JP4200658B2 - デジタル音声及び映像データストリームの記憶方法、記憶装置及びその方法を実現する受信機 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、デジタル音声及び映像データストリームを記憶する方法に関する。特に、ＭＰＥＧ２規格に従って圧縮された単なる音声及び映像データストリームに限られない。本発明は、また、この方法を実現するデジタルテレビ受信機にも関し、一般に、デジタルデータストリームの同期する成分（例えば音声及び映像）の記録に適する。更に、本発明は、記録装置に関する。
【０００２】
ＭＰＥＧ２のＴＳタイプ（「トランスポートストリーム」を示す）のデータストリームにおいて、音声及び映像データは、「ＰＥＳ」パケットとしても示される基本ストリームパケットの形で提供される。これらＰＥＳパケットは、ＰＥＳパケットの識別子（ＰＩＤ）を含むＴＳトランスポートパケット内に含まれる。ＴＳストリームは、多数の種々のプログラムに関連する音声及び映像ＰＥＳパケットの一時的な多重化である。また、ストリームは、信号データ及び私用データと称されるもののような、他のデジタルデータを転送することもできる。デジタルテレビデコーダは、このストリームを受信し、逆多重化し、特別なプログラムに対応するＰＥＳパケットを復号化する。
【０００３】
デジタルテレビ受信機内の記憶装置を含むための設計作業中に、発明者は、デマルチプレクサから出力されるプログラムの音声及び映像パケットが適切な媒体に記録するのに十分に適合しないことを認識した。特に、多重化された音声及び映像ＰＥＳパケットのこれらコンテンツの種類は、一度これらパケットがトランスポート層で取り除かれると、容易に確認できない。これらパケットのラベリングは、管理を複雑にする記憶空間のかなりの損失を意味する。
【０００４】
本発明は、デジタルテレビ受信機で音声及び映像データを記録する方法であって、
同じプログラムに関係する音声及び映像パケットを逆多重化する段階と、
第１のメモリ内の逆多重化された映像データと、第２のメモリ内の逆多重化された音声データとを同時に蓄積する段階と、
前記第１及び第２のメモリへの蓄積を止めて、続いて前記第１のメモリ内の所定量の映像データを得る段階と、
前記第１のメモリ内に蓄積された映像データと、第２のメモリ内に蓄積された音声データとを記録する段階と
を有し、それぞれ、あるブロックの第１のエリアについて、その固定サイズは前記所定量と同じであり、このブロックの第２のエリアについて、この第２のエリアのサイズは、固定され、前記所定量の映像データを得ると同時に蓄積され得る音声データの最大量以上となるように選定されるものである。
【０００５】
ハードディスクのようなデータ媒体において、固定サイズの２つのエリアを含むブロック内で読み出しが行われ、その一方のエリアが映像データ用に確保され、他方のエリアが音声データ用に確保される。映像エリアのサイズに対応する量の映像データが、一度、逆多重化されたならば、その時点に受信された音声データの量に関わらず、ブロック全体が書き込まれる。
【０００６】
ブロック内部のエリアの配置によって、それらの中に記録されたＰＥＳパケットの種類は公知であり、従って各ＰＥＳパケットのラベリングを無効にする。また、記録されたパケットのＴＳストリーム内の最初の多重化命令は、ブロックレベルで正確に維持されず、全ての音声及び映像送信レートが再び転記される。
【０００７】
ブロックを記録するエリアのサイズの比と、ビットレートの比との間の命令関係は、映像用に確保されたエリアが満たされる前に、音声用に確保されたエリアが溢れることは決してないことを補償する。
【０００８】
特別な実施形態によれば、第１及び第２のエリアのサイズの比が、デジタルストリームにおける映像データのビットレートと音声データのビットレートとの最大比以上となる。
【０００９】
特別な実施形態によれば、発明となる方法は、更に、このブロックに記録される音声データの量を指示するデータアイテムの各ブロック内に記録する段階を含む。
【００１０】
この情報は、ブロック内でそれらのために確保されたエリア内で、音声データを止めることを決定するのに役立つ。この情報の記録は、全ての音声データ読み出しと比較を必要とする「記録終了」タイプのコードを実現する必要ななくなる。
【００１１】
特別の実施形態によれば、記録された音声及び映像データは、トランスポート層から出る情報の排他性を有する基本ストリームパケットである
【００１２】
また、本発明は、デジタル映像受信装置において、
多重化されたデジタルストリームから音声及び映像パケットを、受信する手段と、逆多重化する手段と、
逆多重化された所定量の映像パケットを蓄積する第１の映像書き込みメモリと、
逆多重化された音声パケットを蓄積する第２の音声書き込みメモリと、
ブロックの形式で多重化された音声及び映像パケットの記憶手段であって、各ブロックが第１のエリアと第２のエリアとを含み、該第１のエリアは、映像パケットを記録し、前記所定量と同じ固定サイズであり、第２のエリアは、音声パケットを記録し、前記所定量の映像データを得ると同時に蓄積される音声データの最大量以上の固定サイズである記憶手段と
を含む。
【００１３】
発明となる装置の特別の実施形態によれば、記憶手段は、主ランダムアクセス用であって且つ多重間接アドレス指定を実現する第１のパーティションと、主順次アクセスに対して記録する音声及び映像ストリーム用に確保され且つ単間接アドレス指定を実現する第２のパーティションとを含む。
【００１４】
データアクセスに関して異なる特徴を有する二重パーティションを用いる原理は、データの種類に依存する記録及び読み出しを最適にすることができる。特に、音声及び映像タイプのデータは、順次アクセスを主に必要とする。一夫で、例えばプログラムガイド又は他のプログラムコードファイルを構成するためのデータベースを、「サービス」又は「私用」タイプのデータは、ランダムアクセスでより効率的に管理され得る。従って、例えばハードディスクのような異なるタイプの単一媒体のデータを記憶することが可能となる。
【００１５】
特別の実施形態によれば、第２のパーティションのブロックのサイズは、第１のパーティションのブロックのサイズよりも少なくとも絶対値のオーダで大きい。
【００１６】
特別の実施形態によれば、記憶手段は、記録可能ディスクを含む。
【００１７】
特別の実施形態によれば、発明となる装置は、前記記憶手段から映像データを読み出す第３の映像読み出しメモリと、音声データを読み出す第４の音声読み出しメモリとを含み、映像を読み出す第３のメモリのサイズは映像を書き込む第１のメモリのサイズと同じであり、音声を読み出す第４のメモリのサイズは音声を書き込む第２のメモリのサイズと同じである。
【００１８】
特別の実施形態によれば、本装置は、更に、
前記記憶手段へデータを送信する書き込みメモリであって、ＦＩＦＯタイプのＮ個の映像書き込みメモリを含むエリアと、Ｎ個の音声書き込みメモリのサイズを有するＦＩＦＯタイプのメモリを含む音声書き込みエリアとから構成される書き込みメモリと、
映像データを第１のＮ個の映像書き込みメモリへ送信し、且つ音声データを音声書き込みエリアへ送信することを制御する手段であって、映像データの送信が、前記第１のＮ個の映像書き込みメモリが満杯であるとき、次の映像書き込みメモリへ続けられる手段と、
音声データを記録するエリアについて、Ｎ個の映像書き込みメモリの各々に対応する音声データの位置を記憶する手段と
を含む。
【００１９】
一連の映像書き込みメモリの実現は、書き込みアクセスが後れをとった場合に、記憶手段への書き込みアクセスをバッファすることが可能となる。音声データの管理は、単一のＦＩＦＯメモリの目的のために行われ、一方で、映像データの管理は、複数のＦＩＦＯメモリのために行われる。音声ＦＩＦＯメモリと映像ＦＩＦＯメモリとのセットは、単一メモリ内に物理的に含まれることができ、その種々のエリアは、独立のＦＩＦＯメモリとして管理される。
【００２０】
特別の実施形態によれば、装置は、Ｎ個の映像書き込みメモリの１つが満杯になると直ぐに、書き込みメモリ内に記憶された映像及び音声データを、記憶手段へ送信し始める手段を更に含む。
【００２１】
書き込みメモリの管理は、「空バッファ」タイプのものである。
【００２２】
特別の実施形態によれば、装置は、
記憶手段からデータを受信する読み出しメモリであって、ＦＩＦＯタイプのＮ個の映像読み出しメモリを含むエリアと、Ｎ個の音声読み出しメモリのサイズを有するＦＩＦＯタイプのメモリを含む音声読み出しエリアとして構成される読み出しメモリと、
第１のＮ個の映像読み出しメモリへの映像データの送信と、音声読み出しエリアへの音声データの送信とを制御する手段であって、前記第１のＮ個の映像読み出しメモリが満杯であるとき、映像データの送信が次の映像読み出しメモリへ続けられるように制御する手段と、
音声データを読み出すためのエリアについて、Ｎ個の映像読み出しメモリの各々に対応する音声データの位置を記憶する手段と
を含む。
【００２３】
特別の実施形態によれば、装置は、Ｎ個の映像読み出しメモリの群が満杯になったとき、前記データのデコーダへ前記読み出しメモリ内に記憶された映像及び音声データを送信し始める手段を更に含む。
【００２４】
読み出しモードにおいて、メモリの管理は、「フルバッファ」タイプのものである。
【００２５】
種々の実施形態によれば、方法は、このブロックに記録された音声データの量を示すデータアイテムの各ブロック内に記録する段階を含む。
【００２６】
これは、音声データ用に確保されたエリア内に含まれる特別のバイナリワードを検出するために比較を行うことなく、ブロックの音声データの終了を検出することが容易に可能となり、それらの終了を確認する。
【００２７】
本発明は、また、音声及び映像データ記録装置であって、直列に構成された複数の論理ブロックを含む１つのパーティションを含み、該論理ブロックの各々は、映像データを記録する固定サイズの第１のエリアと、音声データを記録し、所定量の映像データを蓄積すると同時に蓄積され得る音声データの最大量以上となる固定サイズを有する第２のエリアとを含む。
【００２８】
本発明の他の特徴及び効果は、添付図面によって描かれた、特に限定することのない模範的な実施形態の説明によって表されることになる。
【００２９】
本発明の模範的な実施形態によれば、記憶装置は、ＤＶＢ規格に合うデジタルテレビデコーダ内に構成されたハードディスクである。
【００３０】
図１は、このようなデコーダのブロック図である。該デコーダは、チューナ１０１と、それに接続される復調及び誤り訂正回路１０２とを含んでおり、該回路１０２は、該チューナから出力された信号をデジタル化するアナログ／デジタルコンバータも含む。ケーブル又は衛星の受信のタイプに従って、用いられる変調方式はＱＡＭ又はＱＰＳＫであり、回路１０２は、受信のタイプに適合する復調手段を含む。復調され且つ訂正されたデータは、コンバータ１０３によってシリアル化され、該コンバータ１０３は、多重化し且つ復号化する回路１０４のシリアル入力部に接続される。
【００３１】
この例によれば、この回路１０４は、ＳＴマイクロエレクトロニクスによって製造されたＳＴｉ５５００回路である。これは、中央の３２ｂｉｔパラレルバス１０５に接続された、ＤＶＢデマルチプレクサ１０６と、マイクロプロセッサ１０７と、キャッシュメモリ１０８と、外部メモリインタフェース１０９と、シリアル通信インタフェース１１０と、パラレル入出力インタフェース１１１と、チップカードインタフェース１１２と、音声及び映像ＭＰＥＧデコーダ１１３と、ＰＡＬ及びＲＧＢエンコーダ１１４と、キャラクタジェネレータ１１５とを含む。
【００３２】
外部メモリインタフェース１０９は、１６ｂｉｔパラレルバスに接続されており、該バスに、ＩＥＥＥ１２８４タイプのパラレルインタフェース１１６と、ランダムアクセスメモリ１１７と、フラッシュメモリ１１８と、ハードディスク１１９とがそれぞれ接続されている。該ハードディスクは、本発明の実施形態の必要条件のためにＥＩＤＥタイプのものである。パラレルインタフェース１１６は、外部コネクタ１２０及びモデム１２１にも接続され、モデム１２１は外部コネクタ１２２に接続される。
【００３３】
シリアル通信インタフェース１１０は、外部コネクタ１２３と、遠隔制御信号を受信するための赤外線受信部分組立体１２４の出力部とに接続される。赤外線受信部分組立体は、表示デバイスと制御ボタンとを含むデコーダの前面パネルに一体化される。
【００３４】
チップカードインタフェース１１２は、チップカードコネクタ１２５に接続される。
【００３５】
音声及び映像デコーダ１１３は、復号化されていない音声及び映像パケットを記憶するための１６Ｍｂｉｔランダムアクセスメモリ１２６に接続される。デコーダは、復号化された映像データをＰＡＬ及びＲＧＢエンコーダ１１４へ送信し、復号化された音声データをデジタル／アナログコンバータ１２７へ送信する。エンコーダは、ＲＧＢ信号をＳＥＣＡＭエンコーダ１３２へ出力し、ルミナンス成分Ｙ及びクロミナンス成分Ｃの形で映像信号も出力する。これら２つの成分は分かれている。これら種々の信号は、切替回路１２８を介して、音声出力部１２９、テレビ出力部１３０及び映像レコーダ出力部１３１へ多重化される。
【００３６】
デコーダを介して音声及び映像データによって得られるルートは、以下のようになる。復調されたデータストリームは、トランスポートストリームフォーマットか、又はＭＰＥＧ２システム規格に合う簡単な「ＴＳ」フォーマットを有する。この規格は、参考文献ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１にある。それらのヘッダについて、ＴＳパケットは、ＰＩＤと称される識別子を含み、それは、パケットの有用データに属する基本(elementary)ストリームを示す。通常、基本ストリームは、特別のプログラムに関する映像ストリームであって、一方でこのプログラムの音声ストリームは別のものである。圧縮された音声及び映像データを転送するために用いられるデータ構造は、基本ストリームパケットか又は「ＰＥＳ」パケットの一方に該当する。
【００３７】
デマルチプレクサ１０６は、ＰＩＤの特定値に対応するパケットをトランスポートストリームから抽出するように、マイクロプロセッサ１０７でプログラムされる。逆多重化されたパケットの有用なデータは、デコーダの種々のメモリのバッファエリアにこれらデータを記憶する前に、（ユーザのチップカードによって記憶された権利(rights)がこのスクランブル解除(descrambling)を許可するならば）適切にスクランブル解除がなされる。音声及び映像ＰＥＳパケット用に確保されたバッファエリアは、メモリ１２６内におかれる。デコーダ１１３は、その必要性に従ってこれら音声及び映像データをリードバック(reads back)する。そして、デコーダ１１３は、エンコーダ１１４及びコンバータ１２７へそれぞれ、復元された音声及び映像サンプルを送信する。
【００３８】
前述されたような特定の回路は、例えばＩ２Ｃタイプのバスを介して、公知の方法で制御される。
【００３９】
前述した通常の場合、ＭＰＥＧデコーダ１１３によって逆多重化されたプログラムの直接復号化に対応する。
【００４０】
本発明によれば、受信機／デコーダは、それらの圧縮形式で音声及び映像データを主に大容量記憶するためのハードディスクを含む。
【００４１】
図２は、ハードディスクと、外部メモリインタフェース１０９に接続するインタフェース回路とを含む組立体１１９のブロック図である。
【００４２】
ハードディスク２０１は、ＵｌｔｒａＡＴＡ／ＥＩＤＥインタフェースで提供される市販のハードディスクである。「ＡＴＡ」は、この実施形態の構造の中で用いられる特定のディスクの通信プロトコルを示す。２つのパーティションは、データを、並列に、ディスクから読み出し且つディスクへ書き込むために用いられる。第１のパーティションは、コンピュータファイル、プログラム、符号化タイプ等のデータの書き込み及び読み出しに適合し、「ブロック」パーティションとして以下で称される。一方、第２のパーティションは、音声及び映像ストリームの書き込み及び読み出しのためのものであって、このパーティションは「ストリーム」パーティションとして以下で称される。
【００４３】
この二重化は、図２のインタフェース回路におけるアーキテクチャのレベルでも見られる。
【００４４】
データブロックの書き込み及び読み出しは、書き込み用の先入先出（ＦＩＦＯ）タイプのメモリ２０２と、読み出し用の同じタイプのメモリ２０３とのそれぞれを介して行われる。２つのＦＩＦＯメモリは、それぞれ１６ｂｙｔｅのサイズを有し、これら２つのＦＩＦＯメモリのためのアドレスポインタを管理するブロック転送回路２０４によって制御される。本発明の模範的な実施形態によれば、これらは、二重同期ポートタイプのメモリである。
【００４５】
「ブロック」モードに従うデータ交換は、１６ｂｙｔｅのバーストを送信することによって、ダイレクトメモリアクセスモードで実行される。これらバーストは、２つのＦＩＦＯメモリ２０２及び２０３によって書き込みモード及び読み出しモードの両方でバッファされ、バスビットレート２１５にディスクビットレートを適合すること及びその逆をも可能にする。
【００４６】
２つのＦＩＦＯメモリ２０５及び２０６は、音声及び映像ストリームをそれぞれ書き込み及び読み出しするために提供される。各ＦＩＦＯメモリ２０５及び２０６は、本発明の模範的な実施形態によれば、１１２Ｋｂｙｔｅの４つの映像バンク（「映像」エリア２０５ａ及び２０６ａにクラスタ化される）と、６４Ｋｂｉｔの音声エリア（２０５ｂ及び２０６ｂ）とに分割された５１２Ｋｂｙｔｅの物理メモリを含み、ストリーム転送制御回路２０７によって制御される。各映像バンク及び音声エリアは、先入先出（ＦＩＦＯ）メモリとして管理される。回路２０７は、各列(series)２０５及び２０６に独立する２つの書き込みポインタ及び２つの読み出しポインタ、即ち、映像ポインタの対及び音声ポインタの対を管理する。一方のメモリ２０５及び２０６は読み出しモードで動作し、他方のメモリは所与の時点に書き込みモードで動作する。しかしながら、２つのメモリ２０５及び２０６へのアクセスは独立であり、同時の、ディスクからの読み出し且つディスクへの書き込みを可能とする。
【００４７】
種々の本発明の模範的な実施形態に従って、メモリ２０２、２０３、２０５及び２０６は、ランダムアクセスメモリ１１７のエリアであり、これらエリアの各々は、先入先出タイプであって、１つのメモリを管理するか、又は適合するならばそのいくつかのメモリを管理する。
【００４８】
また、いくつかの基本音声ストリームのような追加の成分の管理に、本発明の模範的な実施形態を適合することは、この目的に要求される追加のメモリを提供することによって、当業者によって容易に達成されるであろう。
【００４９】
２つの転送制御回路２０４及び２０７は、その動作がマイクロプロセッサ１０７によって制御される状態遷移機械である。マイクロプロセッサは、ダイレクトメモリアクセスモード（以下で「ＵＤＭＡ」即ちＵｌｔｒａダイレクトメモリアクセスモードと称すモード）で実行すべき転送タスクをコントローラに通知する。そして、マイクロプロセッサは、２つの転送制御回路２０４及び２０７に接続された割り込み制御回路２０８から発生した割り込みを通して、これらタスクの実行を予め通知される。ここに記述された実施形態の構成の中で、３３Ｍｂｙｔｅ／ｓのＵＤＭＡモードが用いられるが、本発明はこのモードに限定されないことは明らかである。
【００５０】
２つの転送制御回路は、ディスク及びそのアクセスモードを実装することを可能にする制御回路２０９を介して、適するディスクアクセスを管理する。そのアクセスモードとは、即ち、コマンド及び制御レジスタへのアクセスと、ダイレクトＵＤＭＡメモリアクセスとである。コマンド回路は、また、ディスクの制御及びコマンドレジスタを直接管理するのために、マイクロプロセッサ１０７へ接続される。これは、転送制御回路２０４及び２０７を実装しない。
【００５１】
更に、図２のインタフェース回路は、２つのマルチプレクサ２１０及び２１１を含む。それぞれ、ディスクへ書き込むべきデータ用の３つの入力パスと、ディスクから読み出されるデータ用の３つの出力パスとを、入力部で受信する。それゆえ、各マルチプレクサは、入力部における３つの１６ｂｉｔバスと、出力部における１つの１６ｂｉｔバスとを有する。種々のパスの間の切替は、マイクロプロセッサ１０７によって管理される。
【００５２】
書き込みマルチプレクサ２１０が関係するものとして、第１の入力パスは、外部メモリインタフェース１０９のデータバス２１５のダイレクトアクセスであり、ディスク２０１のデータバス２１２へ出力する。第２のパスは、ブロックを書き込むためのＦＩＦＯメモリ２０２の出力からなる。第３のパスは、ストリームを書き込むためのＦＩＦＯメモリ２０５の出力からなる。
【００５３】
読み出しマルチプレクサ２１１が関係するものとして、第１の出力パスは、ディスクのデータバスのダイレクトアクセスであり、外部メモリインタフェース１０９のデータバスへ出力する。第２のパスは、ブロックを読み出すためにメモリ２０３の出力からなる。第３のパスは、ストリームを読み出すためにＦＩＦＯメモリ２０６の出力からなる。
【００５４】
２つのマルチプレクサ２１０と２１１とのそれぞれの出力は、オートマトン２０４及び２０７によって制御される３状態出力回路２１３と２１４とを介して、ディスクのデータバスと、外部メモリインタフェースのデータバスとにそれぞれ接続される。
【００５５】
各メモリ２０５及び２０６は、ディスクに対する頭出し(heading)又はディスクから来るデータに対するキャッシュメモリとして提供される。本発明の模範的な実施形態によるディスクは、５１２ｂｙｔｅのセクタを含む。それゆえ、２５６個のセクタのコンテンツは、メモリ２０５ａ及び２０６ａの一方のＦＩＦＯメモリの映像メモリバンクのサイズに、音声エリア２０５ｂ及び２０６ｂの一方のサイズの１／４を加え、即ち合計１２８Ｋｂｙｔｅに対応する。これは、実質的に、本発明の実施形態で用いられるディスクの読み出しヘッドの移動の平均時間、即ち約１０ｍｓの間のディクスから又はディスクへの転送可能なデータ量である。
【００５６】
前述で規定した特徴を有するＦＩＦＯメモリの使用は、１５Ｍｂｉｔ／ｓの同時読み出し及び書き込みビットレートを得ることが可能となる。
【００５７】
ディスクへの音声／映像ストリームの書き込みを、図３及び図４を用いて説明していく。
【００５８】
図３は、ＭＰＥＧ２規格に従うＰＥＳフォーマットの音声及び映像データを、２つのＦＩＦＯメモリ、即ち映像バンク（メモリ２０５の部分２０５ａのバンクの一方）と音声エリア（メモリ２０５の部分２０５ｂ）とに分割することを描いている。
【００５９】
データは、１２８Ｋｂｙｔｅの音声／映像ブロック毎にディスクに書き込まれる。本発明によれば、１２８Ｋｂｙｔｅのブロックの固定部分は、映像データ用に確保（１１２Ｋｂｙｔｅ）されており、他の可変部分は、音声データ用に確保（１６Ｋｂｙｔｅ）されている。ブロックは逐次書き込まれ、従って音声及び映像データがディスクに交互配置(interleaved)される。
【００６０】
映像ストリームの最小ビットレートと音声ストリームの最大ビットレートとの比が、約１０であることが理解できる。映像用に確保された１１２Ｋｂｙｔｅのエリアと、音声用に確保された１６Ｋｂｙｔｅのエリアとを、１２８Ｋｂｙｔｅのブロック内に規定することによって、その比は７となる。前述した以外に、音声／映像ストリームを考慮することによって、その映像データ（映像ＰＥＳパケットの形で）は、それらが多重化されると直ぐに１１２Ｋｂｙｔｅのエリアに記憶され、その音声データ（音声ＰＥＳパケットの形で）は、１６Ｋｂｙｔｅのエリアに記憶される。その映像エリアは、常に、音声エリアの前に満たされる。
【００６１】
ストリームと管理すべきビットレートとに基づいて、７以外の比が用いられてもよいことは明らかである。特に、これは、ＭＰＥＧ規格によって支持されるもの以外の圧縮アルゴリズムが実装された場合である。
【００６２】
１１２Ｋｂｙｔｅの映像バンクが満たされたとき、このバンクのコンテンツがディスクに書き込まれ、１１２Ｋｂｙｔｅの映像データと同じ期間中に蓄積された音声データがこれに続く。これは、音声エリアが満たされた状態であるか否かに関わらない。それにも関わらず、構成によっては、１６Ｋｂｙｔｅもの量が蓄積されていることが分かる。
【００６３】
この結果、ＰＥＳパケットの範囲と、蓄積された映像バンク又は蓄積された音声データの開始及び終了とには、相関関係がない。実際に、映像バンクのコンテンツの最初のデータアイテムは映像ＰＥＳパケットの中間にあってもよく、一方、蓄積された最後の音声データアイテムは音声ＰＥＳパケットの終点に対応する必要がない。
【００６４】
ストリームを書き込むためのファイルを開くために必要とされる測定は、予め、ディスクファイルシステムのレベルで行われると想定している。
【００６５】
映像及び音声データに、ディスクのブロックが属するファイルの識別子と、音声データの量を示すデータアイテムとが追加される。該データアイテムは、映像バンクが満たされる限界に達したときに、メモリ２０５の音声エリア２０５ｂの書き込みポインタの状態から導き出される。識別子は１６ｂｉｔで符号化され、一方、音声データの量は１４ｂｉｔで符号化される。図４は、ディスクにおけるブロックのデータのレイアウトを描いている。ブロックの音声エリアの部分であって音声データを含まない部分は、１６Ｋｂｙｔｅまでこれらのデータとなるようにスタッフィングビットで埋められる。
【００６６】
同じファイルに属する全てのブロックについて、ファイル識別子は同じである。ファイルの識別子は、ノードとして示され且つ各ファイルに関連するデータ構造内に含まれたものと冗長(redundant)となる情報のアイテムである。しかしながら、書き込みオープンファイルが正しくクローズされていないならば、その識別子が用いられる。次に、ファイルシステムは、ファイル識別子によって同一ファイルに属する全てのブロックを識別し、ファイルのノードと、「ストリーム」パーティションの開始で記録された他のデータ構造との、対応するパラメータを更新する。オープンファイルが各ファイルのオープンの開始で（ノード番号０の）ディスクのフラグに書き込まれるために、システムはオープンファイルの識別子を知る。このフラグは、このファイルのクローズでゼロにリセットされる。
【００６７】
音声データと映像データとの列がディスクのブロックの１６Ｋｂｙｔｅ音声エリアの可変部分の不使用をもたらすことを表す。しかしながら、この不使用部分のサイズは、完全なブロックの１２８Ｋｂｙｔｅと比較して比較的小さい。映像及び音声パケットの記録が、ＰＥＳパケットの逆多重化の命令で実行されたならば、次に、各パケットの特性（例えばＰＩＤ識別子の形での音声又は映像）の記録が必要とされる。この記録に必要とされるメモリ空間は、一方で、記録されたブロックの音声部分のスタッフィングビット用に確保されたものよりも大きく、他方で、管理がより複雑になる。
【００６８】
しかしながら、音声データと映像データとの列の効果はかなりある。特に、音声及び映像データが、入力される音声／映像ストリームと同じ方法で多重化されないとしても、音声及び映像データの間の同期が完全に維持される。ブロックの音声データは、実際にそれらが受信されているならば、同一ブロックの映像データで一時的に多重化される。従って、リードバック中に音声又は映像バッファのオーバフローを生じるような同期のいずれのドリフトもなしに、デコーダで音声／映像ストリームを再記憶することが可能となる。
【００６９】
読み出し及び／又は書き込みモードにおいて各１１２Ｋｂｙｔｅの４個の映像メモリバンクと、６４Ｋｂｙｔｅの音声エリアとの使用は、ディスク書き込みヘッドの移動時間について、及び書き込みが遅延する何らかのディスクアクセス問題について、補償することができる。それにも関わらず、マイクロプロセッサ１０７は、空のメモリ２０５の最大バンク数を維持しようとする。そして、これは、空のバッファタイプの管理として参照されてもよい。ディスクへ音声／映像データを送信するために、マイクロプロセッサ１０７は、ダイレクトメモリアクセス機構（「ＤＭＡ」）へ起動を通知し、ＤＭＡは、デマルチプレクサ１０６からＦＩＦＯメモリ２０５の映像バンク及び音声エリアへ、音声／映像データの送信を行う。模範的な実施形態の構成の中で、これは、デマルチプレクサ１０６に直接構成されたＤＭＡである。
【００７０】
メモリ２０５の映像バンクが満杯であるとき、書き込み送信制御回路２０７は、マイクロプロセッサ１０７に対して予定された割り込みを発生し、書き込みが次の映像ＦＩＦＯメモリバンク内に連続される。映像ＦＩＦＯメモリバンクが順番に回って実現される。ディスクファイルシステムをも管理するマイクロプロセッサは、１２８Ｋｂｙｔｅのブロックの５１２Ｋｂｙｔｅの第１の書き込みセクタを決定し、制御回路２０９を用いてディスクへそれを出力する。マイクロプロセッサは、また、第１の映像ＦＩＦＯメモリバンクからのデータと、メモリ２０５の音声ＦＩＦＯ２０５ｂから音声の対応する量とを転送するために、ディスクのダイレクトメモリアクセス機構を初期設定する。次に、ディスクは、回路２０７の制御の下で２５６セクタへ１２８Ｋｂｙｔｅを書き込む。１２８Ｋｂｙｔｅのデータを送信した後で、ハードディスクは、ＵｌｔｒａＤＭＡモードを終了し、制御回路２０７は、ＵｌｔｒａＤＭＡモードを解放し、割り込みを介してマイクロプロセッサへ通知する。この転送は、マイクロプロセッサが制御回路２０７を用いた割り込み要求を受信する毎に、記録を停止することが決定されるまで、繰り替えされる。次に、マイクロプロセッサは、書き込みが行われるところのファイルに対応するノードと、対応するビットテーブルとを更新する。ビットテーブル及びノードの役割は、以下でより詳細に理解できることになる。
【００７１】
本発明の模範的な実施形態によれば、各メモリ２０５及び２０６の音声エリアは、１１２Ｋｂｙｔｅの映像バンクに対する場合のように、固定サイズのバンクとして構成されない。音声エリアは、書き込みモードについては、各々関係する映像バンクに書き込まれた音声データの量を記憶することによって管理され、読み出しモードについては、各ブロックから読み出された音声の量に関係する情報を考慮することによって管理される。
【００７２】
本発明の模範的な実施形態によれば、ＰＥＳデータのみがディスクに記録される。これは、基準クロック値（「ＰＣＲ」）が記録されないことを意味する。
【００７３】
読み出し機構は、書き込み機構と実質的に異なる。発明者らは、読み出し初期位相と定常読み出し状態とを検討する。
【００７４】
ストリームモードでの読み出しを初期設定するために、マイクロプロセッサは、転送すべき第１のブロックの第１のセグメントのアドレスをハードディスクに送信し、２５６セクタの転送を要求する。一度転送が完了すると、転送制御回路２０７は、転送終了を指示する割り込みを発生する。次に、マイクロプロセッサは、ブロック２０６の４個の映像ＦＩＦＯメモリバンク（及び音声エリア２０６ｂの一部）が満杯になるまでに、次のブロックの転送を要求する。デコーダ１１３へのデータの転送及び復号化は、マイクロプロセッサによってその時のみ初期設定される。一度、初期設定が実行されると、データは、マイクロプロセッサの介入なしに転送される。デコーダ１１３は、要求が変わるとき、音声及び映像データを読み出す。ＦＩＦＯメモリを空にする速度は、実際に、圧縮された音声及び映像パケットのコンテンツに依存する。
【００７５】
定常状態は以下のようになる。映像ＦＩＦＯの１１２Ｋｂｙｔｅのメモリバンクが完全に空になった（及び対応する音声データも読み出された）とき、割り込み要求が、それらのマイクロプロセッサに通知される。そして、マイクロプロセッサは、全てのＦＩＦＯ映像バンクを満杯にすることを維持することができるように、新しいブロックの転送を起動する。この管理は、フルバッファタイプのものである。
【００７６】
本発明の模範的な実施形態によれば、実行中のプログラムに対応する転送パケットを逆多重化することによって、及び、入力されるＴＳストリームの基準クロック値（「ＰＣＲ」）へ位相ロックループをロックすることによって、システムクロックのリカバリが行われる。この操作は、要求される２７ＭＨｚのクロック周波数を得ることが可能となる。従って、たとえ、このクロックが、このストリームにおいてリアルタイムにブロードキャストしない音声及び映像データと一緒に用いられても、入力されるＴＳストリームは、基準クロックレートをリカバするために用いられる。
【００７７】
クロックレートリカバリのこの原理は、図１０のブロック図によって描かれている。図１０は、比較器／減算器１００１と、それに続くローパスフィルタ１００２と、電圧制御オシレータ１００３とから構成される位相ロックループ（ＰＬＬ）を含む。カウンタ１００４は、オシレータ１００３の出力と、比較器／減算器１００１の入力との間のループを閉じる。更に、比較器／減算器は、ＴＳストリームから出るＰＣＲクロック値を受信する。カウンタ１００４から出力されるローカルクロック値とＰＣＲクロック値との差が、ローパスフィルタ１００２へ送信され、それに応じてループ出力信号のレートが適合される。カウンタ１００４に含まれるクロック値は、逆多重化されたＰＣＲクロック値と一緒に定期的に更新され、これは、ＴＳストリームのエンコーダのクロックにカウンタ１００４を同期させる効果を有する。このクロックは、リアルタイムに受信されたＴＳストリームの復号化及び再生(presentation)に用いられる。以下で説明されるように、ＰＬＬループの出力におけるクロックレートだけが、ハードディスクから読み出されたデータの復号化及び再生に用いられる。
【００７８】
他のクロックリカバリ方法を用いることができる。特に、自由クロック(free clock)を用いることが可能となる。特に、２７ＭＨｚクロックで必要とされる精度は、ＭＰＥＧ２規格によって課されるエンコーダのレベル即ち３０ｐｐｍと同程度の精度を必要とされない。エンコーダから直接発生するストリームが、復号化するべく必要とされる場合にのみ、この精度が実際に要求される。実際に、このような場合、デコーダのクロックの過度のずれ(drifting)は、デコーダのバッファメモリから涸れるか又は溢れることを生じさせる。しかしながら、ローカルハードディスクからストリームを読み出す場合、発明者らはこの制約をなくすことを見つけた。デコーダは、その必要な機能として、読み出しモードのストリームのビットレートを実際に調整することができる。この機能は、ディスクによって構成されるバッファを介することなく、ストリームが直接到達するときの場合には必要ない。
【００７９】
映像フレームの復号化は、ランダムアクセスメモリ１２６の部分を形成する、復号化バッファを満杯にする所与のレベルで起動される。このレベルは、例えば、１．８Ｍｂｉｔの容量を有するバッファに対して１．５Ｍｂｉｔである。先頭バッファ映像と称されるこの時点が、映像フレームの復号化及び再生の基準時点とみなされる。デコーダのバッファから読み出される第１のフレームのＤＴＳクロック値は、図１０のカウンタ１００５に読み込まれる。このカウンタは、ＰＬＬループによって発生したクロックレートでカウントする。第１の映像プレームの復号化は、直ぐに起動される。一方、第１のフレームの再生と、続くフレームの復号化及び再生は、カウンタ１００５によって発生したクロックと比べて、対応するＤＴＳ及びＰＴＳクロック値に従って実行される。
【００８０】
従って、音声フレームの復号化及び再生もまた、再び生成されたクロックを必要とする。
【００８１】
図５は、２つのパーティション「ブロック」及び「ストリーム」がハードディスクの使用を共有する方法を描いている。本発明の模範的な実施形態によれば、「ブロック」パーティションは数百Ｍｂｙｔｅを占有し、一方、「ストリーム」パーティションは数Ｇｂｙｔｅを占有する。
【００８２】
「ブロック」パーティションは更には説明しない。対応するファイルシステムの構成は、例えばＵＮＩＸタイプの従来の方法で考え出される。しかしながら、このパーティションの特徴は、例えば多重間接アドレス指定の使用を通して、データへのランダムアクセスに有利である（即ち、一連のアドレスポインタであり、その最後が、必要とされるデータブロックのアドレスを与える）。一方、「ストリーム」パーティションは、順次アクセスを最適にする特徴を有する。
【００８３】
２つのパーティションを管理するファイルシステムは、ブートブロックをハードディスクに含む。ブートブロックに表されるパラメータは、ブートプログラムのインデックス、ボリューム名、セクタ当りのバイト数、ボリュームのセクタ数及びブートブロックのセクタ数である。
【００８４】
前述したように、「ストリーム」パーティションについて選択されたパラメータは、以下のようになる。セクタのサイズは５１２ｂｙｔｅであり、「ストリーム」ブロックは２５６セクタを含む。
【００８５】
これは、「ブロック」パーティション即ち４個のセクタのブロックサイズと比較すべきである。
【００８６】
図６は、「ストリーム」パーティションの構成を描いている。このパーティションは、該パーティションについて一般情報を含む「スーパーブロック」として示されるブロックを最初に含む。表１は、このスーパーブロックに含まれる情報である。
【００８７】
【表１】
【００８８】
アドレスは、セクタ数に基づいて与えられる。ディスクの全セクタは、０からディスクの最大セクタ数まで番号付けされる。
【００８９】
パーティションの各ファイル又はディレクトリは、ファイル名又はディレクトリ名、そのサイズ、その位置及びその属性を指示する「ノード」として示されたデータ構造に関係する。ノードは、スーパーブロックの後のパーティション内に一緒にグループ化される。表２は、ノードの構成を指示する。
【００９０】
【表２】
【００９１】
シーケンスは、同じファイルの部分を形成する隣接ブロックの流れ(run)である。それは、シーケンスの第１のブロックのアドレスによって規定され、続いて隣接ブロックの数によって規定される。ファイルがフラグメント化されているならば、拡張子エリアに戻るポインタは、追加シーケンスを含む。次々に、この追加シーケンスは、追加拡張子等に戻ることができる。このタイプの簡単な間接アドレス指定は、データの逐次的な特性に十分に適合する。従って、いくつかのポインタの連続操作を避けるために、このような操作は時間の観点からは高コストである。多重間接アドレス指定は、データへランダムアクセスを容易にするために、「ブロック」パーティション用に確保される。
【００９２】
追加シーケンスのエリアは、ノード用に確保されたエリアの後で、拡張セクション内に一緒にグループ化される。
【００９３】
更に、「ストリーム」パーティションは、各ノードと、追加シーケンスの各エリアと、それが占有するかどうかの各ブロックとを指示する「ビットテーブル」を含む。この結果、ビットは、各ノードと、追加シーケンスのエリアと、ブロックとに関係する。
【００９４】
図７は、ファイルを書き込む方法のフローチャートである。最初に、ファイルに関するノードが生成される。ディスクのこのノードの位置は、ノードのビットテーブルを走査することによって決定される。ブロックのビットテーブルを用いることによって、マイクロプロセッサ１０７は、ブロックの自由シーケンスを決定し、ブロック毎にそれに記録すべきデータを書き込む。シーケンスの終わりで、シーケンスのアドレス及び長さが、メモリ内のファイルのノード内に記憶される。次に、シーケンスを記録するために割り当てられたブロックに対応するブロックのビットテーブルのフラグが、メモリのテーブル内で更新される。検出及び書き込みのシーケンスの操作は、必要ならば、完全にファイルが記録されるまで、繰り返される。一度、データの記録が完了すると、（ノード及び更新されたビットテーブルを意味する）データの配置に関する更新情報が、ディスクに記録される。読み出し／書き込みヘッドによって絶え間無く行ったり来たりすることを避けるように、情報は、記録の終わりでのみディスクに書き込まれる。
【００９５】
ファイルを読み出すために、マイクロプロセッサは、最初に、このファイルのノードと、それらに引用する全ての追加シーケンスの定義(definitions)とを読み出す。これは、パーティションの開始においてエリアに読み出す間にディスク読み出し／書き込みヘッドが移動することを避ける。
【００９６】
ディスクの予見されるアプリケーションの１つは、現在記録されるプログラムのリアルタイムでない読み出しである。例えば、ライブプログラムを見ているテレビ視聴者は、数分間その場を離れなければならない場合、これが中断する正確な時点から再視聴することを望む。その者がその場を離れるとき、その者はプログラムを記録し始める。その者が戻ったとき、プログラムの記録がまだ進行しているけれども、その者はプログラムの読み出しを起動する。読み出し／書き込みヘッドが、読み出しエリアから書き込みエリアへ及びその逆に移動を行わなければならないならば、及び、ヘッドの移動時間がこの例の構成の中で用いられるディスクの１０ｍｓのオーダであるならば、特定の対策としては、読み出し及び書き込みに必要とされる最小ビットレートを保証するようにしなければならない。
【００９７】
ビットレートのヘッドの飛び越しの影響を評価するために、発明者らは、ＭＰＥＧ２ストリームの最大ビットレート即ち１５Ｍｂｉｔ／ｓの例によって少なくとも好ましい状態を検討した。これによれば、１２８Ｋｂｙｔｅのブロックは、図８に描かれたように６６．７ｍｓの音声及び映像データに対応する。９６Ｍｂｉｔ／ｓの転送レートでのブロックの読み出し又は書き込みは、１０．４ｍｓ継続する。読み出しが飛び越しによって先行しないならば、５６．３ｍｓが許容範囲として有効に維持する。
【００９８】
前述したように、第１のブロックから、該第１のブロックに隣接しない第２のブロックへのヘッドの飛び越しに、１０ｍｓとる。従って、４６．３ｍｓの自由間隔が維持される。
【００９９】
飛び越しによって先行した読み出し及び書き込みの各々が、６６．７ｍｓの間隔の中で行われるべきであるならば、わずか２５．９ｍｓが有効に残存する。ブロック内の不良セクタがヘッドの飛び越しを誘発してもよいので、読み出しモード及び書き込みモードで飛び越し数を最小に限定することが好ましい。
【０１００】
本発明の模範的な実施形態によれば、同時の記録及び読み出し中のヘッドの飛び越しの数は、図９ａ及び図９ｂに描かれたように、ブロックへの交互書き込みを有効にすることによって減少する。
【０１０１】
プログラムの記録が起動されたとき（例えばテレビ視聴者によって）、調整ブロックのシーケンスにおいて１ブロックおきに書き込みが行われる。これは、図９ａによって描かれている。それゆえ、読み出しヘッドの飛び越しは、各ブロックに書き込む前に行われる。
【０１０２】
プログラムの読み出しが起動されたとき、前の自由に残るブロック内に連続に書き込まれる。例えば、書き込まれた第１のブロックの読み出しに続いて（図９ｂの最左端の１つ）、直ぐ隣接するブロックに次の書き込みが行われる。読み出し／書き込みヘッドの飛び越しは、第１のブロックの読み出しと、第２のブロックの書き込みとの間で行われない。また、ヘッドの飛び越し数の減少は、結果的に、これら移動によって発生するノイズの減少につながる。
【０１０３】
読み出し開始前に書き込まれたブロックの全てだけが読み出され、非交互方式で連続に書き込まれる。種々の実施形態によれば、目的が、単に、記録を継続しようとすることなしにプログラムを非リアルタイムに視聴することであるならば、前の読み出しブロックのコンテンツに上書きすることによって書き込みが続けられる。
【０１０４】
種々の実施形態によれば、記憶が維持されるべきであるならば、対応する交互ブロックは、これらブロックを非交互にするような方法で逐次に再書き込みされる。従って、引き続き読み出す間、読み出しヘッドは、交互のために飛び越しを行う必要がない。
【０１０５】
もちろん、本発明は、所与の模範的な実施形態に限定されない。例えば、他のタイプのディスクが用いられてもよい。対応するインタフェースが適合すれば十分である。特に、前述で提供されたもの以外の特徴を有するハードディスク、再記録可能光磁気ディスク又は他のデータ記憶媒体にも適用される。
【０１０６】
音声及び映像データが別々に符号化される場合、特に、ＰＥＳパケットが、ＭＰＥＧ規格に従ってプログラムタイプストリーム（「プログラムストリーム」）に含まれるか、又は、音声及び映像データが、ＰＥＳパケットのそれらと異なる構造を含むような場合にも、本発明が適合されることに注目すべきである。
【０１０７】
また、実施形態の特定の構成要素が他の構造形態でも提供できるけれども、１つの物理的な回路でなく本発明を実現することが本発明の見地からはずれることではないことは、当業者によれば明らかである。同様に、複数の要素がハードウェア以外のソフトウェア又はその逆であることは、本発明の見地からはずれるものではない。例えば、ＦＩＦＯタイプのメモリは、アドレスポインタのソフトウェア管理を有する従来のアドレス指定メモリを用いることによってエミュレートされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の模範的な実施形態による、記録装置を含むデジタル受信機／デコーダのブロック図である。
【図２】 ハードディスクの例における、記録装置の模範的な実施形態のブロック図である。
【図３】 データを書き込むバッファとして用いられるＦＩＦＯタイプのメモリにおける音声及び映像エリアの分割を描いた図である。
【図４】 音声及び映像ストリームを記録するために確保されたハードディスクパーティションの１２８Ｋｂｙｔｅのブロックの図である。
【図５】 ハードディスクに存在する２つのタイプのファイルシステムを描いた図である。
【図６】 「ストリーム」タイプのファイルシステムを記録する種々のエリアを描いた図である。
【図７】 ディスクへファイルを書き込むためのフローチャートである。
【図８】 ブロックの読み出し中における種々の操作のそれぞれの期間を説明する図である。
【図９ａ】 同時に記録し且つ読み出すとき、ディスク書き込み／読み出しヘッドの移動を減らすことが可能な方法を説明する図である。
【図９ｂ】 同時に記録し且つ読み出すとき、ディスク書き込み／読み出しヘッドの移動を減らすことが可能な方法を説明する図である。
【図１０】 前述した誤りを発生しないクロックリカバリ回路のブロック図である。
本発明は、デジタル音声及び映像データストリームを記憶する方法に関する。特に、ＭＰＥＧ２規格に従って圧縮された単なる音声及び映像データストリームに限られない。本発明は、また、この方法を実現するデジタルテレビ受信機にも関し、一般に、デジタルデータストリームの同期する成分（例えば音声及び映像）の記録に適する。更に、本発明は、記録装置に関する。
【０００２】
ＭＰＥＧ２のＴＳタイプ（「トランスポートストリーム」を示す）のデータストリームにおいて、音声及び映像データは、「ＰＥＳ」パケットとしても示される基本ストリームパケットの形で提供される。これらＰＥＳパケットは、ＰＥＳパケットの識別子（ＰＩＤ）を含むＴＳトランスポートパケット内に含まれる。ＴＳストリームは、多数の種々のプログラムに関連する音声及び映像ＰＥＳパケットの一時的な多重化である。また、ストリームは、信号データ及び私用データと称されるもののような、他のデジタルデータを転送することもできる。デジタルテレビデコーダは、このストリームを受信し、逆多重化し、特別なプログラムに対応するＰＥＳパケットを復号化する。
【０００３】
デジタルテレビ受信機内の記憶装置を含むための設計作業中に、発明者は、デマルチプレクサから出力されるプログラムの音声及び映像パケットが適切な媒体に記録するのに十分に適合しないことを認識した。特に、多重化された音声及び映像ＰＥＳパケットのこれらコンテンツの種類は、一度これらパケットがトランスポート層で取り除かれると、容易に確認できない。これらパケットのラベリングは、管理を複雑にする記憶空間のかなりの損失を意味する。
【０００４】
本発明は、デジタルテレビ受信機で音声及び映像データを記録する方法であって、
同じプログラムに関係する音声及び映像パケットを逆多重化する段階と、
第１のメモリ内の逆多重化された映像データと、第２のメモリ内の逆多重化された音声データとを同時に蓄積する段階と、
前記第１及び第２のメモリへの蓄積を止めて、続いて前記第１のメモリ内の所定量の映像データを得る段階と、
前記第１のメモリ内に蓄積された映像データと、第２のメモリ内に蓄積された音声データとを記録する段階と
を有し、それぞれ、あるブロックの第１のエリアについて、その固定サイズは前記所定量と同じであり、このブロックの第２のエリアについて、この第２のエリアのサイズは、固定され、前記所定量の映像データを得ると同時に蓄積され得る音声データの最大量以上となるように選定されるものである。
【０００５】
ハードディスクのようなデータ媒体において、固定サイズの２つのエリアを含むブロック内で読み出しが行われ、その一方のエリアが映像データ用に確保され、他方のエリアが音声データ用に確保される。映像エリアのサイズに対応する量の映像データが、一度、逆多重化されたならば、その時点に受信された音声データの量に関わらず、ブロック全体が書き込まれる。
【０００６】
ブロック内部のエリアの配置によって、それらの中に記録されたＰＥＳパケットの種類は公知であり、従って各ＰＥＳパケットのラベリングを無効にする。また、記録されたパケットのＴＳストリーム内の最初の多重化命令は、ブロックレベルで正確に維持されず、全ての音声及び映像送信レートが再び転記される。
【０００７】
ブロックを記録するエリアのサイズの比と、ビットレートの比との間の命令関係は、映像用に確保されたエリアが満たされる前に、音声用に確保されたエリアが溢れることは決してないことを補償する。
【０００８】
特別な実施形態によれば、第１及び第２のエリアのサイズの比が、デジタルストリームにおける映像データのビットレートと音声データのビットレートとの最大比以上となる。
【０００９】
特別な実施形態によれば、発明となる方法は、更に、このブロックに記録される音声データの量を指示するデータアイテムの各ブロック内に記録する段階を含む。
【００１０】
この情報は、ブロック内でそれらのために確保されたエリア内で、音声データを止めることを決定するのに役立つ。この情報の記録は、全ての音声データ読み出しと比較を必要とする「記録終了」タイプのコードを実現する必要ななくなる。
【００１１】
特別の実施形態によれば、記録された音声及び映像データは、トランスポート層から出る情報の排他性を有する基本ストリームパケットである
【００１２】
また、本発明は、デジタル映像受信装置において、
多重化されたデジタルストリームから音声及び映像パケットを、受信する手段と、逆多重化する手段と、
逆多重化された所定量の映像パケットを蓄積する第１の映像書き込みメモリと、
逆多重化された音声パケットを蓄積する第２の音声書き込みメモリと、
ブロックの形式で多重化された音声及び映像パケットの記憶手段であって、各ブロックが第１のエリアと第２のエリアとを含み、該第１のエリアは、映像パケットを記録し、前記所定量と同じ固定サイズであり、第２のエリアは、音声パケットを記録し、前記所定量の映像データを得ると同時に蓄積される音声データの最大量以上の固定サイズである記憶手段と
を含む。
【００１３】
発明となる装置の特別の実施形態によれば、記憶手段は、主ランダムアクセス用であって且つ多重間接アドレス指定を実現する第１のパーティションと、主順次アクセスに対して記録する音声及び映像ストリーム用に確保され且つ単間接アドレス指定を実現する第２のパーティションとを含む。
【００１４】
データアクセスに関して異なる特徴を有する二重パーティションを用いる原理は、データの種類に依存する記録及び読み出しを最適にすることができる。特に、音声及び映像タイプのデータは、順次アクセスを主に必要とする。一夫で、例えばプログラムガイド又は他のプログラムコードファイルを構成するためのデータベースを、「サービス」又は「私用」タイプのデータは、ランダムアクセスでより効率的に管理され得る。従って、例えばハードディスクのような異なるタイプの単一媒体のデータを記憶することが可能となる。
【００１５】
特別の実施形態によれば、第２のパーティションのブロックのサイズは、第１のパーティションのブロックのサイズよりも少なくとも絶対値のオーダで大きい。
【００１６】
特別の実施形態によれば、記憶手段は、記録可能ディスクを含む。
【００１７】
特別の実施形態によれば、発明となる装置は、前記記憶手段から映像データを読み出す第３の映像読み出しメモリと、音声データを読み出す第４の音声読み出しメモリとを含み、映像を読み出す第３のメモリのサイズは映像を書き込む第１のメモリのサイズと同じであり、音声を読み出す第４のメモリのサイズは音声を書き込む第２のメモリのサイズと同じである。
【００１８】
特別の実施形態によれば、本装置は、更に、
前記記憶手段へデータを送信する書き込みメモリであって、ＦＩＦＯタイプのＮ個の映像書き込みメモリを含むエリアと、Ｎ個の音声書き込みメモリのサイズを有するＦＩＦＯタイプのメモリを含む音声書き込みエリアとから構成される書き込みメモリと、
映像データを第１のＮ個の映像書き込みメモリへ送信し、且つ音声データを音声書き込みエリアへ送信することを制御する手段であって、映像データの送信が、前記第１のＮ個の映像書き込みメモリが満杯であるとき、次の映像書き込みメモリへ続けられる手段と、
音声データを記録するエリアについて、Ｎ個の映像書き込みメモリの各々に対応する音声データの位置を記憶する手段と
を含む。
【００１９】
一連の映像書き込みメモリの実現は、書き込みアクセスが後れをとった場合に、記憶手段への書き込みアクセスをバッファすることが可能となる。音声データの管理は、単一のＦＩＦＯメモリの目的のために行われ、一方で、映像データの管理は、複数のＦＩＦＯメモリのために行われる。音声ＦＩＦＯメモリと映像ＦＩＦＯメモリとのセットは、単一メモリ内に物理的に含まれることができ、その種々のエリアは、独立のＦＩＦＯメモリとして管理される。
【００２０】
特別の実施形態によれば、装置は、Ｎ個の映像書き込みメモリの１つが満杯になると直ぐに、書き込みメモリ内に記憶された映像及び音声データを、記憶手段へ送信し始める手段を更に含む。
【００２１】
書き込みメモリの管理は、「空バッファ」タイプのものである。
【００２２】
特別の実施形態によれば、装置は、
記憶手段からデータを受信する読み出しメモリであって、ＦＩＦＯタイプのＮ個の映像読み出しメモリを含むエリアと、Ｎ個の音声読み出しメモリのサイズを有するＦＩＦＯタイプのメモリを含む音声読み出しエリアとして構成される読み出しメモリと、
第１のＮ個の映像読み出しメモリへの映像データの送信と、音声読み出しエリアへの音声データの送信とを制御する手段であって、前記第１のＮ個の映像読み出しメモリが満杯であるとき、映像データの送信が次の映像読み出しメモリへ続けられるように制御する手段と、
音声データを読み出すためのエリアについて、Ｎ個の映像読み出しメモリの各々に対応する音声データの位置を記憶する手段と
を含む。
【００２３】
特別の実施形態によれば、装置は、Ｎ個の映像読み出しメモリの群が満杯になったとき、前記データのデコーダへ前記読み出しメモリ内に記憶された映像及び音声データを送信し始める手段を更に含む。
【００２４】
読み出しモードにおいて、メモリの管理は、「フルバッファ」タイプのものである。
【００２５】
種々の実施形態によれば、方法は、このブロックに記録された音声データの量を示すデータアイテムの各ブロック内に記録する段階を含む。
【００２６】
これは、音声データ用に確保されたエリア内に含まれる特別のバイナリワードを検出するために比較を行うことなく、ブロックの音声データの終了を検出することが容易に可能となり、それらの終了を確認する。
【００２７】
本発明は、また、音声及び映像データ記録装置であって、直列に構成された複数の論理ブロックを含む１つのパーティションを含み、該論理ブロックの各々は、映像データを記録する固定サイズの第１のエリアと、音声データを記録し、所定量の映像データを蓄積すると同時に蓄積され得る音声データの最大量以上となる固定サイズを有する第２のエリアとを含む。
【００２８】
本発明の他の特徴及び効果は、添付図面によって描かれた、特に限定することのない模範的な実施形態の説明によって表されることになる。
【００２９】
本発明の模範的な実施形態によれば、記憶装置は、ＤＶＢ規格に合うデジタルテレビデコーダ内に構成されたハードディスクである。
【００３０】
図１は、このようなデコーダのブロック図である。該デコーダは、チューナ１０１と、それに接続される復調及び誤り訂正回路１０２とを含んでおり、該回路１０２は、該チューナから出力された信号をデジタル化するアナログ／デジタルコンバータも含む。ケーブル又は衛星の受信のタイプに従って、用いられる変調方式はＱＡＭ又はＱＰＳＫであり、回路１０２は、受信のタイプに適合する復調手段を含む。復調され且つ訂正されたデータは、コンバータ１０３によってシリアル化され、該コンバータ１０３は、多重化し且つ復号化する回路１０４のシリアル入力部に接続される。
【００３１】
この例によれば、この回路１０４は、ＳＴマイクロエレクトロニクスによって製造されたＳＴｉ５５００回路である。これは、中央の３２ｂｉｔパラレルバス１０５に接続された、ＤＶＢデマルチプレクサ１０６と、マイクロプロセッサ１０７と、キャッシュメモリ１０８と、外部メモリインタフェース１０９と、シリアル通信インタフェース１１０と、パラレル入出力インタフェース１１１と、チップカードインタフェース１１２と、音声及び映像ＭＰＥＧデコーダ１１３と、ＰＡＬ及びＲＧＢエンコーダ１１４と、キャラクタジェネレータ１１５とを含む。
【００３２】
外部メモリインタフェース１０９は、１６ｂｉｔパラレルバスに接続されており、該バスに、ＩＥＥＥ１２８４タイプのパラレルインタフェース１１６と、ランダムアクセスメモリ１１７と、フラッシュメモリ１１８と、ハードディスク１１９とがそれぞれ接続されている。該ハードディスクは、本発明の実施形態の必要条件のためにＥＩＤＥタイプのものである。パラレルインタフェース１１６は、外部コネクタ１２０及びモデム１２１にも接続され、モデム１２１は外部コネクタ１２２に接続される。
【００３３】
シリアル通信インタフェース１１０は、外部コネクタ１２３と、遠隔制御信号を受信するための赤外線受信部分組立体１２４の出力部とに接続される。赤外線受信部分組立体は、表示デバイスと制御ボタンとを含むデコーダの前面パネルに一体化される。
【００３４】
チップカードインタフェース１１２は、チップカードコネクタ１２５に接続される。
【００３５】
音声及び映像デコーダ１１３は、復号化されていない音声及び映像パケットを記憶するための１６Ｍｂｉｔランダムアクセスメモリ１２６に接続される。デコーダは、復号化された映像データをＰＡＬ及びＲＧＢエンコーダ１１４へ送信し、復号化された音声データをデジタル／アナログコンバータ１２７へ送信する。エンコーダは、ＲＧＢ信号をＳＥＣＡＭエンコーダ１３２へ出力し、ルミナンス成分Ｙ及びクロミナンス成分Ｃの形で映像信号も出力する。これら２つの成分は分かれている。これら種々の信号は、切替回路１２８を介して、音声出力部１２９、テレビ出力部１３０及び映像レコーダ出力部１３１へ多重化される。
【００３６】
デコーダを介して音声及び映像データによって得られるルートは、以下のようになる。復調されたデータストリームは、トランスポートストリームフォーマットか、又はＭＰＥＧ２システム規格に合う簡単な「ＴＳ」フォーマットを有する。この規格は、参考文献ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１にある。それらのヘッダについて、ＴＳパケットは、ＰＩＤと称される識別子を含み、それは、パケットの有用データに属する基本(elementary)ストリームを示す。通常、基本ストリームは、特別のプログラムに関する映像ストリームであって、一方でこのプログラムの音声ストリームは別のものである。圧縮された音声及び映像データを転送するために用いられるデータ構造は、基本ストリームパケットか又は「ＰＥＳ」パケットの一方に該当する。
【００３７】
デマルチプレクサ１０６は、ＰＩＤの特定値に対応するパケットをトランスポートストリームから抽出するように、マイクロプロセッサ１０７でプログラムされる。逆多重化されたパケットの有用なデータは、デコーダの種々のメモリのバッファエリアにこれらデータを記憶する前に、（ユーザのチップカードによって記憶された権利(rights)がこのスクランブル解除(descrambling)を許可するならば）適切にスクランブル解除がなされる。音声及び映像ＰＥＳパケット用に確保されたバッファエリアは、メモリ１２６内におかれる。デコーダ１１３は、その必要性に従ってこれら音声及び映像データをリードバック(reads back)する。そして、デコーダ１１３は、エンコーダ１１４及びコンバータ１２７へそれぞれ、復元された音声及び映像サンプルを送信する。
【００３８】
前述されたような特定の回路は、例えばＩ２Ｃタイプのバスを介して、公知の方法で制御される。
【００３９】
前述した通常の場合、ＭＰＥＧデコーダ１１３によって逆多重化されたプログラムの直接復号化に対応する。
【００４０】
本発明によれば、受信機／デコーダは、それらの圧縮形式で音声及び映像データを主に大容量記憶するためのハードディスクを含む。
【００４１】
図２は、ハードディスクと、外部メモリインタフェース１０９に接続するインタフェース回路とを含む組立体１１９のブロック図である。
【００４２】
ハードディスク２０１は、ＵｌｔｒａＡＴＡ／ＥＩＤＥインタフェースで提供される市販のハードディスクである。「ＡＴＡ」は、この実施形態の構造の中で用いられる特定のディスクの通信プロトコルを示す。２つのパーティションは、データを、並列に、ディスクから読み出し且つディスクへ書き込むために用いられる。第１のパーティションは、コンピュータファイル、プログラム、符号化タイプ等のデータの書き込み及び読み出しに適合し、「ブロック」パーティションとして以下で称される。一方、第２のパーティションは、音声及び映像ストリームの書き込み及び読み出しのためのものであって、このパーティションは「ストリーム」パーティションとして以下で称される。
【００４３】
この二重化は、図２のインタフェース回路におけるアーキテクチャのレベルでも見られる。
【００４４】
データブロックの書き込み及び読み出しは、書き込み用の先入先出（ＦＩＦＯ）タイプのメモリ２０２と、読み出し用の同じタイプのメモリ２０３とのそれぞれを介して行われる。２つのＦＩＦＯメモリは、それぞれ１６ｂｙｔｅのサイズを有し、これら２つのＦＩＦＯメモリのためのアドレスポインタを管理するブロック転送回路２０４によって制御される。本発明の模範的な実施形態によれば、これらは、二重同期ポートタイプのメモリである。
【００４５】
「ブロック」モードに従うデータ交換は、１６ｂｙｔｅのバーストを送信することによって、ダイレクトメモリアクセスモードで実行される。これらバーストは、２つのＦＩＦＯメモリ２０２及び２０３によって書き込みモード及び読み出しモードの両方でバッファされ、バスビットレート２１５にディスクビットレートを適合すること及びその逆をも可能にする。
【００４６】
２つのＦＩＦＯメモリ２０５及び２０６は、音声及び映像ストリームをそれぞれ書き込み及び読み出しするために提供される。各ＦＩＦＯメモリ２０５及び２０６は、本発明の模範的な実施形態によれば、１１２Ｋｂｙｔｅの４つの映像バンク（「映像」エリア２０５ａ及び２０６ａにクラスタ化される）と、６４Ｋｂｉｔの音声エリア（２０５ｂ及び２０６ｂ）とに分割された５１２Ｋｂｙｔｅの物理メモリを含み、ストリーム転送制御回路２０７によって制御される。各映像バンク及び音声エリアは、先入先出（ＦＩＦＯ）メモリとして管理される。回路２０７は、各列(series)２０５及び２０６に独立する２つの書き込みポインタ及び２つの読み出しポインタ、即ち、映像ポインタの対及び音声ポインタの対を管理する。一方のメモリ２０５及び２０６は読み出しモードで動作し、他方のメモリは所与の時点に書き込みモードで動作する。しかしながら、２つのメモリ２０５及び２０６へのアクセスは独立であり、同時の、ディスクからの読み出し且つディスクへの書き込みを可能とする。
【００４７】
種々の本発明の模範的な実施形態に従って、メモリ２０２、２０３、２０５及び２０６は、ランダムアクセスメモリ１１７のエリアであり、これらエリアの各々は、先入先出タイプであって、１つのメモリを管理するか、又は適合するならばそのいくつかのメモリを管理する。
【００４８】
また、いくつかの基本音声ストリームのような追加の成分の管理に、本発明の模範的な実施形態を適合することは、この目的に要求される追加のメモリを提供することによって、当業者によって容易に達成されるであろう。
【００４９】
２つの転送制御回路２０４及び２０７は、その動作がマイクロプロセッサ１０７によって制御される状態遷移機械である。マイクロプロセッサは、ダイレクトメモリアクセスモード（以下で「ＵＤＭＡ」即ちＵｌｔｒａダイレクトメモリアクセスモードと称すモード）で実行すべき転送タスクをコントローラに通知する。そして、マイクロプロセッサは、２つの転送制御回路２０４及び２０７に接続された割り込み制御回路２０８から発生した割り込みを通して、これらタスクの実行を予め通知される。ここに記述された実施形態の構成の中で、３３Ｍｂｙｔｅ／ｓのＵＤＭＡモードが用いられるが、本発明はこのモードに限定されないことは明らかである。
【００５０】
２つの転送制御回路は、ディスク及びそのアクセスモードを実装することを可能にする制御回路２０９を介して、適するディスクアクセスを管理する。そのアクセスモードとは、即ち、コマンド及び制御レジスタへのアクセスと、ダイレクトＵＤＭＡメモリアクセスとである。コマンド回路は、また、ディスクの制御及びコマンドレジスタを直接管理するのために、マイクロプロセッサ１０７へ接続される。これは、転送制御回路２０４及び２０７を実装しない。
【００５１】
更に、図２のインタフェース回路は、２つのマルチプレクサ２１０及び２１１を含む。それぞれ、ディスクへ書き込むべきデータ用の３つの入力パスと、ディスクから読み出されるデータ用の３つの出力パスとを、入力部で受信する。それゆえ、各マルチプレクサは、入力部における３つの１６ｂｉｔバスと、出力部における１つの１６ｂｉｔバスとを有する。種々のパスの間の切替は、マイクロプロセッサ１０７によって管理される。
【００５２】
書き込みマルチプレクサ２１０が関係するものとして、第１の入力パスは、外部メモリインタフェース１０９のデータバス２１５のダイレクトアクセスであり、ディスク２０１のデータバス２１２へ出力する。第２のパスは、ブロックを書き込むためのＦＩＦＯメモリ２０２の出力からなる。第３のパスは、ストリームを書き込むためのＦＩＦＯメモリ２０５の出力からなる。
【００５３】
読み出しマルチプレクサ２１１が関係するものとして、第１の出力パスは、ディスクのデータバスのダイレクトアクセスであり、外部メモリインタフェース１０９のデータバスへ出力する。第２のパスは、ブロックを読み出すためにメモリ２０３の出力からなる。第３のパスは、ストリームを読み出すためにＦＩＦＯメモリ２０６の出力からなる。
【００５４】
２つのマルチプレクサ２１０と２１１とのそれぞれの出力は、オートマトン２０４及び２０７によって制御される３状態出力回路２１３と２１４とを介して、ディスクのデータバスと、外部メモリインタフェースのデータバスとにそれぞれ接続される。
【００５５】
各メモリ２０５及び２０６は、ディスクに対する頭出し(heading)又はディスクから来るデータに対するキャッシュメモリとして提供される。本発明の模範的な実施形態によるディスクは、５１２ｂｙｔｅのセクタを含む。それゆえ、２５６個のセクタのコンテンツは、メモリ２０５ａ及び２０６ａの一方のＦＩＦＯメモリの映像メモリバンクのサイズに、音声エリア２０５ｂ及び２０６ｂの一方のサイズの１／４を加え、即ち合計１２８Ｋｂｙｔｅに対応する。これは、実質的に、本発明の実施形態で用いられるディスクの読み出しヘッドの移動の平均時間、即ち約１０ｍｓの間のディクスから又はディスクへの転送可能なデータ量である。
【００５６】
前述で規定した特徴を有するＦＩＦＯメモリの使用は、１５Ｍｂｉｔ／ｓの同時読み出し及び書き込みビットレートを得ることが可能となる。
【００５７】
ディスクへの音声／映像ストリームの書き込みを、図３及び図４を用いて説明していく。
【００５８】
図３は、ＭＰＥＧ２規格に従うＰＥＳフォーマットの音声及び映像データを、２つのＦＩＦＯメモリ、即ち映像バンク（メモリ２０５の部分２０５ａのバンクの一方）と音声エリア（メモリ２０５の部分２０５ｂ）とに分割することを描いている。
【００５９】
データは、１２８Ｋｂｙｔｅの音声／映像ブロック毎にディスクに書き込まれる。本発明によれば、１２８Ｋｂｙｔｅのブロックの固定部分は、映像データ用に確保（１１２Ｋｂｙｔｅ）されており、他の可変部分は、音声データ用に確保（１６Ｋｂｙｔｅ）されている。ブロックは逐次書き込まれ、従って音声及び映像データがディスクに交互配置(interleaved)される。
【００６０】
映像ストリームの最小ビットレートと音声ストリームの最大ビットレートとの比が、約１０であることが理解できる。映像用に確保された１１２Ｋｂｙｔｅのエリアと、音声用に確保された１６Ｋｂｙｔｅのエリアとを、１２８Ｋｂｙｔｅのブロック内に規定することによって、その比は７となる。前述した以外に、音声／映像ストリームを考慮することによって、その映像データ（映像ＰＥＳパケットの形で）は、それらが多重化されると直ぐに１１２Ｋｂｙｔｅのエリアに記憶され、その音声データ（音声ＰＥＳパケットの形で）は、１６Ｋｂｙｔｅのエリアに記憶される。その映像エリアは、常に、音声エリアの前に満たされる。
【００６１】
ストリームと管理すべきビットレートとに基づいて、７以外の比が用いられてもよいことは明らかである。特に、これは、ＭＰＥＧ規格によって支持されるもの以外の圧縮アルゴリズムが実装された場合である。
【００６２】
１１２Ｋｂｙｔｅの映像バンクが満たされたとき、このバンクのコンテンツがディスクに書き込まれ、１１２Ｋｂｙｔｅの映像データと同じ期間中に蓄積された音声データがこれに続く。これは、音声エリアが満たされた状態であるか否かに関わらない。それにも関わらず、構成によっては、１６Ｋｂｙｔｅもの量が蓄積されていることが分かる。
【００６３】
この結果、ＰＥＳパケットの範囲と、蓄積された映像バンク又は蓄積された音声データの開始及び終了とには、相関関係がない。実際に、映像バンクのコンテンツの最初のデータアイテムは映像ＰＥＳパケットの中間にあってもよく、一方、蓄積された最後の音声データアイテムは音声ＰＥＳパケットの終点に対応する必要がない。
【００６４】
ストリームを書き込むためのファイルを開くために必要とされる測定は、予め、ディスクファイルシステムのレベルで行われると想定している。
【００６５】
映像及び音声データに、ディスクのブロックが属するファイルの識別子と、音声データの量を示すデータアイテムとが追加される。該データアイテムは、映像バンクが満たされる限界に達したときに、メモリ２０５の音声エリア２０５ｂの書き込みポインタの状態から導き出される。識別子は１６ｂｉｔで符号化され、一方、音声データの量は１４ｂｉｔで符号化される。図４は、ディスクにおけるブロックのデータのレイアウトを描いている。ブロックの音声エリアの部分であって音声データを含まない部分は、１６Ｋｂｙｔｅまでこれらのデータとなるようにスタッフィングビットで埋められる。
【００６６】
同じファイルに属する全てのブロックについて、ファイル識別子は同じである。ファイルの識別子は、ノードとして示され且つ各ファイルに関連するデータ構造内に含まれたものと冗長(redundant)となる情報のアイテムである。しかしながら、書き込みオープンファイルが正しくクローズされていないならば、その識別子が用いられる。次に、ファイルシステムは、ファイル識別子によって同一ファイルに属する全てのブロックを識別し、ファイルのノードと、「ストリーム」パーティションの開始で記録された他のデータ構造との、対応するパラメータを更新する。オープンファイルが各ファイルのオープンの開始で（ノード番号０の）ディスクのフラグに書き込まれるために、システムはオープンファイルの識別子を知る。このフラグは、このファイルのクローズでゼロにリセットされる。
【００６７】
音声データと映像データとの列がディスクのブロックの１６Ｋｂｙｔｅ音声エリアの可変部分の不使用をもたらすことを表す。しかしながら、この不使用部分のサイズは、完全なブロックの１２８Ｋｂｙｔｅと比較して比較的小さい。映像及び音声パケットの記録が、ＰＥＳパケットの逆多重化の命令で実行されたならば、次に、各パケットの特性（例えばＰＩＤ識別子の形での音声又は映像）の記録が必要とされる。この記録に必要とされるメモリ空間は、一方で、記録されたブロックの音声部分のスタッフィングビット用に確保されたものよりも大きく、他方で、管理がより複雑になる。
【００６８】
しかしながら、音声データと映像データとの列の効果はかなりある。特に、音声及び映像データが、入力される音声／映像ストリームと同じ方法で多重化されないとしても、音声及び映像データの間の同期が完全に維持される。ブロックの音声データは、実際にそれらが受信されているならば、同一ブロックの映像データで一時的に多重化される。従って、リードバック中に音声又は映像バッファのオーバフローを生じるような同期のいずれのドリフトもなしに、デコーダで音声／映像ストリームを再記憶することが可能となる。
【００６９】
読み出し及び／又は書き込みモードにおいて各１１２Ｋｂｙｔｅの４個の映像メモリバンクと、６４Ｋｂｙｔｅの音声エリアとの使用は、ディスク書き込みヘッドの移動時間について、及び書き込みが遅延する何らかのディスクアクセス問題について、補償することができる。それにも関わらず、マイクロプロセッサ１０７は、空のメモリ２０５の最大バンク数を維持しようとする。そして、これは、空のバッファタイプの管理として参照されてもよい。ディスクへ音声／映像データを送信するために、マイクロプロセッサ１０７は、ダイレクトメモリアクセス機構（「ＤＭＡ」）へ起動を通知し、ＤＭＡは、デマルチプレクサ１０６からＦＩＦＯメモリ２０５の映像バンク及び音声エリアへ、音声／映像データの送信を行う。模範的な実施形態の構成の中で、これは、デマルチプレクサ１０６に直接構成されたＤＭＡである。
【００７０】
メモリ２０５の映像バンクが満杯であるとき、書き込み送信制御回路２０７は、マイクロプロセッサ１０７に対して予定された割り込みを発生し、書き込みが次の映像ＦＩＦＯメモリバンク内に連続される。映像ＦＩＦＯメモリバンクが順番に回って実現される。ディスクファイルシステムをも管理するマイクロプロセッサは、１２８Ｋｂｙｔｅのブロックの５１２Ｋｂｙｔｅの第１の書き込みセクタを決定し、制御回路２０９を用いてディスクへそれを出力する。マイクロプロセッサは、また、第１の映像ＦＩＦＯメモリバンクからのデータと、メモリ２０５の音声ＦＩＦＯ２０５ｂから音声の対応する量とを転送するために、ディスクのダイレクトメモリアクセス機構を初期設定する。次に、ディスクは、回路２０７の制御の下で２５６セクタへ１２８Ｋｂｙｔｅを書き込む。１２８Ｋｂｙｔｅのデータを送信した後で、ハードディスクは、ＵｌｔｒａＤＭＡモードを終了し、制御回路２０７は、ＵｌｔｒａＤＭＡモードを解放し、割り込みを介してマイクロプロセッサへ通知する。この転送は、マイクロプロセッサが制御回路２０７を用いた割り込み要求を受信する毎に、記録を停止することが決定されるまで、繰り替えされる。次に、マイクロプロセッサは、書き込みが行われるところのファイルに対応するノードと、対応するビットテーブルとを更新する。ビットテーブル及びノードの役割は、以下でより詳細に理解できることになる。
【００７１】
本発明の模範的な実施形態によれば、各メモリ２０５及び２０６の音声エリアは、１１２Ｋｂｙｔｅの映像バンクに対する場合のように、固定サイズのバンクとして構成されない。音声エリアは、書き込みモードについては、各々関係する映像バンクに書き込まれた音声データの量を記憶することによって管理され、読み出しモードについては、各ブロックから読み出された音声の量に関係する情報を考慮することによって管理される。
【００７２】
本発明の模範的な実施形態によれば、ＰＥＳデータのみがディスクに記録される。これは、基準クロック値（「ＰＣＲ」）が記録されないことを意味する。
【００７３】
読み出し機構は、書き込み機構と実質的に異なる。発明者らは、読み出し初期位相と定常読み出し状態とを検討する。
【００７４】
ストリームモードでの読み出しを初期設定するために、マイクロプロセッサは、転送すべき第１のブロックの第１のセグメントのアドレスをハードディスクに送信し、２５６セクタの転送を要求する。一度転送が完了すると、転送制御回路２０７は、転送終了を指示する割り込みを発生する。次に、マイクロプロセッサは、ブロック２０６の４個の映像ＦＩＦＯメモリバンク（及び音声エリア２０６ｂの一部）が満杯になるまでに、次のブロックの転送を要求する。デコーダ１１３へのデータの転送及び復号化は、マイクロプロセッサによってその時のみ初期設定される。一度、初期設定が実行されると、データは、マイクロプロセッサの介入なしに転送される。デコーダ１１３は、要求が変わるとき、音声及び映像データを読み出す。ＦＩＦＯメモリを空にする速度は、実際に、圧縮された音声及び映像パケットのコンテンツに依存する。
【００７５】
定常状態は以下のようになる。映像ＦＩＦＯの１１２Ｋｂｙｔｅのメモリバンクが完全に空になった（及び対応する音声データも読み出された）とき、割り込み要求が、それらのマイクロプロセッサに通知される。そして、マイクロプロセッサは、全てのＦＩＦＯ映像バンクを満杯にすることを維持することができるように、新しいブロックの転送を起動する。この管理は、フルバッファタイプのものである。
【００７６】
本発明の模範的な実施形態によれば、実行中のプログラムに対応する転送パケットを逆多重化することによって、及び、入力されるＴＳストリームの基準クロック値（「ＰＣＲ」）へ位相ロックループをロックすることによって、システムクロックのリカバリが行われる。この操作は、要求される２７ＭＨｚのクロック周波数を得ることが可能となる。従って、たとえ、このクロックが、このストリームにおいてリアルタイムにブロードキャストしない音声及び映像データと一緒に用いられても、入力されるＴＳストリームは、基準クロックレートをリカバするために用いられる。
【００７７】
クロックレートリカバリのこの原理は、図１０のブロック図によって描かれている。図１０は、比較器／減算器１００１と、それに続くローパスフィルタ１００２と、電圧制御オシレータ１００３とから構成される位相ロックループ（ＰＬＬ）を含む。カウンタ１００４は、オシレータ１００３の出力と、比較器／減算器１００１の入力との間のループを閉じる。更に、比較器／減算器は、ＴＳストリームから出るＰＣＲクロック値を受信する。カウンタ１００４から出力されるローカルクロック値とＰＣＲクロック値との差が、ローパスフィルタ１００２へ送信され、それに応じてループ出力信号のレートが適合される。カウンタ１００４に含まれるクロック値は、逆多重化されたＰＣＲクロック値と一緒に定期的に更新され、これは、ＴＳストリームのエンコーダのクロックにカウンタ１００４を同期させる効果を有する。このクロックは、リアルタイムに受信されたＴＳストリームの復号化及び再生(presentation)に用いられる。以下で説明されるように、ＰＬＬループの出力におけるクロックレートだけが、ハードディスクから読み出されたデータの復号化及び再生に用いられる。
【００７８】
他のクロックリカバリ方法を用いることができる。特に、自由クロック(free clock)を用いることが可能となる。特に、２７ＭＨｚクロックで必要とされる精度は、ＭＰＥＧ２規格によって課されるエンコーダのレベル即ち３０ｐｐｍと同程度の精度を必要とされない。エンコーダから直接発生するストリームが、復号化するべく必要とされる場合にのみ、この精度が実際に要求される。実際に、このような場合、デコーダのクロックの過度のずれ(drifting)は、デコーダのバッファメモリから涸れるか又は溢れることを生じさせる。しかしながら、ローカルハードディスクからストリームを読み出す場合、発明者らはこの制約をなくすことを見つけた。デコーダは、その必要な機能として、読み出しモードのストリームのビットレートを実際に調整することができる。この機能は、ディスクによって構成されるバッファを介することなく、ストリームが直接到達するときの場合には必要ない。
【００７９】
映像フレームの復号化は、ランダムアクセスメモリ１２６の部分を形成する、復号化バッファを満杯にする所与のレベルで起動される。このレベルは、例えば、１．８Ｍｂｉｔの容量を有するバッファに対して１．５Ｍｂｉｔである。先頭バッファ映像と称されるこの時点が、映像フレームの復号化及び再生の基準時点とみなされる。デコーダのバッファから読み出される第１のフレームのＤＴＳクロック値は、図１０のカウンタ１００５に読み込まれる。このカウンタは、ＰＬＬループによって発生したクロックレートでカウントする。第１の映像プレームの復号化は、直ぐに起動される。一方、第１のフレームの再生と、続くフレームの復号化及び再生は、カウンタ１００５によって発生したクロックと比べて、対応するＤＴＳ及びＰＴＳクロック値に従って実行される。
【００８０】
従って、音声フレームの復号化及び再生もまた、再び生成されたクロックを必要とする。
【００８１】
図５は、２つのパーティション「ブロック」及び「ストリーム」がハードディスクの使用を共有する方法を描いている。本発明の模範的な実施形態によれば、「ブロック」パーティションは数百Ｍｂｙｔｅを占有し、一方、「ストリーム」パーティションは数Ｇｂｙｔｅを占有する。
【００８２】
「ブロック」パーティションは更には説明しない。対応するファイルシステムの構成は、例えばＵＮＩＸタイプの従来の方法で考え出される。しかしながら、このパーティションの特徴は、例えば多重間接アドレス指定の使用を通して、データへのランダムアクセスに有利である（即ち、一連のアドレスポインタであり、その最後が、必要とされるデータブロックのアドレスを与える）。一方、「ストリーム」パーティションは、順次アクセスを最適にする特徴を有する。
【００８３】
２つのパーティションを管理するファイルシステムは、ブートブロックをハードディスクに含む。ブートブロックに表されるパラメータは、ブートプログラムのインデックス、ボリューム名、セクタ当りのバイト数、ボリュームのセクタ数及びブートブロックのセクタ数である。
【００８４】
前述したように、「ストリーム」パーティションについて選択されたパラメータは、以下のようになる。セクタのサイズは５１２ｂｙｔｅであり、「ストリーム」ブロックは２５６セクタを含む。
【００８５】
これは、「ブロック」パーティション即ち４個のセクタのブロックサイズと比較すべきである。
【００８６】
図６は、「ストリーム」パーティションの構成を描いている。このパーティションは、該パーティションについて一般情報を含む「スーパーブロック」として示されるブロックを最初に含む。表１は、このスーパーブロックに含まれる情報である。
【００８７】
【表１】
アドレスは、セクタ数に基づいて与えられる。ディスクの全セクタは、０からディスクの最大セクタ数まで番号付けされる。
【００８９】
パーティションの各ファイル又はディレクトリは、ファイル名又はディレクトリ名、そのサイズ、その位置及びその属性を指示する「ノード」として示されたデータ構造に関係する。ノードは、スーパーブロックの後のパーティション内に一緒にグループ化される。表２は、ノードの構成を指示する。
【００９０】
【表２】
シーケンスは、同じファイルの部分を形成する隣接ブロックの流れ(run)である。それは、シーケンスの第１のブロックのアドレスによって規定され、続いて隣接ブロックの数によって規定される。ファイルがフラグメント化されているならば、拡張子エリアに戻るポインタは、追加シーケンスを含む。次々に、この追加シーケンスは、追加拡張子等に戻ることができる。このタイプの簡単な間接アドレス指定は、データの逐次的な特性に十分に適合する。従って、いくつかのポインタの連続操作を避けるために、このような操作は時間の観点からは高コストである。多重間接アドレス指定は、データへランダムアクセスを容易にするために、「ブロック」パーティション用に確保される。
【００９２】
追加シーケンスのエリアは、ノード用に確保されたエリアの後で、拡張セクション内に一緒にグループ化される。
【００９３】
更に、「ストリーム」パーティションは、各ノードと、追加シーケンスの各エリアと、それが占有するかどうかの各ブロックとを指示する「ビットテーブル」を含む。この結果、ビットは、各ノードと、追加シーケンスのエリアと、ブロックとに関係する。
【００９４】
図７は、ファイルを書き込む方法のフローチャートである。最初に、ファイルに関するノードが生成される。ディスクのこのノードの位置は、ノードのビットテーブルを走査することによって決定される。ブロックのビットテーブルを用いることによって、マイクロプロセッサ１０７は、ブロックの自由シーケンスを決定し、ブロック毎にそれに記録すべきデータを書き込む。シーケンスの終わりで、シーケンスのアドレス及び長さが、メモリ内のファイルのノード内に記憶される。次に、シーケンスを記録するために割り当てられたブロックに対応するブロックのビットテーブルのフラグが、メモリのテーブル内で更新される。検出及び書き込みのシーケンスの操作は、必要ならば、完全にファイルが記録されるまで、繰り返される。一度、データの記録が完了すると、（ノード及び更新されたビットテーブルを意味する）データの配置に関する更新情報が、ディスクに記録される。読み出し／書き込みヘッドによって絶え間無く行ったり来たりすることを避けるように、情報は、記録の終わりでのみディスクに書き込まれる。
【００９５】
ファイルを読み出すために、マイクロプロセッサは、最初に、このファイルのノードと、それらに引用する全ての追加シーケンスの定義(definitions)とを読み出す。これは、パーティションの開始においてエリアに読み出す間にディスク読み出し／書き込みヘッドが移動することを避ける。
【００９６】
ディスクの予見されるアプリケーションの１つは、現在記録されるプログラムのリアルタイムでない読み出しである。例えば、ライブプログラムを見ているテレビ視聴者は、数分間その場を離れなければならない場合、これが中断する正確な時点から再視聴することを望む。その者がその場を離れるとき、その者はプログラムを記録し始める。その者が戻ったとき、プログラムの記録がまだ進行しているけれども、その者はプログラムの読み出しを起動する。読み出し／書き込みヘッドが、読み出しエリアから書き込みエリアへ及びその逆に移動を行わなければならないならば、及び、ヘッドの移動時間がこの例の構成の中で用いられるディスクの１０ｍｓのオーダであるならば、特定の対策としては、読み出し及び書き込みに必要とされる最小ビットレートを保証するようにしなければならない。
【００９７】
ビットレートのヘッドの飛び越しの影響を評価するために、発明者らは、ＭＰＥＧ２ストリームの最大ビットレート即ち１５Ｍｂｉｔ／ｓの例によって少なくとも好ましい状態を検討した。これによれば、１２８Ｋｂｙｔｅのブロックは、図８に描かれたように６６．７ｍｓの音声及び映像データに対応する。９６Ｍｂｉｔ／ｓの転送レートでのブロックの読み出し又は書き込みは、１０．４ｍｓ継続する。読み出しが飛び越しによって先行しないならば、５６．３ｍｓが許容範囲として有効に維持する。
【００９８】
前述したように、第１のブロックから、該第１のブロックに隣接しない第２のブロックへのヘッドの飛び越しに、１０ｍｓとる。従って、４６．３ｍｓの自由間隔が維持される。
【００９９】
飛び越しによって先行した読み出し及び書き込みの各々が、６６．７ｍｓの間隔の中で行われるべきであるならば、わずか２５．９ｍｓが有効に残存する。ブロック内の不良セクタがヘッドの飛び越しを誘発してもよいので、読み出しモード及び書き込みモードで飛び越し数を最小に限定することが好ましい。
【０１００】
本発明の模範的な実施形態によれば、同時の記録及び読み出し中のヘッドの飛び越しの数は、図９ａ及び図９ｂに描かれたように、ブロックへの交互書き込みを有効にすることによって減少する。
【０１０１】
プログラムの記録が起動されたとき（例えばテレビ視聴者によって）、調整ブロックのシーケンスにおいて１ブロックおきに書き込みが行われる。これは、図９ａによって描かれている。それゆえ、読み出しヘッドの飛び越しは、各ブロックに書き込む前に行われる。
【０１０２】
プログラムの読み出しが起動されたとき、前の自由に残るブロック内に連続に書き込まれる。例えば、書き込まれた第１のブロックの読み出しに続いて（図９ｂの最左端の１つ）、直ぐ隣接するブロックに次の書き込みが行われる。読み出し／書き込みヘッドの飛び越しは、第１のブロックの読み出しと、第２のブロックの書き込みとの間で行われない。また、ヘッドの飛び越し数の減少は、結果的に、これら移動によって発生するノイズの減少につながる。
【０１０３】
読み出し開始前に書き込まれたブロックの全てだけが読み出され、非交互方式で連続に書き込まれる。種々の実施形態によれば、目的が、単に、記録を継続しようとすることなしにプログラムを非リアルタイムに視聴することであるならば、前の読み出しブロックのコンテンツに上書きすることによって書き込みが続けられる。
【０１０４】
種々の実施形態によれば、記憶が維持されるべきであるならば、対応する交互ブロックは、これらブロックを非交互にするような方法で逐次に再書き込みされる。従って、引き続き読み出す間、読み出しヘッドは、交互のために飛び越しを行う必要がない。
【０１０５】
もちろん、本発明は、所与の模範的な実施形態に限定されない。例えば、他のタイプのディスクが用いられてもよい。対応するインタフェースが適合すれば十分である。特に、前述で提供されたもの以外の特徴を有するハードディスク、再記録可能光磁気ディスク又は他のデータ記憶媒体にも適用される。
【０１０６】
音声及び映像データが別々に符号化される場合、特に、ＰＥＳパケットが、ＭＰＥＧ規格に従ってプログラムタイプストリーム（「プログラムストリーム」）に含まれるか、又は、音声及び映像データが、ＰＥＳパケットのそれらと異なる構造を含むような場合にも、本発明が適合されることに注目すべきである。
【０１０７】
また、実施形態の特定の構成要素が他の構造形態でも提供できるけれども、１つの物理的な回路でなく本発明を実現することが本発明の見地からはずれることではないことは、当業者によれば明らかである。同様に、複数の要素がハードウェア以外のソフトウェア又はその逆であることは、本発明の見地からはずれるものではない。例えば、ＦＩＦＯタイプのメモリは、アドレスポインタのソフトウェア管理を有する従来のアドレス指定メモリを用いることによってエミュレートされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の模範的な実施形態による、記録装置を含むデジタル受信機／デコーダのブロック図である。
【図２】 ハードディスクの例における、記録装置の模範的な実施形態のブロック図である。
【図３】 データを書き込むバッファとして用いられるＦＩＦＯタイプのメモリにおける音声及び映像エリアの分割を描いた図である。
【図４】 音声及び映像ストリームを記録するために確保されたハードディスクパーティションの１２８Ｋｂｙｔｅのブロックの図である。
【図５】 ハードディスクに存在する２つのタイプのファイルシステムを描いた図である。
【図６】 「ストリーム」タイプのファイルシステムを記録する種々のエリアを描いた図である。
【図７】 ディスクへファイルを書き込むためのフローチャートである。
【図８】 ブロックの読み出し中における種々の操作のそれぞれの期間を説明する図である。
【図９ａ】 同時に記録し且つ読み出すとき、ディスク書き込み／読み出しヘッドの移動を減らすことが可能な方法を説明する図である。
【図９ｂ】 同時に記録し且つ読み出すとき、ディスク書き込み／読み出しヘッドの移動を減らすことが可能な方法を説明する図である。
【図１０】 前述した誤りを発生しないクロックリカバリ回路のブロック図である。
Claims (15)
- デジタル映像受信装置において、
多重化されたデジタルストリームから音声及び映像パケットを、受信する手段と逆多重化する手段と、
逆多重化された所定量の映像パケットを蓄積する第１の映像書き込みメモリと、
逆多重化された音声パケットを蓄積する第２の音声書き込みメモリと、
ブロックの形式で多重化された音声及び映像パケットの記憶手段であって、各ブロックが第１のエリアと第２のエリアとを含み、該第１のエリアは、映像パケットを記録し、前記所定量と同じ固定サイズであり、前記第２のエリアは、音声パケットを記録し、前記所定量の映像データを得ると同時に蓄積される音声データの最大量以上の固定サイズである記憶手段と
を含むことを特徴とするデジタル映像受信装置。 - 前記記憶手段は、主にランダムアクセス用であって且つ多重間接アドレス指定が実現される第１のパーティションと、主に順次アクセス用であって記録する音声及び映像ストリーム用に確保され且つ簡単な間接アドレス指定が実現される第２のパーティションとを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記第２のパーティションのブロックのサイズは、前記第１のパーティションのブロックのサイズよりも少なくともひとけた分大きいことを特徴とする請求項２に記載の装置。
- 前記記憶手段は、記録可能ディスクを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
- 前記記憶手段から映像データを読み出す第３の映像読み出しメモリと、音声データを読み出す第４の音声読み出しメモリとを含み、映像を読み出す第３のメモリのサイズは映像を書き込む第１のメモリのサイズと同じであり、音声を読み出す第４のメモリのサイズは音声を書き込む第２のメモリのサイズと同じであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
- 前記記憶手段へデータを送信する書き込みメモリであって、ＦＩＦＯタイプのＮ個の映像書き込みメモリを含むエリアと、Ｎ個の音声書き込みメモリのサイズを有するＦＩＦＯタイプのメモリを含む音声書き込みエリアとから構成される書き込みメモリと、
映像データを第１のＮ個の映像書き込みメモリへ送信し、且つ音声データを音声書き込みエリアへ送信することを制御する手段であって、映像データの送信が、前記第１のＮ個の映像書き込みメモリが満杯であるとき、次の映像書き込みメモリへ続けられる手段と、
音声データを記録するエリアについて、Ｎ個の映像書き込みメモリの各々に対応する音声データの位置を記憶する手段と
を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか1項に記載の装置。 - Ｎ個の映像書き込みメモリの１つが満杯になると直ぐに、前記書き込みメモリ内に記憶された映像及び音声データを、記憶手段へ送信し始める手段を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
- 記憶手段からデータを受信する読み出しメモリであって、ＦＩＦＯタイプのＮ個の映像読み出しメモリを含むエリアと、Ｎ個の音声読み出しメモリのサイズを有するＦＩＦＯタイプのメモリを含む音声読み出しエリアとして構成される読み出しメモリと、
第１のＮ個の映像読み出しメモリへの映像データの送信と、音声読み出しエリアへの音声データの送信とを制御する手段であって、前記第１のＮ個の映像読み出しメモリが満杯であるとき、映像データの送信が次の映像読み出しメモリへ続けられるように制御する手段と、
音声データを読み出すためのエリアについて、Ｎ個の映像読み出しメモリの各々に対応する音声データの位置を記憶する手段と
を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の装置。 - Ｎ個の映像読み出しメモリの群が満杯になったとき、前記データのデコーダへ前記読み出しメモリ内に記憶された映像及び音声データを送信し始める手段を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
- 前記音声及び映像データが圧縮形式で記録されることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
- デジタルテレビ受信機で音声及び映像データを記録する方法であって、
１つの及び同じプログラムに関係する音声及び映像パケットを逆多重化する段階と、
第１のメモリ内の逆多重化された映像データと、第２のメモリ内の逆多重化された音声データとを同時に蓄積する段階と、
前記第１及び第２のメモリへの蓄積を止めて、続いて前記第１のメモリ内の所定量の映像データ得る段階と、
前記第１のメモリ内に蓄積された映像データと、第２のメモリ内に蓄積された音声データとを記録する段階と
を有し、それぞれ、あるブロックの第１のエリアについて、その固定サイズは前記所定量と同じであり、このブロックの第２のエリアについて、この第２のエリアのサイズは、固定され、前記所定量の映像データを得ると同時に蓄積され得る音声データの最大量以上となるように選定されることを特徴とする方法。 - 前記第１及び第２のエリアのサイズの比の値が、デジタルストリームにおける映像データのビットレートと音声データのビットレートとの最大の比の値以上であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
- このブロックに記憶される音声データの量を指示するデータアイテムの各ブロック内に記録する段階を含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
- 記録された音声及び映像データは、トランスポート層から出る情報の排他性を有する基本ストリームパケットであることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の方法。
- 音声及び映像データ記録装置であって、
直列に構成された複数の論理ブロックを含む１つのパーティションを含み、該論理ブロックの各々は、映像データを記録する固定サイズの第１のエリアと、音声データを記録する第２のエリアとを含み、第２のエリアは、所定量の映像データが第１のエリアに蓄積される間に蓄積され得る音声データの最大量以上となる固定サイズを有し、前記所定量は前記第１のエリアのサイズに等しいことを特徴とする装置。
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