JP2004511973A

JP2004511973A - デジタルビデオおよびデータ記録装置

Info

Publication number: JP2004511973A
Application number: JP2002535388A
Authority: JP
Inventors: ゲーブル　メルヴィン; ルイス　ロイ; コールドウェル　ウィリアム
Original assignee: インディジタ　コーポレーション
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2004-04-15
Also published as: EP1332617A1; JP2004511965A; EP1332608A4; US6151443A; EP1332608A2; WO2002032106A2; AU2001219647A1; EP1332617A4; EP1986194A3; EP1986194A2; WO2002032131A1; WO2002032131A8; AU2001210850A1; WO2002032106A3

Abstract

基準クロック（２３ａ）に同期したフレーム間圧縮オーディオおよびビデオデータの１本以上のストリームからの１つ以上のセッションを記録する装置（２２）。本発明は、特別な繋ぎ位置インジケータ（２３ｂ）を記録済みビデオ素材に加える。繋ぎ位置インジケータ（２３ｂ）を用いることにより、記録済みオーディオビデオデータ中の不連続点の存在を判定する。本システムは、オーディオビデオデータストリームの記録を一時停止し、その後の再開を可能とし、各不連続点での適切な再同期によりオーディオビデオデータを再生できるようにする。また、本システムは、１本のオーディオビデオデータストリームから、異なるクロック基準（２３ａ）を有する別のオーディオビデオデータストリームへの急な切換を記録できるようにする。

Description

【０００１】
関連出願に対するリファレンス
本出願は、１９９７年５月１６日出願の米国特許出願第０８／８５８，０８４号の分割出願である（係属中）。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は電子記録再生装置に関し、より詳細には、圧縮デジタルビデオおよびオーディオデータを記録再生する電子記録再生装置に関する。
【０００３】
２．関連技術の説明
オーディオビデオシーケンスを記録するために数多くの方法が存在する。ＶＨＳおよびベータブランドのビデオカセット記録装置などのアナログビデオテープによる方策はフレームからフレームへの記録プロセスを用い、各ビデオフレームを、ＮＴＳＣ方式では３０Ｈｚ、ＰＡＬ方式では２５Ｈｚの固定フレームレートで個々のアナログトラック上に記録する。各フレームは、ＮＴＳＣ方式符号化ビデオでは６０Ｈｚで２フィールド、ＰＡＬ方式符号化ビデオでは５０Ｈｚで２フィールドを含む。このアナログ式記録方法は、ビデオシーケンスの各フレームへのランダムアクセスを許容する。
【０００４】
ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ（ＭＰＥＧ）は、デジタルビデオおよびオーディオ信号の圧縮、伸長および同期に関して広く受け入れられている国際標準を普及させてきた。詳細には、ＭＰＥＧは、デジタル符号化されたビデオを記録および放送する放送局およびスタジオで共通して用いられるビデオ圧縮アルゴリズムに関する、一連の標準を定義している。ビデオおよびオーディオ規格では、圧縮デジタルビデオの通信および標準フォーマットでの媒体上へのそのようなビデオの格納に必要な符号化ビデオおよびオーディオビットストリームのシンタックスおよびセマンティクスを与えている。ＭＰＥＧ１標準はＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２に、そしてＭＰＥＧ２標準はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８にそれぞれ公式に記載されている。
【０００５】
より詳細には、ＭＰＥＧ標準は、符号化デジタルオーディオおよびビデオデータの基本ストリームを多重化しＭＰＥＧフォーマットに変換してから、チャネル送信および再生の前に、直接再生用または格納用の或るチャネル固有フォーマットによりチャネル上で通信する方法を定義している。チャネル内のチャネルストリームは、ＭＰＥＧ１ではシステムストリーム、ＭＰＥＧ２ではプログラムストリームまたはトランスポートストリームとなる。
【０００６】
処理されたチャネルストリームは逆多重化され、生成された基本ストリームはビデオおよびオーディオ復号装置へ入力され、その出力は復号化されたビデオおよびオーディオ信号である。図１は、従来技術のＭＰＥＧ復号装置のブロック図であり、チャネル固有送信フォーマットを復号化するチャネル固有復号装置１への、ＭＰＥＧ符号化データのチャネルストリームの適用を示す。チャネル固有復号装置１の出力は、デジタルオーディオおよびビデオデータを逆多重化するシステム復号装置２へ接続される。ビデオデータは更にビデオ復号装置３へ与えられ、オーディオデータは更にオーディオ復号装置４へ与えられる。幾つかの復号装置内にはクロックコントローラ５により制御されるタイミング情報の流れがある。すべての基本データストリームは時間同期とともに復号化されて、プレゼンテーションされる。
【０００７】
ＭＰＥＧ２標準は、３種類の、すなわち画面内符号化された、予測化された、および双方向のビデオピクチャまたはフレームを具体的に定義している。画面内符号化つまりＩフレームは、画像フレーム自体に存在する情報のみ用いて符号化される。Ｉフレームはランダムアクセス位置を圧縮ビデオデータストリーム内へ提供する。Ｉフレームは、変換コーディング（離散コサイン変換すなわち「ＤＣＴ」）のみ用いるので、その圧縮率は中程度である。予測化つまりＰフレームは、直前のＩまたはＰフレーム内情報へ部分的に基づいて、前方予測と呼ばれる技法を用いて符号化される。ＰフレームはＩフレームよりも高い圧縮率を有し、双方向つまりＢフレーム、および後のＰフレームの基準となる。Ｐフレームは前のＰフレームから概ね予測されるので、Ｐフレームは符号化誤差を伝搬することができる。Ｂフレームは、基準として過去および未来のフレームの両方を使うフレームである。双方向フレームは、３種類のフレームの中で最も圧縮率が高く、これらを基準として使うことは決してないので誤差を伝搬しない。ＭＰＥＧ２アルゴリズムによって、符号装置はＩフレームの周波数および位置を選択できるので、ＭＰＥＧ記録は非固定フレームレートを持つ。この特性により、Ｉフレーム間にある、ビデオシーケンス内のシーンカットへのランダムアクセス性を持つことが困難になる。ランダムアクセスを実現するには、ビデオシーケンスをＩフレームで開始しなければならない。
【０００８】
デジタル符号化された符号化ビデオおよびオーディオを非固定レートで記録再生できることが望ましい。しかしながら、かかる記録を実行しようとする場合、２つの問題が生じる。すなわち、２本以上の独立したＭＰＥＧデータストリームからのビデオシーケンスを記録しようとすることから生じる「チャネル切換」の問題、および１本のＭＰＥＧビデオシーケンスを記録する一方で、そのような記録を時折一時停止しようとすることから生じる「一時停止および再開」の問題である。
【０００９】
ＭＰＥＧ標準は、オーディオおよびビデオの同期を確保するタイミング機構を含む。ＭＰＥＧ１標準は、ＭＰＥＧ復号装置により用いられる２種類のパラメータを定義している。すなわち、システムクロック基準（ＳＣＲ）およびプレゼンテーション時間スタンプ（ＰＴＳ）である。ＭＰＥＧ２標準には、ＳＣＲに相当するプログラムクロック基準（ＰＣＲ）が追加されている。ＳＣＲおよびＰＣＲはともに、２７ＭＨｚの分解能を達成するために拡張されている（何れかのクロック基準であることを示すために本明細書では用語「ＳＣＲ／ＰＣＲ」を用いる）。ＳＣＲ／ＰＣＲは、符号装置のシステムクロックの断片である。ＭＰＥＧビデオ復号装置３およびオーディオ復号装置４により用いられるＳＣＲ／ＰＣＲは、適切な同期のために略同一の値を持たねばならない。ビデオ復号装置３およびオーディオ復号装置４は、システム復号装置２により送られるＳＣＲ／ＰＣＲ値を用いてその内部クロックを更新する。復号化されたビデオピクチャおよび復号化されたオーディオ時間シーケンス（ともに「プレゼンテーションユニット」とも呼ばれる）はそれぞれ、それに関連付けられたＰＴＳを有する。ＰＴＳは、ビデオピクチャが表示されるべき時間またはオーディオ時間シーケンスに対する再生開始時間を表す。
【００１０】
２本以上の独立したストリームからのビデオシーケンスが互いに繋ぎ合わされる場合、ＳＣＲ／ＰＣＲの値は、各ストリームに対して異なる。従って、ビデオおよびオーディオに対するＰＴＳは、元のＳＣＲ／ＰＣＲクロックから同期が外される。従来では、ビデオ復号装置３およびオーディオ復号装置４は、それらのＰＴＳが現在のＳＣＲ／ＰＣＲより早い（小さな値を有する）場合、影響を受けたプレゼンテーションユニットを廃棄するか、または、それらのＰＴＳが現在のＳＣＲ／ＰＣＲより遅い（大きな値を有する）場合、影響を受けたプレゼンテーションユニットを繰り返す。いずれの場合においても、その出力はクロック不一致によって視覚的にも聴覚的にも影響を受ける。
【００１１】
ＭＰＥＧビデオシーケンスの記録中に一時停止すると、ＢフレームまたはＰフレームを有するストリームの混合は、結果として不適切な復号化となる。不適切なピクチャ基準（すなわち、別のビデオシーケンスからのＩまたはＰフレーム）を用いた予測ピクチャフレームの生成を回避するためには、別の記録セッションからのストリームを分離させなければならない。この問題は、２本の独立したシーケンスを繋ぎ合わせる場合にも発生する。
【００１２】
デジタルビデオ（ＤＶ）は、比較的新しいビデオ圧縮フォーマット標準である。ＤＶは、ＭＰＥＧ２の双方向および予測フレームを含まない。従って、セッション境界は任意のフレームにあってよい。ＤＶは、４：１：１のＹＵＶビデオサンプリングに基づく固定圧縮率５：１を利用して、略２５Ｍｂｐｓの固定データレートを生成する。ＤＶ圧縮率は、ＭＰＥＧのような離散コサイン変換に依存するが、動きの遅いシーンでのフィールド補間強化を追加している。デジタルビデオデータを記録する場合、かかる情報は、単一フレーム内で記録媒体（例えばテープ）中にインターリーブされる。この技法を用い、アナログトラックフォーマットで通常見られるドロップアウトおよび他のテープのアーチファクトを軽減する。ＤＶはランダムアクセスを提供するが、ＰフレームまたはＢフレームを含む高圧縮率ＭＰＥＧデータストリームを記録する能力はない。
【００１３】
従って、本発明者は、現行技術の問題を抱えることなく、独立したシーケンスを繋ぎ合わせ、そして記録済みビデオシーケンスへのランダムアクセスを提供するために、ＭＰＥＧビデオシーケンスを断片的に記録および一時停止できることが望ましいと判断した。本発明は、この目標を達成する方法および装置を提供する。
【００１４】
【発明の概要】
本発明は、一般にデジタルビデオおよびオーディオデータの記録に関し、より詳細には、フレーム間圧縮オーディオビデオデータ、具体的にはＭＰＥＧデータを記録再生する「一時停止および再開」機能および「チャネル切換」機能の実装に関する。本発明は、デジタルトラックフォーマットと、基準クロックに同期させた１本以上のフレーム間圧縮オーディオビデオデータストリームから１つ以上のセッションを記録する方法とを含む。本発明は、特別な「繋ぎ位置」インジケータを記録済みビデオ素材に加える。繋ぎ位置インジケータは、周期的に（例えば、特別な基準クロックを記録することにより）、またはオーディオビデオデータストリームの記録中に不連続性が発生した場合に加えられる。繋ぎ位置インジケータを用いることにより、記録済みオーディオビデオデータ中の不連続点の存在を判定できる。
【００１５】
本システムおよび方法は、各不連続点での適切な再同期によりオーディオビデオデータを再生できるよう、オーディオビデオデータストリームの記録を一時停止して、その後再開できるようにする（「一時停止および再開」機能）。また、本フォーマットおよび方法は、２本の記録済みシーケンスを、各繋ぎ位置でオーディオビデオプログラムデータの再同期により再生できる１本の連続記録シーケンスとして互いに繋ぎ合わされるよう、１本のオーディオビデオデータストリームから、異なるクロック基準を有する別のオーディオビデオデータストリームへの急な切換を記録できるようにする（「チャネル切換」機能）。
【００１６】
追加した特別な基準クロックを繋ぎ位置インジケータとして用いた結果、本発明はランダムアクセス再生を提供する。更に本発明によれば、標準格納フォーマットの従来データの記録も可能である。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面および以下の説明で詳細に述べる。本発明の詳細が周知になれば、当該技術に精通する者にとって多くの追加の改良および変更は自明となるであろう。
【００１８】
本発明の詳細な説明
この説明を通じて示す好ましい実施の形態および実施例は、本発明を制限するものではなく、例示と見なすものとする。
【００１９】
概要
基底にある元のオーディオビデオデータを再符号化せずに、リアルタイムでＭＰＥＧ符号化フレーム間圧縮オーディオビデオデータを記録するためには、「繋ぎ位置」の記録を扱うための幾つかの規定が必要である。繋ぎ位置は、記録済み多重化フレーム間圧縮オーディオビデオデータ内の位置として定義され、そこでは、システムクロック基準がプログラム素材の切換（放送受信器内のチャネル切換等）によって変化するか、または入力データストリームが一時停止され、後に再開されるので、プレゼンテーション時間スタンプが基準フレーム間で異なる。「セッション」は、繋ぎ位置（もしくは、ファイルの終わり、テープの終わり、または類似の信号）で終わる記録済みオーディオビデオデータである。１本の入力データストリームを記録すると、記録を一時停止して再開することにより複数のセッションとなることもある。すなわち、２本以上の入力データストリームを記録すると、複数のセッションとなる。
【００２０】
図２は、２本の独立したＭＰＥＧデータストリーム１０，１１間の繋ぎ位置を示すタイミング図である。繋ぎ位置以降の誤動作を防ぐために、オーディオおよびビデオ復号装置へ、システムクロック基準およびプレゼンテーション時間スタンプの切換を知らせなくてはならない。また、ビデオ復号装置は、繋ぎ位置が記録済みデータストリーム内で検出されると、再同期のために基準ピクチャを見いだす方法を有するものとする。本発明は、特別な「繋ぎ位置」インジケータを記録済みビデオ素材に追加することによりこれらの機能を実現する。繋ぎ位置インジケータは、周期的に（例えば、特別な基準クロックを記録することにより）、またはオーディオビデオデータストリームを記録中に不連続性が発生した場合に、追加される。繋ぎ位置インジケータを用いることにより、記録済みオーディオビデオデータ中の不連続点の存在を判定する。
【００２１】
記録プロセス−時間スタンプの実施の形態
圧縮レベルは、ＭＰＥＧ符号化ビデオ素材で変化するので、データストリームとビデオフレームとの間に直接関係はない。従って、ビデオフレームにおける基準を得るために、本発明の一実施の形態では、ＭＰＥＧ符号化データストリームをテープやディスク等の媒体上に記録する場合、特別な時間スタンプをデータストリームに追加する。記録のために、記録再生ドライブはシステムを介して、図１に示すＭＰＥＧシステム復号装置２の前のＭＰＥＧデータストリームに接続される。必要に応じて記録の間、復号化システム２〜５の残部は動作を維持することができる。
【００２２】
より詳細には、記録を行うそれ以外の従来型記録再生ドライブ（例えば、ＤＤＳまたはＤＤＳ２の４ｍｍＤＡＴテープドライブまたは記録可能ＣＤＲＯＭドライブ）を変更することにより、約２７ＭＨｚで動作するのが好ましい内部のクロック基準、および約９０ＫＨｚで動作するのが好ましい時間スタンプクロック基準を具体化する。内部クロック基準は、受信復号装置（記録再生ドライブ内部）が復号化されたシステムクロックに同期した場合、ＭＰＥＧ符号化ビデオ素材から受信されたシステムクロック基準（ＳＣＲ／ＰＣＲ）値でロードされる。これにより記録再生ドライブは、ＭＰＥＧストリームを符号化する際に用いられるシステムクロック基準との同期を維持することができる。時間スタンプクロック基準は、記録されたデータに対する時間スタンプを提供する。
【００２３】
ＭＰＥＧ符号化ビデオは、トラック上に記録されるブロック内で符号化される。本発明では、ＭＰＥＧ符号化データストリームを記録する場合、記録された各データブロックはサブコードグループを含み、その中に内部クロック基準の実行値が格納される。好ましいトラックおよびブロックフォーマットを以下に説明する。更に、時間スタンプクロック基準の現在値が、テープ内容へのランダムアクセスに対するデータ基準として「連続」時間スタンプフィールドに挿入される。好ましい実施の形態では、連続時間スタンプ基準は、ヘリカルスキャン式テープレコーダにおけるトラックレートで書き込まれ、一実施の形態では１／２００秒毎である。好ましい実施の形態では、このレートは、１ブロックにつき約１回に等しいが、ブロック毎に発生させる必要はない。一般的に、連続時間スタンプ基準を記録するレートは、以下に説明するように、繋ぎ位置発生から回復する間の認識可能な視覚欠陥を大幅に除去するのに十分な高いレートとする（少なくとも毎秒約１回）。
【００２４】
この時間スタンプ方法を用いて、プログラム記録セッションにおける一時停止の間、内部クロック基準および時間スタンプクロック基準は、記録再生ドライブ内で増分し続けるが、媒体には記録されない。従って、トラック連続時間スタンプ基準は、所定レートでは記録されない。それに応じて、記録された時間スタンプ基準内のかかる「時間欠陥」の検出により、記録されたデータストリーム内の繋ぎ位置の識別が容易になる。
【００２５】
プログラムストリームが、異なる符号化プログラムソースに切り換えられる場合、それを受信するチャネル固有復号装置は、符号装置の基準クロックへ再度同期せねばならない。次いで、記録再生ドライブは、符号化されたビデオ素材内のＳＣＲ／ＰＣＲ値を再ロードされて、内部クロック基準を再確立し、時間スタンプクロック基準をリセットしなければならない。別の符号化ＭＰＥＧストリームは、異なるＳＣＲ／ＰＣＲ値を含む。従って、繋ぎ位置が記録媒体上で生じると、特定可能な時間不連続性が存在することとなり、それを検出することができる。
【００２６】
図３は、本発明によるチャネル固有復号装置と記録再生ドライブのための記録シーケンスのブロック図である。内部システムクロック２１を有するチャネル固有復号装置２０（図１のチャネル固有システム復号装置１に相当）は、バス等の接続（不図示）により、内部基準クロック２３ａを有する記録再生ドライブ２２へ接続される。時間スタンプクロック２３ｂはシステムクロック２３ａから導かれる。好ましい時間スタンプの実施の形態では、システムクロック２３ａは、９０ｋＨｚクロックの各刻みを記録する３３ビット数をそれぞれ含む連続時間スタンプを生成する。
【００２７】
記録中に、記録コマンド２４がチャネル固有復号装置２０から記録再生ドライブ２２へ送信される。記録コマンド２４は、現在の復号化されたプログラム素材に対するＳＣＲ／ＰＣＲを送信するよう構成され、それを用いて内部基準クロック２３ａを同期させる。通常は、一度設定されると、内部基準クロック２３ａは現在のプログラムソースに同期された状態を維持する。好ましい実施の形態では、記録コマンド２４は、記録／再生ドライブ２２が媒体上へ物理的に記録すべきか、さもなければ記録せずにシステムクロック２１を追跡し続けるべきか否かを指し示す一時停止／再開フラグ（例えば、１個のトグル型ビットまたはコマンドワード）も含む。
【００２８】
記録プロセス−イベント駆動型繋ぎ位置インジケータ
代替の実施の形態では、繋ぎ位置が記録中の一時停止またはチャネル切換によって発生した場合、「イベント駆動型」繋ぎ位置インジケータは、記録／再生ドライブ２２により記録媒体上へ記録される。一時停止によって繋ぎ位置インジケータを記録するトリガーイベントは、一時停止フラグセットを伴う記録コマンド２４の受信である。チャネル切換イベントにおいて、繋ぎ位置インジケータを記録するトリガーは、任意の所望信号特性であってよい。
【００２９】
この実施の形態では、繋ぎ位置インジケータは単に、媒体上のオーディオビデオデータの幾つかまたはすべてのブロックに記録されるフラグ（例えば、１個のトグル型ビットまたはコマンドワード）であってよい。
【００３０】
再生プロセス
再生するために、記録／再生ドライブ２２の出力は、システムを介して、図１に示すＭＰＥＧシステム復号装置２へ接続される。再生中は、繋ぎ位置を指し示すために、記録されたデータトラックが監視される。イベント駆動型繋ぎ位置インジケータを用いる場合は、単にインジケータを検出するだけで十分である。連続時間スタンプ基準を用いる場合は、連続時間スタンプフィールドの不連続値が繋ぎ位置を指し示す。すなわち、時間の不連続は、繋ぎ位置を横切って発生するので、単に、連続時間スタンプ基準が時間スタンプクロック２３ｂの所定出力レートで発生しないときに検出される。好ましい実施の形態では、各連続時間スタンプは、９０ｋＨｚクロックの各刻みを記録する３３ビット数を含むので、次に発生する時間スタンプから各連続時間スタンプを減算し、その結果を所定期待値（トラックレート等）と比較するだけで、繋ぎ位置が発生したか否かが指し示される。
【００３１】
繋ぎ位置の検出に基づき、記録／再生ドライブ２２は、復号装置内のオーディオおよびビデオストリームを再同期するようチャネル固有復号装置１に通知する。更に、連続時間スタンプ基準を用いる場合、本発明はランダムアクセス再生を提供する。なぜなら、シーケンスの「途中」にある記録データへのアクセスは、繋ぎ位置の発生に相当するからである。すなわち、ユーザーはテープを所望の位置へ移動し、再生を開始することができる。つまり、記録／再生ドライブ２２は、連続時間スタンプ基準と予め保存された状態との差を検出する。記録／再生ドライブ２２は、繋ぎ位置インジケータが発生したかのようにかかる差を取り扱い、チャネル固有復号装置１に、復号システム全体を再同期するよう通知する。連続時間スタンプ基準は比較的頻繁に発生するので、本発明のこの実施の形態は、再同期前の時間遅延をほとんど伴わない所望のランダムアクセスを提供する。
【００３２】
図４は、本発明によるチャネル固有復号装置２０および記録／再生ドライブ２２に対する再生シーケンスのブロック図である。記録／再生ドライブ２２がビデオストリーム中の繋ぎ位置インジケータを検出した場合、記録／再生ドライブ２２は、「条件チェック」信号２５をチャネル固有復号装置２０へ出力する。チャネル固有復号装置２０は、次いで、従来の「感知要求」コマンド２６で応答し、記録／再生ドライブ２２の状態を判定する。記録／再生ドライブ２２は、「状態」パケット２７を返すことにより、繋ぎ位置を指し示す。状態パケット２７は、単に繋ぎ位置インジケータが発生したことを指し示すフラグであってもよいし、あるいは一時停止状態またはプログラムチャネル切換のどちらにより繋ぎ位置が発生したかを判定するために使用できる特定情報を含んでもよい。例えば、状態パケット２７は、繋ぎ位置インジケータに続くセッションに対する時間スタンプ値、またはプログラム識別（「ＰＩＤ」）値を含んでもよい。ＰＩＤは、すべてのＭＰＥＧオーディオビデオデータ伝送ストリーム内の標準フィールドであり、特定プログラムに属するような各データブロックを一意に識別する。
【００３３】
状態パケット２７の受信後、チャネル固有復号装置２０は、繋ぎ位置が一時停止状態またはプログラムチャネル切換のどちらによって発生したかを判定する。例えば、ＰＩＤの現在値（プログラムストリームまたは状態パケット２７から読み出された値）が、以前に復号化された素材からのＰＩＤ値（チャネル固有復号装置２０は、復号化された各ブロックからのかかる情報を格納する）と同一の場合、繋ぎ位置インジケータは一時停止状態によるものである−同一プログラムが繋ぎ位置インジケータの前後セッションに記録されている。
【００３４】
この場合、チャネル固有復号装置２０は、単にシステムクロック２１を、現在のデータブロックのＳＣＲ／ＰＣＲ値に、または記録／再生ドライブ２２から提供される時間スタンプ基準に調整するだけでよい。この能力によって、オーディオおよびビデオ復号装置内の全てのパラメータをリセットし、前のセッションからの切り換えを最短時間経過で行いつつ新規ストリーム（すなわち、繋ぎ位置のすぐ後のオーディオビデオデータセッション）の再生を続ける能力が記録／再生ドライブ２２に与えられる。
【００３５】
ＰＩＤの現在値が以前のプログラム素材と異なる場合、繋ぎ位置インジケータはチャネル切換によるものである−繋ぎ位置インジケータ前後のセッション内に別のプログラムが記録されている。この場合、好ましい実施の形態では更に複雑な手順をとる。
【００３６】
１）チャネル固有復号装置２０は、新規プログラム素材で使用される新規の基本ストリームＩＤを判定する必要がある。基本ストリームＩＤは、特定のビデオまたはオーディオストリームを識別する。チャネル固有復号装置２０は、新規の基本ストリームＩＤを有するブロックにおいて、記録／再生ドライブ２２からのオーディオビデオデータの伝送ストリームの解析を開始する。オーディオおよびビデオ復号装置のデータバッファはすべて出力される。新規プログラムチャネルが復号化されるとき、データパケットは逆多重化され、オーディオおよびビデオ復号装置へ送られる。システムクロック２１は、新規ＰＩＤ伝送ストリームから復号化されたＰＣＲ値の数値にリセットされる。代替として、連続時間スタンプ基準を用いる場合、次のセッション開始のための時間スタンプ値を、適切なリセット値が導かれる値へプリセットすることができ、そして、そのリセット値を用いてシステムクロック２１をリセットすることができる。
【００３７】
２）オーディオおよびビデオ復号装置は、復号化対象の現在の基本ストリームから決定した新規プレゼンテーション時間スタンプ値でリセットされ、プログラムチャネルからのデータパケットのＭＰＥＧ情報の復号化を続ける。
【００３８】
３）この時点で、オーディオおよびビデオ復号装置は、新規のシステムクロック２１で同期されるべきであり、伝送プログラムストリームからの新規データの復号化を開始する。ビデオ復号装置は、新規のＩフレームをサーチして動画を開始し、オーディオ復号装置は次のオーディオブロックをサーチする。新規の基準Ｉフレームが見つかると、次のビデオデータストリームが復号化され、表示される。このサーチプロセスの結果、新規の基準Ｉフレームが検出されるまでは、ＢフレームおよびＰフレームが廃棄されることになり、その結果、前の繋ぎ位置セッションと後ろの繋ぎ位置セッションとの間に僅かな遅延を生じさせる。しかしながら、再生データは通常はメモリにバッファされるので、このサーチプロセスは一般に、表示されたビデオ画像内の視覚上の欠陥を最小化もしくは排除するのに十分高速である。
【００３９】
記録／再生ドライブ２２が、プログラム一時停止またはプログラムチャネル切換の双方を、「条件チェック」、「感知要求」、「状態」ハンドシェイクで扱う能力は、チャネル固有復号装置２０の再同期プロセスを簡素化する。
【００４０】
繋ぎ位置が、一時停止状態またはプログラムチャネル切換の何れにより発生したかを判定するために、別の手段を用いてもよい。例えば、ＭＰＥＧデータストリーム中の各種時間スタンプフィールドを読み取って比較することもでき、あるいは連続時間スタンプフィールドからの時間スタンプ値を用いてもよい。
【００４１】
図５は、本発明の好ましい実施の形態である再同期プロセスを示すフロー図であり、繋ぎ位置インジケータとしての連続時間スタンプフィールドとともに、一時停止／チャネル切換判定のためのＰＩＤを使用する。連続時間スタンプフィールドの不連続性が検出された場合（ステップ４００）、記録／再生ドライブ２２は、「条件チェック」信号２５をチャネル固有復号装置２０へ出す（ステップ４０２）。チャネル固有復号装置２０は「感知要求」コマンド２６を出す（ステップ４０４）。記録／再生ドライブ２２は状態パケット２７を出す（ステップ４０６）。チャネル固有復号装置２０は次いで、関連する次のＰＩＤ値が保存した前のＰＩＤ値と同一か異なるかを判定する（ステップ４０７）。異なる場合、チャネル固有復号装置２０は次のＩフレームをサーチし（ステップ４０８）、新規のＩフレームを用いて復号化プロセスを再同期させ（ステップ４１０）、同一の場合、チャネル固有復号装置２０は、システムクロック２０を上記のように新規のＳＣＲ／ＰＣＲ値に調整する（ステップ４１２）。
【００４２】
繋ぎ位置インジケータが単にフラグフィールドである場合は、類似の方法を用いる。繋ぎ位置インジケータの検出は、幾つかの回路またはプログラムされた電子システムのいずれによっても行うことができる。注目すべきは、好ましい実施の形態では、繋ぎ位置インジケータ（連続時間スタンプ値等）を、媒体上の正確な物理的位置に記録することはせず、それによってゲート回路は単に繋ぎ位置インジケータの有無を検出するだけで済む。むしろ、繋ぎ位置インジケータフィールドは、好ましくは、データブロックおよび従来ブロック内で符号化され、フィールド解析技法および回路構成を用いて、記録データの一部として各フィールドを検出する。
【００４３】
トラックおよびブロックフォーマット
以下は、本発明の一実施の形態を実施するための好ましいトラックフォーマットの説明である。このトラックフォーマットの特に有用な局面は、周知のＤＤＳおよびＤＤＳ２データ格納フォーマット、およびデジタルオーディオテープ（ＤＡＴ）フォーマット等、標準格納フォーマットで従来データを記録できることである。従って、好ましいテープトラックフォーマットにより本発明を実施する記録／再生ドライブはデュアルまたはトリプルモード、すなわちＭＰＥＧ記録ならびにデータおよび／またはオーディオ記録を提供する。以下の情報において、「ＤＶＤＳ」は「デジタルビデオデータストレージ」の略であり、本発明の一実施の形態の商標である。
【００４４】

【００４５】
物理トラックレイアウト：
【表１】

【００４６】
コーディングパターン：
プリアンブル　　＝１１１パターン
データ＋パリティ＝Ｃ１およびＣ２コードワード
ポストアンブル　＝１１１パターン
【００４７】
同期ブロックフォーマット：
【表２】

【００４８】
同期ブロックヘッダフォーマット：
【表３】

【００４９】
サブコードバイトフォーマット：
【表４】

冗長度のために偶数ブロックおよび奇数ブロックを繰り返す。

注：ｘはシングルデータスペースで１に設定される。２つのパーティションに関し、パーティション１ではｘ＝０、パーティション０ではｘ＝１となる。
【００５０】
サブコード＋ヘッダフィールドは、Ｃ１およびＣ２のＥＣＣによりカバーされる。サブコードパックアイテム１〜８はＤＤＳ−２仕様に従う。パックアイテム９を用い、記録媒体のデータ領域の３３ビット連続時間スタンプ（パックアイテム値フィールドの５バイトとして）を格納する。
【００５１】
従って本発明は、オーディオビデオデータストリーム記録を一時停止し、その後の再開を可能とし、各不連続点での適切な再同期によりオーディオビデオデータを再生できるようにする（「一時停止および再開」機能）。また、本フォーマットおよび方法は、２本の記録済みシーケンスを、各繋ぎ位置でオーディオビデオプログラムデータの再同期により再生できる１本の連続記録したシーケンスとして、互いに繋ぎ合わせるよう、１本のオーディオビデオデータストリームから、異なるクロック基準を持つ別のオーディオビデオデータストリームへの急な切換を記録することを許容する（「チャネル切換」機能）。また、追加した特別な基準クロックを繋ぎ位置インジケータとして用いた結果として、本発明はランダムアクセス再生を提供する。更に、本発明によれば、標準格納フォーマットの従来データの記録も可能である。
【００５２】
本発明による多くの実施の形態を説明した。しかしながら、本発明の精神および範囲から逸脱しない限り、多様な変更を行ってもよいことは言うまでもない。例えば、デジタル符号化されたオーディオビデオデータを記録するための好ましい媒体はテープであるが、本発明は、かかるデータを磁気ディスクおよびディスケット、光記録媒体、ならびに固体記録媒体上へ記録するよう容易に適合させることができる。従って、本発明が説明した特定の実施の形態によって制限されることはなく、付帯する特許請求項の範囲によってのみ制限されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＭＰＥＧ復号装置のブロック図である。
【図２】２本の独立したＭＰＥＧシーケンス間の繋ぎ位置を示すタイミング図である。
【図３】本発明によるチャネル固有復号装置および記録／再生ドライブのための記録シーケンスのブロック図である。
【図４】本発明によるチャネル固有復号装置および記録／再生ドライブのための再生シーケンスのブロック図である。
【図５】本発明の好ましい実施の形態の再同期プロセスを示すフローチャートである。
これら様々な図面において、同様の符号および名称は同様の要素を示す。

Claims

オーディオビデオデータのデジタル符号化された複数のフレーム間圧縮ストリームからのセッションを、チャネル切換機能によって記録し、再生する方法であって、以下のステップを含む：
（ａ）記録用オーディオビデオデータのデジタル符号化された各フレーム間圧縮ストリームをフォーマットし；
（ｂ）フォーマットされた各ストリームを、１つ以上のセッションとして記録媒体上へ記録する一方で、フォーマットされた異なるストリーム間の切り換えを可能にし、各セッションの終わりは、フォーマットされた異なるストリーム間のチャネル切換を定め；
（ｃ）各セッションの終わりを判定するのに十分な情報を提供する１つ以上の繋ぎ位置インジケータを前記記録媒体上へ記録し；
（ｄ）前記記録媒体から各セッションを読み込み；
（ｅ）各セッションを同期可能復号装置へ適用し；
（ｆ）１つ以上の繋ぎ位置インジケータを検出し；
（ｇ）前記検出された繋ぎ位置インジケータにより提供された前記情報に基づいてセッションの終わりを判定し；そして
（ｈ）前記復号装置を、各セッションの終わりの検出に応じて次のセッションに対応する基準クロック値へ再同期する。
請求項１に記載の方法であって、各繋ぎ位置インジケータがセッションの終わりを示す。
請求項１に記載の方法であって、前記繋ぎ位置インジケータが、前記記録媒体上へ周期的に記録される連続時間スタンプフィールドである。
請求項３に記載の方法であって、前記基準クロック値が、少なくとも１つの連続時間スタンプフィールドから導かれる。
請求項３に記載の方法であって、前記連続時間スタンプフィールドの周期が、前記ストリームの復号化において基本的に認識できない中断を伴う再同期を可能とする。
請求項５に記載の方法であって、前記連続時間スタンプフィールドの周期は、少なくとも、ヘリカルスキャン式記録装置のトラックレートと等しい。
請求項１に記載の方法であって、前記基準クロック値が、次のかかるセッションに埋め込まれる。
請求項１に記載の方法であって、オーディオビデオデータの前記デジタル符号化されたフレーム間圧縮ストリームはＭＰＥＧ符号化される。
請求項１に記載の方法であって、再同期の前記ステップが以下のステップを含む：
（ａ）セッションの終わりの検出を指し示す条件チェックを出し；
（ｂ）感知要求命令を受信し；そして
（ｃ）前記感知要求命令の受信に応じて基準クロック値を判定する。
オーディオビデオデータのデジタル符号化された複数のフレーム間圧縮ストリームからのセッションを、チャネル切換機能によって記録し、再生するシステムであって、以下を備える：
（ａ）記録用オーディオビデオデータのデジタル符号化された各フレーム間圧縮ストリームをフォーマットするフォーマットシステム；
（ｂ）フォーマットされた各ストリームを１つ以上のセッションとして記録媒体上へ記録する一方で、フォーマットされた異なるストリーム間の切り換えを可能にし、各セッションの終わりは、フォーマットされた異なるストリーム間のチャネル切換を定め、そして各セッションの終わりを判定するのに十分な情報を提供する１つ以上の繋ぎ位置インジケータを前記記録媒体上へ記録する記録装置；
（ｃ）各セッションを記録媒体から読み取り、各セッションを同期可能復号装置へ適用する媒体読取装置；
（ｄ）１つ以上の繋ぎ位置インジケータを検出し、前記検出された繋ぎ位置インジケータにより提供される情報に基づいて、セッションの終わりを判定する検出器；および
（ｅ）前記復号装置を、各セッションの終わりの検出に応じて次のセッションに対応する基準クロック値へ再同期する制御システム。
請求項１０に記載のシステムであって、各繋ぎ位置インジケータが前記セッションの終わりを示す。
請求項１０に記載のシステムであって、前記繋ぎ位置インジケータが、前記記録媒体上へ周期的に記録される連続時間スタンプフィールドである。
請求項１２に記載のシステムであって、前記基準クロック値が、少なくとも１つの連続時間スタンプフィールドから導かれる。
請求項１２に記載のシステムであって、前記連続時間スタンプフィールドの周期が、前記ストリームの復号化において基本的に認識できない中断を伴う再同期を可能とする。
請求項１４に記載のシステムであって、前記連続時間スタンプフィールドの周期は、少なくとも、ヘリカルスキャン式記録装置のトラックレートと等しい。
請求項１０に記載のシステムであって、前記基準クロック値が、次のかかるセッションに埋め込まれる。
請求項１０に記載のシステムであって、オーディオビデオデータの前記デジタル符号化されたフレーム間圧縮ストリームはＭＰＥＧ符号化される。