JP2001126405A - ビットストリーム記録／又は再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号化ビットストリームを複数のクラス
タ領域に分割し、管理する円盤状記録媒体を用いる記録
再生装置で、別領域に記録する媒体管理情報を毎回アク
セスすることなく、伝送レートの高い高品質な画像を得
ることにある。 【解決手段】 ＭＰＥＧ−２方式などで符号化されたビ
ットストリームを、クラスタに記録するデータサイズに
分割したクラスタデータを作成すると共に、このクラス
タデータに続けて配置されるクラスタデータの位置情報
を格納するクラスタヘッダを生成して、クラスタデータ
と共に円盤状記録媒体６３に記録し、再生は、クラスタ
ヘッダに記録される位置情報を基にして再生した符号化
ビットストリームをＭＰＥＧ−２デコーダ７２で復号
し、転送レートの高い高品質な画像を記録し、再生する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化されたビッ
トストリームの記録／又は再生装置に関し、特にビット
ストリームを複数のブロックに分割し、円盤状記録媒体
に記録する記録／又は再生装置に関り、特にブロックの
先頭にブロックの繋がり情報を含むブロックヘッダを配
置して記録することでデータへのアクセス性能を高くし
たビットストリームを記録する装置／又はそのビットス
トリームを再生する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、映像信号などを符号化して得
られるビットストリームを記録、再生する装置の一例と
して、光磁気ディスクや、ハードディスクなどをはじめ
とするディスク状記録媒体を用いて行なう方法がある。

【０００３】それは、アクセス性の優れた円盤状記録媒
体を用い、高速のビットストリームを記録、再生する装
置では、劣化の少ないデジタル映像信号が得られと共
に、アクセス機能を生かしたサーチ画像の作成、検索動
作なども容易であり、使用者に使い勝手の良い記録、再
生装置を提供できることによる。

【０００４】高品質な映像信号を符号化する手段として
は、周知のＭＰＥＧ−２による方式が用いられ、高品質
な音声信号の符号化手段としては周知のＭＰＥＧ−１オ
ーディオ、ＭＰＥＧ−２オーディオ、その他がある。

【０００５】これらの符号化手段により生成されたビッ
トストリームは、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭのよ
うな円盤状記録媒体に記録、再生され、これらの円盤状
記録媒体へのビットストリームの記録、再生は所定のデ
ータ管理手法によりなされている。

【０００６】一般的なデータ管理の手法は、ビデオ、音
響情報を符号化して得られるビットストリームのデータ
を所定の大きさの領域に分割し、例えばファイルとして
セクタ構造、ないしはクラスタ構造によるデータ構造と
して記録し、そのデータ構造は、例えば周知のＦＡＴ
（File Allocation Table）などの管理情報により管理
されるようになされている。通常、このＦＡＴは、デー
タが記録される領域とは異なる領域に記録されており、
例えばデータの記録位置、データ領域の使用、不使用な
どの管理がされるようになされている。

【０００７】ここで、データ領域は、記録媒体上に読み
書きできる最小の単位としてのセクタが定義され、管理
情報により管理される。ハードディスクにおけるセクタ
サイズは、例えば５１２バイトとされているが、複数の
セクタをクラスタとしてまとめて扱い、ハードディスク
に記録されるデータの管理を容易にするような方法も使
用されている。

【０００８】場合により、１クラスタが１セクタで構成
されることもあるが、以下、ここでは、データをブロッ
クに領域分割する手法に関し、クラスタを単位とするデ
ータ管理方法を基にして述べる。図８に、円盤状記録媒
体６３−１の記録領域に対して記録されるクラスタの様
子を示す。円盤状記録媒体６３−１を再生するヘッド６
３−２は、円盤状記録媒体６３−１上を同図に示すシー
ク方向にシークしつつ、目的とするクラスタのトラック
をサーチし、目的のトラックが到来するまで回転待ちす
る。

【０００９】このような構造のハードディスク６３で、
クラスタを単位とするデータ管理を行なうために必要な
情報としては、データが複数のクラスタにまたがって記
録されるときは、最初のデータが記録されるクラスタの
記録位置情報、その次のデータが記録されるクラスタの
位置を示す連結情報、およびそのクラスタにデータが記
録可能であるか否かを示す空き情報などがある。

【００１０】また、クラスタの空きの状態を示す方法と
して、マップを用いて表示し、管理する方法も用いられ
ている。図９に、データを記録する領域のモデル図を示
す。同図において、記録される領域は６３個のクラスタ
により構成されていることを示している。

【００１１】図１０に、クラスタに記録される情報の記
録状態の様子をモデルにより示す。同図は、前述の図９
におけるクラスタ０〜６２が空きであるか否かを、１つ
のクラスタについて１ビットで示したマップ情報のモデ
ルである。

【００１２】図１１に、クラスタの繋がりを示すテーブ
ルの例を示す。同図において、番号が１と２である２つ
のファイルについて、そのファイルが記録されるクラス
タの繋がりをテーブルにより示している。ここに示した
方法が従来技術によるクラスタの管理方法である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な円盤状記録媒体に記録されるデータの管理は、従来よ
り、前述のＦＡＴによるファイル管理システムが用いら
れている。この方法はコンピュータ用プログラムのファ
イル管理手法としては良い方法であるが、ＭＰＥＧ−２
などにより符号化され、連続したビデオ、オーディオ信
号のビットストリームなどのデータを記録、再生する装
置の管理手法として用いるときは次のような課題があ
る。

【００１４】それは、ＭＰＥＧなどにより符号化された
ビットストリームは連続する比較的大きなデータで構成
され、そのビットストリームの再生は、タイムスタンプ
と称されるタイムコードに従ってビットストリームの復
号処理が行なわれ、指定された時間で表示するなどの時
間管理に従った動作が要求されることによる。

【００１５】すなわち、タイムコードに従って復号され
るべきビットストリームの再生処理中に、ビットストリ
ームの記録される領域とは異なる領域に記録される、例
えばＦＡＴなどのデータを得るために行なうアクセス動
作は、円盤状記録媒体の再生中に生じるシーク時間、回
転待ち時間などにより、符号化されたビットストリーム
をアクセスして読み出すための時間を不足させる要因と
なる場合があり、そのときはタイムコードなどによるビ
ットストリームの復号時間、復号された画像の表示時間
の管理がなされているビデオ、オーディオ信号に連続性
が失われてしまうおそれがあり、再生映像、音声に破綻
をきたすことにもなる。

【００１６】このような不具合は、比較的ビットストリ
ームのサイズが大きく、複数のクラスタにまたがって記
録されるビットストリームの記録位置情報を、異なる領
域に記録されたＦＡＴを再生して得ようとするために生
じており、ここで、ＦＡＴに記録されるデータを読むこ
となしに、複数のクラスタにまたがって記録されるビッ
トストリームのデータを次々とアクセスして読み込むこ
とができればこのような課題を解決できる。

【００１７】そのための解決法として、ビットストリー
ムのデータが記録されるクラスタに、その次のビットス
トリームのデータが記録されるクラスタの繋がり情報を
記録しておき、そのクラスタの繋がり情報を基にして次
々とクラスタをサーチすることにより、異なる領域に記
録されるＦＡＴを読み込むためのシーク時間、回転待ち
時間を発生させることなしに、ビットストリームのデー
タを高い速度で読み出すような手段を実現する方法があ
る。

【００１８】ここで、連続するビットストリームのデー
タが、連続して順番に配置されるクラスタに記録される
ときは、別途クラスタの繋がり情報がなくてもデータを
順次再生することは出来る。しかし、円盤状記録媒体に
記録、消去が繰り返されたとき、記録時間の異なる番組
ソフトの記録、消去が繰り返されたときなどは、空きク
ラスタが不連続に存在してしまうこととなり、このよう
な不連続である空きクラスタに、その空きクラスタに収
まりきらない長さの新しいビットストリームを記録する
ときは、ビットストリームのデータを前記空きクラスタ
とは不連続の別の空きクラスタに引き続き記録すること
となる。そのため、それらのクラスタの位置の繋がりを
示す情報が必要となる。

【００１９】つぎに、これらのクラスタ位置の繋がり情
報をテーブルに格納して持ち、クラスタのアクセスを行
なう方法について述べる。ここで、円盤型記録媒体が２
０Ｇバイトの容量を有するハードディスクであり、その
１セクタサイズが５１２バイト、１クラスタが２５６セ
クタ、１２８Ｋバイトで構成されるとすると、ビットス
トリームを記録するために必要なクラスタの総数は１５
０，０００となる。

【００２０】ここに、毎秒４ＭビットのＭＰＥＧ−２に
より符号化されたビットストリームのデータを記録する
とき、このデータ速度は毎秒５１２ｋバイトであり、毎
秒４つのクラスタ（１クラスタは１２８Ｋバイト）にデ
ータを記録することとなる。この条件で６時間分のビッ
トストリームを記録するときは、８６，４００個のクラ
スタにデータが記録されることとなる。

【００２１】このビットストリームを再生するためには
８６，４００個のクラスタに対するクラスタの繋がり情
報を持つ必要がある。この繋がり情報をＦＡＴに記録す
る方法があるが、ＦＡＴをアクセスする回数は少なくし
た方がビットストリームを読み出すために使用できる時
間を長くすることができ、データ転送を効率的に行なえ
る。そこで、ＦＡＴに記録される内容を読み出し、あら
かじめ用意したメモリ回路に記憶し、その情報を参照し
つつ再生動作を行なうようにする。

【００２２】このときに必要とされるメモリ回路の容量
は、１５０，０００個のクラスタ番号を表すため、１個
あたり３バイト（２４ビット）を使用することとなり、
８６，４００個のクラスタ番号の記憶には、２５９，２
００バイトの大きさのメモリ容量が必要となる。

【００２３】再生装置にこれだけのメモリを用意できな
いときは、ＦＡＴの必要な部分のみを適宜読み込み、利
用する方法が考えられるが、その場合はビットストリー
ムのデータを読み込む途中で、ＦＡＴの別の部分を読み
込む必要が生じることがあり、そのときは、そのための
シーク時間、回転待ち時間が発生してしまう。

【００２４】ＭＰＥＧなどにより符号化されたビットス
トリームを記録、再生する円盤状記録媒体を使用する記
録再生装置では、このようなビットストリームの書き込
み、読み出し速度に制限を与えるような動作は、例えば
復号前のビットストリームを一時記憶するバッファ回路
に蓄積されるデータにオーバーフロー、アンダーフロー
などを生じさせてしまうおそれがあるなど、その記録再
生装置が扱えるビットストリームの最高ビットレートを
制限することとなり、好ましくないこととなる。

【００２５】さて、つぎに、連続するビットストリーム
を不連続に存在するクラスタに記録するときに生じる課
題と、その解決方法について述べる。ここで、例えばＭ
ＰＥＧ−２エンコーダにより符号化されたビットストリ
ームは順次空きクラスタに記録されるが、従来は各クラ
スタが空きであるか否かを示す情報をマップの形態で持
ち、その情報に従って空きクラスタを選択しつつ新しい
データを記録していた。

【００２６】そして、データを空きクラスタに記録しな
がら、その記録したクラスタに該当するマップ位置の情
報は、「使用」に書き替えるようにしていた。また、記
録されていたビットストリームが消去されたとき、その
ビットストリームが記録されていた複数のクラスタにつ
いては、記録されていた繋がり情報を基に、該当する全
てのクラスタのマップ位置を「空き」に書き替えるよう
にしていた。

【００２７】しかし、ビットストリームの記録を行ない
ながら異なる領域に記録されるマップ情報の書き替え、
およびクラスタの繋がり情報を更新することは、前述の
ように、そのためのシーク時間、回転待ち時間を発生し
てしまう。そこで、これらの更新情報をメモリ回路に記
憶しておき、ＦＡＴなどの管理情報を更新するためのシ
ーク、回転待ち時間を生じなくする方法がある。

【００２８】その場合は、ビットストリームを記録する
時間に余裕があるときなどに、メモリ回路に記憶された
内容による、管理情報の更新をまとめて行なうように
し、それらによって生じるシーク、回転待ちなどの時間
による不具合を受けないようにする。しかし、このよう
な場合、管理情報を更新する前に停電などでメモリ回路
への電力の供給が中断されたときは、更新中のマップ情
報などのクラスタ管理情報が失われてしまう。この場
合、電源が再投入され、記録再生装置が動作し始めたた
ときの管理情報は過去に媒体に記録された、更新されて
ない管理情報を用いて再生動作を行なうこととなるが、
実際のクラスタの使用状況と更新されていない管理情報
とが一致していないことによる不都合が生じる。

【００２９】コンピュータシステムなどにおける停電後
の処理は、電源再投入後ハードディスクなどの記録媒体
に記録されている記録内容を、ユーザが確認しつつ更新
のための操作、指示を行ないファイルシステムを復旧さ
せるのが一般的であるが、ＶＴＲと同等の機能を有する
ハードディスクレコーダ、ＤＶＤ−ＲＡＭレコーダなど
では、ユーザに複雑な処理をさせるのは好ましくなく、
記録再生装置は、できるだけ自動的に、ユーザによる操
作を必要とすることなく復旧できることが望ましい。

【００３０】例えば、ここで、２時間分のストリームを
記録中、１時間経過後に停電が生じたような場合、この
１時間記録したクラスタのデータが、更新されていない
クラスタ管理情報に従って空きとされるよりは、記録済
みのデータが再生できるように回復処理がなされるのが
好ましい。

【００３１】家庭におけるこのような停電は、例えば電
力導入口のブレーカで、他の電機器具の使用により電流
が制限値を超えたとき、誤って記録装置の電源プラグが
コンセントから外されたときなど、かなりの頻度で発生
することが考えられ、このようなときにでも記録済みの
内容が保護されることが望ましい。

【００３２】そこで、このような不測の停電事故に対応
するため、クラスタ管理情報の更新頻度を高くする方法
があるが、前述のように、その分シーク時間、回転待ち
時間が増加してしまい、ビットストリームの伝送速度に
制限を与えることとなってしまう。

【００３３】また、クラスタ管理情報を記憶するメモリ
回路の電源の供給が停止されても記憶内容が消えないよ
うに構成する方法はあるが、そのためには、例えば保持
用電源、スタティックに動作するメモリ素子、その駆動
回路などが必要となり、経済的に好ましくない。

【００３４】そこで、本発明は、円盤状記録媒体に、例
えばＭＰＥＧ−２方式により符号化され連続した形態を
なすビットストリームを記録するにあたり、断続的に存
在する複数のクラスタ領域の並びに対しても、クラスタ
領域内に前置されて前後に記録されるクラスタの繋ぎ位
置情報を有するクラスタヘッダとともに記録するように
し、クラスタ領域に記録されたビットストリームのデー
タはクラスタヘッダに格納される位置情報に基づいて連
続的な動作になるようにシークして再生することを可能
にするとともに、伝送ビットレートの高い高品質の映
像、音声などを符号化して得られる符号化ビットストリ
ーム記録再生装置を安価に構成して提供することを目的
とし、しかも、記録動作時に停電が発生した場合でも、
それまでに記録したビットストリームについて電源の再
投入時に管理データの自動復帰処理を行ない、停電前に
記録したビットストリームの再生を行えるようにするも
のである。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の１）〜４）の手段より成るものであ
る。すなわち、

【００３６】１） 圧縮符号化されたビットストリーム
のデータを、複数の所定の大きさのデータに分割し、そ
れらの分割したデータを円盤状記録媒体の複数のブロッ
ク領域に格納して記録するビットストリーム記録装置に
おいて、前記ブロック領域に格納するデータは、所定の
ブロック領域の記録位置情報を格納するブロックヘッダ
と、そのブロックヘッダに続いて記録される前記分割し
たデータとよりなり、そのブロックヘッダに格納される
前記所定のブロック領域の記録位置情報は、少なくとも
前記ブロックヘッダに続いて記録される前記分割したデ
ータの直後に配置される分割したデータの記録されるブ
ロック領域に対応した記録位置情報を含むものであるこ
とを特徴とするビットストリーム記録装置。

【００３７】２） 前記ブロックヘッダに格納される前
記所定のブロック領域の記録位置情報は、少なくとも前
記ブロックヘッダに続いて記録される前記分割したデー
タの直前に配置される分割したデータの記録されるブロ
ック領域に対応した記録位置情報を含むものであること
を特徴とする１）項に記載するビットストリーム記録装
置。

【００３８】３） 前記ブロックヘッダに格納される情
報は、少なくとも前記ブロックヘッダに続いて記録され
る前記分割したデータを記録する位置に記録されるデー
タが空きであるか否かを示す空き情報を含むものである
ことを特徴とする１）項に記載するビットストリーム記
録装置。

【００３９】４） 円盤状記録媒体に、圧縮符号化され
たビットストリームのデータが複数のブロックのデータ
に分割され、複数のブロック領域に格納されて記録され
た円盤状記録媒体を再生するビットストリーム再生装置
において、前記円盤状記録媒体のブロック領域に記録さ
れた、ブロックヘッダを再生して得られるブロックヘッ
ダの情報信号を出力するブロックヘッダ信号取得手段
と、そのブロックヘッダ信号取得手段より供給されたブ
ロックヘッダの情報より、現在再生中のブロックの次に
再生すべき直後のブロックのデータが記録されるブロッ
クの位置情報を得て、その直後のブロックの位置をサー
チして読み出すための読み出し制御命令を出力するＣＰ
Ｕと、そのＣＰＵからの読み出し制御命令により前記円
盤状記録媒体のアクセス制御を行なう読み出し制御手段
と、その読み出し制御手段により前記円盤状記録媒体を
再生し、再生して得られた信号を基に前記圧縮符号化さ
れたビットストリームの信号を得る再生手段と、その再
生手段より得られたビットストリームの信号を復号して
ビデオ信号として得る復号手段と、より構成したことを
特徴とするビットストリーム再生装置。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に関るビットストリ
ーム記録／又は再生装置について、好ましい実施例によ
り説明する。図１は、実施例の関わるビットストリーム
記録再生装置４０を示す概略ブロック図である。

【００４１】まず、ビットストリーム記録再生装置４０
の全体概略構成、及びその動作について説明する。この
符号化ビットストリーム記録再生装置４０は供給される
ビデオ信号をＭＰＥＧ−２方式で符号化し、符号化した
ビットストリームのデータを記録再生部６０に供給する
エンコーダ部５０と、供給されたビットストリームに後
述のクラスタヘッダを付加してハードディスク６３に記
録し、またハードディスク６３に記録されたビットスト
リームを再生してデコーダ部７０に信号を供給する記録
再生部６０と、記録再生部６０から供給されたビットス
トリームをデコードし、得られたビデオ信号をモニタＴ
Ｖ９０に供給するデコーダ部７０とより構成される。

【００４２】次にこの装置における各部の構成について
詳述説明する。まず、エンコーダ部５０はＴＶ放送を受
信するＴＶチューナ５１と、ビデオ信号を入力するビデ
オ入力端子５２と、入力信号を切りかえるビデオ信号切
り換えスイッチ５３と、アナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器５４と、デジタルビデオ信号をＭ
ＰＥＧ−２方式の符号化されたビットストリームに変換
するＭＰＥＧ−２エンコーダ５５とより構成される。

【００４３】記録再生部６０は、エンコーダ部５０より
供給されたビットストリームにクラスタヘッダを付加す
るクラスタヘッダ付加手段６１と、ビットストリーム及
びクラスタヘッダを記録し、それらを再生するハードデ
ィスク６３と、ハードディスク６３の記録再生の動作を
制御する書き込み読み出し制御手段６５と、付加された
クラスタヘッダ信号をデコーダ部７０のＣＰＵ７３に供
給すると共に、付加されたクラスタヘッダを除去するク
ラスタヘッダ取得／除去手段６７とより構成される。

【００４４】デコーダ部７０は、記録再生部６０より供
給されたＭＰＥＧ−２ビットストリームを復号するＭＰ
ＥＧ−２デコーダ７２と、デジタルビデオ信号をアナロ
グビデオ信号に変換するＤ／Ａ変換器７８と、リモコン
９５から発せられた信号を受信するリモコンインタフェ
ース８５と、ビットストリーム記録再生装置の制御動作
を行なうＲＯＭ７４、ＲＡＭ７５が接続されたＣＰＵ７
３とより構成される。

【００４５】つぎに、上述の構成よりなる装置の動作に
ついて説明する。エンコーダ部５０において、アンテナ
より入来する信号はＴＶチューナ５１に供給され、リモ
コン９５などにより選択された受信チャネルの信号が受
信され、復調されて得られるビデオ信号はビデオ信号切
り換えスイッチ５３の一方の端子に供給されるととも
に、ビデオ信号切り換えスイッチ５３の他方の端子に
は、ビデオ入力端子５２より図示しないビデオ機器から
のビデオ信号が供給され、ビデオ信号切り換えスイッチ
５３でこれらの信号の１つが選択され、その選択された
ビデオ信号はＡ／Ｄ変換器５４に供給されてデジタルビ
デオ信号に変換され、その変換された信号はＭＰＥＧ−
２エンコーダ５５に供給され、ここではＭＰＥＧ−２方
式で符号化されたビットストリームの信号が生成され、
記録再生部６０に供給される。

【００４６】記録再生部６０に供給されたビットストリ
ームの信号はクラスタヘッダ付加手段６１に供給され、
ここではハードディスクのそれぞれのクラスタ領域に記
録されるサイズごとの信号に分割され、分割された信号
の頭部には、ここで生成されたクラスタヘッダの信号が
付加され、これらの信号は、ＣＰＵ７３からのコマンド
に応じて動作する書きこみ読み出し制御手段６５より与
えられる指示に従ってハードディスク６３に記録され
る。

【００４７】ハードディスク６３に記録されたこれらの
信号は、ＣＰＵ７３からのコマンドによって動作する書
きこみ読み出し制御手段６５の指示に従ってハードディ
スク６３より読み出され、読み出された信号中のクラス
タヘッダの情報は、クラスタヘッダ取得／除去手段６７
より読み出されてＣＰＵ７３に供給されるとともに、ク
ラスタヘッダ取得／除去手段６７によりクラスタヘッダ
が除去されたビットストリームの信号はデコーダ部７０
に供給される。

【００４８】デコーダ部７０に供給されたビットストリ
ームの信号はＭＰＥＧ−２デコーダ７２に供給されて復
号され、ここでデジタルビデオ信号が得られ、その信号
はＤ／Ａ変換器７８に供給されてアナログビデオ信号に
変換された信号が得られ、この信号はモニタＴＶ９０に
供給されて、表示される。

【００４９】ここで、ＣＰＵ７３に接続されたリモコン
インタフェース８５では、リモコン９５が操作されて発
射される、例えば赤外線信号で変調された操作信号が受
信され、受信された操作情報はＣＰＵ７３に供給され、
ＣＰＵ７３は供給された操作情報に従って、例えばハー
ドディスク６３への書きこみ、供給されたクラスタヘッ
ダの情報に基づくビットストリームの読み出し制御、さ
らにはそれらの動作のために必要なＭＰＥＧ−２エンコ
ーダ５５の動作制御、およびＭＰＥＧ−２デコーダ７２
の復号シーケンスの制御などを行なう。

【００５０】また、使用者がリモコン９５などを操作し
て動作するハードディスク６３によるデータ記録再生シ
ステム４０は、従来のＶＴＲが有しているような再生、
録画、ポーズ、早送り、巻き戻し等の機能を有してお
り、ＣＰＵ７３はハードディスク６３へのビットストリ
ーム信号の記録、再生動作を実行させ、これらの機能を
実現するようになされている。

【００５１】このようにして、本実施例に示すハードデ
ィスク６３を用いるデータ記録再生装置４０は、受信す
るテレビジョン信号、および外部に接続され、供給され
る機器よりのビデオ信号をＭＰＥＧ−２方式により符号
化を行ない、ハードディスク６３に記録し、ハードディ
スク６３は転送レートの高い、高品質なビットストリー
ムの信号を記録、再生するようになされており、その機
能を実現するための構成と動作について順次詳述する。

【００５２】図２に、それぞれのクラスタの直前にクラ
スタヘッダを配置したビットストリームの記録例を示
す。同図において、ＧＯＰ（Group of Pictures）はＭ
ＰＥＧ−２方式で符号化される、例えば１５フレームの
画像よりなる１５枚のピクチャの単位であり、複数のＧ
ＯＰを構成するビットストリームの信号は複数のクラス
タに分割されて収納され、円盤状記録媒体６３−１に記
録される。

【００５３】ここに示す例では、前述の図９〜１１で示
したようなテーブル、マップ、及びクラスタの繋がり情
報を示すファイルを常に書き込み、更新、あるいは読み
込みを行なうことなく、その代わりに全てのクラスタの
先頭部に配置されるクラスタヘッダが、クラスタの繋が
り情報を有し、その情報により円盤状記録媒体の管理を
行なっている。以下、そのクラスタヘッダについて詳述
する。

【００５４】図３に、クラスタヘッダの構成をモデルに
より示す。同図において、クラスタヘッダは各クラスタ
の最初の位置に固定の長さで配置されており、そのクラ
スタに記録するビットストリームのデータはクラスタヘ
ッダの直後に配置される。

【００５５】クラスタヘッダには３種類の情報が格納さ
れており、それらはこのクラスタに記録される手前のビ
ットストリームが記録されるクラスタの位置を示す直前
のクラスタ番号、ここに記録されたクラスタに続くビッ
トストリームのデータが記録されるクラスタの位置を示
す直後のクラスタ番号、およびこのクラスタに記録され
るデータが空きであるか否かを示す空き情報フラグであ
る。

【００５６】ここで、このクラスタヘッダはそれぞれの
クラスタの直前と直後のクラスタ番号情報を有すること
でクラスタの繋がりを示している。また、ビットストリ
ームの先頭のクラスタの、クラスタヘッダの直前のクラ
スタ番号は−１とされ、ビットストリームの終端部のク
ラスタのクラスタヘッダの直後のクラスタ番号は−２と
されている。

【００５７】これにより、記録済みのビットストリーム
を再生するために必要なクラスタの繋がり情報は、クラ
スタに記録されるクラスタヘッダをビットストリームと
同時に読み込むことができるため、再生すべきビットス
トリームの先頭のクラスタ番号が分かれば、余分なシー
ク動作を行うことなくクラスタの繋がり情報を得ること
ができる。

【００５８】このようにして、ここに示す実施例の目的
はビットストリームの記録、再生時に別の領域にある管
理情報を更新したり、読み込んだりすることにより生じ
るシークタイム、回転待ち時間の発生を最小にすること
にあるが、例えば記録してある番組を構成するビットス
トリームのビットレート、番組名、記録日時、またそれ
らのビットストリームが記録される先頭のクラスタ番号
程度の情報はディスクの管理情報として別領域に記録し
ておく方がよい。

【００５９】それは、例えば、少ないディスクアクセス
で記録済み番組の一覧表を作成するときなどに有利であ
るからであり、また、各ビットストリームの先頭のクラ
スタ位置が分かっていることは、再生を開始するときに
便利であり、また、後述するように、この管理情報はク
ラスタヘッダを再生することにより作成、更新すること
も可能だからである。

【００６０】なお、記録したビットストリームに名前を
付したり、また他の属性情報を付すときに、これらの情
報を管理領域に記録する、またはクラスタヘッダに属性
情報記録領域を設けて記録するなどは設計事項であり、
自由である。

【００６１】図４に、属性情報を管理領域に記録する場
合の例をモデルとして示す。同図において、ビットスト
リームの番組名や、その属性情報を、ビットストリーム
の記録領域と異なるところに管理領域として記録したも
のである。ここでは、先頭セクターの番号がｎ、ｍより
開始されるビットストリームNo.1、No.2があり、これら
のビットストリームに対する名称、録画日時、およびこ
れらのビットストリームの先頭クラスタ番号などの情報
が管理情報領域に記録されていることを示している。

【００６２】また、先頭セクターの番号がｇより開始さ
れるクラスタの繋がりは空きクラスタであり、その管理
情報として空きクラスタ数、その先頭クラスタ番号ｇな
どの情報が管理情報領域に記録されている。即ち、空き
クラスタも記録済みクラスタと同様に、１本のクラスタ
が繋がれた状態として示してある。

【００６３】ここで、ビットストリームが記録されてい
ない円盤状記録媒体６３−１の場合、空きクラスタの先
頭の位置よりクラスタヘッダに格納される情報により空
きクラスタを次から次へとアクセスすることが出来る。
即ち、このときは、全てのクラスタが「空き」の状態で
１つの繋がり情報により結合されている。

【００６４】図５に、全てのクラスタが空きであるとき
のクラスタヘッダの様子を示す。同図において、クラス
タヘッダは縦に並べられ、数字の記入されている３つの
領域であり、そこには、上部より直前のクラスタ番号、
直後のクラスタ番号、および空きか否かを示すフラグの
３つの情報が格納されている。

【００６５】例えば、４番目にある第３のクラスタヘッ
ダには、直前のクラスタ番号は２、直後のクラスタ番号
は４、および空きか否かのフラグは空きを示す０が格納
されている。なお、このときの繋がり情報により指定さ
れる番号が連続であるかどうかは自由であり、その決め
方は設計事項である。

【００６６】図６に、第１のクラスタヘッダの記録例に
ついて示す。同図は、番号が１０〜２５の空きクラスタ
にビットストリームを記録するときの状態を示してい
る。ビットストリームの書き込みは、まず空きクラスタ
のクラスタヘッダを読み出し、空きか否かを示すフラグ
を否に変えてクラスタヘッダとそのクラスタに記録され
るべきビットストリームのデータを記録する。このと
き、クラスタヘッダの読み出しと書き込みがなされる
が、それは同一の場所に対するアクセスであるため、余
分なシーク動作は発生しない。

【００６７】次に、記録時に電力の供給が停止された場
合に行なわれる修復動作について説明する。前述の図６
では、第１０クラスタより記録を開始し、第１８クラス
タを書き込み中に電力の供給が停止され、第１９のクラ
スタ以降は空きとなっている。

【００６８】このとき、別領域に記録されている例えば
ＦＡＴなどの管理情報を用いるシステムで、ビットスト
リームの記録とともにＦＡＴの記録内容を更新しないも
のでは、第１０〜１８のクラスタにビットストリームを
記録しているにも関らず、電力の供給が途中で停止され
たため、管理情報には、この部分は空き領域とする情報
が記録されたままとなっており、このままでは電力の停
止以前に記録されたビットストリームを再生することは
出来ない。

【００６９】ここで、本実施例では、前述のように、ビ
ットストリームの記録を開始する前に、前述の図４に示
したような管理情報が円盤状記録媒体６３−１に記録さ
れているため、停電前に第１０クラスタよりビットスト
リームの記録を開始したことが分かっている。そして、
電力回復時には記録途中で電力が失われたことを容易に
検出することができる。

【００７０】そこで、この実施例では、停電事故などか
らの復帰時に、クラスタヘッダに記録されている情報を
基に管理情報の更新を行なう。即ち、先頭のクラスタ番
号を前述の図４に示したような管理情報より得、ここで
指定されているクラスタヘッダをアクセスすると、その
クラスタヘッダは空きか否かを示すフラグが否となって
いるため、直後のクラスタをアクセスするようにする。

【００７１】ここでは、次のクラスタヘッダも空きか否
かを示すフラグが否となっているため、更に次の直後の
クラスタをアクセスするようにし、この動作は空きか否
かを示すフラグが空きであるクラスタまでアクセスを繰
り返す。このようにして、前述の図６に示す例では、第
１９のクラスタヘッダまでアクセスが行なわれ、ここ
で、ビットストリームの記録は第１８のクラスタまでさ
れていることが分かる。

【００７２】そこで、ここに示した例では、第１８クラ
スタヘッダの直後のクラスタの番号２０を−２に変更
し、第１９クラスタの直前クラスタの番号１８を−１に
変更すると共に、管理情報の空きクラスタの先頭クラス
タは１９に書き替える。

【００７３】このようにして、電源の供給が停止し、更
新できなかった管理情報、およびクラスタヘッダの状態
を、クラスタヘッダに記録された情報を基にして最新の
状態に更新することが出来る。

【００７４】このように、ビットストリームの記録途中
で電力の供給が停止されたときは、電源の再投入時に、
ビットストリーム記録再生装置４０のＣＰＵ７３で実行
される、例えばシステム起動ソフトは、ハードディスク
６３に記録されるディスク管理情報を参照して書き込み
が開始されたにもかかわらず、書き込みが完了していな
いとされるビットストリームを検出できるため、そのク
ラスタの繋がり情報を、クラスタヘッダを再生しつつク
ラスタの空きまたは否フラグにより調べ、記録が終了し
ているにもかかわらず直後のクラスタ番号が終了を示す
−２とされていないときは処理が途中であることが分か
るため、上述のような処理を行なうことができる。

【００７５】図７に、電源の供給が停止された後の再投
入時に更新が行なわれたクラスタヘッダを示す。同図に
おいて、電源の再投入時に更新が行なわれたクラスタヘ
ッダの部分を太枠により示してあるが、第１８クラスタ
の直後のヘッダ位置は−２とされ、また空きクラスタで
ある第１９クラスタのクラスタヘッダの、直前のクラス
タ番号は−１に書きかえられている。

【００７６】そして、管理情報にある空きクラスタの先
頭のクラスタ番号も１９に更新されるようにし、ビット
ストリームの記録途中で停電など不測の事態が起き、管
理情報の不整合、不正なクラスタヘッダの繋がり情報が
あるときは、これらの情報を修復、更新する。

【００７７】このようにして行なわれる管理情報の更新
は、記録装置の電源が再投入されたときであり、ビット
ストリームの記録、ないしは再生動作が開始される前に
行なえばよく、またクラスタヘッダの繋がりをたどりな
がら行なう空きか否かを示すフラグのサーチも、クラス
タヘッダのみをサーチしながら短時間で行なえるため、
これらの更新作業時に生じるシーク時間、回転待ち時間
の発生は記録再生を行なうビットストリームの伝送レー
トに対し、特に問題とならない。

【００７８】以上、上述の実施例では代表的な例として
のクラスタヘッダを示して説明したが、ビットストリー
ムを分割して記録する方法はセクタによる方法、ないし
はクラスタでもセクタでもない他のブロックによる分割
方法でもよい。また、この例に示したヘッダの項目の選
び方、バイト数の割り当て方等は、目的とする記録再生
システムの機能に応じて自由に設定される。

【００７９】また、上述の実施例では、記録機能を有す
るエンコーダ部５０、記録再生部６０と再生機能を有す
るデコーダ部７０とを一体化した記録再生装置として述
べたが、エンコーダ部５０と記録再生部６０とを１つに
まとめて符号化ビットストリーム記録装置としてもよ
く、また記録再生部６０とデコーダ部７０とを１つにま
とめて符号化ビットストリーム再生装置とする構成でも
よい。

【００８０】さらに、これらの符号化ビットストリーム
記録装置、及び記録再生部６０とデコーダ部７０による
符号化ビットストリーム再生装置の設置場所は離れた場
所であってもよく、例えば符号化ビットストリーム記録
装置の機能は家庭内のホームサーバーに設置され、また
符号化ビットストリーム再生装置は家庭内でモニタテレ
ビの設置される部屋ごとに、セットトップボックスの機
能として搭載し、設置する方法もある。

【００８１】この場合、例えばビットストリーム記録装
置はビットストリーム送出装置として、ビットストリー
ム再生装置はビットストリーム受信端末として動作し、
両者は高速無線ＬＡＮ、あるいはホームＬＡＮなどによ
り結合され、双方向通信を行いながら円盤型記録媒体に
記録される映像情報が各部屋にいる視聴者からの操作命
令により、目的とするビットストリームが視聴者の前に
設置されるモニタＴＶに結合される受信端末に供給さ
れ、復号されたビデオ信号が表示されるようになされ
る。

【００８２】上述した本実施例に係るハードディスクの
アクセスは、前述のＦＡＴによるファイル管理に比して
少ないシーク回数で行なえることを述べたが、ネットワ
ークを介して行なうビットストリームの伝送でも、より
シンプルなデータパケット構造による伝送が可能とな
る。即ち、クラスタデータの前に送出されるクラスタヘ
ッダの内容が受信端末により受信され、それに基づいた
ホームサーバーへの制御信号を受信端末より発信するよ
うな構成を、実施例で示したような少ない種類のパケッ
ト構成により実現する。

【００８３】このように、離れた場所に送信端末と受信
端末を設置し、通信手段で結合して動作させる場合は、
複数の送信端末と、複数の受信端末がネットワークで結
合されて動作させるように構成することができる。その
場合は、ホームサーバー内のハードディスクは複数の受
信端末に送出する映像信号を、複数のクラスタの信号を
シークし、復号して供給する必要があるが、本実施例の
ようにアクセス情報をクラスタ信号の手前に配置して記
録されるクラスタヘッダに記録しているため、ハードデ
ィスクをアクセスするためのシーク動作の回数を少なく
できるなど、ハードディスクの利用効率を高め、共通の
ハードディスクを複数の視聴者で共有するような運用を
行なえる。

【００８４】以上、ＭＰＥＧ−２方式を例としてクラス
タヘッダの構成を説明したが、圧縮符号化の方法はこれ
に限らず、ＭＰＥＧ−４方式その他フラクタルの圧縮手
法を用いるものなどでもよい。

【００８５】なお、記録媒体の形態として、本実施例で
はハードディスクを中心として述べたが、円盤状記録媒
体はそれに限ることなく、光磁気ディスク、ＤＶＤ−Ｒ
ＡＭなどの記録可能なディスクを用いる外、あらかじめ
カッティング装置により記録、複製したＤＶＤ−ＲＯＭ
などの記録媒体であってもよいのは勿論である。

【００８６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、符号化さ
れたビットストリームの、例えばＭＰＥＧ−２で符号化
したビットストリームのデータを複数のブロックデータ
に分割し、そのブロックデータはその次のブロックデー
タを格納するブロックの位置情報を有するブロックヘッ
ダと共に所定のブロック構造をなす円盤状記録媒体に記
録するため、所定のブロック構造のデータを記録する度
に、例えばビットストリームと異なる領域に記録され
る、例えばＦＡＴのような媒体管理情報を更新するため
のサーチタイム、回転待ち時間を生ずることなく、伝送
レートの高いビットストリームの信号を円盤状記録媒体
に記録することができ、これを従来のハードディスク、
ＤＶＤなどの円盤状記録媒体に、より高いビットレート
で高品質なビットストリームの信号として記録する装置
を容易に構成することができる効果がある。

【００８７】請求項２記載の発明によれば、請求項1に
記載する効果の外に、現在再生中のブロックデータの直
前のブロックデータを格納するブロックの位置情報を有
するブロックヘッダと共に円盤状記録媒体に記録するた
め、ブロックデータの繋がり情報が更に充実しており、
記録した番組の最初の部分の特定をより確実に行なうこ
とができるため、ビットストリームの記録中に電源の供
給が停止されるような停電事故があり、仮にビットスト
リームと異なる領域に記録されるＦＡＴなどの媒体管理
情報が更新されていないときにでも、電源回復後にブロ
ックヘッダに記録された前方向への繋がり情報を基に媒
体管理情報の修復を行なえる。

【００８８】従って、媒体管理情報を常に更新するため
のサーチタイム、回転待ち時間を生ずることなく記録で
きるため、伝送レートの高いビットストリームを円盤状
記録媒体に記録できるなど、これを従来のハードディス
ク、ＤＶＤなどの円盤状記録媒体に用い、より高いビッ
トレートで高品質なビットストリームを記録する装置を
構成することができる効果がある。

【００８９】請求項３記載の発明によれば、特に、その
ブロックのブロックデータが記録される位置に記録され
るブロックデータが空きであるか否かの情報を有するブ
ロックヘッダとともに円盤状記録媒体に記録するため、
ビットストリームの記録時点で電源の供給が停止される
ような事故があったようなときに、例えばビットストリ
ームと異なる領域に記録されるＦＡＴのような媒体管理
情報の更新が行なわれていないようなときにでも、これ
らの媒体管理情報を更新して、電源の停止以前に記録し
たビットストリームの信号を再生することができるた
め、ビットストリームの記録と平行した動作で媒体管理
情報を更新する必要がなく、そのためのサーチタイム、
回転待ち時間の発生を少なく出来るため、これを従来の
ハードディスク、ＤＶＤなどの円盤状記録媒体の記録に
用い、より高いビットレートで高品質なビットストリー
ムを記録する装置を容易に構成することができる効果が
ある。

【００９０】請求項４の記載の発明によれば、前記ブロ
ックヘッダに記録される前記直後のブロック位置情報を
基に、例えばリモコン等の操作手段により与えられたビ
ットストリームの再生指示に対して、ＣＰＵはビットス
トリームを再生するために必要なブロックデータを順次
読み出すように読み出し制御手段による再生制御を行な
うため、所定のブロック構造のデータを再生する度に、
例えばビットストリームと異なる領域に記録されるＦＡ
Ｔのような媒体管理情報を読み出すためのサーチタイ
ム、回転待ち時間を生ずることなく、円盤状記録媒体に
記録された伝送レートの高いビットストリームの信号を
読み出すことができるなど、従来のハードディスク、Ｄ
ＶＤなどの円盤状記録媒体を用い、より高いビットレー
トで高品質なビットストリームを再生する装置を容易に
構成することができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るビットストリーム記録再
生装置の概略ブロック図である。

【図２】本発明の実施例に係る記録領域におけるクラス
タヘッダ、クラスタの関係を示す図である。

【図３】本発明の実施例に係るクラスタヘッダの様子を
示す図である。

【図４】本発明の実施例に係るビットストリームとその
管理情報の様子を示す図である。

【図５】本発明の実施例に係る空きクラスタのクラスタ
ヘッダの並びを示す図である。

【図６】本発明の実施例に係るクラスタとクラスタヘッ
ダの並びを示す図である。

【図７】本発明の実施例に係るクラスタとクラスタヘッ
ダの並びを示す図である。

【図８】円盤状記録媒体の記録領域におけるクラスタの
領域を示す図である。

【図９】データを記録する領域を示すモデル図である。

【図１０】クラスタの空き情報を示すマップ情報のモデ
ル図である。

【図１１】ファイルを構成するクラスタの繋がりを示す
テーブルのモデル図である。

【符号の説明】

４０ ビットストリーム記録再生装置 ５０ エンコーダ部 ５１ ＴＶチューナ ５２ ビデオ入力端子 ５３ ビデオ信号切り換えスイッチ ５４ Ａ／Ｄ変換器 ５５ ＭＰＥＧ−２エンコーダ ６０ 記録再生部 ６１ クラスタヘッダ付加手段 ６３ ハードディスク ６３−１ 円盤状記録媒体 ６３−２ ヘッド ６５ 書き込み読み出し制御手段 ６７ クラスタヘッダ取得／除去手段 ７０ デコーダ部 ７２ ＭＰＥＧ−２デコーダ ７３ ＣＰＵ ７４ ＲＯＭ ７５ ＲＡＭ ７８ Ｄ／Ａ変換器 ８５ リモコンインタフェース ９０ モニタＴＶ ９５ リモコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮符号化されたビットストリームのデー
   タを、複数の所定の大きさのデータに分割し、それらの
   分割したデータを円盤状記録媒体の複数のブロック領域
   に格納して記録するビットストリーム記録装置におい
   て、 前記ブロック領域に格納するデータは、所定のブロック
   領域の記録位置情報を格納するブロックヘッダと、その
   ブロックヘッダに続いて記録される前記分割したデータ
   とよりなり、 そのブロックヘッダに格納される前記所定のブロック領
   域の記録位置情報は、少なくとも前記ブロックヘッダに
   続いて記録される前記分割したデータの直後に配置され
   る分割したデータの記録されるブロック領域に対応した
   記録位置情報を含むものであることを特徴とするビット
   ストリーム記録装置。
2. 【請求項２】前記ブロックヘッダに格納される前記所定
   のブロック領域の記録位置情報は、少なくとも前記ブロ
   ックヘッダに続いて記録される前記分割したデータの直
   前に配置される分割したデータの記録されるブロック領
   域に対応した記録位置情報を含むものであることを特徴
   とする請求項１に記載するビットストリーム記録装置。
3. 【請求項３】前記ブロックヘッダに格納される情報は、
   少なくとも前記ブロックヘッダに続いて記録される前記
   分割したデータを記録する位置に記録されるデータが空
   きであるか否かを示す空き情報を含むものであることを
   特徴とする請求項１に記載するビットストリーム記録装
   置。
4. 【請求項４】円盤状記録媒体に、圧縮符号化されたビッ
   トストリームのデータが複数のブロックのデータに分割
   され、複数のブロック領域に格納されて記録された円盤
   状記録媒体を再生するビットストリーム再生装置におい
   て、前記円盤状記録媒体のブロック領域に記録された、
   ブロックヘッダを再生して得られるブロックヘッダの情
   報信号を出力するブロックヘッダ信号取得手段と、 そのブロックヘッダ信号取得手段より供給されたブロッ
   クヘッダの情報より、現在再生中のブロックの次に再生
   すべき直後のブロックのデータが記録されるブロックの
   位置情報を得て、その直後のブロックの位置をサーチし
   て読み出すための読み出し制御命令を出力するＣＰＵ
   と、 そのＣＰＵからの読み出し制御命令により前記円盤状記
   録媒体のアクセス制御を行なう読み出し制御手段と、 その読み出し制御手段により前記円盤状記録媒体を再生
   し、再生して得られた信号を基に前記圧縮符号化された
   ビットストリームの信号を得る再生手段と、 その再生手段より得られたビットストリームの信号を復
   号してビデオ信号として得る復号手段と、 より構成したことを特徴とするビットストリーム再生装
   置。