DE60212379T2 - Verfahren und vorrichtung zum datenaufzeichnen - Google Patents

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Patrick Declan KELLY
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c/o SONY CORPORATION Masanobu NAKAMURA
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Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein lesbares, aufzeichnungsfähiges Datenaufzeichnungsmedium (einen Datenträger) zum Aufzeichnen von Multimediadaten, umfassend Bewegtbilddaten (Videodaten), Standbilddaten, Audiodaten und Formatierungsdaten für den Datenrundfunk. Die Erfindung betrifft ferner ein System und ein Verfahren zum Aufzeichnen von Daten auf diesem Datenaufzeichnungsmedium.
  • Stand der Technik
  • Während bis vor kurzem die maximale Speicherkapazität von wiederbeschreibbaren optischen Disks 4,7 GB betrug, gibt es jetzt Phasenwechsel-DVD-RAM-Datenträger mit einer Speicherkapazität von mehreren Zehner Gigabytes. DVD-RAM-Datenträger werden in der Computerindustrie bereits als Speichermedien verwendet, und es ist zu erwarten, dass sie infolge der Entwicklung von wirtschaftlichen Kodierern und Dekodierern, welche nach den Kodiernormen MPEG-1 und MPEG-2 für digitale AV-Daten arbeiten, bald als Aufzeichnungs- und Wiedergabemedium im Audio- und Videobereich (AV) verwendet werden.
  • Der Digitalrundfunk ist in Japan bereits aufgenommen worden und ermöglicht das Multiplexieren von Videodaten, Audiodaten und Daten für mehrere Programme in einem MPEG-Übertragungsstrom (im folgenden MPEG-TS). Digitalrundfunkrekorder mit Festplattenlaufwerk oder DVD-Laufwerk sind ebenfalls erhältlich.
  • Diese Digitalrundfunkrekorder der nächsten Generation zeichnen den Sendeinhalt oft unverändert auf, ohne den MPEG-TS zu konvertieren. Diese Rekorder müssen daher nicht sowohl den MPEG-TS als auch den MPEG-Programmstrom (im folgenden MPEG-PS) intern verarbeiten können, und es wird erwartet, dass sie sogar externe, über Leitungen eingespeiste analoge AV-Inhalte (d.h. Nutzerinhalte) in den MPEG-TS kodieren, um sie aufzuzeichnen.
  • Die aktuellen theoretischen DVD-Normen (Aufzeichnungsnormen für DVD-Video, DVD-Audio, DVD-Videoaufzeichnung und DVD-Strom) verwenden den MPEG-PS zur AV-Strom-Aufzeichnung. Das bedeutet beispielsweise, dass zur Konvertierung des unter Verwendung des MPEG-TS beispielsweise in einem Digitalrundfunkrekorder aufgezeichneten Inhalts in das DVD-Video-Format der MPEG-TS in einen MPEG-PS konvertiert werden muss.
  • Zur Konvertierung eines MPEG-TS mit Multiplexinhalt in einen MPEG-PS sind jedoch komplizierte Berechnungen für die Verwaltung des Dekoderpuffers erforderlich. Deshalb dauert der Konvertierungsvorgang länger, macht eine Neukodierung des elementaren Stroms erforderlich, kann die Bild- und die Tonqualität verschlechtern und ist somit im allgemeinen schwer auszuführen.
  • Das US-Patent 6,236,663 offenbart eine Datenwiedergabevorrichtung und ein zugehöriges Datenwiedergabeverfahren zur Ausführung spezieller Wiedergabevorgänge einschließlich des schnellen Vorlaufs und des schnellen Rücklaufs von Audio- und Video-Material. Daten, die mehrere Clips enthalten, können gelesen und wiedergegeben werden.
  • Die US-Schrift 2001/009548 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Konvertieren eines Datenstroms im Format MPEG-2-Transportstrom (TS-Format) in einen Ausgabedatenstrom im Format MPEG-2-Programmstrom (PS-Format).
  • Das EP 0 899 964 A2 offenbart eine Datenübertragungsvorrichtung, eine Datenempfangsvorrichtung und eine Datenaufzeichnungsvorrichtung. Die Datenübertragungsvorrichtung ist an ein bestimmtes Netz angeschlossen. Es wird insbesondere ein PS/TS-Konverter offenbart, für den keine Neukodierung erforderlich ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist daher zur Lösung der genannten Aufgaben bestimmt, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung und ein Ver fahren zum Aufzeichnen von Daten in einem MPEG-Transportstrom zur Verfügung zu stellen, wobei ein im MPEG-TS-Format aufgezeichneter Inhalt schnell und einfach in ein MPEG-PS-Format konvertiert werden kann.
  • Eine erfindungsgemäße Aufzeichnungsvorrichtung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, ist zum Multiplexen von Video- und Audiodaten vorgesehen, um die Daten in einem ersten Strom in einem komprimierten Format auf einem Datenträger aufzuzeichnen, das die Konvertierung des ersten Stroms in einen zweiten Stroms ermöglicht, wobei der erste Strom so strukturiert ist, dass die Daten segmentiert in ersten Blöcken gespeichert werden, und der zweite Strom so strukturiert ist, dass die Daten segmentiert in zweiten Blöcken gespeichert werden, wobei die maximale Datenmenge der ersten und der zweiten Blöcke unterschiedlich ist.
  • In der Aufzeichnungsvorrichtung können die Übertragungsgeschwindigkeitsbedingungen für Audiodaten und für Videodaten im ersten Strom und im zweiten Strom unterschiedlich sein. Das Steuerteil kann das Kodierteil so steuern, dass der erste Strom den Übertragungsgeschwindigkeitsbedingungen sowohl beim kodierten ersten Strom als auch beim antizipierten zweiten Strom genügt.
  • Entsprechend den Übertragungsgeschwindigkeitsbedingungen kann die für einen ersten Block mit Videodaten im ersten Strom maximal zulässige Übertragungsgeschwindigkeit größer als oder gleich groß wie die für einen ersten Block mit Audiodaten maximal zulässige Übertragungsgeschwindigkeit sein. Die für einen zweiten Block mit Videodaten im zweiten Strom maximal zulässige Übertragungsgeschwindigkeit kann gleich groß sein wie die für einen zweiten Block mit Audiodaten maximal zulässige Übertragungsgeschwindigkeit.
  • Es wird ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsverfahren, wie in Anspruch 4 definiert, zur Verfügung gestellt, und zwar zum Multiplexen von Videodaten und Audiodaten zur Datenaufzeichnung auf einem Aufzeichnungsträger in einem ersten Strom in einem komprimierten Format, welches die Konvertierung aus dem ersten Strom in einen zweiten Strom ermöglicht, wobei der erste Strom so strukturiert ist, dass die Daten segmentiert in ersten Blöcken gespeichert werden, und der zweite Strom so strukturiert ist, dass die Daten segmentiert in zweiten Blö cken gespeichert werden, wobei der maximale Datenumfang bei den ersten und den zweiten Blöcken unterschiedlich ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Programm, wie es in Anspruch 5 definiert ist, ermöglicht es einem Computer, das erfindungsgemäße Aufzeichnungsverfahren auszuführen.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Datenaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung kodiert und dekodiert extern eingegebene AV-Daten effizient, wobei die Dekoderkompatibilität erhalten bleibt, wenn die AV-Daten selbst in einen MPEG-Übertragungsstrom kodiert werden. Der auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnete MPEG-TS wird in Einheitsblöcke von maximal 2 kB multiplexiert, um die Kompatibilität mit einem MPEG-PS und die Konvertierbarkeit in einen MPEG-PS zu verbessern. Weil der MPEG-TS multiplexiert wird, um eine einfach Konvertierung in einen MPEG-PS zu ermöglichen, kann der MPEG-TS bei sequentieller Verarbeitung der Übertragungsstrompakete ganz leicht in einen MPEG-PS konvertiert werden, ohne dass auf eine Pufferverwaltung Rücksicht genommen werden müsste. Durch Festlegung der Beziehung zwischen den TS-Paket-Übertragungszeitpunktdaten (ATS) und den PS-Paket-Übertragungszeitpunktdaten (SCR) und die Korrelation mit dem Anfangsblock kann außerdem der MPEG-TS entsprechend einem vorgegebenen Dekoder-Referenzmodell zuverlässig in einen MPEG-PS konvertiert werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels für eine Schnittstelle zwischen einer DVD-Aufzeichnungsvorrichtung und anderen in Verbindung mit ihr verwendeten Komponenten;
  • 2 ist ein Blockschaltbild des Laufwerks eines DVD-Rekorders;
  • 3A ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Datenackumulation in einem Spurpuffer, und
  • 3B ist ein angrenzender Bereich auf einer Disk;
  • 4 ist ein Blockschaltbild eines DVD-Rekorders mit einer Halbleiter-Speicherkarte und einem Festplattenlaufwerk;
  • 5A zeigt den physischen Aufbau einer typischen Disk, und
  • 5B zeigt das Format einer typischen Disk;
  • 6A und 6B zeigen logische Datenräume der Disk;
  • 7A zeigt das Inhaltsverzeichnis der Disk, und
  • 7B zeigt die Dateistruktur;
  • 8 zeigt die Struktur eines Videoobjekts;
  • 9 zeigt den Strom nach MPEG-System;
  • 10A bis 10C zeigen den MPEG-Übertragungsstrom (MPEG-TS);
  • 11A bis 11C zeigen den MPEG-Programmstrom (MPEG-PS);
  • 12A bis 12D zeigen ein TS-Paket;
  • 13A, 13B, 13C1 und 13C2 zeigen Beispiele für eine PAT-Tabelle und eine PMAP-Tabelle;
  • 14A bis 14C zeigen die Anordnung von Videoobjekten auf einer Disk;
  • 15A und 15B zeigen die Datenstruktur von Videoverwaltungsdaten;
  • 16A und 16B zeigen die Datenstruktur von Videoverwaltungsdaten;
  • 17 zeigt die Beziehung zwischen einem Objekt, Objektdaten und PGC-Daten in den Video-Verwaltungsdaten;
  • 18 ist ein Blockschaltbild der Funktionselemente einer Abspielvorrichtung (Wiedergabevorrichtung);
  • 19 ist ein Blockschaltbild der Funktionselemente einer Aufzeichnungsvorrichtung;
  • 20 beschreibt die Beziehung zwischen einem MPEG-TS, der so kodiert ist, dass er leicht in einen MPEG-PS konvertiert werden kann, sowie den MPEG-PS nach Konvertierung;
  • 21 ist ein Blockschaltbild des Kodierers einer erfindungsgemäßen Datenaufzeichnungsvorrichtung;
  • 22 zeigt durch Unterschiede in der Systemkodierung bedingte Unterschiede bei den Vorgängen zur Konvertierung aus einem selbstkodierten MPEG-TS in DVD-Formate;
  • 23 zeigt die Datenstruktur eines Spitzenpakets;
  • 24 zeigt die Datenstruktur der Data_ID;
  • 25 zeigt die Datenstruktur der display_and_copy_info;
  • 26 zeigt die Datenstruktur der enkode_info;
  • 27 zeigt die Datenstruktur der PES_info;
  • 28 zeigt die Datenstruktur der MakersPrivateData;
  • 29A beschreibt die PID des Spitzenpakets, und
  • 29B beschreibt den stream-type des Spitzenpakets;
  • 30 zeigt die Feldwerte des PES-Paketkopfs in einem komprimierten SESF-Strom;
  • 31 zeigt PES_extension_flag und PES_header_data_length in einem komprimierten SESF-Strom;
  • 32 zeigt ein Beispiel für einen derart selbstkodierten MPEG-TS, dass er nicht dem T_STD-Modell entspricht;
  • 33A und 33B zeigen ein Beispiel für einen MPEG_PS, der so aus einem MPEG-TS konvertiert wurde, dass er dem P_STD-Modell nicht entspricht;
  • 34 zeigt die SCR-Berechnung;
  • 35 zeigt die Attribute des Elementarstroms eines komprimierten SESF bei enkode_condition = "11b";
  • 36 zeigt die Attribute des Elementarstroms eines komprimierten SESF bei enkode_condition = „01b";
  • 37 zeigt die Standardstromstruktur bei DVD-Video;
  • 38 zeigt einen Teil der Datenstruktur des Paketgruppen- bzw. Bündelkopfes einer Paketgruppe im MPEG-2-Programmstrom;
  • 39 zeigt einen Teil der Datenstruktur des Paketkopfs in einem MPEG-2-Programmstrom;
  • 40A und 40B zeigen die Konvertierung aus einem komprimierten SESF in einen MPEG_PS für ein Videobündel;
  • 41A und 41B zeigen die Konvertierung aus einem komprimierten SESF in einen MPEG_PS für ein Audiobündel;
  • 42 ist eine Tabelle von Audiobitraten, die im komprimierten SESF möglich sind, sowie der maximalen Nutzdatenlänge, die in einem Audio-PES-Paket für AC-3 und MPEG-1 Audio bei den entsprechenden Bitraten gespeichert ist;
  • 43 ist ein Flussdiagramm des gesamten Ablaufs der Konvertierung von TS nach PS;
  • 44 ist ein Flussdiagramm der Initialisierung bei der Konvertierung von TS nach PS;
  • 45 ist ein Flussdiagramm des Kapseleinheitsvorgangs bei der Konvertierung von TS nach PS;
  • 46 ist ein Flussdiagramm des Bündeleinheitsvorgangs;
  • 47 ist ein Flussdiagramm der SCR-Berechnung;
  • 48 ist ein Flussdiagramm des Paketbündelkopf-Vorgangs;
  • 49 ist ein Flussdiagramm des Paketkopf-Vorgangs;
  • 50 ist ein Flussdiagramm des Stream-ID-Prozesses;
  • 51 ist ein Flussdiagramm des start-of-PES-packet-Prozesses;
  • 52 ist ein Flussdiagramm des non-start-of-PES-packet-Prozesses;
  • 53 ist ein Flussdiagramm des Nutzdaten-Prozesses;
  • 54 ist ein Flussdiagramm des Füllpaket-Prozesses;
  • 55 zeigt das komprimierte Format des SESF-Stroms;
  • 56 zeigt die Datenstruktur des PES-Pakets nach MPEG-Norm;
  • 57A beschreibt die Konvertierung aus einem nicht komprimierten MPEG-TS in einen MPEG-PS, und
  • 57B beschreibt die Konvertierung aus einem komprimierten MPEG-TS in einen MPEG-PS;
  • 58A beschreibt die Pufferverwaltung des MPEG-TS und des vorweggenommenen MPEG-PS, wenn die Bitrate beim gerade konvertierten MPEG-TS und dem sich ergebenden MPEG-PS gleich ist (bei Pufferleerlauf);
  • 58B beschreibt die Pufferverwaltung des MPEG-TS und des vorweggenommenen MPEG-PS, wenn die Bitrate beim gerade konvertierten MPEG-TS und dem sich ergebenden MPEG-PS gleich ist (ohne Pufferleerlauf);
  • 59A beschreibt die Pufferverwaltung des MPEG-TS und des vorweggenommenen MPEG-PS, wenn die Bitrate beim gerade konvertierten MPEG-TS höher ist als die Bitrate des sich ergebenden MPEG-PS (wenn sich nur beim MPEG-PS ein Pufferleerlauf ergibt);
  • 59B beschreibt die Pufferverwaltung des MPEG-TS und des vorweggenommenen MPEG-PS, wenn die Bitrate beim gerade konvertierten MPEG-TS höher ist als die Bitrate des sich ergebenden MPEG-PS (wenn kein Pufferleerlauf gegeben ist);
  • 60A beschreibt die Bestimmung der Zeitstempeldaten (SCR) in den Paketgruppen des konvertierten MPEG-PS (wenn der MPEG-TS und der MPEG-PS dieselbe Bitrate haben);
  • 60B beschreibt die Bestimmung der Zeitstempeldaten (SCR) in den Paketbündelgruppen des konvertierten MPEG-PS (wenn die MPEG-TS-Übertragungsrate höher ist als die MPEG-PS-Übertragungsrate); und
  • 61 zeigt die Beziehung zwischen der jedem TS-Paket angefügten relativen Übertragungsdauer ATS und der berechneten Übertragungsdauer calculated_PCR[n] des ersten TS-Pakets in der Multiplexeinheit.
  • Beste Art der Ausführung der Erfindung
  • Im folgenden werden nacheinander eine DVD-Disk, ein DVD-Rekorder und ein DVD-Abspielgerät unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen als erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele für einen Datenträger, ein Aufzeichnungssystem und ein Abspielsystem beschrieben.
  • Die wesentlichen Punkte der Erfindung werden unter Ziffer 8, Zusammenfassung der Erfindung, und Ziffer 9, Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele, beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass alle Ausführungsbeispiele der Erfindung entsprechen, wenn auch in unterschiedlicher Weise.
    • 1. Zusammenfassende Darstellung eines DVD-Aufzeichnungssystems
    • 2. Zusammenfassende Darstellung der Funktionen eines DVD-Rekorders
    • 3. Zusammenfassende Darstellung einer DVD-Disk
    • 4. Zusammenfassende Darstellung wiedergegebener AV-Daten
    • 5. Zusammenfassende Darstellung von AV-Daten-Verwaltung und Wiedergabesteuerung
    • 6. Grundsätzliches zur Wiedergabefunktion
    • 7. Grundsätzliches zur Aufzeichnungsfunktion
    • 8. Zusammenfassung der Erfindung
    • 9. Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die im folgenden der Einfachheit halber verwendeten Begriffe „Konvertierung von TS nach PS" („TS2PS conversion") für die Konvertierung des MPEG-Übertragungsstroms (MPEG-TS) in einen MPEG-Programmstrom (MPEG-PS) steht und „DVD-Format" sowohl das Format der DVD-Video-Norm als auch das Format der DVD-Video-Aufzeichnungsnorm bezeichnet, die beide MPEG-PS-Formate sind.
  • 1. Zusammenfassende Darstellung eines DVD-Aufzeichnungssystems
  • 1 ist eine schematische Darstellung zur Beschreibung eines DVD-Rekorders und der Schnittstelle zwischen einem DVD-Rekorder und sonstigen Geräten.
  • Wie in 1 gezeigt, wird eine optische DVD-Disk in den DVD-Rekorder eingelegt, um Videodaten aufzuzeichnen und wiederzugeben. Der DVD-Rekorder wird typischerweise per Fernsteuerung bedient.
  • Videodaten können in den DVD-Rekorder mittels analoger Signale, beispielsweise aus analogen Fernsehsendungen, oder mittels digitaler Signale, beispielsweise aus digitalen Fernsehsendungen, eingespeist werden. Analoge Fernsehsendungen werden im allgemeinen von einem beispielsweise in ein Fernsehgerät eingebauten Empfänger empfangen, demoduliert und als NTSC-Signal oder sonstiges analoges Videosignal in den DVD-Rekorder eingespeist. Digitale Fernsehsendungen werden gewöhnlich von einem Aufsatzempfänger („set-top box", STB) empfangen, zu einem digitalen Signal demoduliert und zum Aufzeichnen in den DVD-Rekorder eingespeist.
  • Auf einer DVD aufgezeichnete Videodaten werden in entsprechender Weise wiedergegeben und vom DVD-Rekorder ausgegeben. Wie bei der Eingabe kann das Video als analoges oder als digitales Signal ausgegeben werden. Analoge Signale können direkt an den Fernseher ausgegeben werden, während digitale Signale zur Konvertierung in analoge Signale durch die STB geschickt werden, bevor sie zur Betrachtung in den Fernseher eingespeist werden.
  • Außer DVD-Rekordern können auch DVD-Camcorder und PCs zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Videodaten auf DVD verwendet werden. Auch DVDs mit Videodaten, die mit einer anderen Vorrichtung als einem DVD-Rekorder aufgezeichnet wurden, können zum Abspielen in den DVD-Rekorder eingelegt werden.
  • Normalerweise sind sowohl bei analogen als auch bei digitalen Rundfunksendungen Audiodaten zusammen mit den Videodaten aufgezeichnet. Diese Audiodaten können ebenfalls vom DVD-Rekorder aufgezeichnet und abgespielt werden.
  • Außerdem sind die Videodaten im allgemeinen Bewegtbilddaten (beispielsweise ein Film), können jedoch auch Standbilder sein oder solche enthalten. Standbilder können mit der Standbildfunktion beispielsweise eines DVD-Camcorders aufgezeichnet werden.
  • Verschiedene digitale Schnittstellen, darunter IEEE 1394, ATAPI und SCSI, können zum Anschluss der STB an den DVD-Rekorder verwendet werden.
  • Es sei auch darauf hingewiesen, dass vorstehend zwar das zusammengesetzte NTSC-Videosignal als Signal zwischen DVD-Rekorder und Fernseher genannt ist, jedoch auch ein zusammengesetztes Signal verwendet werden könnte, bei dem das Luminanzsignal und das Farbdifferenzsignal getrennt gesendet werden.
  • Es werden auch digitale Schnittstellen wie die DVI entwickelt, um die für Videoübertragungen zwischen AV-Gerät und Fernseher verwendete analoge Schnittstelle zu ersetzen, und es ist zu erwarten, dass schon bald DVD-Rekorder und Fernseher über eine digitale Schnittstelle verbunden werden.
  • 2. Zusammenfassende Darstellung der Funktionen eines DVD-Rekorders
  • 2 ist ein Blockschaltbild, das die Funktionen eines DVD-Rekorders zeigt. Ein typisches DVD-Laufwerk hat einen optischen Lesekopf 101 zum Auslesen von Daten von einer DVD-RAM-Disk 100, einen ECC-Prozessor 102 (Fehlerkorrekturkode-Prozessor), einen Spurpuffer 103, einen Schalter 104 für den Wechsel zwischen Spurpuffereingang und -ausgang, einen Enkoder (Kodierer) 105 und einen Dekoder 106.
  • Wie in der Abbildung gezeigt, werden auf einer DVD-RAM-Disk 100 Daten in Sektoren als kleinster Aufzeichnungseinheit aufgezeichnet. Ein Sektor enthält 2 kB Daten. Die Sektoren sind in ECC-Blöcke mit 32 Sektoren/ECC-Block gruppiert. Der ECC-Prozessor 102 führt die Fehlerkorrektur an den ECC-Blöcken durch.
  • Der DVD-Rekorder kann zusätzlich zu DVD-Disks auch Halbleiter-Speicherkarten oder ein Festplattenlaufwerk als Datenspeichermedium nutzen. 4 ist ein Blockschaltbild eines DVD-Rekorders, der zusätzlich zum DVD-Disk-Laufwerk mit einer Halbleiter-Speicherkarte und einem Festplattenlaufwerk ausgestattet ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass ein Sektor 512 Bytes, 8 kB oder eine andere Einheit enthalten könnte. Jeder ECC-Block könnte nur 1 Sektor, 16 Sektoren, 64 Sektoren oder eine andere Anzahl von Sektoren enthalten. Mit zunehmender Datenmenge, die auf der Disk gespeichert werden kann, dürften auch Sektorgröße und Anzahl der Sektoren pro ECC-Block zunehmen.
  • Der Spurpuffer 103 zeichnet AV-Daten mit variabler Bitrate (VBR) auf, so dass AV-Daten effizienter auf der DVD-RAM-Disk 100 aufgezeichnet werden können. Die Lese/Schreib-Geschwindigkeit (Va) der DVD-RAM-Disk 100 ist vorgegeben, aber die Bitrate (Vb) der AV-Daten ändert sich mit der Komplexität des Inhalts (Bilder im Fall eines Videos). Der Spurpuffer 103 wird daher als Puffer verwendet, um die Differenz zwischen der Lese/Schreib-Geschwindigkeit (Va) und der AV-Daten-Bitrate (Vb) aufzufangen.
  • Durch noch effizientere Nutzung dieses Spurpuffers 103 können die AV-Daten nicht zusammenhängend auf der Disk 100 aufgezeichnet werden, wie unter Bezugnahme auf 3A und 3B noch beschrieben wird.
  • 3A zeigt den Adressraum einer optischen Disk. Wenn AV-Daten im angrenzenden Bereich [a1, a2] und im angrenzenden Bereich [a3, a4], der nicht an [a1, a2] angrenzt, wie in 3A gezeigt, aufgezeichnet werden, kann eine kontinuierliche Wiedergabe der AV-Daten während der Suche von a2 bis a3 erreicht werden, indem dem Dekoder 106 Daten aus dem Spurpuffer 103 zugeführt werden. Das ist in 3B gezeigt.
  • Die beginnend bei Adresse a1 ausgelesenen AV-Daten werden ab dem Zeitpunkt t1 in den Spurpuffer 103 eingegeben, während gleichzeitig die Datenausgabe des Spurpuffers 103 beginnt. Damit sammeln sich Daten im Spurpuffer 103. mit der Geschwindigkeit (Va-Vb), was dem Unterschied zwischen der Spurpuffer-Eingaberate Va und der Spurpuffer-Ausgaberate Vb entspricht. Das setzt sich bis zum Ende des angrenzenden Bereichs [a1, a2] am Ort a2, d.h. zum Zeitpunkt t2, fort. Wenn die im Spurpuffer 103 in dieser Zeit angesammelte Datenmenge B (t2) ist, können vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3, zu dem das Auslesen ab dem Ort a3 beginnt, Daten in den Dekoder 106 eingegeben werden, indem die im Spurpuffer 103 gespeicherten Daten B(t2) verbraucht werden.
  • Das bedeutet: Wenn vor dem Suchvorgang wenigstens eine bestimmte Mindestdatenmenge ([a1, a2]) gespeichert worden ist, können die AV-Daten im Fall einer Suche kontinuierlich dem Dekoder zugeführt werden.
  • Die Größe des angrenzenden Bereichs, die es ermöglicht, dass dem Dekoder AV-Daten kontinuierlich zugeführt werden können, wenn sie in die verschiedenen ECC-Blöcke N_ecc konvertiert werden, kann nach folgender Gleichung bestimmt werden: N_ecc = Vb × Tj/((N_sec × 8 × S_size)(1 – Vb/Va))wobei N_sec die Anzahl der Sektoren pro ECC-Block, S_size die Sektorgröße und Tj die Suchleistung (maximale Suchdauer) ist.
  • Im angrenzenden Bereich könnte auch ein fehlerhafter Sektor gegeben sein. Unter Berücksichtigung dieses Faktors kann die Größe des angrenzenden Bereichs nach folgender Gleichung bestimmt werden: N_ecc = dN_ecc + Vb × (Tj + Ts)/((N_sec × 8 × S_size)(1 – Vb/Va))wobei dN_ecc die Größe des tolerierten fehlerhaften Sektors und Ts die Zeit ist, die zum Überspringen des defekten Sektors im angrenzenden Bereich erforderlich ist. Die sich ergebende Größe wird auch durch die Anzahl von ECC-Blöcken ausgedrückt.
  • Vorstehend wurde als Beispiel das Lesen, d.h. Wiedergeben von Daten, von einer DVD-RAM-Disk gewählt, es versteht sich jedoch von selbst, dass das Gleiche für das Schreiben, d.h. das Aufzeichnen von Daten, auf einer DVD-RAM-Disk gilt.
  • Daraus folgt, dass nicht aneinander angrenzend aufgezeichnete AV-Daten kontinuierlich von einer DVD-RAM-Disk wiedergegeben bzw. auf ihr aufgezeichnet werden können, sofern eine bestimmte Mindestdatenmenge zusammenhängend auf der Disk aufgezeichnet ist bzw. wird. Dieser Bereich wird bei DVD-Medien als Nachbar-Diskbereich (CDA) bezeichnet.
  • 3. Zusammenfassende Darstellung einer DVD-Disk
  • 5A und 5B zeigen eine Draufsicht und den physischen Aufbau einer DVD-RAM als Beispiel für eine beschreibbare optische Disk. Es sei darauf hingewiesen, dass eine DVD-RAM-Disk normalerweise in einer Diskhülle in den DVD-Rekorder eingelegt wird, um die Aufzeichnungsoberfläche der Disk zu schützen. Wenn jedoch die Aufzeichnungsoberfläche anderweitig geschützt ist, oder wenn eine Oberflächenbeschädigung bis zu einem gewissen Grad hinnehmbar ist, könnte die Disk auch ohne Diskhülle unmittelbar in den DVD-Rekorder eingelegt werden.
  • DVD-RAM-Medien sind Phasenwechsel-Aufzeichnungsträger. Die auf der Disk aufgezeichneten Daten werden in Sektoren verwaltet, und die Aufzeichnung erfolgt mit einer Adresse, die den Zugriff ermöglicht. Wie bereits erwähnt, sind 32 Sektoren zu einer Fehlerkorrektureinheit zusammengefasst, der ein Fehlerkorrekturkode angefügt ist. Diese Einheit wird als ECC-Block bezeichnet.
  • 5A ist eine Draufsicht, die den Aufzeichnungsbereich einer DVD-RAM-Disk als Beispiel für eine beschreibbare optische Disk zeigt. Die DVD-RAM-Disk hat in der Mitte am Innenumfang einen Anfangsbereich (lead-in area) und um den Außenumfang herum einen Endbereich sowie zwischen dem Anfangsbereich und dem Endbereich einen Datenbereich. Referenzsignale zur Servostabilisation beim Zugriff des Schreib/Lese-Kopfes auf die Disk sowie Mediumidentifizierungssignale, welche die Erkennung des Typs der optischen Disk ermöglichen, sind im Anfangsbereich aufgezeichnet. Die gleichen Referenzsignale und Medium-ID-Signale sind auch im Endbereich aufgezeichnet. Der Datenbereich ist in Sektoren (von denen jeder 2048 Bytes speichert) als kleinste Zugriffseinheit unterteilt.
  • Außerdem ist der Datenbereich einer DVD-RAM-Disk in mehrere Zonen unterteilt, so dass das sogenannte Z-CLV-Umdrehungssteuerverfahren (Zone Constant Linear Velocity, konstante Lineargeschwindigkeit in der Zone) zum Aufzeichnen und Abspielen eingesetzt werden kann.
  • 5A zeigt mehrere konzentrisch auf der DVD-RAM-Disk angeordnete Zonen. Bei diesem Beispiel ist die DVD-RAM-Disk in 24 Zonen unterteilt, die von 0 bis 23 numeriert sind. Die Winkelumdrehungsgeschwindigkeit der DVD-RAM ist für jede Zone anders eingestellt, und zwar so, dass sie zum Innenumfang hin zunimmt und konstant bleibt, während der Schreib/Lese-Kopf auf Daten innerhalb einer Zone zugreift. Dadurch erhöht sich die Aufzeichnungsdichte der DVD-RAM, und es wird die Umdrehungssteuerung beim Aufzeichnen und Abspielen vereinfacht.
  • 5B zeigt den Anfangsbereich, den Endbereich und die in 5A konzentrisch angeordneten Zonen 0 bis 23 bei Betrachtung auf einer Linie entlang dem Diskradius.
  • Der Anfangsbereich und der Endbereich enthalten jeweils einen Fehlerverwaltungsbereich (DMA). Der Fehlerverwaltungsbereich dient der Aufzeichnung der Stelle eines Sektors, die einen Fehler enthält, und der Daten der Ersatzsektorstelle, die angeben, an welcher Stelle sich der Ersatzbereich des Ersatzsektors für den fehlerhaften Sektor befindet.
  • Jede Zone enthält einen Nutzerbereich in der Mitte der Zone und einen Ersatzbereich sowie einen unbenutzten Bereich an der Grenze der Zone. Der Nutzerbereich ist der Bereich, der vom Dateisystem als Aufzeichnungsbereich genutzt werden kann. Der Ersatzbereich ist der Bereich, der als Ersatz für einen fehlerhaften Bereich in der Zone dient. Der unbenutzte Bereich ist ein Bereich, der nicht für die Datenaufzeichnung verwendet wird; er hat eine Breite von etwa zwei Spuren. Die Sektoradresse ist bei benachbarten Spuren einer Zone jeweils an derselben Position aufgezeichnet, bei Z-CLV jedoch ist die Sektoradresse an einer anderen Position in der Zonengrenze benachbarten Spuren aufgezeichnet. Der unbenutzte Bereich ist somit vorgesehen, um Sektoradressen-Erkennungsfehler bei der Zonengrenze benachbarten Spuren zu verhindern.
  • Somit gibt es an der Grenze der Zonen Sektoren, die nicht für die Datenaufzeichnung verwendet werden. Daher wird jedem physischen Sektor im Nutzerbereich einer DVD-RAM-Disk eine logische Sektornummer (LSN) zugeordnet, um nacheinander vom Innenumfang aus kontinuierlich nur diejenigen Sektoren zu erkennen, die für die Datenaufzeichnung verwendet werden.
  • 6A und 6B zeigen den logischen Datenraum einer DVD-RAM-Disk, die logische Sektoren aufweist. Der logische Datenraum wird „Inhaltsraum" genannt und zum Aufzeichnen von Nutzerdaten verwendet.
  • Die im Inhaltsraum aufgezeichneten Daten werden mit einem Dateisystem verwaltet. Im einzelnen werden Inhaltsstrukturdaten zur Verwaltung einer Gruppe von Sektoren, die Daten speichern, als „Datei" und einer Gruppe von Dateien als „Verzeichnis" am Beginn und am Ende des Inhaltsbereichs aufgezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das UDF-Dateisystem nach ISO 13346 verwendet.
  • Die genannte Gruppe von Sektoren befinden sich nicht unbedingt aneinandergrenzend im Inhaltsraum und kann in getrennte Teile aufgeteilt sein. Von den Sektoren, die eine Datei bilden, verwaltet das Dateisystem daher jede Gruppe aneinandergrenzender Sektoren im Inhaltsraum als Menge und jede Datei als Gruppe zusammengehöriger Mengen.
  • 7A und 7B zeigen die Struktur eines Verzeichnisses und einer Datei, die auf einer DVD-RAM aufgezeichnet sind. Unter dem Hauptverzeichnis befinden sich das Verzeichnis VIDEO_RT und darunter die verschiedenen Objektdateien mit den Wiedergabedaten sowie eine VIDEO-Manager-Datei mit Verwaltungsdaten wie der Abspielfolge und verschiedenen Attributen.
  • Objekte sind Datenstrukturen, die MPEG-Normen entsprechen, und zwar PS_VOB, TS1_VOB, TS2_VOB, AOB, POB und MNF (Manufacturer's Private Data, Privatdaten des Herstellers).
  • PS_VOB, AOB und POB sind MPEG-Programmströme (PS), und TS1_VOB sowie TS2_VOB sind MPEG-Transportströme (TS). Die Datenstruktur des Programmstroms ist so gestaltet, dass AV-Daten auf Paketmedien gespeichert werden können. Die Datenstruktur des Transportstroms ist für Kommunikationsmedien bestimmt.
  • PS_VOB, TS1_VOB und TS2_VOB sind Objekte mit hauptsächlich Videodaten, die jedoch sowohl Videodaten als auch Audiodaten enthalten. Im Prinzip werden TS1_VOB-Objekte vom DVD-Rekorder mit einer gesondert verwalteten internen Bildstruktur kodiert. TS2_VOB-Objekte werden außerhalb des DVD-Rekorders kodiert, und ein Teil der internen Bildstruktur und der Datenstruktur ist unbekannt.
  • Typischerweise ist TS1_VOB ein Objekt, das durch Kodieren extern eingegebener Analog-Videosignale durch den DVD-Rekorder in den Transportstrom erhalten wird, und TS2_VOB ist ein Objekt, das durch Direktaufzeichnung extern eingegebener digitaler Videosignale auf der Disk ohne weitere Kodierung durch den DVD-Rekorder erhalten wird.
  • AOB und POB sind MPEG-Programmströme. AOB-Objekte enthalten hauptsächlich Audiodaten und POB-Objekte enthalten hauptsächlich Standbilder.
  • MNF wird zum Speichern von für einen bestimmten Hersteller spezifischen Daten verwendet.
  • „Hauptsächlich Videodaten" und „hauptsächlich Audiodaten" zeigen an, dass eine hohe Bitrate zugeordnet ist. VOB wird für Bewegtbilder und ähnliche Anwendung verwendet und AOB für Musikanwendungen.
  • 4. Zusammenfassende Darstellung wiedergegebener AV-Daten
  • 8 zeigt die Struktur von als AV-Objekte auf einer DVD aufgezeichneten MPEG-Daten.
  • Wie in 8 gezeigt, sind der Videostrom und der Audiostrom segmentiert und multiplexiert. Die MPEG-Norm bezieht sich auf die multiplexierten Ströme als Systemströme. Im Falle einer DVD wird der Systemstrom, in dem DVD-spezifische Daten festgelegt sind, als VOB (Video-OBjekt) bezeichnet. Die Segmentierungseinheit wird als „Pack" („Bündel") oder „Paket" bezeichnet und hat einen Umfang von etwa 2 kB.
  • Der Videostrom wird nach MPEG-Norm kodiert, während er mit unterschiedlicher Bitrate komprimiert wird, wobei die Bitrate bei komplexen Bildern wie Bildern mit viel Bewegungsanteil höher ist. Die Bilder in einem MPEG-Strom werden als I-Bilder, P-Bilder oder B-Bilder kodiert. I-Bilder sind räumlich komprimiert, wobei jedes Vollbild vollständig ist. P-Bilder und B-Bilder sind unter Verwendung von Interframe-Korrelationen zeitlich komprimiert. Eine Folge von Bildern, die wenigstens ein I-Bild enthält, wird nach MPEG als Bildgruppe (Group of Pictures, GOP) bezeichnet. GOP ist der Zugriffspunkt für schnelles Abspielen und sonstige spezielle Abspielmodi, die durch das Vorhandensein von wenigstens einem Intraframe-komprimierten I-Bild ermöglicht werden.
  • Außer nach MPEG-Audio kann der Audiostrom einer DVD nach AC-3, LPCM oder einer anderen Kodierungstechnik kodiert werden.
  • Wie ebenfalls in 8 gezeigt, ist die Videoobjekteinheit (VOBU) die Dateneinheit, in der die Videodaten einer GOP mit den zugehörigen Audiodaten zusammengeführt sind. Die VOBU kann als Kopfdaten Daten zur Verwaltung eines Abschnitts des selbst erhaltenen Bewegtbilds enthalten.
  • Ein Programmstrom (PS) und ein Transportstrom (TS) sind in dem unter Bezugnahme auf 8 beschriebenen Systemstrom enthalten. Wie bereits erwähnt, hat der Programmstrom eine Datenstruktur, wie sie für Paketmedien vorgesehen ist, und der Transportstrom eine Datenstruktur, wie sie für Kommunikationsmedien vorgesehen ist.
  • 9 zeigt das Konzept der Datenstruktur von Programmstrom und Transportstrom.
  • Der Programmstrom enthält Paketgruppen (Bündel) von festgelegter Länge, welche die kleinste Einheit für die Datenübertragung und das Multiplexen sind. Jede Paketgruppe enthält ein oder mehrere Pakete. Sowohl die Paketgruppen als auch die Pakete haben einen Kopfteil und einen Datenteil. Der Datenteil wird nach MPEG als Nutzdaten bezeichnet. Damit sie mit der Sektorgröße kompatibel ist, beträgt die festgelegte Länge einer Paketgruppe bei DVDs 2 kB. Eine Paketgruppe kann mehrere Pakete enthalten, weil jedoch Paketgruppen mit DVD- Video- und -Audiodaten nur ein Paket enthalten, entspricht eine Paketgruppe außer in Sonderfällen einem Paket.
  • Die Datenübertragungs- und -multiplexeinheit des Transportstroms enthält TS-Pakete von festgelegter Länge. Zur Kompatibilität mit der ATM-Übertragung, einer Kommunikationsnorm, beträgt die TS-Paket-Größe 188 Bytes. Ein oder mehrere TS-Pakete bilden ein PES-Paket.
  • Das PES-Paket-Konzept ist dem Programmstrom wie dem Transportstrom gemeinsam, und die Datenstruktur ist jeweils die gleiche. In Programmstrom-Bündeln enthaltene Pakete bilden unmittelbar PES-Pakete, und eine Gruppe von einem oder mehreren Transportstrom-TS-Paketen bildet ein PES-Paket.
  • Das PES-Paket ist die kleinste Kodiereinheit und speichert Videodaten und Audiodaten mit gemeinsamer Kodierung, d.h. Videodaten und Audiodaten, die nach unterschiedlichen Kodierverfahren kodiert sind, sind nicht in ein und demselben PES-Paket enthalten. Bei gleichem Kodierverfahren jedoch müssen Bildgrenzen und Audioframe-Grenzen nicht gesichert sein. Wie in 9 gezeigt, können in einem PES-Paket mehrere Frames gespeichert werden.
  • 10A bis 10C sowie 11A bis 11C zeigen die Datenstruktur des Transportstroms und des Programmstroms.
  • Wie in 10A bis 10C sowie 12A bis 12D gezeigt, enthält jedes TS-Paket einen Kopf, ein Anpassungsfeld und die Nutzdaten. Der TS-Paket-Kopf enthält eine Paketkennung (PID), an der der Video-, Audio- oder sonstige Strom, zu dem das TS-Paket gehört, erkannt werden kann.
  • Die Programm-Taktreferenz (PCR) ist im Adaptierungsfeld untergebracht. Die PCR ist der Referenzwert für den Systemtaktgeber (STC) der den Strom dekodierenden Vorrichtung. Typischerweise trennt die Vorrichtung den Systemstrom anhand der PCR auf und setzt den Bildstrom und die anderen Ströme dann neu zusammen.
  • Die Dekodierungszeitmarke (DTS) und die Präsentationszeitmarke (PTS) sind im PES-Kopf untergebracht. Die DTS gibt den Dekodierungszeitpunkt der Bild- oder Toneinheit in einem PES-Paket an, und die PTS gibt den Präsentationszeitpunkt der Bild- oder Tonausgabe an.
  • Zu beachten ist, dass PTS und DTS nicht in jedem PES-Paket-Kopf enthalten sein müssen. Das Dekodieren und die Ausgabe sind möglich, sofern PTS und DTS im Kopf des PES-Pakets enthalten sind, in dem die ersten Daten des I-Bilds gespeichert sind.
  • Die TS-Paket-Struktur ist im Detail in 12A bis 12D dargestellt.
  • Wie in 12B bis 12D gezeigt, enthält das Adaptierungsfeld die PCR und eine Direktzugriff-Präsentierungsmarke. Diese Marke gibt an, ob Daten, die sich am Anfang der Bild- oder Toneinheit befinden und als Zugriffspunkt verwendet werden können, in der entsprechenden Nutzinformation gespeichert sind. Zusätzlich zur bereits erwähnten PID enthält der TS-Paket-Kopf außerdem eine Einheitsbeginnanzeigemarke, die den Beginn eines PES-Pakets anzeigt, und Anpassungsfeld-Steuerdaten, die anzeigen, ob ein Anpassungsfeld folgt.
  • 11A bis 11C zeigen die Struktur von Paketgruppen im Programmstrom. Eine Paketgruppe enthält die SCR im Paketgruppenkopf und eine stream_id im Paketkopf der in der Paketgruppe enthaltenen Pakete. Die SCR ist praktisch identisch mit der Transportstrom-PCR, und die stream_id ist identisch mit der PID. Die Datenstruktur des PES-Pakets ist ebenfalls die gleiche wie beim Transportstrom, und PTS und DTS sind im PES-Kopf enthalten.
  • Ein wichtiger Unterschied zwischen Programmstrom und Transportstrom liegt darin, dass der Transportstrom mehrere Programme ermöglicht, d.h. nach Programmeinheiten kann der Programmstrom nur ein Programm enthalten, jedoch kann der Übertragungsstrom mehrere Programme gleichzeitig übertragen. Das bedeutet, dass die Wiedergabevorrichtung die Bildströme und die Tonströme der einzelnen Programme im Übertragungsstrom erkennen können muss.
  • 13A und 13B zeigen die PAT-Tabelle und die PMAP-Tabelle, die zur Übertragung von Strukturdaten des Tonstroms und des Bildstroms der einzelnen Programme verwendet werden. Wie in 13A und 13B gezeigt, enthält die PMAP-Tabelle Daten, die die bei den einzelnen Programmen verwendete Kombination von Bild- und Tonstrom betreffen, während die PAT-Tabelle Daten enthält, welche die Korrelation zwischen Programmen und PMAP-Tabellen herstellen. Die Wiedergabevorrichtung kann daher die PAT-Tabelle und die PMAP-Tabelle als Referenz zur Erkennung des Bildstroms und des Tonstroms des auszugebenden Programms verwenden.
  • Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 14A bis 14C beschrieben, wie die genannten Programmstrom-Paketgruppen und Transportstrom-TS-Pakete auf der Disk angeordnet werden.
  • Wie in 14A gezeigt, enthält ein ECC-Block 32 Sektoren.
  • Wie in 14B gezeigt, sind die Paketgruppen (PS-Bündel), die ein Videoobjekt (PS_VOB) eines Programmstroms bilden, an den Sektorgrenzen angeordnet, und zwar deshalb, weil sowohl die Paketgruppengröße als auch die Sektorgröße 2 kB entspricht.
  • Videoobjekte (TS1_VOB, TS2_VOB) im Transportstromformat sollen jedoch ein 188-Byte-Paket mit einer 4-Byte-Ankunftszeitmarke (ATS), welche die Dekodereingabezeit angibt, haben. Wenn ein extern kodierter Strom aufgezeichnet wird, wird die ATS vom DVD-Rekorder erzeugt und angefügt; sie gibt den Zeitpunkt an, zu dem das Paket aus der externen Quelle vom DVD-Rekorder empfangen wurde.
  • 5. Zusammenfassende Darstellung von AV-Daten-Verwaltung und Wiedergabesteuerung
  • 15A und 15B sowie 16A und 16B zeigen die Datenstruktur der Videoverwaltungsdatendatei (Video-Manager) von 7A und 7B.
  • In den Videoverwaltungsdaten sind Objektdaten, die beispielsweise angeben, wo Objekte auf der Disk aufgezeichnet sind, sowie Wiedergabesteuerdaten, welche die Abfolge der Objektwiedergabe angeben, enthalten.
  • 15 zeigt ein Beispiel, bei dem die auf der Disk aufgezeichneten Objekte PS_VOB#1 – PS_VOB#n, TS1_VOB#1 – TS1_VOB#n und TS2_VOB#1 – TS2_VOB#n enthalten.
  • Wie in 15A und 15B gezeigt, sind entsprechend dem Objekttyp eine PS_VOB-Daten-Tabelle, eine TS1_VOB-Daten-Tabelle und eine TS2_VOB-Daten-Tabelle getrennt aufgezeichnet. Jede dieser Tabellen speichert VOB-Daten für die einzelnen Objekte.
  • Die VOB-Daten enthalten allgemeine Angaben über das entsprechende Objekt, Objektattributdaten, eine Zugriffskarte zur Konvertierung der Objekt-Wiedergabezeit in einen Diskadresswert und Verwaltungsdaten für die Zugriffskarte. Allgemeine Angaben sind beispielsweise Identifizierungsangaben zu dem entsprechenden Objekt und die Objektaufzeichnungszeit. Attribute sind beispielsweise Videostromattribute (V_ATR) wie die Videostrom-Kodierungsart, die Anzahl der Audioströme (AST_Ns) und Audiostromattribute (A_ATR) wie die Audiostrom-Kodierungsart.
  • Eine Zugriffskarte ist aus zwei Gründen erforderlich. Zum einen vermeidet die Programmketteninformation (Wiedergabepfaddaten zur Bestimmung eines Wiedergabepfads) die direkte Bezugnahme auf die Objektaufzeichnungsposition basierend beispielsweise auf einem Sektoradresswert und kann statt dessen aufgrund der Objektwiedergabezeit indirekt Bezug auf die Objektposition nehmen. Die Objektaufzeichnungspositionen können beispielsweise aufgrund der Editierung des Objekts von RAM-Medium zu RAM-Medium unterschiedlich sein. Dadurch erhöht sich die Anzahl der Programmketteninformationen, die aktualisiert werden müssen, wenn die Programmketteninformation unmittelbar basierend auf der Sektoradresse Bezug auf Objektaufzeichnungspositionen nimmt. Wenn jedoch auf der Grundlage der Wiedergabezeit indirekt Bezug auf die Objekte genommen wird, muss die Programmketteninformation nicht aktualisiert werden, sondern nur die Zugriffskarte.
  • Der zweite Grund ist, dass der Audiostrom typischerweise zwei Referenzbasen hat, nämlich die Zeitbasis und die Datenbasis (Bitstrombasis), wobei jedoch die Korrelation zwischen diesen beiden nicht vollkommen ist.
  • Beispielsweise wird der Einsatz einer variablen Bitrate (eines Verfahrens zum Ändern der Bitrate entsprechend der Komplexität des Bildes) mit MPEG-2 Video, einer internationalen Norm für die Videostromkodierung, zur Norm. In diesem Fall gibt es keine Proportionalität zwischen der Datenmenge ab dem Stromstart und der Wiedergabezeit, so dass ein Direktzugriff auf Zeitbasis nicht möglich ist. Zur Lösung dieses Problems durch Konvertieren zwischen Zeitbasis und Datenbasis (Bitstrombasis) wird eine Zugriffskarte verwendet.
  • Wie in 15A gezeigt, sind in den Wiedergabesteuerdaten eine anwenderdefinierte Programmketteninformationstabelle, eine ursprüngliche Programmketteninformationstabelle und ein Titelsuchzeiger enthalten.
  • Wie in 16A gezeigt, gibt es zwei Arten von Programmketteninformation, nämlich die ursprünglich festgelegte Programmketteninformation, die vom DVD-Rekorder automatisch erstellt wird, um während der Objektaufzeichnung alle aufgezeichneten Objekte zu bezeichnen, und eine anwenderdefinierte Programmketteninformation, die es dem Anwender ermöglicht, eine bestimmte Wie dergabesequenz frei festzulegen. Die Programmketteninformation wird einheitlich als PGC-Information auf einer DVD bezeichnet, die anwenderdefinierte Programmketteninformation als U_PGC-Information und die ursprüngliche Programmketteninforation als O_PGC-Information. Die U_PGC-Information und die O_PGC-Information sind Tabellen, welche die Zelleninformation auflisten, die die Zellen in der Objektwiedergabezeit beschreibt. Die durch die O_PGC-Information angegebene Objektwiedergabezeit wird als Originalzelle (O_CELL) bezeichnet, und die durch die U_PGC-Information angegebene Objektwiedergabezeit wird als Anwenderzelle (U_CELL) bezeichnet.
  • Eine Zelle gibt die Objektwiedergabezeit von Wiedergabebeginn bis Wiedergabeende an. Wiedergabebeginn und -ende werden von der vorgenannten Zugriffskarte in die tatsächliche Stelle umgesetzt, an der das Objekt auf der Disk aufgezeichnet ist.
  • Wie in 16B gezeigt, legt eine durch die PGC-Information angegebene Zellengruppe eine kontinuierliche Wiedergabesequenz fest, die entsprechend der Reihenfolge der Einträge in der Tabelle abgearbeitet wird.
  • 17 zeigt eine spezielle Beziehung zwischen Objekten, Zellen, PGC und Zugriffskarte.
  • Wie in 17 gezeigt, enthält die ursprüngliche PGC-Information 50 wenigstens eine Zelleninformation 60, 61, 62, 63.
  • Jede der Zelleninformationen 60, 61, ... legt das wiederzugebende Objekt sowie den Objekttyp und die Objektwiedergabezeit fest. Die Reihenfolge der Zelleninformation in der PGC-Information 50 legt die Abfolge der Wiedergabe der von den einzelnen Zellen definierten Objekte bei Objektwiedergabe fest.
  • Jede Zelleninformation (z.B. die Zelleninformation 60) enthält einen Typ 60a, der den Typ des speziellen Objekts angibt, eine Objekt-ID 60b, die ein bestimmtes Objekt angibt, und eine Wiedergabestartzeit Start_PTM 60c sowie eine Wiedergabeendezeit End_PTM 60d für das Objekt auf Zeitbasis.
  • Während der Datenwiedergabe wird die Zelleninformation 60 sequentiell aus der PGC-Information 50 ausgelesen, und die von den einzelnen Zellen angegebenen Objekte werden während der von der Zelle festgelegten Wiedergabezeit wiedergegeben.
  • Die Zugriffskarte 80c konvertiert die Beginn- und die Endezeit in der Zelleninformation in die Objektadresse auf der Disk.
  • Diese Zugriffskarte ist die obengenannte Karteninformation und wird während der Aufzeichnung der Objekte erzeugt und aufgezeichnet. Die Bildstruktur der Objektdaten muss analysiert werden, um die Karte zu erzeugen. Im einzelnen ist es nötig, den I-Bild-Ort zu erfassen, wie in 9 gezeigt, und die PTS sowie andere Zeitstempeldaten zu erfassen, d.h. die in 10 und 11 dargestellte I-Bild-Wiedergabezeit.
  • Es folgt eine Beschreibung von Problemen, die bei Erzeugung der Karteninformation für PS_VOB-, TS1_VOB- und TS2_VOB auftreten können.
  • Wie bereits unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, werden PS-VOB und TS1_VOB anfangs vom DVD-Rekorder erzeugt, der eine empfangene analoge Sendung in einen MPEG-Strom kodiert. Somit werden die I-Bild- und die Zeitstempeldaten vom DVD-Rekorder erzeugt, und die interne Datenstruktur des Stroms ist dem DVD-Rekorder bekannt, so dass die Karteninformation problemlos erstellt werden kann.
  • Wie ebenfalls unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, ist die TS2_VOB eine empfangene digitale Sendung, die vom DVD-Rekorder ohne Zwischenkodierung direkt auf der Disk aufgezeichnet wird. Weil der Rekorder somit anders als bei PS_VOB-Aufzeichnung keine Zeitstempelinformation erzeugt und keine I-Bild-Orte festlegt, kennt er die interne Datenstruktur des Stroms nicht und muss deshalb diese Information aus dem aufgezeichneten digitalen Strom entnehmen.
  • Zu diesem Zweck erfasst der DVD-Rekorder die I-Bild- und die Zeitstempelinformation, wie nachstehend für die Karteninformation einer TS2_VOB beim Aufzeichnen eines extern kodierten Stroms beschrieben.
  • Zunächst werden die I-Bilder erfasst, indem die Direktzugriffsinformation (random access indicator) des TS-Paket-Anpassungsfeldes von 12 oder die Nutzdateneinheitsbeginninformation (payload_unit_start_indicator) im TS-Paket-Kopf erfasst wird. Der Zeitstempel wird erfasst, indem die PTS im PES-Kopf erfasst wird. Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle der PTS die PCR aus dem Anpassungsfeld oder die TS-Paket-Eingangszeit im DVD-Rekorder als Zeitstempel verwendet werden kann. In jedem Fall erfasst der DVD-Rekorder die I-Bild-Orte auf der Grundlage von Daten auf einer höheren Systemebene und muss nicht die Datenstruktur der MPEG-Strom-Videoschicht analysieren, weil für die Analyse der Videoschicht zur Erzeugung der Karteninformation viel Systemverwaltungszeit erforderlich ist.
  • Es gibt auch Fälle, in denen eine Systemschichterfassung nicht möglich ist. In diesen Fällen kann keine Karteninformation erzeugt werden, so dass es erforderlich ist anzugeben, dass keine gültige Karteninformation vorhanden ist. Der DVD-Rekorder zeigt dies durch Verwendung der in 15(b) dargestellten Kartenverwaltungsdaten an.
  • Die in 15(b) dargestellten Kartenverwaltungsdaten enthalten Kartengültigkeitsdaten und eine Selbstkodierungsmarke. Die Selbstkodierungsmarke zeigt an, dass ein Objekt vom DVD-Rekorder kodiert wurde und zeigt somit an, dass die interne Bildstruktur bekannt ist und dass die Zeitstempeldaten der Karteninformation und die I-Bild-Ort-Information stimmen. Die Kartengültigkeitsinformation gibt an, ob es eine gültige Zugriffskarte gibt.
  • Die Systemschicht kann beispielsweise dann nicht erfasst werden, wenn das Anpassungsfeld nicht vorgegeben ist und wenn der digitale Strom kein MPEG-Übertragungsstrom ist. In der Welt werden verschiedene Digitalsendungsnormen und -formate verwendet, so dass es natürlich Fälle gibt, in denen der DVD-Rekorder Objekte aufzeichnet, für die er keine Karte erzeugen kann. Wenn beispielsweise ein für den japanischen Markt und für die Aufzeichnung digitaler Sendungen in Japan bestimmter DVD-Rekorder in den Vereinigten Staaten zur Aufzeichnung digitaler Sendungen verwendet wird, gibt es wahrscheinlich Fälle, in denen der DVD-Rekorder keine Karte für die aufgezeichneten Objekte erstellen kann.
  • Jedoch kann der DVD-Rekorder sequentiell von Anfang an Objekte wiedergeben, für die keine Karteninformation erzeugt wurde. In diesem Fall kann ein Video aus dem aufgezeichneten digitalen Strom wiedergegeben werden, indem es über eine digitale Schnittstelle an eine für den Strom geeignete STB ausgegeben wird.
  • 6. Grundsätzliches zur Wiedergabefunktion
  • Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 18 der Wiedergabevorgang bei einem DVD-Aufnahme- und -abspielgerät zur Wiedergabe des Inhalts einer optischen Disk, der wie oben beschrieben aufgezeichnet wurde, beschrieben.
  • Wie in 18 gezeigt, hat das DVD-Abspielgerät einen Lesekopf 201 zum Lesen der Daten von der optischen Disk 100, einen ECC-Prozessor 202 für die Fehlerkorrektur bei den gelesenen Daten, einen Spurpuffer 203 zur vorübergehenden Speicherung der gelesenen Daten nach Fehlerkorrektur, einen PS-Dekoder 205 zur Wiedergabe von Videoobjekten (PS_VOB) und anderen Programmströmen, einen TS-Dekoder 206 zur Wiedergabe digitaler Sendeobjekte (TS2_VOB) und sonstiger Übertragungsströme, einen Audiodekoder 207 zur Wiedergabe von Audioobjekten (AOB), einen Standbilddekoder 208 zum Dekodieren von Stand bildobjekten (POB), ein Schaltmittel 210 zum Umschalten der Dateneingabe zwischen den Dekodern 205 bis 208 und eine Steuereinheit 211 zum Steuern- der verschiedenen Teile des Abspielgeräts.
  • Die auf der optischen Disk 100 aufgezeichneten Daten werden vom optischen Lesekopf 201 gelesen, durch den ECC-Prozessor 202 geleitet und im Spurpuffer 203 gespeichert. Die im Spurpuffer 203 gespeicherten Daten werden dann in den PS-Dekoder, den TS-Dekoder 206, den Audio-Dekoder 207 oder den Standbilddekoder 208 eingegeben, von diesen dekodiert und wieder ausgegeben.
  • Die Steuereinheit 211 legt aufgrund der von der in 16A und 16B dargestellten Programmketteninformation (PGC) festgelegten Wiedergabefolge fest, welche Daten zu lesen sind. Nach dem Beispiel von 16A und 16B gibt die Steuereinheit 211 zuerst den Teil (Zelle Nr. 1) VOB Nr. 1, dann den Teil (Zelle Nr. 2) VOB Nr. 3 und schließlich VOB Nr. 2 (Zelle Nr. 3) wieder.
  • Anhand der Zelleninformation der in 17 gezeigten Programmketteninformation (PGC) kann die Steuereinheit 211 auch den Typ der wiedergegebenen Zelle, die entsprechenden Objekte sowie die Wiedergabebeginn- und -endezeiten der Objekte erfassen. Die Steuereinheit 211 gibt während der aus der Zelleninformation entnommenen Objektzeit Daten in den entsprechenden Dekoder ein.
  • Die Steuereinheit 211 erkennt die wiederzugebenden Objekte außerdem aufgrund der Objekt-ID der Zelleninformation. Die Steuereinheit 211 erkennt außerdem die Zelle, die die Wiedergabezeit des identifizierten Objekts ist, indem sie Start_PTM und End_PTM der Zelleninformation in einen Diskadresswert konvertiert und dabei Bezug auf die Zugriffskarte der entsprechenden VOB-Information nimmt.
  • Das hier behandelte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abspielgeräts hat außerdem eine digitale Schnittstelle 204 zur Übermittlung des AV-Stroms an eine externe Einrichtung. Damit ist es möglich, den AV-Strom über ein IEEE 1394, ein IEC 958 oder ein sonstiges Übertragungsmittel an eine externe Einrichtung zu übertragen. Wenn das Abspielgerät beispielsweise keinen eingebauten Dekoder zum Dekodieren eines TS2_VOB hat, das nicht vom Aufnahme- und Abspielgerät kodiert wurde, kann das TS2_VOB über die digitale Schnittstelle 204 ohne Dekodierung direkt an eine externe STB zum Dekodieren und Darstellen ausgegeben werden.
  • Wenn die digitalen Daten direkt an ein externes Gerät ausgegeben werden, stellt die Steuereinheit 211 auf der Grundlage der in 15(b) dargestellten Karteninformation fest, ob eine Direktzugriff-Wiedergabe möglich ist. Wenn die Zugriftspunkt-Datenmarke gültig ist, enthält die Zugriffskarte I-Bild-Ort-Daten. In diesem Fall kann die Steuereinheit 211 in Reaktion auf Schnelllauf- und sonstige Befehle des externen Geräts Zugriff auf digitale Daten, die ein I-Bild enthalten, nehmen und diese über die digitale Schnittstelle an das externe Gerät ausgeben. Außerdem ist auch ein Zeitbasis-Zugriff möglich, wenn die Zeitzugriffmarke gültig ist. In diesem Fall kann die Steuereinheit 211 in Reaktion auf einen Zeitbasis-Zugriffsbefehl von einem externen Gerät zu einer festgelegten Wiedergabezeit Zugriff auf digitale Daten, einschließlich der Bilddaten, nehmen und diese über die digitale Schnittstelle an das externe Gerät ausgeben.
  • 7. Grundsätzliches zur Aufzeichnungsfunktion
  • Nachstehend werden unter Bezugnahme auf 19 Konfiguration und Funktionsweise eines oben beschriebenen erfindungsgemäßen DVD-Rekorders zum Aufzeichnen auf einer optischen Disk und Abspielen einer solchen beschrieben.
  • Wie in 19 dargestellt, hat der DVD-Rekorder eine Nutzerschnittstelle 222 zur Aufnahme von Nutzerbefehlen und Anzeigen von Daten und Bereitmeldungen, eine Systemsteuereinheit 212 zur Steuerung aller Funktionen des DVD-Rekorders, einen Tuner 213 für Analogsendungen zum Empfangen von VHF- und UHF-Sendungen, einen Kodierer 214 zum Konvertieren analoger Signale in digitale Signale und Kodieren der digitalen Signale in einen MPEG-Programmstrom, einen Tuner 215 für digitale Sendungen zum Empfangen digitaler Satellitensendungen, einen Analysator 216 zum Interpretieren des von einem digitalen Satelliten gesendeten MPEG-Transportstroms, eine Darstellungseinheit 217, beispielsweise einen Fernsehbildschirm und Lautsprecher, sowie einen Dekoder 218 zum Dekodieren des AV-Stroms. Der Dekoder 218 hat beispielsweise einen ersten und einen zweiten Dekoder, wie in 18 gezeigt. Außerdem hat der DVD-Rekorder eine digitale Schnittstelle 219, einen Spurpuffer 220 zur zeitweisen Speicherung von Aufzeichnungsdaten, ein Laufwerk 221 zum Aufzeichnen von Daten auf der Disk und einen Konverter 223. Die digitale Schnittstelle 219 ist eine IEEE-1394- oder eine sonstige Datenüberfragungsschnittstelle zum Ausgeben von Daten an ein externes Gerät. Der Konverter 223 konvertiert den Übertragungsstrom in einen Programmstrom entsprechend dem Ablaufplan, der in 37 dargestellt ist und noch näher beschrieben wird.
  • Bei einem DVD-Rekorder mit dem angegebenen Aufbau empfängt die Benutzerschnittstelle 222 zunächst eine Eingabe des Benutzers. Die Benutzerschnittstelle 222 gibt die Eingabe an die Systemsteuereinheit 212 weiter, die die Eingabe interpretiert und die verschiedenen Module auf die entsprechenden Abläufe schaltet.
  • Das Aufzeichnen beinhaltet die Selbstkodierung, bei der der DVD-Rekorder die eingegebenen digitalen Daten kodiert, und das externe Kodieren beim Aufzeichnen bereits kodierter digitaler Daten auf einer Disk ohne weitere Kodierung.
  • 7.1 Aufzeichnen mit Selbstkodierung
  • Zunächst wird das Aufzeichnen mit Selbstkodierung am Beispiel des Kodierens und Aufzeichnens einer analogen Sendung in einem PS VOB-Strom beschrieben.
  • Die Systemsteuereinheit 212 sendet einen Empfangsbefehl an den Tuner 213 für analoge Sendungen und einen Kodierungsbefehl an den Kodierer 214.
  • Der Kodierer 214 kodiert dann die Bild-, Ton- und Systemsignale der AV-Daten vom Tuner 213 für analoge Sendungen und gibt die kodierten Daten an den Spurpuffer 220 weiter.
  • Unmittelbar nach Kodierungsbeginn sendet der Kodierer 214 die Zeitstempeldaten am Anfang des gerade kodierten MPEG-Programmstroms an die Systemsteuereinheit 212 als Wiedergabestartzeit (PS_VOB_V_S_PTM) und sendet parallel zur Kodierung die zur Erzeugung der Zugriffskarte erforderlichen Daten an die Systemsteuereinheit 212. Dieser Wert wird als Start PTM der Zelleninformation von 17 eingestellt und später erzeugt. Die Zeitstempelinformation ist im allgemeinen PTS, jedoch kann auch SCR verwendet werden.
  • Die Systemsteuereinheit 212 sendet dann einen Aufzeichnungsbefehl an das Laufwerk 221, welches dann im Spurpuffer 220 angesammelte Daten entnimmt und auf der DVD-RAM 100 aufzeichnet. Ein angrenzender Datenbereich (CDA), wie er weiter oben beschrieben wurde, wird im Aufzeichnungsbereich der Disk ebenfalls gesucht, und die Daten werden im gefundenen angrenzenden Datenbereich aufgezeichnet.
  • Typischerweise endet die Aufzeichnung, wenn der Benutzer einen Aufzeichnungsstopbefehl eingibt. Aufzeichnungsstopbefehle des Berwtzers werden über die Benutzerschnittstelle 222 in die Systemsteuereinheit 212 eingegeben, die dann einen Stopbefehl an den Tuner 213 für analoge Sendungen und an den Kodierer 214 sendet.
  • Der Kodierer 214 bricht das Kodieren ab, wenn er von der Systemsteuereinheit 212 den Kodierstopbefehl empfängt, und sendet die Zeitstempeldaten der letzten Daten im zuletzt kodierten MPEG-Programmstrom an die Systemsteuereinheit 212 als Wiedergabeendezeit (PS_VOB_V_E_PTM). Dieser Wert wird als End_PTM der Zelleninformation nach 17 festgelegt. Als Zeitstempelinformation wird normalerweise PTS verwendet, jedoch kann statt dessen auch SCR verwendet werden.
  • Nach Beendigung des Kodiervorgangs erzeugt die Systemsteuereinheit 212 die Wiedergabesteuerdaten und die VOB-Daten (PS_VOBI) für das PS_VOB von 15.
  • Die hier erzeugten VOB-Daten enthalten Kartenverwaltungsdaten und eine zum Objekttyp passende Zugriffskarte. Die Systemsteuereinheit 212 setzt die Kartengültigkeitsdaten der Kartenverwaltungsdaten auf „gültig" und die Selbstkodierungsmarke auf ON.
  • Die ursprüngliche Wiedergabeinformation (O_PGC-Information, siehe 16A und 16B), bei der das aufzuzeichnende Objekt eines der Wiedergabeobjekte ist, wird als Wiedergabesteuerinformation erzeugt. Diese O_PGC-Information wird der Tabelle mit der Originalprogrammketteninformation hinzugefügt. Die ursprüngliche Programmketteninformation (O_PGC-Information) enthält Zelleninformationen. Der Zelleninformationstyp wird auf PS_VOB gesetzt.
  • Die Systemsteuereinheit 212 weist dann das Laufwerk 221 an, das Aufzeichnen der im Spurpuffer 220 angesammelten Daten zu beenden und die VOB-Information (PS_VOBI) als PS_VOB und Wiedergabesteuerinformation aufzuzeichnen. Damit zeichnet das Laufwerk 221 diese Informationen und die restlichen Daten aus dem Spurpuffer 220 auf der optischen Disk 100 auf, und der Aufzeichnungsvorgang ist beendet.
  • Es liegt auf der Hand, dass eine analoge Sendung in TS1 VOB kodiert werden könnte. In diesem Fall muss der Kodierer 214 ein Kodierer sein, der das analoge Signal in ein digitales Signal konvertiert und das digitale Signal in den MPEG-Übertragungsstrom kodiert; die Typinformation in der Zelleninformation wird als TS1_VOB festgelegt. PTS oder PCR kann für Start_PTM und End PTM verwendet werden.
  • 7.2 Aufzeichnen mit externer Kodierung
  • Es folgt eine Beschreibung der Aufzeichnung mit externer Kodierung unter Bezugnahme auf die Aufzeichnung einer digitalen Sendung. Der Typ des aufgezeichneten Objekts ist in diesem Fall TS2_VOB.
  • Der Benutzer gibt über die Benutzerschnittstelle 222 den Befehl zur Aufzeichnung einer digitalen Sendung an die Systemsteuereinheit 212. Die Systemsteuereinheit 212 schaltet daraufhin den Tuner 215 für digitale Sendungen auf Empfang und den Analysator 216 auf Analyse der empfangenen Daten.
  • Der vom Tuner 215 für digitale Sendungen kommende MPEG-Transportstrom wird durch den Analysator 216 in den Spurpuffer 220 eingespeist.
  • Zum Erzeugen der VOB-Information (TS2_VOBI) des kodierten MPEG-Transportstroms (TS2_VOB), der als digitale Sendung empfangen wurde, entnimmt der Analysator 216 zunächst die Zeitstempeldaten am Anfang des Transportstroms als Startzeitinformation (TS2_VOB_V_S_PTM) und sendet sie an die Systemsteuereinheit 212. Dieser Startzeitwert wird als Start_PTM der Zelleninformation festgelegt, die in 17 angegeben ist und später erzeugt wird. Die Zeitstempelinformation ist PCR oder PTS. Alternativ könnte der Zeitpunkt, zu dem das Objekt an den DVD-Rekorder gesendet wird, verwendet werden.
  • Dann analysiert der Analysator 216 die Systemschicht des MPEG-Transportstroms, um die für die Erzeugung der Zugriffskarte erforderlichen Daten zu erfassen. Die I-Bild-Orte im Objekt werden basierend auf dem Direktzugriffsindikator (random_access_indicator) im Anpassungsfeld des TS-Paket-Kopfs erfasst, wie oben beschrieben, oder basierend auf der Einheit-Startangabe (payload_unit_start_indicator) im TS-Paket-Kopf.
  • Dann gibt die Systemsteuereinheit 212 einen Aufzeichnungsbefehl an das Laufwerk 221, das daraufhin die im Spurpuffer 220 angesammelten Daten entnimmt und auf der DVD-RAM 100 aufzeichnet. Die Systemsteuereinheit 212 weist das Laufwerk 221 auf der Grundlage der Dateisystemzuordnungsdaten auch an, wo auf der Disk die Aufzeichnung zu erfolgen hat. Der obenerwähnte angrenzende Datenbereich (CDA) wird ebenfalls im Aufzeichnungsbereich der Disk gesucht, und die Daten werden im lokalisierten angrenzenden Datenbereich aufgezeichnet.
  • Die Aufzeichnung endet typischerweise, wenn der Benutzer einen Aufzeichnungsstopbefehl eingibt. Aufzeichnungsstopbefehle des Benutzers werden über die Benutzerschnittstelle 222 in die Systemsteuereinheit 212 eingegeben, die daraufhin an den Tuner 215 für digitale Sendungen und an den Analysator 216 einen Stopbefehl sendet.
  • In Reaktion auf den von der Systemsteuereinheit 212 empfangenen Aufzeichnungsstopbefehl stoppt der Analysator 216 das Analysieren der empfangenen Daten und sendet die Zeitstempeldaten am Ende des zuletzt analysierten MPEG-TS als Wiedergabeendezeit (TS2_VOB_V_E_PTM) an die Systemsteuereinheit. Dieser Wert wird in der Zelleninformation von 17 als End_PTM festgelegt. Als Zeitstempeldaten werden PCR oder PTS vewrendet, jedoch könnte stattdessen auch der Zeitpunkt genommen werden, zu dem das Objekt an den DVD-Rekorder gesendet wurde.
  • Nach Beendigung des Empfangs der digitalen Sendung erzeugt die Systemsteuereinheit 212 die Wiedergabesteuerdaten und die VOB-Daten (TS2_VOBI) für das TS2_VOB, wie in 15 gezeigt, auf der Basis der vom Analysator 216 empfangenen Informationen.
  • Die dabei erzeugten VOB-Daten enthalten Kartenverwaltungsdaten und eine für den Objekttyp geeignete Zugriffskarte. Die Systemsteuereinheit 212 setzt die Kartengültigkeitsinformation der Kartenverwaltungsdaten auf „gültig", wenn die I-Bild-Orte in den Objekten erfasst worden sind und die Zugriffskarte erzeugt werden konnte. Die Selbstkodierungsmarke wird auf OFF gestellt. Konnte keine gültige Zugriffskarte erzeugt werden, wird die Kartengültigkeitsinformation auf „ungültig" gesetzt. Eine gültige Zugriffskarte kann beispielsweise dann nicht erzeugt werden, wenn die entsprechende digitale Sendung nicht empfangen worden ist und wenn im Anpassungsfeld keine Direktzugriffdaten enthalten sind. Wenn das Signal direkt über die digitale Schnittstelle eingegeben wird, kann es auch kein MPEG-Transportstrom sein, und auch in diesem Fall wird die Kartengültigkeitsmarke auf „ungültig" gesetzt.
  • Die ursprüngliche Wiedergabeinformation (O_PGC information), die in 16A und 16B für das aufgezeichnete Objekt als eines der Wiedergabeobjekte dargestellt ist, wird als Wiedergabesteuerinformation erzeugt. Diese O_PGC-Information wird der Tabelle mit der ursprünglichen Programmketteninformation hinzugefügt. Die ursprüngliche Programmketteninformation (O_PGC information) enthält Zelleninformationen, bei denen als Typinformation „TS2_VOB" gesetzt ist.
  • Die Systemsteuereinheit 212 gibt dann an das Laufwerk 221 den Befehl, das Aufzeichnen von Daten aus dem Spurpuffer 220 abzubrechen, und die VOB-Information (TS2_VOBI) für TS2_VOB und die Wiedergabesteuerinformation aufzuzeichnen. Daraufhin zeichnet das Laufwerk 221 diese Information und die übrigen Daten aus dem Spurpuffer 220 auf der optischen Disk 100 auf, womit der Aufzeichnungsvorgang beendet ist.
  • Die obigen Aufzeichnungsvorgänge wurden unter Bezugnahme auf die Aufzeichnung von Start- und Stopbefehlen beschrieben, die vom Benutzer eingegeben wurden, jedoch liegt es auf der Hand, dass die Vorgänge bei zeitschaltergesteuerter Aufnahme, wie es beispielsweise bei VCR der Fall ist, im wesentlichen die gleichen sind. In letzterem Fall gibt anstelle des Benutzers die Systemsteuereinheit automatisch die Aufzeichnungsstart- und -stopbefehle, wobei der Funktionsablauf im DVD-Rekorder im wesentlichen der gleiche ist.
  • 8. Der Grundgedanke der Erfindung
  • Ein erfindungsgemäßes Datenaufzeichnungsmedium ist ein Medium zum Aufzeichnen von Daten unterschiedlichen Formats, einschließlich analoger oder digitaler Sendungen und verschiedener Typen von Daten, die über eine analoge/digitale Schnittstelle eingegeben wurden. Eine erfindungsgemäße Datenaufzeichnungsvorrichtung ist eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von AV-Daten auf einem solchen Datenaufzeichnungsmedium.
  • Im einzelnen werden extern eingegebene AV-Daten als MPEG-TS aufgezeichnet, und ein Strom, der jedem MPEG-TS-Paket die Dekodereingabezeitangabe (Zeitstempelinformation) anfügt, wird auf dem erfindungsgemäßen Datenaufzeichnungsmedium aufgezeichnet. Zwischen der den MPEG-TS-Paketen angefügten Zeitstempelinformation und der den MPEG-PS-Paketgruppen nach Konvertierung angefügten Zeitstempelinformation besteht eine spezielle Beziehung.
  • 20 zeigt einen MPEG-Transportstrom (MPEG-TS) und die Konvertierung eines MPEG-TS in einen MPEG-Programmstrom. Wie in dieser Abbildung gezeigt, enthält der MPEG-TS ein PSI-Paket (programmspezifische Information), das MPEG-TS-Steuerdaten enthält, rekorderspezifische und inhaltsspezifische Informationen in einen Privatnutzungsstrom (Spitzenpaket) bringt und für jedes Paket die Dekodereingabezeit (ATS) in einem für die Speicherung geeigneten Format aufzeichnet.
  • Zur leichteren Konvertierung eines multiplexierten MPEG-TS in einen MPEG-PS wird eine bestimmte Anzahl MPEG-TS-Pakete (eines oder mehr) in eine zusammenhängende Einheit zum Multiplexen (Multiplexeinheit) systemkodiert, um als MPEG-TS aufgezeichnet zu werden. Eine Multiplexeinheit ist so festgelegt, dass ihre Datenmenge der einer MPEG-PS-Paketgruppe entspricht. Die Einführung dieses Multiplexeinheit-Konzepts vereinfacht die Konvertierung eines MPEG-TS in einen MPEG-PS, indem einfach MPEG-TS-Pakete in Multiplexeinheiten in MPEG-PS-Bild- oder -Ton-Paketgruppen konvertiert werden, so dass ein MPEG-TS leicht in einen MPEG-PS konvertiert werden kann.
  • 9. Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 9.1 Kodiererkonfiguration
  • Es folgt eine Beschreibung des Kodierers der erfindungsgemäßen Datenaufzeichnungsvorrichtung anhand eines Beispiels, der in einen MPEG-TS gebrachte AV selbst kodiert.
  • Die Konfiguration eines Kodierers in einer erfindungsgemäßen Datenaufzeichnungsvorrichtung ist in 21 dargestellt. Der Kodierer empfängt Bildsignale, Tonsignale und Bildaustastlückensignale (VBI-Signale) zum Kodieren in einen Transportstrom.
  • Die Kodiererbetriebsarten sind der DVD-Video-Kompatibilitätsmodus, der DVD-Video-Aufzeichnungskompatibilitätsmodus und der normale Modus. Der Kodierer erzeugt im DVD-Video-Kompatibilitätsmodus einen leicht konvertierbaren MPEG-TS nach dem noch näher beschriebenen Verfahren nach DVD-Video-Norm, erzeugt im DVD-Video-Aufzeichnungskompatibilitätsmodus einen leicht konvertierbaren MPEG-TS nach dem noch näher beschriebenen Verfahren nach der Norm DVD-Videoaufzeichnung (im folgenden „DVD VR") und erzeugt im normalen Modus einen MPEG-TS, der spezifische Attribute hat. Beim Aufzeichnen im normalen Modus ist es zulässig, andere als die in den DVD-Normen definierten Tonkodierverfahren zu verwenden, und die Toleranzen beim Videokodierverfahren (beispielsweise die GOP-Länge) können außerhalb des in den DVD-Normen definierten Wertebereichs liegen.
  • 9.2 Selbstkodierter MPEG-TS
  • Es folgt eine Beschreibung eines bevorzugten Beispiels eines MPEG-TS-Formats, das von einer erfindungsgemäßen Datenaufzeichnungsvorrichtung selbst kodiert wird, wobei speziell die Unterschiede zwischen einem normalen MPEG-TS (nachstehend als „SESF" bezeichnet) und einem MPEG-TS, der leicht in einen MPEG-PS (nachstehend als „komprimiertes SESF" bezeichnet) konvertiert werden kann, beschrieben werden.
  • Bei dem nachstehend beschriebenen Beispiel speichert jeder MPEG-TS-Strom Daten, die Kodierungsbedingungen für den Strom in Form von VOBI-Attributdaten beschreiben. Dadurch, dass unter den Managementdaten, d.h. außerhalb des Stroms, Daten gespeichert sind, die Kodierungsbedingungen beschreiben, lässt sich ohne Analyse des Stroms rasch feststellen, ob der Strom leicht in ein DVD-Video- oder ein DVD-VR-Format konvertiert werden kann. Die Information betreffend die Stromkodierungsbedingungen kann im Spitzenpaket (weiter unten beschrieben) gespeichert werden.
  • Diese Stromkodierungsbedingungen sind in einer „enkode_condition"-Marke mit 2-Bit gespeichert. Die Werte dieser Marke sind nachstehend definiert:
    00b: normaler MPEG-TS (SESF)
    01b: MPEG-TS, der leicht in einen Strom im DVD-VR-Format (komprimiertes SESF) konvertiert werden kann
    10b: reserviert
    11b: MPEG-TS, der leicht in einen Strom im DVD-Video-Format (komprimiertes SESF) konvertiert werden kann
  • Durch Lesen des in der beschriebenen Weise festgelegten enkode_condition-Feldes der VOBI kann somit leicht festgestellt werden, ob ein Strom leicht in ein DVD-Video- oder ein DVD-VR-Strom-Format konvertiert werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass „leicht konvertierbar" im hier verwendeten Sinn leicht nach dem nachstehend beschriebenen Verfahren konvertierbar bedeutet.
  • 9.3 Komprimiertes SESF-Strom-Format
  • Das Format eines komprimierten SESF-Transportstroms ist in 55 dargestellt. Ein komprimiertes SESF enthält mehrere SESF-Kapseln. Eine SESF-Kapsel beginnt mit einem Spitzenpaket (Tip-Paket) (wird noch näher beschrieben) und enthält eine bestimmte Anzahl von Multiplexeinheiten. Die Korrelation zwischen dem Präsentationszeitstempel (PTS) einer jeden SESF-Kapsel und der Spitzenpaket-Adresse wird über eine Adresskarte hergestellt. Wie aus dem folgenden hervorgeht, wird bei der Konvertierung von TS nach PS jede SESF-Kapsel der Konvertierung unterworfen.
  • 20 zeigt die Beziehung zwischen den einzelnen Paketen einer SESF-Kapsel und den MPEG-PS-Paketgruppen. Wie in 20 gezeigt, wird ein TS-Paket (im folgenden als Spitzenpaket bezeichnet), das bestimmte Informationen über den Strom enthält, in ein komprimiertes SESF gebracht. Die in ein komprimiertes SESF eingebetteten Spitzenpakete werden nachstehend unter Bezugnahme auf 23 bis 29A und 29B beschrieben.
  • Spitzenpakete
  • 23 zeigt die vollständige Struktur eines Spitzenpakets. Wie angegeben, enthält jedes Spitzenpaket eine Data-ID, welche das Paket als Spitzenpaket kennzeichnet, eine display_and copy_info, die dem DCI_CCI-Feld der DVD_VR entspricht und Anzeigesteuerungs- sowie Kopiersteuerungsinformationen enthält, enkode_info, die Stromkodierungsinformationen speichert, und herstellerspezifische, vom Hersteller eingefügte Daten unter MakersPrivateData.
  • Wie in 23 und 24 gezeigt, ist der für die noch näher beschriebene SCR-Berechnung benötigte PCR-Wert in das Anpassungsfeld des Spitzenpakets eingetragen. Das Anpassungsfeld hat eine feste Bytelänge und ermöglicht deshalb den Zugriff auf verschiedene Informationen im Spitzenpaket über eine feste Adresse.
  • 25 zeigt die Struktur des Data_ID-Felds. Das Data_ID-Feld enthält einen Data_Identifier, um das Paket als Spitzenpaket zu identifizieren. Dieser Data_Identifier ist ein 3-Byte-Feld, das den Wert „Ox544950" speichert, was „TIP" („Spitze") im ASCII-Kode bedeutet. Der Dekoder des Abspiellaufwerks kann durch Lesen des Werts dieses Felds Spitzenpakete identifizieren.
  • 26 zeigt die Struktur des Feldes display_and copy_info. Die Erzeugung der RDI-Paketgruppen beim Konvertieren des komprimierten SESF in das DVD-VR-Format wird dadurch erleichtert, dass die gleiche Struktur und die gleiche Information wie im DCI_CCI-Feld der RDI-Einheit der DVD-VR-Norm in dieses display_and_copy_info-Feld geschrieben werden. (Näheres zum DCI_CCI-Feld der DVD-VR-Norm sind in „DVD Specifications for Rewritable/Rerekordable Disc, Part 3, Video Rekording" und im japanischen Patent 3162044 zu finden. Auch wenn in diesen Schriften einige Feldbezeichnungen unterschiedlich sind, sind die Felddefinitionen die gleichen, um die direkte Konvertierung in das DVD-VR-Format zu ermöglichen.)
  • 27 zeigt die Struktur des Feldes enkode_info. Das Feld video_resolution enthält die Auflösung des auf das Spitzenpaket folgenden Videostroms. Die Werte des Feldes enkode_info sind nachstehend angegeben:
    0000b: 720x480 (NTSC), 720x576 (PAL)
    0001b: 704x480 (NTSC), 704x576 (PAL)
    0010b: 352x480 (NTSC), 352x576 (PAL)
    0011b: 352x240 (NTSC), 352x288 (PAL)
    0100b: 544x480 (NTSC), 544x576 (PAL)
    0101b: 480x480 (NTSC), 480x576 (PAL)
    Sonstige: reserviert
  • Das DVD-VR-Format ermöglicht eine Änderung der Auflösung während einer einzigen kontinuierlichen Aufzeichnung. Ströme unterschiedlicher Auflösung werden in getrennten VOBs verwaltet, und während der Wiedergabe durch den Rekorder sind nahtlose Anschlüsse der Ströme sichergestellt. Wenn sich die Auflösung während der Aufzeichnung im komprimierten SESF-Format ändert, wird das Feld video_resolution verwendet, um die Stelle zu kennzeichnen, ab der das VOB sich ändern muss, wenn in das DVD-VR-Format konvertiert wird.
  • Bei einem komprimierten SESF, der zur Vereinfachung der Konvertierung in das DVD-Video-Format (enkode_condition = 11b) aufgezeichnet wurde, ist eine Änderung der Auflösung innerhalb eines Stroms nicht zulässig.
  • Das Feld enkode_condition speichert die gleiche Information wie ein VOBI. Diese Information wird deshalb nicht nur unter den Stromverwaltungsinformationen gespeichert, sondern auch in den Strom eingebettet, damit der Rekorder, der den Strom empfängt leicht feststellen kann, ob der Strom leicht in ein DVD-Format konvertiert werden kann, selbst wenn der Strom durch eine digitale Schnittstelle, beispielsweise eine IEEE 1394, kopiert wird, indem er einfach den Wert dieses Feldes enkode_condition im Spitzenpaket bestätigt. Der Rekorder kann die Kodierungsbedingungen wenigstens der elementaren Ströme zwischen einem Spitzenpaket und dem nächsten Spitzenpaket (d.h. der SESF-Kapsel) im empfangenen Strom feststellen.
  • VOBU_S_PTM aus der DVD-VR-Norm wird im FVFPST-Feld aufgezeichnet. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, den auf das Spitzenpaket folgenden kodierten Videostrom zu analysieren, um die Wiedergabezeit des ersten angebotenen Vi deofelds zu berechnen, wenn ein komprimiertes SESF in ein DVD-Video- oder DVD-VR-Format konvertiert wird.
  • Das FVFPST-Feld enthält ein 32-Bit-Feld, das die Videofeldpräsentationszeit mit einer Genauigkeit von 90 kHz angibt, und ein 16-Bit-Feld, das die Präsentationszeit mit einer Genauigkeit von 27 MHz angibt, was im 32-Bit-Feld nicht ausgedrückt werden kann.
  • 28 zeigt die MakersPrivateData. Wie in 28 gezeigt, enthalten die MakersPrivateData ein Feld maker_ID, das den Hersteller angibt, der das komprimierte SESF-Format erzeugt hat, und ein Feld maker_private_data, das weitere Zusatzinformationen des Herstellers enthält.
  • 29A und 29B zeigen Beispiele für stream_type-Werte, welche die Spitzenpaket-PID und den Stromtyp angeben. Weil sowohl die Werte für PID und stream_type durch die MPEG- und sonstige Normen reserviert sind, werden die verwendeten Werte so gewählt, dass sich keine Überschneidungen mit den reservierten Werten ergeben und dass private Daten außerhalb der MPEG-Norm angegeben werden können.
  • Somit zeigt es sich, dass verschiedene Stromattribute entnommen und in dem in einem komprimierten SESF gespeicherten Spitzenpaket gespeichert werden. Auf welche Weise die vorstehend beschriebenen Felder während der Konvertierung in ein DVD-Format verwendet werden, wird nachstehend näher beschrieben.
  • 9.4 Systemkodierungsbedingungen
  • Es folgt eine ausführliche Beschreibung der Systemkodierungsbedingungen für komprimiertes SESF. Zu beachten ist, dass die nachstehenden Systemkodierungsbedingungen nicht anwendbar sind auf ein SESF, bei dem das Feld enkode_condition weder auf „01b" noch auf „11b" steht, d.h. auf ein SESF, das kein komprimiertes SESF ist.
  • Multiplexeinheit
  • Jedes TS-Paket, das die elementaren Ströme eines komprimierten SESF enthält, hat eine Einheit zum Multiplexen von Daten (Multiplexeinheit), die in einem DVD-Format in 2-kB-Paketgruppen enthalten sind.
  • Der Grund für die Einführung des Konzepts der Multiplex-Einheiten wird kurz unter Bezugnahme auf 57A und 57B beschrieben. 57A beschreibt das Konvertieren eines MPEG-TS in nicht komprimiertem Format in einen MPEG-PS. Zum Konvertieren eines MPEG-TS in einen MPEG-PS muss die Multiplex-Reihenfolge der TS-Pakete (Video-Pakete und Audio-Pakete), die die Multiplexeinheiten des MPEG-TS sind, so geändert werden, dass jede MPEG-PS-Paketgruppe nur einen Datentyp enthält. Das liegt daran, dass die TS-Pakete (188 Bytes), welche die MPEG-TS-Multiplex-Einheit bilden, kleiner sind als die Pakete (2kB), welche die MPEG-PS-Multiplex-Einheit bilden. Genauer gesagt, dürfen nur Videopakete aus dem MPEG-TS entnommen und in MPEG-PS-Videopaketgruppen (V_PCK) eingebracht werden und nur Audiopakete aus dem MPEG-TS entnommen und in MPEG-PS-Audiopaketgruppen (A_PCK) eingebracht werden. Wie in 57(a) gezeigt, ist die Multiplex-Abfolge der Audio-Pakete (A-Pakete), die im MPEG-TS Audiodaten speichern, im konvertierten MPEG-PS geändert; sie sind im Audio-Paketgruppenbündel A_PCK#1 am Ende des Stroms gespeichert.
  • 57(b) beschreibt das Konvertieren eines MPEG-TS in einem komprimierten Format in einen MPEG-PS. Bei diesem komprimierten Format werden elf aufeinanderfolgende TS-Pakete als eine Multiplex-Einheit behandelt. Die Gesamtmenge der in einer Multiplexeinheit gespeicherten Daten ist so festgelegt, dass sie die Menge der in einer Paketgruppe bzw. einem Paketbündel gespeicherten Daten nicht übersteigt. Zu beachten ist, dass der hier verwendete Begriff „Datenmenge" (oder „Datenumfang") die Paketbündel- oder Paket-Kopfinformation nicht beinhaltet und nur Video- oder Audiodaten gemeint sind. Außerdem enthalten die elf aufeinanderfolgenden TS-Pakete, die als eine Multiplexeinheit behandelt werden, alle denselben Datentyp, nämlich Video- oder Audiodaten.
  • Damit liegt es auf der Hand, dass durch die vorstehend beschriebene Einführung von Multiplexeinheiten die Multiplexabfolge der TS-Pakete, die die MPEG-TS-Multiplexeinheiten sind, beim Konvertieren eines MPEG-TS in komprimiertem Format in einen MPEG-PS nicht geändert werden muss.
  • Wie in 20 gezeigt, enthalten alle in einer Multiplexeinheit enthaltenen TS-Pakete einen Elementarstrom nur eines Typs, und sind TS-Pakete, die elementare Ströme unterschiedlichen Typs enthalten, nicht in einer einzigen Multiplexeinheit untergebracht. Zu beachten ist auch, dass in einer Multiplexeinheit (beispielsweise der Multiplexeinheit, welche den letzten Teil des Stroms speichert) gegebenenfalls auch ein Nullpaket gespeichert werden muss, so dass das Einfügen eines Nullpakets in eine Multiplexeinheit nicht verboten ist. Die Einfügung eines Nullpakets ist außerdem zur Klarstellung der Beziehung zwischen Multiplexeinheit und Paketbündeln erforderlich.
  • Eine Multiplexeinheit enthält somit 11 aufeinanderfolgende TS-Pakete, und der elementare Strom (die Nutzdaten) einer jeden Multiplexeinheit wird vollständig in einem entsprechenden Paketbündel gespeichert. Dadurch wird ebenfalls die Bündelbeziehung eingeschränkt.
  • Das TS-Paket, welches den PES-Paketkopf speichert, ist das erste TS-Paket in einer Multiplexeinheit. Dadurch wird eine Korrelation zwischen dem Paketkopf der Paketgruppe (beim MPEG-TS PES-Paketkopf genannt) und dem PES-Paketkopf im komprimierten SESF hergestellt und eine einfache fortlaufende Konvertierung der aufeinanderfolgenden TS-Pakete ermöglicht.
  • Wenn die PES-Pakete, die den Videostrom speichern, zwischen mehreren Multiplexeinheiten aufgeteilt sind, speichern alle Multiplexeinheiten außer der Multiplexeinheit, die das letzte Byte des PES-Pakets enthält, 2024 Bytes (= 184 × 11) TS-Paket-Nutzdaten. Das ermöglicht die effizientesten Stromübertragungen und vereinfacht die sequentielle Verarbeitung in TS-Paket-Einheiten bei der Konvertierung von TS nach PS. Wenn andere Multiplex-Einheiten als die letzte Multiplexeinheit weniger als 2024 Bytes enthalten dürfen, ist es nicht möglich, den Wert des im Paket-Kopf jedes MPEG-PS-Paketbündels gespeicherten Felds PES_packet_length sofort festzustellen, wenn das erste TS-Paket einer Multiplexeinheit bei der Konvertierung von TS nach PS konvertiert wird.
  • Ein PES-Paket, das einen Audiostrom speichert, beginnt beim ersten TS-Paket einer Multiplexeinheit und endet in dieser Multiplexeinheit. Das ist leicht zu verstehen, wenn man das Speichern eines PES-Pakets, das einen Audiostrom speichert, in mehreren Multiplexeinheiten betrachtet. Wird ein Audio-PES-Paket auf mehrere Multiplexeinheiten aufgeteilt, muss die innere Struktur des Audiostroms analysiert werden, wenn die zweite und die nachfolgenden Multiplexeinheiten in MPEG-PS-Paketbündel konvertiert werden, weil der PTS oder die Anzahl der Audioframes in einem Bündel festgestellt werden muss, um den Paketkopf zu erzeugen.
  • Eine Multiplexeinheit ist somit wie oben beschrieben definiert. Ein Kodierer, der ein komprimiertes SESF erzeugt, nimmt die Systemkodierung mit den oben beschriebenen Einschränkungen der Multiplexeinheit vor.
  • 9.5 Einschränkungen beim PES-Paketkopf in einem komprimierten SESF
  • Im folgenden werden bestimmte Einschränkungen bei den Feldwerten des PES-Paketkopfs in einem komprimierten SESF beschrieben.
  • Wie in 30 gezeigt, erlauben einige PES-Paketkopf-Felder nur feste Werte. Damit soll die Notwendigkeit unnötiger Verarbeitung bei der Konvertierung in ein DVD-Format beseitigt werden. Dabei ist unter „unnötige Verarbeitung" die Verarbeitung von Feldern zu verstehen, die durch Werte hinzugefügt oder gelöscht werden, die sich von durch das DVD-Format festgelegten Werten unterscheiden. Das Ziel dieser Einschränkungen beim PES-Paketkopf ist es mit anderen Worten, die Felder zu minimieren, die dem Kopf bei der Konvertierung von TS nach PS hinzugefügt oder aus ihm gelöscht werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das Feld PES_packet-length in einem PES-Paket mit MPEG-TS-Videodaten auf 0 gesetzt sein kann. Der in dem Feld PES_packet_length gespeicherte Wert muss daher während der Konvertierung von TS nach PS aus der im Bündel gespeicherten Paketkopflänge und der Bytelänge der Nutzdaten berechnet werden.
  • Das Feld PTS_DTS_flags gibt an, ob PTS oder DTS definiert ist. Der Wert des Feldes PTS_DTS flags im komprimierten SESF wird nach folgenden Regeln festgelegt:
    Wenn das PES-Paket einen Videostrom speichert, wird PTS DTS flags unter folgenden Bedingungen auf 11b gesetzt:
    • 1) Ein rahmenkodiertes I-Bild ist im PES-Paket gespeichert.
    • 2) Ein rahmenkodiertes P-Bild ist im PES-Paket gespeichert.
    • 3) Ein Paar feldkodierter I-Bilder ist im PES-Paket gespeichert.
    • 4) Ein Paar feldkodierter P-Bilder ist im PES-Paket gespeichert, oder
    • 5) Auf ein feldkodiertes I-Bild folgt ein feldkodiertes P-Bild im PES-Paket.
  • Wenn das PES-Paket einen Audiostrom speichert, beginnen ein oder mehrere Audio-Frames immer im PES-Paket und PTS_DTS_flags ist 10b gesetzt (11b, wenn DTS definiert ist).
  • Einschränkungen gelten auch für die Felder PES_extension_flag (PES-Erweiterungsmarkierung) und PES header data length (PES-Kopfdatenlänge), damit bei der Konvertierung von TS nach PS die sequentielle Verarbeitung in TS-Paket-Einheiten möglich wird. Diese Einschränkungen sind in 31 angegeben.
  • Wie in 31 gezeigt, werden die Feldwerte entsprechend dem Elementarstromtyp, dem Ort des PES-Pakets und dem Wert von enkode_condition definiert.
  • In 31 ist V1 die Summe der Bytelänge des PTS-Felds und des DTS-Felds im PES-Paket. Das bedeutet:
    Wenn PTS_DTS_flags = 00b, ist V1 = 0.
    Wenn PTS_DTS_flags = 10b, ist V1 = 4.
    Wenn PTS_DTS_flags = 11b, ist V1 = 10.
  • Diese Einschränkung ist, wie bereits erwähnt, nötig, um bei der Konvertierung in DVD-Video oder DVD-VR statt der Kompilierung der Bündel nach Feststellung der Nutzdatenlänge der einzelnen Bündel die sequentielle Verarbeitung in TS-Paketen zu ermöglichen.
  • Der PES-Paketkopf ist somit wie oben beschrieben definiert. Ein Kodierer (Enkoder), der ein komprimiertes SESF erzeugt, führt die Systemkodierung mit den angegebenen Einschränkungen durch.
  • 9.6 Einschränkungen beim Spitzenpaket-Einfügungsintervall
  • Nachstehend werden die Einschränkungen beim Einfügungsintervall von Spitzenpaketen beschrieben, die in ein eingeschränktes SESF eingefügt werden.
  • Zwischen der im Spitzenpaket-ATS (ATS1) angegebenen Dekoder-Eingabezeit und der im ATS (ATS2) desjenigen Spitzenpakets angegebenen Dekoder-Eingabezeit, das nach dem Spitzenpaket zuerst in den Dekoder eingegeben wird, muss folgende Beziehung bestehen: ATS1 + T ≤ ATS2,wobei T die Mindestübertragungsdauer eines PS-Bündels ist. Diese Mindestübertragungsdauer T ist die kürzeste Zeit vom Beginn bis zum Ende eines in den Dekoder eingegebenen PS-Bündels. Obige Gleichung zeigt mit anderen Worten, dass das ATS-Intervall jedes TS-Pakets größer sein muss als das Intervall, welches ermöglicht, dass wenigstens das konvertierte PS-Bündel in den Systemdekoder eingegeben werden kann. T wird nach folgender Formel ermittelt: T = (PS_pack_size × 8 × system_clock_frequency)/PSrate
  • PS_pack_size ist die Bytelänge eines bei Konvertierung von TS nach PS erzeugten MPEG-PS-Bündels, system_clock_frequency ist die Frequenz des MPEG-PS-Dekoder-Referenztakts, und PSrate ist die Multiplexrate des bei Konvertierung von TS nach PS erzeugten MPEG-PS.
  • Außerdem werden PS_pack_size, system_clock_frequency und PSrate durch das DVD-Format wie folgt definiert:
    PS_pack size = 2048 Bytes
    system_clock_frequency = 27.000.000 Hz
    PSrate = 10.080.000 Bits/Sekunde
  • Die Beziehung zwischen ATS1 und ATS2 lautet daher: ATS1 + 43885,714 ... ≤ ATS2,so dass ATS1 + 43886 = ATS2 der Mindestwert von ATS2 ist.
  • Genauer gesagt, wird bei der nachstehend beschriebenen Konvertierung von TS nach PS ein Spitzenpaket in ein NV_PCK von 2 kB (bei Konvertierung in DVD-Video) oder in ein RDI_PCK (bei Konvertierung in DVD-VR) konvertiert, und wenn obige Gleichung nicht erfüllt ist, beginnt die Übertragung des nächsten Elementarstroms früher und könnte die DVD-Systemübertragungsrate von 10,08 Mbps überschreiten.
  • Zu beachten ist, dass derselbe Effekt erzielt werden kann, wenn das oben beschriebene Intervall zwischen der AV-Datenübertragung vor und nach jedem Tip-Paket eingehalten wird; die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass ein Zeitabschnitt, in dem AV-Daten nicht übertragen werden, nur nach einer Spitzenpaketübertragung eingefügt wird.
  • Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzenpaketen (d.h. in einer SESF-Kapsel) liegt eine ganzzahlige Anzahl von GOPs, damit Daten von einem Spitzenpaket bis zu dem unmittelbar vor dem nächsten Spitzenpaket liegenden TS-Paket (d.h. in der SESF-Kapsel) einer VOBU im DVD-Format entsprechen und das Konzept einer DVD-Format-VOBU somit auch im eingeschränkten SESF erreicht wird. Eine VOBU im DVD-Format (beispielsweise DVD-VR) muss eine ganzzahlige Anzahl von GOPs enthalten.
  • Die Zeit auf Wiedergabezeitbasis von einem Spitzenpaket zum nächsten Spitzenpaket muss mindestens 0,4 Sekunden und darf höchstens 1,0 Sekunden betragen. Die Wiedergabezeit für die Wiedergabedaten, die auf das letzte Spitzenpaket folgen, muss mindestens 0,4 Sekunden und darf höchstens 1,2 Sekunden betragen, wenn enkode condition = 11b (DVD-Video- oder DVD-VR-Modus) und darf höchstens 1,0 Sekunden betragen, wenn enkode condition = 01b (DVD-VR-Modus), weil ein Spitzenpaket den Start einer VOBU bedeutet und dem jeweiligen DVD-Format entspricht.
  • Die Zugriffskarte für die Zeit-Adress-Konvertierung zeigt eindeutig (1:1) auf jedes Spitzenpaket. Somit kann bei der Konvertierung von TS nach PS die Konvertierung unmittelbar in VOBU-Einheiten im DVD-Format starten.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Zugriffskarte nicht auf jedes Spitzenpaket zeigen muss. Zum Beispiel werden die AV-Daten, die auf das letzte Spitzenpaket in einem eingeschränkten SESF folgen, anders als andere Spitzenpakete behandelt, weil sie sich von anderen Spitzenpaketen unterscheiden, beispielsweise durch eine andere Wiedergabezeit, Fehlen eines nachfolgenden Spitzenpakets usw. Somit gibt es kein Problem mit der Wiedergabe oder der Konvertierung, wenn das letzte Spitzenpaket in der Zugriffskarte nicht eingetragen ist und daher als Ausnahme unter Berücksichtigung der Hardwarekonfiguration des Rekorders behandelt werden kann. Es ist auch möglich, dass die Zugriffskarte wegen externer Faktoren wie der Größenbegrenzung der Zugriffskarte nicht auf jedes Spitzenpaket zeigt.
  • Die Einschränkungen bezüglich des Spitzenpaket-Einfügungsintervalls sind somit in der vorstehend beschriebenen Weise festgelegt. Ein Enkoder, der ein eingeschränktes bzw. komprimiertes SESF erzeugt, führt die Systemkodierung mit den oben angegebenen Einschränkungen durch.
  • 9.7 Einschränkungen bezüglich der Dekoder-Steuerung
  • Im folgenden werden Einschränkungen bezüglich der Dekodersteuerung für eingeschränktes SESF, speziell bezüglich des Puffermanagements, beschrieben.
  • Es muss ein eingeschränktes SESF erzeugt werden, um die vom Standard-Dekoder T_STD im MPEG-TS festgelegten Normen zu erfüllen. Dies ermöglicht es einem STB, beispielsweise mit T_STD-konformem Dekoder, das komprimierte SESF zu dekodieren, sofern der Stromtyp kompatibel ist.
  • Der MPEG-TS-Standard-Dekoder T_STD und der MPEG-PS-Standard-Dekoder P_STD sind in Funktionsweise und Verarbeitungskapazität praktisch identisch, unterscheiden sich jedoch in der Eingabegeschwindigkeit des Audiostroms in den Dekoder. Genauer gesagt, beträgt die Übertragungsgeschwindigkeit zum Audiopuffer vom Übertragungspuffer vor dem Audiodekoder gemäß 18 (außer bei AAC, Advanced Audio Coding) unveränderlich 2 Mbps beim T_STD. Der P_STD jedoch kann jeden Strom mit der Systemgeschwindigkeit in den Dekoder eingeben, die bei DVD 10,08 Mbps beträgt.
  • Das heißt, dass für komprimiertes SESF und ein DVD-Format nicht das gleiche Puffermanagement verwendet werden kann.
  • Während im allgemeinen also nicht das gleiche Puffermanagement für ein komprimiertes SESF und ein DVD-Format verwendet werden kann, kann eine äußerst schnelle, einfache Konvertierung erreicht werden, wenn ein komprimiertes SESF in ein DVD-Format konvertiert wird, ohne den Systemkodierungsvorgang zu wiederholen, wenn der SCR (Systemreferenztakt), der den Startzeitpunkt der Eingabe konvertierter Bündel in den Dekoder angibt, mittels dem jedem TS-Paket zugeordneten ATS berechnet werden kann. Die Berechnung des SCR mittels des ATS wird nachstehend näher beschrieben.
  • Ein erfindungsgemäßes komprimiertes SESF muß vorkodiert werden, damit es T_STD entspricht, und damit der durch den im folgenden beschriebenen Konvertierungsvorgang erzeugte MPEG-PS dem P_STD entspricht.
  • En komprimiertes SESF ist mit anderen Worten ein in einen MPEG-TS kodierter Strom, so dass er auch P_STD entspricht, wenn er durch den nachstehend beschriebenen Vorgang in einen MPEG-PS konvertiert wird.
  • Die Einschränkungen beim Puffermanagement für ein komprimiertes SESF wurden oben beschrieben. Zu beachten ist, dass ein SESF ohne Berücksichtigung der vorgenannten Einschränkungen einfach kodiert wird, damit es T_STD entspricht.
  • Nachstehend werden Beispiele für einen MPEG-TS und einen MPEG-PS, die T_STD bzw. P_STD nicht entsprechen, beschrieben.
  • Zunächst wird unter Bezugnahme auf 32 ein MPEG-TS beschrieben, der selbstkodiert ist, um die Konvertierung in einen MPEG-PS zu ermöglichen, jedoch nicht T_STD entspricht.
  • Der Strom TS1 ist ein MPEG-Transportstrom, der gemäß T_STD systemkodiert ist. Der Strom TS2 ist ein MPEG-Transportstrom, der T_STD nicht entspricht.
  • Im einzelnen sind die Werte von ATS[47] bis ATS[57] im Strom TS2 so festgelegt, dass die zulässige Audiodatenübertragungsgeschwindigkeit eines MPEG-TS überschritten wird. Das bringt den Audioübertragungspuffer (siehe 18) zum Überlaufen, so dass die Anforderungen von T_STD nicht erfüllt sind. Die Werte von ATS[47] bis ATS[57] im Strom TS1 jedoch sind auf eine für den MPEG-TS zulässige Audiodatenübertragungsgeschwindigkeit festgelegt. Dieser Strom kann somit nach der nachstehend beschriebenen SCR-Konvertierungsformel korrekt in einen MPEG-Programmstrom PS1 konvertiert werden, der P_STD entspricht. Auch der Strom TS2 entspricht T_STD nicht, kann jedoch nach der nachstehend beschriebenen SCR-Konvertierungsformel in einen PS1 konvertiert werden. Um den Strom TS2 in einen MPEG-TS zu konvertieren, der T_STD entspricht, muß das Übertragungsintervall der Audiopakete von ATS[47] bis ATS[57] gedehnt werden, damit es nicht zum Überlaufen des Übertragungspuffers kommt.
  • Es folgt die Beschreibung eines Beispiels, unter Bezugnahme auf 33A und 33B, bei dem der MPEG-TS T_STD entspricht, der aus dem MPEG-TS konvertierte MPEG-PS jedoch nicht P_STD entspricht. Der Strom TS3 ist ein MPEG-Transportstrom, und der Strom PS3 ist ein MPEG-Programmstrom, der aus dem MPEG-Transportstrom TS3 konvertiert worden ist. 33(b) zeigt die Änderung des Videodatenpufferzustands während der jeweiligen Dekodierung. Die Dekodierungszeit des Bildes PES#1 ist SCR[2], und die Dekodierungszeit des Bildes PES#2 liegt zwischen SCR[4] und SCR[5].
  • Wie in 33B gezeigt, endet im Transportstrom TS3 die Datenübertragung von PES#1 und PES#2 mit dem Start der Dekodierung der Bilddaten von PES#1 und PES#2. Im Programmstrom PS3 jedoch werden die Daten V_PCK#1 für PES#1 erfolgreich in den Dekoder übertragen, während beim Dekodieren von PES#2 die Daten von V_PCK#4 nicht rechtzeitig übertragen werden, so dass ein Pufferleerlauf auftritt, weil die Dekodierung vor dem Abschluss der Datenübertragung begonnen hat. Damit entspricht der Programmstrom nicht P_STD. Um dies zu vermeiden und sicherzustellen, dass die Übertragung von PES#2 rechtzeitig abgeschlossen wird, können die ATS (ATS[14], ATS [25], ATS[36] jedes TS-Pakets im MPEG-TS, das in V_PCK#2 bis V_PCK#4 konvertiert worden ist, auf einen Zeitpunkt verschoben werden, der vor der Dekodierung der Daten des Bildes PES#2 liegt.
  • Weil somit ein Puffermanagement, das Pufferleerlauf- und Pufferüberlaufzustände verhindert, sowohl für den kodierten MPEG-TS als auch für den daraus konvertierten MPEG-PS erforderlich ist, muss beim Kodieren des MPEG-TS sowohl der kodierte MPEG-TS als auch der aus ihm konvertierte MPEG-PS antizipiert werden.
  • 58A und 58B beschreiben das Puffermanagement für den MPEG-TS und den antizipierten MPEG-PS, wenn der MPEG-TS vor der Konvertierung und der MPEG-PS nach der Konvertierung dieselbe Bitrate haben. Es kann davon ausgegangen werden, dass das Puffermanagement des. antizipierten MPEG-PS beim vorliegenden Ausführungsbeispiel das gleiche ist wie das Puffermanagement für den kodierten MPEG-TS. Das liegt daran, dass die Zeitstempelinformation (calculated PCR), die in den Multiplexeinheiten des in einen MPEG-PS konvertierten MPEG-TS festgelegt ist, und die Zeitstempelinformation, die in den MPEG-PS-Bündeln nach der Konvertierung festgelegt ist, die gleiche ist.
  • 58A zeigt ein Beispiel, bei dem ein Pufferleerlauf auftritt. Die Datenübertragung des kodierten MPEG-TS wird nicht in der Sollzeit K1, d.h. der DTS-Zeit, abgeschlossen. Daher wird antizipiert, dass die Datenübertragung des konvertierten MPEG-PS ebenfalls nicht rechtzeitig abgeschlossen sein wird.
  • Um diesen Pufferleerlauf zu vermeiden, muss die MPEG-TS-Zeitstempelinformation so eingestellt werden, dass die Datenübertragung in der Zeit K1, der DTS-Zeit, abgeschlossen wird, wie in 58B gezeigt. Damit kann angenommen werden, dass es auch beim konvertierten MPEG-PS nicht zum Pufferleerlauf kommt.
  • 59A und 59B beschreiben das Puffermanagement für den MPEG-TS und den antizipierten MPEG-PS, wenn die Bitrate des konvertierten MPEG-TS höher ist als die des resultierenden MPEG-PS. In diesem Fall kann nicht angenommen werden, dass das Puffermanagement für den antizipierten MPEG-PS das gleiche ist wie für den kodierten MPEG-TS. Für den MPEG-PS ist somit ein eigenes Puffermanagement erforderlich.
  • Ein Pufferleerlauf tritt nur bei dem MPEG-PS in dem in 59A gezeigten Fall auf. Die Datenübertragung wird bei dem kodierten MPEG-TS in der Sollzeit K1 (DTS-Zeit) abgeschlossen, und es tritt kein Pufferleerlauf auf. Beim konvertierten MPEG-PS jedoch wird die Datenübertragung nicht in der Sollzeit K1 (DTS-Zeit) abgeschlossen, und es tritt ein Pufferleerlauf auf. Deshalb muss die Datenübertragung ebenfalls in der Zeit K1, der DTS-Zeit, abgeschlossen werden, um einen Pufferleerlauf beim MPEG-PS zu vermeiden. Wenn der resultierende MPEG-PS ein MPEG-PS nach DVD-Norm ist, kann die Systemübertragungsgeschwindigkeit nicht erhöht werden. Deshalb muss die Bildrate reduziert werden, wie in 59B gezeigt, oder es muss die Gesamtmenge der Übertragungsdaten anderweitig reduziert werden um sicherzustellen, dass alle Daten rechtzeitig an den Dekoder übertragen werden.
  • ATS-SCR-Konvertierung
  • Es folgt die Beschreibung eines Verfahrens zum Bestimmen des SCR der PS-Bündel, wenn ein Strom in komprimiertem SESF in einen Programmstrom konvertiert wird. Es sei darauf hingewiesen, dass der SCR nur beim Konvertieren des ersten TS-Pakets einer Multiplexeinheit berechnet werden muss, weil der SCR berechnet wird, wenn neue Bündel erzeugt werden.
  • Das Grundkonzept zur Bestimmung des SCR wird zuerst beschrieben. Die den Bündeln des MPEG-PS nach der Konvertierung zugeordnete Zeitstempelinformation (SCR) ist in 60A und 60B für zwei verschiedene Fälle dargestellt.
  • 60A zeigt den Fall, in dem die Bitrate bei MPEG-TS und MPEG-PS gleich ist. In diesem Fall wird derselbe Wert, der in der entsprechenden Multiplexeinheit des MPEG-TS als Zeitstempelinformation (calculated_PCR) angegeben ist, auch als Zeitstempelinformation (SCR) der MPEG-PS-Bündel gesetzt.
  • 60B zeigt den Fall, in dem die MPEG-TS-Übertragungsgeschwindigkeit höher ist als die MPEG-PS-Übertragungsgeschwindigkeit. In diesem Fall wird die Puffereingabe-Fertigstellungszeit (SCR[i-1] + T) des unmittelbar vorausgehenden Bündels bei jedem Bündel (V_PCK) im Programmstrom nach der Konvertierung SCR[i] gesetzt. Der Grund für diese Festlegung des SCR wird nachstehend beschrieben.
  • Wenn der calculated PCR[i] der Multiplexeinheit, der SCR[i] entspricht, wie im Fall von 60A festgelegt wird, wird für SCR eine Zeit vor der Puffereingabe-Fertigstellungszeit (SCR[i-1] + T) des unmittelbar vorausgehenden Bündels gesetzt. Wenn für den SCR diese Zeit gesetzt wird, ist der Strom durch gängige DVD-Rekorder nicht abspielbar, was vermieden werden muss. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bitrate beim MPEG-TS höher eingestellt wird als beim MPEG-PS, weil die maximale Übertragungsgeschwindigkeit für Audio geringer ist als für Video.
  • Im folgenden wird die Bestimmung des SCR näher beschrieben.
  • Bei einem Strom im komprimierten SESF enthält eine SESF-Kapsel, wie in 55 gezeigt, ein Spitzenpaket und eine vorgegebene Anzahl von TS-Paketen, welche eine Multiplexeinheit bilden. Weil der Strom synchron mit einer Dekoder-Referenzzeit STC (Systemzeittakt) übertragen wird, enthält er ein PCR-Paket, um die STC zurückzusetzen.
  • Wie in 14 gezeigt, ist jedem TS-Paket eine erste Zeitstempelinformation (ATS) angefügt, welche die Übertragungszeit zum Dekoder angibt. Die Referenzzeit für diese erste Zeitstempelinformation (ATS) unterscheidet sich von der Dekoder-Referenzzeit.
  • Somit enthält das Spitzenpaket eine zweite Zeitstempelinformation (PCR_tip), die auf der Dekoder-Referenzzeit basiert, sowie die erste Zeitstempelinformation (ATS_tip), die sich auf dieselbe Referenzzeit bezieht wie das TS-Paket. Durch Bezug auf das Spitzenpaket kann der Dekoder die zweite Zeitstempelinformation (PCR) aus der ersten Zeitstempelinformation (ATS) der einzelnen TS-Pakete berechnen.
  • Wie in 61 gezeigt, wird die zweite Zeitstempelinformation, die aus der ersten Zeitstempelinformation (ATS[i]) jedes TS-Pakets am Anfang einer Multiplexeinheit berechnet wurde, zur zweiten Zeitstempelinformation für jede Multiplexeinheit (im folgenden als „calculated PCR[i]" bezeichnet).
  • Der PCR-Wert (PCR[i]) eines TS-Pakets wird beispielsweise nach folgender Gleichung unter Verwendung von PCR (PCR_tip) und dem ATS-Wert (ATS_tip) des ersten Spitzenpakets einer SESF-Kapsel sowie dem ATS-Wert ATS[i] des nächsten TS-Pakets erhalten, wenn ein Übertrag (Spaltenüberlauf) des ATS-Werts unberücksichtigt bleibt:
    PCR[i] = PCR_tip + (ATS[i] – ATS_tip)
  • Zur Bestimmung von calculated PCR[1], das im Fall von 61 die Dekoder-Eingabezeit der ersten Multiplexeinheit angibt, kann beispielsweise folgende Formel verwendet werden:
    calculated_PCR[1] = PCR[2] = PCR_tip + (ATS[2] – ATS_tip)
    calculated_PCR für jede Multiplexeinheit wird in gleicher Weise berechnet, wobei der ATS-Spaltenüberlauf berücksichtigt wird.
  • 34 zeigt die Beziehung zwischen calculated_PCR und SCR beim Konvertieren eines komprimierten SESF in einen MPEG-PS sowie den ersten Teil der Kapsel von 55. Die ATS, die in aufsteigender Reihenfolge vom Stromstart bis zu den TS-Paketen am Anfang einer jeden Multiplexeinheit beigeordnet sind, sind in 34 mit ATS[k] bezeichnet. Dieselbe Schreibweise wird für calculated_PCR und SCR verwendet. Der in der Reihenfolge des Auftretens für das erste TS-Paket einer jeden Multiplexeinheit berechnete PCR-Wert ist als calculated_PCR[i] angegeben (wobei i = 1, 2, ...). Der SCR der konvertierten Bündel wird entsprechend mit SCR[i] angegeben.
  • Wie oben beschrieben, beträgt die nach T_STD maximal zulässige Videostrom-Übertragungsgeschwindigkeit 15 Mbps. (Die Übertragungsgeschwindigkeit vom Multiplexpuffer zum Videopuffer) kann bei MP@ML 15 Mbps nicht überschreiten, und die Audiostrom-Eingabegeschwindigkeit ist auf eine geringere Geschwindigkeit als die von Video begrenzt. Die Übertragungsgeschwindigkeit von einem Übertragungspuffer zu einem Audiopuffer übersteigt außer bei AAC 2 Mbps nicht.) Anders als eine Multiplexeinheit mit Videodaten wird eine Multiplexeinheit mit Audiodaten somit mit niedriger Geschwindigkeit übertragen. Wenn also die Videodatenübertragungsgeschwindigkeit bis fast zur maximalen Übertragungsgeschwindigkeit von 9.8 Mbps im DVD-Format angehoben werden soll, müssen die Videodaten-TS-Pakete mit höherer Geschwindigkeit übertragen werden als der DVD-Übertragungsgeschwindigkeit (10,08 Mbps) entspricht, um eine ausreichende Übertragungszeit für die Audiodaten sicherzustellen, die langsamer übertragen werden, so dass die Übertragung länger dauert.
  • Wie aus 34 zu ersehen ist, haben das komprimierte SESF und das DVD-Format unterschiedliche Übertragungszeiten.
  • Folgende Beziehung muss zwischen der Dekoder-Ankunftszeit calculated PCR des ersten TS-Pakets einer Multiplexeinheit und dem SCR der daraus konvertierten Bündel gegeben sein:
    SCR[1] = calculated_PCR[1]
    SCR[i] = max(SCR[i-1] + T, calculated_PCR[i]) (i = 2, 3, ...)
    calculated_PCR[i] = PCR_tip + (ATS[i] – ATS_tip + WA × BS)
    T = PS_pack_size × 8 × system_clock_frequency/PSrate,
    wobei PCR_tip und ATS_tip der PCR-Wert des Spitzenpakets, das unmittelbar vor der gerade konvertierten Multiplexeinheit liegt, bzw. der ATS-Wert jenes Spitzenpakets ist, und WA angibt, wie oft bei der ATS zwischen ATS_tip und dem ATS (ATS[i]), der dem ersten TS-Paket in der i-ten Multiplexeinheit zugeordnet ist, ein Überlauf vorgekommen ist. Genauer gesagt, wird der ATS-Wert als ein endlicher Bitzählerwert ausgedrückt, gibt es eine Obergrenze für die Anzahl, die ausgedrückt werden kann und kann ein Überlauf vorkommen. Wie oft ein solcher Überlauf vorkommt, wird mit WA ausgedrückt. BS ist die Datenmenge, die einem ATS-Überlauf entspricht. Die Funktion max (a, b) ist eine Funktion zum Auswählen des Wertes von a oder b, der größer ist.
  • Außerdem ist PS_pack_size in der SCR[i] (i = 2, 3, ...)-Beziehung, wie bereits erwähnt, die Bytelänge eines Bündels in dem MPEG-PS, der bei der Konvertierung von TS nach PS ausgegeben worden ist; system_clock_frequency ist die Frequenz der MPEG-PS-Dekoder-Referenzzeit; und PSrate ist die Multiplexrate des MPEG-PS, der durch die Konvertierung von TS nach PS erzeugt worden ist. Genauer gesagt, gilt:
    PS_pack_size = 2048 Bytes
    System_clock_frequency = 27.000.000 Hz
    PSrate = 10.080.000 Bits/Sekunde
  • Es gibt zwei Muster für die Ausgabe von Bündeln nach dem ersten Bündel: Ausgabe der Bündel nach Abwarten einer Mindestübertragungsdauer, die durch die Übertragungsgeschwindigkeit bestimmt ist, nach der Ausgabe des vorhergehenden Bündels, und Ausgabe zur Dekoder-Eingabezeit des ersten TS-Pakets eines Bündels. Das erstere Verfahren des Verstreichenlassens der Mindestübertragungszeit vor der Bündelausgabe wird gewählt, wenn die Bündel ausgegeben werden, bevor die Videodaten in das DVD-Format konvertiert werden. Wenn beispielsweise die Bündel zu einem Zeitpunkt vor der Konvertierung der Videodaten in das DVD-Format ausgegeben werden, wird das erstgenannte Verfahren der Übertragung nach Abwarten der Mindestübertragungsdauer, die durch die Übertragungsgeschwindigkeit bestimmt ist, ab der Ausgabe des vorhergehenden Bündels gewählt.
  • Ein Programmstrom, der durch Konvertierung von TS nach PS erhalten wurde, muss, wie bereits erwähnt, P_STD entsprechen, so dass der SCR auf Werte in einem bestimmten Bereich begrenzt ist. Deshalb muss der jedem Paket im komprimierten SESF zugeordnete ATS-Wert unter Bezugnahme auf obige Beziehung zwischen ATS und SCR festgelegt werden.
  • 9.8 Einschränkungen bezüglich des Elementarstroms
  • Es folgt eine Beschreibung der Einschränkungen bezüglich des Elementarstroms des komprimierten SESF.
  • Weil die Neukodierung der Elementarströme ein sehr aufwendiger Vorgang ist, sind nur MPEG-2 Video für Videodaten und AC-3, MPEG-1 Audio und LPCM für Audiodaten erlaubt.
  • Das eingeschränkte SESF lässt LPCM weg, so dass eine Neukodierung des Elementarstroms nicht nötig ist und das Puffermanagement einfacher ist. Die im eingeschränkten SESF zulässigen Strome sind somit auf nur MPEG-2 Video für Videodaten und nur AC-3 und MPEG-1 Audio für Audiodaten beschränkt.
  • Die Elementarstromattribute sind in 35 für enkode_condition = „11b" gezeigt.
  • Weil die in der Abbildung angegebenen Attribute so festgelegt sind, dass die Kompatibilität mit DVD-Video oder DVD-VR auf Elementarstromebene erhalten bleibt, ist für ein eingeschränktes SESF (enkode_condition = 11b) mit diesen Attributen eine Neukodierung des Elementarstroms für die Konvertierung in ein DVD-Video- oder DVD-VR-Format nicht erforderlich, so dass eine Hochgeschwindigkeitskonvertierung möglich ist.
  • 36 gibt Elementarstromattribute für enkode_condition = „01b" an.
  • Weil die in der Abbildung angegebenen Attribute so festgesetzt sind, dass die Kompatibilität mit DVD-VR auf Elementarstromebene erhalten bleibt, ist für ein eingeschränktes SESF (enkode_condition = 01b) mit diesen Attributen eine Ele mentarstrom-Neukodierung für die Konvertierung in DVD-VR nicht erforderlich, so dass eine Hochgeschwindigkeitskonvertierung möglich ist.
  • Die Anmerkungen 1 bis 4 in 35 und 36 werden nachstehend erläutert:
    • Anmerkung 1: Dieses Attribut kann innerhalb ein und desselben VOB nicht geändert werden.
    • Anmerkung 2: Dieses Attribut kann in dem TS-Paket mit dem ersten auf das Spitzenpaket folgenden Elementarstrom geändert werden. Es kann mit anderen Worten nur im ersten Video- oder Audio-TS-Paket der SESF-Kapsel geändert werden.
    • Anmerkung 3: sequence_end_kode (Sequenzende-Kode) kann nicht zwischen sequence_headers (Sequenzköpfen) eingefügt werden, bei denen horizontal_size, vertical size und aspect_ratio_information gleich sind.
    • Anmerkung 4: Dieses Attribut kann sich innerhalb ein und desselben VOB ändern.
  • Die Einschränkungen bezüglich der Elementarströme eines eingeschränkten SESF wurden oben definiert.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass durch Erfüllung der obengenannten Kodierungsbedingungen ein eingeschränktes SESF erzeugt werden kann, das eine schnelle und einfache Konvertierung in ein DVD-Format ermöglicht.
  • 37 ist ein Flussdiagramm des Prozesses zur Erzeugung von Programmstrombündeln aus TS-Paketen (Multiplexeinheiten), die AV-Daten speichern.
  • Wie in der Abbildung gezeigt, wird ein TS-Paket im eingeschränkten SESF, das AV-Daten enthält, in ein MPEG-PS-Bündel von 2 kB, das AV-Daten enthält, konvertiert, wobei als Verarbeitungseinheit eine Multiplexeinheit genommen wird. Dieser Vorgang wird nachstehend Schritt für Schritt beschrieben.
  • Schritt S4200: Am Konvertierungsstartpunkt wird ein TS-Paket im eingeschränkten SESF gelesen.
  • Schritt S4201: Es wird festgestellt, ob das gelesene TS-Paket AV-Daten enthält und das erste TS-Paket einer Multiplexeinheit ist.
  • Ob AV-Daten enthalten sind, wird durch Bezugnahme auf den PID-Wert des TS-Pakets bestimmt, für das durch PMT angegeben wird, dass AV-Daten gespeichert sind.
  • Ist das vorhergehende TS-Paket ein Spitzenpaket, ein PSI/SI-Paket oder ein PCR-Paket, weiß man, dass das nachfolgende TS-Paket, das AV-Daten enthält, das erste TS-Paket der Multiplexeinheit ist. Weil als Konvertierungsstartpunkt ein Spitzenpaket genommen wird, kann der Anfang einer Multiplexeinheit durch sequentielles Lesen der TS-Pakete erfasst werden (das erste TS-Paket gleich nach dem Spitzenpaket, das AV-Daten enthält, ist mit anderen Worten stets der Anfang einer Multiplexeinheit).
  • Wenn festgestellt wird, dass das TS-Paket nicht der Anfang einer Multiplexeinheit ist, oder wenn die Konvertierung nicht bei einem Spitzenpaket beginnt und der Anfang der Multiplexeinheit nicht erkennbar ist, kehrt die Steuerung zum Schritt S4200 zurück, um das nächste TS-Paket zu lesen.
  • Wird der Anfang einer Multiplexeinheit gefunden, geht die Steuerung zum nächsten Schritt über.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Konvertierung nach dem oben beschriebenen SCR-Konvertierungsverfahren, auch wenn dies in diesem Flussdiagramm nicht angegeben ist, auch auf ein TS-Paket am Anfang der Multiplexeinheit nicht angewendet werden kann, wenn das Spitzenpaket nicht zuvor lokalisiert worden ist, jedoch kann die Konvertierung durch Verwendung des PCR-Pakets anstelle eines Spitzenpakets fortgesetzt werden.
  • Schritt S4202: Unter Verwendung des dem ersten TS-Paket der Multiplexeinheit zugeordneten ATS wird die Dekoder-Eingabezeit (SCR) des aus dem betreffen den TS-Paket konvertierten MPEG-PS-Bündels berechnet. Dieser SCR wird in der oben beschriebenen Weise berechnet. Sobald der SCR ermittelt ist, ist der in 38 gezeigte Bündelkopf vollständig, weil anders als beim SCR im Bündelkopf nur feste Werte zulässig sind.
  • Schritt S4203: Dann wird der Paketkopf erzeugt.
  • Der Paketkopf wird auf der Grundlage des PES-Paketkopfs des eingeschränkten SESF erzeugt. Der entstehende Paketkopf muss mit den in 39 angegebenen Feldwerten formatiert werden. Denn wenn die Kopflänge oder andere Feldwerte nicht konstant sind, ist die Konvertierung aus einem eingeschränkten SESF nicht konstant, was das Puffermanagement beeinträchtigt. Es sei darauf hingewiesen, dass nicht dargestellte Felder konstante Werte enthalten und deshalb weggelassen worden sind.
  • Die Feldwerte des PES-Paketkopfs sind im Detail im eingeschränkten SESF definiert, um die für die Konvertierung aus einem PES-Paketkopf (MPEG-TS) in einen MPEG-PS-Paketkopf erforderliche Verarbeitung zu minimieren.
  • Wenn der Umfang eines PES-Pakets im Vergleich zum Umfang eines Bündels groß ist, wird ein PES-Paket in mehrere Bündel konvertiert. In diesem Fall wird folgendes im Paketkopf des zweiten und der nachfolgenden Bündel geändert: PTS_DTS_flags beim ersten Paketkopf, der aus dem PES-Paket erzeugt worden ist, wird auf 00b gesetzt; PES_extension_flag wird auf 00b gesetzt; stuffing_byte_length wird angepasst, und PES_header_data_length wird korrigiert.
  • Die Paketköpfe werden also erzeugt, indem der erste Paketkopf ab dem PES-Paketkopf teilweise geändert wird und der zweite sowie die weiteren Paketköpfe ab dem ersten Paketkopf teilweise geändert werden.
  • Schritt S4204: Dann wird der Nutzdatenteil des TS-Pakets einfach nacheinander ab dem Beginn der Nutzdaten in das PS-Bündel kopiert.
  • Schritte S4205 bis S4207: Diese Schritte sind einfach Wiederholungen, bis die Multiplexeinheit vollständig ist (d.h. bei den 11 TS-Paketen). Weil ein Null-Paket eingefügt sein könnte, werden die PID (0x1FFF) des Null-Pakets bestätigt und die Nutzdaten im TS-Paket kopiert.
  • Nur das TS-Paket, das die letzten Daten eines PES-Pakets speichert, ist vorzugsweise so festgelegt, dass es ein Anpassungsfeld hat. Folglich speichern alle TS-Pakete bis auf das TS-Paket mit den letzten Daten eines PES-Pakets Nutzdaten fester Länge mit 184 Bytes, so dass das Lesen der Nutzdaten leichter ist.
  • Schritt S4208: Die Bytelänge des resultierenden Bündels im Programmstrom wird dann berechnet, wenn das Kopieren der Nutzdaten bis zum Ende der Multiplexeinheit abgeschlossen ist. Wenn die Bündellänge 2048 Bytes beträgt, ist das Bündel vollständig. Beträgt die Bytelänge nicht 2048 Bytes, geht die Steuerung zu Schritt S4209 über.
  • Schritt S4209: Hat das Bündel weniger als 2048 Bytes, werden am Ende der Nutzdaten Füllpakete angefügt, bis die Bündellänge 2048 Bytes beträgt.
  • Die Konvertierung einer Multiplexeinheit mit AV-Daten erfolgt in der oben beschriebenen Weise. Dieser Vorgang wiederholt sich einfach nur dann, wenn eine Multiplexeinheit erfasst wird, bis die Verarbeitung des zur Konvertierung bestimmten Teils des eingeschränkten SESF endet.
  • Der vorstehend beschriebene Konvertierungsvorgang wird im folgenden mit Bezug auf die Verarbeitung der unterschiedlichen Arten von Bündeln näher beschrieben.
  • Konvertierung in Videobündel (V_PCK)
  • 40A und 40B zeigen die Konvertierung eines eingeschränkten SESF in einen MPEG-PS. Wie in 40A gezeigt, ist ein Video-PES-Paket normalerweise größer als 2 kB und wird daher zum Multiplexen in das eingeschränkte SESF gewöhnlich in mehrere Multiplexeinheiten unterteilt.
  • Mit Ausnahme der letzten Multiplexeinheit in einem Video-PES-Paket ist das eingeschränkte SESF so definiert, dass so viele PES-Paket-Daten wie möglich in eine Multiplexeinheit gepackt werden. Außer der letzten Multiplexeinheit enthalten somit alle Multiplexeinheiten 2024 Bytes (= 184 × 11 Bytes) Daten.
  • Durch diese Definition des eingeschränkten SESF können die Felder PES_packet_length und stuffing_byte während der Konvertierung von TS in PS vordefiniert werden.
  • Die letzte Multiplexeinheit mit Daten für ein Video-PES-Paket füllt den restlichen Platz mit einem Anpassungsfeld und mit Null-Paketen, um eine vollständige Multiplexeinheit zu bilden.
  • Wie in 40A und 40B gezeigt, umfassen die Multiplexeinheiten in einem Video-PES-Paket folgende drei Arten: die erste Multiplexeinheit, die die ersten Daten des PES-Pakets speichert (MU#1 in der Figur), Multiplexeinheiten, die Daten aus der Mitte des PES-Pakets speichern (MU#n, wobei n = 2, 3, ..., N-1 in der Figur), und die Multiplexeinheit, die die letzten Daten aus dem PES-Paket speichert (MU#N).
  • Entsprechend diesen Arten von Multiplexeinheiten ergeben sich die in 40B gezeigten Bündel des aus dem TS konvertierten MPEG-PS.
  • Das aus MU#1 konvertierte Bündel wird immer mit mindestens 10 Byte leerem Platz erzeugt, weshalb ihm am Ende ein Füllpaket angefügt wird.
  • Ist bei einem Bündel im DVD-Format ein Raum von 7 Byte oder weniger frei, werden bis zu einer Gesamtzahl von 2048 Bytes Füllbytes (letztes Feld im Paketkopf) angefügt. Sind 8 oder mehr Bytes leer, wird ein Füllpaket angefügt.
  • Bündeln, die aus MU#n konvertiert wurden, wird zur Vervollständigung ein Füllbyte angefügt. Dem aus MU#N konvertierten Bündel wird ein Füllpaket angefügt, weil bei der Zusammenstellung des Bündels normalerweise mindestens 8 Bytes fehlen.
  • Konvertierung in Audiobündel A_PCK
  • 41A und 41B zeigen die Konvertierung eines eingeschränkten SESF in einen MPEG-PS. Wie in der Abbildung gezeigt ist, ist ein Audio-PES-Paket (das ein oder mehrere Audio-Frames enthält) kleiner als eine Multiplexeinheit.
  • Da ein Audio-PES-Paket in eine Multiplexeinheit passt, ist keine komplizierte Konvertierung wie für Video-PES-Pakete erforderlich. Das heißt, wie in 41B gezeigt, es wird immer ein Füllpaket in die erzeugten Bündel eingefügt.
  • Weil sich PES_packet_length bei der Konvertierung von TS nach PS nicht ändert, besteht außerdem die einzige bei der Konvertierung nötige Berechnung darin, die stream_id während der MPEG-1-Audio-Konvertierung in geeigneter Weise festzulegen.
  • 42 zeigt die im eingeschränkten SESF zulässige Audiobitrate und die maximal in einem Audio-PES-Paket gespeicherten Nutzdaten, wenn AC-3 und MPEG-1 Audio gespeichert werden. Es wird immer ein Füllpaket eingefügt, weil Audiodaten, welche die hier angegebene maximale Bytelänge übersteigen, nicht in einem einzigen Audio-PES-Paket gespeichert werden.
  • Konvertierung von TS nach PS
  • Der Vorgang der Konvertierung von TS nach PS wird unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme von 43 bis 54 näher beschrieben.
  • 43 ist ein Flussdiagramm des Hauptteils der Konvertierung von TS nach PS. Dieser Vorgang beginnt auf Anforderung der Konvertierung von TS nach PS durch den Nutzer. Der erste Schritt besteht in der Suche nach der ersten SESF-Kapsel, mit der die Konvertierung beginnt (S11). Dann wird festgestellt, ob die zu verarbeitende SESF-Kapsel gefunden wurde (S12). Ist das nicht der Fall, endet der Vorgang. Wurde sie gefunden, laufen ein Initialisierungsvorgang (S13) und ein Kapseleinheitsvorgang (S14) ab.
  • 44 ist ein Flussdiagramm des Initialisierungsvorgangs (S13). Dieser Vorgang legt die im nachfolgenden Prozess verwendeten Variablen fest und initialisiert sie und beginnt damit festzustellen, ob ein Spitzenpaket gelesen wurde (S21). Wurde das Spitzenpaket nicht gelesen, wird das Spitzenpaket jetzt gelesen (S22). Dann werden der ATS-Wert des Spitzenpakets in die Variable ATSTip (S23) und der PCR-Wert des Spitzenpakets in die Variable PCRTip geschrieben (S24), wobei die Variable MU_num, welche die Nummer der gerade verarbeiteten Multiplexeinheit angibt, auf 0 initialisiert wird (S25) und die Variable WA, welche die Anzahl der ATS-Überläufe angibt, auf 0 initialisiert wird (S26).
  • 45 ist ein Flussdiagramm des Kapseleinheitsvorgangs (S14). Auch dieser Vorgang beginnt mit dem Lesen eines TS-Pakets (S31). Dann wird festgestellt, ob das gelesene TS-Paket ein Spitzenpaket ist (S32). Ist das gelesene Paket ein Spitzenpaket, endet der Vorgang. Ist es kein Spitzenpaket, wird festgestellt, ob das gelesene TS-Paket ein Audio-Paket oder ein Video-Paket enthält (S33). Enthält das TS-Paket weder ein Audio-Paket noch ein Video-Paket, kehrt die Steuerung zum Schritt S31 zurück; und es werden nacheinander TS-Pakete gelesen, bis ein TS-Paket, das ein Audio- oder ein Video-Paket enthält, erfasst wird (S31 bis S33). Wenn das TS-Paket ein Audio- oder ein Video-Paket enthält, werden auch die nächsten 10 TS-Pakete gelesen (S34). Dann wird MU_num weitergezählt (S35). Dann wird der ATS-Wert aus dem ersten TS-Paket in der Multiplexeinheit in die Variable ATS[MU_num] geschrieben (S36). Die Bytelänge der Nutzdaten im PES-Paket der Multiplexeinheit wird auf payload_len gesetzt (S37). Dann läuft ein Bündeleinheitsvorgang ab (S38).
  • 46 ist ein Flussdiagramm des Bündeleinheitsvorgangs (S38). Dieser Bündeleinheitsvorgang besteht aus den vier Unterroutinen SCR-Berechnung (S41), Bündelkopfprozess (S42), Paketkopfprozess (S43), Nutzdaten-Prozess (S44) und Füllpaket-Prozess (S45). Jede dieser Unterroutinen wird im folgenden beschrieben.
  • Der SCR-Berechnungsvorgang ist in 47 dargestellt. Bei diesem Vorgang wird der SCR-Wert des Bündels festgelegt.
  • Zunächst wird auf die Variable MU_num Bezug genommen, um die erste Multiplexeinheit in der Kapsel zu erfassen. Ist es die erste Multiplexeinheit, wird der Wert von ATSTip in die Variable ATS[0] und PCRTip in die Variable SCR[0] geschrieben (Schritte S51 bis S53).
  • Dann werden ATS[MU_num] und ATS[MU_num-1] miteinander verglichen (S55). Der ATS-Wert aus dem ersten Paket in der Multiplexeinheit wird als ATS[i] gespeichert. Der ATS-Wert gibt den relativen Übertragungszeitpunkt bezogen auf ein bestimmtes Paket an. Der ATS-Wert in einem späteren Paket ist daher normalerweise höher als der ATS-Wert eines vorhergehenden Pakets. Weil jedoch der ATS-Wert ein endlicher Wert ist, der mit 30 Bits wiedergegeben werden kann, kann ein Übertrag (ein Spaltenüberlauf) vorkommen. In diesem Fall könnte der ATS-Wert eines späteren Pakets kleiner sein als der ATS-Wert eines vorhergehenden Pakets. Im Schritt S54 wird diese Umkehrung der ATS-Werte überwacht und dadurch festgestellt, ob ein Übertrag (Spaltenüberlauf) vorgekommen ist. Wenn ATS[MU_num] kleiner oder gleich ATS[MU_num-1] ist, d.h. wenn der Überlauf erfasst worden ist, wird die Variable WA inkrementiert (S55).
  • Der jeweils höhere Wert von SCR[MU_num-1] + T und (PCRTip + ATS[MU_num] – ATSTip + WA × BS) wird dann für SCR[MU num] eingesetzt (S56).
  • Es folgt eine Beschreibung des Bündelkopfprozesses unter Bezugnahme auf 48.
  • Dieser Prozess editiert die Bündelkopfdaten mit der in 38 gezeigten Datenstruktur. Die übrige SCR, geteilt durch 300, wird in SCR_extension geschrieben (S61), während der Quotient in SCR_base (S62), „0x6270" in program_mux_rate (S63) und „000b" in pack_stuffing_length (S64) geschrieben werden. Andere Feldwerte werden dann in geeigneter Weise editiert, um die Bündelkopfdaten zu vervollständigen (S65).
  • Der Paketkopfprozess wird unter Bezugnahme auf 49 beschrieben.
  • Dieser Vorgang beginnt mit einer Strom-ID-Routine, um die Strom-ID festzulegen (S71). Dann wird festgestellt, ob das erste TS-Paket in der Multiplexeinheit einen PES-Paketkopf enthält (S72). Enthält das erste TS-Paket in der Multiplexeinheit einen PES-Paketkopf, läuft der Ablauf start-of-PES-packet (S73) ab, ansonsten der Ablauf non-start-of-PES-packet (S74). Ob das erste TS-Paket in einer Multiplexeinheit einen PES-Paketkopf enthält, kann unter Bezugnahme auf payload_unit_start_indicator im TS-Paketkopf oder durch Direkterfassung festgestellt werden, wenn der PES-Paketkopf-Startkode gespeichert ist.
  • Es folgt eine Beschreibung des Strom-ID-Prozesses unter Bezugnahme auf 50.
  • Bei diesem Vorgang wird der Feldwert stream_ID (Stromidentifizierung) festgelegt. Ist der verarbeitete Stromtyp „MPEG-2 Video", wird die stream_id auf „0xE0" gesetzt (S81, S82). Ist der Stromtyp „AC3-Audio", wird die stream_id auf „0xBD" gesetzt (S83, S84). Ist der Stromtyp „MPEG-1 Audio" und „primäres Audio", wird die stream_id of „0xCO" gesetzt (S85, S86, S87). Ist der Stromtyp „MPEG-1 Audio" und „sekundäres Audio", wird die stream_id auf „0xC1" gesetzt (S85, S88, S89).
  • Der Vorgang start-of-PES packet (Beginn des PES-Pakets) wird unter Bezugnahme auf 51 beschrieben.
  • 56 gibt die PES-Paket-Struktur nach MPEG-Norm im Detail wieder. Der Vorgang start-of-PES packet editiert die Feldwerte entsprechend der in 56 gezeigten Struktur.
  • Zunächst wird ermittelt, ob der Stromtyp „MPEG-2 Video" ist (S91). Ist das der Fall, wird der aus nachstehender Gleichung errechnete Wert in PES_packet_length geschrieben (S92): PES_packet_length = (3 + PES_header_data_length) + payload_len
  • Die 3 Bytes von "10" bis PES_header_data_length (siehe 56) in jedem Feld des TS-Pakets vor der Konvertierung werden direkt in das entsprechende Feld des Paketkopfs des konvertierten MPEG-PS-Bündels kopiert (S93). Es wird auf PTS_DTS_flags im TS-Paket vor der Konvertierung Bezug genommen um fest zustellen, ob ein PTS vorhanden ist (S94). Ist ein PTS vorhanden, wird er direkt in das entsprechende Feld des Paketkopfs im konvertierten MPEG-PS-Bündel kopiert (S95). Ebenso wird auf PTS_DTS_flags Bezug genommen um festzustellen, ob ein DTS gegeben ist (S96). Ist ein DTS gegeben, wird er direkt in das entsprechende Feld des Paketkopfs im konvertierten MPEG-PS-Bündel kopiert (S97). Wird PES_extension_flag_auf „1" gesetzt (S98), läuft Schritt S99 ab.
  • Im Schritt S99 wird erneut der Stromtyp erfasst, und die drei Bytes von PES_private_data_flag bis P_STD_buffer_flag werden entsprechend dem erfassten Stromtyp überschrieben. Wenn also der Stromtyp „MPEG-2 Video" ist (S99), werden die drei Bytes von PES_private_data_flag bis P_STD_buffer_flag mit „0x1E60E8" überschrieben (S100). Ist der Stromtyp „AC3-Audio" (S101), wird „0x1E603A" geschrieben (S102). Ist der Stromtyp „MPEG-1 Audio" (S103), wird „0x1E4020" geschrieben (S104).
  • Es folgt die Beschreibung des Vorgangs non-start-of-PES-packet (kein PES-Paket-Beginn) unter Bezugnahme auf 52.
  • Die 2 Bytes von „10" bis PES_extension_flag im PES-Paket werden auf „0x8000" gesetzt (S111), und es wird festgestellt, ob payload_len weniger als 2018 beträgt (S112). payload_len ist die Datenlänge des PES-Pakets in einer Multiplexeinheit und umfasst maximal 184 × 11 = 2024 Bytes. Wenn payload_len kleiner 2018 ist, wird PES_header_data_length auf 0 gesetzt (S113). Ist payload_len größer/gleich 2018, wird PES_header_data_length auf (2025 – payload_len) gesetzt (S114), und das PES-Paket wird bis zur Bytelänge von PES_header_data_length aufgefüllt (S115). Der aus nachstehender Gleichung errechnete Wert wird als PES_packet_length gesetzt (S116): PES_packet_length = (3 + PES_header_data_length) + payload_len
  • Es folgt eine Beschreibung des Nutzdatenvorgangs unter Bezugnahme auf 53.
  • Zunächst wird die Variable i auf 1 initialisiert (S121). Dann werden die Nutzdaten des im i-ten TS-Paket gespeicherten PES-Pakets gelesen (S122) und zu den Nutzdaten des Bündels hinzugefügt (S123). Dann wird die Variable i weitergezählt (S124). Die Schritte S122 bis S125 werden wiederholt bis i = 12 (S125), d.h. bis alle TS-Pakete in einer Multiplexeinheit verarbeitet sind.
  • Im folgenden wird der Füllpaket-Vorgang unter Bezugnahme auf 54 beschrieben.
  • Zunächst wird ermittelt, ob PES_packet_length gleich 2028 ist (S131). Entspricht PES_packet_length nicht 2028, wird PES_packet_length des Füllpakets auf {(2028 – PES_packet_length) – 6} gesetzt (S132), und das Füllpaket wird den Nutzdaten angefügt.

Claims (5)

  1. Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen von Multiplex-Video- und -Audiodaten auf einem Datenträger (100) in Form eines ersten Stroms in einem Komprimierungsformat, welche aus dem ersten Strom in einen zweiten Strom konvertierbar sind, wobei die Aufzeichnungsvorrichtung aufweist: eine Kodierungseinheit (214) zum Kodieren der als erster Strom aufzuzeichnenden Video- und Audiodaten gemäß dem Komprimierungsformat, eine Aufzeichnungseinheit (221) zum Aufzeichnen des kodierten ersten Stroms auf dem Datenträger und eine Steuereinheit (212) zum Steuern der Kodierungseinheit und der Aufzeichnungseinheit, wobei der erste Strom so strukturiert ist, dass Daten segmentiert in ersten Blöcken gespeichert werden, und wobei der zweite Strom so strukturiert ist, dass Daten segmentiert in zweiten Blöcken gespeichert werden, wobei der maximale Datenumfang der ersten und der zweiten Blöcke unterschiedlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Komprimierungsformat eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender erster Blöcke in dem ersten Strom als Einheit (Multiplexeinheit) (210) behandelt werden, wobei die bestimmte Anzahl so festgelegt ist, dass die Gesamtmenge der in der Einheit zu speichernden Daten die in einem zweiten Block zu speichernde Datenmenge nicht übersteigt, und alle in derselben Einheit zu speichernden Daten gleichartige Daten des elementaren Stroms sind, so dass eine Konvertierung des ersten Stroms im Komprimierungsformat in den zweiten Strom möglich wird, indem die eine Einheit bildenden ersten Blöcke einheitsweise in einen zweiten Block konvertiert werden, ohne die Multiplexreihenfolge der ersten Blöcke zu ändern, und dass die Steuereinheit (212) dazu eingerichtet ist, Zeitmarken festzulegen, die den ersten Blöcken des kodierten ersten Stroms anzufügen sind, wobei mehrere aufeinanderfolgende Einheiten (210) in dem ersten Strom als Kapsel (200) behandelt werden, in die ein Steuerblock (tip) eingefügt ist, wobei der erste am Anfang der Einheit (210) angeordnete Block eine erste Zeitmarke (ATS[i]) enthält, die den Zeitpunkt des Beginns der Eingabe dieses ersten Blocks in einen Systemdekoder (218) auf der Basis eines ersten Referenzwerts angibt, wobei der Steuerblock (tip) eine erste Tip-Zeitmarke (ATS_tip), welche den Zeitpunkt des Beginns der Eingabe des Steuerblocks in einen Systemdekoder (218) auf der Basis des ersten Referenzwerts angibt, und eine zweite Tip-Zeitmarke (PCR_tip), welche den Zeitpunkt des Beginns der Eingabe des Steuerblocks in einen Systemdekoder (218) auf der Basis eines zweiten, vom ersten verschiedenen Referenzwerts angibt, enthält, und wobei außerdem vorhanden sind: Mittel zum Berechnen der zweiten Zeitmarke calculated_PCR[i] des ersten Blocks am Anfang jeder Einheit und des Zeitpunkts des Beginns der Eingabe SCR[i] in den Systemdekoder jedes zweiten Blocks in dem aus dem ersten Strom konvertierten zweiten Strom, die nach folgenden Formeln erhalten werden: SCR[1] = calculated_PCR[1] SCR[i] = max(SCR[i-1] + T, calculated_PCR[i] (i = 2, 3, ...) calculated_PCR[i] = PCR_tip + (ATS[i] – ATS_tip + C) wobei T die Mindestübertragungsdauer eines zweiten Blocks und C ein Korrekturfaktor für den Überlauf von ATS[i] ist, Mittel zum Bestimmen, ob beim kodierten ersten Strom im Komprimierungsformat oder im zweiten Strom ein Leerlaufen des Zwischenspeichers auftritt, wobei die Bestimmung beim zweiten Strom auf der Basis obiger Berechnung erfolgt, und Mittel zum Anpassen der ersten, den ersten Blöcken am Anfang der Einheiten anzufügenden Zeitmarke in der Weise, dass im kodierten ersten Strom und im zweiten Strom kein Leerlaufen des Zwischenspeichers auftritt.
  2. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der Bedingungen der Übertragungsgeschwindigkeit für Audiodaten und Videodaten im ersten Strom und im zweiten Strom verschieden sind, und die Steuereinheit (212) die Kodierungseinheit (214) so steuert, dass der erste Strom diese Bedingungen der Übertragungsgeschwindigkeit sowohl beim kodierten ersten Strom als auch beim vorweggenommenen zweiten Strom erfüllt.
  3. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der nach diesen Bedingungen der Übertragungsgeschwindigkeit: die für einen ersten Block mit Videodaten im ersten Strom maximal zulässige Übertragungsgeschwindigkeit größer als die für einen ersten Block mit Audiodaten maximal zulässige Übertragungsgeschwindigkeit oder gleich groß ist; und die für einen zweiten Block mit Videodaten im zweiten Strom maximal zulässige Übertragungsgeschwindigkeit gleich der für einen zweiten Block mit Audiodaten maximal zulässigen Übertragungsgeschwindigkeit ist.
  4. Aufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen von Multiplex-Video- und -Audiodaten auf einem Datenträger (100) in Form eines ersten Stroms in einem Komprimierungsformat, welche aus dem ersten Strom in einen zweiten Strom konvertierbar sind, wobei das Aufzeichnungsverfahren folgende Schritte aufweist: Kodierender als erster Strom aufzuzeichnenden Video- und Audiodaten gemäß dem Komprimierungsformat; und Aufzeichnen des kodierten ersten Stroms auf dem Datenträger, wobei der erste Strom so strukturiert ist, dass Daten segmentiert in ersten Blöcken gespeichert werden, und der zweite Strom so strukturiert ist, dass Daten segmentiert in zweiten Blöcken gespeichert werden, wobei der maximale Datenumfang der ersten und der zweiten Blöcke unterschiedlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Komprimierungsformat eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender erster Blöcke in dem ersten Strom als Einheit (Multiplexeinheit) (210) behandelt werden, wobei die bestimmte Anzahl so festgelegt ist, dass die Gesamtmenge der in der Einheit zu speichernden Daten die in einem zweiten Block zu speichernde Datenmenge nicht übersteigt, und alle in derselben Einheit zu speichernden Daten gleichartige Daten des elementaren Stroms sind, so dass eine Konvertierung des ersten Stroms im Komprimierungsformat in den zweiten Strom möglich wird, indem die eine Einheit bildenden ersten Blöcke einheitsweise in einen zweiten Block konvertiert werden, ohne die Multiplexreihenfolge der ersten Blöcke zu ändern, und dass das Verfahren außerdem den Schritt der Festlegung von Zeitmarken aufweist, die den ersten Blöcken des kodierten ersten Stroms anzufügen sind, wobei mehrere aufeinanderfolgende Einheiten (210) im ersten Strom als Kapsel (200) behandelt werden, in die ein Steuerblock (tip) eingefügt ist; wobei der erste am Anfang der Einheit (210) angeordnete Block eine erste Zeitmarke (ATS[i]) enthält, die den Zeitpunkt des Beginns der Eingabe dieses ersten Blocks in einen Systemdekoder (218) auf der Basis eines ersten Referenzwerts angibt; wobei der Steuerblock (tip) eine erste Tip-Zeitmarke (ATS_tip), welche den Zeitpunkt des Beginns der Eingabe des Steuerblocks in einen Systemdekoder (218) auf der Basis des ersten Referenzwerts angibt, und eine zweite Tip-Zeitmarke (PCR_tip), welche den Zeitpunkt des Beginns der Eingabe des Steuerblocks in einen Systemdekoder (218) auf der Basis eines vom ersten Referenzwert verschiedenen zweiten Referenzwerts angibt, enthält; und wobei das Verfahren außerdem folgende Schritte aufweist: Berechnen der zweiten Zeitmarke calculated PCR[i] des ersten Blocks am Anfang jeder Einheit und des Zeitpunkts des Beginns der Eingabe SCR(i] in den Systemdekoder jedes zweiten Blocks in dem aus dem ersten Strom konvertierten zweiten Strom, die nach folgenden Formeln erhalten werden: SCR[1] = calculated_PCR[1] SCR[i] = max(SCR[i-1] + T, calculated_PCR[i] (i = 2, 3, ...) calculated_PCR[i] = PCR_tip + (ATS[i] – ATS_tip + C) wobei T die Mindestübertragungsdauer eines zweiten Blocks und C ein Korrekturfaktor für ein Überlaufen von ATS[i] ist, Bestimmen, ob beim kodierten ersten Strom im Komprimierungsformat oder im zweiten Strom ein Leerlaufen des Zwischenspeichers auftritt, wobei die Bestimmung beim zweiten Strom auf der Basis obiger Berechnung erfolgt, und Anpassen der ersten, den ersten Blöcken am Anfang der Einheiten anzufügenden Zeitmarke in der Weise, dass im kodierten ersten Strom und im zweiten Strom kein Leerlaufen des Zwischenspeichers auftritt.
  5. Computerlesbares Programm zum Ausführen des in Anspruch 4 beschriebenen Verfahrens auf einem Computer.
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