(57)【要約】      （修正有）【課題】余剰データサイズを従来に比べて低減させる。【解決手段】少なくとも映像信号を含むエレメンタルストリームからＭＰＥＧプログラムストリームを生成するストリーム生成装置。このストリーム生成装置は、前記エレメンタルストリームを、ＭＰＥＧトランスポートストリームを構成するパケットに対応する第１の固定長に基づくアライメント時に必要な領域を確保した状態で所定長のパケットに分割する処理と、分割されたパケットを前記ＭＰＥＧプログラムストリームに対応する第２の固定長に基いてパック化して複数のパックデータを生成し、生成した複数のパックデータをアライメントして前記ＭＰＥＧプログラムストリームを生成する処理と、を実行するストリームデータ生成部２３を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも映像信号を含むエレメンタルストリームからＭＰＥＧプログラムストリームを生成するストリーム生成装置であって、
前記エレメンタルストリームを、ＭＰＥＧトランスポートストリームを構成するパケットに対応する第１の固定長に基づくアライメント時に必要な領域を確保した状態で所定長のパケットに分割するパケット分割手段と、
分割されたパケットを前記ＭＰＥＧプログラムストリームに対応する第２の固定長に基いてパック化して複数のパックデータを生成し、生成した複数のパックデータをアライメントして前記ＭＰＥＧプログラムストリームを生成するアライメント手段と、
を備えたことを特徴とするストリーム生成装置。
【請求項２】
前記パケット分割手段は、
前記エレメンタルストリームを、ＭＰＥＧトランスポートストリームを構成するパケットに対応する第１の固定長に基づいてアライメントした際において該第１の固定長に満たないパケットサイズを有する少なくとも１つのＭＰＥＧトランスポートストリームパケットが存在した場合、そのパケット位置およびデータ不足サイズを求める手段と、
前記エレメンタルストリームにおける前記求められたパケット位置に対して該データ不足サイズに対応するデータサイズを有する第１の無効データを挿入し、挿入後のエレメンタルストリームを前記所定長のパケットに分割する分割手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載のストリーム生成装置。
【請求項３】
前記分割手段は、前記エレメンタルストリームにおける前記求められたパケット位置に対して、該データ不足サイズに対応するデータサイズを有する第１の無効データに加えて、パケットヘッダ用の第2の無効データを挿入し、挿入後のエレメンタルストリームを前記所定長のパケットに分割する手段である請求項２記載のストリーム生成装置。
【請求項４】
フレーム識別用のヘッダをそれぞれ含む複数の符号化映像フレームが第１のパケットサイズで分割されて構成された第１のＭＰＥＧストリームを、前記ヘッダの近傍に配置された該符号化映像フレーム毎のアライメント用無効符号化データを用いて、前記第１のパケットサイズとは異なる第２のパケットサイズを有する複数のパケットから構成される第２のＭＰＥＧストリームに変換するストリーム変換装置であって、
前記第１のＭＰＥＧストリームをサーチして各符号化映像フレームの前記フレーム識別用ヘッダおよび該ヘッダの近傍に配置されたアライメント用無効符号化データを認識する手段と、
認識されたアライメント用無効符号化データに基づいて、各符号化映像フレームを認識する手段と、
認識された各符号化映像フレームおよび対応するアライメント用無効符号化データから構成されたデータを、前記第２のパケットサイズで分割することにより該第２のパケットサイズを有する複数のパケットを生成する手段と、
を備えたことを特徴とするストリーム変換装置。
【請求項５】
少なくとも映像信号を含むエレメンタルストリームからＭＰＥＧプログラムストリームを生成するためのコンピュータが読み取り可能ストリーム生成用プログラムであって、
コンピュータに、
前記エレメンタルストリームを、ＭＰＥＧトランスポートストリームを構成するパケットに対応する第１の固定長に基づくアライメント時に必要な領域を確保した状態で所定長のパケットに分割する処理と、
分割されたパケットを前記ＭＰＥＧプログラムストリームに対応する第２の固定長に基いてパック化して複数のパックデータを生成し、生成した複数のパックデータをアライメントして前記ＭＰＥＧプログラムストリームを生成する処理と、
を実行させることを特徴とするストリーム生成用プログラム。
【請求項６】
フレーム識別用のヘッダをそれぞれ含む複数の符号化映像フレームが第１のパケットサイズで分割されて構成された第１のＭＰＥＧストリームを、前記ヘッダの近傍に配置された該符号化映像フレーム毎のアライメント用無効符号化データを用いて、前記第１のパケットサイズとは異なる第２のパケットサイズを有する複数のパケットから構成される第２のＭＰＥＧストリームに変換するためのコンピュータが読み取り可能なストリーム変換用プログラムであって、
コンピュータに、
前記第１のＭＰＥＧストリームをサーチして各符号化映像フレームの前記フレーム識別用ヘッダおよび該ヘッダの近傍に配置されたアライメント用無効符号化データを認識する処理と、
認識したアライメント用無効符号化データに基づいて、各符号化映像フレームを認識する処理と、
認識した各符号化映像フレームおよび対応するアライメント用無効符号化データから構成されたデータを、前記第２のパケットサイズで分割することにより該第２のパケットサイズを有する複数のパケットを生成する処理と、
をそれぞれ実行させることを特徴とするストリーム変換用プログラム。
【請求項７】
少なくとも映像信号を含むエレメンタルストリームからＭＰＥＧプログラムストリームを生成するためのストリーム生成方法であって、
前記エレメンタルストリームを、ＭＰＥＧトランスポートストリームを構成するパケットに対応する第１の固定長に基づくアライメント時に必要な領域を確保した状態で所定長のパケットに分割するステップと、
分割されたパケットを前記ＭＰＥＧプログラムストリームに対応する第２の固定長に基いてパック化して複数のパックデータを生成し、生成した複数のパックデータをアライメントして前記ＭＰＥＧプログラムストリームを生成するステップと、
を備えたことを特徴とするストリーム生成方法。
【請求項８】
フレーム識別用のヘッダをそれぞれ含む複数の符号化映像フレームが第１のパケットサイズで分割されて構成された第１のＭＰＥＧストリームを、前記ヘッダの近傍に配置された該符号化映像フレーム毎のアライメント用無効符号化データを用いて、前記第１のパケットサイズとは異なる第２のパケットサイズを有する複数のパケットから構成される第２のＭＰＥＧストリームに変換するストリーム変換方法であって、
前記第１のＭＰＥＧストリームをサーチして各符号化映像フレームの前記フレーム識別用ヘッダおよび該ヘッダの近傍に配置されたアライメント用無効符号化データを認識するステップと、
認識されたアライメント用無効符号化データに基づいて、各符号化映像フレームを認識するステップと、
認識された各符号化映像フレームおよび対応するアライメント用無効符号化データから構成されたデータを、前記第２のパケットサイズで分割することにより該第２のパケットサイズを有する複数のパケットを生成するステップと、
を備えたことを特徴とするストリーム変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＰＥＧ−ＰＳおよびＭＰＥＧ−ＴＳ間の相互変換を考慮して映像および／または音声データを符号化することによりエレメンタリストリームデータを生成するデータ符号化方法および装置、ならびにデータ符号化プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
映像および／または音声データをＭＰＥＧ規格に従って圧縮符号化および多重化して伝送または記録する際のフォーマットとして、プログラムストリーム（ＭＰＥＧ−ＰＳ）およびトランスポートストリーム（ＭＰＥＧ−ＴＳ）の２種類が定められている。
【０００３】
ＭＰＥＧ−ＰＳは、エラーの可能性が低い環境で取り扱うことを想定した形式であり、ＤＶＤ等の記録形式として使用されている。
【０００４】
このＭＰＥＧ−ＰＳによれば、映像および／または音声データは、所定長のパック単位で圧縮符号化およびパケット化されてパケット化エレメンタリストリームが生成される。生成された複数のパック（パケット化エレメンタリストリーム）が組み合わせされてプログラムストリームが構成される。ＭＰＥＧ−ＰＳによるプログラムストリームにおける１パックのパック長は、通常、ＤＶＤの記録および再生単位である１セクタに対応する２０４８バイトに固定されている。
【０００５】
ＭＰＥＧ−ＴＳは、エラーが発生しうる環境で取り扱われることを想定した形式であり、ＢＳ／地上波デジタル放送、次世代ＤＶＤ規格（Blu-ray、HD DVD）等で採用されている。
【０００６】
このＭＰＥＧ−ＴＳによれば、映像および／または音声データは、１８８バイト固定長単位で圧縮符号化およびパケット化されてトランスポートパケットが生成される。生成された複数のトランスポートパケット（ＴＳパケットとも言う）が所定数毎に組み合わされてトランスポートストリームが構成される。
【０００７】
一方、ＢＳ／地上波デジタル放送の普及等に伴い、記録メディアであるＤＶＤも大容量化されている。具体的には、現行のＤＶＤ（８ＧＢ前後の記憶容量）の数倍の記憶容量を有する次世代ＤＶＤ（２０ＧＢ以上の記憶容量）が開発および実用化されている。
【０００８】
上述したように、現行ＤＶＤの記録伝送フォーマットであるＭＰＥＧ−ＰＳは、次世代ＤＶＤの記録伝送フォーマットであるＭＰＥＧ−ＴＳとは異なる。このため、現行ＤＶＤおよび次世代ＤＶＤの両方に対応するレコーダにおいては、ＭＰＥＧ−ＰＳ形式のプログラムストリームとＭＰＥＧ−ＴＳ形式のトランスポートストリームとを相互に変換する機能を備えたものが多い。
【０００９】
この点、下記特許文献１〜５には、ＭＰＥＧ−ＰＳ形式のプログラムストリームとＭＰＥＧ−ＴＳ形式のトランスポートストリームとの間の相互変換を容易にするための工夫として、複数のＴＳパケットの内、ＭＰＥＧ−ＰＳの１パック長(データサイズ)に相当するＴＳパケット群を１つの多重化単位（多重化ブロック）として多重化することにより、ＭＰＥＧ−ＰＳおよびＭＰＥＧ−ＴＳの相互変換を容易にする技術が開示されている。
【００１０】
具体的には、ＭＰＥＧ−ＰＳの１パック長が２０４８バイトであるため、１８８バイト毎に分割された複数のＴＳパケットは、上記パック長に対応する１１パケットを１つの多重化単位としてまとめてアライメントされる。
【００１１】
この点、ＭＰＥＧ−ＰＳの１パックに実際に含まれるデータ(実データ)のサイズは、この１パック内のＰＥＳパケットのバイト長等によって変化するため、必ずしもＭＰＥＧ−ＰＳの各パックに２０４８バイトのデータが格納されるわけではなく、上記ＭＰＥＧ−ＰＳのパック長を基準としたＭＰＥＧ−ＴＳのアライメントに支障をきたす恐れもある。
【００１２】
このように、ＭＰＥＧ−ＰＳの各パック内の実データサイズがパック長に満たない場合において、特許文献１〜５では、そのパック長に満たないパックに余剰データ(Paddingデータ)を埋めること（パディング）により、ＭＰＥＧ−ＰＳの各パックに格納されるデータサイズを各パックのデータ長（２０４８バイト）に設定して対応していた。
【００１３】
同様に、複数のＴＳパケットが１１パケットにアライメントできなかった場合、つまり、ＭＰＥＧ−ＰＳの１パック長に比してＴＳパケット数が不足した場合、この不足のＴＳパケットに相当する余剰データをパディングすることにより１１パケットにアライメントして対応していた。
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−２２８９２２号公報
【特許文献２】特開２００６−１９１６５８号公報
【特許文献３】特開２００６−２０３９１４号公報
【特許文献４】特開２００６−２１１６８５号公報
【特許文献５】特開２００６−２１７６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述した余剰データのパディングによりＭＰＥＧ−ＰＳのパック内の実データサイズとアライメントされた１１パケットのデータサイズとを合わせる方法では、パディングされる余剰データのサイズは、ＭＰＥＧ−ＰＳのパック長に依存する。例えば、ＭＰＥＧ−ＰＳからＭＰＥＧ−ＴＳへ変換する際、仮にあるパック内の実データサイズが１バイトである場合、そのパックにパディングされる余剰データのサイズは２０４７バイトになり、実データサイズに比して余剰データサイズが増大するという問題が一例として存在する。
【００１６】
同様に、ＭＰＥＧ−ＴＳからＭＰＥＧ−ＰＳへの変換をする際、例えばＴＳパケットが１パケットしか存在しなかった場合、残りの１０パケットの余剰データをパディングして１１パケットにアライメントするため、余剰データのサイズは１８８０バイトになり、実データサイズに比して余剰データサイズが増大するという問題が一例として存在する。
【００１７】
この余剰データサイズの増大により、変換後のＭＰＥＧ−ＰＳストリームデータおよび／またはＭＰＥＧ−ＴＳストリームデータを記録メディアに記録する際、記録時間が増大するという問題が一例として存在する。また、余剰データサイズの増大により、符号化時に必要とされるデータの領域を確保することが困難となる恐れがあり、ＭＰＥＧ−ＰＳストリームデータおよび／ＭＰＥＧ−ＴＳストリームデータを復号化した際の復号化データの品質の低下を招く恐れがあるという問題が一例として存在する。
【００１８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、余剰データサイズを従来に比べて低減させることができるデータ符号化方法および装置、ならびに符号化プログラムを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の態様は、少なくとも映像信号を含むエレメンタルストリームからＭＰＥＧプログラムストリームを生成するストリーム生成装置である。このストリーム生成装置は、前記エレメンタルストリームを、ＭＰＥＧトランスポートストリームを構成するパケットに対応する第１の固定長に基づくアライメント時に必要な領域を確保した状態で所定長のパケットに分割するパケット分割手段と、分割されたパケットを前記ＭＰＥＧプログラムストリームに対応する第２の固定長に基いてパック化して複数のパックデータを生成し、生成した複数のパックデータをアライメントして前記ＭＰＥＧプログラムストリームを生成するアライメント手段と、を備えている。
【００２０】
本発明の第２の態様は、フレーム識別用のヘッダをそれぞれ含む複数の符号化映像フレームが第１のパケットサイズで分割されて構成された第１のＭＰＥＧストリームを、前記ヘッダの近傍に配置された該符号化映像フレーム毎のアライメント用無効符号化データを用いて、前記第１のパケットサイズとは異なる第２のパケットサイズを有する複数のパケットから構成される第２のＭＰＥＧストリームに変換するストリーム変換装置である。このストリーム変換装置は、前記第１のＭＰＥＧストリームをサーチして各符号化映像フレームの前記フレーム識別用ヘッダおよび該ヘッダの近傍に配置されたアライメント用無効符号化データを認識する手段と、認識されたアライメント用無効符号化データに基づいて、各符号化映像フレームを認識する手段と、認識された各符号化映像フレームおよび対応するアライメント用無効符号化データから構成されたデータを、前記第２のパケットサイズで分割することにより該第２のパケットサイズを有する複数のパケットを生成する手段と、を備えている。
【００２１】
本発明の第３の態様は、少なくとも映像信号を含むエレメンタルストリームからＭＰＥＧプログラムストリームを生成するためのコンピュータが読み取り可能ストリーム生成用プログラムである。このプログラムは、コンピュータに、前記エレメンタルストリームを、ＭＰＥＧトランスポートストリームを構成するパケットに対応する第１の固定長に基づくアライメント時に必要な領域を確保した状態で所定長のパケットに分割する処理と、分割されたパケットを前記ＭＰＥＧプログラムストリームに対応する第２の固定長に基いてパック化して複数のパックデータを生成し、生成した複数のパックデータをアライメントして前記ＭＰＥＧプログラムストリームを生成する処理と、を実行させる。
【００２２】
本発明の第４の態様は、フレーム識別用のヘッダをそれぞれ含む複数の符号化映像フレームが第１のパケットサイズで分割されて構成された第１のＭＰＥＧストリームを、前記ヘッダの近傍に配置された該符号化映像フレーム毎のアライメント用無効符号化データを用いて、前記第１のパケットサイズとは異なる第２のパケットサイズを有する複数のパケットから構成される第２のＭＰＥＧストリームに変換するためのコンピュータが読み取り可能なストリーム変換用プログラムである。このプログラムは、コンピュータに、前記第１のＭＰＥＧストリームをサーチして各符号化映像フレームの前記フレーム識別用ヘッダおよび該ヘッダの近傍に配置されたアライメント用無効符号化データを認識する処理と、認識したアライメント用無効符号化データに基づいて、各符号化映像フレームを認識する処理と、認識した各符号化映像フレームおよび対応するアライメント用無効符号化データから構成されたデータを、前記第２のパケットサイズで分割することにより該第２のパケットサイズを有する複数のパケットを生成する処理と、をそれぞれ実行させる。
【００２３】
本発明の第５の態様は、少なくとも映像信号を含むエレメンタルストリームからＭＰＥＧプログラムストリームを生成するためのストリーム生成方法である。このストリーム生成方法は、前記エレメンタルストリームを、ＭＰＥＧトランスポートストリームを構成するパケットに対応する第１の固定長に基づくアライメント時に必要な領域を確保した状態で所定長のパケットに分割するステップと、分割されたパケットを前記ＭＰＥＧプログラムストリームに対応する第２の固定長に基いてパック化して複数のパックデータを生成し、生成した複数のパックデータをアライメントして前記ＭＰＥＧプログラムストリームを生成するステップと、を備えている。
【００２４】
本発明の第６の態様は、フレーム識別用のヘッダをそれぞれ含む複数の符号化映像フレームが第１のパケットサイズで分割されて構成された第１のＭＰＥＧストリームを、前記ヘッダの近傍に配置された該符号化映像フレーム毎のアライメント用無効符号化データを用いて、前記第１のパケットサイズとは異なる第２のパケットサイズを有する複数のパケットから構成される第２のＭＰＥＧストリームに変換するストリーム変換方法であって、前記第１のＭＰＥＧストリームをサーチして各符号化映像フレームの前記フレーム識別用ヘッダおよび該ヘッダの近傍に配置されたアライメント用無効符号化データを認識するステップと、認識されたアライメント用無効符号化データに基づいて、各符号化映像フレームを認識するステップと、認識された各符号化映像フレームおよび対応するアライメント用無効符号化データから構成されたデータを、前記第２のパケットサイズで分割することにより該第２のパケットサイズを有する複数のパケットを生成するステップと、を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係るＡＶ（映像および音声：Audio and Visual）レコーダ１の概略構成の一例を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示すように、ＡＶレコーダ１は、例えば地上波アナログ放送等のアナログ映像音声多重化信号を受信し、受信したアナログ映像音声多重化信号からアナログ映像信号およびアナログ音声信号(アナログＡＶ信号)を復調するＡＶ信号受信部３を備えている。
【００２８】
また、ＡＶ信号受信部３は、地上波デジタル放送やＢＳデジタル放送等のデジタル映像音声多重化信号を受信し、受信したデジタル映像音声多重化信号からデジタル映像信号およびデジタル音声信号（デジタルＡＶ信号）を復調する機能を有している。
【００２９】
また、ＡＶレコーダ１は、ＡＶ信号受信部３に対してアナログおよびデジタルＡＶ信号を受信可能に接続されたエンコーダ５を備えている。
【００３０】
このエンコーダ５は、ＡＶ信号受信部３により受信されたＡＶ信号（アナログ／デジタル）の内、例えばアナログＡＶ信号を符号化することにより、ＭＰＥＧ規格に従ったフォーマットであるＭＰＥＧ−ＰＳおよびＭＰＥＧ−ＴＳの内の何れか一方のストリームデータに変換する機能を有している。
【００３１】
さらに、ＡＶレコーダ１は、エンコーダ５に対してストリームデータを受信可能に接続されたデータ記録再生部１１を備えている。
【００３２】
このデータ記録再生部１１は、エンコーダ５の符号化処理により得られたストリームデータおよびＡＶデータ受信部３により受信されたトランスポートストリームデータ（ＭＰＥＧ−ＴＳ）を記録媒体に記録する機能を有している。
【００３３】
この記録媒体としては、現行ＤＶＤおよび次世代ＤＶＤ（Ｂｌｕ‐ｒａｙ、ＨＤ ＤＶＤ）等を用いることができる。
【００３４】
また、データ記録再生部１１は、記録媒体に記録されたデータを再生する（読み出す）機能を有している。
【００３５】
ＡＶレコーダ１は、データ記録再生部１１に対してストリームデータを受信可能に接続されたデコーダ１３を備えている。
【００３６】
このデコーダ１３は、データ記録再生部１１の再生処理により記録媒体に記録されたストリームデータが読み出された際に、この読み出されたストリームデータを映像ストリームおよび音声ストリームに分離し、分離した映像ストリームおよび音声ストリーム毎にデコードして対応する映像信号および音声信号をそれぞれ復調して出力する機能を有している。
【００３７】
また、ＡＶレコーダ１は、デコーダ１３に対し映像および音声信号受信可能に接続された表示出力部１５を備えている。
【００３８】
この表示出力部１５は、デコーダ１３から出力された映像信号および音声信号を、例えばディスプレイおよびスピーカを介して表示出力する機能を有している。なお、表示出力部１５は、ＡＶレコーダ１と一体化される必要はなく、例えばプラズマテレビや液晶テレビ等のテレビ受像機であってもよい。
【００３９】
さらに、ＡＶレコーダ１は、データ記録再生部１１の再生処理により読み出されたストリームデータのＭＰＥＧ規格に基づくフォーマット（ＭＰＥＧ−ＰＳおよびＭＰＥＧ−ＴＳの内の一方）を他方のフォーマットに変換するためのＴＳ／ＰＳ変換部１７を備えている。このＴＳ／ＰＳ変換部１７により変換されたストリームデータは、データ記録再生部１１による記録処理により、変換されたフォーマットに対応するディスクに対して再度記録される。
【００４０】
次に、エンコーダ５の機能について説明する。なお、本実施形態では、その特徴を分かりやすく説明するため、ＡＶ信号受信部３により受信されたアナログ映像信号（例えば、１／３０秒毎に受信されるフレーム画像信号）に対して符号化を行う機能について説明する。
【００４１】
図２は、エンコーダ５の機能構成を概略的に示すブロック図である。
【００４２】
図２に示すように、エンコーダ５は、圧縮符号化部２１と、この圧縮符号化部２１に対して機能的にデータ受け渡し可能に接続されたストリームデータ生成部２３と、を備えている。
【００４３】
圧縮符号化部２１は、各フレーム画像の特徴を抽出して符号化するＤＣＴ（離散コサイン変換）処理およびフレーム間の動きの変化を予測(動き予測)することにより、ＧＯＰ（Group of Pictures）単位の符号化データ｛ビデオＥＳ（エレメンタリストリーム：Element stream）｝を生成する機能を有している。なお、ＧＯＰには、動き予測をしない静止フレームのIピクチャ、過去のピクチャから予測されるＰピクチャ、および前後のＩピクチャおよびＰピクチャから予測されるＢピクチャの３種類のフレームから構成されている。
【００４４】
ストリームデータ生成部２３は、圧縮符号化部２１により符号化されたビデオＥＳを、ＭＰＥＧ−ＴＳの固定パケット長１８８バイトを考慮して、パケット化、アライメントおよび多重化することにより、ＭＰＥＧ−ＰＳ（プログラムストリーム）を生成し、生成したプログラムストリームをデータ記録再生部１１に出力する機能を有している。
【００４５】
特に、本実施形態では、ストリームデータ生成部２３は、圧縮符号化部２１により符号化されたビデオＥＳを、ＤＶＤの記録および再生単位である１セクタに対応する２０４８バイト単位でパケット化することにより、ＭＰＥＧ−ＰＳ用のビデオＰＥＳとして、ＤＶＤの１セクタに対応する２０４８バイトのパケット（パック長）をそれぞれ有する複数の第１のＰＥＳ｛パケッタイズドエレメンタリストリーム（ＰＥＳ（Packetized Elementary Stream））を生成するように構成されている。
【００４６】
また、本実施形態では、ストリームデータ生成部２３は、圧縮符号化部２１により符号化されたビデオＥＳを可変長の単位でパケット化することにより、ＭＰＥＧ−ＴＳ用のビデオＰＥＳとして、可変パケット長をそれぞれ有する複数の第２のＰＥＳパケットを生成する機能を有している。
【００４７】
さらに、ストリームデータ生成部２３は、生成した複数の第２のＰＥＳパケットを、従来のようにＭＰＥＧ−ＰＳの１パック長を考慮することなく、かつＭＰＥＧ−ＴＳの固定パケット長１８８バイトを考慮してアライメントおよび多重化することによりＭＰＥＧ−ＴＳ（トランスポートストリーム）を生成し、生成したトランスポートストリームをデータ記録再生部１１に出力する機能を有している。
【００４８】
なお、図２に示す機能構成要素２１および２３は、それぞれハードワイヤードロジック回路により構成してもよく、また、図２に二点鎖線で示したように、ストリームデータ生成部２３を、内蔵あるいは外部に格納されたプログラムにより動作するコンピュータ（言い換えれば、プログラムドロジック回路）の処理として構成することも可能である。
【００４９】
次に、図３乃至図６を用いて、エンコーダ５によるプログラムストリームおよびトランスポートストリーム生成処理についてさらに詳細に説明する。
【００５０】
図３は、エンコーダ５によりトランスポートストリームデータを生成する際に実行される圧縮符号化部２１およびストリームデータ生成部２３それぞれの機能を、入力された映像データに対する処理の流れとして説明するフローチャートである。
【００５１】
図３に示すように、エンコーダ５は、入力された映像データに対し、ＤＣＴ処理および動き予測処理等の動画圧縮処理を施すことにより、ＧＯＰ単位のビデオＥＳを生成する（ステップＳ１）。図４は、生成されたビデオＥＳの内、あるＧＯＰにおける連続するＮ番目のピクチャＮ（Ｎは１以上の整数）およびＮ＋１番目のピクチャＮ＋１を代表して示す図である。
【００５２】
次いで、エンコーダ５は、生成されたビデオＥＳを可変長の単位で｛ピクチャヘッダで区切られるピクチャ（ビデオアクセスユニット）毎に｝パケット化して複数のパケットを生成し、そのパケットのヘッダとして、該パケットに含まれる映像データの復号化および／または表示出力に関する同期タイミングを表す情報をヘッダ（ＰＥＳヘッダ）として付加することにより、ＭＰＥＧ−ＴＳ用の複数の第２のＰＥＳパケットを生成する（ステップＳ２および図４参照）。
【００５３】
続いて、エンコーダ５は、生成された各第２のＰＥＳパケットを所定の長さ単位で分割して対応するＰＥＳヘッダをそれぞれ含む複数のパケットを生成し、そのパケットのヘッダとして、そのパケットに含まれるストリーム識別情報を付加することにより、ＭＰＥＧ−ＴＳの固定パケット長１８８バイトのパケットサイズを有する複数のＴＳパケットをそれぞれ生成してアライメントする（ステップＳ３）。
【００５４】
次いで、エンコーダ５は、各ピクチャの後尾のＴＳパケットのパケットサイズを確認し、ＭＰＥＧ−ＴＳの固定パケット長１８８バイトを満足しないＴＳパケット（例えばピクチャＮの後尾のＴＳパケット（ｍ）がＸバイト不足しているものとする）に対し、１８８バイトに対する不足分に対し無効データを挿入してアライメントする（ステップＳ４）。
【００５５】
この結果、図４に示すように、ＭＰＥＧ−ＴＳの固定パケット長１８８バイト単位でアライメントされたＭＰＥＧ−ＴＳ（トランスポートストリーム）を生成することができる。
【００５６】
さらに、図５は、エンコーダ５によりプログラムストリームデータを生成する際に実行される圧縮符号化部２１および多重化ストリームデータ生成部２３それぞれの機能を、入力された映像データに対する処理の流れとして説明するフローチャートである。
【００５７】
図５に示すように、エンコーダ５は、図３のステップＳ１と同等の処理により、ＧＯＰ単位のビデオＥＳを生成する（ステップＳ１１）。図６は、生成されたビデオＥＳの内、あるＧＯＰにおける連続するＮ番目のピクチャＮ（Ｎは１以上の整数）およびＮ＋１番目のピクチャＮ＋１を代表して示す図である。
【００５８】
次いで、エンコーダ５は、ビデオＥＳを固定長１８８バイトでアライメントしたと仮定した場合における各ピクチャ（ビデオアクセスユニット）の後尾のＴＳパケットにおいてそのパケットサイズがＭＰＥＧ−ＴＳの固定パケット長１８８バイトを満足しないパケットの位置およびその不足バイト数を求める（ステップＳ１２）。
【００５９】
例えば、本実施形態では、上述したように、例えばピクチャＮの後尾のＴＳパケット（ｍ）がＸバイト不足しているため、ピクチャＮの末尾のＴＳパケット（ｍ）の位置および不足数Ｘバイトがそれぞれ求められる。
【００６０】
そして、エンコーダ５は、ビデオＥＳにおける求めたピクチャＮの末尾と次ピクチャＮ＋１のピクチャヘッダ間に対し、不足数Ｘバイトに対応するＴＳアライメント用ＮＵＬＬデータ｛“０”バイト（ビット）の符号化データ｝およびパケットヘッダ用ＮＵＬＬデータをそれぞれ挿入する（ステップＳ１３）。
【００６１】
次いで、エンコーダ５は、生成されたビデオＥＳを所定の長さ単位でパケット化して複数のパケットを生成し、そのパケットのヘッダとして、該パケットに含まれる映像データの復号化および／または表示出力に関する同期タイミングを表す情報をヘッダ（ＰＥＳヘッダ）として付加することによりＭＰＥＧ−ＰＳ用の複数の第１のＰＥＳパケットを生成する（ステップＳ１４および図６参照）。
【００６２】
続いて、エンコーダ５は、各第１のＰＥＳパケットに対して、例えば復号動作の基準となるタイミングデータが含まれたパックヘッダを付加することにより、固定長２０４８バイトのパケットサイズを有する複数のパックデータを生成し、生成した複数のパックデータを多重化する（ステップＳ１５）。
【００６３】
この結果、図６に示すＭＰＥＧ−ＰＳ（プログラムストリーム）が生成される。
【００６４】
このようにして生成されたプログラムストリームにおいては、各ピクチャをＭＰＥＧ−ＴＳの固定長１８８バイト単位でアライメントした際の不足バイト数が予めＮＵＬＬデータとして挿入されているため、ＭＰＥＧ−ＴＳ（トランスポートストリーム）に非常に容易に変換可能な構成となっている。言い換えれば、ＭＰＥＧ−ＴＳからＭＰＥＧ−ＰＳへの変換も非常に容易な構成となっている。
【００６５】
すなわち、図７に示すように、プログラムストリーム（ＭＰＥＧ−ＰＳ）におけるピクチャＮのバイト数とＴＳアライメント用ＮＵＬＬデータのバイト数とを合計したバイト数は、ピクチャＮをＭＰＥＧ−ＴＳの固定バイト長１８８バイトで過不足なく構成できるバイト数である。このため、ＭＰＥＧ−ＰＳおよびＭＰＥＧ−ＴＳ間の相互変換を、ＴＳ／ＰＳ変換部１７により非常に容易に行うことができる。なお、ＴＳ／ＰＳ変換部１７は、ハードワイヤードロジック回路により構成してもよく、また、内蔵あるいは外部に格納されたプログラムにより動作するコンピュータ（言い換えれば、プログラムドロジック回路）の処理として構成することも可能である。
【００６６】
具体的に説明すれば、例えば、図６および図７に示す構成のＭＰＥＧ−ＰＳからＭＰＥＧ−ＴＳに変換する際、ＴＳ／ＰＳ変換部１７は、データ記録再生部１１を介して対応する記録媒体から読み出されたプログラムストリーム（ＭＰＥＧ−ＰＳ）をサーチして、ピクチャの切り替わりを示すピクチャヘッダを認識し、そのピクチャヘッダから前ピクチャ側に存在するパケットヘッダ用ＮＵＬＬデータおよびＴＳアライメント用ＮＵＬＬデータ（“０”バイトの符号化データ）を認識する（図８；ステップＳ２１）。
【００６７】
次いで、ＴＳ／ＰＳ変換部１７は、アライメント用ＮＵＬＬデータおよびＰＥＳヘッダ間のピクチャＮを認識し、ピクチャＮおよびアライメント用ＮＵＬＬデータから成るバイトデータを固定パケット長１８８バイトで分割してＴＳパケット（１）〜ＴＳパケット（ｍ）をそれぞれ生成し、アライメントする（ステップＳ２２）。なお、このピクチャＮと同様の処理により、他のピクチャもアライメントできる。
【００６８】
続いて、ＴＳ／ＰＳ変換部１７は、次ピクチャのＴＥＳパケットヘッダおよびピクチャヘッダ間のＮＵＬＬデータ領域に、ＰＥＳヘッダの内容を挿入してアライメントする（ステップＳ２３）。
【００６９】
この結果、図７に示すように、プログラムストリーム（ＭＰＥＧ−ＰＳ）をトランスポートストリーム（ＭＰＥＧ−ＴＳ）に変換することができる。なお、トランスポートストリーム（ＭＰＥＧ−ＴＳ）からプログラムストリーム（ＭＰＥＧ−ＰＳ）への変換についても、図８と略同様の処理により実現できる。
【００７０】
以上述べたように、本実施形態によれば、ＭＰＥＧ−ＰＳ用に生成された複数の第１のＰＥＳパケットをアライメントする際、ＭＰＥＧ−ＴＳの固定パケット長１８８バイトでアライメントしたと仮定した際の各ピクチャにおける後尾のＴＳパケットの不足バイト数（最大１８７バイト）をＮＵＬＬデータとして挿入している。
【００７１】
すなわち、本実施形態では、プログラムストリーム（ＭＰＥＧ−ＰＳ）における各ピクチャのバイト数と対応するピクチャのＴＳアライメント用ＮＵＬＬデータのバイト数とを合計したバイト数を、対応するピクチャをＭＰＥＧ−ＴＳの固定バイト長１８８バイトで過不足なく構成できるバイト数に設定している。
【００７２】
このため、ストリームデータにおけるＭＰＥＧ−ＰＳおよびＭＰＥＧ−ＴＳ間の相互変換を容易に行うことができる。
【００７３】
また、フレーム毎に挿入されるアライメント用ＮＵＬＬデータ（余剰データ）のバイト数は高々１８７バイトであり、従来においてパディングされるバイト数（最大２０４７バイト）と比べて大幅に減少させることができる。
【００７４】
この結果、プログラムストリームデータ（ＭＰＥＧ−ＰＳ）あるいはトランスポートストリームデータ（ＭＰＥＧ−ＴＳ）を、データ記録再生部１１を介して対応する記録媒体に記録する際の記録時間も減少させることができる。また、挿入されるＮＵＬＬデータの数を減少させることができるため、復号化した際の映像信号の品質を高く維持することができる。
【００７５】
具体的に言えば、背景技術として説明した、ＭＰＥＧ−ＰＳの１パック長（２０４８バイト）単位でアライメントする方法の場合、パディングされる余剰データのサイズは、ＭＰＥＧ−ＰＳのパック長に依存するため、フレーム毎に最大２０４７バイトの余剰が生じる可能性がある。
【００７６】
しかしながら、本実施形態によれば、ＴＳパケット内にアライメント用ＮＵＬＬデータとして挿入されるバイト数は最大１８７バイトである。このため、従来の方法の場合と比べて、挿入（パディング）されるバイト数を大幅に低減させることができる。この結果、上述したように、記録時間の減少および再生品質の向上を実現できる。
【００７７】
なお、上述したように、本実施形態では、説明を容易にするため、映像信号を符号化してプログラムストリームデータおよび／またはトランスポートストリームデータを生成する場合について説明したが、本実施形態はこの構成に限定されるものではなく、映像信号および音声信号をそれぞれ符号化して多重化プログラムストリームデータおよびトランスポートストリームデータを生成する場合においても適用可能である。
【００７８】
例えば映像パックデータおよび音声パックデータが多重化されたプログラムストリームデータ（ＭＰＥＧ−ＰＳ）は、デコーダ１３にてデコードされる際に、映像ストリームおよび音声ストリームに分離されてデコードされるため、本実施形態で説明した連続した映像ストリームとして扱われるため、本実施形態の効果を享受することができる。
【００７９】
本実施形態に係る符号化によるプログラムストリームおよび／またはトランスポートストリーム生成部（図１および図２におけるエンコーダ５）は、ＡＶレコーダに限らず、上記セルフエンコーディングを用いたプログラムストリームおよび／またはトランスポートストリームの生成が必要な機器であれば、如何なる機器においても適用可能である。
【００８０】
本発明は、上述した実施の形態および変形例に限定されるものではなく、本発明に属する範囲内において、上記実施の形態および変形例を様々に変形して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態に係るＡＶレコーダの概略構成の一例を示すブロック図。
【図２】図１に示すエンコーダの機能構成を概略的に示す図。
【図３】図１および図２に示すエンコーダによりトランスポートストリームデータを生成する際に実行される圧縮符号化部およびストリームデータ生成部それぞれの機能を、入力された映像データに対する処理の流れとして説明するフローチャート。
【図４】図３の処理を生成されるデータの変移として説明するデータ遷移図。
【図５】図１および図２に示すエンコーダによりプログラムストリームデータを生成する際に実行される圧縮符号化部およびストリームデータ生成部それぞれの機能を、入力された映像データに対する処理の流れとして説明するフローチャート。
【図６】図５の処理を生成されるデータの変移として説明するデータ遷移図。
【図７】プログラムストリーム（ＭＰＥＧ−ＰＳ）をトランスポートストリーム（ＭＰＥＧ−ＴＳ）に変換する際のデータ遷移を示す図。
【図８】図１に示すＴＳ／ＰＳ変換部の処理を概略的に示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８２】
１  ＡＶレコーダ
３  ＡＶ信号受信部
５  エンコーダ
１１  データ記録再生部
１３  デコーダ
１５  表示部
２１  圧縮符号化部
２３  ストリームデータ生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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