音数据、静态图像或视像数据。对CD-ROM Mode 2作了扩充，定义了两种新的扇区方式CD-ROM Mode 2，XA Format，Form 1：用于存储计算机数据CD-ROM Mode 2，XA Format，Form 2：用于存储压缩的声音、静态图像或电视图像数据。允许把计算机数据、声音、静态图像或电视图像数据放在同一条光道上，计算机数据按Form 1的格式存放，而声音、静态图像或电视图像数据按Form 2的格式存放,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,21/66,15.4 CD-ROM/XA(

16、续1),15.4.1 CD-ROM/XA Mode 2 Form 1 CD-ROM/XA Mode 2 Form 1把Red Book中的2352个用户数据字节重新定义为,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,22/66,15.4 CD-ROM/XA(续2),15.4.2 CD-ROM/XA Mode 2 Form 2CD-ROM/XA Mode 2 Form 2把Red Book中的2352个用户数据字节重新定义为,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,23/66,15.4 CD-ROM/XA(续3),15.4.3 CD-ROM/XA中的声音 放在CD-ROM/X

17、A Mode 2 Form 2中的声音数据经过压缩，质量低于CD-DA用ADPCM算法压缩，有Level B和Level C两个等级CD-DA和CD-ROM/XA声音的比较见表15-2,表15-2 CD-ROM/XA中的声音播放时间,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,24/66,15.5 CD-I标准绿皮书,15.5.1 CD-I格式绿皮书(Green Book)是Philips和Sony公司为CD-I(Compact Disc Interactive)定义的标准，扇区格式和CD-ROM/XA的扇区格式相同，如下所示,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,25/

18、66,15.5 CD-I标准绿皮书(续1),15.5.2 CD-I Ready格式使用CD-I Ready格式的CD盘称为CD-I Ready盘，是一种有附加特性的标准激光唱盘，可在标准的激光唱盘播放机和CD-I播放机上播放，在CD-I播放机上播放可显示附加特性Red Book标准允许把索引点(index points)放在光道上，可使用户跳转到光道上的指定点。激光唱盘通常只使用两个索引点：#0和#1，前者用来标识一条光道的起点，后者用来标识声音在这条光道上的起点，它们之间通常有23秒的间隔CD-I Ready盘把这两个索引点之间的间隔增加到182秒，这样就可以存放诸如歌曲名、解说词、作者、演

19、员等图文信息。普通的激光唱机播放CD-I Ready盘时不管这个地方的信息，而只播放音乐节目用CD-I播放机播放CD-I Ready盘时，首先把这个间隔中的CD-I信息读到CD-I播放机的RAM中，并显示在电视机屏幕上，然后播放音乐,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,26/66,15.5 CD-I标准绿皮书(续2),15.5.3 CD-Bridge盘把附加信息加到CD-ROM/XA光道上的方法，目的是让这种光盘能够在CD-I播放机上播放可在CD-I播放机、计算机和Kodak的Photo CD播放机上播放光道都用Mode 2的扇区结构。声音光道跟在数据光道后面扇区结构与CD-R

20、OM/XA和CD-I相同，如下所示,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,27/66,15.6 可录CD标准橙皮书,15.6.1 橙皮书概要橙皮书(Orange Book)是为可录CDR(compact disk recordable)光盘制订的标准，允许用户把自己创作的影视节目或多媒体文件写到盘上可录CD分为两类CD-MO(compact disk-magneto optical)盘磁光盘，采用磁记录原理记录而用激光读写数据，可重写光盘CD-WO(compact disk-write once)CD-R盘，可写但不能改写分成两个部分Orange Book Part 1，描述CD

21、-MOOrange Book Part 2，描述CD-WO标准的结构见图15-3,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,28/66,15.6 可录CD标准橙皮书(续1),图15-3 橙皮书(Orange Book Standard)概貌(引自Jim Fricks盘片制造公司),2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,29/66,15.6 可录CD标准橙皮书(续2),15.6.2 橙皮书第1部分橙皮书第1部分(Orange Book Part 1)描述CD-MO盘上的两个区：Optional Pre-Mastered Area(可选预刻录区)该区域的信息按照Red Bo

22、ok、Yellow Book或Green Book标准预先刻制在盘上，是一个只读区域(2)Recordable User Area(可重写用户数据区)普通的CD播放机或VCD播放机不能读这个区域的数据，因CD唱片和VCD盘与磁光盘采用的记录原理不同,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,30/66,15.6 可录CD标准橙皮书(续3),15.6.3 橙皮书第2部分Orange Book Part 2定义可写一次的CD-WO盘在出厂时已经在盘上刻录有槽，称为预刻槽，物理光道的位置已经确定。用户把多媒体文件写到盘上之后，把内容表(Table Of Contents，TOC)写到盘上。

23、在写入TOC之前，这种盘只能在专用的播放机上读；在写入TOC之后，可在普通播放机上播放Orange Book Part 2还定义另一种CD-WO盘，叫做Hybrid Disc(混合盘)，分成两种类型的记录区域Pre-recorded Area(预记录区)，该区域的信息按照Red Book、Yellow Book或Green Book标准预先记录在盘上，只读区域Recordable Area(可记录区)。该区的物理光道可分成多个记录段(multi-session)。每段由3个区域组成：导入区(Lead In)、信息区(Information)和导出区(Lead Out)，每一段要在导入区写入TO

24、CHybrid Disc(混合盘)的结构如下表所示,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,31/66,15.6 可录CD标准橙皮书(续4),图15-4 CD标准之间的关系,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,32/66,15.7 CD-ROM文件系统,文件系统(file system)或称文件格式(file format)，在存储媒体上组织数据的方法，包括文件命名、文件目录、卷和文件检索通过文件系统，应用程序就无需关心存储媒体上的物理位置或数据结构由于光盘和硬盘的特性不同，因此就有不同的文件系统。用CD-ROM作计算机存储媒体的文件系统称为CD-ROM文件系统IS

25、O 9660是为CD-ROM制定的文件系统,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,33/66,15.7 CD-ROM文件系统(续1),15.7.1 ISO 9660概要1.ISO 9660是什么ISO发布的CD-ROM文件系统标准,定义三种类型的数据结构,以支持不同的操作系统，如Unix,Windows和Mac OS卷描述符(Volume Descriptor)目录结构(Directory Structures)路径表(Path Table)标准开发历时5年，终于在1988年正式公布物理格式与逻辑格式CD-ROM物理格式(Yellow Book)标准化意味CD-ROM上的信息可在

26、不同的信息处理系统之间交换，但只能在这个物理层上实现交换由于CD-ROM面对用户的是文件，如文本、图像、声音、影视等文件，就需要一个文件系统和文件管理系统。即需要有一个如何把文件和文件目录放到CD-ROM盘上的逻辑格式标准,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,34/66,15.7 CD-ROM文件系统(续2),2.ISO 9660的层次对文件名和文件目录名指定了三种后向兼容的交换层次层1(Level 1)：限制文件名格式为8.3，允许使用大小写字母、数字和下划线，目录深度不超过8级，文件标识符的总长度不超过31个字符8.3文件名格式是微软公司的MS DOS及Windows 3.

27、x中的文件名标准格式，其中的8表示文件名的长度不超过8个字符，3表示文件扩展名的字符数为3个层2(Level 2)：目录深度可到31级，文件名的长度通常不超过31个字符，在某些情况下允许不超过180个字符的长文件名(3)层3(Level 3)：允许将文件分块打包,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,35/66,15.7 CD-ROM文件系统(续3),3.ISO 9660的扩展ISO 9660是针对不同操作系统开发的，并试图实现不同操作系统之间的数据交换。尽管在各种操作系统下工作得都不错，但都遇到不能使用的情况，因此对ISO 9660进行了扩展Apple公司的扩展标准叫做“App

28、le ISO 9660”微软公司的扩展标准叫做JFS文件系统(Joliet file system，JFS)，包括支持8.3文件名格式、长文件名和统一代码(Unicode)Unix系统的扩展标准叫做Rock Ridge文件系统，包括使用ASCII字符的长文件名和Unix符号等,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,36/66,15.7 CD-ROM文件系统(续4),15.7.2 CD-ROM的逻辑结构1.逻辑结构设计CD-ROM是只读存储器，无需与“写”操作有关的功能，如对文件和文件目录进行删除、添加和重命名等逻辑结构由两个组成部分定义一套描述整片CD-ROM盘所含信息的结构，称

29、为“卷结构(Volume Structure)”。单片CD-ROM称一卷定义一套描述和配置文件的结构，称为“文件结构(File Structure)”。文件结构的核心是文件目录结构,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,37/66,15.7 CD-ROM文件系统(续5),为CD-ROM提议的目录结构有五种类型多文件显式分层结构(multiple-file explicit hierarchies)。把子目录当作文件来处理，打开一个有长路径的文件需要较多的寻找次数单文件显式分层结构(single-file explicit hierarchies)。把整个目录结构放在单个文件中，根

30、目录和子目录都作为文件中的记录而不是作为文件来处理散列路径名目录(hashed path name directories)。把整个路径名和文件名拼凑成一个地址放在目录中，是隐式目录结构索引路径名目录(indexed path name directories)。把子目录的全路径名转换成一个整数，是隐式目录结构组合前面4种结构中的2种或2种以上的混合结构,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,38/66,15.7 CD-ROM文件系统(续6),2.逻辑扇区和逻辑块逻辑扇区定义为用户数据域CD-ROM的一个物理扇区有2352个字节，其中的2048字节(2 KB)的数据域定义为一个逻

31、辑扇区(logical sector)，见图15-5每个逻辑扇区有唯一的逻辑扇区号(logical sector number，LSN)。第一个逻辑扇区(LSN0)从物理地址000200开始,图15-5 物理扇区与逻辑扇区、逻辑块的概念,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,39/66,15.7 CD-ROM文件系统(续7),逻辑块每个逻辑扇区可以分成一个或多个逻辑块，这样做的好处是可充分利用盘空间来存放大量的小文件在一个由2048字节组成的逻辑扇区中，一个逻辑块的大小可以是512、1024或2048字节每个逻辑块有一个逻辑块编号(logical block number，LBN

32、)第一个逻辑块号码(LBN 0)是第一个逻辑扇区(LSN 0)中的第一块，依次为LBN1，2，3，N附注，记录(record)的概念。一个记录由一系列连续字节组成，它作为信息单元。定义一个记录的字节数取决于要表达的信息长短，少则几个多则几十甚至几百个。在记录过程中，记录的字节数是固定的记录称为“固定长度记录”，记录的字节数不固定的记录称为“可变长度记录”。,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,40/66,15.7 CD-ROM文件系统(续8),15.7.3 目录结构1.文件与文件标识符文件类型没有限制，可以是ASCII文本文件、索引结构文件、可执行文件(如.COM文件，.EXE

33、文件)，压缩的或未压缩的图像文件、声音文件等每个文件可分为若干文件节(file section)。一个文件节可放在由许多个逻辑块组成的文件空间里。这些逻辑块是顺序编号的逻辑块，由它们组成的文件空间称为“文件范围(extent)”或“文件域”一个大的文件可以分成多个文件节，存放在多片CD-ROM盘上的文件域中一个中等大小的文件也可以分成若干个文件节，存放在同一盘上的多个文件域中，这些文件域也不要求是连续的小的文件可以不分域，存放在单个文件域中,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,41/66,15.7 CD-ROM文件系统(续9),文件标识符(file identifier)由三部

34、分组成：文件名、文件扩展名和文件版本号必须包含文件名或扩展名，其他可作为选择通常采用ASCII字符，并有某种程度的限制。例如，对ISO9660 Level1，文件名可使用的字符如下：数字09大写英文字母AZ下划线(_)文件名和文件扩展名之间用句点(.)文件名或文件扩展名与文件版本号之间用分号(;)合法文件标识符和不合法文件标识符的举例,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,42/66,15.7 CD-ROM文件系统(续10),*合法文件标识符：FILE.DATFILE.DAT;1DATA_FILE_FOR_INTERCHANG.DATFILENAME_WITHOUT_AN_EXT

35、ENSION.NO_FILENAME_JUST_AN_EXTENSION-不合法文件标识符：file.dat/不允许小写字母ONLY.ONE.PERIOD.ALLOWED/只允许一个句点NO-HYPHENS-OR-SIGNS/没有规定用连字符(-)THIS_FILENAME_IS_LONGER_THAN_31_CHARACTERS/多于31个字符*,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,43/66,15.7 CD-ROM文件系统(续11),2.目录结构采用隐式分层目录结构可组织大数量的文件；对目录层次的深度加以限制；把目录当作文件看待，并把整个目录包含在1个或少数几个文件中。包含

36、目录的文件称为目录文件对目录文件结构作了具体规定。目录文件由一系列可变长度的目录记录组成，每个目录记录的格式见表15-3一个目录记录可包含许多记录域，这些域中记录有文件标识符，以字节计算的文件长度、文件域中的第一个逻辑块编号(LBN)，以及打开和使用这个文件所需要的其他信息,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,44/66,15.7 CD-ROM文件系统(续12),表15-3 目录记录格式(Format of a Directory Record),2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,45/66,15.7 CD-ROM文件系统(续13),当一个文件放在多个文件域中

37、时，需要设置多个目录记录，在其中给出相应文件域的地址，并由文件标志记录域指明该文件域是否为最后一个目录文件、目录记录、记录域间的关系见图15-6,图15-6 目录文件结构,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,46/66,15.7 CD-ROM文件系统(续14),扩展属性记录(extended attribute record，XAR)文件的附加信息可记录在XAR上。附加信息包括文件作者、文件修改日期、访问文件的许可权等信息。凡是不常使用的信息都放到XAR上如果一个文件有多个文件域(如图15-6中的文件B)，每个文件域都有XAR由于每个目录记录的长度不确定，因此在一个逻辑扇区中的

38、目录记录的个数也不确定，但必须要保证目录记录数的数目为整数当一个目录在这个逻辑扇区中放不下的时候，应移到后面一个逻辑扇区。这样可以保证读到计算机内存中的目录不会出现支离破碎的现象,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,47/66,15.7 CD-ROM文件系统(续15),15.7.5 卷结构 卷空间(volume space)：存放信息的区域，有两个区系统区：从LSN 0到LSN 16，具体内容没有规定数据区：从LSN 16开始到最后一个逻辑扇区，用来记录卷描述符(volume descriptors)、文件目录、路径表和数据卷描述符：位于每卷数据区的开头(LSN 16)一种数据

39、结构或称描述表，其中的内容说明整个CD-ROM盘的结构和提供重要信息，如逻辑组织、根目录地址、路径表的地址和大小、逻辑块的大小等卷描述符的结构见表15-5，是一个由2048字节组成的固定长度记录,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,48/66,15.7 CD-ROM文件系统(续16),表15-5 卷描述符的格式,卷描述符有五种类型：卷描述符(primary volume descriptor，PVD)辅助卷描述符(supplementary volume descriptor，SVD)分割描述符(volume partition descriptor)引导记录(boot rec

40、ord)描述符系列终止符(volume descriptor set terminator),2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,49/66,15.8 VCD标准白皮书,在白皮书(White Book)之前 CD-DA：20世纪80年代初的产品，音乐节目是以数字形式记录的LaserVision：20世纪70年代末的产品，视像用调频制记录(FM)，声音用调幅记录，并叠加到图像信号上CD-Video(CD-V)：1987年定义的标准，CD-DA和LV(LaserVision)相结合的产物，声音是数字的，而视像仍然是模拟的附注：CD-V和LaserVision常被人们称为激光视盘或激

41、光影碟Video CD(VCD)JVC、Philips、Matsushita和Sony联合定义的数字电视视盘技术规格，于1993年问世，声音和电视图像都是以数字的形式表示的1994年7月发布了“Video CD Specification Version 2.0”，并命名为White Book(白皮书)。该标准描述的是使用CD格式和MPEG-1标准的数字电视存储格式Video CD在CD-Bridge规范和ISO 9660文件结构基础上定义了完整的文件系统，使VCD节目能在CDROM、CD-I和VCD播放机上播放,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,50/66,15.8 VCD

42、标准白皮书(续1),15.8.1 VCD盘的组织VCD盘由导入区、节目区和导出区三部分组成，见图15-8数据按光道组织，光道数最多为99条导入区和导出区按CD-ROM XA数据光道的Mode 2 Form 2进行编码，是不含数据的空扇区。在节目区中，第一条光道(Track 1)是一条专用VCD数据光道，其余的光道是MPEG Audio/Video光道Video CD 2.0规格只定义了MPEG Audio/Video和CD-DA两种光道,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,51/66,15.8 VCD标准白皮书(续2),图15-8 VCD盘的组织结构,2002023年9月25日

43、,第15章 光盘存储格式,52/66,15.8 VCD标准白皮书(续3),1.专用数据光道(Special Video CD Track)用来描述VCD盘上的信息，其结构见图15-9(1)扇区号为00:02:16的扇区是主卷号描述符(PVD)扇区，用来描述VCD盘的卷号。(2)从扇区00:03:00开始到00:03:74的区域是一个选择性的卡拉OK基本信息区(Karaoke Basic Information Area)。该区域中的数据用来产生卡拉OK音乐节目的快速参照表，它由基本信息头(Basic Information Header，BIH)文件(KARINFO.BIH)和最多63个卡拉O

44、K文本文件(KARINFO.CC)组成。(3)从扇区00:04:00开始的区域是VCD信息区(Video CD Information Area)，它包含有强制性的VCD盘信息文件INFO.VCD(扇区00:04:00)和入口表(Entry table)文件ENTRIES.VCD(扇区00:04:01)，以及可选的清单偏移量表(List ID Offset Table)文件LOT.VCD(扇区00:04:02)和播放顺序描述符(Play Sequence Descriptor，PSD)文件PSD.VCD(扇区00:04:34),2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,53/66,1

45、5.8 VCD标准白皮书(续4),图15-9 专用VCD数据光道的结构,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,54/66,15.8 VCD标准白皮书(续5),(4)VCD信息区(Video CD Information Area)从扇区00:04:00开始的区域包含如下的强制性文件VCD盘信息文件INFO.VCD(扇区00:04:00)入口表(Entry table)文件ENTRIES.VCD(扇区00:04:01)可选的清单偏移量表(List ID Offset Table)文件LOT.VCD(扇区00:04:02)播放顺序描述符(Play Sequence Descripto

46、r，PSD)文件PSD.VCD(扇区00:04:34)(5)分段播放项目区(Segment Play Item Area)开始地址由INFO.VCD文件给出选择性区域，可含分段播放项目(Segment Play Item)分段播放项目可以是MPEG电视、MPEG声音和用MPEG算法编码的静态图像。这些项目通过播放顺序描述符(PSD)进行解释和播放,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,55/66,15.8 VCD标准白皮书(续6),分段播放项目区被分成连续的段(Segment)，并从1开始连续编号直到1980。每一段由150个扇区组成这个区域的长度可以是11980之间的任意整数。

47、一个分段播放项目可以占据一个或者多个段其他文件(Other files)区可包含强制性的CDI应用节目(CDI application program)和选择性的扩展目录(EXT directory)信息,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,56/66,15.8 VCD标准白皮书(续7),2.MPEG-Audio/Video光道从Track 2(光道2)开始，用来存放MPEG编码的视像和声音数据MPEG编码数据保护区，见图15-10前保护区(Front Margin，FM)，推荐长度为30个扇区后保护区(Rear Margin，RM)，推荐长度为45个扇区,图15-10 MPE

48、G-Audio/Video光道的布局,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,57/66,15.8 VCD标准白皮书(续8),3.CDDA光道VCD盘可包含CDDA光道，但必须在MPEG-Audio/Video光道之后如果VCD盘包含CDDA光道，Video CD规范要求在最后一条MPEG-Audio/Video光道的RM之后设置至少150个扇区的后间隔15.8.2 VCD的文件目录结构VCD文件系统是在ISO 9660文件结构基础上开发的，目录结构见图15-11VCD盘需要的目录Root directory 0(根目录0)，CDI，VCD和MPEGAV目录Video CD规范对文

49、件目录作了如下规定,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,58/66,15.8 VCD标准白皮书(续9),如果VCD盘包含卡拉OK基本信息区，该区域的文件必须存放在KARAOKE目录下如果VCD盘包含分段播放项目区，这个区域中的文件必须存放在SEGMENT目录下如果有扩展的播放顺序描述符(PSD)文件，这个文件必须存放在EXT目录下VCD信息区(Video CD Information Area)中的文件必须存放在VCD目录下所有MPEG Audio/Video数据光道的文件都必须存放在MPEGAV目录下所有表示CDDA光道的文件都必须存放在CDDA目录下,2002023年9月2

50、5日,第15章 光盘存储格式,59/66,15.8 VCD标准白皮书(续10),图15-11VCD盘目录结构,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,60/66,15.8 VCD标准白皮书(续11),15.8.3 MPEG-Audio/Video扇区的结构MPEG光道由MPEG-Video扇区和MPEG-Audio扇区组成Video和Audio的编码按照MPEG标准ISO 11172存放方法MPEG-1 Video扇区和MPEG-1 Audio扇区交错存放存放格式如下,2002023年9月25日,第15章 光盘存储格式,61/66,15.8 VCD标准白皮书(续12),MPEG-V