JP4199862B2 - データストリームのバッファリングを制御する方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種類以上のデータセクタを含むデータストリームのバッファリングを制御する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）プレーヤはディスクが一定速度で回転するディスク式装置である。これは必然的に基本的に一定のビットレートでビットストリームが送られることを意味する。同時にＤＶＤ規格は夫々のデータデコーダで実行されるビデオ及びオーディオ信号に対して可変ビットレート圧縮を使用する。これは一定ビットレート符号化よりも優れた画質及び音質を可能にする。可変圧縮ビットレートとディスク読出しビットレートとを基本的に一致させるために、ＤＶＤ方式は可変ディスク読出しビットレートを使用しうる。これはディスクデータをやはり一定速度で読み出すが、適当な時間期間に亘って読み出しを中断することによって実行されうる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
係る要求に対応するため、ＤＶＤプレーヤではトラックバッファ又は機械的バッファＭＢと称される弾性バッファが実施される（図１参照）。トラックバッファＭＢがいっぱいになると、トラックバッファがいっぱいになった位置又は係る位置の前から始まるデータを再読出しするために、ピックアップの読出しヘッドは１又は２又はそれ以上のトラックに亘ってピックアップ制御Ｐによって戻して移動される。ディスクはモータＭによって駆動される。ディスク速度に依存する一定のビットレートＣＢＲは、増幅Ａ及び誤り修正の後、トラックバッファＭＢの入力に供給される。トラックバッファＭＢの出力信号は、所望の形式及び所望の時間で少なくとも１つの可変ビットレートＶＢＲデータストリームの形状で所望のデータを夫々のデータデコーダへ送る可変ビットレートスケジューラＶＢＲＳによって制御される。可変ビットレートＶＢＲは、対応するデータ符号化を使用してディスクがマスタ作成されたスタジオの中のプログラムストリームエンコーダによって決められる。
【０００４】
ジャンプバック動作を実行するのに必要な時間に亘って、データデコーダ又はプログラムストリームデコーダＰＳＤは夫々、トラックバッファＭＢからのデータを最も消費しやすい。このトラックバッファの記憶容量は、最悪の場合でも全てのデコーダに対して最悪の場合のジャンプバック時間に亘るデータの量を供給するのに充分大きくなくてはならない。係るトラックバッファに必要とされるメモリは、ＤＶＤプレーヤの最も重要且つ乏しい資源のうちの１つである。設計、特にソフトウエア設計はこの資源を最適化する全ての可能性を使用せねばならない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はトラックバッファリングの改善された方法を提供することを目的とする。この目的は請求項１記載の方法によって達成される。
本発明は、本発明による方法を使用する装置を提供することを更なる目的とする。この目的は請求項７記載の装置によって達成される。
【０００６】
使用可能なバッファを最大限に使用し、全体としてのシステムスループットを最適化させるため、トラックバッファＭＢの機能的等価物は特にソフトウエア制御されたバッファの幾つかの段に亘って分布される。
第１の段は完全なピックアップデータストリームを記憶するピックアップバッファでありうる。
【０００７】
第２の段は完全なピックアップデータストリームの一部として例えばビデオデータストリーム、オーディオデータストリーム、サブピクチャデータストリーム及び／又はハイライトデータストリームを記憶する一組の並列なＰＥＳ（パケット化要素ストリーム）でありうる。
第３の段は例えば一組の並列なビデオデータデコーダ、オーディオデータデコーダ、サブピクチャデータデコーダ及び／又はハイライトデータデコーダでありうる。
【０００８】
このアーキテクチャは、トラックバッファの出力のあとにデータストリームデマルチプレクサを配置し、トラックバッファはデータレート均等化のみに使用される既知のＤＶＤ「機械的バッファ」アーキテクチャとは異なる。
本発明によるアーキテクチャは以下の利点を提供する。
（ａ）いわゆるＤＳＩパケットの中に配置されるジャンプ情報は、パケットがトラックバッファに入るときに分析され直接処理されうる。これによってより迅速なピックアップヘッドのジャンプ動作が行われる。
【０００９】
（ｂ）ＭＰＥＧ−２プログラムストリームで定義されるように可変ビットレートバイト供給スケジュールにデータストリームデマルチプレクサを非常に厳しく結びつける必要がない。従って、機械的バッファの記憶容量は同時にＰＣＵパワーの不足を扱うために使用されうる。
（ｃ）デマルチプレックスのための処理時間はかなり延長されえ、デマルチプレクサのソフトウエア実施を容易にさせる。
【００１０】
（ｄ）復号化される必要のないデータセクタ（データセクタはＤＶＤシステム用の特定のデータパケット形式）、例えば単言語復号化の場合の多言語オーディオデータは、機械的バッファの続く段を通過する前にデータストリームから除去されうる。
（ｅ）圧縮データデコーダ用のビットバッファの部分のうち、現時点でデータ復号化のために割り当てられる必要のない部分は、機械的バッファリングの代わりに使用されうる。この特定のビットバッファの使用は、所望の最悪の場合の機械的バッファサイズを減少させないが、殆どの典型的な再生シナリオにおいて機械的バッファリングをサポートしている。
【００１１】
原理的には、本発明による方法は、現在の第１のデータレートを有し１つ以上のタイプのデータセクタを含むデータストリームのバッファリングを、通常該第１のデータレートと異なる現在の第２のバッファ出力データレートを必要とするデータストリームのデータを復号化するために制御することに適しており、
第１のバッファ段において該第１のデータレートを有するデータストリームのデータを中間記憶する段階と、
該データストリームのデータセクタを分析し、特定のタイプのデータセクタを続く第２のバッファ段の対応する部分に割り当てる段階と、
復号化されたデータの出現を制御するために続く第３のバッファ段において夫々のタイプのデータセクタのデータを該第２のデータレートで対応するデータ復号化ビットバッファへ供給する段階とを有し、
該第１、第２及び第３のバッファ段は該第１のデータレートと第２のデータレートとの間のバッファリングを共通に実行する。
【００１２】
本発明による方法の有利な追加的な実施例は夫々の従属項に記載される。
原理的には本発明による装置は、現在の第１のデータレートを有し１つ以上のタイプのデータセクタを含むデータストリームのバッファリングを、通常該第１のデータレートと異なる現在の第２のバッファ出力データレートを必要とするデータストリームのデータを復号化するために制御し、
第１のバッファ段において該第１のデータレートを有するデータストリームのデータを中間記憶する手段と、
該データストリームのデータセクタを分析し、特定のタイプのデータセクタを続く第２のバッファ段の対応する部分に割り当てる手段と、
復号化されたデータの出現を制御するために続く第３のバッファ段において夫々のタイプのデータセクタのデータを該第２のデータレートで対応するデータ復号化ビットバッファへ供給する手段とを有し、
該第１、第２及び第３のバッファ段は該第１のデータレートと第２のデータレートとの間のバッファリングを共通に実行する。
【００１３】
本発明による装置の有利な追加的な実施例は夫々の従属項に記載される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。図２中、入来ピックアップデータストリームＰＤＳはまず、ＰＤＳデータセクタ用のピックアップバッファＰＳＱの中に記憶される。続くデマルチプレクサ又はパケットアナライザＰＡＮは、例えばビデオデータ、オーディオデータ、サブピクチャデータ及び／又はハイライトデータ用のデータセクタを選択し、夫々のデータセクタをＰＥＳキューバッファ、例えばビデオセクタバッファＶＳＱ、オーディオセクタバッファＡＳＱ、サブピクチャセクタバッファＳＰＳＱ及び／又はハイライトセクタバッファＨＳＱに割り当てる。この割り当ては、夫々のアドレスポインタを使用すること、又は夫々のコピー動作によって実行されうる。望ましくはデマルチプレクサ即ちパケットアナライザＰＡＮは、いつピックアップバッファＰＳＱがいっぱいであるか、又はいっぱいに近いかを決定し、対応するジャンプコマンドＪＣをピックアップ制御へ送信する。
【００１５】
ＰＥＳキューバッファからのデータは、デコーダドライバ即ちビットバッファフィーダＢＢＦ又は対応するデータデコーダビットバッファへの対応する数のビットバッファフィーダ、例えばビデオビットバッファＶＢＢ、オーディオビットバッファＡＢＢ及び／又はサブピクチャビットバッファＳＰＢＢを通る。このデータ割り当ては、物理コピー動作によって実行されうる。デコーダドライバ即ちビットバッファフィーダＢＢＦは、空きメモリセクタ信号バッファＦＭＳＱを通じてピックアップ制御へ対応する空きメモリセクタ信号ＦＭＳＳを送信しうる。データデコーダビットバッファからのデータは対応するデータデコーダ、例えばビデオデコーダＶＤ、オーディオデコーダＡＤ及び／又はサブピクチャデコーダＳＰＤへ供給される。オーディオデコーダはＰＭＥＧオーディオデコーダ及び／又はＡＣ３オーディオデコーダでありうる。ハイライトデータセクタは、ハイライトセクタバッファＨＳＱからハイライトデコーダＨＤへ直接通過しうる。ピックアップバッファＰＳＱ、ＰＥＳキューバッファ、及び／又はデータデコーダビットバッファは、その対応する記憶領域又は範囲が上述のバッファ機能に割り当てられた単一のメモリを使用しうる。
【００１６】
望ましくは、ＤＶＤデマルチプレクサは完全にソフトウエアモジュールを基礎とする。このソフトウエアは、ＭＰＥＧ−２プログラムストリームパケットを含むＤＶＤセクタのストリームを分析し、様々なデコーダに対するペイロードを送り、ペイロードの出現を制御する。
パケットアナライザ要求は、実際のデマルチプレックス動作を行う責任がある。これはピックアップバッファＰＳＱからＭＰＥＧ−２プログラムストリームパケットを含むＤＶＤセクタを取り出す。これらのプログラムストリームパケットはＰＥＳバッファキューのうちの１つを決定するために分析される。各データデコーダに対して１つのＰＥＳバッファキューがある。パケットアナライザが正しいＰＥＳバッファキューを決定した後、ＤＶＤデータセクタはそのキューの中に整列される。
【００１７】
望ましくはこのキュー整列動作は物理コピー動作を全く含まずポインタを渡すだけである。デコーダドライバ又はビットバッファフィーダＢＢＦは、夫々のＰＥＳバッファキューからＤＶＤデータセクタを取り出し、続いてデータをデコーダビットバッファの中にコピーする様々なデータデコーダフィーダ、例えばビデオフィーダ、ＭＰＥＧオーディオフィーダ、ＡＣ３オーディオフィーダでありうる。今日入手可能なデコーダチップ、例えばＳＧＳ−トムソン社STi3520Aは、デコーダのハードウエア自体によって完全に制御されている連続ビットバッファメモリセグメントを必要とするため、通常ここで物理的コピー動作を実行することが必要である。
【００１８】
しかしながら、上述のようにデコーダのハードウエアが夫々のジャンプアドレス又は共通のメモリ用のアドレスポインタを評価するのに、より小さなデータ部、例えば２０４８バイトのデータセクタに付加された相互連結リストが使用されれば、係る追加的なコピー動作は回避される。この手順は本出願人による同一出願の欧州特許出願第９７１１９６７３．８号に更に詳細に記載されている。
【００１９】
全ての段におけるデータ分布は可変である。データは段の間ではコピーされず、データブロックに対するアドレスポインタが渡されるだけでよいため、分布は連続的に変化する。
ＣＰＵアベイラビリティ問題を回避するため、現時点までに実行されうる全ての処理段階を実行することが望ましい。従って理想的には、全てのデコーダビットバッファをいっぱいにし、全ての他のキューを空にすることが望ましい。
【００２０】
本発明は全ての種類の記憶媒体、特に例えば光ディスク及び磁気テープといった光学又は磁気記憶媒体用の再生装置に使用されうるが、現在又は短期の伝送データレートが現在又は短期の復号化データレートと異なる場合、復号化されるべきデータの伝送にも使用されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＶＤプレーヤ用の従来の機械的バッファアーキテクチャを示す図である。
【図２】本発明による機械的バッファの実施例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ 増幅
ＡＢＢ オーディオビットバッファ
ＡＤ オーディオデコーダ
ＡＳＱ オーディオセクタバッファ
ＢＢＦ ビットバッファフィーダ
ＣＢＲ 一定のビットレート
Ｄ ディスク
ＤＭＢ トラックバッファ
ＦＭＳＱ 空きメモリセクタ信号バッファ
ＦＭＳＳ 空きメモリセクタ信号
ＨＤ ハイライトデコーダ
ＨＳＱ ハイライトセクタバッファ
ＪＣ ジャンプコマンド
Ｍ モータ
ＭＢ トラックバッファ
Ｐ ピックアップ制御
ＰＡＮ パケットアナライザ
ＰＤＳ ピックアップデータストリーム
ＰＳＤ プログラムストリームデコーダ
ＰＳＱ ピックアップバッファ
ＳＰＢＢ サブピクチャビットバッファ
ＳＰＤ サブピクチャデコーダ
ＳＰＳＱ サブピクチャセクタバッファ
ＶＢＢ ビデオビットバッファ
ＶＢＲ 可変ビットレート
ＶＢＲＳ 可変ビットレートスケジューラ
ＶＤ ビデオデコーダ
ＶＳＱ ビデオセクタバッファ

Claims (10)

1. オリジナルデータストリームのデータを復号するため、バッファ処理入力データレートを有し、圧縮されたデータコードを含む１以上の種類のＤＶＤフォーマットデータセクタを含む前記オリジナルデータストリームのバッファ処理を制御する方法であって、前記復号は前記バッファ処理入力データレートと異なる前記バッファ処理の出力データレートを要求し、前記バッファ処理は連続する３つのバッファステージを利用して実行され、
   当該方法は、
   前記オリジナルデータストリームのデータを前記バッファ処理入力データレートによりピックアップバッファを表す前記バッファステージの第１バッファステージに中間的に格納するステップと、
   前記格納されたデータストリームのデータセクタのタイプを解析し、前記第１バッファステージから受け取られた前記データセクタから、復号対象となるビデオ、オーディオ、サブピクチャ又はハイライトデータセクタなどの特定タイプのデータセクタを、前記連続する３つのバッファステージの第２バッファステージを表す対応するバッファ処理部分に割当て又は格納するステップと、
   復号されたデータの提示を制御するため、前記第２バッファステージから各タイプのデータセクタからのデータを、前記連続する３つのバッファステージの第３バッファステージを表すビデオ、オーディオ及びサブピクチャ復号化ビットバッファに、該データ復号化ビットバッファが前記バッファ処理出力データレートによって連続するビットバッファメモリセグメントを対応するタイプのデータデコーダに提供するように供給するステップと、
   から構成され、
   前記第２バッファステージのバッファ処理部分のデータセクタは、前記オリジナルデータストリームの各セクションであり、
   前記第１、第２及び第３バッファステージは、前記バッファ処理入力データレートと前記バッファ処理出力データレートの間で前記バッファ処理を一緒に実行することを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法であって、
   前記第１、第２及び第３バッファステージは、共通メモリに配置されることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２記載の方法であって、
   前記第２バッファステージの割当ては、アドレスポインタを用いて実行されることを特徴とする方法。
4. 請求項１乃至３何れか一項記載の方法であって、
   前記第３バッファステージへの供給は、データ複製処理を利用して実行されることを特徴とする方法。
5. 請求項１乃至４何れか一項記載の方法であって、
   前記データストリームは、光ディスクピックアップからのＤＶＤデータストリームであることを特徴とする方法。
6. 請求項１乃至５何れか一項記載の方法であって、
   前記第１、第２及び第３バッファステージに対するデータレート差のバッファ処理は、ソフトウェアにより制御されることを特徴とする方法。
7. オリジナルデータストリームのデータを復号するため、バッファ処理入力データレートを有し、圧縮されたデータコードを含む１以上の種類のＤＶＤフォーマットデータセクタを含む前記オリジナルデータストリームのバッファ処理を制御する装置であって、前記復号は前記バッファ処理入力データレートと異なる前記バッファ処理の出力データレートを要求し、前記バッファ処理は連続する３つのバッファステージを利用して実行され、
   当該装置は、
   前記オリジナルデータストリームのデータを前記バッファ処理入力データレートによりピックアップバッファを表す第１バッファステージに中間的に格納する手段と、
   前記格納されたデータストリームのデータセクタのタイプを解析し、前記第１バッファステージから受け取られた前記データセクタから、復号対象となるビデオ、オーディオ、サブピクチャ又はハイライトデータセクタなどの特定タイプのデータセクタを、前記連続する３つのバッファステージの第２バッファステージを表す対応するバッファ処理部分に割当て又は格納する手段と、
   復号されたデータの提示を制御するため、前記第２バッファステージから各タイプのデータセクタからのデータを、前記連続する３つのバッファステージの第３バッファステージを表すビデオ、オーディオ及びサブピクチャ復号化ビットバッファに、該データ復号化ビットバッファが前記バッファ処理出力データレートによって連続するビットバッファメモリセグメントを対応するタイプのデータデコーダに提供するように供給する手段と、
   から構成され、
   前記第２バッファステージのバッファ処理部分のデータセクタは、前記オリジナルデータストリームの各セクションであり、
   前記第１、第２及び第３バッファステージは、前記バッファ処理入力データレートと前記バッファ処理出力データレートの間で前記バッファ処理を一緒に実行することを特徴とする装置。
8. 請求項７記載の装置であって、さらに、
   前記第１、第２及び第３バッファステージが配置される共通メモリを有することを特徴とする装置。
9. 請求項７または８記載の装置であって、
   前記データストリームは、光ディスクピックアップからのＤＶＤデータストリームであることを特徴とする装置。
10. 請求項９記載の装置であって、
    前記第２データレートにより前記第２バッファステージから各データセクタタイプからのデータを対応するデータ復号化ビットバッファに供給する手段は、フリーメモリが利用可能であるときを決定し、前記ピックアップコントロールに対応するフリーメモリセクタ信号を送信することを特徴とする装置。

Images