JP4426800B2 - Ａｖデータ記録再生装置及び方法、並びに当該ａｖデータ記録再生装置又は方法で記録された記録媒体 - Google Patents

Ａｖデータ記録再生装置及び方法、並びに当該ａｖデータ記録再生装置又は方法で記録された記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、リアルタイムで映像データ及び音声データを圧縮して光ディスク等の記録媒体へ記録した後、１３９４インタフェースを介して特殊再生するＡＶデータ記録再生装置及び方法に関する。
映像データを低いビットレートで圧縮する方法として、ＭＰＥＧ２規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−１）で規定されているトランスポートストリームがある。
一方、磁気テープに代わる映像記録媒体としてＤＶＤ−ＲＡＭやＭＯ（光磁気ディスク）等の光ディスクが注目を浴びてきている。第１０図に、従来の相変化光ディスクを使った映像のＡＶデータ記録再生装置のブロック構成図を示す。
第１０図において、映像信号入力部１００及び音声信号入力部１０２から入力した信号を各々映像圧縮部１０１及び音声圧縮部１０３で圧縮し、システムエンコード部２３０においてトランスポートストリームを作成し、記録部１２０及びピックアップ１３０を経由して相変化光ディスク１３１へ書き込む。
また、第１１図は、相変化光ディスク１３１にリアルタイムで映像記録する場合の記録形態及び１５倍速再生する際における再生形態を示している。第１１図においては、相変化光ディスク１３１は２Ｋバイトのセクタから構成されており、１６個のセクタを１つの論理ブロックとして取り扱い、論理ブロックごとに誤り訂正符号を付与して相変化光ディスクへ記録するようになっている。
さらに、最大記録レート換算で１１秒分以上の物理的に連続する論理ブロックを１つの連続データ領域として確保して、この領域へ映像データを順に記録している。映像データを構成するトランスポートパケットには、ビデオデータが格納されるビデオトランスポートパケット（Ｖ＿ＴＳＰ）と、オーディオデータが格納されるオーディオトランスポートパケット（Ａ＿ＴＳＰ）の２種類があり、各トランスポートパケットの長さは１８８バイトである。また、Ｖ＿ＴＳＰはトランスポートパケットヘッダ、（必要に応じて）ＰＥＳヘッダ、及びビデオデータから構成され、Ａ＿ＴＳＰはトランスポートパケットヘッダ、（必要に応じて）ＰＥＳヘッダ、及びオーディオデータから構成されている。Ｖ＿ＴＳＰとＡ＿ＴＳＰとは、トランスポートパケットヘッダ（ＴＳヘッダ）内のＰＩＤ（Packet ID）で識別され、Ｖ＿ＴＳＰはＰＩＤ＝“０ｘ００２０”として、Ａ＿ＴＳＰはＰＩＤ＝“０ｘ００２１”として識別されるものとする。映像データは、映像フレーム及び音声フレームから構成されており、映像フレーム及び各音声フレームは、１つのフレームごとに１つのＰＥＳヘッダが付加されているものとする。
ここで、記録制御部１６１は記録部１２０の制御を行う。また、連続データ領域検出部１６０は、記録制御部１６１の指示によって、論理ブロック管理部１６３において管理されるセクタの使用状況を調べて、物理的に連続する空き領域を検出する。
記録部１２０では、記録制御部１６１から指示された論理ブロック番号の位置から映像データの記録を開始する。このとき、記録部１２０において、一つの映像データは３２Ｋバイト単位に分割され、３２Ｋバイト単位に誤り訂正符号が付加された一つの論理ブロックとして相変化光ディスク１３１上に記録される。
連続データ領域検出部１６０は、１つの連続データ領域の残りが最大記録レート換算で３秒分を下回った時点で、次の連続データ領域の再検出を行なう。そして、１つの連続データ領域が一杯になると、次の連続データ領域に書き込みを行なう。
また、映像データの単位時間当たりのデータサイズは、映像が可変ビットレートであれば最大記録レート以下の範囲で変動する。映像が固定ビットレートであれば映像データの単位時間当たりのデータサイズはほぼ一定である。
また、記録内容の再生時は、ピックアップ１３０及び再生部１２１を経由してトランスポートストリームを取り出し、システムデコード部３７で映像信号と音声信号に分離し、各々映像伸長部１１１及び音声伸長部１１３を介して、映像表示部１１０及び音声出力部１１２へ出力する。
この時、再生部１２１は相変化光ディスクからのデータの読み出しと読み出したデータの再生（すなわち、システムデコード部３０７へのデータ供給）を同時に実施する。このとき、データの再生速度よりもデータの読出速度の方が高速となるように設定し、再生すべきデータが無くなることのないように制御を行う。
したがって、連続したデータ読み出し及び連続したデータ再生を続けると、データ再生速度とデータ読み出し速度との速度差分だけ再生すべきデータを余分に確保できることになる。かかる余分に確保できるデータをピックアップのジャンプによりデータ読み出しが途絶える間の再生データとして使うことにより、連続再生を実現することができる。
具体的には、データ読み出し速度が１１Ｍｂｐｓ、データ再生速度が８Ｍｂｐｓ、ピックアップの最大移動時間が３秒の場合、ピックアップ移動中の２４Ｍビットの余分なデータが余分な再生データとして必要になる。かかる余分なデータを確保するためには、８秒間の連続読み出しが必要になる。すなわち、２４Ｍビットをデータ読み出し速度１１Ｍｂｐｓとデータ再生速度８Ｍｂｐｓの差で割った時間だけ連続読み出しする必要がある。
したがって、８秒間の連続読み出しの間に８８Ｍビット分、すなわち最大読出し速度換算で１１秒分の再生データを読み出すことになるので、１１秒分以上の連続データ領域を確保することで、連続データ再生を保証することが可能となる。なお、最大読出し速度と最大記録速度（記録レート）は等しいものとする。
一方、記録されたトランスポートストリームをＩＥＥＥ１３９４インタフェース部１４０経由のＩｓｏｃｈｒｏｎｏｕｓ転送モードで外部に出力する場合には、再生部１２１を経由して取り出した当該トランスポートストリームについて、出力タイミング生成部１４１において送出タイミングを求め、算出された送出タイミングに応じて当該トランスポートストリームを１３９４インタフェース部１４０へ渡すことになる。
具体的に出力タイミング生成部１４１では、各トランスポートパケットの送出タイミングがＭＰＥＧ規格のデコーダモデル（Transport Stream system target decorder）に従うようにタイミング情報を生成することになる。そして、当該タイミング情報に基づいて各トランスポートパケットを１３９４インタフェース部１４０へ渡すことになる。
そして、１３９４インタフェース部１４０は、当該各トランスポートパケットを受け取った際のパケット間の時間間隔と、１３９４伝送路への送信間隔とが一致するように各トランスポートパケットを送信する。なお、ＭＰＥＧ規格のデコーダモデルでは、受信側（例えばセットトップボックス）のトランスポートパケット受信用のバッファメモリがオーバーフロー、又はアンダーフローしないようにトランスポートパケットを伝送することを定めている。
また、同時に出力タイミング生成部１４１では、送信タイミングに合わせてＴＳヘッダ内の時間情報（ＰＣＲ：Program Clock Reference）の付け替え及びＰＥＳヘッダ内のＰＴＳ（プレゼンテーション・タイム・スタンプ）／ＤＴＳ（デコーディング・タイム・スタンプ）の付け替えも行っている。
さらに、１３９４インタフェース部１４０経由で、１５倍速の映像ストリームを出力する場合は、再生部１２１により読み出されたトランスポートストリームのＩフレームのみを出力する。第１２図に、その際の処理手順を示す。第１２図において、まずＩフレーム抽出部２２２でＩフレームを含むトランスポートパケットを抽出し（ステップＳ１２０１）、さらにＰＥＳパケット部分を分離して取り出す（ステップＳ１２０２）。
次に、特再情報付加部２２１において、１つのＩフレームの先頭を含むＶ＿ＴＳＰ内におけるＰＥＳヘッダに、ＤＳＭトリックモード情報（１バイト）を挿入することになる（ステップＳ１２０３）。
さらに、つづくそのＩフレームを含む全てのＶ＿ＴＳＰにおける映像データ部分（Ｖ＿ＴＳＰ内のＴＳヘッダを除く部分）を１バイト分全て後ろへシフトする（ステップＳ１２０４）。このシフトは、１つのＩフレームの先頭を含むＶ＿ＴＳＰ全部に必要になる。（Ｉフレーム末尾のデータを含むＶ＿ＴＳＰについては、Ｖ＿ＴＳＰを１個増やす必要も生じる。）その後、ＴＳＰ生成部２２０においてＴＳヘッダを再度付加し（ステップＳ１２０５）、さらに全ＴＳヘッダ内の連続番号カウンタの値が連続するように更新し（ステップＳ１２０６）、出力タイミング生成部１４１及び１３９４インタフェース部１４０を経由して外部機器へ出力することになる。出力タイミング生成部１４１は、同時にトランスポートパケットヘッダ内のＰＣＲ及びＰＥＳヘッダ内のＰＴＳ／ＤＴＳを書き換え（ステップＳ１２０７）、さらにＰＣＲを含むトランスポートパケットを１００ｍ秒以下の間隔で挿入することになる（ステップＳ１２０８）。
通常、Ｉフレームは１５フレームに１枚程度の割合で含まれる。このＩフレームを通常のフレーム周期で再生することにより１５倍速再生を実現することが可能となる。
しかしながら、１３９４インタフェース部１４０経由で、記録された映像信号のＩフレームのみを出力して１５倍速再生を実現する場合、Ｉフレームを含む全てのＶ＿ＴＳＰ内の映像データを各Ｖ＿ＴＳＰに対して１バイトづつ後ろへシフトし、かつ再度ＴＳヘッダを付加してトランスポートパケットとして組み立てる必要があり、煩雑な処理が必要だった。
また、特に全映像フレームにＤＳＭトリックモード情報を挿入する場合は、例えば第２フレームではシフト量が２バイト、第３フレームではシフト量が３バイト、というように、フレーム単位で１バイトづつシフト量が増加するので、挿入処理が一層煩雑になっていた。
本発明は、上記問題点を解消すべく、映像データをＩＥＥＥ１３９４のデジタルインタフェース経由で、Ｄ−ＶＨＳセットトップボックス（ＳＴＢ）、又はデジタルテレビ（ＤＴＶ）に対して特殊再生（１５倍速再生、１５倍速逆再生、スロー再生、スロー逆再生、−１倍速再生等）用ＭＰＥＧトランスポートストリームを出力して表示又は記録する際に、特殊再生用ＭＰＥＧトランスポートストリームを容易に生成することができるＡＶデータ記録再生装置及び方法を提供することを目的とする。なお、「−1倍速再生」とは、通常再生と同じ表示速度で逆再生する表示動作を意味している。
上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ記録再生装置は、映像データについて、ＰＥＳヘッダを含むＭＰＥＧデータとして記録媒体へ記録する記録部と、ＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する特殊再生部を有し、ＰＥＳヘッダ内に空きデータ領域であるスタッフィングデータ領域を含み、特殊再生部において、スタッフィングデータ領域を利用して、変更された再生タイミングを制御する情報を、ＰＥＳヘッダの大きさを変えることなくＰＥＳヘッダ内に挿入することを特徴とする。
かかる構成により、１３９４インタフェースを経由した１５倍速再生時において、トランスポートパケットにＤＳＭトリックモード情報等の特殊再生に関する情報を付加した後、トランスポートパケットを新たに組み立て直す必要がなくなり、１つのフレームに対して１個のトランスポートパケットについてのみ内部情報を変更すれば足りることから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ記録再生装置は、記録媒体に記録されたＰＥＳヘッダを含むＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する特殊再生部を含み、特殊再生部において、１個の変更された再生タイミングを制御する情報をＰＥＳヘッダに挿入し、再生タイミングを制御する情報のデータサイズ分のＭＰＥＧデータについては、新たに挿入する別のトランスポートパケットに格納することを特徴とする。
かかる構成により、１個のフレームごとに１個の新たなＶ＿ＴＳＰを追加することによって、他のトランスポートパケットについては再構成が発生することがないことから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ記録再生装置は、音声データ及び／又は映像データについてＭＰＥＧデータとして記録媒体へ記録する記録部と、ＭＰＥＧデータに対して所定の情報を追加して出力する変換部を有し、ＭＰＥＧデータ内に所定のデータ領域を含み、変換部において、データ領域を利用して、所定の情報をＭＰＥＧデータのデータサイズを変えることなくＭＰＥＧデータ内に挿入することを特徴とする。
また、本発明にかかるＡＶデータ記録再生装置は、音声データ及び／又は映像データについてＭＰＥＧデータとして記録媒体へ記録する記録部と、ＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する特殊再生部を有し、ＭＰＥＧデータ内に所定のデータ領域を含み、特殊再生部において、データ領域を利用して、変更された再生タイミングに関する情報を、ＭＰＥＧデータのデータサイズを変えることなくＭＰＥＧデータ内に挿入することを特徴とする。
かかる構成とすることにより、トランスポートパケットにＤＳＭトリックモード情報等の所定の情報を付加する場合であっても映像データを全トランスポートに渡って再構成する必要が無くなることから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
また、本発明にかかるＡＶデータ記録再生装置は、ＭＰＥＧデータがＰＥＳヘッダを含み、所定のデータ領域がＰＥＳヘッダ内に確保されることが好ましく、ＰＥＳヘッダが、映像データのピクチャごとに付加されていることがより好ましい。
また、本発明にかかるＡＶデータ記録再生装置は、ＭＰＥＧデータにおいて、シーケンスヘッダの直前に所定のデータ領域が含まれることが好ましく、ＭＰＥＧデータが連続する複数のパケットから構成されており、データ領域が、シーケンスヘッダを含むパケットに対して所定の個数前のパケット内に含まれることがより好ましい。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ記録装置は、音声データ及び／又は映像データについて、ＭＰＥＧデータとして記録媒体へ記録する記録部を有し、ＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する際に、再生タイミングの変更に関する情報を格納する所定のデータ領域を含むことを特徴とする。
かかる構成により、トランスポートパケットにＤＳＭトリックモード情報等の所定の情報を付加する場合であっても映像データを全トランスポートに渡って再構成する必要が無くなることから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ再生装置は、音声データ及び／又は映像データについて、ＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する特殊再生部を有し、ＭＰＥＧデータは所定のデータ領域を含み、特殊再生部において、所定のデータ領域を利用して、変更された再生タイミングに関する情報を、ＭＰＥＧデータのデータサイズを変えることなくＭＰＥＧデータ内に挿入することを特徴とする。
かかる構成により、トランスポートパケットにＤＳＭトリックモード情報等の所定の情報を付加する場合であっても映像データを全トランスポートに渡って再構成する必要が無くなることから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ再生装置は、記録媒体に記録された連続する複数のパケットから構成される音声データ及び／又は映像データを含むＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する特殊再生部を含み、特殊再生部において、１個の変更された再生タイミングに関する情報を所定のパケットに挿入し、再生タイミングを制御する情報のデータサイズ分のＭＰＥＧデータについては、新たに挿入する別のパケットに格納することを特徴とする。
かかる構成により、１個のフレームごとに１個の新たなＶ＿ＴＳＰを追加することによって、他のトランスポートパケットについては再構成が発生することがないことから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
また、本発明にかかるＡＶデータ再生装置は、パケットがトランスポートパケットを含む固定データ長であり、再生タイミングに関する情報がトランスポートパケットに含まれるＰＥＳヘッダ内に格納されることが好ましい。
また、本発明にかかるＡＶデータ再生装置は、ＰＥＳヘッダが、映像データのピクチャごとに付加される、あるいは音声データの音声フレームごとに付加されることが好ましい。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ記録再生方法は、映像データについて、ＰＥＳヘッダを含むＭＰＥＧデータとして記録媒体へ記録する工程と、ＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する工程を有し、ＰＥＳヘッダ内に空きデータ領域であるスタッフィングデータ領域を含み、再生する工程において、スタッフィングデータ領域を利用して、変更された再生タイミングを制御する情報を、ＰＥＳヘッダの大きさを変えることなくＰＥＳヘッダ内に挿入することを特徴とする。
かかる構成により、１３９４インタフェースを経由した１５倍速再生時において、トランスポートパケットにＤＳＭトリックモード情報等の特殊再生に関する情報を付加した後、トランスポートパケットを新たに組み立て直す必要がなくなり、１つのフレームに対して１個のトランスポートパケットについてのみ内部情報を変更すれば足りることから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ記録再生方法は、記録媒体に記録されたＰＥＳヘッダを含むＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する工程を含み、再生する工程において、１個の変更された再生タイミングを制御する情報をＰＥＳヘッダに挿入し、前記再生タイミングを制御する情報のデータサイズ分のＭＰＥＧデータについては、新たに挿入する別のトランスポートパケットに格納することを特徴とする。
かかる構成により、１個のフレームごとに１個の新たなＶ＿ＴＳＰを追加することによって、他のトランスポートパケットについては再構成が発生することがないことから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ記録再生方法は、音声データ及び／又は映像データについてＭＰＥＧデータとして記録媒体へ記録する工程と、ＭＰＥＧデータに対して所定の情報を追加して出力する工程を有し、ＭＰＥＧデータ内に所定のデータ領域を含み、所定の情報を追加して出力する工程において、データ領域を利用して、所定の情報をＭＰＥＧデータのデータサイズを変えることなくＭＰＥＧデータ内に挿入することを特徴とする。
また、本発明にかかるＡＶデータ記録再生方法は、音声データ及び／又は映像データについてＭＰＥＧデータとして記録媒体へ記録する工程と、ＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する工程を有し、ＭＰＥＧデータ内に所定のデータ領域を含み、再生する工程において、データ領域を利用して、変更された再生タイミングに関する情報を、ＭＰＥＧデータのデータサイズを変えることなくＭＰＥＧデータ内に挿入することを特徴とする。
かかる構成とすることにより、トランスポートパケットにＤＳＭトリックモード情報等の所定の情報を付加する場合であっても映像データを全トランスポートに渡って再構成する必要が無くなることから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ記録方法は、音声データ及び／又は映像データについて、ＭＰＥＧデータとして記録媒体へ記録する工程を有し、ＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する際に、再生タイミングの変更に関する情報を格納する所定のデータ領域を含むことを特徴とする。
かかる構成により、トランスポートパケットにＤＳＭトリックモード情報等の所定の情報を付加する場合であっても映像データを全トランスポートに渡って再構成する必要が無くなることから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ再生方法は、音声データ及び／又は映像データについて、ＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する工程を有し、ＭＰＥＧデータは所定のデータ領域を含み、再生する工程において、所定のデータ領域を利用して、変更された再生タイミングに関する情報を、ＭＰＥＧデータのデータサイズを変えることなくＭＰＥＧデータ内に挿入することを特徴とする。
かかる構成により、トランスポートパケットにＤＳＭトリックモード情報等の所定の情報を付加する場合であっても映像データを全トランスポートに渡って再構成する必要が無くなることから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるＡＶデータ再生方法は、記録媒体に記録された連続する複数のパケットから構成される音声データ及び／又は映像データを含むＭＰＥＧデータの再生タイミングを変更して再生する工程を含み、再生する工程において、１個の変更された再生タイミングに関する情報を所定のパケットに挿入し、再生タイミングを制御する情報のデータサイズ分のＭＰＥＧデータについては、新たに挿入する別のパケットに格納することを特徴とする。
かかる構成により、１個のフレームごとに１個の新たなＶ＿ＴＳＰを追加することによって、他のトランスポートパケットについては再構成が発生することがないことから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるデータ構造体は、音声データ及び／又は映像データのＭＰＥＧデータを含むデータ構造体であって、ＭＰＥＧデータは再生タイミングの変更に関する情報を格納する際に使用可能な所定のデータ領域をあらかじめ含んでいることを特徴とする。
また、本発明にかかるデータ構造体は、データ領域がＰＥＳヘッダ内に確保されることが好ましく、ＰＥＳヘッダが映像データのピクチャ単位ごとに付加されていることが好ましい。さらに、ＭＰＥＧデータはパケットから構成されており、データ領域が、シーケンスヘッダを含むパケットに対して所定の個数前のパケット内に含まれることが好ましい。
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるデータ構造体は、音声データ及び／又は映像データをＭＰＥＧデータとして含むデータ構造体であって、ＭＰＥＧデータは映像データのピクチャ単位でＰＥＳヘッダを有し、ＰＥＳヘッダはスタッフィング・バイトを含むことを特徴とする。
また、本発明にかかるディスクやメモリカードのような記録媒体は、上述したようなＡＶデータ記録再生装置及び方法、あるいはにＡＶデータ記録装置及び方法より記録されたことを特徴とする。
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１にかかるＡＶデータ記録再生装置について、図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の実施の形態１にかかるＡＶデータ記録再生装置のブロック構成図である。
第１図において、映像信号入力部１００及び音声信号入力部１０２から入力した信号を各々映像圧縮部１０１及び音声圧縮部１０３で圧縮し、システムエンコード部１０４においてトランスポートストリームを作成し、記録部１２０及びピックアップ１３０を経由して相変化光ディスク１３１へ書き込む。
また、記録内容の再生時は、ピックアップ１３０及び再生部１２１を経由して取り出したシステムデコード部１１４で映像信号と音声信号に分離し、各々映像伸長部１１１及び音声伸長部１１３を介して、映像表示部１１０及び音声出力部１１２へ出力する。
一方、記録された映像信号を１３９４インタフェース部１４０経由で外部に出力する場合は、再生部１２１を経由して取り出したトランスポートストリームを出力タイミング生成部１４１で送出タイミングを求め、算出された送出タイミングに応じて当該トランスポートストリームを１３９４インタフェース部１４０へ渡すことになる。
さらに、１３９４インタフェース部１４０経由で、記録された映像信号のＩフレームのみを出力して１５倍速再生を実現する場合、特殊再生制御部１６４においては、第２図に示すような処理を実行することになる。第２図は本発明の実施の形態１にかかるＡＶデータ記録再生装置における特殊再生制御部の処理の流れ図である。
第２図において、まずフレーム抽出部１４３でＩフレームを含むＶ＿ＴＳＰを抽出する（ステップＳ２０１）。
次に、特再情報付加部１４２において、Ｉフレーム先頭を含むＶ＿ＴＳＰのＰＥＳヘッダにＤＳＭトリックモード情報を挿入し（ステップＳ２０２）、さらに連続番号カウンタ(Continuity Counter)の値が先頭から番号が連続するように更新する（ステップＳ２０３）。
そして、出力タイミング生成部１４１と１３９４インタフェース部１４０を介してトランスポートパケットを出力することになる。なお、出力タイミング生成部１４１や１３９４インタフェース部１４０の機能は従来と同じである。出力タイミング生成部１４１は、同時にトランスポートパケットヘッダ内のＰＣＲ及びＰＥＳヘッダ内のＰＴＳ／ＤＴＳを書き換え（ステップＳ２０４）、さらにＰＣＲを含むトランスポートパケットを１００ｍ秒以下の間隔で挿入することになる（ステップＳ２０５）。
第３図は、本発明の実施の形態１にかかるＡＶデータ記録再生装置において映像データを記録する場合の記録形態及び１５倍速再生をする場合の再生形態を示している。第３図において、相変化光ディスク１３１の論理ブロック、連続データ領域、Ｖ＿ＴＳＰ、及びＡ＿ＴＳＰの位置付け（意味）は従来例と同じものとする。また、従来例と同様、映像データは映像フレーム及び音声フレームから構成され、各映像フレーム及び各音声フレームは１つのフレームごとに１つのＰＥＳヘッダが付加されているものとする。また、ＧＯＰ先頭のフレームを含むＰＥＳパケットはシーケンスヘッダ及びＧＯＰヘッダも同様に含むものとする。
従来の映像データを記録する場合の記録形態及び１５倍速再生をする場合の再生形態との相違点は、第１にＶ＿ＴＳＰ内部のＰＥＳヘッダ内に、あらかじめ１バイトの空き領域であるスタッフィング・バイトを設けて記録している点にある。なお、かかるスタッフィング・バイトには、どのような値が格納されていても良い。
第２に、１３９４インタフェース部１４０経由で１５倍速再生ストリームを出力する場合は、追加著作権情報（１バイト）をスタッフィングバイト上へ移動し、追加著作権情報（１バイト）の移動により空き領域となった１バイト領域にＤＳＭトリックモード情報を書き込む点にある。
ここで、ＤＳＭトリックモード情報の値は、ＭＰＥＧ２規格に従い、
トリックモード・コントロール（trick_mode_control）
＝フィード・フォワード（０００ｂ）
フィールド・識別子（field_id）＝フレーム表示（１０ｂ）
イントラ・スライス・リフレッシュ（intra_slice_refresh）
＝使用しない（０ｂ）
周波数間引き（frequency_truncation)＝使用しない（１１ｂ）
とする。またこの時、特に図示はしていないが、ＰＥＳヘッダ内のDSM_trick_mode_flagフィールドを‘０（ゼロ）’から‘１’へ変更する。
第４図には、特再情報付加部１４２において生成されるトランスポートストリームのデータ構造を示している。第４図に例示しているように、特再情報付加部１４２において生成されるトランスポートストリームにはＤＳＭトリックモード情報が挿入されており、かつ複数のＩフレームが接続されている。
以上のように、本実施の形態１によれば、１３９４インタフェースを経由した１５倍速再生時において、トランスポートパケットにＤＳＭトリックモード情報を付加する際に、映像データを全トランスポートパケットにわたって１バイト分シフトし、トランスポートパケットを新たに組み立て直す必要が無い。したがって、１つのＩフレームに対して１個のトランスポートパケットについてのみ内部の情報を変更すれば足りることから、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。また、１３９４インタフェースから出力されるトランスポートストリームはＭＰＥＧ２規格の特殊再生仕様に準拠したデータ構造を有するストリームとなる。
なお、本実施の形態１においては、ＰＥＳヘッダ内にあらかじめスタッフィングバイトを設けているが、別の形態で同様の領域を確保しても良い。例えば、ＰＥＳプライベート・データ内や、ＰＥＳエクステンション・フィールド・データに１バイト領域を確保しても良い。また、ＰＥＳヘッダを含むトランスポートパケットのヘッダのアダプテーションフィールド内、トランスポートプライベートデータフィールド、又はスタッフイングバイトフィールドに当該１バイト領域を確保するものであっても良い。
なお、本実施の形態１において、ＰＥＳヘッダは映像フレーム又は音声フレームごとに付加するものとしているが、映像であれば所定数の映像フレーム単位、音声であれば所定数の音声フレーム単位であっても良い。また、映像がフィールドピクチャであればフィールド単位であっても良い。
また、本実施の形態１においては、記録時にはスタッフィングバイト領域には特に意味のある値を設定しないものとしているが、特殊再生時に使用しない値が設定されていも良い。
さらに、本発明の実施の形態１においては、映像フレームから特殊再生用のトランスポートストリームを生成するものとしているが、音声フレームにもＤＳＭトリックモード情報を格納してもよい。このようなトランスポートストリームを再生する場合には、音声の内容が把握できるようするために、適切な音声再生方法が必要になることは言うまでもない。
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２にかかるＡＶデータ記録再生装置について、図面を参照しながら説明する。第５図は本発明の実施の形態２にかかるＡＶデータ記録再生装置において映像データを記録する場合の記録形態及び１５倍速再生をする場合の再生形態を示している。
第５図において、実施の形態１と相違している点は、記録時において空き領域であるスタッフィングバイトを事前に記録しておかない点と、１５倍速再生時にはＤＳＭトリックモード情報を挿入した後、直後にＶ＿ＴＳＰを１個挿入し、ＤＳＭトリックモード情報挿入によりあふれた映像データを吸収する点にある。
すなわち、スタッフィングバイトが事前に記録されていないことによって、１５倍速再生時において、ＰＥＳヘッダにＤＳＭトリックモード情報を挿入すると、ＰＥＳヘッダ領域が１バイト分増加することになることから、Ｖ＿ＴＳＰに記録されている映像データの最後尾１バイトのデータが格納できないようになってしまう。そこで、ＰＥＳヘッダにＤＳＭトリックモード情報を挿入した後、直後に新たなＶ＿ＴＳＰを１個挿入し、ＤＳＭトリックモード情報挿入によりあふれた映像データを新たなＶ＿ＴＳＰに格納することで、リアルタイム再生におけるデータの連続性を確保することができる。
実施の形態２にかかるＡＶデータ記録再生装置の構成は、実施の形態１とほぼ同様である。異なる点は、システムエンコード部１０４、特殊再生制御部１６４、フレーム抽出部１４３、特再情報付加部１４２における処理内容である。システムエンコード部１０４は、あらかじめＰＥＳヘッダ内にスタッフィング・バイトを挿入しない。
第６図は、本発明の実施の形態２にかかるＡＶデータ記録再生装置における１５倍速再生時の特殊再生制御部１６４の処理流れ図である。第６図において、まずフレーム抽出部１４３は、Ｉフレーム及びＰＥＳヘッダを含むＶ＿ＴＳＰを抽出する（ステップＳ６０１）。
次に、特再情報付加部において、ＰＥＳヘッダ内にＤＳＭトリックモード情報を付加する（ステップＳ６０２）。さらに、その直後にＶ＿ＴＳＰを１個追加し、はみだした映像データを追加した当該Ｖ＿ＴＳＰ内に格納する（ステップＳ６０３）。
そして、各トランスポートパケットの種類ごとに連続番号カウンタの値が連続するように更新する（ステップＳ６０４）。これは、ステップＳ６０３においてＶ＿ＴＳＰを追加挿入すること、及びＩフレームのみを抽出することから、連続番号カウンタの値が不連続となってしまうためである。
次に、ＰＣＲ／ＰＴＳ／ＤＴＳを送信タイミングにしたがって書き換え（ステップＳ６０５）、またＰＣＲのみを含むトランスポートパケットを１００ｍｓｅｃ以下の間隔で挿入する（ステップＳ６０６）。
以上のように、本実施の形態２によれば、１個のＩフレームごとに１個の新たなＶ＿ＴＳＰを追加することによって、フレーム先頭以外のトランスポートパケットを変更することなく、容易に１５倍速再生等の特殊再生を実現することが可能となる。また、１３９４インタフェースから出力されるトランスポートストリームはＭＰＥＧ２規格の特殊再生仕様に準拠したストリームとなる。
また、放送波のトンラスポートストリームを、１３９４インタフェースを介して入力し、トラスポートパケットのデータ構造を保って光ディスクに記録する場合、映像ストリームが格納されるＰＥＳヘッダのデータ構造は様々である。このような映像ストリームを１３９４インタフェースを介して特殊再生出力する場合に、本実施の形態２は特に効果的である。これはＰＥＳヘッダのデータ構造に依存しない処理方法だからである。
なお、本実施の形態２においては、直後にＶ＿ＴＳＰを挿入しているが、フレーム先頭のデータを含むＶ＿ＴＳＰから数えて２個目のＶ＿ＴＳＰや３個目のＶ＿ＴＳＰの後ろであっても良い。また、逆に追加挿入するＶ＿ＴＳＰにＰＥＳヘッダを記録して、ＰＥＳヘッダを含んでいたＶ＿ＴＳＰ内にはみ出した映像データを記録しても良い。
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３にかかるＡＶデータ記録再生装置について、図面を参照しながら説明する。第７図は本発明の実施の形態３にかかるＡＶデータ記録再生装置において映像データを記録する場合の記録形態及び１５倍速再生をする場合の再生形態を示している。
第７図において、実施の形態１との相違点は、記録時において空き領域であるスタッフィングバイトを事前に記録しておかないで、特殊再生時に使用する専用のトランスポートパケット（ＴＰ＿ＴＳＰ）を、ＧＯＰヘッダを含むトランスポートパケットの直前に記録しておく点にある。かかるＴＰ＿ＴＳＰは、トランスポートパケットヘッダ、セクションヘッダ、特殊再生情報から構成されている。記録時に、ＴＰ＿ＴＳＰ内の特殊再生情報は（再生方向＝正方向）として記録しておく。
また−１倍速再生時には、ＴＰ＿ＴＳＰ内の特殊再生情報として、（再生方向＝逆方向）として１３９４インタフェースから出力する。
第８図は、本発明の実施の形態３にかかるＡＶデータ記録再生装置のブロック構成図である。実施の形態１との相違点は、第１にフレーム抽出部１４３がＴＰ＿ＴＳＰ抽出部４４３に変っている点である。また、システムエンコード部４０４、特殊再生制御部４６４、特再情報付加部４４２の処理内容が異なる。システムエンコード部４０４はＴＰ＿ＴＳＰを挿入する点が異なっており、特殊再生制御部４６４は、特殊再生時における制御方法が異なっている。
具体的には、−１倍速再生時において、特殊再生情報を逆方向に設定したＴＰ＿ＴＳＰとＧＯＰ１個分の記録済みの映像データの組を、その組単位で記録時とは逆の順序で１３９４インタフェースから出力する。例えばＧＯＰ＃０、＃１、＃２の順に記録されていた場合、ＧＯＰ＃２、＃１、＃０の順に出力することになる。１３９４インタフェースを経由してＴＰ＿ＴＳＰを含むトランスポートストリームを受け取ったＳＴＢは、ＴＰ＿ＴＳＰ内で逆方向が指定されていた場合、ＧＯＰ単位でトランスポートストリームを一旦内部に蓄積した後、ＧＯＰ内の最後に表示すべきフレームから最初に表示すべきフレームの方向に逆順に表示処理を実施することになる。
以上の構成により、ＧＯＰ単位で特殊再生情報を付加することにより、ＭＰＥＧ２規格では規定されていない−１倍速再生が１３９４インタフェースを介して実現可能になる。また、特殊再生情報を付加する領域があらかじめ確保されていることから特殊再生情報の加工処理が容易である。
なお、本実施の形態３では、Ｉ／Ｐ／Ｂフレームを使用した−１倍速再生の場合のみについて説明しているが、Ｉ／Ｐ／Ｂフレームを使用したスロー再生やスロー逆再生も同様に特殊再生が実現可能である。また、Ｉのみまたは、Ｉ／Ｐフレームを使用した高速再生や高速逆再生の場合も同様に特殊再生が実現可能である。この場合、ＴＰ＿ＴＳＰの特殊再生情報として特殊再生の種類や再生速度情報等を格納する必要がある。
また、本実施の形態３においては、ＧＯＰ単位でシーケンスヘッダが付加されていることが望ましい。シーケンスヘッダの情報は、ＧＯＰ１個を再生するのに必要な情報が含まれているからである。（なお、ＭＰＥＧ規格では２個目のＧＯＰの前に必ずしもシーケンスヘッダは必要ない。）
なお、本実施の形態１及び２においては、１５倍速再生を行う場合について例示しているが、スタッフィングバイトをその他の速度の早送り再生、早戻し再生、スロー再生、逆スロー再生等の特殊再生時に使用するものであっても良い。
また、本実施の形態１及び２では、Ｉフレームを使用した高速再生の場合のみについて説明しているが、Ｉ／Ｐ／Ｂフレームを使用したスロー再生、逆スロー再生も同様に特殊再生が実現可能である。また、Ｉ／Ｐフレームを使用した高速再生や高速逆再生の場合も同様に特殊再生が実現可能である。例として、スロー再生時に１３９４インタフェースが出力するトランスポートストリームを第９図に示す。この場合、Ｐ／Ｂフレームを格納するＰＥＳヘッダに対してもＤＳＭトリックモードフラグをＩフレームの場合と同様に付加することになる。
なお、本実施の形態では、トランスポートストリームを記録するものとして説明しているが、特にこれに限定されるものではなく、任意のパケット長を有するＰＥＳパケットから構成されるＰＥＳストリームであっても良い。ただし、ＰＥＳストリームを記録する場合には、１３９４インタフェースを介した入出力を実施する際にＰＥＳ／ＴＳ変換が必要となる。また、システムエンコーダ部及びシステムデコーダ部は、それぞれＰＥＳストリーム組立及び解析が必要となる。さらに、プログラムストリームであっても良い。
また、本実施の形態では、音声データについても圧縮されているものとして説明しているが、圧縮されない形態でシステムストリームに組み込まれていても同様の効果がある。
なお、本実施の形態では、デジタルインタフェースを１３９４規格に準拠した伝送路として説明しているが、ＭＰＥＧデータの同期転送が可能であれば特に限定されるものではなく、ＬＡＮ(Local Area Netowork)規格やＵＳＢ２．０規格であっても良い。
なお、本実施の形態において、記憶媒体は相変化光ディスクであるものとしているが、特にこれに限定するものではなく、例えばＤＶＤ−ＲＡＭ、ＭＯ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等の光ディスクやハードディスク等のディスク形状を有する記録媒体だけではなく、半導体メモリやメモリカードのようにディスク形状を有さない記録媒体であっても良い。
同様に、本実施の形態において、読み書きヘッドはピックアップとしているが、ＭＯの場合はピックアップ及び磁気ヘッドとなり、またハードディスクの場合は磁気ヘッドとなる。
また、本発明の実施の形態において、トランスポートストリームは、ＭＰＥＧを用いたデジタル放送規格に準拠した形式で合っても良い。
さらに、本発明の実施の形態において、論理ブロックは３２Ｋバイト、セクタは２Ｋバイトとしているが、論理ブロックサイズがセクタサイズの整数倍であれば、特に限定されるものではなく、例えば論理ブロックが１６Ｋバイト、セクタは２Ｋバイトであっても良い。また、論理ブロック、セクタ共に２Ｋバイトであっても良い。
また、本発明の実施の形態において、映像データはＭＰＥＧ２規格に準拠するものとしたが、ＭＰＥＧ１規格やＭＰＥＧ４規格に準拠していても良い。
さらに、本発明の実施の形態において、トランスポートストリームは出力タイミング生成部において送信タイミングが決定されるものとしたが、記録時に出力タイミングをトランスポートパケットと同時に記録しておき、この送信タイミング情報を１３９４出力時に利用しても良い。この場合、例えばトランスポートパケットの直前に４バイトの送信タイミング情報を記録し、合計１９２バイトのパケット形式で記録しておくことにより実現できる。また、複数のタイミング情報をタイミング情報格納用のトランスポートパケットに格納し、そのトランスポートパケットの直後に対応するトランスポートパケットを記録するようにしてもよい。この場合、パケットのデータサイズは１８８バイトのままとなる。
なお、本実施の形態では、特殊再生用トランスポートストリームの送出前のＰＡＴ等の送出については触れていないが、送出前にＰＡＴを含むトランスポートパケット、ＰＭＴを含むトランスポートパケット、及びＰＣＲを含むトランスポートパケットを送出することが望ましい。
また、本実施の形態１及び２においては、Ｉフレームのみを使って１５倍速再生を実施する例について説明しているが、フレームの書き換えタイミングが厳密には１５倍にならず、例えば１０倍程度になる場合も考えられる。これは、例えばＩフレーム間を移動する場合に、通常再生時には発生しないシーク動作が必要となるために、データ供給が間に合わないことが原因となる。
以上のように本発明にかかるＡＶデータ記録再生装置によれば、ＩＥＥＥ１３９４のデジタルインタフェース経由で、Ｄ−ＶＨＳやセットトップボックス（ＳＴＢ）を接続して、早送り再生に代表される映像の特殊再生を容易に実現することが可能となる。
第１図は、本発明の実施の形態１にかかるＡＶデータ記録再生装置のブロック構成図である。 第２図は、本発明の実施の形態１にかかるＡＶデータ記録再生装置における特殊再生制御部の処理の流れ図である。 第３図は、本発明の実施の形態１にかかるＡＶデータ記録再生装置における記録形態及び特殊再生形態を示す図である。 第４図は、本発明の実施の形態１にかかるＡＶデータ記録再生装置から出力される高速再生時におけるトランスポートストリームのデータ構造図である。 第５図は、本発明の実施の形態２にかかるＡＶデータ記録再生装置における記録形態及び特殊再生形態を示す図である。 第６図は、本発明の実施の形態２にかかるＡＶデータ記録再生装置における特殊再生制御部の処理の流れ図である。 第７図は、本発明の実施の形態３にかかるＡＶデータ記録再生装置における記録形態及び特殊再生形態を示す図である。 第８図は、本発明の実施の形態３にかかるＡＶデータ記録再生装置のブロック構成図である。 第９図は、本発明の実施の形態１にかかるＡＶデータ記録再生装置から出力されるスロー再生時におけるトランスポートストリームのデータ構造図である。 第１０図は、従来のＡＶデータ記録再生装置のブロック構成図である。 第１１図は、従来のＡＶデータ記録再生装置における記録形態及び特殊再生形態を示す図である。 第１２図は、従来のＡＶデータ記録再生装置における高速再生時の処理の流れ図である。

Claims (2)

  1. 音声データ及び映像データのうち少なくとも一つのデータを、所定の位置にあらかじめ固定長のスタッフィングデータ領域を含んだＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）ヘッダを有する通常再生用のＭＰＥＧデータとして記録媒体へ記録する記録部と、
    前記記録媒体に記録された前記ＭＰＥＧデータ中のＰＥＳヘッダ内の前記スタッフィングデータ領域を利用して、当該ＭＰＥＧデータのサイズを変えることなく、当該ＭＰＥＧデータの再生に関する情報を挿入して出力する変換部とを備えることを特徴とするＡＶデータ記録再生装置。
  2. 音声データ及び映像データのうち少なくとも一つのデータを、所定の位置にあらかじめ固定長のスタッフィングデータ領域を含んだＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）ヘッダを有する通常再生用のＭＰＥＧデータとして記録媒体へ記録する工程と、
    前記記録媒体に記録された前記ＭＰＥＧデータ中のＰＥＳヘッダ内の前記スタッフィングデータ領域を利用して、当該ＭＰＥＧデータのサイズを変えることなく、当該ＭＰＥＧデータの再生に関する情報を挿入して出力する工程とを含むことを特徴とするＡＶデータ記録再生方法。
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