PL181021B1 - Sposób i urządzenie do odbioru dokładnie synchronizowanych danych - Google Patents

Abstract

1. Sposób odbioru dokladnie synchroni- zowanych danych za posrednictwem kanalu asynchronicznego, znamienny tym, ze w ko- lejnych etapach odbiera sie, z kanalu, jednostki transmisyjne, zaetykietowane pozycja informa- cji synchronizacyjnej, odzyskuje sie, z jedno- stek transm isyjnych, etykietujace pozycje in- formacji synchronizacyjnej i odtwarza sie do- kladnie synchronizowane dane na podstawie etykietujacych pozycji informacji synchroniza- cyjnej. FIG. 18 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do odbioru dokładnie synchronizowanych danych.

Sposób znany ze stanu techniki jest przedstawiony w opisie patentowym USA 5 287 178. Opisany sposób polega na kodowaniu typu MPEG dla utworzenia słów kodu o zmiennej długości. Słowa kodu zawierają zmienną TREF, całkowitą bez znaku, należącą do nagłówka MPEG i wskazującą porządek wyświetlania ramek wizyjnych. W systemie MPEG ramki są transmitowane niezależnie od rzeczywistej kolejności, ponieważ ramka P (albo ramka I), obecna zaraz za ramką B, musi być zdekodowana przed zdekodowaniem tej ramki B, ponieważ dekodowanie ramki B zależy od dekodowania ramki P (albo ramki I). Cytowany opis odnosi się do zmiennej TREF, jako chwilowego odniesienia, wskazującego porządek prezentacji.

Sposób transmisji może być wykorzystany w pewnej formie urządzenia zapisującego, takiego jak znane z opisu patentowego EP-A 492 704, oznaczonego (1) w wykazie odniesień na końcu mniejszego opisu. Kanał asynchroniczny stanowi w takim przypadku nośnik zapisu.

Znane urządzenie zapisujące stanowi urządzenie zapisowe z helikalnym skanowaniem, jak w przypadku cyfrowych VCR (DVCR) i zapisuje sygnał informacyjny zawierający cyfrowe sygnały foniczne i cyfrowe sygnały wizyjne, odpowiednio w sektorach zapisu sygnałów fonicznych i sektorach zapisu sygnałów wizyjnych, na kolejnych ścieżkach, przy czym po zapisaniu ścieżki sektor zapisowy sygnału wizyjnego na ścieżce występuje jako pierwszy, a za nim sektor zapisu sygnałów fonicznych. Porządek występowania sektorów na ścieżce może jednak również być odwrotny. Poza tym na ścieżce mogą znajdować się również inne sektory, na przykład synchronizacyjny obszar rozbiegowy znajdujący się na początku ścieżki, umożliwiający zaskok wewnętrznego zegara systemowego do zgodności z sygnałami odczytanymi ze ścieżki, oraz obszary preambuły i postambuły, umieszczone między różnymi sektorami i działające w charakterze przerw edycyjnych. Następuje odwołanie się w tym względzie do wcześniejszych europejskich zgłoszeń patentowych nr 93202950, poz. (2) na liście odsyłaczy, oraz nr 93201263, oznaczona jako (3) na liście odsyłaczy.

Transmisja sygnału niosącego informację MPEG przez kanał asynchroniczny, w postaci nośnika zapisu, na przykład nośnika zapisu w postaci taśmy magnetycznej, wymaga specjalnych sposobów działania w celu realizowania tego rodzaju transmisji za pośrednictwem znanego formatu taśmowego.

181 021

Sposób odbioru dokładnie synchronizowanych danych za pośrednictwem kanału asynchronicznego według wynalazku wyróżnia się tym, że w kolejnych etapach odbiera się, z kanału, jednostki transmisyjne, zaetykietowane pozycją informacji synchronizacyjnej, odzyskuje się, z jednostek transmisyjnych, etykietujące pozycje informacji synchronizacyjnej i odtwarza się dokładnie synchronizowane dane na podstawie etykietujących pozycji informacji synchronizacyjnej.

Urządzenie do odbioru dokładnie synchronizowanych danych za pośrednictwem kanału asynchronicznego według wynalazku wyróżnia się tym, że jest zaopatrzone w głowicę odtwarzającą, z kanału, jednostki transmisyjne zaetykietowane pozycją informacji synchronizacyjnej, blok odzyskiwania etykietujących pozycji informacji synchronizacyjnej, odebranych przez głowicę odtwarzający z jednostek transmisyjnych i układy odtwarzania dokładnie synchronizowanych danych na podstawie etykietujących pozycji informacji synchronizacyjnej, odzyskanych w bloku odzyskiwania.

Jest oczywiste, że dodatkowe czynniki są niezbędne do odbioru i odtworzenia dokładnie synchronizowanych danych, na przykład dla umożliwienia odtwarzania sygnału informacyjnego MPEG zapisanego na nośniku zapisu. Takie urządzenie odtwarzające jest przedmiotem zastrzeżeń dotyczących urządzenia odbiorczego.

Dlatego też wynalazek obejmuje sposób transmisji dokładnie synchronizowanych danych przez kanał asynchroniczny, bez zmiany jakiejkolwiek informacji synchronizacyjnej, innymi słowy zestawienie kanału asynchronicznego przepuszczalnego dla dokładnie synchronizowanych danych. Osiąga się to, mówiąc ogólnie, przez etykietowanie jednej lub więcej jednostek transmisyjnych zawierających dane, informacją synchronizacyjną przed nadaniem ich za pośrednictwem kanału, i następne wykorzystanie etykietowanej informacji do odtwarzania poprawnych parametrów synchronizacyjnych danych na drugim końcu kanału. Jak w przedstawionym przykładzie, dane mogą stanowić strumień danych MPEG oraz kanał DVCR. Jednakowoż wynalazek nie ogranicza się do tego zastosowania i może być wykorzystywany w przypadku kanałów asynchronicznych, takich jak sieć komputerowa, sieć telefoniczna lub interfejs cyfrowy.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania, został bliżej objaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia format ścieżki nośnika zapisu typu DVC, fig. 2 - schematycznie, zawartość sektora zapisowego sygnału wizyjnego ścieżki z fig. 1, fig. 3 - schematycznie, szeregowy strumień danych MPEG oraz format pakietów transmisyjnych włączonych w szeregowy strumień danych MPEG, fig. 4 - przykład zapisu dwóch pakietów transmisyjnych w pięciu blokach, fig. 5 - zawartość ścieżki, kiedy jest na niej zapisana informacja MPEG, fig. 6 - jedną z odmian wykonania urządzenia zapisowego, fig. 7 - jedną z odmian wykonania urządzenia zapisowego, fig. 8a - przykład pierwotnego, szeregowego strumienia danych MPEG o sttałęj prędkości biito^ioj i prędkości pakietowejj fig. 8h - zapisywany stt^mmieiń dcanych.. fig. 8c zregenerowaną replikę pierwotnego szeregowego strumienia danych MPEG, fig. 9 - jedną z odmian wykonania jednostki przetwarzającej „normalnego -odtwarzania” w urządzeniu zapisowym z fig. 6, fig. 10 - przykład sekwencji trzech grup, każda po pięć bloków sygnałowych, fig. 11 - inny przykład sekwencji trzech grup, liczących po pięć bloków sygnałowych, fig. 12 jeden z przykładów jednostki przetwarzającej trybu „odtwarzanie normalne” w urządzeniu odczytowym z fig. 7, fig. 13 - przykład oryginalnego szeregowego strumienia danych MPEG o zmiennej prędkości bitowej pakietowej, fig. 13b - zapisywany strumień danych MPEG, a fig. 13c - replikę pierwotnego szeregowego strumienia danych MPEG, fig. 14 - inną odmianę wykonania jednostki przetwarzającej trybu „odtwarzanie normalne” w urządzeniu zapisowym z fig. 7, fig. 15 - inną odmianę wykonania jednostki przetwarzającej trybu „odtwarzanie normalne” w urządzeniu odczytowym z fig. 7, fig. 16 - nośnik zapisu i głowicę nagrywającą przesuwającą się względem nośnika zapisowego w trybie odtwarzania specjalnego, fig. 17 sekwencję bloków sygnałowych na ścieżce, tworzących obszar odtwarzania specjalnego, fig. 18 inną odmianę wykonania wynalazku, łączącą urządzenie zapisowe i urządzenie odtwarzające, fig. 19 - przykład strumieni danych, wejściowego i wyjściowego urządzenia z fig. 18, fig. 20 inny przykład strumieni danych wchodzących i wychodzących w przypadku urządzenia podobnego do urządzenia z fig. 18, fig. 21 - kształt bloku sygnałowego według wynalazku do

181 021 transmisji za pośrednictwem kanału asynchronicznego, fig. 22 - bardziej szczegółowo część roboczą, bloku w przypadku bloku danych z fig. 21, a fig. 23 przedstawia różne możliwości etykietowania według wynalazku.

Na figurze 1 przedstawiono format sygnałów podczas ich nagrywania na ścieżkę magnetycznego nośnika zapisowego za pomocą wizyjnego urządzenia zapisującego, o zapisie helikalnym, typu DVC. Lewy koniec ścieżki 1 na fig. 1 jest jej początkiem, a prawy koniec ścieżki stanowi jej część końcową. Ścieżka składa się z pewnej liczby części. Część ścieżki oznaczona odnośnikiem G1 stanowi preambułę. Przykład części G1 ścieżki opisano szerzej w pozycji (1) odsyłaczy.

Po części G1 ścieżki występuje część TP1 zapisu tonu pilotowego, oznaczona jako część ITI ścieżki (wprowadzenia informacji taktującej) która zawiera ton pilotowy, informację taktującą oraz informację identyfikacyjną (lub informację synchronizacyjną). Dodatkowe objaśnienia dotyczące zawartości ścieżki ITI można znaleźć w odniesieniu (3).

Po części TP1 ścieżki występuje przerwa edycyjna G2. Za przerwą edycyjną G2 następuje część TP2 ścieżki stanowiąca sektor zapisu sygnału fonicznego i zawierająca cyfrową informację foniczną. Po przerwie edycyjnej G3 następuje część TP3 ścieżki stanowiąca sektor zapisu sygnału wizyjnego i zawiera cyfrową informację wizyjną. Po przerwie edycyjnej G4 następuje część TP4 ścieżki oznaczona jako INDEKS, która zawiera między innymi informacje subkodu, na przykład informację o czasie bezwzględnym i/lub względnym oraz spis zawartości (Table of Contents - TOC). Ścieżka kończy się częścią G5. Należy zaznaczyć, że porządek występowania na ścieżce części TP1, TP2 i TP3 może być różny.

Zawartość sektora zapisowego TP3 sygnału wizyjnego przedstawiono na fig. 2. Ściśle biorąc, fig. 2 przedstawia linie poziome w liczbie 149, oznaczone przez j = 1 do j = 149, zawierające zapisane w nich bajty informacji. Tych 149 linii w rzeczywistości stanowi 149 bloków sygnałowych (lub bloków synchronizacyjnych), które zapisywane są kolejno w sektorze zapisowym TP3 sygnału wizyjnego. W każdym bloku sygnałowym zapisywanych jest 90 bajtów informacji, oznaczonych przez i = 1 do i = 90.

Pierwsze dwa bajty (i = 1 oraz i = 2) każdego bloku sygnałowego stanowią wzór synchronizacyjny o długości dwóch bajtów. Następne trzy bajty każdego bloku sygnałowego stanowią kod identyfikacyjny ID, zawierający między innymi informację wskazującą numer sekwencyjny bloku sygnałowego w części zapisowej TP3 sygnału wizyjnego. Ostatnich osiem bajtów w blokach sygnałowych stanowi informację o parzystości poziomej. Informacja o parzystości pionowej przechowywana jest w lokacjach pamięci i = 6 do i = 82 włącznie ostatnich jedenastu bloków sygnałowych.

Bajty informacji o sygnale wizyjnym zapamiętywane są w lokacjach pamięci i = 6 do i = 82 włącznie bloków sygnałowych o numerach sekwencyjnych j = 3 do j = 137 włącznie. Bajty danych pomocniczych zapamiętywane są w lokacjach pamięci i = 6 do i = 82 włącznie bloków sygnałowych o numerach sekwencyjnych j = 1, 2 i 138. Bloki sygnałowe zapamiętywane są sekwencyjnie w części TP3 sygnału wizyjnego, począwszy od bloku sygnałowego oznaczonego j = 1 z następującym po nim blokiem sygnałowym oznaczonym j = 2 itd., aż do bloku sygnałowego oznaczonego j = 149.

Dane pomocnicze do zapamiętania w blokach o numerach j = 1, 2 i 138 mogą być danymi teletekstu lub danymi sterującymi.

Należy zaznaczyć, że możliwe jest określenie, że dane pomocnicze będą przechowywane w innym miejscu pamięci. W tym względzie należy odesłać do dokumentu (1), fig. 13, gdzie przewiduje się przechowywanie danych pomocniczych w części pamięci oznaczonej III.

Na figurze 3 schematycznie przedstawiono strumień danych MPEG podawany do urządzenia zapisowego według wynalazku. Strumień danych MPEG zawiera kolejne pakiety transmisyjne oznaczone ..., Pk-1, Pk, Pk+, .... Każdy z pakietów zawiera część nagłówkową PH pakietu, o długości 4 bajtów, oraz część główną o długości 184 bajtów. Pakiety transmisyjne mogą być nadawane w strumieniu danych ze stałą prędkością bitową. Znaczy to, że pakiety mają jednakową długość rozpatrywaną względem czasu, i odbierane są ze stałą prędkością pakietową. Pakiety transmisyjne mogą być przekazywane w strumieniu danych o zmiennej prędkości bitowej. W tym przypadku pakiety nie muszą mieć tej samej długości, w skali

181 021 czasu, i mogą być odbierane ze zmienną prędkością pakietową. Pierwszy bajt w nagłówku pakietowym PH jest bajtem synchronizacyjnym. Bajt synchronizacyjny jest identyczny dla wszystkich pakietów transmisyjnych. Pozostałe trzy bajty nagłówka zawierają informację identyfikacyjną ID, na przykład identyfikator pakietu. W sprawie dalszych informacji dotyczących zawartości informacji ID odsyła się do dokumentu (4) z listy odsyłaczy, mówiąc dokładniej, do rozdziału 5, par. 5.1, na str. 27.

Część główna każdego z pakietów transmisyjnych zawiera 184 bajty mieszczące informację wizyjną i foniczną które mają być nadawane zgodnie z formatem MPEG. Część główna pakietu transmisyjnego może mieścić albo informację foniczną odpowiadającą pewnemu sygnałowi wizyjnemu, albo sygnał wizyjny. Poza tym, w przypadku przekazywania za pośrednictwem strumienia danych MPEG kilku programów wizyjnych, część główna mieści sygnał wizyjny odpowiadający jednemu z tego rodzaju transmitowanych programów wizyjnych.

Jedna z cech charakterystycznych niniejszego wynalazku odnosi się do zapisu sygnału wizyjnego i odpowiedniego sygnału fonicznego, w sposób określony w stosunku do sygnałów wizyjnych nadawanych za pośrednictwem strumienia danych MPEG, na nośniku zapisu o formacie przedstawionym na fig. 1 i 2. Informacja pakietów transmisyjnych powinna być przechowana w blokach, mówiąc dokładniej, w 135 blokach oznaczonych j = 3 do j = 137, w części zapisowej TP3 sygnału wizyjnego ścieżki. Te dwa bajty synchronizacyjne, oznaczone i = 1 oraz 2, informacja ID w postaci trzech bajtów ID oznaczonych i = 3, 4 i 5, jak również osiem bajtów parzystości poziomej, oznaczonych przez i = 83 do 90, w tych blokach sygnałowych potrzebne są dla zapewnienia poprawności zapisu i odczytu. W konsekwencji, do przechowywania pakietów transmisyjnych informacji MPEG dostępnych jest tylko 77 bajtów, oznaczonych jako i = 6 do 82, w blokach sygnałowych oznaczonych j = 3 do j = 137. Część bloków sygnałowych ukształtowanych przez 77 bajtów, i = 6 do 82, określa się jako stanowiące drugie sekcje bloków sygnałowych.

Ponieważ podczas zapisu i odtwarzania synchronizacja jest zapewniona przez zastosowanie słów synchronizacyjnych w każdym z bloków sygnałowych, to nie ma konieczności nadawania bajtów synchronizacyjnych pakietów transmisyjnych za pośrednictwem nośnika zapisu. Tak więc, przed zapamiętaniem informacji zawartej w pakietach transmisyjnych w drugich sekcjach blokowych sygnałowych oznaczonych przez j = 3 do 135, bajt synchronizacyjny każdego z pakietów transmisyjnych zostaje odrzucony. W wyniku tego tylko 187 bajtów informacji wymaga przechowywania w blokach każdego pakietu transmisyjnego.

Proste obliczenie wykazuje, że dwa pakiety transmisyjne mogą być zmagazynowane w pięciu blokach sygnałowych, i że 11 bajtów pozostaje dostępnych dla zapamiętywania pozostałej informacji. Figura 4 przedstawia przykład rozwiązania z magazynowaniem dwóch pakietów transmisyjnych w drugich sekcjach blokowych grupy pięciu bloków sygnałowych, oznaczonych na fig. 4 jako SB1 do SB5. Figura 4 przedstawia jedynie zawartość drugich sekcji blokowych o długości 77 bajtów, zawartych w blokach. Jak widać na fig. 4, tych 11 bajtów rozdzielonych jest na grupę pięciu bloków sygnałowych, tak że każda druga sekcja blokowa zawiera trzecią sekcję blokową TB3.1 do TB3.5, o długości dwóch bajtów, na początku drugiej sekcji blokowej pięciu bloków sygnałowych, odpowiednio SB1 do SB5, oraz trzecią sekcję blokową w postaci jednego bajtu, oznaczonego jako FB, dostępną w trzecim bloku sygnałowym SB3. Tych 187 bajtów pierwszego pakietu transmisyjnego przechowywanych jest w blokach SB1, SB2 i SB3, natomiast trzy bajty ID nagłówka pierwszego pakietu transmisyjnego, oznaczonego przez TH1 są zapamiętywane jako pierwsze w bloku sygnałowym SB1, bezpośrednio po trzeciej sekcji blokowej TB3.1, a następnie 72 pierwsze bajty części głównej pierwszego pakietu transportowego zapamiętywanych jest w drugiej sekcji blokowej bloku sygnałowego SB.1. Następnych 75 bajtów części głównej pierwszego pakietu transmisyjnego zapamiętywane są w drugiej sekcji blokowej bloku SB2, a trzecią sekcją blokową TB3.2, a ostatnich 37 bajtów części głównej pierwszego pakietu transmisyjnego zapamiętywane są w drugiej sekcji blokowej bloku sygnałowego SB3, za trzecią sekcją blokową TB3.3.

Jako następny występuje bajt FB, który wskazuje granicę między informacją pakietów transmisyjnych, pierwszego i drugiego, przechowywanych w grupie pięciu bloków sygnałowych. 187 bajtów drugiego pakietu transmisyjnego jest przechowywanych w blokach SB3,

181 021

SB4 i SB5, natomiast trzy bajty ID nagłówka drugiego pakietu transportowego, oznaczonego przez TH2, są zapamiętywane jako pierwsze, po bloku sygnałowym SB3, bezpośrednio za bajtem FB. Następnie zapamiętywane są pierwsze 34 bajty w części głównej drugiego pakietu transportowego, w drugiej sekcji blokowej bloku sygnałowego SB3. Następnych 75 bajtów części głównej drugiego pakietu transmisyjnego wprowadza się do drugiej sekcji blokowej bloku sygnałowego SB4, po trzeciej sekcji blokowej TB3.4, a ostatnie 75 bajtów części głównej drugiego pakietu transmisyjnego jest zapamiętywanych jest w drugiej sekcji blokowej bloku sygnałowego SB5, za trzecią sekcją blokową TB3.5.

Należy zaznaczyć, że możliwe jest również inne rozdzielenie jedenastu wolnych bajtów między pięć bloków sygnałowych. Na przykład 11 bajtów mogłoby być rozdzielone na dwie trzecie sekcje blokowe, jedną trzecią sekcję blokową liczącą na przykład 6 bajtów i umieszczoną na początku bloku sygnałowego SB1, i drugą, trzecią sekcję blokową o długości pięciu bajtów, umieszczoną w trzecim bloku sygnałowym i wskazującą granicę między dwoma pakietami transmisyjnymi przechowywanymi w pięciu blokach. W innym przykładzie trzecia sekcja blokowa mogłaby być umieszczona na początku bloków sygnałowych SB1 i SB3, a druga trzecia sekcja blokowa w trzecim bloku sygnałowym, wskazując granicę między dwoma pakietami transmisyjnymi przechowywanymi w pięciu blokach, przy czym trzecia sekcja blokowa w bloku sygnałowym SB1 może mieć na przykład cztery bajty, pierwsza trzecia sekcja blokowa w bloku sygnałowym SB3 na przykład trzy bajty, a trzecia sekcja blokowa w bloku sygnałowym SB5, wskazująca granicę, mogłaby mieć długość na przykład czterech bajtów.

Trzecie sekcje blokowe TP3.1 do TB3.5 mogą być wykorzystywane do zapamiętywania informacji dodatkowej. Jako pierwszy przykład można podać, że trzecia sekcja blokowa TB3.1 może zawierać identyfikator wskazujący blok sygnałowy SB1 jako stanowiący pierwszy blok sygnałowy w grupie pięciu bloków sygnałowych. Można to zrealizować przez zapamiętywanie w jednej konkretnej lokacji bitowej, w trzeciej sekcji blokowej TP3.2, wartości bitowej o pewnej polarności (na przykład „0” lub „1”). W tych samych lokacjach bitowych w trzecich sekcjach blokowych Tb3.2 do TB3.5 powinna być zapisywana wartość bitowa o przeciwnej polaryzacji. W innym przykładzie, możliwe jest zapamiętywanie informacji o numerze sekwencyjnym, na przykład numerów sekwencyjnych biegnących od 1 do 5, w trzecich sekcjach blokowych, grupy pięciu bloków sygnałowych, odpowiednio TP3.1 do TP3.5, przy czym trzecia sekcja blokowa TP3.1 ma numer sekwencyjny „1”, a trzecia sekcja blokowa TP3.5 ma zapisany numer sekwencyjny „5”. Do zapamiętania numerów sekwencyjnych potrzebne są trzy konkretne lokacje bitowe w trzecich sekcjach blokowych TP3.1 do TP3.5. Numery sekwencyjne mo^ą również przebiegać w poprzek granic międzygrupowych, identyfikując większą sekwencję bloków sygnałowych, na przykład na całej ścieżce lub nawet więcej niż na jednej ścieżce.

W innym przykładzie, jedna konkretna lokacja w trzecich sekcjach blokowych TB3.1 do TB3.5, grupy pięciu bloków sygnałowych może być wykorzystywana do zapamiętywania albo wartości bitowej pierwszej polarności, na przykład „0” lub „1”, wskazując, że dane wizyjne znajdujące się w bloku sygnałowym stanowią tzw. dane „normalnego odtwarzania”, albo wartość bitową o przeciwnej polarności, wskazując, że dane wizyjne zawarte w bloku sygnałowym stanowią dane wizyjne trybu tzw. „odtwarzania specjalnego”. Wykorzystanie danych wizyjnych „odtwarzania normalnego” oraz danych wizyjnych „odtwarzania specjalnego” objaśniono poniżej.

W jeszcze innym przykładzie, numery sekwencyjne generowane są odpowiednio do pakietów transmisyjnych zawartych w odbieranym strumieniu danych MPEG. Jak to objaśniono poniżej, taki strumień danych MPEG może zawierać więcej, niż jeden program wizyjny. Ponieważ prędkość bitowa strumienia danych MPEG jest zwykle większa od prędkości bitowej sygnału, który można zapisać, to do zapisu z szeregowego strumienia danych MPEG można wybrać tylko jeden program wizyjny. Wybór jednego programu wizyjnego oznacza wybieranie pakietów transmisyjnych ze strumienia danych MPEG zawierających informacje odnoszące się do tego programu wizyjnego i usuwanie pozostałych pakietów. W wyniku tego sekwencyjny ciąg pakietów programu wizyjnego, który zostanie nagrany, będzie miał numery se181 021 kwencyjne niekoniecznie będące kolejnymi większymi liczbami, ponieważ nie występują numery sekwencyjne pakietów usuniętych. Przy zapamiętywaniu numerów sekwencyjnych w trzecich sekcjach blokowych, te numery sekwencyjne mogą być wprowadzone przy odtwarzaniu. Przez sprawdzanie kolejnych wprowadzanych numerów sekwencyjnych można dokonywać sprawdzenia, czy odbywa się odtwarzanie oryginalnego strumienia danych MPEG podanego na urządzenie zapisowe, pierwotnie zawierającego między dwoma odtwarzanymi pakietami pakiety transmisyjne następnie usunięte. Jeżeli tak, to można zregenerować replikę pierwotnego strumienia danych MPEG przez wstawienie jednego lub więcej pakietów zastępczych między te dwa odtwarzane pakiety transmisyjne.

W odnośnym przykładzie, informacja synchronizacyjna jest przechowywana w trzecich sekcjach blokowych, z powodów podanych powyżej, mianowicie w celu zregenerowania repliki pierwotnego strumienia danych MPEG w przypadku, kiedy jest on strumieniem danych o zmiennej prędkości bitowej.

Jest oczywiście, że opisaną powyżej informację dodatkową można włączyć do 11 bajtów dostępnych dla tego rodzaju informacji, znajdujących się w grupie pięciu bloków sygnałowych.

Na przykład, z powyższego wynika jasno, że do wskazywania numerów sekwencyjnych bloków sygnałowych w grupach pięciu blokach, potrzebne jest słowo trzybitowe w trzecich sekcjach blokowych. W szczególności, do identyfikacji tej sekwencji można wykorzystać słowa trzybitowe „000”, „001”, „010”, „011” i „100”. Znaczy to, że słowa trzybitowe „101”, „110” i „111” pozostają do dyspozycji do celów dodatkowej identyfikacji. Na przykład do wskazywania, czy dane są danymi typu „normalne odtwarzanie”, czy „odtwarzanie specjalne” mogłyby być wykorzystane trzybitowe słowa „100”, „101” i „110”.

Na figurze 5 przedstawiono format ścieżki, jeżeli w drugich sekcjach blokowych bloków sygnałowych części TP3 ścieżki z fig. 1, oznaczonych obecnie TP3' została zapisana informacja MPEG. Figura 5 przedstawia dwa bloku sygnałowe (j = 1, 2) w części TP3', która zawiera poza tym jeszcze dane pomocnicze z następnymi 135 blokami sygnałowymi (j = 3 do j = 137), w tym przypadku zawierającymi informacje MPEG oraz informację dodatkową opisaną powyżej. Za następnym jednym blokiem sygnałowym (j = 138) również zawierającym daną pomocniczą występuje 11 bloków sygnałowych zawierających informacje o parzystości. Zapamiętywanie informacji MPEG i informacji dodatkowej w 135 blokach może wymagać dodatkowego etapu kodowania korekcyjnego tej informacji, otrzymania dodatkowej informacji o parzystości, która powinna być również zapisana na ścieżce. Ponieważ informacja MPEG, która obejmuje informację wizyjną i odpowiednie dane foniczne, jest zapamiętywana w sygnałowych 135 blokach części TP3', to nie ma konieczności zapisywania informacji fonicznej w części TP2 ścieżki z fig. 1. Ta część, obecnie oznaczona jako TP2' na fig. 5, może być wykorzystywana do przechowywania informacji o parzystości, otrzymanej w dodatkowym etapie kodowania błędu.

Figura 6 przedstawia schematycznie jedno z wykonań urządzenia zapisowego. Urządzenie zapisowe zawiera zacisk wejściowy 11 do odbioru szeregowego strumienia danych MPEG w celu zapisywania pakietów transmisyjnych zawartych w strumieniu danych, w blokach części TP3' ścieżek. Zacisk wejściowy 11 jest dołączony do wejścia 12 jednostki 14 przetwarzającej trybu „odtwarzania normalnego”. Ewentualnie stosuje się jednostkę przetwarzającą 16 trybu „odtwarzanie specjalne”, zaopatrzoną w wejście 17, również dołączone do zacisku wejściowego 11. Wyjścia 19 i 20 jednostki przetwarzającej 14 „normalnego odtwarzania” oraz jednostki przetwarzającej 16 (jeżeli występuje) „odtwarzania specjalnego”, dołączone są do odpowiednich wejść multipleksera 22. Jest oczywiste, że jeśli nie występuje jednostka przetwarzająca 16 „odtwarzania specjalnego”, to nie występuje również multiplekser 22.

Występuje pomocniczy generator sygnałowy 24, służący do dostarczania pomocniczej informacji sygnałowej do zapamiętania w blokach sygnałowych oznaczonych jako j = 1, 2 i 138, patrz fig. 2. Wyjścia multipleksera 22 i generatora 24 połączone są z odpowiednimi' wejściami jednostki 26 kodera korekcji błędu. Jednostka 26 kodera korekcji błędu ma możliwość wykonywania pierwszego etapu kodowania korekcji błędu, oznaczonego ECC3, oraz

181 021 drugiego etapu kodowania korekcji błędu, oznaczonego ECC2. Następny, trzeci etap kodowania korekcji błędu, oznaczony ECC1, wykonywany jest w jednostce 28 kodera korekcji błędu.

Urządzenie zapisowe poza tym zawiera generator 30 do wprowadzania informacji identyfikacyjnej IF do bajtów 3, 4 i 5 bloków sygnałowych, patrz fig. 2, do wprowadzania informacji indeksowej, do zapamiętania części TP4 ścieżki, patrz fig. 5, oraz informacji o przerwie, służącej do realizowania przerw G1 do G5, patrz fig. 5. Po połączeniu tych sygnałów w jednostce połączeniowej 32, zespolony sygnał podawany jest do jednostki 34, w której dokonuje się kodowania, przy którym każdorazowo słowa 24-bitowe wejściowego strumienia danych są przetwarzane na słowa 25-bitowe, z dodaniem słowa synchronizacyjnego, tak aby otrzymać pierwsze dwa bajty (i = 1, 2) w blokach sygnałowych i wprowadzić informację ITI do zapamiętania w części TP1 ścieżki.

Kodowanie 24/25 wykonywane w jednostce kodującej 24 jest znane. W tym względzie odsyła się do patentu USA nr 5 142 421, dokument (5) na liście odsyłaczy. W tym dokumencie opisano również sposób wprowadzania słowa synchronizacyjnego do strumienia danych.

Wyjście jednostki kodującej 34 dołączone jest do wejścia jednostki wpisującej 36, w której strumień danych otrzymany z jednostki kodującej 34 zapisywany jest na skośnych ścieżkach nośnika zapisowego, z pomocą przynajmniej jednej głowicy nagrywającej 42.

Pierwszy etap kodowania korekcji błędu, oznaczony ECC3, potrzebny jest w celu zapewnienia dodatkowego zabezpieczenia przed wystąpieniem błędów informacji MPEG przeznaczonej do zapisu na nośniku zapisu, i w wyniku daje informacje parzystości, następnie zapamiętywaną w części TP2' ścieżki, jak to objaśniono uprzednio. Drugi etap kodowania korekcji błędu, oznaczony ECC2, daje w wyniku informacje o parzystości pionowej, następnie zapamiętywana w 11 blokach sygnałowych (j = 139 do 149) części TP3' ścieżki, patrz fig. 2 i 5. Trzeci etap kodowania korekcji błędu, oznaczony ECC1, daje w wyniku informacje o parzystości poziomej, następnie zapamiętywaną w ostatnich ośmiu bajtach bloków sygnałowych części TP3' ścieżki, patrz fig. 2 i 5.

Przed przejściem do dalszej części opisu jednostki przetwarzającej 14 „odtwarzania normalnego” i jednostki przetwarzającej 16 „odtwarzania specjalnego”, urządzenia zapisowego z fig. 6, zostanie w uproszczeniu opisane urządzenie odtwarzające. Ma to tę zaletę, że kiedy opisane poniżej niektóre sposoby postępowania mają zastosowanie do jednostek przetwarzających 14 i 16, to bezpośrednio można wnioskować o zaletach i konsekwencjach tych sposobów postępowania podczas odtwarzania.

Na figurze 7 przedstawiono schematycznie odmianę wykonania urządzenia odbiorczego, do odtwarzania informacji z nośnika zapisowego 40, otrzymanego w urządzeniu zapisowym z fig. 6. Urządzenie odtwarzające zawiera jednostkę odtwarzającą 50, w przynajmniej jedną głowicę odtwarzającą 52, do odczytu informacji ze skośnych ścieżek nośnika zapisowego 40. Wyjście jednostki odtwarzającej 50 dołączone jest do wejścia jednostki dekodującej 54, która dokonuje dekodowania 25/24 odtworzonego sygnału, zapewniając konwersję słów 25-bitowych wchodzącego strumienia danych na słowa 24-bitowe. Następnie po wyselekcjonowaniu w jednostce wybierającej 56 wszystkich tych informacji, które nie są potrzebne do odtworzenia repliki oryginalnego strumienia danych MPEG, dokonuje się korekcji błędów w jednostce 58 korekcji błędów. Jest oczywiste, że korekcji błędów dokonuje się w trzech etapach. Jeden z etapów korekcji błędów bazuje na ECC1, z wykorzystaniem parzystości poziomych, patrz fig. 2, drugi etap korekcji błędów, na bazie ECC2, wykorzystuje parzystości pionowe, a trzeci etap korekcji błędów bazujący na ECC3 wykorzystuje informację parzystości zapisaną w części TP2' ścieżki, patrz fig. 5.

Zacisk wyjściowy jednostki 58 korekcji błędów dołączony jest do wejścia jednostki 60 przetwarzania „odtwarzanie normalne”. Ewentualnie stosuje się jednostkę przetwarzającą 62 „odtwarzania specjalnego”, której wejście również dołączone jest do wyjścia jednostki 58 korekcji błędów. Wyjścia 64 i 65 jednostki przetwarzającej 60 „odtwarzania normalnego” oraz jednostki przetwarzającej 62 (jeżeli występuje) „odtwarzania specjalnego” dołączone są do zacisków, odpowiednio a i b przełącznika 66, którego zacisk c połączony jest z zaciskiem wejściowym 68. Jest oczywiste, że brak jednostki przetwarzającej 62 „odtwarzania specjalnego” powoduje, że nie występuje również przełącznik 66. Jeżeli urządzenie odtwarzające

181 021 przełączone jest na tryb „odtwarzanie normalne”, to oznacza to, że nośnik zapisu przesuwany jest z prędkością nominalną, że uruchomiona jest jednostka przetwarzająca 60 „normalnego odtwarzania”, i że przełącznik 66 znajduje się w położeniu a-c. Jeżeli urządzenie odtwarzające jest przełączone na tryb odtwarzania „odtwarzanie specjalne”, zwane również „efekty”, to oznacza to, że nośnik zapisu przesuwa się z prędkością inną, niż nominalna, że uruchomiona jest jednostka przetwarzająca 62 „odtwarzania specjalnego” oraz że przełącznik 66 znajduje się w położeniu b-c.

Poniżej opisano jednostki przetwarzające 14 i 16 z fig. 6, wraz z jednostkami przetwarzającymi 60 i 62 z fig. 7.

Zakłada się, że urządzenie zapisowe ma możliwość jednego z programów wizyjnych i odpowiedniego sygnału fonicznego, z szeregowego strumienia danych MPEG, podawanego na zacisk wejściowy 11, w odpowiedzi na sygnał wyboru podany do urządzenia przez użytkownika. Jak wspomniano powyżej, powinny być wybrane tylko te pakiety transmisyjne w szeregowym strumieniu danych MPEG, które zawierają informacje odnoszące się do wybranego programu wizyjnego. Figura 8a przedstawia szeregowy strumień danych MPEG stanowiący funkcję czasu, zawierający pakiety transmisyjne oznaczone Pk. Należy zauważyć, że pakiety transmisyjne strumienia danych MPEG nie zawierają numeru pakietu. Numery k pakietów, nadane na fig. 8a są zatem numerami, które będą wytwarzane przez generator 86 numeru pakietu, z fig. 9, omówiony poniżej.

Wybieranie spośród pakietów Pk z fig. 8a, tylko te, które zawierają informacje odnoszące się do wybranego programu wizyjnego oznacza na przykład, że pakiety Pk-4, Pk, Pk, Pk+2, Pk+4, Pk+8 będą wybrane, a pakiety znajdujące się między nimi zostaną odrzucone. W wyniku tego, otrzymuje się strumień danych w urządzeniu zapisowym, przeznaczonym do zapisu na nośniku zapisu, jak to pokazano na fig. 8b, na której przedstawiono strumień danych w funkcji czasu. Nie bierze się przy tym pod uwagę skali czasowej fig. 8a i 8b, ani wzajemnych położeń skal czasowych z fig. 8a i 8b. Zakłada się to z tego powodu, że jak wspomniano uprzednio, prędkość bitowa pierwotnego strumienia danych MPEG jest inna od (wyższa) prędkości bitowej, z którą wybrane pakiety transmisyjne będą zapisywane na nośniku zapisu.

Na figurze 9 przedstawiono schematycznie wykonanie jednostki przetwarzającej 14 „odtwarzania normalnego” do zapisywania strumienia danych przedstawionej na fig. 8a. Wykonanie oznaczone 14' na fig. 9 zawiera jednostkę selektorową 76, której wejście dołączone jest do wejścia 11 jednostki 14'. Jednostka selektorowa 76 zaopatrzona jest w drugie wejście 78 do odbioru sygnału selekcji podawanego przez użytkownika. Wyjście 79 jednostki selektorowej 78 dołączone jest do wejścia separatora 80 synchronizacji, którego wyjście dołączone jest do jednostki 82 łączenia sygnałów. Poza tym wyjście 81 selektora 76 dołączone jest do wejścia sterującego 83 jednostki łączącej 82, w celu podawania sygnału sterującego do jednostki łączącej 82.

Wejście 11 poza tym dołączone jest do wejścia detektora pakietowego 84, którego wyjście dołączone jest do wejścia generatora 86 numeru pakietu. Wyjście generatora 86 dołączone jest do drugiego wejścia jednostki łączącej 82.

Selektor 76 wybiera pakiety transmisyjne Pk-4, Pk-1, Pk, Pk+2, Pk+4, Pk+8 z szeregowego strumienia danych MPEG, podawanego na wejście 11, w odpowiedzi na sygnał selekcji, odebrany za pośrednictwem wejścia 78. Wybrane pakiety są podawane do eliminatora synchronizacji 80, w którym z pakietów usuwa się pierwszy bajt synchronizacyjny w nagłówku PH pakietu, patrz fig. 3, zgodnie z zamieszczonym uprzednio opisem. Detektor pakietów 86 wykrywa odbiór każdego pakietu z pierwotnego szeregowego strumienia danych MPEG na wejściu 11 i generuje impuls zegarowy przy wykryciu każdego pakietu. Generator 86 zawiera licznik, zliczający impulsy zegarowe dochodzące do generatora 86. W rezultacie, do wyjścia podawana jest, za każdym impulsem zegarowym, następna wyższa zliczona wartość. Na wyjściu 87 generator 86 zatem występuje ciąg liczb k-1, k-3, k-2, k-1, k, k+1, k+2, k+3, k+8, ... Pod wpływem sygnału sterującego podawanego do wejścia sterującego 83 w bloku łączącym 82, jednostka sterująca łączy pakiety Pk-4, Pk-1, Pk, Pk+2, Pk+4, Pk+8 wybrane przez selektor 76, oraz pomija liczby k-4, k-1, k, k+2, k+4, k+8 w ciągu zliczanych liczb podawanych przez generator 86 numerów pakietów, do zapamiętania w blokach.

181 021

Figura 10 przedstawia przykład zapamiętywania pakietów transportowych i odpowiednich numerów pakietów w grupach pięciu bloków sygnałowych. Na figurze 10 przedstawiono trzy kolejne grupy pięciu bloków sygnałowych oznaczone G1, G2 i G3, w których przechowywana jest informacja. Do trzeciej sekcji blokowej TB3.1 pierwszego bloku sygnałowego SB1 grupy G1 wpisywany jest numer pakietu k-4, a informacja zawarta w pakiecie Pk-4 zapisywana jest następnie w blokach sygnałowych SB1, SB2 i SB3 grupy G1. Do trzeciej sekcji blokowej oznaczonej FB trzeciego bloku sygnałowego SB2 grupy G1 wpisywany jest numer pakietu k-1, a informacja zawarta w pakiecie Pk- wpisywana jest następnie do bloków sygnałowych SB3, SB4 i SB5 grupy G1. Do trzeciej sekcji blokowej TB3.1 pierwszego bloku sygnałowego SB1 grupy G2 wpisywany jest numer pakietu k, a informacja zawarta w pakiecie Pk zapisywana jest następnie w blokach sygnałowych SB1, SB2 i SB3 grupy G2. Do trzeciej sekcji blokowej oznaczonej FB trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G2 wpisywany jest numer pakietu k+2, a informacja zawarta w pakiecie Pk+2 wpisywana jest następnie do bloków sygnałowych SB3, SB4 i SB5 grupy G2. Do trzeciej sekcji blokowej TB3.1 pierwszego bloku sygnałowego SB1 grupy G3 wpisywany jest numer pakietu k+4, a informacja zawarta w pakiecie Pk+1 zapisywana jest następnie w blokach sygnałowych SB1, SB2 i SB3 grupy G3. Do trzeciej sekcji blokowej oznaczonej FB trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G3 wpisywany jest numer pakietu k+8, a informacja zawarta w pakiecie Pk+8 wpisywana jest następnie do bloków sygnałowych SB3, SB4 i SB5 grupy G3. Dopóki liczba bitów numeru pakietu jest mniejsza lub równa 8, to numer pakietu mieści się w trzeciej sekcji blokowej FB, która ma długość jednego bajtu.

Inny przykład zapamiętywania numerów pakietów w trzecich sekcjach blokowych przedstawiono na fig. 11. Do trzecich sekcji blokowych TB3.1, TB3.2 i TB3.3 bloków sygnałowych, odpowiednio SB1, SB2 i SB3 grupy G1, wpisywany jest numer pakietu k-4, a informacja zawarta w pakiecie Pk-1 zapisywana jest następnie w blokach sygnałowych SB1, SB2 i SB3 grupy G1, co objaśniono uprzednio w odniesieniu do fig. 4. Do trzeciej sekcji blokowej oznaczonej FB trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G1 jak również w trzecich sekcjach blokowych TB3.4 i TB3.5 bloków sygnałowych SB4 i SB5 grupy G1 wpisywany jest numer pakietu k-1, a informacja zawarta w pakiecie Pk-1 wpisywana jest następnie do bloków sygnałowych SB3, SB4 i SB5 grupy G1, co objaśniono uprzednio w odniesieniu do fig. 4. Do trzecich sekcji blokowych TB3.1, TB3.2 i TB3.3 bloków sygnałowych, odpowiednio SB1, SB2 i SB3 grupy G2, wpisywany jest numer pakietu k, a informacja zawarta w pakiecie Pk zapisywana jest następnie w blokach sygnałowych SB1, SB2 i SB3 grupy G2. Do trzeciej sekcji blokowej oznaczonej FB trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G2 jak również w trzecich sekcjach blokowych TB3.4 i TB3.5 bloków sygnałowych SB4 i SB5 grupy G2 wpisywany jest numer pakietu k+2, a informacja zawarta w pakiecie Pk+2 wpisywana jest następnie do bloków sygnałowych SB3, SB4 i SB5 grupy G2. Do trzecich sekcji blokowych TB3.1, TB3.2 i TB3.3 bloków sygnałowych, odpowiednio SB1, SB2 i SB3 grupy G3, wpisywany jest numer pakietu k+4, a informacja zawarta w pakiecie Pk+4 zapisywana jest następnie w blokach sygnałowych SB1, SB2 i SB3 grupy G3. Do trzeciej sekcji blokowej oznaczonej FB trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G3 jak również w trzecich sekcjach blokowych TB3.4 i TB3.5 bloków sygnałowych SB4 i SB5 grupy G3 wpisywany jest numer pakietu k+8, a informacja zawarta w pakiecie Pk+8 wpisywana jest następnie do bloków sygnałowych SB3, SB4 i SB5 grupy G3.

Zamiast zapamiętywania w trzeciej sekcji blokowej numeru pakietu k-4, oznaczonej TB3.3 trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G1 można zapamiętywać w tej trzeciej sekcji blokowej numer pakietu k-1. Zamiast zapamiętywania w trzeciej sekcji blokowej numeru pakietu k, oznaczonej TB3.3 trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G2 można zapamiętywać w tej trzeciej sekcji blokowej numer pakietu k+2. Zamiast zapamiętywania w trzeciej sekcji blokowej numeru pakietu k+4, oznaczonej TB3.3 trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G1 można zapamiętywać w tej trzeciej sekcji blokowej numer pakietu k+8.

Figura 12 schematycznie przedstawia odmianę wykonania jednostki przetwarzającej 60 „normalnego odtwarzania” urządzenia odbiorczego z fig. 7, do regenerowania repliki oryginalnego strumienia danych MPEG z fig. 8a, na podstawie strumienia danych przedstawionego

181 021 na fig. 8b, z użyciem informacji o numerze pakietu, również zapisanej w blokach sygnałowych w sposób opisany powyżej. Zregenerowaną replikę strumienia danych MPEG przedstawiono na fig. 8c. Odmiana wykonania jednostki przetwarzającej „normalnego odtwarzania” z fig. 12, oznaczona jako 65, zawiera demultiplekser 90, którego wejście dołączone jest do wejścia 59 jednostki przetwarzającej 60' w celu odbierania kolejnych grup bloków sygnałowych, na przykład grup G1, G2 i G3 z 10 lub 11, i do pobierania z nich pakietów, które podawane są na wejście 91, oraz w celu pobierania zespołu numerów pakietów ... k-4, k1, k, k+2, k+4, k+8... z trzecich sekcji blokowych w blokach, i do podawania tego zespołu numerów pakietów do wyjścia 92. Pobrane pakiety podawane są do układu 94 wprowadzania synchronizacji, w których ponownie wstawia się jednobajtowy znak synchronizacji pakietu, jako pierwszy bajt wszystkich pakietów. W ten sposób otrzymane pakiety są podawane do wejścia 95 jednostki łączącej 96. Wyjście 92 demultipleksera 90 dołączone jest do wejść 97 i 98, odpowiednio jednostki łączącej 96 i generatora 100 pakietów zastępczych. Wyjście 102 generatora 100 pakietów zastępczych dołączone jest do wejścia 103 jednostki łączącej 103. Wyjście 102 jednostki łączącej 96 dołączone jest do wyjścia 64 jednostki przetwarzającej 60' „normalnego odtwarzania”.

Załóżmy teraz, że pakiet z pierwszej grupy G1 pięciu bloków sygnałowych pobrano pakiet Pk-4 oraz numer pakietu k4 i podano je do jednostki łączącej 96 i generatora 100 pakietów zastępczych. Da to ten efekt, że pakiet Pk-4 zostanie podany do wyjścia 105 przez jednostkę łączącą 96. Następnie, z grupy G1 pobierany jest pakiet Pk-1 i numer pakietu k-1, i podawane są do jednostki 96 i generatora 100 pakietów zastępczych. Za pomocą komparatora i/lub subtraktora (nie przedstawiony) zapewnia się, że numer pakietu k-1 nie jest następnym numerem pakietu wyższym od numeru k-4, odebranego poprzednio, i że zostają przepuszczone dwa numery pakietów. W wyniku tego, generator 100 pakietów zastępczych generuje dwukrotnie pakiet zastępczy o tej samej długości, co pozostałe pakiety w strumieniu danych, a jednostka łącząca 96 wstawia te dwa pakiety zastępcze w szeregowy strumień danych, bezpośrednio za pakietem Pk-4, patrz fig. 8c. Następnie jednostka łącząca 96 w szeregowy strumień danych wstawia pakiet Pk-1.

W tym miejscu należy zaznaczyć, że nie ma konkretnej potrzeby, aby generator 100 był ściśle generatorem pakietów zastępczych. Możliwe jest, aby generator 100 był generatorem informacji zastępczej, generującym informację zastępczą o pewnej długości w czasie, równej długości czasu pakietu lub wielokrotności tego czasu.

Następnym pakietem, który zostaje wybrany przez demultiplekser 90, jest pakiet Pk podawany, po uzupełnienie bajtem synchronizacji, do wejścia 95 jednostki łączącej 96. Numer pakietu k jest podawany do wejść 97 i 98, odpowiednio jednostki łączącej 96 i generatora 100 pakietów zastępczych. Ponieważ numer pakietu k jest kolejnym wyższym numerem pakietu względem numeru k-1, to nie następuje generacja pakietu zastępczego, i do wyjścia 105 podawany jest pakiet Pk.

Następnie wybrany zostaje pakiet Pk+2· Po porównaniu numeru pakietu k+2 z numerem poprzednio wybranego pakietu k okazuje się, że w szeregowy strumień danych należy wstawić jeden pakiet zastępczy. Następnie pakiet k+2 zostaje wprowadzony do strumienia danych, patrz fig. 8c. Proces ten jest kontynuowany w przypadku pozostałych pakietów, tak aby otrzymać zregenerowaną replikę strumienia danych MPEG z fig. 8c. Przy porównaniu fig. 8a i 8c widać wyraźnie, że fig. 8c przedstawia strumień danych MPEG o tej samej prędkości bitowej i prędkości pakietowej, co strumień danych MPEG z fig. 8a. Ten strumień danych może teraz zostać przekazany do standardowego dekodera MPEG, który jest w stanie zdekodować pojedynczy program wizyjny wybrany przez urządzenie zapisowe podczas zapisu spośród strumienia danych MPEG z fig. 8c.

Figura 13a przedstawia szeregowy strumień danych MPEG w funkcji czasu, przy czym strumień danych zawiera pakiety o zmiennej długości, i zmienna jest również prędkość bitowa strumienia danych. Należy zaznaczyć, że pakiety transmisyjne nie zawierają numeru pakietu. Numer pakietu k na fig. 13a, wprowadzono jedynie w niniejszym opisie, w celach identyfikacyjnych. Figura 14 przedstawia schematycznie odmianę wykonania jednostki przetwarzającej 14 „normalnego odtwarzania” do zapisu jednego programu wizyjnego zawartego w szerego12

181 021 wym strumieniu danych przedstawionym na fig. 13a. Odmiana wykonania oznaczona 14 na fig. 14 wykazuje duże podobieństwo do odmian wykonania z fig. 9. Odmiana wykonania 14 różni się od odmiany wykonania z fig. 9 tym, że zamiast generatora 86 numeru pakietu, występuje detektor 110 parametrów synchronizacyjnych, którego wejście dołączone jest do wyjścia detektora 84, zaopatrzony w wyjście 111 dołączone do wejścia 112 jednostki łączącej 82.

Wybieranie tylko tych pakietów spośród pakietów Pk w szeregowym strumieniu danych z fig. 13a, które zawierają informacje odnoszące się do jednego wybranego programu również oznacza, że na przykład pakiety Pk-4, Pk-1, Pk, Pk+2, Pk+4, Pk+8 zostaną wybrane, a pakiety pośrednie zostaną odrzucone. Figura 13b przedstawia strumień danych wybranych pakietów, które zostały zapamiętane w grupach bloków sygnałowych, jak to objaśniono w odniesieniu do fig. 10 i 11. Należy również w tym miejscu zauważyć, że nie ma związku czasowego między osiami czasowymi na fig. 13a i 13b. Poza tym należy zauważyć, że jakkolwiek pakiety w strumieniu danych z fig. 13a mają niejednakową długość, to wszystkie zawierają po 188 bajtów informacji. Dlatego pakiety wybrane i przedstawione na fig. 13b zostały przedstawione z równymi długościami.

W przypadku odmiany wykonania z fig. 14 odbywa się odbiór strumienia danych według fig. 13a i wybieranie spośród nich pakietów Pk-4, Pk-1, Pk, Pk+2, Pk+4, Pk+8. Detektor 84 pakietów wykrywa odbiór każdego pakietu w pierwotnym szeregowym strumieniu danych MPEG, podawanym na wejście 11, i generuje impuls zegarowy przy wykryciu każdego pakietu. W odpowiedzi na każdy odebrany impuls zegarowy detektor taktujący 110 wyznacza chwile czasowe tk, patrz fig. 13a, wystąpienia pakietów Pk. Zmiany na wyjściu 111 detektora 110 występują momenty czasowe tk-4, tk-3, tk-1, tk, ..· Ponadto, detektor synchronizacyjny 110 wykrywa długości przedziałów czasowych dtk między dwiema kolejnymi chwilami czasowymi, przy czym dtk jest równe przedziałowi czasu tk+1 - tk. Te wartości przedziałów czasowych dtk są również podawane do wyjścia 111. Pod wpływem sygnału sterującego podawanego do wejścia sterującego 83 w bloku łączącym 82', jednostka sterująca łączy pakiety Pk-4, Pk-1, Pk, Pk+2, Pk+4, Pk+8 wybrane przez selektor 76, jak również chwile czasowe i odpowiadające im odstępy czasu tk-4, dtk-4, tk-1, dtk-1, tk, dtk, tk+2, dtk+2, tk+4, dtk+4, W dtk+8- ze strumienia danych podawanego przez detektor taktujący 110 do zapamiętania w blokach.

Zapamiętywanie pakietów transmisyjnych w blokach odbywa się w sposób omówiony powyżej w odniesieniu do fig. 10 i 11. Zapamiętywanie informacji synchronizacyjnej w trzecich sekcjach blokowych odbywa się w sposób następujący.

W trzeciej sekcji blokowej TB3.1 pierwszego bloku sygnałowego SB1 grupy G1 z fig. 10, zapisywana jest informacja synchronizacyjna tk-4, i dtk-4. W trzeciej, sekcji blokowej oznaczonej FB trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G1 zapisywana jest informacja synchronizacyjna tk-1, i dtk-ι. W trzeciej sekcji blokowej TB3.1 pierwszego bloku sygnałowego SB1 grupy G2 zapisywana jest informacja synchronizacyjna tk, i dtk. W trzeciej sekcji blokowej oznaczonej FB trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G2 zapisywana jest informacja synchronizacyjna tk+2, i dtk+2· W trzeciej sekcji blokowej TB3.1 pierwszego bloku sygnałowego SB1 grupy G3 zapisywana jest informacja synchronizacyjna tk+4, i dtk+4· W trzeciej sekcji blokowej oznaczonej FB trzeciego bloku sygnałowego SB3 grupy G3 zapisywana jest informacja synchronizacyjna tk+8, i dtk+8.

Może się zdarzyć, ze trzecia sekcja blokowa TB3.1 w pierwszym bloku sygnałowym SB1 w grupach i/lub trzeciej sekcji blokowej FB w trzecim bloku sygnałowym SB3 w grupach jest/są zbyt małe do pomieszczenia informacji synchronizacyjnej. W tym przypadku, informacja synchronizacyjna może być zapamiętana w dowolnym miejscu, lub też może być zapamiętana częściowo w trzeciej sekcji blokowej TB3.1 i FB, a częściowo gdzieś indziej, patrz poniżej.

Zgodnie z przykładem z fig. 11 informacja synchronizacyjna tk-4 oraz dtk-4 jest zapamiętywana w trzecich sekcjach blokowych TB3.1, TB3.2 i TB3.3 bloków sygnałowych, odpowiednio SB1, SB2 i SB3 grupy G1. Zapamiętywanie informacji synchronizacyjnej może się odbywać jednokrotnie w ogólnej pojemności pamięci trzecich sekcji blokowych TB3.1, TB3.2 i TB3.3 lub też może być przynajmniej raz powtórzone. Na przykład informacja synchronizacyjna tk-4 oraz dtk-4 jest zapamiętywana w trzecich sekcjach blokowych TB3.1, TB3.2 i TB3.3.

181 021

Informacja synchronizacyjna tk- i dtk- może być przechowywana w trzecich sekcjach blokowych FB, TB3.4, i TB3.5 bloków sygnałowych, odpowiednio SB3, SB4 i SB5 grupy G1. Zapamiętywanie informacji synchronizacyjnej może się odbywać jednokrotnie w ogólnej pojemności pamięci trzecich sekcji blokowych FB, TB3.4 i TB3.5 lub też może być przynajmniej raz powtórzone. Na przykład informacja synchronizacyjna tk- oraz dtk- jest zapamiętywana w trzecich sekcjach blokowych TB3.4, i TB3.5. Możliwe jest przechowywanie informacji synchronizacyjnej w trzeciej sekcji blokowej TB3.3. Możliwe jest również przechowywanie informacji synchronizacyjnej w trzecich sekcjach blokowych TB3.4 i TB3.5, i nie w trzeciej sekcji blokowej FB.

Informacja synchronizacyjna dla pakietu Pk może być przechowywana w trzecich sekcjach blokowych grupy G2 w ten sam sposób, jak informacja synchronizacyjna dla pakietu Pk-4 zostaje zapisana w trzecich sekcjach blokowych grupy G1. Informacja synchronizacyjna dla pakietu Pk+2 może być przechowywana w trzecich sekcjach blokowych grupy G2 w ten sam sposób, jak informacja synchronizacyjna dla pakietu Pk- zostaje zapisana w trzecich sekcjach blokowych grupy G1.

Informacja synchronizacyjna dla pakietu Pk+4 może być przechowywana w trzecich sekcjach blokowych grupy G3 w ten sam sposób, jak informacja synchronizacyjna dla pakietu Pk-4 zostaje zapisana w trzecich sekcjach blokowych grupy G1. Informacja synchronizacyjna dla pakietu -Pk+8 może być przechowywana w trzecich sekcjach blokowych grupy G3 w ten sam sposób, jak informacja synchronizacyjna dla pakietu Pk-1 zostaje zapisana w trzecich sekcjach blokowych grupy G1.

Figura 15 w sposób uproszczony przedstawia odmianę wykonania jednostki przetwarzającej 60 „normalnego odtwarzania” urządzenia zapisowego z fig. 7, oznaczonej 60”, służącej do regeneracji repliki oryginalnego strumienia danych MPEG z fig. 13a na podstawie strumienia danych przedstawionego na fig. 13b, z wykorzystaniem informacji synchronizacji również zapisanej w blokach sygnałowych, w sposób opisany powyżej. Zregenerowaną replikę strumienia danych MPEG przedstawiono na fig. 13c. Odmiana wykonania oznaczona 6θ” na fig. 12 wykazuje duże podobieństwo do jednostki przetwarzającej z fig. 12. Demultiplekser 90' jest również dostosowany do pobierania pakietów z kolejnych grup bloków sygnałowych i do podawania ich do wyjścia 91. Demultiplekser 90' jest poza tym dostosowany do pobierania informacji synchronizacyjnej tk i dtk z trzecich sekcji blokowych w blokach, i do podawania tej informacji synchronizacyjnej do wyjścia 92. Do każdego pakietu w jednostce 93 wprowadzania synchronizacji podawany jest bajt synchronizacyjny. W ten sposób otrzymane pakiety podawane są do wejścia 95 bloku łączącego 96. Wyjście 92 demultipleksera 90 dołączone jest do wejść 97 i 98, odpowiednio jednostki połączeniowej 96' i generatora 100' informacji zastępczej, w celu podawania informacji synchronizacyjnej do jednostki połączeniowej 96' i generatora 100'.

Załóżmy teraz, że pakiet Pk-1 i odpowiednia informacja czasowa pobierane są z pierwszej grupy G1 pięciu bloków sygnałowych, i podawane są do jednostki łączącej 96' i generatora 100' pakietu zastępczego. Powoduje to w efekcie podanie pakietu Pk-4 do wyjścia 105' jednostki łączącej 96', w odpowiedzi na informację synchronizacyjną. Długość pakietu Pk-4 będzie równa dtk-, a pakiet zostanie podany do wyjścia 105 w chwili czasowej tk-. Następnie Pk-1 i informacja synchronizacyjna odpowiadająca pakietowi Pk-1 pobierane są z grupy G1 i podawane do jednostki łączącej 96' i generatora 100 pakietów zastępczych. Następuje stwierdzenie, za pomocą komparatora i/lub subtraktora (nie przedstawiony), że chwila czasowa tk-4 nie odpowiada tk- + dtk-. W związku z tym przynajmniej jeden pakiet za pakietem Pk-4 zostaje podczas nagrywania odrzucony. W wyniku tego, generator 100 informacji zastępczej generuje blok informacji zastępczej, tak aby zapełnić przerwę między końcem pakietu Pk-4, w chwili czasowej tk-4 + dtk-, a chwilą czasową tk-1, patrz fig. 13c.

Następnie jednostka łącząca 96' wstawia pakiet Pk-1 o długości dtk-1 do szeregowego strumienia danych.

Pakiet Pk jest następnym pakietem pobieranym przez demultiplekser 90 i ten pakiet jest podawany, po wprowadzeniu do niego bajtu synchronizacyjnego, do wejścia 95 jednostki łączącej 96'. Informacja synchronizacyjna odpowiadająca pakietowi Pk podawana jest do wejść

181 021 i 98 jednostki łączącej 96' i generatora 100 informacji zastępczej. Ponieważ tk jest równe tk-1 + dtk-1, to nie ma konieczności generowania informacji zastępczej, i pakiet Pk jest podawany do wyjścia 105.

Następnie pobierany jest pakiet Pk+2. Po porównaniu tk+2 z tk + dtk, stwierdza się, że występuje przerwa, która wymaga wypełnienia informacją zastępczą generowaną w generatorze 1θ0'. Następnie pakiet tk+2 o długości dtk+2 jest wprowadzany do strumienia danych, patrz fig. 13c. Proces ten jest kontynuowany w przypadku innych pakietów, tak aby otrzymać zregenerowaną replikę strumienia danych MPEG z fig. 13c. Przy porównywaniu fig. 13a i 13c widać wyraźnie, że fig. 13c przedstawia szeregowy strumień danych MPEG o tej samej (zmiennej) prędkości bitowej i prędkości pakietowej, co strumień danych MPEG z fig. 13a. Ten strumień danych można teraz podać do standardowego dekodera MPEG umożliwiającego dekodowanie jednego programu wizyjnego wybranego przez urządzenie zapisowe podczas nagrywania, ze strumienia danych MPEG z fig. 13c, o zmiennej prędkości bitowej i prędkości pakietowej.

W dalszym ciągu zamieszczono opis innych informacji, które mogą być wprowadzane w wolne przestrzenie w grupach bloków sygnałowych, pojedynczo lub wraz z, opisanymi powyżej, informacją o numerze pakietu i/lub informacją synchronizacyjną.

Jednym z przykładów takiej dodatkowej informacji jest informacja identyfikująca blok sygnałowy w grupie y(=5) bloków sygnałowych stanowiący pierwszy blok sygnałowy w grupie bloków sygnałowych. Taka informacja może być zapisywana w trzecich sekcjach blokowych TB3.1 sygnałów informacyjnych SB1 w grupach G1, G2 i G3, z fig. 10 i 11.

Innym przykładem tego rodzaju dodatkowej informacji jest wprowadzenie numeru bloku sygnałowego do trzecich sekcji blokowych bloków sygnałowych, na przykład w sytuacji z fig. 11. Wewnątrz grupy można ponumerować bloki sygnałowe tak, że w przykładzie z fig. 11, numery 1 do 5 są przechowywane w trzecich sekcjach blokowych, odpowiednio TB3.1 do TB3.5 bloków sygnałowych SB1 do SB5 w każdej grupie. Numeracja bloków sygnałowych może być również realizowana dla większej liczby bloków sygnałowych, należących do więcej niż jednej grupy bloków sygnałowych. Wyobrażalne jest, że wszystkie bloki sygnałowe jednej ścieżki mają niepowtarzalne numery bloków sygnałowych zapamiętywane w trzecich sekcjach blokowych bloków sygnałowych. Teraz wszystkie bloki sygnałowe ścieżki mogą być identyfikowane za pomocą swoich niepowtarzalnych numerów bloków sygnałowych.

Numeracja bloków sygnałowych opisana powyżej ma szereg zalet. Numerowanie bloków sygnałowych otwiera możliwość układania tych bloków sygnałowych w porządku różnym od ich porządku pierwotnego, aż do dokonania przetasowania. Wewnątrz grupy bloków sygnałowych, identyfikowanych przez niepowtarzalne numery bloków sygnałowych. Przez wykrywanie bloków sygnałowych podczas odtwarzania można dokonać odwrotnego uporządkowania bloków sygnałowych, tak aby otrzymać pierwotny porządek sekwencji bloków sygnałowych.

Inną czynnością. którą można wykonać jest powtarzanie bloku sygnałowego, z tego powodu, że zapis i następne odtwarzanie informacji zawartej w bloku sygnałowym wymaga wyższego stopnia zabezpieczenia przed błędami transmisji. Powtarzane bloki sygnałowe będą miały te same numery blokowe, tak że przy odtwarzaniu są one możliwe do zidentyfikowania.

Ponadto, przy detekcji numerów bloków sygnałowych, można stwierdzać, który blok sygnałowy został zagubiony z powodu błędu transmisyjnego, który wystąpił przy kolejnym nagrywaniu i odtwarzaniu, przy utracie bloku sygnałowego w sekwencji numerów bloków, można uznać, że został utracony blok sygnałowy o tym numerze. Przy stwierdzeniu tego faktu, można dokonać korekcji błędu lub maskowania bloku sygnałowego.

Poniżej objaśniono działanie jednostek przetwarzających 16 i 62 „odtwarzania specjalnego” w urządzeniu zapisowym z fig. 6 i odpowiednio w urządzeniu odczytowym z fig. 7. Przy realizacji odtwarzania w trybie specjalnym (czyli trybie efektów) za pomocą urządzenia odbiorczego, nośnik zapisu 40 jest przesuwany z prędkością inną, niż nominalna prędkość przesuwu. Figura 16 przedstawia nośnik zapisu 40 z zapisanymi na nim numerami ukośnych ścieżek. Figura 16 przedstawia również trasę, oznaczoną odnośnikiem 120, przesuwu głowicy 52 względem nośnika zapisowego w trybie specjalnym. Zwykle informacja na ścieżkach zapi181 021 sywana jest przynajmniej za pomocą dwóch głowic ze szczelinami o różnych kątach skosu, że ścieżki o numerach parzystych mają jeden kąt skosu, a ścieżki nieparzyste mają inny kąt skosu. Znaczy to, że przy przesuwie względem nośnika zapisowego po trasie 120, głowica 52, mająca jeden z dwóch możliwych kątów skosu, będzie w stanie odczytywać informacje tylko ze ścieżek o numerach parzystych lub ze ścieżek o numerach nieparzystych.

W celu umożliwienia odtwarzania informacji wizyjnej, w trybie odtwarzania specjalnego, zwłaszcza w przypadku informacji wizyjnej zapisanej ze zmniejszoną ilością danych, wymagane jest wprowadzanie dodatkowej informacji o odtwarzaniu specjalnym, w ustalonych miejscach na ścieżkach, tak że przez te lokacje głowicą 52 przechodzi przy różnych prędkościach przesuwu nośnika zapisu, dopuszczalnych w trybie odtwarzania specjalnego. Ta informacja o odtwarzaniu specjalnym stanowi specjalną informację wizyjną zapisaną dodatkowo poza normalną odtwarzaną informacją wizyjn<ą która została zapisana na ścieżkach w sposób opisany powyżej. W wyniku tego niektóre z bloków sygnałowych ścieżki zawierają tę informację o odtwarzaniu specjalnym, która powinna być przeglądana i odczytywana przez głowicę 52 w trybie odtwarzania specjalnego.

Należy zauważyć przy tym, że dane MPEG, jak również dane wizyjne, za które uważa się dane wizyjne w strumieniu danych MPEG, zawierają informację wizyjną o zmniejszonej ilości danych. W celu odtwarzania takich danych zredukowanej informacji wizyjnej, informacja odpowiadająca jednemu obrazowi jest kodowana wewnętrznie, z utworzeniem tak zwanych ramek I. Wyższy stopień redukcji danych można osiągnąć przez dokonanie kodowania wewnątrzramkowego na przynajmniej dwóch kolejnych obrazach, z otrzymaniem ramki typu I dla pierwszego obrazu, i ramki typu P dla drugiego obrazu. Dla otrzymania pierwotnych postaci tych dwóch obrazów stosuje się dekodowanie wewnątrzramkowe, odwrotne do kodowania wewnątrzramkowego, na informacji ramki typu I, tak aby zregenerować pierwszy obraz, a aby dokonać regeneracji drugiego obrazu należy dokonać dekodowania wewnątrzramkowego. odwrotnego do kodowania wewnątrzramkowego, z wykorzystaniem informacji zarówno ramki typu I, jak i informacji ramki typu P.

W trybie pracy specjalnej, do regeneracji sygnału wizyjnego można wykorzystywać tylko informację ramki typu I, mimo pobierania nie tylko informacji ramki typu I, ponieważ pobranie, poza informacją ramki typu I, również odpowiedniej informacji ramki typu P umożliwiającej dekodowanie wewnątrzramkowe nie jest możliwe. Zatem w celu otrzymania informacji „odtwarzania specjalnego”, wydzielana jest tylko informacja zapisana w ramkach typu I zawartych w szeregowym strumieniu danych MPEG i wykorzystywana w charakterze danych „odtwarzania specjalnego”.

Możliwe jest wprowadzenie w specjalnych lokacjach ścieżki, na przykład w lokacjach wskazanych obszarem zakreskowanym 122 na ścieżce 124 fig. 16, pewnej liczby bloków sygnałowych zawierających informację „odtwarzania specjalnego”. Na figurze 17 przedstawiono sekwencję bloków sygnałowych na ścieżce 124. Zakreskowany obszar 122 na fig. 16, utworzony jest przez sekwencję bloków sygnałowych SBi do SBj włącznie, w kolejności przedstawionej na fig. 17. Trzecie sekcje blokowe TB w blokach zawarte w obszarach 122 odtwarzania specjalnego ścieżki obecnie zawierają informację o trybie specjalnym. Ta informacja wskaźnikowa oznaczona jest przez „T” w trzecich sekcjach blokowych TB3 bloków sygnałowych SBi do SBj włącznie. Bloki sygnałowe zapamiętane na ścieżce przed obszarem 122 odtwarzania specjalnego, jak również bloki sygnałowe zapisane na ścieżce za obszarem 122 odtwarzania specjalnego zawierają informacje wskazujące, że informacja zapisana w blokach jest informacją odtwarzania normalnego. Informacja wskaźnikowa w trzecich sekcjach blokowych TB3 bloków sygnałowych SBi-2, SBj-, SBj+1 została oznaczona przez „N”.

Jednostka przetwarzająca 16 „odtwarzania specjalnego” z fig. 6 zatem ma możliwość wydzielania informacji o odtwarzaniu specjalnym ze strumienia danych MPEG podawanego do jej wejścia 17, przechowywania informacji o odtwarzaniu specjalnym w tych blokach, które są specjalnie przeznaczone do przechowywania tej informacji o odtwarzaniu specjalnym, w konkretnych miejscach ścieżki, i do wprowadzenia informacji wskaźnikowej wskazującej, że blok sygnałowy jest blokiem sygnałowym, w którym przechowywana jest informacja trybu specjalnego w trzecich sekcjach blokowych tych bloków sygnałowych. Jednostka przetwa16

181 021 rzająca 14 (odtwarzania normalnego) nadal będzie miała możliwość zapamiętywania informacji wskaźnikowej wskazującej, że bloki sygnałowe wytwarzane przez jednostkę 14 w trzecich sekcjach blokowych tych bloków sygnałowych zawierają informację o odtwarzaniu normalnym.

Kiedy urządzenie odtwarzające jest przełączone na tryb specjalny, to jednostka przetwarzająca 62 „odtwarzania specjalnego” będzie w stanie detekować te bloki sygnałowe, które zawierają identyfikator „T” zapisany w ich trzecich sekcjach blokowych i do pobierania informacji z tych bloków sygnałowych do dalszego przetwarzania, tak aby realizować opcję przeszukiwania w trybie specjalnym.

Opisane powyżej odmiany wykonania, wykorzystują schemat odbioru strumienia transmisyjnego MPEG, jego asynchronicznego zapisywania na DVCR oraz rekonstrukcji oryginalnego strumienia transmisyjnego MPEG podczas odtwarzania. Można to w szerokim znaczeniu rozpatrywać jako sposób transmisji synchronizacyjnych danych krytycznych (strumienia danych MPEG) za pośrednictwem kanału asynchronicznego (DVCR).

Poza transmisją strumieni danych MPEG, istnieje szereg innych aplikacji, które mogą wymagać transmisji synchronizacyjnych danych krytycznych za pośrednictwem kanału asynchronicznego. „Asynchroniczny” znaczy w tym przypadku, że fizyczna prędkość danych kanału jest różna od prędkości przenoszenia, prędkości przeznaczonych do transmisji danych, tak że podczas transmisji kanałowej nie zostaje zachowana bitowa synchronizacja danych.

W strumieniu transmisyjnym MPEG, na przykład synchronizacyjnych danych krytycznych, względnego czasu nadejścia danej oraz odnośnika synchronizacyjnego strumienia transmisyjnego, to znaczy Programowego Odniesienia Zegarowego (Program Clock Reference - PCR), podczas transmisji bez zmiany wartości PCR nie mogą się zmieniać wychodząc poza określone tolerancje. Jest tak dlatego, że w przeciwnym przypadku układy z pętlą synchronizacji fazowej (Phase Lock Loop - PLL) nie są w stanie regenerować zegara danych i bufory mogą ulegać przepełnianiu/opróżnianiu.

Problem, w jaki sposób nadawać synchronizacyjne dane krytyczne za pośrednictwem kanału asynchronicznego bez zmiany odnośnika przeznaczonego do transmisji, występuje również w przypadku asynchronicznego kanału sieci komputerowej, sieci telefonicznej lub interfejsu cyfrowego, na przykład P1394.

Jak objaśniono powyżej, w związku z aplikacją MPEG, podstawowym schematem postępowania jest etykietowanie każdej jednostki transmisji, to znaczy pakietu transmisyjnego MPEG, za pomocą informacji synchronizacyjnej przed nadawaniem i wykorzystanie informacji etykietowanej do odtworzenia poprawnej synchronizacji danych na drugim końcu kanału. Mogą przy tym wystąpić trzy sytuacje.

1. Jeżeli znane i stałe są zarówno rozmiary jednostki transmisji, jak i prędkość transmisji

Strona nadawcza kanału etykietuje każdą jednostkę transmisji kolejną liczbą zwiększającą się o jedność w przypadku każdej kolejnej transmisji. Etykietowanie odbywa się na przykład przez wprowadzanie stałej liczby bitów na początku każdej transmisji. Ta pewna liczba bitów do etykietowania dobierana jest tak, aby reprezentowany numer sekwencji był dostatecznie duży dla umożliwienia zaradzenia utracie kolejnych jednostek transmisji, w wyniku na przykład błędów kanałowych. Strona odbiorcza kanału zaopatrzona jest w bufor i licznik. Licznik ładowany jest numerem sekwencji z pierwszej odebranej transmisji na początku każdej sesji transmisji, i zwiększany jest o jedność za każdym razem, kiedy przekazuje jednostkę transmisji lub jednostkę zastępczą. Jeżeli numer sekwencyjny odebranej transmisji zgadza się zwartością licznika, to odebrana jednostka transmisji zostaje przekazana, w przeciwnym przypadku przekazana zostaje niezbędna liczba jednostek zastępczych, aż do otrzymania zgodności między stanem licznika i numerem sekwencyjnym. Odbiornik zdejmuje informację etykietującą i wysyła jednostkę transmisji lub jednostkę zastępczą, z prędkością znaną i stałą.

2. Jeżeli rozmiar jednostki transmisji jest znany i stały, lecz nieznana jest prędkość transmisji

Strona nadawcza kanału etykietuje każdą jednostkę transmisji za pomocą na przykład dwóch elementów informacyjnych, co jest wystarczające do określenia momentu startu i momentu zakończenia jednostki transmisji. Na przykład można wykorzystać same momenty startu i zakończenia, lub też parę, obejmującą moment startu i czas trwania jednostki transmi181 021 sji. Strona odbiorcza kanału ma w tym przypadku za zadanie odtworzyć prędkość transmisji z etykietowanej informacji wraz ze sprawdzeniem momentu startu każdej jednostki transmisji. W tym przypadku nie ma potrzeby wstawiania jednostek zastępczych.

3. Jeżeli ważne są dane synchronizacyjne tylko konkretnych danych

Jeżeli nie ma potrzeby utrzymywania spójności wewnętrznej całego strumienia transmisji, to znaczy zachodzi tylko potrzeba utrzymywania synchronizmu konkretnych danych, to nie ma potrzeby odtwarzania prędkości transmisji z informacji etykietowanej, zakładając, że prędkość transmisji generowana w odbiorniku jest dostatecznie duża do tego, aby nie następowało zachodzenie na siebie jednostek transmisji. Strona nadawcza kanału opatruje każdą jednostkę transmisji lokacją krytycznej danej odniesienia, i jej oczekiwanym czasem nadejścia. Jeżeli lokacja jest znana i stała, to informację lokacyjną można pominąć. Jeżeli w każdej jednostce nie występuje więcej niż jedna dana synchronizacyjna, to można odpowiednio dobrać pewną liczbę dodatkowych par informacyjnych. Strona odbiorcza kanału określa moment startu każdej jednostki transmisji na podstawie wyjściowej prędkości transmisji, lokacji i spodziewanego nadejścia krytycznej synchronizacyjnej danej odniesienia. W tym przypadku nie ma potrzeby wstawiania jednostek zastępczych.

Na figurze 18 przedstawiono schemat blokowy innego ukształtowania systemu bazowego, wykorzystywanego również w zastosowaniu do MPEG, przy czym R reprezentuje prędkość transmisji strumienia danych MPEG dzielonego na jednostki transmisyjne w postaci kolejnych pakietów transmisyjnych z interfejsu cyfowego (D-I/F).

Jednostka selekcyjna 130 odpowiada selektorowi 76 z fig. 9. Ta odmiana wykonania odpowiada sytuacji 2., a zatem zawiera zegar odniesienia 132 i licznik 133, do określenia informacji synchronizacyjnej o strumieniu danych wejściowych i oznacza każdy pakiet transmisyjny przechodzącym przez jednostkę 135 stemplem „czas nadejścia” (time of arrival” -TOA) oraz stempel „wejściowy czas trwania” (duration of arrival - DOA), obydwa w odniesieniu do licznika lokalnego. Te bity etykietujące zapisywane są za pośrednictwem bufora 137 na taśmie wraz z odpowiednimi pakietami transmisyjnymi (TP), z użyciem dodatkowych bitów, dostępnych w blokach synchronizacyjnych 2 do 5, mapowanych w sposób opisany uprzednio.

Przy odtwarzaniu, każdy zapisany pakiet zostaje odtworzony w poprawnym czasie i z poprawną prędk<^o^(^iią odpowiednio do informacji stempli „czas nadejścia” i „wejściowego czasu trwania”, pod kontroląjednostki 138 sterowania odtwarzaniem. Stempel TOA wskazuje czas, w którym VCR powinien rozpocząć odczyt tego konkretnego TP z bufora 131 i wyprowadzanie go na D-I/F. Stempel dOa wskazuje prędkość, z którą ten TP powinien być odczytywany, to znaczy, 188 bajtów tego TP musi być odczytane podczas DOA tego pakietu. Zatem prędkość jest łatwa do obliczenia. Jednostka MUX 139 wykorzystywana jest w normalny sposób, do przeplatania pakietów etykietowanych z pakietami trybu specjalnego i pakietami zerowymi, a blok DEMUX 130 powoduje usunięcie przy odtwarzaniu pakietów dodanych. W tym sposobie postępowania zostają odtworzone wszystkie potrzebne pakiety, w dokładnym i prawidłowym czasie, i z poprawna prędkością. Jednakowoż, strumień wyjściowy nie wypełnia miejsca po brakujących pakietach, zatem zawiera przerwy. Głównym tego powodem jest to, że strumień wejściowy może zawierać przerwy, które nie są całkowitymi krotnościami długości pakietu transmisyjnego. Na przykład, oczekuje się, że strumień Grand Alliance zawiera przerwy mające zaledwie 20 bajtów długości. Te oczywiście nie mogą zostać wypełnione przez VCR. Ponadto, w tym schemacie postępowania, nie zapisane pakiety PID również występują w postaci przerw w wyjściowym strumieniu transmisyjnym.

Figura 19 przedstawia przykład wynikowego strumienia transmisyjnego. Na górnym wykresie, w charakterze przykładu, przedstawiono wejściowy strumień transmisyjny jako strumień dwuprogramowy, programu A i programu B. Zapisujemy tylko program A. Przy odtwarzaniu, wszystkie pakiety należące do programu A odtwarzane są dokładnie zgodnie z ich pierwotnymi momentami czasowymi i prędkościami, natomiast nie jest to realizowane dla nie zapisanego programu B. Zatem strumień wyjściowy, przedstawiony na wykresie dolnym, jest bardziej przerywany, niż strumień wejściowy. W strumieniu wejściowym występował ważny sygnał MPEG, zatem strumień wyjściowy również będzie ważny.

181 021

Informacja synchronizacyjna w wejściowym strumieniu R danych może być określona kilkoma różnymi sposobami, dla wynalazku nie istotnymi. W najprostszym przypadku na przykład, można dołączyć strumień wejściowy danych do znanego układu 134 detektora pakietów, który może wykrywać momenty początku i końca każdego wchodzącego TP. Sygnały wyjściowe układu detektora pakietów mogą przy tym być wykorzystywane do wykrywania wartości zliczanych licznikiem 133, które reprezentują oczekiwaną informację synchronizacyjną. Zegar 132 odniesienia musi mieć tę samą częstotliwość w procesie zapisu i odczytu, dla spójnej interpretacji informacji etykietowanej, i zapewniać realizację odpowiednich kroków przy inicjalizacji licznika 133 w określony sposób, tak aby był zgodny podczas zapisu i odczytu. Zapisana informacja bloku czasowego jest odłączana od strumienia transmisyjnego w jednostce 138 sterowania odczytem, i wykorzystywana jest do określenia, czy zapisane TP mogą stanowić przebieg wyjściowy.

W sytuacji 1., w której prędkość transmisji w wejściowym strumieniu transmisyjnym jest stała i znana, do rekonstrukcji tego strumienia podczas odczytu można stosować odmianę poprzedniej metody. Główną zaletą tej odmiany wykonania jest to, że wymaga ona tylko lokalnego licznika (zamiast zegara odniesienia i licznika z fig. 18), którego stan zwiększa się po nadejściu każdego pakietu transmisyjnego, oraz opatrywanie każdego pakietu transmisyjnego stemplem „sekwencja nadejścia” (sequence of arrival - SOA), z wykorzystaniem dodatkowych wolnych bitów pozostałych z przemapowania 2 do 5. Podczas odczytu, przy każdym wykryciu etykiety „nieciągłości” w SOA, przyjmuje się, że spowodowana jest ona przez nie nagrany TP. Pakiety „brakujące” zastępowane są pakietami zerowymi. Wszystkie TP są wyprowadzane ze znaną i stałą prędkością transmisji. Wykresy czasowe na fig. 20 przedstawiają strumienie, wejściowy i wyjściowy, z ukazaniem kontroli informacji o krytycznych parametrach synchronizacyjnych.

Na schemacie blokowym z figury 18 przedstawiono za pomocą strzałek tylko strumień danych. Dla specjalisty jest oczywiste, że możliwe jest połączenie kilku -takich bloków, dla sygnałów rozkazowych i sterujących, nie pokazanych na rysunku.

Jak wspomniano uprzednio, wynalazek może mieć zastosowanie również do innych formatów danych i innych sposobów zapewniania krytycznych danych synchronizacyjnych. Na figurze 21 przedstawiono jednostkę transmisyyną danych blokowych pewnego kanału, w którym każdy z bloków 150 danych zawiera preambułę 151 w postaci nagłówka bloku, część główną 152 bloku do przenoszenia strumienia danych, i postambułę 153, w postaci bloku CRC. Figura 22 przedstawia jeden z przykładów formatowania części głównej 152 bloku w aplikacji MPEG. W tym przykładzie część główna 152 bloku przenosi 5188 bajtów pakietów transmisyjnych 160 - 164 MPEG. Występuje sześć wskaźników 166 .... 171, wskazujących na pozycje bajtowe pakietów transmisyjnych. Dane 173 .. 178, przyporządkowane każdemu wskaźnikowi bajtowemu 166 .. 171 stanowią informację synchronizacyjną. Wszystkie wskaźniki i przyporządkowane dane reprezentujące informację synchronizacyyną wymagają dodatkowych na przykład 24 bajtów, przechowywanych dodatkowo, poza pięcioma pakietami transmisyjnymi. Przechowywane one są w części głównej, etykiecie lub nagłówku 180. Zakładając na przykład 10 bitów dla każdego wskaźnika lokacji bajtu x 6 wskaźników (166 .. 171) = 60 bitów, po 21 bitów dla każdego wskaźnika danych synchronizacyjnych x 6 wskaźników (173 .. 178) = 126 bitów, łącznie 186 bitów, czyli w przybliżeniu 24 bajty.

Należy zaznaczyć, że wskaźniki pozycji bajtowej nie muszą wszystkie wskazywać na początek i koniec konkretnego pakietu. W tym korzystnym przykładzie, tylko wskaźniki pozycji bajtowych 167 i 168 wskazują na położenie początku i końca drugiego pakietu transmisyjnego. Pozostałe wskaźniki lokacji bajtowych wskazują na przesunięcie względem początku. Korzystne jest, jeżeli taką lokacją przesunięcia jest lokacja PCR, zwykle mieszcząca się na 12. bajcie od początku pakietu transmisyjnego, który zwykle jest wykorzystywany w charakterze impulsu synchronizującego do uruchamiania bloku czasowego w celu zsynchronizowania urządzenia z zegarem źródła kodującego strumień danych. Przy takim doborze wskaźników lokacji bajtowych, tylko 6 wskaźników 166 .. 171 jest potrzebnych do jednoznacznego identyfikowania informacji synchronizacyjnej sekwencji złożonej z pięciu pakietów 160 .. 164, przy czym pakiet ma dwa wskaźniki, a pozostałe cztery pakiety mają tylko po jed181 021 nym wskaźniku. Przyporządkowane dane 173 .. 178 w tym przypadku stanowią dane o chwilach czasowych, wskazywane przez tych 6 wskaźników. Przyporządkowane dane mogą zawierać również numer pakietu. Kiedy prędkość bitowa jest znana i stała, to danymi mogłyby być same numery pakietów. Wynikowa część robocza liczy pięć pakietów 160 .. 164 + część robocza nagłówka czyli etykiety 180, która zawiera informację synchronizacyjną dla następnych pięciu TP.

Jest oczywiste, że w nagłówku 180 zawarte są dwa pola przyporządkowane jednostce informacyjnej. Mogą one na przykład zawierać lokację bajtową wskazywaną przez wskaźnik 166, a drugie pole może zawierać na przykład informację synchronizacyjną dla tej lokacji bajtowej.

Do implementacji schematu przedstawionego na fig. 21 i 22 można wykorzystywać to samo urządzenie, przedstawione na fig. 18, ze stopniem formatera blokowego, umieszczonym przed stopniem buforowym 137 w celu zapewnienia formatowania blokowego obejmującego wprowadzenie nagłówka bloku, obliczenia i wprowadzenia etykiety części roboczej, oraz wprowadzenia pakietów transmisyjnych i bloku CRC przed zapisem.

Na figurze 23 zestawiono różne opcje etykietowania, użyteczne w przypadku stosowania wynalazku. Opcja 1 etykietowania zawiera czasy rozpoczęcia i zakończenia pakietu, opcja 2 zawiera czas rozpoczęcia i czas trwania pakietu, opcja 3 etykietowania zawiera krytyczną daną odniesienia, na przykład PCR, której lokacja jest znana, a zatem tylko pojedynczy wskaźnik czy pozycję, w porównaniu z pozostałymi opcjami wymagającymi przynajmniej dwóch danych informacyjnych.

Jest zrozumiałe, że wyrażenie „informacja synchronizacyjna” użyte tu w szerokim znaczeniu, obejmuje nie tylko informację przedstawioną na fig. 23, lecz również numery sekwencyjne pakietów oraz ogólnie biorąc wszelką informację niezbędną do wyraźnego odmierzania czasu, mającą znaczenie dla obserwatora zewnętrznego, przy czym kanał ani nie oddziałuje, ani nie zmienia przebiegu taktowania.

Wynalazek opisano w sytuacji, w której dane czasu rzeczywistego (rozsyłany lub rozprowadzany kablem sygnał informacji MPEG) zapisany jest na czynniku czasu nierzeczywistego (DVC). Innym istotnym przykładem jest przykład znany jako P1394 D-I/F, w którym zachodzi transmisja asynchroniczna, przy której ważne jest odtwarzanie taktowania pierwotnego strumienia danych.

W protokóle interfejsu P1394, bloki danych podobne do przedstawionych na fig. 21 wykorzystuje się do transmisji danych, na przykład między komputerami lub urządzeniami elektroniki użytkowej. Gdyby dane były pakietami transmisyjnymi MPEG, to można by użyć opisu przedstawionego powyżej w odniesieniu do fig. 21 i 22. W tym przypadku kanał nie tylko przechowuje strumień danych MPEG, lecz również, w wyniku asynchronicznej natury interfejsu P1394, bez zastosowania wynalazku niniejszym opisywanego, nastąpiłaby utrata poprawności taktowania pakietów MPEG.

Odniesienia (1) Europejskie zgłoszenie patentowe nr 492 704 (PHN 13.546) (2) Europejskie zgłoszenie patentowe nr 93.202.950 (PHN 14.241) (3) Europejskie zgłoszenie patentowe nr 93.201.263 (PHN 14.449) (4) Opis systemu HDTV Grand Alliance, dokument wstępny, 22 lutego 1994 (5) Opis patentowy USA nr 5 142 421 (PHN 13.537).

181 021

FIG. 21

ΡΑΝΕ ΟΡΡΟ WI APAjĄCE LOKACJOM BAJTOWYM

180 i	U3 J	-174 175—|176	|-177	^——178
	16Q	161	16Z	152	164
I ΡΑΝΕ PRZYPO*	f-166 ‘	-167 i 68-^ j—169	|^170	jl—171

^Κα'ζΝΙΚΟΜ SĄŻNIU LOKALIZACJI BAJTOWYCH W PAKIETACH TRANSMISYJNYCH

FIG. 22

PLA

PAKIETU

KPEfr

OPCJA 1 OPCJA Ί OPCJA 4

ETYKIETOWANIA ETYKIETOWANIA ETYKIETOWANIA

JEDNOSTKA TRANSMISJI (np.PAKIETY MPEfr)

-4-►·

CZAS CZAS .

ROZPOCZE- ZAKOŃCZĘ* CIA NIA

III t

ODNIESIENIE PANE1KRYT/CZNEJ (npPCR) CZAS I (LOKALIZACJA BAJTOWA)

CZA5 _A TRWANIA

POTRZEBNA,

LICZBA enoW (PRZyKfcĄO) • odniesienie czą 21ΒΓΓ , 5>we ΡΟίΖ./ζΑΚοΛ,εηπ· • CZAS TRWANIA ^15BI1 • LOKACJA 9 BIT

FIG. 23

181 021

FIG. 18

WEJŚCIOWY f.PO VCR) STRUMIEŃ TRAHSMIóyjNY m m ΓαΊ ΓαΊ ΓβΊ ΓαΊ 1 b I Α I_r'

WYJŚCIOWY (ZVCFO STRUMIEŃ TKAM5MI5YJNY Γ

ΓαΊ_ΓαΊ ΓαΊ_ΓαΊ ΓαΊ,

J ,

FIG. 19

WEJŚCIOWY (j>0 YCP.J 5TWM.TRANSMlS.p«g 45 Mb/S |A|B|A|A|B|A|B|A|B|BtAl_r

WEJŚCIOWY (DO W) 5TP.VKTRAN5MIS.pej 45 Mb/S [

A |ZEAO| A | A |ZEM| A iNULLl A [ZERO|zfąO|~Ą~| _r

FIG. 20

181 021

FIG. 16 aera 122 , SB;_2

MSB;1

->T*SB;

II i SBj_-j i

M-1——

SBj ; SB z

TO

Z

TO

ΊΓ

JiTO

TO //

TO

Z

TO

Z

TO

Z

TO

FIG. 17

181 021 ^pk-4 ^pk-3 ^pk-2 ^pk-1 ^pk ^pk+1 ^pk+2 ^pk+3 ^pk+4 *k-4 ! ! ! Ά ! ! i FIG. 13α tk-3 ^lk-2 ^tk-1 ^fk ^lk+1 ^lk+2 ^lk+3 ^lk+4 ^pk-4 ^pk-1 ^pk ^pk+2 ^pk+4 ^pk+8

FIG. 13b ą-ł

INF. ZASTĘPCZA

Pk-1 P^ 7ASTVPCZ/ Pk+2 P_k+4

FIG. 13c

181 021

181 021

FIG. 11

FIG. 10

181 021

Pk-4	pk-3	pk-2	Pk-i	Pk	pk+1	pk+2	pk+3	pk+4 |
								FIG. 8α
		pk-4	pk-1	Pk	pk+2	pk+4	pk+8 |
								FIG. 8b
Pk-4	ZASTĘPCZY		Pk-1	Pk	ZAs-rgrczy	pk+2	ztóTępczy	pk+4

FIG. 8c

181 021

12	14 1
		PRZETWARZANI^ PRZy NORM AL-
V		NYM ODTWARZANIU	\ 19 “1
11	r
	1 4^	przetwarzanie PRZY ODTWARZANIU SPECJALNYM	1
	J17 l 16	20 1

FIG.6

L_______J

FIG. 7

181 021

FIG. 5

ÓY6(7At

FIG. 9

181 021

ζ \ ί

5yNCHR

_)

6AJTY ΙΡ FIG. 3

SB1

ΤΒ3.1 1Η1 /

SB2

ΤΒ3.2 ί

ΤΒ3.3

FB ΤΗ2

SB3

τ

τ

SB4

ΙΒ3.4 t

SB5

ΤΒ3.5 ί

BAJTÓW

BAJTÓW

FIG. 4

181 021

G1

TP1

ΙΤΙ

G2

7P2

FONIA

G3

TP3

TP4

WIZJA

G4

INDE

G5

FIG. 1 i=1 i=90 j=1

136

137

138

139

148 j=149

		DANE POMOCNICZE
n
<C N 2 O <X ZE	>~ P <r	lane wizyjhe	Ul Σ o N O O-
O	u.
2:	>. ->		o
sD
&	UJ		Ό > N
<C N d)	DANE POMOCNICZE
dł	O
O	2	PARZYSTOŚCI TiONOWE	¢+
2	3	i 77 r	8
		90 BAJTÓW

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób odbioru dokładnie synchronizowanych danych za pośrednictwem kanału asynchronicznego, znamienny tym, że w kolejnych etapach odbiera się, z kanału, jednostki transmisyjne, zaetykietowane pozycją informacji synchronizacyjnej, odzyskuje się, z jednostek transmisyjnych, etykietujące pozycje informacji synchronizacyjnej i odtwarza się dokładnie synchronizowane dane na podstawie etykietujących pozycji informacji synchronizacyjnej.
2. 2. Urządzenie do odbioru dokładnie synchronizowanych danych za pośrednictwem kanału asynchronicznego, znamienne tym, że jest zaopatrzone w głowicę odtwarzającą (52), z kanału (40), jednostki transmisyjne, zaetykietowane pozycją informacji synchronizacyjnej, blok odzyskiwania (140) etykietujących pozycji informacji synchronizacyjnej, odebranych przez głowicę odtwarzającą, z jednostek transmisyjnych i układy odtwarzania (131, 138) dokładnie synchronizowanych danych, na podstawie etykietujących pozycji informacji synchronizacyjnej odzyskanych w bloku odzyskiwania.