JP2005293764A - 情報記録媒体、情報記録媒体に情報を記録／再生する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は同時に記録と再生制御が可能な情報記録媒体と、その情報記録媒体に対して情報を記録／再生する装置、方法を提供する。
【解決手段】リアルタイムデータを記録する際にその配置情報をディスク上に記録することで、ＡＶストリーム・データの再生を容易にし、更に、同時録再における機器間の互換性を高めることが出来る。
【選択図】図２１

Description

本発明は読み書き可能な情報記録媒体であって、特に、動画像データおよび静止画データおよびオーディオデータおよびデータ放送等の種々のフォーマットのデータを含むマルチメディアデータが記録される情報記録媒体に関する。さらに、本発明はそのような情報記録媒体に対して情報の記録／再生を行なう装置及び方法に関する。

６５０ＭＢ程度が上限であった書き換え型光ディスクの分野で数ＧＢの容量を有する相変化型ディスクＤＶＤ−ＲＡＭが出現した。デジタルＡＶデータの符号化規格であるＭＰＥＧ（ＭＰＥＧ２）の実用化とあいまってＤＶＤ−ＲＡＭは、コンピュータ用途だけでなくオーディオ・ビデオ（ＡＶ）技術分野における記録・再生メディアとして期待されている。

昨今、日本においてもデジタル放送が開始され、ＭＰＥＧトランスポートストリーム（以下「ＭＰＥＧ−ＴＳ」と称す。）にのせて、複数番組の映像、音声、データを同時に多重化して送出することが可能となり、ＨＤＤやＤＶＤを利用したデジタル放送記録装置が普及しつつある。

このような次世代型のデジタル放送レコーダ（例えばＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃレコーダ、以下ＢＤレコーダもしくは、レコーダ）は、デジタル放送の形態に合わせて、放送のままのＭＰＥＧ−ＴＳを変換することなくそのままの形式で記録する。

しかしながら、光ディスクであるＢＤに書き込む際には、１倍速メディアと１倍速のドライブしかなく、現在のＤＶＤレコーダのような同時録再ができる仕組みは提供できなかった。ＤＶＤについては、特許文献１に詳しい。
特許第３１０８０７１号公報

本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、光ディスク等の情報記録媒体に記録したコンテンツを再生しながら、同時にその記録媒体の空き領域に別コンテンツを記録した情報記録媒体と、そのような情報記録媒体に対してデータの記録、再生を行なう装置及び方法を提供することにある。

本発明の第１の態様において、上記課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、少なくとも映像情報もしくは音声情報を含むストリームとその管理情報を情報記録媒体に記録する情報記録装置であって、前記管理情報には、前記情報記録媒体に記録されたストリームの配置情報を示す情報が記述されており、前記情報記録装置は、前記配置情報をもって、前記ストリームを再生しながら、同時に前記情報記録媒体にストリームを記録可能か否かを判定することを特徴とする情報記録装置とする。

請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の情報記録装置であって、前記管理情報には、前記情報記録媒体に記録されたストリーム毎の配置情報が管理されており、前記情報記録装置は、前記配置情報をもって、前記ストリームを再生しながら、同時に前記情報記録媒体にストリームを記録可能か否かを判定することを特徴とする情報記録装置とする。

請求項３にかかる発明は、少なくとも映像情報もしくは音声情報を含むストリームを情報記録媒体に記録する情報記録装置であって、前記情報記録媒体には、ｎ倍速記録が可能か否かの識別情報が記録されており、前記情報記録装置は、前記情報記録媒体の前記識別情報をもって、前記ストリームを再生しながら、同時に前記情報記録媒体にストリームを記録可能か否かを判定することを特徴とする情報記録装置とする。

本発明の情報記録装置は、リアルタイムデータ記録時にその配置情報を併せて情報記録媒体上に記録しておくことで、リアルタイムデータの連続再生が可能か否か、また、リアルタイムデータを読み込み（再生）ながら、その情報記録媒体に別のリアルタイムデータを記録することが可能か否かが判断できる。

従って、ユーザーがある情報記録媒体に対して、同時録再（コンテンツＡを再生しながら、コンテンツＢを記録する）を行った際に、正しく同時録再が可能か否かを情報記録装置が予め記録前に判断でき、同時録再中での記録失敗をなくすことが可能となる。

以下、添付の図面を用いて本発明に係る情報記録媒体、記録装置及び再生装置の実施形態であるＤＶＤディスク、ＤＶＤレコーダ及びＤＶＤプレーヤについて下記の順序で説明する。

特に、発明のポイントは「８．詳細な実施形態」で説明する。なお、関連の度合いは異なるが、全て本発明の実施形態である。

１．ＤＶＤレコーダ装置のシステム概要
２．ＤＶＤレコーダ装置の機能概要
３．ＤＶＤディスクの概要
４．再生されるＡＶ情報の概要
５．ＡＶ情報の管理情報と再生制御の概要
６．再生機能の基本動作
７．記録機能の基本動作
８．詳細な実施形態
（１．ＤＶＤレコーダ装置のシステム概要）
図１は、ＤＶＤレコーダ装置の外観と関連機器とのインターフェースの一例を説明する図である。

図１に示すように、ＤＶＤレコーダには光ディスクであるＤＶＤが装填され、ビデオ情報の記録再生を行う。操作は一般的にはリモコンで行われる。

ＤＶＤレコーダに入力されるビデオ情報にはアナログ信号とデジタル信号の両者があり、アナログ信号としてはアナログ放送があり、デジタル信号としてデジタル放送がある。一般的にはアナログ放送は、テレビジョン装置に内蔵された受信機により受信、復調され、ＮＴＳＣ等のアナログビデオ信号としてＤＶＤレコーダに入力され、デジタル放送は、受信機であるＳＴＢ（Ｓｅｔ Ｔｏｐ Ｂｏｘ）でデジタル信号に復調され、ＤＶＤレコーダに入力され記録される。

一方、ビデオ情報が記録されたＤＶＤディスクはＤＶＤレコーダにより再生され外部に出力される。出力も入力同様に、アナログ信号とデジタル信号の両者があり、アナログ信号であれば直接テレビジョン装置に入力され、デジタル信号であればＳＴＢを経由し、アナログ信号に変換された後にテレビジョン装置に入力されテレビジョン装置で映像表示される。

また、ＤＶＤディスクにはＤＶＤレコーダ以外のＤＶＤカムコーダや、パーソナルコンピュータでビデオ情報が記録再生される場合がある。ＤＶＤレコーダ外でビデオ情報が記録されたＤＶＤディスクであっても、ＤＶＤレコーダに装填されれば、ＤＶＤレコーダはこれを再生する。

なお、上述したアナログ放送やデジタル放送のビデオ情報には通常、音声情報が付随している。付随している音声情報も同様にＤＶＤレコーダで記録再生される。またビデオ情報は一般的には動画であるが、静止画の場合もある。例えば、ＤＶＤカムコーダの写真機能で静止画が記録される場合がそうなる。

なお、ＳＴＢとＤＶＤレコーダの間のデジタルＩ／ＦはＩＥＥＥ１３９４、ＡＴＡＰＩ、ＳＣＳＩ等がありうる。

なお、ＤＶＤレコーダとテレビジョン装置との間はコンポジットビデオ信号であるＮＴＳＣと例示したが、輝度信号と色差信号を個別に伝送するコンポーネント信号でもよい。さらには、ＡＶ機器とテレビジョン装置の間の映像伝送Ｉ／ＦはアナログＩ／ＦをデジタルＩ／Ｆ、例えば、ＤＶＩに置きかえる研究開発が進められており、ＤＶＤレコーダとテレビジョン装置がデジタルＩ／Ｆで接続されることも当然予想される。

（２．ＤＶＤレコーダ装置の機能概要）
図２は、ＤＶＤレコーダ装置の機能を示すブロック図である。ドライブ装置は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスク１００のデータを読み出す光ピックアップ１０１、ＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅ）処理部１０２、トラックバッファ１０３、トラックバッファへ１０３の入出力を切り替えるスイッチ１０４、エンコーダ部１０５及びデコーダ部１０６を備える。

図に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭディスク１００には、１セクタ＝２ＫＢを最小単位としてデータが記録される。 また、１６セクタ＝１ＥＣＣブロックとして、ＥＣＣブロックを単位としてＥＣＣ処理部１０２でエラー訂正処理が施される。

なお、ＤＶＤレコーダ装置はデータの蓄積媒体として、ＤＶＤディスクに加え、半導体メモリカードやハードディスクドライブ装置を備えても良い。図４は、半導体メモリカードとハードディスクドライブ装置を備える場合のＤＶＤレコーダのブロック図を示す。

なお、１セクタは５１２Ｂでも良いし、８ＫＢ等でも良い。また、ＥＣＣブロックも１セクタ、１６セクタ、３２セクタ等でも良い。記録できる情報容量の増大に伴い、セクタサイズ及びＥＣＣブロックを構成するセクタ数は増大すると予想される。

トラックバッファ１０３は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスク１００にＡＶデータをより効率良く記録するため、ＡＶデータを可変ビットレート（ＶＢＲ）で記録するためのバッファである。ＤＶＤ−ＲＡＭ１００への読み書きレート（Ｖａ）が固定レートであるのに対して、ＡＶデータはその内容（ビデオであれば画像）の持つ複雑さに応じてビットレート（Ｖｂ）が変化するため、このビットレートの差を吸収するためのバッファである。

このトラックバッファ１０３を更に有効利用すると、ディスク１００上にＡＶデータを離散配置することが可能になる。図３Ａ、図３Ｂを用いてこれを説明する。

図３Ａは、ディスク上のアドレス空間を示す図である。図３Ａに示す様にＡＶデータが［ａ１、ａ２］の連続領域と［ａ３、ａ４］の連続領域に分かれて記録されている場合、ａ２からａ３へシークを行っている間、トラックバッファに蓄積してあるデータをデコーダ部１０６へ供給することでＡＶデータの連続再生が可能になる。この時の状態を示したのが図３Ｂである。

位置ａ１で読み出しを開始したＡＶデータは、時刻ｔ１からトラックバッファへ１０３入力されるとともに、トラックバッファ１０３からデータの出力が開始される。これにより、トラックバッファへの入力レート（Ｖａ）とトラックバッファからの出力レート（Ｖｂ）のレート差（Ｖａ−Ｖｂ）の分だけトラックバッファへデータが蓄積されていく。この状態が、検索領域がａ２に達するまで、すなわち、時刻ｔ２に達するまで継続する。この間にトラックバッファ１０３に蓄積されたデータ量をＢ（ｔ２）とすると、時間ｔ２から、領域ａ３のデータの読み出しを開始する時刻ｔ３までの間、トラックバッファ１０３に蓄積されているＢ（ｔ２）を消費してデコーダ１０６へ供給しつづけられれば良い。

言い方を変えれば、シーク前に読み出すデータ量（［ａ１、ａ２］）が一定量以上確保されていれば、シークが発生した場合でも、ＡＶデータの連続供給が可能である。

ＡＶデータの連続供給が可能な連続領域のサイズはＥＣＣブロック数（Ｎ＿ｅｃｃ）に換算すると次の式で示される。式において、Ｎ＿ｓｅｃはＥＣＣブロックを構成するセクタ数であり、Ｓ＿ｓｉｚｅはセクタサイズ、Ｔｊはシーク性能（最大シーク時間）である。

N＿ecc = Vb*Tj/((N＿sec*8*S＿size)*(1-Vb/Va))
また、連続領域の中には欠陥セクタが生じる場合がある。この場合も考慮すると連続領域は次の式で示される。式において、ｄＮ＿ｅｃｃは容認する欠陥セクタのサイズであり、Tsは連続領域の中で欠陥セクタをスキップするのに要する時間である。このサイズもＥＣＣブロック数で表される。

N＿ecc = dN＿ecc+Vb*Tj/((N＿sec*8*S＿size)*(1-Vb/Va))
なお、ここでは、ＤＶＤ−ＲＡＭからデータを読み出す、即ち再生の場合の例を説明したが、ＤＶＤ−ＲＡＭへのデータの書き込み、即ち録画の場合も同様に考えることができる。

上述したように、ＤＶＤ−ＲＡＭでは一定量以上のデータが連続記録さえされていればディスク上にＡＶデータを分散記録しても連続再生／録画が可能である。ＤＶＤでは、この連続領域をＣＤＡと称する。

（３．ＤＶＤディスクの概要）
図５Ａ、図５Ｂは、記録可能な光ディスクであるＤＶＤ−ＲＡＭディスクの外観と物理構造を表した図である。なお、ＤＶＤ−ＲＡＭは一般的にはカートリッジに収納された状態でＤＶＤレコーダに装填される。記録面を保護するのが目的である。但し、記録面の保護が別の構成で行われたり、容認できる場合にはカートリッジに収納せずに、ＤＶＤレコーダに直接装填できるようにしてももちろん良い。

ＤＶＤ−ＲＡＭディスクは相変化方式によりデータを記録する。ディスク上の記録データはセクタ単位で管理され、アクセス用のアドレスが付随する。１６個のセクタは誤り訂正の単位となり、誤り訂正コードが付与され、ＥＣＣブロックと呼称される。

図５Ａは、記録可能な光ディスクであるＤＶＤ−ＲＡＭディスクの記録領域を表した図である。同図のように、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクは、最内周にリードイン領域を、最外周にリードアウト領域を、その間にデータ領域を配置している。リードイン領域は、光ピックアップのアクセス時においてサーボを安定させるために必要な基準信号や他のメディアとの識別信号などが記録されている。リードアウト領域もリードイン領域と同様の基準信号などが記録される。データ領域は、最小のアクセス単位であるセクタ（２０４８バイトとする）に分割されている。 また、ＤＶＤ−ＲＡＭは、記録・再生時においてＺ−ＣＬＶ（Ｚｏｎｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）と呼ばれる回転制御を実現するために、データ領域が複数のゾーン領域に分割されている。

図５Ａは、ＤＶＤ−ＲＡＭに同心円状に設けられた複数のゾーン領域を示す図である。同図のように、ＤＶＤ−ＲＡＭは、ゾーン０〜ゾーン２３の２４個のゾーン領域に分割されている。ＤＶＤ−ＲＡＭの回転角速度は、内周側のゾーン程速くなるようにゾーン領域毎に設定され、光ピックアップが１つのゾーン内でアクセスする間は一定に保たれる。これにより、ＤＶＤ−ＲＡＭの記録密度を高めるとともに、記録・再生時における回転制御を容易にしている。

図５Ｂは、図５Ａにおいて同心円状に示したリードイン領域と、リードアウト領域と、ゾーン領域０〜２３を横方向に配置した説明図である。

リードイン領域とリードアウト領域は、その内部に欠陥管理領域（ＤＭＡ：Ｄｅｆｅｃｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｒｅａ）を有する。欠陥管理領域とは、欠陥が生じたセクタの位置を示す位置情報と、その欠陥セクタを代替するセクタが上記代替領域の何れに存在するかを示す代替位置情報とが記録されている領域をいう。

各ゾーン領域はその内部にユーザ領域を有すると共に、境界部に代替領域及び未使用領域を有している。ユーザ領域は、ファイルシステムが記録用領域として利用することができる領域をいう。代替領域は、欠陥セクタが存在する場合に代替使用される領域である。未使用領域は、データ記録に使用されない領域である。未使用領域は、２トラック分程度設けられる。未使用領域を設けているのは、ゾーン内では隣接するトラックの同じ位置にセクタアドレスが記録されているが、Ｚ−ＣＬＶではゾーン境界に隣接するトラックではセクタアドレスの記録位置が異なるため、それに起因するセクタアドレス誤判別を防止するためである。

このようにゾーン境界にはデータ記録に使用されないセクタが存在する。そのためデータ記録に使用されるセクタのみを連続的に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭは、内周から順に論理セクタ番号（ＬＳＮ：Ｌｏｇｉｃａｌ Ｓｅｃｔｏｒ Ｎｕｍｂｅｒ）をユーザ領域の物理セクタに割り当てている。

図６Ａ、図６Ｂは、論理セクタにより構成されるＤＶＤ−ＲＡＭの論理的なデータ空間を示す。論理的なデータ空間はボリューム空間と呼称され、ユーザデータを記録する。

ボリューム領域は、記録データをファイルシステムで管理する。すなわち、データを格納する１群のセクタをファイルとして、さらには１群のファイルをディレクトリとして管理するボリューム構造情報がボリューム領域の先頭と終端に記録される。本実施の形態のファイルシステムはＵＤＦと呼称され、ＩＳＯ１３３４６規格に準拠している。

なお、上記１群のセクタはボリューム空間で必ずしも連続的には配置されず、部分的に離散配置される。このため、ファイルシステムは、ファイルを構成するセクタ群のうち、ボリューム空間で連続的に配置される１群のセクタをエクステントとして管理し、ファイルを関連のあるエクステントの集合として管理する。

図７は、ＤＶＤ−ＲＡＭに記録されるディレクトリとファイルの構造を示す。ルートの下に、ＶＩＤＥＯ＿ＲＴディレクトリがあり、この下に、再生用のデータである各種オブジェクトのファイルと、これらの再生順序や各種属性を示す管理情報としてＶＩＤＥＯ Ｍａｎａｇｅｒファイルが格納される。

オブジェクトはＭＰＥＧ規格に準拠したデータであり、ＰＳ＿ＶＯＢ、ＴＳ１＿ＶＯＢ、ＴＳ２＿ＶＯＢ、ＡＯＢ、ＰＯＢ、ＭＮＦ（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ'ｓ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｄａｔａ）がある。

ＰＳ＿ＶＯＢ、ＡＯＢ、ＰＯＢはＭＰＥＧのプログラムストリーム（ＰＳ）であり、ＴＳ１＿ＶＯＢ及びＴＳ２＿ＶＯＢはトランスポートストリーム（ＴＳ）である。プログラムストリームは、パッケージメディアにＡＶ情報を格納することを考慮されたデータ構造を有し、一方、トランスポートストリームは通信メディアを考慮したデータ構造を有する。

ＰＳ＿ＶＯＢ、ＴＳ１＿ＶＯＢ、ＴＳ２＿ＶＯＢは、いずれも映像情報と音声情報を共に有し映像情報が主体となるオブジェクトである。このうち、ＴＳ１＿ＶＯＢは原則、ＤＶＤレコーダによりエンコードが行われ、内部のピクチャ構造が詳細に管理されているオブジェクトであり、ＴＳ２＿ＶＯＢはＤＶＤレコーダ外でエンコードされたオブジェクトであり、内部のピクチャ構造等のデータ構造が一部不明なオブジェクトである。

典型的には、ＴＳ１＿ＶＯＢは外部から入力されるアナログビデオ信号をＤＶＤレコーダがトランスポートストリームにエンコードしたオブジェクトであり、ＴＳ２＿ＶＯＢは外部から入力されるデジタルビデオ信号をエンコードすることなく直接ディスクに記録したオブジェクトである。つまりデジタル放送をＤＶＤレコーダが記録する際には、一般的にＴＳ２＿ＶＯＢである。

ＡＯＢ、ＰＯＢはＭＰＥＧのプログラムストリームであり、ＡＯＢは音声情報が主体となるオブジェクトであり、ＰＯＢは静止画が主体となるオブジェクトである。

ＭＮＦ（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ'ｓ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｄａｔａ）は製造者固有の情報を格納するためのデータ領域である。

上述した、映像情報主体、音声情報主体とは、ビットレートの割り当てが大きいことを意味する。ＶＯＢは映画等のアプリケーションに用いられ、ＡＯＢは音楽アプリケーションに用いられる。

（４．再生されるＡＶ情報の概要）
図８は、ＤＶＤディスクに各種ＡＶオブジェクトとして記録されるＭＰＥＧデータの構造を示す図である。

図８が示すようにビデオストリーム及びオーディオストリームは、それぞれ分割され多重される。ＭＰＥＧ規格においては、多重化後のストリームをシステムストリームと呼称する。ＤＶＤの場合、ＤＶＤ固有の情報が設定されたシステムストリームをＶＯＢ（Ｖｉｄｅｏ Ｏｂｊｅｃｔ）と呼称している。分割の単位は、パック・パケットと称され、約２ＫＢｙｔｅのデータ量を有する。

ビデオストリームはＭＰＥＧ規格で符号化されており、可変ビットレートで圧縮されており、動きが激しい等の複雑な映像であればビットレートが高くなっている。ＭＰＥＧ規格では、映像の各ピクチャは、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャに種類分けして符号化される。このうち、Ｉピクチャはフレーム内で完結する空間的な圧縮符号化が施されおり、Ｐピクチャ、Ｂピクチャはフレーム間の相関を利用した時間的な圧縮符号化が施されている。ＭＰＥＧでは少なくともＩピクチャを含む区間をＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）として管理する。ＧＯＰは早送り再生等の特殊再生におけるアクセスポイントになる。フレーム内圧縮されたＩピクチャを有するためである。

一方、音声ストリームの符号化には、ＤＶＤの場合、ＭＰＥＧオーディオに加え、ＡＣ―３やＬＰＣＭの符号化が用いられる。

図８が示すように、ＧＯＰを構成するビデオ情報とそれに付随する音声情報とを含む多重化後のデータ単位はＶＯＢＵ（Ｖｉｄｅｏ Ｏｂｊｅｃｔ Ｕｎｉｔ）と称される。ＶＯＢＵには、当該動画区間の管理用の情報をヘッダ情報として含ませる場合がある。

図８で説明したシステムストリームには、プログラムストリーム（ＰＳ）とトランスポートストリーム（ＴＳ）がある。前者はパッケージメディアを考慮したデータ構造を有し、後者は通信メディアを考慮したデータ構造を有する。

図９は、プログラムストリームとトランスポートストリームのデータ構造の概要を説明する図である。

プログラムストリームは、伝送及び多重化の最小単位である固定長のパックからなり、パックはさらに、１つ以上のパケットを有する。パックもパケットもヘッダ部とデータ部を有する。ＭＰＥＧではデータ部をペイロードと称する。ＤＶＤの場合はパックの固定長はセクタサイズと整合性をとり２ＫＢになる。パックは複数のパケットを有することができるが、ＤＶＤの映像や音声を格納するパックは１パケットのみを有するため、特別な場合を除いて１パック＝１パケットになる。

一方、トランスポートストリームの伝送及び多重化の単位は固定長のＴＳパケットからなる。ＴＳパケットのサイズは１８８Ｂであり、通信用規格であるＡＴＭ伝送との整合性をとっている。ＴＳパケットは１つ以上が集まりＰＥＳパケットを構成する。

ＰＥＳパケットはプログラムストリームとトランスポートストリームで共通する概念であり、データ構造は共通である。プログラムストリームのパックに格納されるパケットはＰＥＳパケットを直接構成し、トランスポートストリームのＴＳパケットは１つ以上が集まりＰＥＳパケットを構成する。

また、ＰＥＳパケットは符号化の最小単位であり、符号化が共通するビデオ情報、オーディオ情報をそれぞれ格納する。すなわち、一つのＰＥＳパケット内に符号化方式の異なるビデオ情報、オーディオ情報が混在して格納されることはない。但し、同じ符号化方式であればピクチャバウンダリやオーディオフレームのバウンダリは保証せずとも良い。図９に示すように複数のＰＥＳパケットで１つのフレームを格納したり、１つのＰＥＳパケットに複数のフレームを格納するケースもありうる。

図１０Ａ〜１０Ｃと図１１Ａ〜１１Ｃに、トランスポートストリームとプログラムストリームの個別のデータ構造を示す。

図１０Ａ〜１０Ｃ、図１２Ａ〜１２Ｄに示すように、ＴＳパケットは、ＴＳパケットヘッダと、適用フィールドと、ペイロード部から構成される。ＴＳパケットヘッダにはＰＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）が格納され、これにより、ＴＳパケットが所属するビデオストリームまたはオーディオストリーム等の各種ストリームが識別される。

適用フィールドにはＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）が格納される。ＰＣＲはストリームをデコードする機器の基準クロック（ＳＴＣ）の参照値である。機器は典型的にはＰＣＲのタイミングでシステムストリームをデマルチプレクスし、ビデオストリーム等の各種ストリームに再構築する。

ＰＥＳヘッダには、ＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）とＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）が格納される。ＤＴＳは当該ＰＥＳパケットに格納されるピクチャ／オーディオフレームのデコードタイミングを示し、ＰＴＳは映像音声出力等のプレゼンテーションタイミングを示す。

なお、全てのＰＥＳパケットヘッダにＰＴＳ、ＤＴＳを有する必要はなく、Ｉピクチャの先頭データが格納開始されるＰＥＳパケットのヘッダにＰＴＳ、ＤＴＳがあればデコード及び出力に支障はない。

ＴＳパケットの構造の詳細は図１２Ａ〜図１２Ｄに示される。

図１２Ａ〜図１２Ｄに示すように、適用フィールドにはＰＣＲに加えて、ランダムアクセス表示フラグが格納され、当該フラグにより、対応するペイロード部にビデオ・オーディオのフレーム先頭であってアクセスポイントとなりうるデータを格納するか否かを示す。また、ＴＳパケットのヘッダ部には前述したＰＩＤに加えて、ＰＥＳパケットの開始を示すユニット開始表示フラグ、適用フィールドが後続するか否かを示す適用フィールド制御情報も格納される。ユニット開始表示フラグは新たなＰＥＳパケットの開始を示し、ＰＩＤはストリームの種類及び属性を示す。

図１１Ａ〜図１１Ｃには、プログラムストリームを構成するパックの構造を示す。パックは、パックヘッダにＳＣＲを有し、格納するパケットのパケットヘッダにｓｔｒｅａｍ＿ｉｄを有している。ＳＣＲはトランスポートストリームのＰＣＲと、ｓｔｒｅａｍ＿ｉｄはＰＩＤと実質同じである。またＰＥＳパケットのデータ構造はトランスポートストリームと共通なため、ＰＥＳヘッダにＰＴＳとＤＴＳが格納される。

プログラムストリームとトランスポートストリームの大きな違いの１つに、トランスポートストリームではマルチプログラムが許される点がある。すなわち、番組という単位では１つの番組しかプログラムストリームは伝送できないが、トランスポートストリームは複数の番組を同時に伝送することを想定している。このため、トランスポートストリームでは、番組毎に番組を構成するビデオストリームとオーディオストリームがいずれかを再生装置が識別することが必要になる。

図１３Ａ〜１３Ｃ２に、番組を構成するオーディオストリームとビデオストリームの構成情報を伝送するＰＡＴテーブル、ＰＭＡＰテーブルを示す。これらの図に示すように、番組毎に使用されるビデオストリームとオーディオストリームの組み合わせに関する情報をＰＭＡＰテーブルが格納し、番組とＰＭＡＰテーブルの組み合わせに関する情報をＰＡＴテーブルが格納する。再生装置は、ＰＡＴテーブル、ＰＭＡＰテーブルにより出力が要求された番組を構成するビデオストリームとオーディオストリームを検出することができる。

次に上述してきたプログラムストリームのパックと、トランスポートストリームのＴＳパケットのディスク上の配置に関して、図１４Ａ〜１４Ｃを用いて説明する。

図１４Ａに示すように、１６個のセクタはＥＣＣブロックを構成する。

プログラムストリームの形式をとるビデオオブジェクト（ＰＳ＿ＶＯＢ）を構成するパック（ＰＳ Ｐａｃｋ）は、図１４Ｂが示すように、セクタバウンダリで配置される。パックサイズもセクタサイズも２ＫＢだからである。

一方、トランスポートストリームの形式をとるビデオオブジェクト（ＴＳ１−ＶＯＢ／ＴＳ２−ＶＯＢ）は８ＫＢのサイズを有する単位でＥＣＣブロック内に配置される。この８ＫＢ単位で１８Ｂのヘッダ領域を有し、データ領域にはＡＴＳ情報が付加されたＴＳパケットが４３個配置される。ＡＴＳ情報（Ａｒｒｉｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）は、ＤＶＤレコーダにより生成し付加される情報であって、当該パケットがＤＶＤレコーダに外部より伝送されてきたタイミングを示す情報である。

尚、図１４Ｃに示したように、固定バイトのＡＴＳとＭＰＥＧ−ＴＳパケットとの組で連続して記録したＭＰＥＧ−ＴＳの蓄積フォーマットも有り得る。

（５．ＡＶ情報の管理情報と再生制御の概要）
図１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂは図７が示すところのビデオ管理情報（Ｖｉｄｅｏ Ｍａｎａｇｅｒ）と称されるファイルのデータ構造を示す図である。

ビデオ管理情報は、各種オブジェクトのディスク上の記録位置等の管理情報を示すオブジェクト情報と、オブジェクトの再生順序等を示す再生制御情報とを有する。

図１５Ａ、１５Ｂはディスクに記録されるオブジェクトとして、ＰＳ−ＶＯＢ＃１〜ＰＳ−ＶＯＢ＃ｎ、ＴＳ１−ＶＯＢ＃１〜ＴＳ１−ＶＯＢ＃ｎ、ＴＳ２−ＶＯＢ＃１〜ＴＳ２−ＶＯＢ＃ｎがある場合を示す。

図１５Ａが示すように、これらオブジェクトの種類に応じて、ＰＳ−ＶＯＢ用の情報テーブルと、ＴＳ１−ＶＯＢ用の情報テーブルと、ＴＳ２−ＶＯＢ用の情報テーブルが個別に存在すると共に、各情報テーブルは各オブジェクト毎のＶＯＢ情報を有している。

ＶＯＢ情報は、それぞれ、対応するオブジェクトの一般情報と、オブジェクトの属性情報と、オブジェクトの再生時刻をディスク上のアドレスに変換するためのアクセスマップ、当該アクセスマップの管理情報を有している。一般情報は、対応するオブジェクトの識別情報、オブジェクトの記録時刻等を有し、属性情報は、ビデオストリームのコーディングモードをはじめとするビデオストリーム情報（Ｖ＿ＡＴＲ）と、オーディオストリームの本数（ＡＳＴ＿Ｎｓ）と、オーディオストリームのコーディングモードをはじめとするオーディオストリーム情報（Ａ＿ＡＴＲ）とから構成される。

アクセスマップを必要とする理由は２つある。まず１つは、再生経路情報がオブジェクトのディスク上での記録位置をセクタアドレス等で直接的に参照するのを避け、オブジェクトの再生時刻で間接的に参照できるようにするためである。ＲＡＭ媒体の場合、オブジェクトの記録位置が編集等で変更される場合がおこりうるが、再生経路情報がセクタアドレス等で直接的にオブジェクトの記録位置を参照している場合、更新すべき再生経路情報が多くなるためである。一方、再生時刻で間接的に参照している場合は、再生経路情報の更新は不要で、アクセスマップの更新のみ行えば良い。

２つ目の理由は、ＡＶストリームが一般に時間軸とデータ（ビット列）軸の二つの基準を有しており、この二つの基準間には完全な相関性がないためである。

例えば、ビデオストリームの国際標準規格であるＭＰＥＧ−２ビデオの場合、可変ビットレート（画質の複雑さに応じてビットレートを変える方式）を用いることが主流になりつつあり、この場合、先頭からのデータ量と再生時間との間に比例関係がないため、時間軸を基準にしたランダムアクセスができない。この問題を解決するため、オブジェクト情報は、時間軸とデータ（ビット列）軸との間の変換を行なうためのアクセスマップを有している。

図１５Ａが示すように再生制御情報は、ユーザ定義再生経路情報テーブル、オリジナル再生経路情報テーブル、タイトルサーチポインタを有する。

図１６Ａが示すように、再生経路には、ＤＶＤレコーダがオブジェクト記録時に記録された全てのオブジェクトを示すように自動生成するオリジナル定義再生経路情報と、ユーザが自由に再生シーケンスを定義できるユーザ定義再生経路情報の２種類がある。再生経路はＤＶＤではＰＧＣ情報（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｈａｉｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）と統一的呼称され、また、ユーザ定義再生経路情報はＵ−ＰＧＣ情報、オリジナル再生経路情報はＯ−ＰＧＣ情報と呼称される。Ｏ−ＰＧＣ情報、Ｕ−ＰＧＣ情報はそれぞれ、オブジェクトの再生区間であるセルを示す情報であるセル情報をテーブル形式で列挙する情報である。Ｏ−ＰＧＣ情報で示されるオブジェクトの再生区間はオリジナルセル（Ｏ−ＣＥＬＬ）と呼称され、Ｕ−ＰＧＣ情報で示されるオブジェクトの再生区間はユーザセル（Ｕ−ＣＥＬＬ）と呼称される。

セルは、オブジェクトの再生開始時刻と再生終了時刻でオブジェクトの再生区間を示し、再生開始時刻と再生終了時刻は前述したアクセスマップにより、オブジェクトの実際のディスク上の記録位置情報に変換される。

図１６Ｂが示すように、ＰＧＣ情報により示されるセル群は、テーブルのエントリー順序に従って順次再生される一連の再生シーケンスを構成する。

図１７は、オブジェクト、セル、ＰＧＣ、アクセスマップの関係を具体的に説明する図である。

図１７に示すように、オリジナルＰＧＣ情報５０は少なくとも１つのセル情報６０、６１、６２、６３を含む。 セル情報６０…は再生するオブジェクトを指定し、かつ、そのオブジェクトタイプ、オブジェクトの再生区間を指定する。ＰＧＣ情報５０におけるセル情報の記録順序は、各セルが指定するオブジェクトが再生されるときの再生順序を示す。

一のセル情報６０には、それが指定するオブジェクトの種類を示すタイプ情報（Ｔｙｐｅ）６０ａと、オブジェクトの識別情報であるオブジェクトＩＤ（Ｏｂｊｅｃｔ ＩＤ） ６０ｂと、時間軸上でのオブジェクト内の開始時刻情報（Ｓｔａｒｔ＿ＰＴＭ）６０ｃと、時間軸上でのオブジェクト内の終了時刻情報（Ｅｎｄ＿ＰＴＭ）６０ｄとが含まれる。

データ再生時は、ＰＣＧ情報５０内のセル情報６０が順次読み出され、各セルにより指定されるオブジェクトが、セルにより指定される再生区間分再生されることになる。

アクセスマップ８０ｃは、セル情報が示す開始時刻情報と終了時刻情報とをオブジェクトのディスク上での位置情報に変換する。

上述したマップ情報であるが、オブジェクトの記録時にともに生成され記録される。マップを生成するためには、オブジェクトのデータ内のピクチャ構造を解析する必要がある。具体的には図９で示すＩピクチャの位置の検出と、図１０Ａ〜１０Ｃ、図１１Ａ〜１１Ｃに示す当該Ｉピクチャの再生時刻であるＰＴＳ等のタイムスタンプ情報の検出が必要になる。

ここで、ＰＳ−ＶＯＢとＴＳ１−ＶＯＢとＴＳ２−ＶＯＢのマップ情報を生成する際に生じる問題について以下説明する。

ＰＳ−ＶＯＢ、ＴＳ−ＶＯＢ１は、図１で説明したように主として、受信されたアナログ放送をＤＶＤレコーダがＭＰＥＧストリームにエンコードすることにより生成される。このため、Ｉピクチャや各種タイムスタンプの情報は自らが生成しており、ＤＶＤレコーダにとってストリーム内部のデータ構造は明確であり、マップ情報の生成になんの問題も生じない。

次に、ＴＳ２−ＶＯＢであるが、図１で説明したように主として、受信されたデジタル放送をＤＶＤレコーダがエンコードすることなく直接ディスクに記録する。このため、ＰＳ−ＶＯＢのようにＩピクチャの位置とタイムスタンプ情報を自ら生成するわけではないため、ＤＶＤレコーダにとってストリーム内部のデータ構造は明確ではなく、記録するデジタルストリームからこれら情報を検出することが必要になる。

このため、ＤＶＤレコーダは、レコーダ外部にてエンコードされたストリームを記録しているＴＳ２−ＶＯＢのマップ情報については下記のようにＩピクチャとタイムスタンプを検出する。

まず、Ｉピクチャの検出は、図１２Ａ〜１２Ｄに示すＴＳパケットの適用フィールドのランダムアクセス表示情報を検出することにより行う。また、タイムスタンプの検出については、ＰＥＳヘッダのＰＴＳを検出することにより行う。タイムスタンプについては、ＰＴＳの代わりに、適用フィールドのＰＣＲや、ＴＳパケットがＤＶＤレコーダに伝送されてきた到着タイミングであるＡＴＳで代用することもある。いずれにせよ、ＤＶＤレコーダはＭＰＥＧストリームのビデオ層のデータ構造を解析することなく、その上位層であるシステム層の情報により、Ｉピクチャの位置を検出する。これは、マップ情報を生成するためにビデオ層の解析まで行うのはシステムの負荷が大きいためである。

また、システム層の検出が不可能な場合もありうるが、この場合は、マップ情報が生成できないため、有効なマップ情報が無いことを示すことが必要になる。ＤＶＤレコーダでは図１５Ｂに示すマップ管理情報によりこれらが示される。

図１５Ｂに示すようにマップ管理情報は、マップ有効性情報と自己エンコーディングフラグとを有する。自己エンコーディングフラグは、ＤＶＤレコーダ自らがエンコードしたオブジェクトであることを示し、内部のピクチャ構造が明確であり、マップ情報のタイムスタンプ情報やＩピクチャの位置情報等が正確であることを示している。また、マップ有効性情報は、有効なアクセスマップの有無を示す。

なお、システム層の検出が不可能な例としては、適用フィールドが設定されていない場合や、そもそもＭＰＥＧトランスポートストリームで無いデジタルストリームの場合が考えうる。デジタル放送が世界各国で各種方式が成立しうるため、ＤＶＤレコーダがマップを生成できないオブジェクトを記録するケースも当然予想される。例えば、日本のデジタル放送を想定したＤＶＤレコーダを米国で使用し、米国のデジタル放送を記録した場合、マップを生成できないオブジェクトを記録するケースが出てくる。

但し、ＤＶＤレコーダはマップ情報が生成されないオブジェクトについても、先頭から順次再生することは可能である。この場合、記録されたデジタルストリームをデジタルＩ／Ｆを介して、当該ストリームに対応したＳＴＢに出力することでこれを映像再生することができる。

（６．再生機能の基本動作）
次に、図１８を用いて上記光ディスクを再生するＤＶＤレコーダプレーヤの再生動作について説明する。

図１８に示すように、プレーヤは、光ディスク１００からデータを読み出す光ピックアップ２０１と、読み出したデータのエラー訂正等を行なうＥＣＣ処理部２０２と、エラー訂正後の読み出しデータを一時的に格納するトラックバッファ２０３と、動画オブジェクト（ＰＳ＿ＶＯＢ）等のプログラムストリームを再生するＰＳデコーダ２０５と、デジタル放送オブジェクト（ＴＳ２＿ＶＯＢ）等のトランスポートストリームを再生するＴＳデコーダ２０６と、オーディオ・オブジェクト（ＡＯＢ）を再生するオーディオデコーダ２０７と、静止画オブジェクト（ＰＯＢ）をデコードする静止画デコーダ２０８と、各デコーダ２０５、２０６…へのデータ入力を切り換える切換え手段２１０と、プレーヤの各部を制御する制御部２１１とを備える。

光ディスク１００上に記録されているデータは、光ピックアップ２０１から読み出され、ＥＣＣ処理部２０２を通してトラックバッファ２０３に格納される。トラックバッファ２０３に格納されたデータは、ＰＳデコーダ２０５、ＴＳデコーダ２０６、オーディオデコーダ２０７、静止画デコーダ２０８の何れかに入力されデコードおよび出力される。

このとき、制御部２１１は読み出すべきデータを図１６が示す再生経路情報（ＰＧＣ）が示す再生シーケンスに基づき決定する。すなわち、図１６の例であれば、制御部２１１は、ＶＯＢ＃１の部分区間（ＣＥＬＬ＃１）を最初に再生し、次いで、ＶＯＢ＃３の部分区間（ＣＥＬＬ＃２）を再生し、最後にＶＯＢ＃２（ＣＥＬＬ＃３）と再生する制御を行う。

また、制御部２１１は、図１７が示す再生経路情報（ＰＧＣ）のセル情報により、再生するセルのタイプ、対応するオブジェクト、オブジェクトの再生開始時刻、再生終了時刻を獲得することができる。制御部２１１は、セル情報により特定されるオブジェクトの区間のデータを、適合するデコーダに入力する。

この際、制御部２１１は、セル情報のＯｂｊｅｃｔ ＩＤにより再生対象のオブジェクトを特定する。さらに、制御部２１１は、特定したオブジェクトの再生区間であるセルの特定を、セル情報のＳｔａｒｔＰＴＭとＥｎｄＰＴＭを、対応するＶＯＢ情報のアクセスマップでディスク情報のアドレスに変換することにより行う。

また、本実施形態のプレーヤは、さらに、ＡＶストリームを外部に供給するためのデジタルインターフェース２０４を有している。これにより、ＡＶストリームをＩＥＥＥ１３９４やＩＥＣ９５８などの通信手段を介して外部に供給することも可能である。これは、特に、自らがエンコードしていないＴＳ２−ＶＯＢについては、プレーヤ内部に該当するデコーダが存在しないケースもありうるため、デコードすることなく、直接、デジタルインターフェース２０４を通じて外部のＳＴＢに出力し、そのＳＴＢで再生させることができる。

外部にデジタルデータを直接出力する際には、制御部２１１は図１５Ｂのマップ管理情報に基づき、ランダムアクセス再生が可能かを否か判断する。アクセスポイント情報フラグが有効であれば、アクセスマップはＩピクチャの位置情報を有する。このため、制御部２１１は外部機器から早送り再生等の要求があればこれに応じて、Ｉピクチャを含むデジタルデータをデジタルＩ／Ｆを介して外部機器に出力することができる。また、タイムアクセス情報フラグが有効であれば、タイムアクセスが可能である。このため制御部２１１は、外部の機器からのタイムアクセスの要求に応じて、指定された再生時刻に相当するピクチャデータを含むデジタルデータをデジタルＩ／Ｆを介して外部機器に出力することができる。

（７．記録機能の基本動作）
次に、図１９を用いて上記光ディスクに対して記録、再生を行なう本発明に係るＤＶＤレコーダの構成および動作について説明する。

図１９に示すように、ＤＶＤレコーダは、ユーザへの表示およびユーザからの要求を受け付けるユーザインターフェース部２２２、ＤＶＤレコーダ全体の管理および制御を司るシステム制御部２１２、ＶＨＦおよびＵＨＦを受信するアナログ放送チューナ２１３、アナログ信号をデジタル信号に変換しＭＰＥＧプログラムストリームにエンコードするエンコーダ２１４、デジタル衛星放送を受信するデジタル放送チューナ２１５、デジタル衛星で送られるＭＰＥＧトランスポートストリームを解析する解析部２１６、テレビおよびスピーカなどの表示部２１７、ＡＶストリームをデコードするデコーダ２１８とを備える。デコーダ２１８は、図１８に示した第１及び第２のデコーダ等からなる。さらに、ＤＶＤレコーダは、デジタルインターフェース部２１９と、書きこみデータを一時的に格納するトラックバッファ２２０と、ＤＶＤ−ＲＡＭ１００にデータを書きこむドライブ２２１とを備える。デジタルインターフェース部２１９はＩＥＥＥ１３９４等の通信手段により外部機器にデータを出力するインターフェースである。

このように構成されるＤＶＤレコーダにおいては、ユーザインターフェース部２２２が最初にユーザからの要求を受ける。ユーザインターフェース部２２２はユーザからの要求をシステム制御部２１２に伝え、システム制御部２１２はユーザからの要求を解釈すると共に各モジュールへの処理要求を行う。

録画には、入力されるデジタルデータを自らエンコードするセルフエンコーディングと、エンコード済みのデジタルデータをエンコードすることなくディスクに記録するアウトサイドエンコーディングがある。

（７．１ セルフエンコーディングによる録画動作）
最初にセルフエンコーディングの録画について、アナログ放送をＰＳ−ＶＯＢにエンコードして記録する動作を以下、具体的に説明する。

システム制御部２１２はアナログ放送チューナ２１３への受信とエンコーダ部２１４へのエンコードを要求する。

エンコーダ部２１４はアナログ放送チューナ２１３から送られるＡＶデータをビデオエンコード、オーディオエンコードおよびシステムエンコードしてトラックバッファ２２０に送出する。

エンコーダ部２１４は、エンコード開始直後に、エンコードしているＭＰＥＧプログラムストリームの先頭データが有するタイムスタンプ情報を再生開始時刻（ＰＳ＿ＶＯＢ＿Ｖ＿Ｓ＿ＰＴＭ）としてシステム制御部２１２に送り、続いてアクセスマップを作成するために必要な情報をエンコード処理と平行してシステム制御部２１２に送る。この値は、後に生成される図１７に示すセル情報のＳｔａｒｔ＿ＰＴＭに設定される。タイムスタンプ情報は、一般的にはＰＴＳになるがＳＣＲで代用しても良い。

次にシステム制御部２１２は、ドライブ２２１に対して記録要求を出し、ドライブ２２１はトラックバッファ２２０に蓄積されているデータを取り出しＤＶＤ−ＲＡＭディスク１００に記録する。この際、前述した連続領域（ＣＤＡ）をディスク上の記録可能領域から検索し、検索した連続領域にデータを記録していく。

録画終了はユーザからのストップ要求によって指示される。ユーザからの録画停止要求は、ユーザインターフェース部２２２を通してシステム制御部２１２に伝えられ、システム制御部２１２はアナログ放送チューナ２１３とエンコーダ部２１４に対して停止要求を出す。

エンコーダ２１４はシステム制御部２１２からのエンコード停止要求を受けエンコード処理を止め、最後にエンコードを行ったＭＰＥＧプログラムストリームの終端データが有するタイムスタンプ情報を再生終了時刻（ＰＳ＿ＶＯＢ＿Ｖ＿Ｅ＿ＰＴＭ）として、システム制御部２１２に送る。この値は、図１７に示すセル情報のＥｎｄ＿ＰＴＭに設定される。タイムスタンプ情報は通常ＰＴＳが設定されるが、ＳＣＲで代用しても良い。

システム制御部２１２は、エンコード処理終了後、エンコーダ２１４から受け取った情報に基づき、図１５に示すＰＳ−ＶＯＢ用のＶＯＢ情報（ＰＳ−ＶＯＢＩ）と再生制御情報を生成する。

ここで、生成されるＶＯＢ情報はオブジェクト種類に適合したアクセスマップとマップ管理情報とを含む。システム制御部２１２は、マップ管理情報のマップ有効性情報を有効に設定すると共に、自己エンコーディングフラグをＯＮにする。

また、再生制御情報は、記録されるオブジェクトを再生対象の１つとする図１６に示すオリジナル再生経路（Ｏ−ＰＧＣ情報）が生成される。生成されたＯ−ＰＧＣ情報はオリジナル再生経路テーブルに追記される。オリジナル再生経路（Ｏ−ＰＧＣ情報）はセル情報を有する。セル情報のタイプ情報には「ＰＳ−ＶＯＢ」が設定される。

最後にシステム制御部２１２は、ドライブ２２１に対してトラックバッファ２２０に蓄積されているデータの記録終了と、ＰＳ−ＶＯＢ用のＶＯＢ情報（ＰＳ＿ＶＯＢＩ）および再生制御情報の記録を要求し、ドライブ２２１がトラックバッファ２２０の残りデータと、これらの情報をＤＶＤ−ＲＡＭディスク１００に記録し、録画処理を終了する。

なお、アナログ放送をＴＳ１−ＶＯＢにエンコードしてももちろん良い。この場合、エンコーダ２１４はアナログ信号をデジタル信号に変換しＭＰＥＧトランスポートストリームにエンコードするエンコーダである必要があり、セル情報内のタイプ情報は「ＴＳ１−ＶＯＢ」に設定される。
この場合のＳｔａｒｔ＿ＰＴＭおよびＥｎｄ＿ＰＴＭは、ＰＴＳでも良いしＰＣＲを用いても良い。

（７．２ アウトサイドエンコーディングによる録画動作）
次にアウトサイドエンコーディングによる録画について、デジタル放送を録画する動作を通して以下、具体的に説明する。この場合、記録されるオブジェクトの種類はＴＳ２−ＶＯＢになる。

ユーザによるデジタル放送録画要求は、ユーザインターフェース部２２２を通してシステム制御部２１２に伝えられる。システム制御部２１２はデジタル放送チューナ２１５への受信と解析部２１６へのデータ解析を要求する。

デジタル放送チューナ２１５から送られるＭＰＥＧトランスポートストリームは解析部２１６を通してトラックバッファ２２０へ転送される。

解析部２１６は、最初にデジタル放送として受信されたエンコード済みのＭＰＥＧトランスポートストリーム（ＴＳ２−ＶＯＢ）のＶＯＢ情報（ＴＳ２＿ＶＯＢＩ）の生成に必要な情報として、トランスポートストリームの先頭データが有するタイムスタンプ情報を開始時刻情報（ＴＳ２＿ＶＯＢ＿Ｖ＿Ｓ＿ＰＴＭ）として抽出し、システム制御部２１２に送る。開始時刻情報は、後に生成される図１７に示すセル情報のＳｔａｒｔ＿ＰＴＭに設定される。このタイムスタンプ情報は、ＰＣＲ又はＰＴＳになる。また、オブジェクトがＤＶＤレコーダに伝送されてくるタイミングであるＡＴＳで代用しても良い。

解析部２１６は、さらに、ＭＰＥＧトランスポートストリームのシステム層を解析し、アクセスマップ作成に必要な情報を検出する。Ｉピクチャのオブジェクト内での位置については、前述したようにＴＳパケットヘッダ中の適用フィールド（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ）内のランダムアクセスインジケータ（ｒａｎｄａｍ＿ａｃｃｅｓｓ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）をもとに検出する。

次にシステム制御部２１２は、ドライブ２２１に対して記録要求を出力し、ドライブ２２１はトラックバッファ２２０に蓄積されているデータを取り出しＤＶＤ−ＲＡＭディスク１００に記録する。この時、システム制御部２１２はファイルシステムのアロケーション情報からディスク上のどこに記録するかをあわせてドライブ２２１に指示する。この際、前述した連続領域（ＣＤＡ）をディスク上の記録可能領域から検索し、検索した連続領域にデータを記録していく。

録画終了はユーザからのストップ要求によって指示される。ユーザからの録画停止要求は、ユーザインターフェース部２２２を通してシステム制御部２１２に伝えられ、システム制御部２１２はデジタルチューナ２１５と解析部２１６に停止要求を出す。

解析部２１６はシステム制御部２１２からの解析停止要求を受け解析処理を止め、最後に解析を行ったＭＰＥＧトランスポートストリームの終了区間のデータが有するタイムスタンプ情報を表示終了時刻（ＴＳ２＿ＶＯＢ＿Ｖ＿Ｅ＿ＰＴＭ）としてシステム制御部２１２に送る。この値は、図１７に示すセル情報のＥｎｄ＿ＰＴＭに設定される。このタイムスタンプ情報は、ＰＣＲ又はＰＴＳになる。また、オブジェクトがＤＶＤレコーダに伝送されてくるタイミングであるＡＴＳで代用しても良い。

システム制御部２１２は、デジタル放送の受信処理終了後、解析部２１６から受け取った情報に基づき、図１５に示すＴＳ２−ＶＯＢ用のＶＯＢ情報（ＴＳ２＿ＶＯＢＩ）と再生制御情報を生成する。

ここで、生成されるＶＯＢ情報はオブジェクト種類に適合したアクセスマップとマップ管理情報とを含む。システム制御部２１２は、Ｉピクチャのオブジェクト内での位置等を検出でき有効なアクセスマップを生成した場合にはマップ管理情報のマップ有効性情報を有効に設定する。また自己エンコーディングフラグはＯＦＦ設定をする。有効なアクセスマップを生成できなかった場合にはマップ有効性情報を無効に設定する。なお、有効なアクセスマップを生成できないケースとしては、対応していないデジタル放送を受信した場合や、適用フィールドにランダムアクセス情報が無い場合等が考えられる。また、デジタルＩ／Ｆから直接入力された場合は、ＭＰＥＧトランスポートストリームでないケースもありえ、この場合も当然、マップ有効性情報は無効に設定される。

また、再生制御情報は、記録されるオブジェクトを再生対象の１つとする図１６に示すオリジナル再生経路（Ｏ−ＰＧＣ情報）が生成される。生成されたＯ−ＰＧＣ情報はオリジナル再生経路テーブルに追記される。オリジナル再生経路（Ｏ−ＰＧＣ情報）はセル情報を有する。セル情報のタイプ情報には「ＴＳ２−ＶＯＢ」が設定される。

最後にシステム制御部２１２は、ドライブ２２１に対してトラックバッファ２２０に蓄積されているデータの記録終了と、ＴＳ２−ＶＯＢ用のＶＯＢ情報（ＴＳ２＿ＶＯＢＩ）および再生制御情報の記録を要求し、ドライブ２２１がトラックバッファ２２０の残りデータと、これらの情報をＤＶＤ−ＲＡＭディスク１００に記録し、録画処理を終了する。

以上、ユーザからの録画開始および終了要求をもとに動作を説明したが、例えば、ＶＴＲで使用されているタイマー録画の場合では、ユーザの代わりにシステム制御部が自動的に録画開始および終了要求を発行するだけであって、本質的にＤＶＤレコーダの動作が異なるものではない。

（８．詳細な実施形態）
（実施の形態１）
図２０はＡＶストリームファイルの配置を示す図である。ＡＶストリームファイルが複数の連続領域に分割して記録される例を、データレートが低い場合と高い場合に分けて示している。データレートが低い場合は、高い場合に比べ、連続再生を行うために必要な連続領域の長さは短い。領域間のアクセス時間を最大アクセス時間と仮定して、ピックアップが、次の連続領域へアクセスしても連続再生が途切れないような連続領域の長さが予め定められている。例えば、データレートが、２５Ｍｂｐｓ（Ｍｅｇａ ｂｉｔｓ／秒）の連続領域の長さが１０ＭＢ（Ｍｅｇａ Ｂｙｔｅｓ）、３０Ｍｂｐｓでは、２０ＭＢと定められているとする。ＡＶストリームファイルを記録する際に、記録するデータレートに応じて、このような、２つの配置ルールがある。

本発明では、これらの２つの配置ルールを識別するために、この識別情報を、ＡＶストリームファイルを管理するＶＯＢ情報（ＶＯＢＩ）の中に記録することを特徴とする。ＶＯＢＩには、データのレート情報も記録されるために、配置ルールの情報を合わせて記録することで、再生機器が、対応するＡＶストリームファイルを再生する場合に、必要なバッファサイズを設定することができ、より確実な、連続再生を行うことが出来るようになる。

図２１は、ＶＯＢＩ内に設定された、配置ルールの識別情報のフィールドを表す図である。ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ＿ｆｉｌｅ＿ｔｙｐｅフィールドに、配置ルールの情報が記録される。値が１の場合は、対応するＡＶストリームファイルが第１の配置ルールで記録されるファイルであることを示しており、値が２の場合には、対応するＡＶストリームファイルが第２の配置ルールで記録されるファイルであることを示している。ＴＳ＿ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ＿ｒａｔｅフィールドには、対応するＡＶストリームファイルに記録されているＡＶストリーム・データの最大データレートの値が記録される。

図２２は、同時録再モデルに従って、複数のＡＶストリーム・データを同時に録画・再生する方法（同時録再の方法）についての原理を説明する図であり、図２３は、２つのＡＶストリーム・データを同時録再する同時録再モデルを示す図である。

同時録再モデルは、情報記録媒体に対してＡＶストリーム・データを記録再生するピックアップ６４と、第１のＡＶストリーム・データを符号化するエンコーダ６０と、符号化された第１のＡＶストリーム・データをピックアップ６４により記録する前に一時的に保持する記録バッファ６２と、ピックアップ６４により再生された第２のＡＶストリーム・データを一時的に保持する再生バッファ６３と、再生バッファ６３から転送された第２のＡＶストリーム・データを復号化するデコーダ６１とを含む。ここで、ＡＶストリーム・データとは、映像データおよび音声データのうちの少なくとも一方を含むデータをいう。情報記録媒体とは、光ディスクなどの任意のタイプの記録媒体をいう。

図２２は、ＡＶストリーム・データＡ、Ｂを同時録再する場合における、同時録再モデルの記録バッファ６２、再生バッファ６３内のデータ量の推移を示す。この図に示される例では、ＡＶストリーム・データＡを情報記録媒体上の領域１、２、３、４に記録しながら、情報記録媒体上の領域５、６、７、８に記録されたＡＶストリーム・データＢを再生する。ここで、領域１〜４は、ＡＶストリーム・データＡを記録する領域として割付けられた領域であり、領域５〜８は、ＡＶストリーム・データＢを記録した領域として割付けられた領域である。

図２２において、Ａ１〜Ａ７は、ピックアップ６４がアクセスすべき領域間を移動する動作（アクセス動作）を示す。アクセス動作Ａ１〜Ａ７に必要な時間は、それぞれ、ピックアップ６４が情報記録媒体の最内周にある領域と最外周にある領域との間をアクセスするのに必要な時間（すなわち、最大アクセス時間Ｔａ）であるとする。記録バッファ６２、再生バッファ６３とピックアップ６４との間のデータ転送レートは、ピックアップ６４がデータの記録または再生を行うときのデータレートであり、一定値のＶｔであるとする。エンコーダ６０と記録バッファ６２との間のデータ転送レートおよびデコーダ６１と再生バッファ６３との間のデータ転送レートは、一定のＶｄであるとする。Ｖｄは、記録再生されるデータが可変レートで圧縮されている場合には、その可変レートの最大値である。

記録動作Ｗ１において、記録バッファ６２に蓄積されたＡＶストリーム・データＡが領域１に記録される。領域１の終端において記録バッファ６２はエンプティでないため、ＡＶストリーム・データＡの記録動作からＡＶストリーム・データＢの再生動作への切り替えは発生しない。アクセス動作Ａ１の後、記録動作Ｗ２において、記録バッファ６２に蓄積されたＡＶストリーム・データＡが領域２に記録される。

記録動作Ｗ２を実行している間に、記録バッファ６２がエンプティになる。その結果、ＡＶストリーム・データＡの記録動作からＡＶストリーム・データＢの再生動作への切り替えが発生する（アクセス動作Ａ２）。

再生動作Ｒ１において、領域５からＡＶストリーム・データＢが読み出され、再生バッファ６３に蓄積される。領域５の終端において再生バッファ６３はフルではないため、ＡＶストリーム・データＢの再生動作からＡＶストリーム・データＡの記録動作への切り替えは発生しない。アクセス動作Ａ３の後、再生動作Ｒ２において、領域６からＡＶストリーム・データＢが読み出され、再生バッファ６３に蓄積される。

再生動作Ｒ２を実行している間に、再生バッファ６３がフルになる。その結果、ＡＶストリーム・データＢの再生動作からＡＶストリーム・データＡの記録動作への切り替えが発生する（アクセス動作Ａ４）。

このように、同時録再の方法は、多くとも１回のアクセス動作と多くとも２回の記録動作とによって記録バッファ６２をエンプティにすることができるという条件と、多くとも１回のアクセス動作と多くとも２回の再生動作とによって再生バッファ６３をフルにすることができるという条件との両方を満たすように設計されている。すなわち、同時録再の条件は、これらの２つの条件の両方を満たすことである。これにより、記録バッファ６２、再生バッファ６３をオーバーフローさせることなく、記録バッファ６２、再生バッファ６３をアンダーフローさせることなく、ＡＶストリーム・データＡを情報記録媒体に記録しつつ、情報記録媒体に記録されたＡＶストリーム・データＢを再生することを保証することが可能になる。

例えば、ＡＶストリーム・データＡを記録する領域として割付けられた少なくとも１つの記録領域のそれぞれがＹ以上のサイズを有し、かつ、ＡＶストリーム・データＢが記録された領域として割付けられた少なくとも１つの再生領域のそれぞれがＹ以上のサイズを有することにより、同時録再条件を満たすことができる。

従って、同時録再条件を満たすためには、Ｙ以上のサイズを有する少なくとも１つの未割付け領域を検索し、そのようにして検索された少なくとも１つの記録領域をＡＶストリーム・データＡを記録する領域として割付けるようにすればよい。

ＡＶストリーム・データＢを記録する領域についても同様である。

図２２に示される例では、領域１〜４のそれぞれが含まれる記録領域がＹ以上のサイズを有し、かつ、領域５〜８のそれぞれが含まれる再生領域がＹ以上のサイズを有することにより同時録再条件を満たすことができる。すなわち、領域２と３は連続した記録領域であり、領域６と７は連続した再生領域である。

ここで、記録領域、再生領域の最小サイズＹと、記録バッファ６２、再生バッファ６３に必要なバッファサイズＢとは、以下の式に従って求められる。

Ｙ＝４×Ｔａ×Ｖｄ×Ｖｔ÷（Ｖｔ−２×Ｖｄ）
Ｂ＝（４×Ｔａ＋Ｙ÷Ｖｔ）×Ｖｄ
記録領域、再生領域の最小サイズＹの式は、以下のようにして導かれる。

ＡＶストリーム・データＡの記録動作において、記録バッファ６２内のデータは、Ｖｔ−Ｖｄで消費され、アクセス動作およびＡＶストリーム・データＢの再生動作において、記録バッファ６２内のデータは、Ｖｄで蓄積される。記録動作Ｗ１、アクセス動作Ａ１、記録動作Ｗ２の間に消費される記録バッファ６２のデータ量と、アクセス動作Ａ２、再生動作Ｒ１、アクセス動作Ａ３、再生動作Ｒ２およびアクセス動作Ａ４の間に蓄積される記録バッファ６２のデータ量とは等しい。

従って、２つのＡＶストリーム・データを同時録再する場合には、以下の式が成り立つ。

Ｙ÷Ｖｔ×（Ｖｔ−Ｖｄ）−Ｔａ×Ｖｄ＝（３×Ｔａ＋Ｙ÷Ｖｔ）×Ｖｄ
この式を変形することにより、記録領域、再生領域の最小サイズＹの式が得られる。

複数の機器間で、同時録再を行うためには、上記の同時録再の条件を満たすようにデータをディスク上に配置する必要がある。しかしながら、先に説明したように、同時録再をサポートしない機器が、１つのＡＶストリームデータのみを連続再生できるように、データを配置する場合がある。この場合には、同時録再の条件から決まる領域のサイズより小さな領域にデータが配置される場合があり、このデータを再生しながら、他のデータを同時に記録することが出来ない。

このため、本発明では、ＡＶストリームを記録する場合に、同時録再の条件を満たすような配置ルールで記録したか、もしくは、１つのＡＶストリームのみを再生できる条件を満たす配置ルールで記録したのかを、識別する情報を、ディスク上に記録することが有用である。図２１で説明したＶＯＢＩ内に設定された、配置ルールの識別情報のフィールドに、これらの情報を記録してもよい。すなわち、ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ＿ｆｉｌｅ＿ｔｙｐｅフィールドにおいて、値が３と４の場合は、同時録再において、再生が可能なようにデータが配置されていることを示している。また、値が３の場合は、対応するＡＶストリームファイルが、データレート２５Ｍｂｐｓとして、第３の配置ルールで記録されたファイルであることを示しており、値が４の場合には、対応するＡＶストリームファイルがデータレート３０Ｍｂｐｓとして、第２の配置ルールで記録されたファイルであることを示している。

このように、同時録再可能なＡＶストリームファイルと同時録再が出来ないＡＶストリームファイルが、混在してディスク上に記録される場合に、どのファイルが、同時録再可能かを容易に識別できるように、識別情報を持つことで、記録機器を操作するユーザが同時録再を行うに、記録機器が同時録再できるかどうかをユーザに通知することが出来るようになる。

なお、配置ルールの情報をＶＯＢＩに記録する例を説明したが、配置ルールの情報をＰＧＣに記録してもよい。

なお、記録するデータレートが２種類ある例を説明したが、２種類に限定されない。また、複数のデータレートのＡＶストリームファイルが記録される場合、データレートの低いＡＶストリームファイルが同時録再できるようにするには、記録するＡＶストリームファイルが再生される場合のデータレートと、将来の同時録再において、記録されるＡＶストリームファイルの想定される最大のデータレートとで、同時録再の条件を満たすようにすればよい。

すなわち、これから記録するＡＶストリームファイルのデータレートをＶｄ１，将来の同時録再において、記録されるＡＶストリームファイルの想定される最大のデータレートＶｄ２として、記録領域の最小サイズＹは、以下の式に従って求められる。

Ｙ＝４×Ｔａ×Ｖｄ１×Ｖｔ÷（Ｖｔ−Ｖｄ１−Ｖｄ２）
尚、上記説明においては、ｒｅａｌ＿ｔｉｍｅ＿ｆｉｌｅ＿ｔｙｐｅを個々のストリーム管理情報（ＶＯＢ情報）に格納するとして説明してきたが、本発明はこれに限らず、図１５（ａ）のコンテンツ全体を管理するビデオ管理情報（Ｖｉｄｅｏ Ｍａｎａｇｅｒ）に格納しても良い。

この場合の利点は、このビデオ管理情報によって管理されたディスク上（ボリューム）のストリーム配置は全て指定されたｒｅａｌ＿ｔｉｍｅ＿ｆｉｌｅ＿ｔｙｐｅを満たすように設定されることとなり、このディスク（ボリューム）に対して同時録再が可能か否かの判断になり、個々のストリーム単位で管理した場合よりもユーザーに分かりやすいシステムを提供することが可能となる。

尚、ディスク単位での同時録再が可能か否かを判定するのに、記録媒体であるディスク自体が２倍速記録／再生に対応したディスクか否かをドライブが判定し、もし２倍速以上に対応したディスクであれば、全て所定の記録レートに対応した配置ルールでＡＶストリームファイルを配置するとしても良い。

この場合は、ユーザーが２倍速以上に対応したディスクと、同時録再に対応した機器の組み合わせで、該ディスクに対して、同時録再できることが容易に判断でき、機器利用の利便性が向上する。

尚、上記説明においては、ｒｅａｌ＿ｔｉｍｅ＿ｆｉｌｅ＿ｔｙｐｅの情報からのみで、記録するＡＶストリームのデータレートと、同時録再可能か否かを示すとして説明したが、本発明はこれに限らず、ＴＳ＿ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ＿ｒａｔｅ（該ＡＶストリームの瞬間的な最大記録レート）と、同時録再可能か否かの１ビットのフラグ情報の２つを組み合わせてｒｅａｌ＿ｔｉｍｅ＿ｆｉｌｅ＿ｔｙｐｅと同等の効果を得ても良い。

本発明は、特定の実施形態について説明されてきたが、当業者にとっては他の多くの変形例、修正、他の利用が明らかである。それゆえ、本発明は、ここでの特定の開示に限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定され得る。

本発明によれば、リアルタイムデータを記録する際にその配置情報をディスク上に記録することで、ＡＶストリーム・データの再生を容易にし、更に、同時録再における機器間の互換性を高めることが出来ることが期待される。

ＤＶＤレコーダ装置の外観と関連機器とのインタフェースの一例を説明した図 ＤＶＤレコーダのドライブ装置のブロック図 ディスク上の連続領域及びトラックバッファ内データ蓄積量を説明した図 半導体メモリカードとハードディスクドライブ装置を備える場合のＤＶＤレコーダのブロック図 ディスクの外観と物理構造を説明した図 ディスクの論理的なデータ空間を説明した図 ディスクのディレクトリとファイル構造を説明した図 ビデオオブジェクトの構成を示す図 ＭＰＥＧシステムストリームを説明した図 ＭＰＥＧ−ＴＳストリームを説明した図 ＭＰＥＧ−ＰＳストリームを説明した図 ＴＳパケットを説明した図 ＰＡＴテーブルを説明した図 ビデオオブジェクトのディスク上への配置を説明した図 ビデオ管理情報のデータ構造を説明した図 ビデオ管理情報のデータ構造を説明した図 ビデオ管理情報のＰＧＣ情報とオブジェクト情報とオブジェクトとの関係を説明した図 再生装置の機能の構成を示すブロック図 記録装置の機能の構成を示すブロック図 本発明のＡＶストリームファイルの配置を示す図 本発明のＶＯＢＩ内の配置情報を示す図 本発明の同時録再モデルに従って、複数のＡＶストリーム・データを同時に録画・再生する方法（同時録再の方法）についての原理を説明する図 本発明の２つのＡＶストリーム・データを同時録再する同時録再モデルを示す図

Claims (3)

1. 少なくとも映像情報もしくは音声情報を含むストリームとその管理情報を情報記録媒体に記録する情報記録装置であって、前記管理情報には、前記情報記録媒体に記録されたストリームの配置情報を示す情報が記述されており、前記情報記録装置は、前記配置情報をもって、前記ストリームを再生しながら、同時に前記情報記録媒体にストリームを記録可能か否かを判定することを特徴とする情報記録装置。
2. 請求項１に記載の情報記録装置であって、前記管理情報には、前記情報記録媒体に記録されたストリーム毎の配置情報が管理されており、前記情報記録装置は、前記配置情報をもって、前記ストリームを再生しながら、同時に前記情報記録媒体にストリームを記録可能か否かを判定することを特徴とする情報記録装置。
3. 少なくとも映像情報もしくは音声情報を含むストリームを情報記録媒体に記録する情報記録装置であって、前記情報記録媒体には、ｎ倍速記録が可能か否かの識別情報が記録されており、前記情報記録装置は、前記情報記録媒体の前記識別情報をもって、前記ストリームを再生しながら、同時に前記情報記録媒体にストリームを記録可能か否かを判定することを特徴とする情報記録装置。

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