手机真的可以代替CD了

sunrong

EFM调制编码示意图，为了保证两个14位编码之间仍符合RLL（2，10）的要求又加入了3位合并码，因此EFM其实是8至17编码

了解了CIRC与EFM在CD数据刻录中的作用，就不难理解与之相关的CD刻录质量标准的含义，下面我们就将深入介绍有关CD光盘的C1与C2编码与纠错标准。而与EFM相关的就是我们常常能听到“高手”们讨论的Jitter，将在本专题后面的章节详细讲述。

CIRC编码流程

上文已经讲过，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。

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CIRC编码流程图（点击放大），图出的W12代表组成一个F1帧的12个字（16bit），n代表F1帧的编号，A、B代表组成一个字的两个字节（8bit）

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。

这里要解释一下所谓的延迟，两个字节的延迟意味着延迟两帧。也就是说，当进行交错之后，偶数组已经不再是原来F1帧中的源数据，而是当前帧的前两帧中的偶数组数据（相对于前两帧，当前帧就意味着两个字节的延迟），原始的偶数组将在后两帧的交错编码中出现。另外，从图中可以看出，字的顺序在交错后发生了很大不同，这种前后帧数据交叉并且顺序交错的过程就是扰频交错编码。

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。

由此可见，C2编码并是针对原始F1帧的数据进行，但为什么要进行如此复杂的交叉交错的编码呢？这是为了保证纠错效率而设计，下文将有更详细的讲述。

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。这个要怎么理解呢？比方说，C2编码后的的第一个字节不延迟，第二个字节则将延后4帧，第三字节将延后8帧……如此反复直至第28个字节，将被延后108帧。也就是说，C2编码后的28个字节，将被有规律的分散到109个帧中（第一个字节延后0帧，加上最后一个字节延后108帧，一共是109帧）。

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。由于输入28个字节，输出32个字节，因此C1也被称为（32，28）编码。从这个过程中不难看出，C1编码的对象中包含了C2编码（虽然是交错延后的），也承担了对Q校验码进行保护的任务。

现在的F2帧已经与F1帧有了很大不同，如果帧编号为n，那么F2-n帧中只有一个字节来自于F1-n帧。所以，严格的讲，C1、C2并不是对F1帧的校验编码，因为从C2编码开始，对象就已经不再是F1帧中的原始数据。这样（交叉交错）的目的就在于防止一帧中出现连续大量的错误而无法纠正，如果原原本本地按原始F1——C2编码——C1编码的过程生成校验码，将是非常脆弱的，如果这一帧的24个字节中出现连续大量的错误码，仅凭CIRC的设计，纠错能力仍然有限。若将源数据分散到不同的数据帧中，然后再进行校验，将大大提供单个数据帧的纠错能力。理论上即使24个字节原始数据全有问题，但由于每个字节最终分布在间距为4的28个帧（跨度为109帧）中，也有可能被完全修复。显然，如果不进行交叉交错的话，这种可能性是不会存在的。

C1与C2解码纠错

好啦，当我们了解了CD光盘的CIRC编码过程之后，就不难理解CD的解码过程，而解码过程就涉及到了纠错，纠错的效果将体现刻录的质量，或者说是驱动器的读盘能力

sunrong

CD光盘中的C1与C2解码流程图（点击放大）

在解码时，其实就是CIRC解码的反过程，原先C2先编码，现在是C1先解码，原先延迟的，解码时不延迟，而原先不延迟的则会根据规则进行延迟以反交叉交错进行数据还原。

从流程图中，我们可以发现，C1、C2解码是必经的过程，而并不像某些文章中所说的，C1应付不了的错误才会交给C2解码。事实上，不管C1解码过程中有没有错误，都要C2解码。从编码过程中，我们可以知道，两者所解码的对象完全不同，这也是为什么C1纠正不了的错误，C2反而能纠正，其实就是这个道理，而并不是说C2的纠错级别比C1高。

言归正传，C1与C2的纠错标准是怎样的呢？这里，业界使用了错误等级来对C1与C2解码进行了规定，可简写为En1和En2，其中E代表Error（错误），n代表出现错误的次数，1代表一次C1解码过程，2代表一次C2解码过程。

如果在一次C1解码中，发现了一个错误字节，即为E11，如果发现了两个错误字节即为E21，如果发现3个或更多的错误字节即为E31。其中，E11与E21都可以在C1阶段纠正，而E31则不行。但是，不要忘了延迟交错的设计，当前帧（F2）的错误字节是分散在跨度为109帧的28个帧中，经过反延迟后，这些错误的字节肯定不会再在同一帧中了，所以通过C2编码仍然有可能被纠正。此时，如果在一次C2解码中，发现了一个错误字节，即为E12，如果发现了两个错误字节即为E22，如果发现了3个或更多的错误字节，即为E32。与E31一样，E32也不能在C2解码过程被纠正，由于C2是最后一个CIRC解码器，所以E32的出现就意味着出现了一个不可修复的错误帧，因此它又称为CU（C-Uncorrectable，不可修复），对于CD来说，CU是绝对要尽量避免出现的。

在CD测试系统中，专门为C1与C2设置了状态标记（Flag），通过它们即可知道当前的纠错状态：


通过4个C1、C2状态标记来表示纠错状态表
通过4个C1、C2状态标记来表示纠错状态表

有关CD光盘纠错的业界标准

在业界标准中，并没有对C2错误水平进行明确规定，而是更多的对C1错误率进行了限定，这是因为如果C2错误肯定会有C1错误，但如果有C1错误，不见得会有C2错误。

在CD-ROM的规范中规定，随机错误的标准是，每10秒钟出现C1解码的错误（E11、E21或E31）帧数不超过3%。我们可以算一下，按一倍速1秒读取75个扇区，每扇区98个帧计算，10秒钟里共有10×75×98=73500个帧，3%就是2205个帧，约为平均一秒220个帧。由于一个坏帧就意味着一个坏块（扇区），因此也可以认为块错误率（BLER，BLock Error Rate）为每秒220个，我们可以理解为1秒钟C1错误的总合（E11+E21+E31）不能超过220个。

对于连续的突发性错误，CD-ROM规范中规定，当在C1解码时出现E31，则视为不可修复的帧错误，连续出现C1不可修复错误的帧要少于7个。

这里需要指出的是，BLER并不区分哪些块是可以被修复的，哪些块是不能被修复的，因为这里仍包括E31这一C1解码器所不能修复的错误。所以低的BLER并不能说明光盘质量的好坏。比如一张光盘的BLER=210，但没有E31错误，而另一张光盘的BLER=50，但全是E31错误，那么完全可以说后者的质量不及前者，虽然它的BLER更低，但有着E32的隐患。

小常识：关于CD光盘的C3解码


关于CD光盘的C3解码
在很多相关的文章中，大都提到CD光盘还会有一个C3解码的过程，但这并不确切。
在上文中，我们已经讲到CD光盘有多种规范，而各规范中的扇区格式并不相同，有的有ECC校验码，有的没有ECC校验码，而这个ECC校验就是所谓的C3解码，可见并不是每个CD光盘规格都具备。

严格的说，扇区的ECC校验并不是C3解码，而是被称为RSPC（Reed-Solomon Product-like Code，理德-所罗门乘积编码）解码。注意，CIRC是给每一帧进行校验的编码，而RSPC是给数据扇区进行校验的编码，两者不要混淆。我们可以这样理解：每个扇区——RSPC编码——分成98个帧——每个帧再进行CIRC编码——生成最后的 刻录数据。

在支持CD-ROM/-R/-RW的驱动器中，也都会有相应的RSPC解码器，由于RSPC的存在，因此即使在C2解码中出现了E32错误，仍有可能在RSPC解码过程中进行修正。这也是为什么CD-ROM（Mode 1和Mode 2-Form 1）是针对计算机数据存储而开发的原因，保证数据文件的准确性远比保证歌曲数据的准确性更重要。如果是普通的CD-Audio播放机，则不会有RSPC解码器（Decoder）。

aovia

sunrong 发表于 2021-2-28 15:59
CD光盘中的C1与C2解码流程图（点击放大）

在解码时，其实就是CIRC解码的反过程，原先C2先编码，现在是C1 ...

这是数据光盘的吧，音乐CD的编码格式应该不一样

aovia

kmm 发表于 2021-2-28 15:00
好好淫意可以自圆其说了，相应的改善，真会说啊，上帝都让你说到心服口服了，至于相关证据我已与多人争论 ...

你看看人家专业见解，再看看你这插科打诨的回复，我不是专业搞这些，但知道基本原理，不清楚就说不清楚，哪有啥都知道的人

sunrong

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aovia 发表于 2021-2-28 16:50
这是数据光盘的吧，音乐CD的编码格式应该不一样

前面是音频光盘，后面是数据光盘。

aovia

sunrong 发表于 2021-2-28 16:54
前面是音频光盘，后面是数据光盘。

好像也没说音频CD有纠错功能？

sunrong

aovia 发表于 2021-2-28 16:57
好像也没说音频CD有纠错功能？

c1c2就是音频CD的纠错机制，里德所罗门纠错码。cd ROM有c3纠错机制。

aovia

sunrong 发表于 2021-2-28 17:14
c1c2就是音频CD的纠错机制，里德所罗门纠错码。cd ROM有c3纠错机制。

哦，长见识了，但CD太花真的不行，我车放的经常卡住还爆音

sunrong

aovia 发表于 2021-2-28 19:46
哦，长见识了，但CD太花真的不行，我车放的经常卡住还爆音

所以说CD音频是低级纠错机制，讲时效性，后期的CD机包括车载机，增加了缓存功能，理论上和数播差不多了。

l两把刷子

这段时间孩子上学了，音箱设备放到一边去了，一直在用手机听付费的索尼精选，资源多，音质好

kmm

l两把刷子 发表于 2021-2-28 21:43
这段时间孩子上学了，音箱设备放到一边去了，一直在用手机听付费的索尼精选，资源多，音质好

又活捉富人一枚，炫富哦

文杰工作室

你都没听过我的黑胶录音，讲啥cd大胜啊，我又不需要你们科普纠错码。

用不用科普一下2448比16441好多少呢？

dire

chaiandyuan 发表于 2021-2-27 19:12
孤儿院出来的啥样没见过？莫非你爹妈出了车祸把你送到了孤儿院？要不你咋这么了解呢？

再傻能有你傻？ ...

盗版有可能是原版翻录，正版有可能是几次再版再编制的垃圾片，要看音源的真正源头是哪里来的。

文杰工作室