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1. Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
das Gebiet der Speicherung von Audio- und Videodaten. Im Besonderen
betrifft die vorliegende Erfindung das Speichern von Audio- und
Videodaten unterschiedlicher Formate.
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2. Stand der
Technik
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Das Aufzeichnen und die Wiedergabe
von Audio- und Videodaten hat sich von einem verhältnismäßig einfachen
Verfahren zu einem komplexen Vorgang entwickelt, der mit Faktoren
wie der Datenkomprimierung und mehreren Ein- und Ausgabeformaten zu
kämpfen
hat.
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Im Zuge der Umstellung von Sendeinformationen
auf die digitale Darstellung werden digitale Datenkomprimierungstechniken
zur Reduzierung der erforderlichen Datenmenge zum Vorsehen aller
Audio- und Videodaten für
eine bestimmte Übertragung verwendet.
Leider sind nicht alle Formate zum Vorsehen der Audio-/Videodaten
in einem gemeinsamen Format standardisiert. Ein allgemein bekanntes
und weitverbreitet eingesetztes komprimiertes Audio-/Videoformat
ist der Standard Moving Pictures Experts Group (MPEG).
Es existieren jedoch Unterschiede zwischen den verschiedenen Diensteanbietern
für die
Videodienste hinsichtlich der Protokolle zur Übermittlung von MPEG komprimierten
Audio- und Videodaten. Zum Beispiel sieht DIRECTV, eine
Tochtergesellschaft von GM Hughes Electronics und United State Satellite
Broadcasting, Inc. (zugehörig
zu Hubbard Broadcasting) mit Sitz in Los Angeles, Kalifornien, USA,
den DIRECTVTM Service in einem
proprietären Format
vor, das sich von dem anderer Diensteanbieter unterscheidet, die
den MPEG-Standard für
das Übermittlungsprotokoll
ebenso wie für
die Komprimierung verwenden.
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Die unterschiedlichen Formate sind
problematisch für
die Aufzeichnungsgeräte.
Für die
Konfiguration eines Unterhaltungssystems bzw. Home Entertainment-Systems
zum Empfangen und Aufzeichnen von Sendungen in unterschiedlichen
Formaten, wie etwa MPEG und DIRECTV, müssten zwei einzelne Aufzeichnungsvorrichtungen
verwendet werden, die zwei einzeln formatierte digitale Kassetten
aufweisen, von denen eine für
den Empfang von MPEG-Übertragungen
kompatibel ist, während
die andere für
den Empfang von DIRECTV-Übertragungen
kompatibel ist.
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Aus diesem Grund ist es wünschenswert,
einen einzelnen Aufzeichnungs- und Wiedergabemechanismus für die Aufzeichnung
unterschiedlicher digitaler Formate bzw. Protokolle vorzusehen.
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EP-A-0 712123 offenbart eine Videoaufzeichnungsvorrichtung
zum Aufzeichnen eines MPEG-Signals. In Bezug auf die Abbildung aus 5 wird darin beschrieben,
dass der Header des Eingangsstroms zur Erfüllung des Aufzeichnungsformats
teilweise durch Zeitinformationen ersetzt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
sehen einen innovativen Mechanismus zum Aufzeichnen digitaler Audio-/Videodaten,
die von verschiedenen Quellen in unterschiedlichen Datenformaten
stammen, in einem Format zum Aufzeichnen auf einer digitalen Kassette vor.
Die Vorrichtung verwendet eine gemeinsame Schaltkreisanordnung für den Empfang,
die Aufzeichnung und die Wiedergabe der Audio-/Videodaten, wobei die Architektur insgesamt
einfach gehalten wird. Die Vorrichtung ist mit hoch entwickelten Formatierungsmerkmalen
wie etwa Trick Play ohne signifikanten Overhead kompatibel.
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Vorgesehen ist gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Videoaufzeichnungsvorrichtung,
die folgendes umfasst:
einen ersten Eingang zum Empfang eines
ersten Videostroms in einem ersten Format;
eine Anzeige zur
Ausgabe des ersten Videostroms an ein mit dem ersten Format kompatibles
Anzeigesystem;
eine Aufzeichnungsvorrichtung, wobei die genannte Aufzeichnungsvorrichtung
Videoströme
in einem vordefinierten, komprimierten Videoformat aufzeichnet; und
einen Übersetzer,
der zwischen den ersten Eingang und die Aufzeichnungsvorrichtung
gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Übersetzer
die Videoinformationen aus dem ersten Videostrom extrahiert, Header-Informationen
erzeugt, die mit dem vordefinierten komprimierten Videoformat kompatibel
sind und die erzeugten Header-Informationen mit den extrahierten
Videoinformationen verknüpft,
so dass ein modifizierter erster Videostrom in dem vordefinierten
komprimierten Videoformat zur Ausgabe an die Aufzeichnungsvorrichtung
erzeugt wird, wenn sich das erste Format von dem vordefinierten
komprimierten Videoformat unterscheidet, wenn der erste Videostrom
aufgezeichnet werden soll.
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Vorgesehen ist gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Videoaufzeichnung,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Empfangen
eines ersten Videostroms in einem ersten Videoformat, wobei der
Strom eine Mehrzahl von Paketen umfasst, und Aufzeichnen des ersten
Videostroms, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Paket die Videoinformationen
aus dem ersten Videostrom extrahiert werden;
Erzeugen von Header-Informationen,
die mit einem vordefinierten komprimierten Videoformat kompatibel sind,
wenn sich das erste Format von dem vordefinierten komprimierten
Videoformat unterscheidet;
Verknüpfen der erzeugten Header-Informationen
mit den extrahierten Videoinformationen zur Erzeugung eines modifizierten
ersten Videostroms in dem vordefinierten komprimierten Videoformat;
und
Aufzeichnen des modifizierten ersten Videostroms in dem
vordefinierten komprimierten Videoformat.
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In einem Ausführungsbeispiel empfängt die Vorrichtung
Audiound Videoübertragungen,
die von zwei Quellen stammen, wie etwa einer Fernsehübertragungsquelle
und einer Satellitenübertragungsquelle.
Der Aufzeichnungsmechanismus speichert Video in Übereinstimmung mit einem vordefinierten komprimierten
Videoformat, wie etwa dem Motion Picture Experts Group (MPEG)
Standard. Der Datenstrom erreicht die Vorrichtung in Paketen, wobei
jedes Paket Header-Informationen zu dem Paket aufweist. Nachdem
ein Paket empfangen worden ist, decodiert die Vorrichtung einen
Header, um das Format des Pakets zu bestimmen und somit eine spezielle Teilschaltung,
die sich zur Ausführung
einer ersten Decodierung des Formats eignet, wenn der Header Informationen
in Bezug auf das Format aufweist. Wenn der Header keine Informationen über das
Format aufweist, decodiert das System in mehreren Formaten und untersucht
die decodierten Ergebnisse, um das richtige Format zu bestimmen.
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Wenn Header-Informationen in dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel
bestimmen, dass das Paket Audio-Informationen
aufweist, werden die Audiodaten zur Aufzeichnung an die Videoaufzeichnungsvorrichtung
weitergeleitet. Wenn die Header-Informationen bestimmen, dass das
Paket Videodaten aufweist, werden die Videodaten an entsprechende
Teilschaltungen zur Decodierung gemäß dem in dem Header identifizierten
Format weitergeleitet. Danach wird eine gemeinsame Schaltkreisanordnung
zum Adressieren einer speziellen Trick Play-Aufzeichnungsverarbeitung
mit zwei Geschwindigkeiten verwendet, um bestimmte Merkmale wie schnelles
Vorspulen, Zeitlupe, Fest- bzw. Standbild, schnelles Zurückspulen
und langsames Zurückspulen
vorzusehen. Eine Paketisierungsschaltung erzeugt die erforderlichen
Header-Informationen,
die für
die Aufzeichnung eines Datenpakets in dem mit der Videoaufzeichnungsvorrichtung
kompatiblen Format erforderlich sind und verknüpft diese mit den Videodaten
zum Speichern auf einer Videokassette oder ähnlichen Medien.
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Ein ähnlicher Prozess kann für die Aufzeichnungsvorrichtungen
erzeugt werden, die eine Verbindung mit einer digitalen Videoausgabevorrichtung vorsehen,
die ein anderes Format als die Aufzeichnungsvorrichtung aufweist.
Ein Decodierer extrahiert die Header-Parameter aus dem aufgezeichneten
Paket, und eine Paketisierungsschaltung verwendet die Informationen
für die
Erzeugung von Headern, die mit dem Ausgabeformat kompatibel sind.
Ferner werden die Video- oder Audiodaten in dem Paket derart synchronisiert,
dass sie kompatibel sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden
genauen Beschreibung besser verständlich. Es zeigen:
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1 ein
vereinfachtes Blockdiagramm eines Empfängers und einer Videoaufzeichnungsvorrichtung,
die gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung betrieben wird;
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2 ein
den Aufzeichnungsprozess darstellendes Flussdiagramm;
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3 ein
den Wiedergabeprozess darstellendes Flussdiagramm;
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4 ein
Ausführungsbeispiel
der zum Aufzeichnen digitaler Videos gemäß den Lehren der vorliegenden
Erfindung verwendeten Schaltkreisanordnung;
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5 ein
Ausführungsbeispiel
der zur Wiedergabe digitaler Videos gemäß den Lehren der vorliegenden
Erfindung verwendeten Schaltkreisanordnung;
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6 ein
vereinfachtes Diagramm der Aufzeichnungs-Paketisierungseinrichtung; und
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7 ein
Taktdiagramm des Betriebs der Aufzeichnungs-Paketisierungseinrichtung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Vorgesehen sind gemäß der vorliegenden Erfindung
eine einfache, kostengünstige
Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe
digitaler Videodaten, die von Quellen unterschiedlicher Formate
empfangen werden. In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche
Details zum Zwecke der Erläuterung
ausgeführt,
um ein umfassendes Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Für den Fachmann ist es jedoch
offensichtlich, dass diese speziellen Details für die Ausführung der vorliegenden Erfindung
nicht erforderlich sind. In anderen Fällen sind allgemein bekannte
elektrische Strukturen und Schaltungen in Blockdiagrammform dargestellt,
um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verhüllen.
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Die Abbildung aus 1 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer
beispielhaften Empfänger-
und Aufzeichnungsvorrichtung, die gemäß den Lehren der vorliegenden
Erfindung arbeitet. Eingehende digitale Audio- und Videodaten kommen
in Paketen an. Bei den Quellen- bzw. Ursprungsmedien, von denen die
Daten empfangen werden, kann es sich um eine Vielzahl digitaler Übertragungsmedien
handeln, wie etwa Satellitenübertragungen,
Kabelübertragungen und
Fernsehübertragungen.
Ein Empfänger 10 empfängt die Übertragung
bzw. die Sendung von der Sendequelle 12. Kennzeichnenderweise
dient ein Tuner/Decodierer 15 zur Abstimmung auf den Empfang
der entsprechenden Übertragung.
In dem Block 20 erfolgt eine Fehlerkorrektur des empfangenen
Signals. Wenn die Übertragung
verscrambelt ist, wird der Descrambler 25 eingesetzt, um
ein entscrambeltes Signal vorzusehen. Eine Demultiplexierungsschaltung 30 empfängt das
entscrambelte Signal und trennt die Audiodaten von den Videodaten.
Der Decodierer 35 decodiert codierte Daten, wie etwa Daten in
einem komprimierten Videoformat, und zwar zur Ausgabe an den Digital-Analog-Umsetzer
(DAU) 40. Der Digital-Analog-Umsetzer sieht die Video- und
Audiodaten zur Darstellung auf der Anzeige vor.
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Trotz vorgeschlagener Standards für digitale Videodatenformate
erfüllen
nicht alle verwendeten digitalen Videoübertragungsformate die vorgeschlagenen
Standards. Ein herausragender Standard ist der Moving Pictures Experts
Group (MPEG) Standard. MPEG spezifiziert das Format zur Übertragung
des komprimierten Bewegtbildvideos. Allerdings erfüllen einige
existierende Übertragungsmedien
diesen Standard nicht. Ein Beispiel dafür sind Übertragungsformate für Direktsendesysteme
(DBS für
Direct Broadcast Systems), wie etwa DIRECTVTM .
Ein Heimanwender mit einem DBS-Systemempfänger und einem DIRECTV-Empfänger, wie
zum Beispiel einem digitalen Fernsehempfänger, der den MPEG-Standard
erfüllt,
würde zwei
separate Videoaufzeichnungsgeräte
benötigen:
ein Gerät
zum Aufzeichnen in dem Format des DBS-Systems und ein Gerät zum Aufzeichnen
im MPEG-Format. Zur Vermeidung der Erfordernis von zwei separaten
Aufzeichnungsmechanismen und zwei separaten Bändern weist die Aufzeichnungsvorrichtung
eine Schaltkreisanordnung zum Aufzeichnen auf für den Anwender transparente
Art und Weise in einem Format auf, und wobei eine zusätzliche
Schaltkreisanordnung in einem so geringen Ausmaß wie möglich eingesetzt wird. Soweit
wie möglich
wird eine gemeinsame Schaltkreisanordnung verwendet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden die digitalen Videodaten gemäß dem MPEG-Standard aufgezeichnet.
Ein Übersetzer-Prozessor 50 empfängt somit
das entscrambelte Signal von dem Descrambler 25. Das entscrambelte
Signal ist in einem Format gegeben, das nicht mit dem MPEG-Standard
kompatibel ist. Der Übersetzerprozess
extrahiert die Videodaten und formatiert diese neu, so dass diese
die für
die Kompatibilität
erforderlichen Header-Informationen aufweisen.
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Die digitale Aufzeichnungsvorrichtung
(DC) 55 empfängt
Daten und führt
eine interne Formatierung, Block 60, und eine Codierung,
Block 65, vor dem Aufzeichnen von Video und Audio, Block 70,
auf einem Speichermedium durch, wie etwa auf einem digitalen Videoband.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel
sieht ferner einen herkömmlichen
Audio-/Video-Aufzeichnungsmechanismus 45 vor, der analoge
Audio- und Videodaten empfängt
und die erforderlichen Analog-Digital-Umsetzungen (und Komprimierungen)
zur Eingabe in die digitale Aufzeichnungsvorrichtung 55 ausführt.
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Wenn aufgezeichnete Videodaten an
eine Vorrichtung wie etwa eine Anzeige für das DBS-System wiedergegeben
werden sollen, werden die Videodaten aus den Speichermedien ausgelesen
und ein umgekehrter Prozess wird durch die Blöcke 55 und 50 ausgeführt, um
die Daten in dem entsprechenden Format zur Eingabe in die Demultiplexer-Schaltkreisanordnung 30 des
Empfängers 10 zu
platzieren.
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Der Ablauf für die Aufzeichnung wird in
Bezug auf die Abbildung aus 2 beschrieben.
Der Bitstrom wird von einem Übertragungsempfänger empfangen,
wie etwa einem von der Sony Corporation hergestellten DBSTM Empfänger, und durch einen Anschlussprozess 110 verarbeitet,
um den Bitstrom in der Schaltkreisanordnung zu synchronisieren.
Ein Paketdecodierungsprozess 115 wird zur Bestimmung eingesetzt,
ob die empfangenen Daten in einem mit dm MPEG-Standard kompatiblen
Format gegeben sind. Wenn die Daten gemäß dem MPEG-Standard formatiert
sind, werden die Daten in einem MPEG-Decodierer 120 verarbeitet,
um die Audio-/Videodaten aus dem Paket zu extrahieren und um bestimmte
Header-Informationen an den Schalter 124 weiterzuleiten.
Wenn die Daten nicht gemäß dem MPEG-Standard
formatiert sind, wird das Paket zu einem zweiten Decodierer 125 weitergeleitet,
um die in einem alternativen Format, wie etwa dem DIRECTVTM Format der GM Hughes Electronics
and United States Satellite Broadcasting, Inc., formatierten Audio-/Videodaten
zu extrahieren.
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Die extrahierten Daten werden an
eine Audio-/Video-Auswahlschaltkreisanordnung 124 weitergeleitet,
welche die Audiodaten an die Schaltkreisanordnung 123 (nicht
im Detail abgebildet) zum Aufzeichnen auf der digitalen Kassette
und die Videodaten an die Trick Play-Schaltkreisanordnung 140 weiterleitet.
Der Schalter wird durch ein durch den Decodierer 120 oder 125 ausgegebenes
Steuersignal gesteuert, das auf der Basis der in dem Paket empfangenen
Header-Informationen bestimmt, ob es sich bei den Daten um Audio-
oder Videodaten handelt. Zum Beispiel zeigt das PID-Feld in einem
den MPEG-Standard
erfüllenden
Paket an, ob es sich um Audio- oder Videodaten handelt. Somit gibt
der MPEG-Decodierer 120 das erforderliche Steuersignal
an die Auswahlschaltkreisanordnung 124 aus.
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Bei der Trick Play-Schaltkreisanordnung 140 handelt
es sich vorzugsweise um einen Decodierer mit variabler Länge, der
Videodaten in einem Frame decodiert und die Datenmenge reduziert,
so dass Datenteilmengen der normalen Wiedergabedaten vorgesehen
werden. Im Besonderen wird die Anzahl der AC-Koeffizienten auf ein
vorbestimmtes Niveau reduziert, so dass die Daten in dem kleinen
Raum auf der digitalen Kassette Platz finden, der für die Trick Play-Daten
vorgesehen ist. Zum Beispiel können
in dem gleichen Raum auf der digitalen Kassette Trick Play-Daten
für ein
4faches schnelles Vorspulen mehr AC-Koeffizienten als Daten für ein 17faches
schnelles Vorspulen aufweisen. Vorzugsweise sind die in den Trick
Play-Daten vorzusehenden AC-Koeffizienten vordefiniert (z. B. 5
oder 6 AC-Koeffizienten). Alternativ kann ein adaptiver Prozess
eingesetzt werden. Bei einem adaptiven Prozess gibt die Bildgröße die Anzahl
der verwendeten Koeffizienten vor. Wenn die Bildgröße groß ist, wird
die Anzahl der verwendeten AC-Koeffizienten verringert, und bei
einer kleinen Bildgröße wird
die Anzahl der Koeffizienten erhöht. Die
Trick Play-Schaltkreisanordnung gibt die Trick Play-Videodaten und
die Trick Play-Header-Informationen an die MPEG-Paketisierungseinrichtung 145 aus.
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Die MPEG-Paketisierungseinrichtung 145 erzeugt
Pakete für
Trick Play (TP) und Normalwiedergabe-Videodaten (NP für Normal
Play) gemäß dem MPEG-Standard.
Für NP-Videodaten
in dem MPEG-Format
werden der Header und die NP-Daten einfach zur folgenden Aufzeichnung
auf einer digitalen Kassette an den Multiplexer 147 weitergeleitet.
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Die Eingabe der Header-Informationen
in die Paketisierungseinrichtung weisen die erforderlichen MPEG-Paket-Header-Informationen
auf, die aus dem nicht MPEG-konform formatierten Paket extrahiert
worden sind. Gemäß der Abbildung
aus 3 empfängt die
Paketisierungseinrichtung 300 als Eingabe die extrahierten
Header-Informationen 305, 310 und speichert die
Header-Informationen in einem ersten Abschnitt der Paketregisterdateien 315.
Der zweite Abschnitt der Paketregisterdateien 315 speichert
andere pertinente Informationen, wie zum Beispiel Taktinformationen
(PCR), Zeitstempelinformationen (PTS), Zustandsflaggen
für Trick
Play sowie andere Zustandsflaggen, wie etwa Zustandsflaggen, die
zur Steuerung des FIFO an dem DRAM-Bus verwendet werden können (siehe
z. B. 4). Die Steuereinheit 320,
die über
MPEG und andere Formate informiert ist, wie zum Beispiel durch gespeicherte Formatinformationen
sowie die Entsprechung zwischen den beiden Formaten, überprüft die empfangenen
und in dem ersten Abschnitt der Registerdateien 315 gespeicherten
Header-Informationen und modifiziert die entsprechenden Abschnitte
des Standard-MPEG-Headers entsprechend. Der modifizierte Standard-MPEG-Header
wird an den Multiplexing-Prozess 147 ausgegeben.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen kann es erforderlich
sein, "Blinddaten" in den Header einzufügen, um sicherzustellen, dass
die Paketlänge
eine zulässige
Länge aufweist.
Wenn das Paket zum Beispiel um eine vorbestimmte Anzahl von Bits
kürzer
ist als das Ausgabepaket, so werden Blinddaten erzeugt. Die Steuereinheit
gewährleistet,
dass die Blinddaten (z. B. 8 Bit h00) durch die MPEG-Paketisierungseinrichtung
mit den gültigen
Daten (Video-NP-Daten, Video-TP-Daten und Audio-NP-Daten) gemischt
werden. Zum Vorsehen von Blinddaten fügt die Paketisierungseinrichtung
nicht nur Blinddaten ein, vielmehr führt sie auch einen Zählwert der Blinddaten,
um zu bestimmen, wenn genug Blinddaten zu Kompatibilitätszwecken
eingefügt
worden sind. In einem Ausführungsbeispiel,
wie etwa in dem in der Abbildung aus 4 veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
kann der Zählwert
abhängig
von der Implementierung durch die MPEG-Paketisierungseinrichtung 490 oder
den DRAM-Controller 420 geführt werden. Im Besonderen fordert
die MPEG-Paketisierungseinrichtung in einem Ausführungsbeispiel (4) das Schreiben von Daten
aus NPFIFO, TPFIFO, HRAMs und dem DRAM-Controller
an, um die Datenlänge
zu bereichen und Taktdaten zur Erzeugung von Blinddaten zu erzeugen.
Der DRAM-Controller wählt
die Ausgangsleitung zu dem DRAM zur Erde aus, während die
Taktdaten anzeigen, dass die Blinddaten zur Einfügung der Blinddaten eingefügt werden
müssen.
Die Blinddaten können
in Pakete eingefügt
werden, die Audiodaten aufweisen sowie in Pakete, die Videodaten
aufweisen. Vorzugsweise werden die Blinddaten für Videodatenpakete am Ende
des "Bildfelds" eingefügt
(d. h. vor dem Bild-Startcode). Für Audiodatenpakete wird das Einfügen der
Blinddaten am Ende es "Audio-Elementarstroms"
bevorzugt.
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Der Multiplexingprozess 147 empfängt als Eingabe
die Video-Normalwiedergabedaten,
Header-Daten, Trick Play-Daten (über
den MPEG-Decodierungsprozess und den Decodierungsprozess für andere
Formate), Audio-Normalwiedergabedaten sowie Blinddaten, und führt eine
zeitliche Multiplexierung der Eingaben durch, um einen Bitstrom
vorzusehen, der mit dem MPEG-Format kompatibel ist. Vorzugsweise
liest der Multiplexingprozess die Header-Ausgabe aus dem Paketisierungsprozes 145 und hängt die
entsprechenden Daten an (z. B. VNP, TP). Wenn
es sich bei den eingehenden Daten um Video-Normalwiedergabedaten
handelt, werden Daten allgemein im dem MPEG-Format formatiert (von
dem MPEG-Decodierungsprozess 120 stammend), wobei die Header-Informationen gemeinsam
mit den Video-Normalwiedergabedaten weitergeleitet werden, da es
für den
MPEG-Paketisierungsprozess
nicht erforderlich ist, den MPEG-Header zu erzeugen oder zu modifizieren.
Die multiplexierten Daten, bei denen es sich jetzt um einen gültigen MPEG-formatierten Bitstrom
handelt, werden zur Aufzeichnung auf digitalen Medien wie etwa auf
einer digitalen Kassette weitergeleitet.
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Die Abbildung aus 4 veranschaulicht eine beispielhafte
Systemstruktur zum Aufzeichnen digitaler Daten gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung. Wie dies aus der folgenden Erläuterung
in Bezug auf die Wiedergabe aufgezeichneter Daten deutlich wird,
werden zahlreiche Elemente auch in dem Wiedergabeprozess verwendet,
so dass eine kostenwirksame und effiziente Vorrichtung eingesetzt
wird. In Bezug auf die Abbildung aus 4 werden
Daten asynchron über
den HBUS 405 übermittelt.
Die empfangenen Daten werden über
den Eingabepuffer (STBFIFO) 405 zur Speicherung
in dem DRAM 415 eingegeben. Der DRAM 415 dient
als Speicher für
eingehende Daten sowie die aus dem Paket erzeugten Daten. Der DRAM-Controller 420 steuert
die Speicherung und das Abrufen von Daten in dem DRAM 415 und
führt die
vorstehend beschriebenen Multiplexerfunktionen aus. Der DRAM-Controller
kann in einer Schaltkreisanordnung, einer Zustandsvorrichtung, einem
Mikrocontroller oder einem Mikroprozessor ausgeführt werden. Der DRAM-Controller 420 bewirkt
die Ausgabe eines eingehenden Pakets von dem Eingabepuffer 405 zur
Speicherung in dem DRAM. Der DRAM-Controller leitet das Paket ferner
zu dem Puffer HFIFO 460 zur Verarbeitung des Pakets
zur Aufzeichnung weiter.
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Vorzugsweise steuert der DRAM-Controller 420 ferner
die Datenbewegung zwischen dem DRAM und den veranschaulichten
Puffern, wie z. B. den Puffern 405, 455, 460, 425, 427, 430, 435, 440, 445 zur
folgenden Aufzeichnung auf einer digitalen Datenaufzeichnungsvorrichtung.
Somit stellt der Controller 420 bei der Erzeugung von Header-Informationen
und der Extraktion der Nutzlast sicher, dass die entsprechenden
Daten aus dem entsprechenden Puffer, wie z. B. den Puffern 425, 427, 430, 435, 440, 445,
zur Speicherung an vorbestimmten Speicherplätzen in dem DRAM 415 ausgegeben.
Der Controller 420 überwacht
ferner den Status der Kapazität des
Digitalkassetten-FIFO-Puffers (DCFIFO) 455 und
bewegt Bitströme
formatierter Paketdaten an den DCFIFO 455 zur
folgenden Ausgabe und Aufzeichnung auf einer digitalen Kassette.
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Zum Beispiel werden die Normalwiedergabe-Videodaten
an einen Normalwiedergabe-First-in-First-out(FIFO)-Puffer (NPFIFO) 425 ausgegeben.
Trick Play-Daten werden von dem Trick Play-Decodierer mit variabler Länge (TPVLD) 450 an den
Trick Play-FIFO
(TPFIFO) 430 ausgegeben. Die Ausgaben der MPEG-Paketisierungseinrichtung 455 werden
in den Trick-Play-Header-Direktzugriffsspeicher
(TPHRAM) 435, den Video-Normalwiedergabe-Header-Direktzugriffsspeicher
(VNPHRAM) 440 und den Audio-Normalwiedergabe-Header-Direktzugriffsspeicher
(ANPHRAM) 445 eingegeben. Der DRAM-Controller 420 bewirkt,
dass die Daten in dem VNPHRAM 440 und dem NPFIFO 425 in
dem VNP-Datenbereich des DRAM 415 gespeichert
werden, wenn es sich bei den empfangenen Daten um Videodaten handelt;
wobei die Daten in dem ANPHRAM 445 und dem NPFIFO 425 in
dem ANP-Datenbereich
des DRAM 415 gespeichert werden, wenn es sich bei den Daten
um Audiodaten handelt; und die Daten in dem TPHRAM 435 und TPFIFO 430 werden
in dem TP-Datenbereich des DRAM 415 gespeichert. Wenn es
die Kapazität
des DCFIFO 455 zulässt, werden die Daten in einer
mit dem MPEG-Format kompatiblen Folge zur folgenden Speicherung
auf einer digitalen Kassette zu dem DCFIFO 455 übertragen.
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Wie dies bereits vorstehend beschrieben worden
ist, werden die über
das STBFIFO 405 empfangene Eingabe-Bitstroms zur
temporären
Speicherung in den Bitstrombereich des DRAM 415 und
danach zur Decodierung und zur folgenden Regeneration eines mit
der Aufzeichnungsvorrichtung kompatiblen Pakets zu dem HFIFO 460 übertragen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden eingehende Pakete durch einen von zwei Decodierern decodiert,
um die Nutzlast (d. h. Audio- oder Videodaten) zu extrahieren. Der
TSH-Decodierer 470 decodiert den Transportpaket-Header
der MPEG-Pakete zur Identifikation des Kanals zur Aufzeichnung,
während die
MPEG-Format-Übertragungsdaten
für mehrere Kanäle vorgesehen
werden. Der PESH-Decodierer decodiert den PES-Header und prüft Urheberrechtsinformationen,
so dass nur befugte Aufzeichnungen vorgenommen werden. Der Audio-Video-Multiplexer 480 und
das IFIFO 485 demultiplexieren entsprechend zur
Extraktion und Pufferung von Videodaten des Pakets zur Übertragung
an den Trick Play-Decodierer mit variabler Länge (TPVLD) 450 und
die MPEG-Paketisierungseinrichtung 490. Wenn es sich bei
den Daten um Audiodaten handelt, dann werden die Audiodaten an das
Audio-FIFO 427 (AFIFO) ausgegeben. Alternativ
können
das NPFIFO und/oder TPFIFO zum temporären Speichern
der Audiodaten vor der Ausgabe verwendet werden.
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Die aus dem TPVLD 450 ausgegebenen
Daten werden in das TPFIFO 430 und die MPEG-Paketisierungseinrichtung 490 eingegeben.
Das TPFIFO 430 puffert die Trick Play-Daten, bis
diese durch den DRAM-Controller 420 zur Bildung eines Pakets
gelesen werden. Die MPEG-Paketisierungseinrichtung 490 verwendet
die TP-Daten zur Bildung eines Trick Play-Headers, der in dem TPHRAM
435 gespeichert wird. In ähnlicher
Weise werden Daten in einem alternativen Format an den Decodierer 465 ausgegeben und
in die MPEG-Paketisierungseinrichtung 490 eingegeben, so
dass die MPEG-Paketisierungseinrichtung die Header im MPEG-Format
für Audio
und Video bilden und die Header an VNPHRAM 440 und ANPHRAM 445 ausgeben
kann.
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Wie dies bereits vorstehend im Text
beschrieben worden ist, sorgt de Aufzeichnungsprozess für das Aufzeichnen
von Daten im MPEG-Format und in anderen Formaten. Unter Verwendung zahlreicher
gemeinsamer Schaltungselemente sorgt der Wiedergabeprozess für die Wiedergabe
der aufgezeichneten Videodaten in jedem Format, so dass eine Kompatibilität mit dem
für die
Anzeige und andere Ausgabevorrichtungen zulässigen Format gegeben ist.
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Der Wiedergabeprozess wird in Bezug
auf die Abbildung aus 5 beschrieben.
Pakete werden aus der Wiedergabevorrichtung für die digitale Kassette über die
DC-Schnittstelle 500 eingelesen. Das
Paket wird danach durch den MPEGH-Decodierer 505 decodiert,
um die Header-Parameter zu extrahieren. Wenn die Ausgabevorrichtung MPEG-kompatibel
ist, wird das ganze Paket an die Ausgabeschnittstelle zur Ausgabe
an die Anzeige weitergeleitet. Wenn die Vorrichtung nicht MPEG-kompatibel
ist, muss die Nutzlast extrahiert und mit entsprechenden Header-Informationen
verknüpft
werden, die mit dem anderen Format kompatibel sind. Somit wird das
durch den MPEG-Decodierer 505 ausgegebene Paket an den
Audio-Video-Schalter 515 weitergeleitet,
und die Header-Parameter werden an den Audio-Video-Decodierer 517 weitergeleitet,
der die Header-Parameter liest, um zu bestimmen, ob es sich bei
der Nutzlast um Audio oder Video handelt, und wobei der Schalter 515 entsprechend
gesteuert wird. Wenn es sich um Audiodaten handelt, wird ein paketisierter
Elementarstrom-Header (PES) erzeugt und durch PES-H Alignment 520 mit
dem anderen bzw. alternativen Format synchronisiert. Wenn es sich
bei den Daten oder der Nutzlast um Video handelt, wird der Bild-Startcode (PIC-SC)
erzeugt und durch PIC-SC Alignment 530 synchronisiert,
um sicherzustellen, dass der PES-Header mit dem Startcode des alternativen
Formats synchronisiert ist. Wenn es sich bei dem Ursprungspaket
um ein bereits vorher aus dem anderen Format in MPEG umgesetztes
Format handelt, wird der erfasste Bild-Startcode zur Eliminierung
von Blinddaten verwendet, die während
der vorherigen Umwandlung am Anfang des Pakets eingefügt wurden.
Die Nutzlast, die für
eine bestimmte Nutzlast erzeugten Header-Informationen sowie die
aus dem MPEG-Paket extrahierten MPEG-Header werden an die Wiedergabe-Paketisierungseinrichtung 530 weitergeleitet.
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Die Abbildung aus 6 veranschaulicht ein vereinfachtes Blockdiagramm
der Wiedergabe-Paketisierungseinrichtung. Der MPEG-Bitstrom wird
an den TSH/PESH-Decodierer 605 weitergeleitet, der den
Transportpaket-Header (TSH) und den PES-Header decodiert
und bestimmt, ob das Video einen Kopierschutz aufweist. Die DTV-Paketregisterdateien 610 weisen
die aus dem MPEG-Paket extrahierten Header auf, das nach der Wiedergabe
durch die Digitalkassetten-Wiedergabevorrichtung empfangen worden
ist, wie etwa SCID, der Bild-Startcode, der Audio-PES-Header, PCR, PTS, DTS.
Die Paketisierersteuerung 615 bildet die Header 620 und
steuert den Multiplexing-Mechanismus 625, so dass der Ausgabepaket-Bitstrom
erzeugt wird.
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Die Abbildung aus 7 veranschaulicht eine beispielhafte
Systemstruktur zur Wiedergabe digitaler Daten gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung. Die Gemeinsamkeit der Schaltkreisanordnung
wird durch einen Vergleich der Abbildungen der 4 und 7 veranschaulicht.
In einigen Fällen
wird die Schaltkreisanordnung auf andere Weise zum Speichern auf
Hardware verwendet, wobei das gewünschte Endergebnis erreicht
wird. Wie dies nachstehend beschrieben wird, wird das TPFIFO zum
Beispiel während
dem Wiedergabeprozess von Videodaten verwendet, während das NPFIFO für Audiodaten
eingesetzt wird. Durch den Einsatz einer gemeinsamen Schaltkreisanordnung
wird eine kostenwirksame, effiziente Vorrichtung zum Aufzeichnen
und zur Wiedergabe von Daten in verschiedenen Formaten vorgesehen.
In Bezug auf die Abbildung aus 7 werden
Daten von der digitalen Aufzeichnungsvorrichtung in dem DCFIFO 703 empfangen und
gesteuert durch den DRAM-Controller 710 an den Bitstrombereich
des DRAM 715 ausgegeben. Danach werden die Daten
an das HFIFO 725 weitergeleitet.
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Daten werden asynchron über den HBUS 702 zu
dem TSH-Decodierer 735 und dem PESH-Decodierer 740 übertragen.
Die Ausgabe des PESH-Decodierers 740 wird an den Schalter 745 und die
Paketisierungseinrichtung 785 für das alternative Format (AF)
zur weiteren Verarbeitung der Daten weitergeleitet. Wenn die Daten
im Besonderen an eine MPEG kompatible Vorrichtung ausgegeben
werden sollen, arbeitet der Schalter 745 derart, dass die Daten
in das NPFIFO 730 geladen werden. Wenn die Vorrichtung
mit dem alternativen Format kompatibel ist, leitet der Schalter 745 die
Daten an den A/V-Demultiplexer 755 weiter, der die Audiodaten
von den Videodaten trennt. Die Videodaten werden an den Bild-Startdetektor 760 weitergeleitet,
der den Anfang der tatsächlichen
Videodaten bestimmt und diese an das TPFIFO 765 und
die Paketisierungseinrichtung 785 weiterleitet. Die Audiodaten
werden an das NPFIFO 730 weitergeleitet. Wenn
das Ausführungsbeispiel
alternativ ein separates Audio-FIFO 732 aufweist,
werden die Audiodaten in dem AFIFO 732 gepuffert
bzw. zwischengespeichert. Die Paketisierungseinrichtung 785 bildet
die mit dem alternativen Format kompatiblen Header 770, 775 und 780.
Der DRAM-Controller 710 liest die Puffer 730, 765, 770, 775 und 780 in
einer Folge, so dass der Bitstrom zur folgenden Ausgabe an das STBFIFO 720 und
die Ausgabevorrichtung erzeugt wird.
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Die Vorteile werden deutlich, wenn
die in einem anderen bzw. alternativen Format erzeugten Pakete in
das MPEG-Format oder aus dem MPEG-Format in ein anderes Format übersetzt
werden. Ein Beispiel ist ein anderes Format, das eine kürzere Länge aufweist
als das MPEG-Format. Zusätzlich
können Header-Informationen an
geringfügig
unterschiedlichen Positionen in dem Paket angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
und das zugehörige Verfahren
konvertieren in dem anderen bzw. alternativen Format empfangene
Pakete in ein mit dem MPEG-Format
kompatibles Format. Aufgrund von fehlenden Kompatibilitäten können Blinddaten
zur Verlängerung
der Nutzlast eingefügt
werden, wodurch die entsprechende Positionierung der Header sichergestellt
wird. Ferner können
die Header zwischen den Formaten für eine Kompatibilität modifiziert
werden. Während
der Wiedergabe kann das Format eines Pakets wieder in dessen Ursprungsformat
zurück
konvertiert werden, um eine Kompatibilität mit der Anzeige und anderen
Vorrichtungen zu gewährleisten,
so dass eine Umwandlung zurück
in ein mit dem Ursprungsformat kompatibles Format erfolgt.
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Für
Daten, die ursprünglich
im MPEG-Format gegeben sind, ermöglichen
die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren in ähnlicher
Weise die Umwandlung in das andere bzw. alternative Format durch
Erzeugung der erforderlichen Header-Informationen und Einfügen von Blinddaten,
um die Längen
der Pakete bei Bedarf zu erweitern.
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Die Erfindung wurde vorstehend in
Bezug auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschrieben. Es ist für
den Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich, dass
zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Abänderungen und Anwendungen gemäß dem Umfang
der Erfindung möglich
sind.