(57)【要約】【課題】トランスポート・ストリームのＩピクチャの検出時間を短縮するとともに特殊再生にも対応できるトランスポート・ストリーム記録再生方法及び装置を提供する。【解決手段】パケット検出器１０３は、トランスポート・ストリームから、Ｉピクチャ映像パケットの先頭のパケットである先頭Ｉピクチャを検出する。パケットメモリ１０２は、トランスポート・ストリームから、先頭Ｉピクチャから次のＩピクチャ映像パケットの先頭パケットの直前のパケットまでを記憶する。位置パケット生成器１０６は、Ｉピクチャ映像パケットの位置情報に関するパケットを生成する。記録媒体１０８は、スイッチ１０７の出力を記録する。位置情報検出器１０９は、記録媒体１０８から読み出されたＩピクチャ映像パケットの位置情報を検出する。ＡＶデコーダ１１０は、記録媒体１０８の出力から映像データ又は音声データをデコードする。【選択図】図１
2008135845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのヌルパケットを含むＭＰＥＧ準拠のトランスポート・ストリームを入力し、
前記トランスポート・ストリームから、Ｉピクチャ映像パケットの先頭のパケットである先頭Ｉピクチャを検出し、
前記先頭Ｉピクチャを基にＩピクチャ位置情報を生成し、
該Ｉピクチャ位置情報を所定位置に格納した位置パケットを生成し、
該位置パケットを前記先頭Ｉピクチャの直後の位置に書き込んだトランスポート・ストリームを、記録媒体に記録し、
前記位置パケットを基に、前記記録媒体に記録されたトランスポート・ストリームを特殊再生することを特徴とするトランスポート・ストリームの記録再生方法。
【請求項２】
前記Ｉピクチャ位置情報は、
前記先頭Ｉピクチャからその直前の先頭Ｉピクチャまでのパケット数と、
前記先頭Ｉピクチャからその直後の先頭Ｉピクチャまでのパケット数と、
前記先頭Ｉピクチャから終了のＩピクチャまでのパケット数とから構成されることを特徴とする請求項１記載のトランスポート・ストリームの記録再生方法。
【請求項３】
前記所定位置は、前記トランスポート・ストリームのアダプテーション・フィールドから構成されることを特徴とする請求項１又は２記載のトランスポート・ストリームの記録再生方法。
【請求項４】
少なくとも一つのヌルパケットを含むＭＰＥＧ準拠のトランスポート・ストリームを入力する入力手段と、
前記トランスポート・ストリームから、Ｉピクチャ映像パケットの先頭のパケットである先頭Ｉピクチャを検出する検出手段と、
前記トランスポート・ストリームのパケット数をカウントするパケットカウンタと、
前記トランスポート・ストリームから、前記先頭Ｉピクチャから次のＩピクチャ映像パケットの先頭パケットの直前のパケットまでを記憶するパケットメモリと、
前記Ｉピクチャ映像パケットの位置情報に関するパケットを生成する位置パケット生成手段と、
前記パケットメモリの出力と前記位置パケット生成手段の出力との間の切替を行うスイッチと、
前記パケット検出手段の結果及び前記パケットカウンタの結果を基に、前記パケットメモリ、前記位置パケット生成手段及び前記スイッチを制御する制御手段と、
該スイッチの出力を記録する記録媒体と、
該記録媒体の記録再生を制御する記録媒体制御手段と、
前記記録媒体から読み出された前記Ｉピクチャ映像パケットの位置情報を検出する位置情報検出手段と、
前記記録媒体の出力から映像データ又は音声データをデコードするＡＶデコーダとを具えることを特徴とするトランスポート・ストリームの記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＰＥＧ準拠のトランスポート・ストリーム（ＴＳ）を記録又は再生するトランスポート・ストリーム記録再生方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル放送では、映像符号化方式としてＭＰＥＧ−２が採用されている。ＭＰＥＧ−２は、符号化効率を高めるためにフレーム内符号化だけでなくフレーム間予測符号化も行っている。フレーム間予測符号化は、前方向だけで行うものと、前方向と後方向の双方向で行うものとがある。フレーム内符号化を行うフレームは、Ｉピクチャと称され、前方向予測符号化を行うフレームは、Ｐピクチャと称され、双方向予測符号化を行うフレームは、Ｂピクチャと称される。符号化後の情報量は、Ｂピクチャ、Ｐピクチャ、Ｉピクチャの順に少なくなる。一般的には、Ｉピクチャの間隔を１５フレームとするとともにＩピクチャとＰピクチャ又はＰピクチャ同士の間隔を３フレームとするＧＯＰ(Group Of Picture)構成をとり、情報量を大幅に削減している。
【０００３】
Ｉピクチャは、そのピクチャのデータだけで復号が可能であるが、Ｐピクチャ及びＢピクチャの復号には他のピクチャのデータが必要となる。したがって、復号は、任意の位置ではなく常にＩピクチャから始める必要がある。例えば、デジタル放送を視聴する場合、受信機の電源を入れてチャンネルを選択したときには、Ｉピクチャを最初に受信し及び復号する必要があり、タイミングによっては映像が表示されるまでの時間だけ待たされることがある。この時間は、Ｉピクチャの間隔が１５フレームであるときには最大０．５秒となる。
【０００４】
デジタル放送は、ＭＰＥＧ−２方式のＴＳで行われている。トランスポート・ストリームは、映像や音声のようなデータを１８８バイトの小さなＴＳパケットに分割して多重化したものであり、パケットのヘッダ（４バイト）のＰＩＤと称する識別子によって、内容の種類（例えば、映像、音声）を識別できるようになっている。すなわち、映像では、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャに符号化された画像を分割して一つのＴＳを作成する。
【０００５】
ＴＳの記録媒体への記録時にＭＰＥＧのピクチャ解析を行ってＩピクチャの位置情報を取得し、取得した前方のＩピクチャの位置情報を、ＴＳの形式で記述してＩ参照パケットとし、Ｉ参照パケットを周期的に（一定数パケットごとに）ＴＳに挿入して記録し、挿入されているＩ参照パケットを取得し、これに基づいてＩピクチャのＴＳを抜き出して、早送り再生や巻き戻し再生のような特殊再生を行うことが提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−１９７８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＴＳを記録媒体に記録して再生するとき、すなわち、映像信号として復号するときには、Ｉピクチャを検出してＩピクチャに基づいて復号を行う必要がある。そのためには、Ｉピクチャを早期に取得する必要があり、各映像のＴＳパケットを一つ一つ調べてピクチャの種類を判断することになるが、多くのパケット処理を必要とする。
【０００７】
また、数時間の番組を記録したＴＳファイルは、数ギガバイトから数十ギガバイトの容量になるので、処理に多大な時間を要する。処理の高速化には高性能の演算装置（例えば、ＣＰＵ）や、記録媒体（例えば、ハードディスク）が必要となり、コストが増大する。
【０００８】
さらに、巻き戻しや早送りの特殊再生時には、高速動作のために通常の再生処理時間より速く処理する必要があり、従来のＴＳ記録再生装置では処理時間に限界が生じていた。
【０００９】
本発明の目的は、ＴＳのＩピクチャの検出時間を短縮するとともに、巻き戻し再生や早送り再生のような特殊再生にも対応することができるトランスポート・ストリーム記録再生方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による請求項１のトランスポート・ストリームの記録再生方法は、
少なくとも一つのヌルパケットを含むＭＰＥＧ準拠のトランスポート・ストリームを入力し、
前記トランスポート・ストリームから、Ｉピクチャ映像パケットの先頭のパケットである先頭Ｉピクチャを検出し、
前記先頭Ｉピクチャを基にＩピクチャ位置情報を生成し、
該Ｉピクチャ位置情報を所定位置に格納した位置パケットを生成し、
該位置パケットを前記先頭Ｉピクチャの直後の位置に書き込んだトランスポート・ストリームを、記録媒体に記録し、
前記位置パケットを基に、前記記録媒体に記録されたトランスポート・ストリームを特殊再生することを特徴とする。
【００１１】
本発明による請求項２のトランスポート・ストリームの記録再生方法は、
前記Ｉピクチャ位置情報は、
前記先頭Ｉピクチャからその直前の先頭Ｉピクチャまでのパケット数と、
前記先頭Ｉピクチャからその直後の先頭Ｉピクチャまでのパケット数と、
前記先頭Ｉピクチャから終了のＩピクチャまでのパケット数とから構成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明による請求項３のトランスポート・ストリームの記録再生方法は、
前記所定位置は、前記トランスポート・ストリームのアダプテーション・フィールドから構成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明による請求項４のトランスポート・ストリームの記録再生装置は、
少なくとも一つのヌルパケットを含むＭＰＥＧ準拠のトランスポート・ストリームを入力する入力手段と、
前記トランスポート・ストリームから、Ｉピクチャ映像パケットの先頭のパケットである先頭Ｉピクチャを検出する検出手段と、
前記トランスポート・ストリームのパケット数をカウントするパケットカウンタと、
前記トランスポート・ストリームから、前記先頭Ｉピクチャから次のＩピクチャ映像パケットの先頭パケットの直前のパケットまでを記憶するパケットメモリと、
前記Ｉピクチャ映像パケットの位置情報に関するパケットを生成する位置パケット生成手段と、
前記パケットメモリの出力と前記位置パケット生成手段の出力との間の切替を行うスイッチと、
前記パケット検出手段の結果及び前記パケットカウンタの結果を基に、前記パケットメモリ、前記位置パケット生成手段及び前記スイッチを制御する制御手段と、
該スイッチの出力を記録する記録媒体と、
該記録媒体の記録再生を制御する記録媒体制御手段と、
前記記録媒体から読み出された前記Ｉピクチャ映像パケットの位置情報を検出する位置情報検出手段と、
前記記録媒体の出力から映像データ又は音声データをデコードするＡＶデコーダとを具えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、Ｉピクチャ位置情報を、先頭Ｉピクチャの直後に記録媒体に記録するので、再生時にはＩピクチャの位置情報を迅速に取得することができる。したがって、Ｉピクチャ位置情報を基に記録媒体を制御すると、Ｉピクチャ映像情報の取得を迅速に行うことができ、巻き戻し再生や早送り再生のような特集再生の時にも、映像信号としての復号を迅速に行うことができる。Ｉピクチャ映像情報が基準と成るので、Ｉピクチャ映像情報を迅速に取得すれば、Ｐピクチャ映像情報及びＢピクチャ映像情報により従来よりも迅速に映像信号をデコードすることができる。その結果、ＴＳのＩピクチャの検出時間を短縮するとともに、巻き戻し再生や早送り再生のような特殊再生にも対応することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、位置情報をパケット数によって構成することができるので、位置情報を、ＴＳのパケットをカウントするパケットカウンタのみで構成することができる。したがって、簡単な構成でＴＳのＩピクチャの検出時間を短縮するとともに、巻き戻し再生や早送り再生のような特殊再生にも対応することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、所定位置をアダプテーション・フィールドとすることによって、Ｉピクチャ位置情報がＩピクチャ先頭パケットに隣接していなくてもadaptation field controlから短時間でＩピクチャ位置情報を識別することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、少ない構成要素の小規模な構成でＩピクチャの検出時間を短縮するとともに、巻き戻し再生や早送り再生のような特殊再生にも対応することができる。したがって、現在使用中の装置を改善する場合にも小規模な追加で本発明を実現することができる。
【００１８】
また、入力するＴＳには必ずヌルパケットが存在し、位置パケットを挿入しても代わりにヌルパケットを一つ破棄することによって、ＴＳに含まれるＰＣＲ(Program Clock Reference)と称するシステムのクロック情報を変更する必要がないという効果を有する。
【００１９】
Ｉピクチャ位置情報を挿入すると、パケット位置が変わり、ＰＣＲの誤差（ジッタ）が生じ、ＭＰＥＧ−２デコーダなどの処理に悪影響を及ぼすことがある。かかる悪影響を回避するために、パケット位置がずれた分だけＴＳビットレートなどの情報を用いてＰＣＲの値を変更する。本発明によれば、Ｉピクチャ位置情報を挿入した後にヌルパケットを削除して調整を図っているので、誤差は生じない。したがって、ＰＣＲを変更する必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明によるトランスポート・ストリーム記録再生方法及び装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明によるトランスポート・ストリーム記録再生装置の実施の形態を示す図である。図１に示すトランスポート・ストリーム記録再生装置は、ＴＳ入力端子１０１と、パケットメモリ１０２と、パケット検出器１０３と、パケットカウンタ１０４と、コントローラ１０５と、位置パケット生成器１０６と、スイッチ１０７と、記録媒体１０８と、位置情報検出器１０９と、ＡＶデコーダ１１０と、画像出力端子１１１と、音声出力端子１１２とを具える。
【００２１】
ＴＳ入力端子１０１には、ＭＰＥＧ準拠のＴＳが入力される。パケットメモリ１０２は、ＴＳを構成するパケットを記憶するメモリであり、本実施の形態では、Ｉピクチャの先頭パケットから次のＩピクチャの先頭パケットの直前までを記憶する。パケット検出器１０３は、ＴＳから特定のパケットを検出し、本実施の形態では、Ｉピクチャ映像パケットやヌルパケットを検出する。パケット検出器１０３の検出結果は、コントローラ１０５に送信される。
【００２２】
パケットカウンタ１０４は、入力されるＴＳのパケットをカウントするカウンタであり、各パケットの同期バイトを検出してカウントする。コントローラ１０５は、パケット検出器１０３、パケットカウンタ１０４及び位置情報検出器１０９から情報を入手するとともに、パケットカウンタ１０４、位置パケット生成器１０６及びスイッチ１０７に対して制御を行う。また、記録媒体１０８の制御部に対しても、巻き戻し再生や早送り再生に関する制御情報が送信される。
【００２３】
位置パケット生成器１０６は、コントローラ１０５からの情報から新規にパケットを生成する。スイッチ１０７は、パケットメモリ１０２の出力と位置パケット生成器１０６の出力とを、コントローラ１０５の制御によって切り替える。記録媒体１０８は、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ等によって実現される。位置情報検出器１０９は、記録媒体１０８に記録したＴＳを読み出したときに、位置パケット生成器１０６で生成したパケットから位置情報を読み出し、位置情報をコントローラ１０５に送信する。ＡＶでコーダ１１０は、ＴＳから映像信号及び音声信号を復号し、復号した映像信号及び音声信号を映像出力端子１１１及び音声出力端子１１２からそれぞれ出力する。
【００２４】
本実施の形態の動作を説明するに際し、先ず、記録系について説明する。
１８８バイトからなるパケット構造であるＭＰＥＧ準拠のＴＳが、ＴＳ入力端子１０１に入力される。入力されたＴＳは、パケットメモリ１０２に入力され、パケットメモリ１０２は、Ｉピクチャの先頭パケットから次のＩピクチャの先頭パケットの直前までのパケットを記憶する。パケット検出器１０３は、入力されたＴＳのパケットの種類を検出する。映像パケットであるＩピクチャパケットは、通常１パケットではなく複数のパケットによって構成されるので、先頭となるＩパケットを検出する。
【００２５】
映像を含むＴＳパケットpayload unit start indicatorが１のパケットは、ＰＥＳパケットの第１バイトから開始することを示す。したがって、このパケットがピクチャの先頭となる。このパケットのペイロードのpicture headerにあるpicture coding type（３ビット）がピクチャの種類を示し、２進数で００１であればＩピクチャである。picture headerは、３２ビットのユニークコードのpicture start code (0x00000100)から開始するので容易に識別できる。
【００２６】
このようにしてＩピクチャの先頭を検出すると、コントローラ１０５に対してＩピクチャを検出したことを知らせる。パケットカウンタ１０４は、ＴＳ内の同期バイト(0x47)を識別してパケット数をカウントし、結果をコントローラ１０５に送出する。
【００２７】
コントローラ１０５の動作を、図２〜４を用いて詳細に説明する。
図２は、図１のトランスポート・ストリーム記録再生装置の動作を説明するための図である。ＴＳは、１パケット当り１８８バイトと制限があるので、一つのピクチャを分割する。Ｉピクチャパケットも複数のパケットに分割される。
【００２８】
本実施の形態では、Ｉピクチャに関連し、先頭となるＩピクチャからその直前となるＩピクチャまでのパケット数、先頭となるＩピクチャからその直後となるＩピクチャまでのパケット数及び現在検出中の連続するＩピクチャのパケット数を、パケットカウンタ１０４からのカウント数により三つのデータを作成する。図２において、Ｋ’は、Ｉピクチャ（ＧＯＰ）先頭から直前のＩピクチャ（ＧＯＰ）先頭までのパケット数を表し、Ｊは、現在検出中のＩピクチャのパケット数を表し、Ｋは、Ｉピクチャ（ＧＯＰ）先頭から次のＩピクチャ（ＧＯＰ）先頭までのパケット数を表し、これらはそれぞれ、最大でも４バイト（３２ビット）必要とし、全体で１８８ビット以下であるので、１パケットで作成することができる。
【００２９】
コントローラ１０５は、これら三つのパケット数を基にＪ，Ｋ及びＫ’のカウント数を位置パケット生成器１０６に送出し、位置パケット生成器１０６は、図３又は図４に示すような位置パケットを作成する。図３は、ヌルパケット以外の場合を示し、図４は、ヌルパケットの場合を示す。
【００３０】
Ｊ，Ｋ及びＫ’のカウント数が位置パケット生成器１０６に送出された後、パケットメモリ１０２から先頭Ｉピクチャパケットを読み出し、次に、スイッチ１０７において、位置パケット生成器１０６で生成したパケットＸに１パケット分のみ切り替え、次に、パケットメモリ１０２から、記憶された順にパケットを読み出す。先頭Ｉピクチャパケットに後続するパケットがヌルパケットの場合は、バケットメモリ１０２から読み出すときに破棄する。
【００３１】
したがって、記憶媒体１０８に書き込まれるＴＳは、ＴＳ入力端子１０１に入力されたＴＳに対して、先頭Ｉピクチャパケットから次の先頭Ｉピクチャパケットまでのパケットだけ遅延となるが、この順序で読出し再生すれば不都合は生じない。
【００３２】
位置パケット生成器１０６では、挿入するＩピクチャ位置情報（Ｊ，Ｋ及びＫ’）のパケットを生成する。図３は、アダプテーション・フィールド(adaptation field)に位置情報を挿入した場合の例を示す図である。したがって、図３は、映像を含むＴＳパケットと同一のＰＩＤを有し、adaptation fieldのみ、すなわち、adaptation field control（２ビット）が２進数で１０のパケットを生成して情報を埋め込む場合を示す。
【００３３】
この場合、Ｉピクチャ位置情報がＴＳヘッダのＰＩＤの映像に対応することが明らかであるので、ＰＩＤをadaptation fieldに埋め込む必要がない。adaptation fieldのtransport private data flag, transport private data length及びprivate data byteを使用することができる。
【００３４】
図４は、アダプテーション・フィールドの代わりにヌルパケットのペイロードに位置情報を埋め込む例を示す。ヌルパケットは、ＴＳビットレートを伝送路に合わせるために挿入するパケットである。ＰＩＤは、１６進数で0x1FFFであり、ペイロードのdata byteは、任意の値を割り当てることができるようになっている。Ｉピクチャ位置情報を参照できる映像を特定するために、ＰＩＤ（図４のＰＩＤａ）も格納する。Ｉピクチャ位置情報後部の残りの部分は、任意のdata byteである。
映像パケット以外については、処理を施すことなく記録媒体１０８に記憶される。
【００３５】
次に、再生系について説明する。
記憶媒体１０８から読み出されたパケットは、巻き戻し再生や早送り再生をしない通常の再生ではＡＶデコーダ１１０に入力され、映像パケットであればＩ，Ｐ及びＢピクチャから映像信号を復号し、映像出力端子１１１から映像信号として出力される。Ｉピクチャの先頭パケットの直後に記録された位置パケットは、不要なパケットとして破棄される。音声についても同様に、ＡＶデコーダ１１０で音声信号に復号され、復号された音声信号が音声出力端子１１１から出力される。
【００３６】
次に、特殊再生について説明する。
巻き戻し再生スイッチ（図示せず）が押されると、記憶媒体１０８から読み出された映像パケットは、位置情報検出器１０９において位置情報が読み出される。位置情報は、記憶時のＪ，Ｋ及びＫ’である。巻き戻し再生に必要な情報は、直前のＩピクチャ（ＧＯＰ）先頭までのパケット数のＫ’及び現在検出中のＩピクチャのパケット数Ｊである。これら二つの情報がコントローラ１０５に送信され、次に、Ｋ’及びＪに基づいた制御を行うように、これら二つの情報がコントローラ１０５から記憶媒体１０８の再生制御部（図示せず）に送信され、Ｉピクチャ情報を早期に取得するようにする。
【００３７】
一例としてＫ’＝１０００及びＪ＝２００とした場合、記憶媒体１０８の制御部（図示せず）は、Ｋ‘＝１０００パケット分読出し位置を戻す。その後、２００パケット分のＩピクチャデータの読出しを行い、Ｉピクチャデータを取得する。その後、再び巻き戻し再生スイッチが押された場合、これらの動作を繰り返す。
【００３８】
早送り再生スイッチ（図示せず）が押されると、必要な情報は、現在検出中のＩピクチャのパケット数であるＪ及び次のＩピクチャ（ＧＯＰ）先頭までのパケット数であるＫであり、再生制御については巻き戻し再生と同一である。このようにして、Ｊ，Ｋ及びＫ’の情報から特殊再生を行う。
【００３９】
例えば、Ｋ＝１５００及びＪ＝１５０とした場合、記録媒体１０８の制御部は、Ｋ＝１５００パケット分読出し位置を早送りする。その後、１５０パケット分のＩピクチャデータの読出しを行い、Ｉピクチャデータを取得する。その後、再び早送り再生スイッチが押された場合、これらの動作を繰り返す。
【００４０】
また、指定位置から再生を行う場合には、Ｉピクチャ位置情報を参照しながら最も近傍のＩピクチャを特定して再生することもできる。このようにして、全てのパケットを調べることなく少ない処理量で動作を行うことができる。
【００４１】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記実施の形態において、位置パケット生成器１０６で位置パケットを生成し、スイッチ１０７においてパケットメモリ１０２と切り替える構成としたが、先頭となるＩピクチャの直後を予め１パケット分空けておき、位置パケットを生成してパケットメモリ１０２に書き込む構成とすることもできる。
【００４２】
また、Ｉピクチャ位置情報の格納場所を、Ｉピクチャ先頭パケットに後続するパケットに生成することもできる。この場合、たとえＩピクチャ位置情報がＩピクチャ先頭パケットに隣接していなくても、adaptation field controlからＩピクチャ位置情報を短時間で識別することができる。
【００４３】
さらに、Ｉピクチャ位置情報が確定していなくても、予め空のパケットを生成し、Ｉピクチャ位置情報が確定した時点で、格納パケット（図３のパケットＸ）を格納することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるトランスポート・ストリーム記録再生装置の実施の形態を示す図である。
【図２】図１のトランスポート・ストリーム記録再生装置の動作を説明するための図である。
【図３】パケットＸの詳細図である。
【図４】他のパケットＸの詳細図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０１  ＴＳ入力端子
１０２  パケットメモリ
１０３  パケット検出器
１０４  パケットカウンタ
１０５  コントローラ
１０６  位置パケット生成器
１０７  スイッチ
１０８  記録媒体
１０９  位置情報検出器
１１０  ＡＶデコーダ
１１１  画像出力端子
１１２  音声出力端子
【図１】
2008135845.tif 000003
【図２】
2008135845.tif 000004
【図３】
2008135845.tif 000005
【図４】
2008135845.tif 000006