JP3949009B2 - デジタルデータストリームの記録装置及び方法と、それによる記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度ＤＶＤ（ＨＤ−ＤＶＤ：High-Density Digital Versatile Disc）のような記録媒体にデジタルデータストリームを記録するデジタルデータストリーム記録装置及び方法並びにそれによってデータが記録された記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル画像圧縮及びデジタル変調／復調等のようなデジタル技術の発展によって、画像をデジタルデータとして伝送するデジタルテレビ放送に関する標準化が速い速度で進展している。デジタルテレビ放送は送信する画像／音声（Ａ／Ｖ）信号をＭＰＥＧ−２で圧縮して圧縮された画像／音声データを１８８−バイト長の伝送パケット（ＴＰ：Transport Packet）で構成された伝送ストリーム（ＴＳ：Transport Stream）の形態で伝送する。
【０００３】
デジタル画像／音声圧縮技術及びデジタル伝送技術の発展によって商用化が可能になったデジタル放送はアナログ放送信号より高画質の画像を提供でき、デジタル通信装置及びデジタル記憶装置などとの相互運用性を高めることができる長所がある。
【０００４】
一方、デジタルテレビ放送によって送信される放送プログラムである伝送ストリームを受信して再記録可能な高密度ＤＶＤに記録することができるＤＶＤレコーダが開発された。これはデジタルテレビ放送と一緒に広く商用化されることが予想される。
【０００５】
デジタルテレビ放送のためにＭＰＥＧ−２方式で圧縮されたデジタルＡ／ＶデータはＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャとして構成されている。Ｉピクチャは基底画像であり、ＢとＰピクチャはこのＩピクチャから得られた画像であり、これらでビデオフレームが再現できる。ところで、デジタルテレビ放送は、圧縮されたデジタルＡ／Ｖデータを、１８８バイト長（ヘッダを含む）の伝送パケットのペイロードフィールドに挿入して順次伝送する。
【０００６】
ＤＶＤレコーダは、放送プログラムの伝送パケットを受信される順序とおりに、所定大きさ、例えば４バイトの受信時刻を各々付加して再記録可能なＤＶＤに記録する。このように記録する途中、所定の大きさ例えば３２パック（ｐａｃｋ）になると、これを一つの記録単位体（高密度ＤＶＤでは‘ＨＯＢＵ（High-Density OBject Unitと称する）で区画し、その区画された記録単位体にそのスタート位置を容易に探すことが出来るように位置情報、またはその位置に対応する時間情報を生成して探索情報（navigation information）として記録しておく。
【０００７】
ところで、前記のように受信された伝送パケットをそのまま記録すれば、図１に示したように、記録単位体の開始がピクチャデータの開始とは全く関係なく記録される。そして、ＤＶＤレコーダが前記のように記録されたＡ／Ｖデータでユーザーが所望する特定場面を探索して再生しようとする時、記録されている探索情報に基づいて記録単位体を単位として探索して所望する位置を探し出す。
【０００８】
しかし、その位置で再生される伝送パケットのデータは、図１で示したように前のピクチャの残余データを含んでいて一つのピクチャとして構成できないので、そのデータは捨てて一つのピクチャに対する完全なデータを次の伝送パケットから得て、それをデコーディングして出力することによってユーザーから所望する再生位置であるかどうかの確認受ける。このような完全なピクチャデータの追加探索過程はデータへ任意にアクセスする際のアクセス性を低下させる。
【０００９】
また、もし、一つのピクチャを構成できなかった残余データを捨てないで出力すると画像にノイズを発生させるだけである。
【００１０】
したがって、受信される放送プログラムの伝送ストリームをそのまま記録する方式は前記のような問題点を有している。
【００１１】
そして、デジタルテレビで視聴されるＡ／Ｖデータストリームを記録している再生専用高密度ＤＶＤを製作する時も、図１のように、ピクチャの境界と関係なく伝送パケットのペイロードフィールドに順次記録して記録単位体を順次埋めて製作すれば、その再生専用媒体も同様に前述したようなデータへの任意のアクセス性が低下するという問題点を持つことになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような実情を勘案して創作されたものであり、受信されるＡ／Ｖデータストリームを記録単位体で区画しながら記録する時、記録単位体には任意のピクチャの開始データから記録されるようにするデジタルデータストリーム記録装置及び方法を提供することが目的である。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、Ａ／Ｖデータを収容している記録単位体が任意のピクチャの開始データから記録されている記録媒体を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するための本発明によるデジタルデータストリームの記録方法は、画像信号を有するデジタルデータストリームから各ピクチャの区間を探す１段階と；前記見つけられたピクチャの区間が少なくとも一つ以上含まれるデータ区間を第１パケットとして構成する２段階；及び前記構成された第１パケットをスライスしてさらに小さな大きさの第２パケットを形成し、記録媒体に現在割り当てられている記録単位体内に収容可能であればそこに記録する一方、そうでなければ次の記録単位体に割り当ててその先頭から記録する３段階とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明によるデジタルデータストリームの記録装置は、画像信号を有するデジタルデータストリームから各ピクチャの区間を探して、見つけられたピクチャ区間が少なくとも一つ以上含まれるデータ区間を第１パケットとして構成する第１パケット構成手段と；前記第１パケット構成手段によって構成された第１パケットをスライスしてさらに小さな大きさの第２パケットを形成する第２パケット構成手段；及び前記第２パケットのデータを記録フォーマットとして構成して記録媒体に記録する際に、前記第２パケット構成手段によって一つの第１パケットから作られた第２パケットが、前記記録媒体に現在割り当てられている記録単位体内にすべて収容可能であればそこに記録されるようにする一方、そうでなければ次の記録単位体に割り当ててその先頭からすべて記録されるようにする記録手段とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明による記録媒体は、データが記録単位体で区画されて記録されており、前記記録単位体の先頭は、一つの画像フレームを構成するピクチャデータの先頭から記録されていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるデジタルデータストリーム記録装置及び方法に対する望ましい実施形態に対して、添付された図面を参照にして詳細に説明する。
【００１８】
図２は、本発明によるデジタルデータストリーム記録装置の構成を示したものである。図２の装置は高密度ＤＶＤレコーダである。図２の記録装置は外部から受信されるＡ／Ｖ信号をＭＰＥＧ−２方式で圧縮されたＡ／Ｖストリームに変換するＡ／Ｖストリーム変換部１０；圧縮されたＡ／Ｖストリームをビデオストリームとオーディオストリームに各々分離出力するＡ／Ｖストリーム分離部１１；前記分離出力されたビデオストリームとオーディオストリームを各々ＭＰＥＧ−２方式に対応するＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）パケットとして形成するＰＥＳパケッタイザー１２；前記パケット化されたビデオＰＥＳパケットとオーディオＰＥＳパケットを各々スライスして１８８−バイトの伝送パケットとし、その作られたビデオ伝送パケットとオーディオ伝送パケットを多重化して一つのストリームとして出力するＴＳパケッタイザー１３；前記ＴＳパケッタイザー１３の出力ストリームを記録／再生に適合するデータとして構成して、ディスク記録用信号として出力する記録プロセッサー１４；前記記録用信号によって装着された高密度ＤＶＤ１６にマーク／スペース形態で記録する光ピックアップ１５；及び記録されるデータの大きさに対する情報を受信して必要な探索情報を生成して前記記録プロセッサー１４を通して高密度ＤＶＤ１６に記録させる制御部１７を備えている。
【００１９】
前記Ａ／Ｖストリーム変換部１０は、ＴＳストリームのデジタルテレビプログラムが受信されると各伝送パケットをデコーディングしてＭＰＥＧ−２方式で圧縮されたＡ／Ｖデータストリームを抽出する。しかし、ＭＰＥＧ方式と異なったフォーマットでエンコーディングされたデジタル放送、例えばＤｉｒｅｃＴＶのようなデジタル放送の伝送ストリームを受信した場合、その伝送ストリームに適合する方式にデコーディングしてＡ／Ｖデータを抽出して、これを再びＭＰＥＧ−２方式で圧縮してＡ／Ｖデータストリームに変換する。アナログＡ／Ｖ信号に対してはこれをデジタル化してＭＰＥＧ−２方式で圧縮して出力する。
【００２０】
図３は、本発明によるデジタルデータストリーム記録方法によって、受信されるＡ／Ｖストリームを記録単位体で区画して記録する過程を示したものである。
【００２１】
受信される任意フォーマットのデータストリームは、前記Ａ／Ｖストリーム変換部１０の作動によって図３のＭＰＥＧ−２方式で圧縮されたデータストリーム３０１となる。前記ＰＥＳパケッタイザー１２は、Ａ／Ｖデータストリーム３０１中のビデオストリームを分析して各ピクチャＩ、Ｐ、Ｂのそれぞれのデータの区間を探す。見つけられたピクチャ区間の一つまたはそれ以上を含めて一つのＰＥＳパケットとして構成する。そしてオーディオデータストリームに対してもオーディオフレームグループ単位でＰＥＳパケットを構成する。
【００２２】
このとき、ＰＥＳパケットの先頭にはＰＥＳヘッダを付加する。このＰＥＳヘッダにはピクチャデータに対する表現時間情報（ＰＴＳ：Presentation Time Stamp）を含めて記録する。さらに、ピクチャデータをデコーディングするためのデコーディング時間情報（ＤＴＳ：Decoding Time Stamp）を選択的に含めて記録してもよい。
【００２３】
このような作動によって前記ＰＥＳパケッタイザー１２によって出力されるデータストリームは図３の３０２のようなフォーマットを有する。
【００２４】
前記ＰＥＳパケッタイザー１２は、データストリーム３０２を構成してその後段のＴＳパケッタイザー１３に伝送する時、ビデオＰＥＳパケットの先頭データ、厳密にいえばＰＥＳパケットのヘッダデータが伝送されることを知らせる信号を前記ＴＳパケッタイザー１３に伝達する。
【００２５】
前記ＴＳパケッタイザー１３は、入力されたビデオ及びオーディオＰＥＳパケットをスライスして１８８バイト長の伝送パケットを形成し、それを多重化して図３の３０３のようなデータストリームとする。
【００２６】
伝送パケットにスライスする途中に前記ＰＥＳパケッタイザー１２からＰＥＳパケットの先頭データであることを知らせる信号（ＰＥＳ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｔａｒｔ Ｓｉｎｇａｌ）が受信されると、受信されたデータは次のビデオ伝送パケットのペイロードフィールドに埋め込む。すなわち、新しい伝送パケットを構成してそこに記録する。前記ＰＥＳパケットの先頭データであることを知らせる信号が受信された時点で、現在のビデオ伝送パケットのペイロードフィールドが満たされなければその残り領域はナルデータでパディングする。図３の３０３ａの領域はこのような作動によって伝送パケットがパディングされた状態を示している。
【００２７】
そして、各伝送パケットを多重化順序に従って後の記録プロセッサー１４に伝送する。このような伝送パケットの伝送中に、現在伝送しているパケットが、ＰＥＳパケットの先頭データを含んでいるパケットであれば、これを知らせる信号を前記記録プロセッサー１４に伝達する。
【００２８】
前記記録プロセッサー１４は、受信される伝送パケットを集める。そして、前記ＴＳパケッタイザー１３からＰＥＳ先頭データ伝送パケットであることを知らせる信号（ＰＥＳ Ｓｔａｒｔｉｎｇ ＴＰ Ｓｉｇｎａｌ）が受信されるたびに、現在集めている伝送パケットが、一つの記録単位体の大きさを超過したか否かを確認する。超過しなければ、ＰＥＳ先頭データ伝送パケットであることを知らせる信号が受信された時点の伝送パケットに対する位置、例えば‘ＳＢｉ’に対する情報を記憶して、受信された伝送パケットを続けて集める。もしも超過したとするなら、すなわち、‘ＳＢｉ＋１’の時点であれば、それまで集めた伝送パケット中、前で記憶した位置‘ＳＢｉ’、すなわち、直前のＰＥＳ先頭データ伝送パケットであることを知らせる信号と一緒に受信された伝送パケットの前までの伝送パケットを一つの記録単位体用のデータとして構成して記録フォーマットの信号に変調して出力する。
【００２９】
ところで、この際の記録単位体用データは、一つの記録単位体が大きくないために再生時の再生エラーを防止するために記録単位体の余分の容量だけ追加的にナルデータを生成して伝送する。この生成したナルデータは結果的に図３の３０４ａの領域に表示されたように記録単位体の余分の容量をパディングすることになる。
【００３０】
そして、残余伝送パケット、すなわち、直前のＰＥＳ先頭データ伝送パケットであることを知らせる信号と一緒に受信された伝送パケットから現在のＰＥＳ先頭データ伝送パケットであることを知らせる信号と一緒に受信された伝送パケットまでの伝送パケットは、続いて受信される伝送パケットと一緒にされて次の記録集合体として記録される。したがって、次の記録単位体もピクチャの開始データ、厳密にいえば、データ領域がピクチャデータの開始データから記録されたＰＥＳパケットのヘッダ情報から記録されることになる。
【００３１】
前記記録プロセッサー１４から出力される変調信号は、前記光ピックアップ１５を通して記録可能な高密度ＤＶＤ１６にマーク／スペースとして記録される。
【００３２】
一方、前記記録プロセッサー１４は、一つの記録単位体用データとして構成したときは、その構成で受信されたＰＥＳ先頭データ伝送パケットであることを知らせる信号の個数と一緒にこれを前記制御部１７に知らせる。
【００３３】
一方、前記制御部１７は、前記ＰＥＳパケッタイザー１２で各ＰＥＳパケットのヘッダに記録したＰＴＳを継続的に受信してこれを記憶してから、前記記録プロセッサー１４から記録単位体用データの構成とＰＥＳ先頭データ伝送パケットであることを知らせる信号の個数に対する情報とが受信されると、前記記憶された各ＰＥＳパケットのＰＴＳ時間に基づいて現在構成された記録単位体用データの表現時間間隔を計算して、その記録単位体に対する探索情報、例えば、表現時間長さ及び累積表現時間長さ（記録単位体の大きさが一定ならば位置情報は不要）に対する情報を生成する。このように生成した探索情報の一部または全部は受信されるＡ／Ｖデータストリームの記録中または記録完了後に前記記録プロセッサー１４に伝送して再記録可能な高密度ＤＶＤ１６の既に定まった位置にナビゲーションデータとして記録する。
【００３４】
前記のような記録プロセッサー１４の作動によって、受信されたＡ／Ｖデータストリームは図３の３０４のような形態で高密度ＤＶＤ１６に記録される。
【００３５】
すなわち、各記録単位体の先頭は、ＰＥＳパケットの先頭、すなわち、ピクチャデータの先頭と整列される。
【００３６】
したがって、探索時に、前記制御部１７が、記録されたナビゲーションデータを利用して、特定の記録単位体を特定してこれにアクセスする場合、その記録単位体の先頭は、一つの画面構成に必要なピクチャデータの先頭になるために、ピクチャデータを探すための追加探索動作が不要になる。
【００３７】
そして、再生専用高密度記録媒体を製造する時も、それにプリピット形態で記録されるＡ／Ｖデータストリームを図３の３０４のような形態で記録されるようにして、再生専用記録媒体の記録単位体の先頭をピクチャデータの先頭と一致させ、各記録単位体に対する探索情報もナビゲーションデータ領域にまたはナビゲーションデータファイルに記録しておく。このように記録された再生専用記録媒体も同様に、データの探索時に記録単位体内でのピクチャ探索のための追加的な探索動作がもちろん不要になる。
【００３８】
そして、従来の再生専用ＤＶＤは、一つのＰＥＳパケットが１セクタになるようにデータストリームをパケット化していたが、本発明の場合、図３の３０４の形態のように一つ以上のピクチャデータが含まれる比較的大きい大きさ（再生専用ＤＶＤのセクタよりは十分に大きい）を一つのＰＥＳパケットとしてパケット化したので、各ＰＥＳパケット毎に付加記録されるＰＥＳヘッダの数を従来記録媒体である再生専用ＤＶＤに比べて減らすことができる。
【００３９】
以上、前述した本発明の望ましい実施形態は、例示の目的のために開示されたものであって、当業者であれば添付された特許請求範囲に開示された本発明の技術的思想とその技術的範囲内で、多様な他の実施形態を改良、変更、代替または付加などが可能なことである。
【００４０】
【発明の効果】
前記説明された本発明によるデジタルデータストリーム記録装置及び方法と、それによって記録された記録媒体は、記録されたＡ／Ｖデータストリームに対する任意アクセス性を向上させて、従来の再生専用ＤＶＤの記録フォーマットよりは、高密度記録媒体の実際データ記録効率を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】伝送ストリームを受信した通りに記録する時のデータ記録形態の一例を示した図。
【図２】本発明実施形態によるデジタルデータストリーム記録装置の構成を示した図。
【図３】本発明実施形態によるデジタルデータストリーム記録方法によって、受信されるＡ／Ｖストリームが記録単位体で区画されて記録される過程を示した図。
【符号の説明】
１０：Ａ／Ｖストリーム変換部
１１：Ａ／Ｖストリーム分離部
１２：ＰＥＳパケッタイザー
１３：ＴＳパケッタイザー
１４：記録プロセッサー
１５：光ピックアップ
１６：高密度ＤＶＤ（ＨＤ−ＤＶＤ）
１７：制御部

Claims (16)

1. 画像信号を有するデジタルデータストリーム中の各ピクチャの区間を探す第１段階と；
   前記見つけられたピクチャ区間が少なくとも一つ以上含まれるデータ区間を第１パケットとして構成する第２段階；及び
   前記構成された第１パケットをスライスしてさらに小さな大きさの第２パケットを形成し、記録媒体に現在割り当てられている記録単位体内に収容可能であればそこに記録し、そうでなければ次の記録単位体にその先頭から記録する第３段階
   を含むことを特徴とするデジタルデータストリーム記録方法。
2. 前記第１段階の前に、外部から受信される画像信号を予め設定されたフォーマットのデジタルデータストリームに変換する段階をさらに含む特徴とする請求項１に記載のデジタルデータストリーム記録方法。
3. 前記予め設定されたフォーマットは、ＭＰＥＧ標準で定義されたフォーマットであることを特徴とする請求項２に記載のデジタルデータストリーム記録方法。
4. 前記外部から受信される画像信号は、アナログＡ／Ｖ信号であることを特徴とする請求項２に記載のデジタルデータストリーム記録方法。
5. 前記２段階で構成される第１パケットは、ＭＰＥＧ標準で定義されたＰＥＳパケットであることを特徴とする請求項１に記載のデジタルデータストリーム記録方法。
6. 前記第２パケットは、ＭＰＥＧ標準で定義された伝送パケットであることを特徴とする請求項１に記載のデジタルデータストリーム記録方法。
7. 前記第３段階は、最後にスライスされた第１パケットの切れ端が前記第２パケットの収容大きさより小さければ、その第２パケットの残余空間には、次の第１パケットのデータを記録せずナルデータでパディングすることを特徴とする請求項１に記載のデジタルデータストリーム記録方法。
8. 前記第３段階は、記録単位体の記録前に、前記第１パケット外にオーディオデータで構成されたパケットのデータを各々スライスして前記第２パケットを形成したあと、これらを多重化することを特徴とする請求項１に記載のデジタルデータストリーム記録方法。
9. 前記２段階で求められた第１パケットは、その先端にヘッダを含み、そのヘッダには、第１パケットに含まれたピクチャの表現時間（ＰＴＳ）及び／またはデコーディング時間（ＤＴＳ）が含んで記録されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルデータストリーム記録方法。
10. 前記ピクチャは、ＭＰＥＧ標準で定義されたＩ、Ｐ、またはＢピクチャであることを特徴とする請求項１に記載のデジタルデータストリーム記録方法。
11. 第３段階は、前記現在割り当てられている記録単位体が、前記構成された第１パケットをスライスして作られた第２パケットをすべて収容することができなければ次の記録単位体に記録するが、現在の記録単位体の残余領域にはナルデータをパディングすることを特徴とする請求項１に記載のデジタルデータストリーム記録方法。
12. 画像信号を有するデジタルデータストリーム中で各ピクチャの区間を探して、見つけられたピクチャ区間が少なくとも一つ以上含まれるデータ区間を第１パケットとして構成する第１パケット構成手段と；
    前記第１パケット構成手段によって構成された第１パケットをスライスしてさらに小さな大きさの第２パケットを形成する第２パケット構成手段；及び
    前記第２パケットのデータを記録フォーマットとして構成して記録媒体に記録するにあたって、前記第２パケット構成手段によって一つの第１パケットから作られた第２パケットが、前記記録媒体に現在割り当てられている記録単位体内にすべて収容可能であればそこに記録し、そうでなければ次の記録単位体にその先頭からすべて記録する記録手段
    を含むことを特徴とするデジタルデータストリーム記録装置。
13. 前記第１パケットは、ＭＰＥＧ標準で定義されたＰＥＳパケットであることを特徴とする請求項１２に記載のデジタルデータストリーム記録装置。
14. 前記第２パケットは、ＭＰＥＧ標準で定義された伝送パケットであることを特徴とする請求項１２に記載のデジタルデータストリーム記録装置。
15. 前記第２パケット構成手段は、最後にスライスされた第１パケットの部分が前記第２パケットの収容大きさより小さければ、その第２パケットの残余空間には、次の第１パケットのデータを記録せずにナルデータをパディングすることを特徴とする請求項１２に記載のデジタルデータストリーム記録装置。
16. 前記記録手段は、前記現在割り当てられている記録単位体が、前記構成された第１パケットをスライスして作られた第２パケットをすべて収容することができなければ、前記次の記録単位体に記録するが、前記現在の記録単位体の残余領域にはナルデータをパディングすることを特徴とする請求項１２に記載のデジタルデータストリーム記録装置。

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