Archivierung von digitalen Audiomedien: Payload oder Kanalcode?

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1 Archivierung von digitalen Audiomedien: Payload oder Kanalcode? Klaus Michael Indlekofer Hochschule RheinMain (HS-RM), FB ING / Medientechnik Klaus Michael Indlekofer,

2 Konzept Benutzersichtweise auf die CD: Separierte Audio/Daten-Tracks separierte WAV-Files Vollständige Sichtweise auf die CD: Kontinuierlicher Audio/Daten-Payload-Datenstrom Subcode Klaus Michael Indlekofer,

3 Konzept CD logo source: wikipedia Idee: erstelle bestmögliches Foto" des optischen (oder magnetischen) Datenträgers, auch wenn er beschädigt oder unvollständig oder bei non-standard Formaten speichere alles, was (noch) vorhanden/sichtbar ist digitalisiere auf physikalischer Ebene: Abbild auf Leitungs/Kanalcode-Ebene Decodierung/Korrektur erst im Anschluss, evtl. mit aufwendigen Methoden Projekt an der HS-RM: akademische Motivation, Open Source, Einbindung von Studierenden, insbesondere in der Lehre, sowie zur Archivierung und Datenrettung Klaus Michael Indlekofer,

4 Konzept Konventioneller Ansatz: Intelligenz im Laufwerk Drive Demodulator Decoder Error-Correction Audio Filesystem Nachteile: Hardwarekosten technische Limitierung gebunden an Standards Hardware Software Neuer Ansatz: einfaches Laufwerk Intelligenz in Software Drive Hardware Demodulator Decoder Error-Correction Audio Filesystem Software Vorteile: preiswert flexibel langlebig Multi-Platform-fähig Datenrettung exakte Archivierung Klaus Michael Indlekofer,

5 CD: Pits und Lands CLV = typ. 1.2m/s 1/T bit = MHz l pit, land = n T bit CLV ( mit n = 3,4, K,11) = nm Trackabstand: 1500nm Trackbreite: 600nm Durchmesser: 12cm Laser-Pickup Label 1.1mm Laser (λ=780nm) für weitere Details siehe Compact Disc (CD) Standards IEC und ECMA-130 2D Scanner möglich? Klaus Michael Indlekofer,

6 CD: Datenströme Audio/Daten Payload 1.4Mbit/s Subcode 58kbit/s Zeit Eigenart der CD: Audio/Data Payload bilden kontinuierlichen Datenstrom aus Frames (24bytes nach CIRC) Subcode enthält Metadaten: Table of Contents (TOC), definiert Tracks, Indices, Sectoren,... eng verwoben: 8 Subcode Bits (PQRSTUVW) 24bytes Audio/Daten Payload Frame aber: CIRC FIFO Verzögerung bietet Raum für nicht eindeutigen Subcode-Audio Versatz CD Archivierung sollte Payload+Subcode verwoben sichern (nicht nur decodierte Tracks) erweiterte Archivierung und Datenrettung auf der Basis des Leitungs- bzw. Kanalcodes Klaus Michael Indlekofer,

7 ccccd Prototyp CD Drive als Pit-Land Camera Hardware Adapter zur Digitalisierung virtueller CD-Player auf PC / Mac Baseband ADC USB FIFO Interface Laser ccccd Tool Klaus Michael Indlekofer,

8 CDM-1 Scanner im Prototyp Laser Photo Detector CD Klaus Michael Indlekofer,

9 ccccd Software: Virtueller CD-Player NRZI Demodulator Virtueller CD-Player CD Digitizer- Hardware ImgExt EFM Demodulator finde Frames finde Sectoren Archivierung file.img FrameSync file.frma file.frm file.seca SC Decoder finde Tracks Subcode Anzeige subchannels filesc.txt CIRC Decoder Fehlerverschleierung file.trka TrackExt Wiedergabe audio file.wav file.dfrm Descrambler RSPC Decoder DSecExt Filesystem data file.dseca file.dsec Klaus Michael Indlekofer,

10 Beispiel: 53min Audio CD File Größe / MB Inhalt file.img 1650 NRZ/EFM bits file.frma 111 Frame-Adressen file.frm 1469 Frame-Symbole/Err file.seca 0.9 Sector-Adressen filesc.txt 18 Subcode-Text (P,Q) file.trka 0.1 Track-Adressen file.wav 534 Audio 1 Frame : 588bits NRZ/EFM : 33 Symbole SC+CIRC : 24bytes Audio Klaus Michael Indlekofer,

11 Beispiel: 114MB CD-ROM File Größe / MB Inhalt file.img 417 NRZ/EFM bits file.frma 28 Frame-Adressen file.frm 373 Frame-Symbole/Err file.seca 0.2 Sector-Adressen filesc.txt 5 Subcode-Text (P,Q) file.trka 0.1 Track-Adressen file.dfrm 135 Daten-Frames file.dseca 0.2 Daten-Sector Adr. file.dsec 135 Daten-Sectoren 1 Frame : 588bits NRZ/EFM : 33 Symbole SC+CIRC : 24bytes Daten Klaus Michael Indlekofer,

12 Zusammenfassung Compact Disc (CD): Audio- und Daten-Payload bilden kontinuierlichen Datenstrom, Subcode enthält Metadaten, eng verwoben auf Kanalcode-Ebene exakte CD Archivierung sollte Payload + Subcode unverändert sichern erweitertes Archivierungs- und Datenrettungskonzept der CD auf der Ebene des Leitungs- bzw. Kanalcodes Foto der CD Klaus Michael Indlekofer,

13 Referenzen [1] CD Standards: IEC and ECMA-130 [2] K. M. Indlekofer, Open source project: (2012) [3] K. M. Indlekofer, M. Dietrich, and V. Skemski, Open hardware project: (2013) [4] K. M. Indlekofer and M. Dietrich, "Channel Code Copy of Compact Discs, 27. Tonmeistertagung, Köln, ISBN , 369 (2012) [5] K. M. Indlekofer and R. Hedkte, "Archivierung digitaler Audio- und Videospeichermedien auf der Ebene des Leitungs- oder Kanalcodes", FKT 5, 240 (2013) Klaus Michael Indlekofer,

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