JP4147592B2 - パケット処理方法、記録方法、記録システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームの中から１つ以上のプログラムを選択して記録・再生する方法に関し、詳細には、記録再生装置がトランスポートストリームの内容を知らなくても記録・再生を可能にし、且つ記録・再生したトランスポートストリームを正確にデコードする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、米国や欧州諸国において、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ ＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）等の高能率符号化技術を応用して、ビデオ信号及びオーディオ信号を符号化し、通信衛星等を介して伝送し、受信側においてこれを復調するようにしたシステムが普及しつつある。
【０００３】
これらのシステムの受信機は一般にセットトップボックスと呼ばれている。セットトップボックスは、まずアンテナで受信され、コンバータで周波数変換された複数チャンネルのトランスポートストリームの中から所望の１つのトランスポンダに対応する１つのチャンネルのトランスポートストリームを選択する。次に、所望のチャンネルのトランスポートストリームの中から所望のプログラムのビデオデータとオーディオデータを分離してデコードする。デコードしたビデオデータとオーディオデータを通常のモニターやアナログビデオテープレコーダに送ることにより、所望のプログラムの鑑賞や記録ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ビットストリームデータをそのまま記録・再生する機能を有するデジタル記録再生装置が知られている。このようなデジタル記録再生装置に前述したデジタル放送のトランスポートストリームをデコードせずにそのまま記録・再生することができれば、記録・再生過程における信号の劣化がなくなるので、放送を受信してデコードした時と同じ品質の再生画像を鑑賞することができる。
【０００５】
ところが、例えば米国において実用化されているディレクＴＶ（ＤｉｒｅｃＴＶ）のように、そのトランスポートストリームについては、長さが１３０バイトであることを除けばその詳細が公開されていない信号の場合、トランスポートストリームをそのまま記録・再生し、デコーダに供給してデコードしようとしても、記録したプログラムの番号等の情報がわからないため、正しくデコードすることができない。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームの中から１つ以上のプログラムを選択して記録・再生する際に、記録再生装置がトランスポートストリームの内容を知らなくても記録・再生を可能とし、且つ記録・再生したトランスポートストリームを正確にデコードすることを可能とすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係るパケット処理方法は、複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームから１つ以上のプログラムのトランスポートストリームを選択して、記録装置に出力する際に、少なくとも前記選択したプログラムのトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報を含む付加情報を生成し、前記付加情報を前記選択したトランスポートストリームのパケット毎に付加し、前記付加情報が付加されたトランスポートストリームを前記記録装置に出力する。
また、本発明に係る記録方法は、ＭＰＥＧトランスポートストリーム受信装置によって複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームが受信され１つ以上のプログラムのトランスポートストリームが選択され前記選択されたトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報を少なくとも含む付加情報が付加されて出力される、トランスポートストリームを受信し、該受信された前記付加情報が付加されたトランスポートストリームを記録装置によって記録媒体に記録する。
また、本発明に係る記録システムは、複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームを受信し、１つ以上のプログラムのトランスポートストリームを選択し、前記選択したプログラムのトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報を少なくとも含む付加情報を生成し、前記選択したトランスポートストリームのパケット毎に前記付加情報を付加して出力するＭＰＥＧトランスポートストリーム受信装置と、前記ＭＰＥＧトランスポートストリーム受信装置によって出力された前記付加情報が付加されたトランスポートストリームを記録媒体に記録する記録装置とを備える。
【０００８】
本発明によれば、複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームの中から１つ以上のプログラムのトランスポートストリームを選択して記録する際に、選択したトランスポートストリームのパケット毎に、そのパケットのエラーの有無を示す情報、選択したプログラムの数を示す情報、トランスポートストリームの不連続を示す情報等の所定の情報を記録するので、記録再生装置がトランスポートストリームの内容を知らなくても記録・再生することができ、且つ記録・再生したトランスポートストリームを正確にデコードすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、北米で行われているディレクＴＶのセットトップボックスとデジタル記録再生装置をＩＥＥＥ−１３９４インターフェースで接続し、トランスポートストリームの記録・再生を行うケースを例に説明する。
【００１０】
図１は本発明を適用するデジタル放送受信・記録システムの構成を示すブロック図である。このシステムはパラボラアンテナ１と、パラボラアンテナ１に固定されたコンバータ２と、コンバータ２に接続されたセットトップボックス３と、ビットストリームデータをそのまま記録・再生する機能を有するデジタル記録再生装置４と、モニターテレビ５とから構成されている。そして、セットトップボックス３とデジタル記録再生装置４との間は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６で接続されており、セットトップボックス３とモニターテレビ５との間は、ＡＶケーブル７で接続されている。
【００１１】
コンバータ２はパラボラアンテナ１で受信したデジタル放送の信号を第１中間周波数のＲＦ信号に変換し、セットトップボックス３に送る。セットトップボックス３はコンバータ２から送られてくる第１中間周波数のＲＦ信号を入力し、所望の１つのトランスポンダに対応する複数プログラムのトランスポートストリームを含む第２中間周波数信号に変換した後、所望の１つ以上のプログラムのトランスポートストリームを分離・復調する。
【００１２】
分離・復調されたトランスポートストリームをＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６を介してデジタル記録再生装置４に送り、ここで記録・再生することができる。また、分離・復調されたトランスポートストリームをセットトップボックス３内でデコードしてアナログビデオ信号及びアナログオーディオ信号とし、ＡＶケーブル７を介してモニターテレビ５に送り、ここで映像と音声を再生することができる。さらに、デジタル記録再生装置４で記録・再生したトランスポートストリームをＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６を介してセットトップボックス３に送り、ここでデコードした後、ＡＶケーブル７を介してモニターテレビ５に送り、映像と音声を再生することができる。
【００１３】
図２はセットトップボックス３とデジタル記録再生装置４との間で伝送されるパケットのフォーマットを示す図である。ディレクＴＶの場合、トランスポートストリームのパケットは１３０バイトである。この１３０バイトに１０バイトの付加情報を加え、さらに４バイトのソースパケットヘッダーと、４バイトのデータＣＲＣと、各４バイトのＣＩＰヘッダー１，２と、４バイトの１３９４ヘッダーと、４バイトのヘッダーＣＲＣを付加して、アイソクロナス・データブロック・パケットとし、これを伝送する。
【００１４】
図３は図２における付加情報の詳細を示す。付加情報は以下の［１］〜［１０］のとおりである。
【００１５】
［１］ＴＩＦ（Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ Ｉｎｖａｌｉｄ Ｆｌａｇ：タイムスタンプ無効フラグ）
【００１６】
後述の２７ＭＨｚのタイムスタンプフィールドに格納されている値の有効／無効を示す。１ビットの情報で、１＝無効、０＝有効とする。
【００１７】
［２］２７ＭＨｚタイムスタンプ
ディレクＴＶのように、パケットの内容を非公開としているトランスポートストリームを記録するために、送信側の機器（セットトップボックス）のＭＰＥＧ基本クロック（２７ＭＨｚ）情報を受信側の機器（デジタルＶＴＲ）に知らせるためのもの。送信側の機器では ＭＰＥＧの２７ＭＨｚクロックで１２ビットのカウンタを回し、例えばトランスポートストリームパケットの先頭のタイミングにおける値をここに格納する。
【００１８】
［３］ＥＦ（Ｅｒｒｏｒ Ｆｌａｇ：エラーフラグ）
パケットがエラーかどうかを表す。１ビットの情報で、１＝エラー、０＝エラーなし、とする。
【００１９】
［４］ＴＦ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｆｌａｇ：不連続フラグ）
記録のつなぎ目など、トランスポートストリームが不連続になる部分を示す。デジタル記録再生装置は、不連続部分の周辺でこのビットを適当な期間１にする（通常は０）。セットトップボックスはこのビットが１であることを検出したら、ＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｙｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）、ＳＩＴ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）などのテーブルを更新する。
【００２０】
［５］ＵＦ（ＶＢＶ Ｕｎｄｅｒｆｌｏｗ Ｆｌａｇ：ＶＢＶアンダーフローフラグ）
【００２１】
デジタル記録再生装置が再生時にトリックプレーなどを行う時に１にする（通常再生時は０）。セットトップボックス内のＭＰＥＧデコーダーはこれが１の時は、ＶＢＶバッファがアンダーフローしてもそれでシステムリセットを行わず、Ｉ（イントラ）フレームだけのデコードを行う。
【００２２】
［６］ＣＲ（Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ：著作権）
著作権情報を入れるための５ビットのフィールド。
【００２３】
［７］ＭＳ（Ｍｕｌｔｉ／Ｓｉｎｇｌｅ：マルチ／シングル）
記録・再生するトランスポートストリームが含むプログラムが１つなのか複数なのかを示す。２ビットの情報で、次のような使い分けをする。
【００２４】
００：１つのプログラムだけを含む。
０１：未定
１０：元のトランスポートストリーム全体を含む。
１１：情報なし…後述のチャンネル情報フィールドには情報を持たない。なおトランスポートストリームが含むプログラムについてはＭＰＧの修正などで対応する。ＭＰＧとはディレクＴＶのトランスポートストリームにおいて、プログラム情報を持つパケットのことである。
【００２５】
［８］Ｒｅｓｅｒｖｅｄ：予約済（ビットレート用）
現状は未使用フィールド。トランスポートストリームに伝送レートの情報が含まれるようになった時に、それをデジタル記録再生装置に伝えて記録レートを最適化できるようにする（１４ビット）。
【００２６】
［９］Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：チャンネル情報
前述のＭＳの値によって意味が変わる。ＭＳ＝００の場合は記録プログラムの番号を示す（１６ビット）。ＭＳ＝１０の場合はトランスポンダの（チャンネル）番号を示す。なお、トランスポンダの番号は８ビットで十分だが、ＭＳ＝００の場合に合わせて、下位８ビットに予約済を付加して１６ビット長にする。
【００２７】
［１０］スタッフィング
ＩＥＥＥ−１３９４でのパケット伝送を考えると、パケットのサイズは４の整数倍バイトであることが望ましい。そこでディレクＴＶのパケット長１３０バイトに前述のフィールドを付加し、さらにに全長が４の倍数になるよう、３バイトのスタッフィングを行う。
【００２８】
次に、以上の付加情報がどのように生成あるいは使用されるかを説明する。図４はセットトップボックスで受信したデジタル放送のトランスポートストリームをＩＥＥＥ−１３９４インターフェイスを用いてデジタル記録再生装置（ここではＤ−ＶＨＳデッキ）に伝送し、記録する際のシステムのブロック図である。ここで、図１と同一の部分には図１と同一の番号が付してある。
【００２９】
図４に示すように、セットトップボックス３は、このセットトップボックス全体の制御等を行うＣＰＵ３１と、コンバータ２からの第１中間周波数のＲＦ信号を入力し、所望の１つのトランスポンダに対応する複数プログラムのビットストリームを含む第２中間周波数信号を選択するチューナー３２と、チューナー３２の出力から所望の１つ以上のプログラムのビットストリームの分離・復調やデスクランブル等を行うトランスポートコントロールブロック３３と、トランスポートコントロールブロック３３の出力をデコードしてアナログビデオ信号とアナログオーディオ信号に変換するデコーダ３４とを備えている。デコーダ３４内には、トランスポートストリームデータをデコードする際に一時的に蓄積するためのＶＢＶバッファ３４１が設けられている。
【００３０】
さらに、セットトップボックス３はＩＥＥＥ−１３９４インターフェースのリンク層コントロールブロック３５と、物理層コントロールブロック３６とを備えている。そして、リンク層コントロールブロック３５内には、コンフィギュレーションレジスタ等のレジスタ３５１と、２７ＭＨｚの基本クロックをカウントする１２ビットのカウンタ３５２と、送信部３５３とを有する。
【００３１】
このセットトップボックス３とＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６により接続されたデジタル記録再生装置４は、このデジタル記録再生装置全体の制御等を行うＣＰＵ４１と、ビットストリームデータの記録・再生を行うデッキ部４２と、ビットストリームデータの記録・再生時に後述する各種処理を行うフィルターブロック４３と、ＩＥＥＥ−１３９４インターフェースのリンク層コントロールブロック４４と、物理層コントロールブロック４５とを備えている。
【００３２】
次に、図４に示したシステムの動作を説明する。コンバータ２から入力された第１中間周波数のＲＦ信号はセットトップボックス３内のチューナー３２に入力され、ここで所望の１つのトランスポンダに対応する第２中間周波信号が取り出される。この第２中間周波信号は複数のプログラムを含んでおり、トランスポートコントロールブロック３３に入力され、ここでデータのＱＰＳＫ復調、エラー訂正、デスクランブル等を施され、１つ以上のプログラムのトランスポートストリームが取り出される。このトランスポートストリームはデコーダ３４に入力され、アナログビデオ信号とアナログオーディオ信号にデコードされて外部のモニター５へ出力される。
【００３３】
また、トランスポートコントロールブロック３３は、取り出した１つ以上のプログラムのトランスポートストリーム（ＴＳ）、及びトランスポートストリームパケットにエラーが含まれているかどうかを示すエラー情報（Ｅｒ）を、リンク層コントロールブロック３５に出力する。さらに、デコーダ３４はＭＰＥＧデータの基本クロック（２７ＭＨｚ）をリンク層コントロールブロック３５に出力する。また、ＣＰＵ３１は前述した「ＴＩＦ」、「ＣＲ」、「予約済（ビットレート）」、「ＭＳ」、「チャンネル情報」の値をリンク層コントロールブロック３５内のレジスタ３５１に設定する。
【００３４】
リンク層コントロールブロック３５は、トランスポートコントロールブロック３３から受け取った２７ＭＨｚの基本クロックにより１２ビットのカウンタ３５２を作動させ、そのカウント値を送信部３５３へ与える。送信部３５３はトランスポートコントロールブロック３３から受け取ったトランスポートストリームに対して前述した各種情報を付加する。すなわち、トランスポートコントロールブロック３３からトランスポートストリームのパケットを受け取るたびにその先頭のタイミングでカウンタ３５２の値を得て、「２７ＭＨｚタイムスタンプ」の値とする。また、そのパケットのエラー情報をＥＦ（エラーフラグ）に反映させる。そして、レジスタ３５１に設定された「ＴＩＦ」、「ＣＲ」、「予約済（ビットレート）」、「ＭＳ」、及び「チャンネル情報」をトランスポートストリームのパケットに付加する。
【００３５】
このようにして図３のフォーマットに構成されたパケットは、さらに図２に示したアイソクロナス・データブロック・パケットとされ、物理層コントロールブロック３６からＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６へ送出される。
【００３６】
ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６へ送出されたアイソクロナス・データブロック・パケットは、デジタル記録再生装置４内の物理層コントロールブロック４５と、リンク層コントロールブロック４４内の受信部４４１を経て図３のフォーマットとされ、リンク層コントロールブロック４４からフィルターブロック４３へ入力される。ここで、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスにおける通信でパケットがエラーとなった場合、リンク層コントロールブロック４４が「ＥＦ」を１にする。また、エラーが２７ＭＨｚタイムタンプに及ぶ場合は「ＴＩＦ」も１にする。
【００３７】
フィルターブロック４３は、記録／再生切換スイッチＳＷ１を通してパケットを受けとり、このパケットにおける「２７ＭＨｚタイムタンプ」、「ＴＩＦ」、「予約済（ビットレート）」、「ＣＲ」、「ＴＦ」のフィールドを参照ないし変更する。
【００３８】
まずＰＬＬ４３１において「ＴＩＦ」を参照し、この値が０でなければ「２７ＭＨｚタイムタンプ」データを取り出し、この値の変化量をもとにセットトップボックスの２７ＭＨｚクロックと同期したクロックを生成し、これを使用してトランスポートストリームの記録処理を行うよう、デッキブロック４２に供給する。
【００３９】
次に「予約済」フィールドにビットレート情報が入っている場合は、ビットレート処理ブロック４３２でその内容を取り込み、ＣＰＵ４１が参照できるようにする。デッキブロック４２がいくつかの記録レートを選択できる場合、ＣＰＵ４１がトランスポートストリームのビットレートに応じて記録レートを切り替えることで記録媒体を有効に使うことができる。
【００４０】
次いで著作権情報処理ブロック４３３で「ＣＲ」フィールドを取り込み、ＣＰＵ４１が参照できるようにする。ここの内容によっては、ＣＰＵ４１は記録を中止したり、記録すると共にその履歴を残すためにＣＲフィールドの内容を更新したりする。
【００４１】
次に記録の開始時点から適当な期間、ＴＦフィールドを１にしてデッキブロック４２に送る。これは、再生時にトランスポートストリームの不連続点をデコーダー３４に検知させるためのものである。このフィールドについては後でも触れる。なお、ＶＢＶバッファＵＦ処理ブロック４３５とエラー処理ブロック４３６については後述する。
【００４２】
以上の処理を経た図３のパケット構造を持つストリームがデッキブロック４２に送られ、記録される。
【００４３】
図５はデジタル記録再生装置４で再生したトランスポートストリームパケットをＩＥＥＥ−１３９４インターフェイスを用いてセットトップボックス３に伝送する際のシステムのブロック図である。ここで、図４と同一の部分には図４と同一の番号が付してある。
【００４４】
デッキブロック４２は記録されているトランスポートストリームを再現してフィルターブロック４３に送る。フィルターブロック４３では、まずエラー処理ブロック４３６において、記録／再生でエラーが生じた場合の対応として「ＥＦ」を１にする。次にデッキブロック４２がトリックプレーを実行している最中は、ＶＢＶバッファＵＦ処理ブロック４３５において「ＵＦ」を１にする。以上の処理を受けたトランスポートストリームは、記録／再生切換スイッチＳＷ１を通ってリンク層コントロールブロック４４に出力される。そして、その送信部４４２から物理層コントロールブロック４５に出力され、さらにＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６へ送出される。
【００４５】
ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６へ送出されたアイソクロナス・データブロック・パケットは、セットトップボックス３内の物理層コントロールブロック３６を経てリンク層コントロールブロック３５に入力される。リンク層コントロールブロック３５では、受信部３５４において「ＴＩＦ」、「ＭＳ」、「チャンネル情報」というフィールドの内容を内部のレジスタ３５１に取り込み、ＣＰＵ３１が参照できるようにする。
【００４６】
ＣＰＵ３１はＴＦが１になったら、受信部３５４から受け取ったトランスポートストリームが今までとは別のものに変わったと判断し、トランスポートコントロールブロック３３から最新のテーブル（ＰＡＴ、ＰＭＴ、ＳＩＴなど）を取り出す。また、「ＭＳ」と「チャンネル情報」からはトランスポートストリーム中に含まれているプログラムの内容を把握し、テーブル情報と組み合わせてビデオデータパケット、オーディオデータパケット、その他のデータのパケットのＩＤを割り出し、デコーダ３４内のビデオ、オーディオの各デコーダーおよびその他のパケットの処理ブロックへ該当するパケットを送り込む制御を行う。
【００４７】
また、リンク層コントロールブロック３５からトランスポートコントロールブロック３３へは、元のトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報（Ｅｒ）を渡す。このエラー情報は「ＥＦ」の状態により定める。
【００４８】
デコーダー３４は「ＵＦ」が１の時は ＶＢＶバッファ３４１がアンダーフローしてもシステムリセットをかけず、Ｉ（イントラ）フレームだけをデコードして出力し、トリックプレーに対応する。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、記録再生装置がトランスポートストリームの内容を知らなくても記録・再生することができ、且つ記録・再生したトランスポートストリームを正確にデコードすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するデジタル放送受信・記録システムの構成を示すブロック図である。
【図２】セットトップボックスとデジタル記録再生装置との間で伝送されるパケットのフォーマットを示す図である。
【図３】図２における付加情報の詳細を示す図である。
【図４】セットトップボックスで受信したデジタル放送のトランスポートストリームをＩＥＥＥ−１３９４インターフェイスを用いてデジタル記録再生装置に伝送し、記録するシステムのブロック図である。
【図５】デジタル記録再生装置で再生したトランスポートストリームパケットをＩＥＥＥ−１３９４インターフェイスを用いてセットトップボックスに伝送するシステムのブロック図である。
【符号の説明】
３…セットトップボックス、４…デジタル記録再生装置、６…ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームの中から１つ以上のプログラムを選択して記録・再生する方法に関し、詳細には、記録再生装置がトランスポートストリームの内容を知らなくても記録・再生を可能にし、且つ記録・再生したトランスポートストリームを正確にデコードする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、米国や欧州諸国において、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ ＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）等の高能率符号化技術を応用して、ビデオ信号及びオーディオ信号を符号化し、通信衛星等を介して伝送し、受信側においてこれを復調するようにしたシステムが普及しつつある。
【０００３】
これらのシステムの受信機は一般にセットトップボックスと呼ばれている。セットトップボックスは、まずアンテナで受信され、コンバータで周波数変換された複数チャンネルのトランスポートストリームの中から所望の１つのトランスポンダに対応する１つのチャンネルのトランスポートストリームを選択する。次に、所望のチャンネルのトランスポートストリームの中から所望のプログラムのビデオデータとオーディオデータを分離してデコードする。デコードしたビデオデータとオーディオデータを通常のモニターやアナログビデオテープレコーダに送ることにより、所望のプログラムの鑑賞や記録ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ビットストリームデータをそのまま記録・再生する機能を有するデジタル記録再生装置が知られている。このようなデジタル記録再生装置に前述したデジタル放送のトランスポートストリームをデコードせずにそのまま記録・再生することができれば、記録・再生過程における信号の劣化がなくなるので、放送を受信してデコードした時と同じ品質の再生画像を鑑賞することができる。
【０００５】
ところが、例えば米国において実用化されているディレクＴＶ（ＤｉｒｅｃＴＶ）のように、そのトランスポートストリームについては、長さが１３０バイトであることを除けばその詳細が公開されていない信号の場合、トランスポートストリームをそのまま記録・再生し、デコーダに供給してデコードしようとしても、記録したプログラムの番号等の情報がわからないため、正しくデコードすることができない。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームの中から１つ以上のプログラムを選択して記録・再生する際に、記録再生装置がトランスポートストリームの内容を知らなくても記録・再生を可能とし、且つ記録・再生したトランスポートストリームを正確にデコードすることを可能とすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係るパケット処理方法は、複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームから１つ以上のプログラムのトランスポートストリームを選択して、記録装置に出力する際に、少なくとも前記選択したプログラムのトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報を含む付加情報を生成し、前記付加情報を前記選択したトランスポートストリームのパケット毎に付加し、前記付加情報が付加されたトランスポートストリームを前記記録装置に出力する。
また、本発明に係る記録方法は、ＭＰＥＧトランスポートストリーム受信装置によって複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームが受信され１つ以上のプログラムのトランスポートストリームが選択され前記選択されたトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報を少なくとも含む付加情報が付加されて出力される、トランスポートストリームを受信し、該受信された前記付加情報が付加されたトランスポートストリームを記録装置によって記録媒体に記録する。
また、本発明に係る記録システムは、複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームを受信し、１つ以上のプログラムのトランスポートストリームを選択し、前記選択したプログラムのトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報を少なくとも含む付加情報を生成し、前記選択したトランスポートストリームのパケット毎に前記付加情報を付加して出力するＭＰＥＧトランスポートストリーム受信装置と、前記ＭＰＥＧトランスポートストリーム受信装置によって出力された前記付加情報が付加されたトランスポートストリームを記録媒体に記録する記録装置とを備える。
【０００８】
本発明によれば、複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームの中から１つ以上のプログラムのトランスポートストリームを選択して記録する際に、選択したトランスポートストリームのパケット毎に、そのパケットのエラーの有無を示す情報、選択したプログラムの数を示す情報、トランスポートストリームの不連続を示す情報等の所定の情報を記録するので、記録再生装置がトランスポートストリームの内容を知らなくても記録・再生することができ、且つ記録・再生したトランスポートストリームを正確にデコードすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、北米で行われているディレクＴＶのセットトップボックスとデジタル記録再生装置をＩＥＥＥ−１３９４インターフェースで接続し、トランスポートストリームの記録・再生を行うケースを例に説明する。
【００１０】
図１は本発明を適用するデジタル放送受信・記録システムの構成を示すブロック図である。このシステムはパラボラアンテナ１と、パラボラアンテナ１に固定されたコンバータ２と、コンバータ２に接続されたセットトップボックス３と、ビットストリームデータをそのまま記録・再生する機能を有するデジタル記録再生装置４と、モニターテレビ５とから構成されている。そして、セットトップボックス３とデジタル記録再生装置４との間は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６で接続されており、セットトップボックス３とモニターテレビ５との間は、ＡＶケーブル７で接続されている。
【００１１】
コンバータ２はパラボラアンテナ１で受信したデジタル放送の信号を第１中間周波数のＲＦ信号に変換し、セットトップボックス３に送る。セットトップボックス３はコンバータ２から送られてくる第１中間周波数のＲＦ信号を入力し、所望の１つのトランスポンダに対応する複数プログラムのトランスポートストリームを含む第２中間周波数信号に変換した後、所望の１つ以上のプログラムのトランスポートストリームを分離・復調する。
【００１２】
分離・復調されたトランスポートストリームをＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６を介してデジタル記録再生装置４に送り、ここで記録・再生することができる。また、分離・復調されたトランスポートストリームをセットトップボックス３内でデコードしてアナログビデオ信号及びアナログオーディオ信号とし、ＡＶケーブル７を介してモニターテレビ５に送り、ここで映像と音声を再生することができる。さらに、デジタル記録再生装置４で記録・再生したトランスポートストリームをＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６を介してセットトップボックス３に送り、ここでデコードした後、ＡＶケーブル７を介してモニターテレビ５に送り、映像と音声を再生することができる。
【００１３】
図２はセットトップボックス３とデジタル記録再生装置４との間で伝送されるパケットのフォーマットを示す図である。ディレクＴＶの場合、トランスポートストリームのパケットは１３０バイトである。この１３０バイトに１０バイトの付加情報を加え、さらに４バイトのソースパケットヘッダーと、４バイトのデータＣＲＣと、各４バイトのＣＩＰヘッダー１，２と、４バイトの１３９４ヘッダーと、４バイトのヘッダーＣＲＣを付加して、アイソクロナス・データブロック・パケットとし、これを伝送する。
【００１４】
図３は図２における付加情報の詳細を示す。付加情報は以下の［１］〜［１０］のとおりである。
【００１５】
［１］ＴＩＦ（Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ Ｉｎｖａｌｉｄ Ｆｌａｇ：タイムスタンプ無効フラグ）
【００１６】
後述の２７ＭＨｚのタイムスタンプフィールドに格納されている値の有効／無効を示す。１ビットの情報で、１＝無効、０＝有効とする。
【００１７】
［２］２７ＭＨｚタイムスタンプ
ディレクＴＶのように、パケットの内容を非公開としているトランスポートストリームを記録するために、送信側の機器（セットトップボックス）のＭＰＥＧ基本クロック（２７ＭＨｚ）情報を受信側の機器（デジタルＶＴＲ）に知らせるためのもの。送信側の機器では ＭＰＥＧの２７ＭＨｚクロックで１２ビットのカウンタを回し、例えばトランスポートストリームパケットの先頭のタイミングにおける値をここに格納する。
【００１８】
［３］ＥＦ（Ｅｒｒｏｒ Ｆｌａｇ：エラーフラグ）
パケットがエラーかどうかを表す。１ビットの情報で、１＝エラー、０＝エラーなし、とする。
【００１９】
［４］ＴＦ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｆｌａｇ：不連続フラグ）
記録のつなぎ目など、トランスポートストリームが不連続になる部分を示す。デジタル記録再生装置は、不連続部分の周辺でこのビットを適当な期間１にする（通常は０）。セットトップボックスはこのビットが１であることを検出したら、ＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｙｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）、ＳＩＴ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）などのテーブルを更新する。
【００２０】
［５］ＵＦ（ＶＢＶ Ｕｎｄｅｒｆｌｏｗ Ｆｌａｇ：ＶＢＶアンダーフローフラグ）
【００２１】
デジタル記録再生装置が再生時にトリックプレーなどを行う時に１にする（通常再生時は０）。セットトップボックス内のＭＰＥＧデコーダーはこれが１の時は、ＶＢＶバッファがアンダーフローしてもそれでシステムリセットを行わず、Ｉ（イントラ）フレームだけのデコードを行う。
【００２２】
［６］ＣＲ（Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ：著作権）
著作権情報を入れるための５ビットのフィールド。
【００２３】
［７］ＭＳ（Ｍｕｌｔｉ／Ｓｉｎｇｌｅ：マルチ／シングル）
記録・再生するトランスポートストリームが含むプログラムが１つなのか複数なのかを示す。２ビットの情報で、次のような使い分けをする。
【００２４】
００：１つのプログラムだけを含む。
０１：未定
１０：元のトランスポートストリーム全体を含む。
１１：情報なし…後述のチャンネル情報フィールドには情報を持たない。なおトランスポートストリームが含むプログラムについてはＭＰＧの修正などで対応する。ＭＰＧとはディレクＴＶのトランスポートストリームにおいて、プログラム情報を持つパケットのことである。
【００２５】
［８］Ｒｅｓｅｒｖｅｄ：予約済（ビットレート用）
現状は未使用フィールド。トランスポートストリームに伝送レートの情報が含まれるようになった時に、それをデジタル記録再生装置に伝えて記録レートを最適化できるようにする（１４ビット）。
【００２６】
［９］Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：チャンネル情報
前述のＭＳの値によって意味が変わる。ＭＳ＝００の場合は記録プログラムの番号を示す（１６ビット）。ＭＳ＝１０の場合はトランスポンダの（チャンネル）番号を示す。なお、トランスポンダの番号は８ビットで十分だが、ＭＳ＝００の場合に合わせて、下位８ビットに予約済を付加して１６ビット長にする。
【００２７】
［１０］スタッフィング
ＩＥＥＥ−１３９４でのパケット伝送を考えると、パケットのサイズは４の整数倍バイトであることが望ましい。そこでディレクＴＶのパケット長１３０バイトに前述のフィールドを付加し、さらにに全長が４の倍数になるよう、３バイトのスタッフィングを行う。
【００２８】
次に、以上の付加情報がどのように生成あるいは使用されるかを説明する。図４はセットトップボックスで受信したデジタル放送のトランスポートストリームをＩＥＥＥ−１３９４インターフェイスを用いてデジタル記録再生装置（ここではＤ−ＶＨＳデッキ）に伝送し、記録する際のシステムのブロック図である。ここで、図１と同一の部分には図１と同一の番号が付してある。
【００２９】
図４に示すように、セットトップボックス３は、このセットトップボックス全体の制御等を行うＣＰＵ３１と、コンバータ２からの第１中間周波数のＲＦ信号を入力し、所望の１つのトランスポンダに対応する複数プログラムのビットストリームを含む第２中間周波数信号を選択するチューナー３２と、チューナー３２の出力から所望の１つ以上のプログラムのビットストリームの分離・復調やデスクランブル等を行うトランスポートコントロールブロック３３と、トランスポートコントロールブロック３３の出力をデコードしてアナログビデオ信号とアナログオーディオ信号に変換するデコーダ３４とを備えている。デコーダ３４内には、トランスポートストリームデータをデコードする際に一時的に蓄積するためのＶＢＶバッファ３４１が設けられている。
【００３０】
さらに、セットトップボックス３はＩＥＥＥ−１３９４インターフェースのリンク層コントロールブロック３５と、物理層コントロールブロック３６とを備えている。そして、リンク層コントロールブロック３５内には、コンフィギュレーションレジスタ等のレジスタ３５１と、２７ＭＨｚの基本クロックをカウントする１２ビットのカウンタ３５２と、送信部３５３とを有する。
【００３１】
このセットトップボックス３とＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６により接続されたデジタル記録再生装置４は、このデジタル記録再生装置全体の制御等を行うＣＰＵ４１と、ビットストリームデータの記録・再生を行うデッキ部４２と、ビットストリームデータの記録・再生時に後述する各種処理を行うフィルターブロック４３と、ＩＥＥＥ−１３９４インターフェースのリンク層コントロールブロック４４と、物理層コントロールブロック４５とを備えている。
【００３２】
次に、図４に示したシステムの動作を説明する。コンバータ２から入力された第１中間周波数のＲＦ信号はセットトップボックス３内のチューナー３２に入力され、ここで所望の１つのトランスポンダに対応する第２中間周波信号が取り出される。この第２中間周波信号は複数のプログラムを含んでおり、トランスポートコントロールブロック３３に入力され、ここでデータのＱＰＳＫ復調、エラー訂正、デスクランブル等を施され、１つ以上のプログラムのトランスポートストリームが取り出される。このトランスポートストリームはデコーダ３４に入力され、アナログビデオ信号とアナログオーディオ信号にデコードされて外部のモニター５へ出力される。
【００３３】
また、トランスポートコントロールブロック３３は、取り出した１つ以上のプログラムのトランスポートストリーム（ＴＳ）、及びトランスポートストリームパケットにエラーが含まれているかどうかを示すエラー情報（Ｅｒ）を、リンク層コントロールブロック３５に出力する。さらに、デコーダ３４はＭＰＥＧデータの基本クロック（２７ＭＨｚ）をリンク層コントロールブロック３５に出力する。また、ＣＰＵ３１は前述した「ＴＩＦ」、「ＣＲ」、「予約済（ビットレート）」、「ＭＳ」、「チャンネル情報」の値をリンク層コントロールブロック３５内のレジスタ３５１に設定する。
【００３４】
リンク層コントロールブロック３５は、トランスポートコントロールブロック３３から受け取った２７ＭＨｚの基本クロックにより１２ビットのカウンタ３５２を作動させ、そのカウント値を送信部３５３へ与える。送信部３５３はトランスポートコントロールブロック３３から受け取ったトランスポートストリームに対して前述した各種情報を付加する。すなわち、トランスポートコントロールブロック３３からトランスポートストリームのパケットを受け取るたびにその先頭のタイミングでカウンタ３５２の値を得て、「２７ＭＨｚタイムスタンプ」の値とする。また、そのパケットのエラー情報をＥＦ（エラーフラグ）に反映させる。そして、レジスタ３５１に設定された「ＴＩＦ」、「ＣＲ」、「予約済（ビットレート）」、「ＭＳ」、及び「チャンネル情報」をトランスポートストリームのパケットに付加する。
【００３５】
このようにして図３のフォーマットに構成されたパケットは、さらに図２に示したアイソクロナス・データブロック・パケットとされ、物理層コントロールブロック３６からＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６へ送出される。
【００３６】
ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６へ送出されたアイソクロナス・データブロック・パケットは、デジタル記録再生装置４内の物理層コントロールブロック４５と、リンク層コントロールブロック４４内の受信部４４１を経て図３のフォーマットとされ、リンク層コントロールブロック４４からフィルターブロック４３へ入力される。ここで、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスにおける通信でパケットがエラーとなった場合、リンク層コントロールブロック４４が「ＥＦ」を１にする。また、エラーが２７ＭＨｚタイムタンプに及ぶ場合は「ＴＩＦ」も１にする。
【００３７】
フィルターブロック４３は、記録／再生切換スイッチＳＷ１を通してパケットを受けとり、このパケットにおける「２７ＭＨｚタイムタンプ」、「ＴＩＦ」、「予約済（ビットレート）」、「ＣＲ」、「ＴＦ」のフィールドを参照ないし変更する。
【００３８】
まずＰＬＬ４３１において「ＴＩＦ」を参照し、この値が０でなければ「２７ＭＨｚタイムタンプ」データを取り出し、この値の変化量をもとにセットトップボックスの２７ＭＨｚクロックと同期したクロックを生成し、これを使用してトランスポートストリームの記録処理を行うよう、デッキブロック４２に供給する。
【００３９】
次に「予約済」フィールドにビットレート情報が入っている場合は、ビットレート処理ブロック４３２でその内容を取り込み、ＣＰＵ４１が参照できるようにする。デッキブロック４２がいくつかの記録レートを選択できる場合、ＣＰＵ４１がトランスポートストリームのビットレートに応じて記録レートを切り替えることで記録媒体を有効に使うことができる。
【００４０】
次いで著作権情報処理ブロック４３３で「ＣＲ」フィールドを取り込み、ＣＰＵ４１が参照できるようにする。ここの内容によっては、ＣＰＵ４１は記録を中止したり、記録すると共にその履歴を残すためにＣＲフィールドの内容を更新したりする。
【００４１】
次に記録の開始時点から適当な期間、ＴＦフィールドを１にしてデッキブロック４２に送る。これは、再生時にトランスポートストリームの不連続点をデコーダー３４に検知させるためのものである。このフィールドについては後でも触れる。なお、ＶＢＶバッファＵＦ処理ブロック４３５とエラー処理ブロック４３６については後述する。
【００４２】
以上の処理を経た図３のパケット構造を持つストリームがデッキブロック４２に送られ、記録される。
【００４３】
図５はデジタル記録再生装置４で再生したトランスポートストリームパケットをＩＥＥＥ−１３９４インターフェイスを用いてセットトップボックス３に伝送する際のシステムのブロック図である。ここで、図４と同一の部分には図４と同一の番号が付してある。
【００４４】
デッキブロック４２は記録されているトランスポートストリームを再現してフィルターブロック４３に送る。フィルターブロック４３では、まずエラー処理ブロック４３６において、記録／再生でエラーが生じた場合の対応として「ＥＦ」を１にする。次にデッキブロック４２がトリックプレーを実行している最中は、ＶＢＶバッファＵＦ処理ブロック４３５において「ＵＦ」を１にする。以上の処理を受けたトランスポートストリームは、記録／再生切換スイッチＳＷ１を通ってリンク層コントロールブロック４４に出力される。そして、その送信部４４２から物理層コントロールブロック４５に出力され、さらにＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６へ送出される。
【００４５】
ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル６へ送出されたアイソクロナス・データブロック・パケットは、セットトップボックス３内の物理層コントロールブロック３６を経てリンク層コントロールブロック３５に入力される。リンク層コントロールブロック３５では、受信部３５４において「ＴＩＦ」、「ＭＳ」、「チャンネル情報」というフィールドの内容を内部のレジスタ３５１に取り込み、ＣＰＵ３１が参照できるようにする。
【００４６】
ＣＰＵ３１はＴＦが１になったら、受信部３５４から受け取ったトランスポートストリームが今までとは別のものに変わったと判断し、トランスポートコントロールブロック３３から最新のテーブル（ＰＡＴ、ＰＭＴ、ＳＩＴなど）を取り出す。また、「ＭＳ」と「チャンネル情報」からはトランスポートストリーム中に含まれているプログラムの内容を把握し、テーブル情報と組み合わせてビデオデータパケット、オーディオデータパケット、その他のデータのパケットのＩＤを割り出し、デコーダ３４内のビデオ、オーディオの各デコーダーおよびその他のパケットの処理ブロックへ該当するパケットを送り込む制御を行う。
【００４７】
また、リンク層コントロールブロック３５からトランスポートコントロールブロック３３へは、元のトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報（Ｅｒ）を渡す。このエラー情報は「ＥＦ」の状態により定める。
【００４８】
デコーダー３４は「ＵＦ」が１の時は ＶＢＶバッファ３４１がアンダーフローしてもシステムリセットをかけず、Ｉ（イントラ）フレームだけをデコードして出力し、トリックプレーに対応する。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、記録再生装置がトランスポートストリームの内容を知らなくても記録・再生することができ、且つ記録・再生したトランスポートストリームを正確にデコードすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するデジタル放送受信・記録システムの構成を示すブロック図である。
【図２】セットトップボックスとデジタル記録再生装置との間で伝送されるパケットのフォーマットを示す図である。
【図３】図２における付加情報の詳細を示す図である。
【図４】セットトップボックスで受信したデジタル放送のトランスポートストリームをＩＥＥＥ−１３９４インターフェイスを用いてデジタル記録再生装置に伝送し、記録するシステムのブロック図である。
【図５】デジタル記録再生装置で再生したトランスポートストリームパケットをＩＥＥＥ−１３９４インターフェイスを用いてセットトップボックスに伝送するシステムのブロック図である。
【符号の説明】
３…セットトップボックス、４…デジタル記録再生装置、６…ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスケーブル
Claims (5)
- 複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームから１つ以上のプログラムのトランスポートストリームを選択して、記録装置に出力する際に、少なくとも前記選択したプログラムのトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報を含む付加情報を生成し、
前記付加情報を前記選択したトランスポートストリームのパケット毎に付加し、
前記付加情報が付加されたトランスポートストリームを前記記録装置に出力するパケット処理方法。 - 前記付加情報には、選択したプログラムの数を示す情報が含まれている請求項１に記載のパケット処理方法。
- 前記記録装置にＩＥＥＥ−１３９４インターフェースを介して前記付加情報が付加されたトランスポートストリームを出力するとともに、前記付加情報を付加したパケットの長さがＩＥＥＥ−１３９４の規格に適合した値になるようにした請求項１に記載のパケット処理方法。
- ＭＰＥＧトランスポートストリーム受信装置によって複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームが受信され１つ以上のプログラムのトランスポートストリームが選択され前記選択されたトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報を少なくとも含む付加情報が付加されて出力される、トランスポートストリームを受信し、
該受信された前記付加情報が付加されたトランスポートストリームを記録装置によって記録媒体に記録する記録方法。 - 複数のプログラムが多重されているＭＰＥＧトランスポートストリームを受信し、１つ以上のプログラムのトランスポートストリームを選択し、前記選択したプログラムのトランスポートストリームのパケット毎のエラーの有無を示すエラー情報を少なくとも含む付加情報を生成し、前記選択したトランスポートストリームのパケット毎に前記付加情報を付加して出力するＭＰＥＧトランスポートストリーム受信装置と、
前記ＭＰＥＧトランスポートストリーム受信装置によって出力された前記付加情報が付加されたトランスポートストリームを記録媒体に記録する記録装置とを備える記録システム。
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