(57)【要約】本発明のデータ処理装置は、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号が入力される信号入力部と、受け取った信号を圧縮符号化して、符号化データを生成する圧縮部と、符号化データを分割して一定のデータサイズを有する１以上のパケットを生成し、符号化データの再生を制御する情報を格納した制御パケットを付加して、データストリームを生成するストリーム組立部とを有する。ストリーム組立部は、各フレームについて、データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、補助情報として制御パケットに記述する。これにより、例えばトランスポートストリームに容易に変換可能なデータ構造を有するプログラムストリームが得られる。
2004030358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号が入力される信号入力部と、
受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成する圧縮部と、
前記符号化データを分割して一定のデータサイズを有する１以上のパケットを生成し、前記符号化データの再生を制御する制御情報を格納した制御パケットを付加して、データストリームを生成するストリーム組立部と
を有し、前記ストリーム組立部は、各フレームについて、前記データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、データ処理装置。
【請求項２】
前記ストリーム組立部は、さらに各フレームの表示のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記ストリーム組立部は、さらに各フレームの復号化のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
前記ストリーム組立部は、さらに各フレームのデータサイズを示すサイズ情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
前記ストリーム組立部は、前記制御パケット内の、任意の情報を記述可能なフィールドに前記制御情報を記述する、請求項１から４のいずれかに記載のデータ処理装置。
【請求項６】
前記ストリーム組立部は、前記制御パケットとして制御パックを生成し、前記制御パックを付加して、前記データストリームとしてプログラムストリームを生成する、請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項７】
複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号を入力するステップと、
受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成するステップと、
前記符号化データを分割して一定のデータサイズを有する１以上のパケットを生成するステップと、
前記１以上のパケットに、前記符号化データの再生を制御する制御情報を格納した制御パケットを付加して、データストリームを生成するステップであって、各フレームについて、前記データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップと
を包含するデータ処理方法。
【請求項８】
前記データストリームを生成するステップは、各フレームの表示のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する、請求項７に記載のデータ処理方法。
【請求項９】
前記データストリームを生成するステップは、各フレームの復号化のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する、請求項８に記載のデータ処理方法。
【請求項１０】
前記データストリームを生成するステップは、各フレームのデータサイズを示すサイズ情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する、請求項７に記載のデータ処理方法。
【請求項１１】
前記データストリームを生成するステップは、前記制御パケット内の、任意の情報を記述可能なフィールドに前記制御情報を記述する、請求項６から８のいずれかに記載のデータ処理方法。
【請求項１２】
前記データストリームを生成するステップは、前記制御パケットとして制御パックを生成し、前記制御パックを付加して、前記データストリームとしてプログラムストリームを生成する、請求項７に記載のデータ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、光ディスク等の記録媒体に動画ストリームのストリームデータをリアルタイムで記録するデータ処理装置および方法等に関する。
【背景技術】  映像（ビデオ）信号および音声（オーディオ）信号を低いビットレートで圧縮し符号化する種々のデータストリームが規格化されている。そのようなデータストリームの例として、ＭＰＥＧ２システム規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−１）のシステムストリームが知られている。システムストリームは、プログラムストリーム（ＰＳ）、トランスポートストリーム（ＴＳ）、およびＰＥＳストリームの３種類を包含する。
近年、磁気テープに代わって、相変化光ディスク、ＭＯ等の光ディスクが、データストリームを記録するための記録媒体として注目を浴びてきている。現在、相変化光ディスクにデータストリームを記録するための規格として「Ｖｉｄｅｏ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ規格」（ＤＶＤ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｒｅ−ｗｒｉｔａｂｌｅ／Ｒｅ−ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ  Ｄｉｓｃｓ  Ｐａｒｔ３  ＶＩＤＥＯ  ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ  ｖｅｒｓｉｏｎ  １．０  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９９）が規定されている。
図１は、従来のデータ処理装置９０の機能ブロックの構成を示す。データ処理装置９０は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク（ＢＤ）等の相変化光ディスク１３１にリアルタイムでデータストリームを記録し、記録されたデータストリームを再生することができる。
データ処理装置９０のデータ記録処理は以下のように行われる。まず、映像信号入力部１００に入力された映像信号は、映像圧縮部１０１で圧縮符号化される。同時に、音声信号入力部１０２に入力された音声信号が音声圧縮部１０３で圧縮符号化される。プログラムストリーム組立部２４４は、それらを多重化してＭＰＥＧ２プログラムストリーム（以下、「プログラムストリーム」または「ＰＳ」と称する）を生成する。これらの処理は、ＭＰＥＧ２ＰＳエンコーダ１７０内で行われる。次に、記録部１２０およびピックアップ１３０は、生成されたＰＳを光ディスク１３１に書き込む。このとき、記録制御部１６１、連続データ領域検出部１６０、論理ブロック管理部１６３等の処理に基づいて光ディスク１３１上の物理的に連続する空き領域が検出され、ＰＳが記録される。
データストリームの再生処理は以下のように行われる。プログラムストリーム分解部１１４は、ピックアップ１３０および再生部１２１を介して再生されたプログラムストリームをビデオ信号およびオーディオ信号に分離する。映像伸長部１１１および音声伸長部１１３は、それぞれビデオ信号およびオーディオ信号をデコードし、その結果得られたビデオデータおよびオーディオデータを映像表示部１１０および音声出力部１１２において表示し、出力する。
図２は、プログラムストリーム２０のデータ構造の例を示す。プログラムストリーム２０は、ビデオオブジェクトユニット（Ｖｉｄｅｏ  ＯＢｊｅｃｔ  Ｕｎｉｔ；ＶＯＢＵ）２１を複数含んでいる。ＶＯＢＵ２１は、ビデオデータが格納されたビデオパック（Ｖ＿ＰＣＫ）２２およびオーディオデータが格納されたオーディオパック（Ａ＿ＰＣＫ）を複数含む。これらはビデオの再生時間にすると０．４秒から１秒分のデータである。ビデオパック２２は、パックヘッダ２２ａと、パケットヘッダ２２ｂと、圧縮されたビデオデータ２２ｃとを含む。一方、オーディオパックでは、ビデオパック２２のビデオデータ２２ｃに代えてオーディオデータが含まれる。なお、１つのＶＯＢＵのデータサイズは、ビデオデータが可変ビットレートであれば最大記録再生レート以下の範囲で変動する。ビデオデータが固定ビットレートであればＶＯＢＵのデータサイズはほぼ一定である。なお、一般に「パック」とはパケットの１つの例示的な形態として知られている。
図３は、プログラムストリーム２０と光ディスク１３１の記録領域との関係を示す。プログラムストリーム２０のＶＯＢＵは、光ディスク１３１の連続データ領域２４に記録される。連続データ領域２４は物理的に連続する論理ブロックから構成されており、この領域には最大レートでの再生時間にして１７秒以上のデータが記録される。データ処理装置９０は、論理ブロックごとに誤り訂正符号を付与する。論理ブロックのデータサイズは３２ｋバイトである。各論理ブロックは、２Ｋバイトのセクタを１６個含む。
図４は、記録されたデータが光ディスク１３１のファイルシステムにおいて管理されている状態を示す。例えばＵＤＦ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｄｉｓｋ  Ｆｏｒｍａｔ）規格のファイルシステム、またはＩＳＯ／ＩＥＣ１３３４６（Ｖｏｌｕｍｅ  ａｎｄ  ｆｉｌｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｏｆ  ｗｒｉｔｅ−ｏｎｃｅ  ａｎｄ  ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ  ｍｅｄｉａ  ｕｓｉｎｇ  ｎｏｎ−ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ）ファイルシステムが利用される。図４では、連続して記録されたプログラムストリームがファイル名ＶＲ＿ＭＯＶＩＥ．ＶＲＯとして記録されている。ファイルを構成するファイルエントリの位置として先頭セクタ番号が設定される。ファイルエントリは、各連続データ領域（ＣＤＡ：Ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ  Ｄａｔａ  Ａｒｅａ）ａ〜ｃを管理するアロケーションディスクリプタａ〜ｃを含む。１つのファイルが複数の領域ａ〜ｃに分かれている理由は、領域ａの途中に不良論理ブロック、書き込みができないＰＣファイル等が存在したからである。
なお、ＵＤＦ規格はＩＳＯ／ＩＥＣ  １３３４６規格のサブセットに相当する。また、光ディスクドライブ（データ処理装置９０）を１３９４インタフェースおよびＳＢＰ（Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）−２を介してＰＣ等と接続することにより、記録されたファイルをＰＣからも１つのファイルとして扱うことができる。
図５は、ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したプログラムストリーム２５のデータ構造の例を示す。プログラムストリーム２５とプログラムストリーム２０との相違点は、プログラムストリーム２５の各ＶＯＢＵ２６の先頭に、必ずＲＤＩパック（ＲＤＩ＿ＰＣＫ）２７が付加される点である。ＲＤＩパック２７には、ＰＳの再生を制御するための制御情報が規定され、パックヘッダ２７ａ、システムヘッダ２７ｂ、ＰＥＳヘッダ２７ｃ、ＲＤＩデータ２７ｄおよびメーカ拡張フィールド２７ｅが含まれる。メーカ拡張フィールド２７ｅには、メーカ独自の情報（メーカ拡張情報）を記述できる。
データ処理装置９０は、プログラムストリーム２０、２５の記録および再生に加え、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース部１４０からＤ−ＶＨＳ、セットトップボックス（ＳＴＢ）等へデータストリームを出力することができる。ただし、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース規格では、映像同期通信プロトコルとしてＭＰＥＧ２トランスポートストリーム（以下、「トランスポートストリーム」または「ＴＳ」と称する）のみが規定されているため、データ処理装置９０はＰＳをＴＳに変換する必要がある。
以下、トランスポートストリームを説明する。図６は、トランスポートストリーム２８のデータ構造の例を示す。ＴＳ２８は複数のＴＳオブジェクトユニット（ＴＳ  ＯＢｊｅｃｔ  Ｕｎｉｔ；ＴＯＢＵ）２９を含み、そのＴＯＢＵ２９は１以上のトランスポートパケット（ＴＳパケット）から構成されている。ＴＳパケットは、例えば、圧縮ビデオデータが格納されたビデオＴＳパケット（Ｖ＿ＴＳＰ）３０、圧縮されたオーディオデータが格納されたオーディオＴＳパケット（Ａ＿ＴＳＰ）３１、プログラム・アソシエーション・テーブル（ＰＡＴ）が格納されたパケット（ＰＡＴ＿ＴＳＰ）３２、プログラム・マップ・テーブル（ＰＭＴ）が格納されたパケット（ＰＭＴ＿ＴＳＰ）３３およびプログラム・クロック・リファレンス（ＰＣＲ）が格納されたパケット（ＰＣＲ＿ＴＳＰ）３４である。
図７（ａ）〜（ｅ）は、各ＴＳパケットのデータ構造の例を示す。各ＴＳパケットＴＳパケットヘッダ３０ａ〜３４ａに示すように、ＴＳパケットの種類に応じて異なるパケット識別子（ＰＩＤ）が割り当てられている。トランスポートストリームでは複数の番組のデータのパケット毎に異なるＰＩＤが与えられているので、ＰＩＤを利用することにより必要な番組のＴＳパケットのみを取得できる。例えば、Ｖ＿ＴＳＰ３０およびＡ＿ＴＳＰ３１を取得するための手順は以下のとおりである。まず、ＰＩＤが“０ｘ０００”のＰＡＴ＿ＴＳＰ３２が取得される。ＰＡＴ＿ＴＳＰ３２内のＰＡＴ３２ｃには、ＰＭＴ＿ＴＳＰのＰＩＤが記述されている。そこで、ＰＭＴ＿ＴＳＰ３３のＰＩＤ（“０ｘ００３０”）が取得される。ＰＭＴ＿ＴＳＰ３３内のＰＭＴ３３ｃには、Ｖ＿ＴＳＰ３０のＰＩＤ（“０ｘ００２０”）およびＡ＿ＴＳＰ３１のＰＩＤ（“０ｘ００２１”）が記述されている。それらのＰＩＤが付与されたパケットを取得することにより、Ｖ＿ＴＳＰ３０およびＡ＿ＴＳＰ３１が得られる。
トランスポートストリームは、パケット構造を保持した状態でＢＤ等の記録媒体に記録される。例えば、国際公開第０１／０４８９３号パンフレットには、ＭＰＥＧ２映像のトランスポートストリームを記録媒体に記録する技術が記載されている。なお、受信されたトランスポートストリームに到着タイムスタンプが付加されて記録媒体に記録される場合がある。図８（ａ）〜（ｃ）は、タイムスタンプつきのＴＳ３５のデータ構造を示す。図８（ａ）は、オブジェクトユニット（ＴＴＯＢＵ）３６に格納されたビデオＴＳパケット（Ｖ＿ＴＳＰＴ）３７およびオーディオＴＳパケット（Ａ＿ＴＳＰＴ）３８を示す。図８（ｂ）および（ｃ）は、それぞれビデオＴＳパケット３７およびオーディオＴＳパケット３８のデータ構造を示す。先頭の４バイトがタイムスタンプ３７ａおよび３８ａであり、次の１８８バイトが受信した各ＴＳパケットである。
データ処理装置９０においてプログラムストリームがトランスポートストリームに変換される際、まずＰＳ→ＰＥＳ変換部２４３がＰＳを一旦パケット化エレメンタリストリーム（ＰＥＳ）に変換し、その後、ＰＥＳ→ＴＳ変換部２４２がＰＥＳをＴＳに変換する。このような処理は、例えば、日本国特開平１０−２４３３９４号公報に記載されている。
図９（ａ）〜（ｃ）は、ＰＳ３９を、ＰＥＳ４０を介して一般的なＴＳ４１にストリーム変換するときのストリームの対応関係を示す。ＰＥＳ４０の各ＰＥＳパケットには、１フレームのデータが格納されている。また、一般的なＴＳ４１でも、１個のＰＥＳパケットには１フレームのデータが格納される。説明の簡単化のため、図にはビデオデータに関する処理のみを示している。また、ＰＳ３９は、例えばＤＶＤ−ＶＲ規格準拠に準拠したストリームである。
図９（ａ）に示すように、まず、ＰＳ３９の各ビデオパックからビデオデータ部分３９ａ〜３９ｃが抽出される。これらはビデオの１フレーム単位でまとめられて、図９（ｂ）に示すビデオＰＥＳパケットのペイロード４０ｂが構成される。ペイロード４０ｂにＰＥＳヘッダ４０ａが付加されると、ＰＥＳ４０の１ビデオＰＥＳパケットが得られる。
図９（ｃ）のＴＳ４１のビデオＴＳパケットは、例えば、ＰＥＳ４０を１８４バイト単位で分割したデータ４１ｂに、４バイトのＴＳヘッダ４１ａが付加されて構成される。ＴＳ４１には、ＰＡＴ、ＰＭＴ等を含むＴＳパケット（図示せず）も新たに生成され挿入される。
ところが、従来の装置では、プログラムストリームからトランスポートストリームへ変換する処理に非常に時間がかかるという問題が生じていた。
その第１の理由は、従来の変換処理では、デコーダが動作するために基準とする時刻情報（プログラムクロックリファレンス；ＰＣＲ）がトランスポートストリームに付加し直されていたからである。すなわち、トランスポートストリームは、トランスポートストリームのシステムターゲットでコーダモデル（Ｔ−ＳＴＤ）に準拠した音声／映像データの多重化ストリームとして構築される必要があり、多重化のタイミングや順序を変更してプログラムクロックリファレンス（ＰＣＲ）の値を算出することを要するからである。また、トランスポートストリームには、ストリーム特有のパケット（ＰＡＴ＿ＴＳＰ、ＰＭＴ＿ＴＳＰ、ＰＣＲ＿ＴＳＰ等）を例えば１００ミリ秒以下の間隔で挿入する必要があるため、やはり音声／映像データを多重化するタイミングや順序を変更する必要がある。
第２の理由は、トランスポートストリームのＰＥＳパケットのペイロードに１フレーム分のデータが格納される場合には、ＰＳからＰＥＳへの変換時に、ＰＳの各パックを走査して１フレームごとの境界を探索しなければならないからである。例えばＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したプログラムストリームを、１フレームのデータが１個のＰＥＳパケットに格納される一般的なトランスポートストリームに変換するとき、音声／映像ストリームを全てスキャンして各音声／映像フレームの開始位置およびデータサイズを検出し、各フレームの開始位置にＰＥＳパケットヘッダを付与してＰＥＳパケット化する必要がある。さらに、ＰＥＳパケット化に際しては、全ての音声／映像フレームに付与されているとは限らないＰＴＳおよびＤＴＳを、全ての音声／映像フレームのＰＥＳパケットヘッダに付与する必要がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トランスポートストリームに容易に変換可能なデータ構造を有するプログラムストリームを提供することにある。
【発明の開示】
本発明によるデータ処理装置は、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号が入力される信号入力部と、受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成する圧縮部と、前記符号化データを分割して一定のデータサイズを有する１以上のパケットを生成し、前記符号化データの再生を制御する制御情報を格納した制御パケットを付加して、データストリームを生成するストリーム組立部とを有している。前記ストリーム組立部は、各フレームについて、前記データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する。
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、さらに各フレームの表示のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する。
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、さらに各フレームの復号化のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する。
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、さらに各フレームのデータサイズを示すサイズ情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する。
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、前記制御パケット内の、任意の情報を記述可能なフィールドに前記制御情報を記述する。
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、前記制御パケットとして制御パックを生成し、前記制御パックを付加して、前記データストリームとしてプログラムストリームを生成する。
本発明によるデータ処理方法は、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号を入力するステップと、受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成するステップと、前記符号化データを分割して一定のデータサイズを有する１以上のパケットを生成するステップと、前記１以上のパケットに、前記符号化データの再生を制御する制御情報を格納した制御パケットを付加して、データストリームを生成するステップを包含する。データストリームを生成するステップは、各フレームについて、前記データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する。
ある好ましい実施形態において、前記データストリームを生成するステップは、各フレームの表示のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する。
ある好ましい実施形態において、前記データストリームを生成するステップは、各フレームの復号化のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する。
ある好ましい実施形態において、前記データストリームを生成するステップは、各フレームのデータサイズを示すサイズ情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する。
ある好ましい実施形態において、前記データストリームを生成するステップは、前記制御パケット内の、任意の情報を記述可能なフィールドに前記制御情報を記述する。
ある好ましい実施形態において、前記データストリームを生成するステップは、前記制御パケットとして制御パックを生成し、前記制御パックを付加して、前記データストリームとしてプログラムストリームを生成する。
本発明によるデータ処理方法は、第１のデータストリームを第２のデータストリームに変換する際に使用される。ここで、前記第１のデータストリームは、第１のデータサイズを有するパケットであって、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号を圧縮符号化した符号化データを含む１以上のパケットと、前記符号化データの再生に関する制御情報が格納された制御パケットとを有する。また、前記第２のデータストリームは、前記第１のデータサイズとは異なる第２のデータサイズを有する１以上のパケットを有する。このデータ処理方法は、前記制御パケットから、前記データストリームにおける各フレームの格納位置を示す位置情報および再生タイミングを示す時刻情報を含む前記制御情報を取り出すステップと、前記制御情報に基づいて、各パケット内の前記符号化データが、フレームの先頭部分を含むか否かを判断するステップと、前記フレームの先頭部分を含む場合には、前記第２のデータストリームの再生タイミングを示す時刻情報を前記フレームの先頭部分の前に付加して、前記符号化データを分割して前記パケットに格納し、前記フレームの先頭部分を含まない場合には、前記符号化データを分割して前記パケットに格納して、前記第２のデータストリームを生成するステップとを包含する。
本発明による他のデータ処理装置は、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号が入力される信号入力部と、受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成する圧縮部と、前記符号化データを分割して一定のデータサイズを有するパケットを生成し、前記パケットを並べて第１のデータストリームを生成するストリーム組立部とを有する。前記ストリーム組立部は、全てのパケットに対して復号のタイミングを示す第１の時刻情報を生成し、さらに一部のパケットに対して所定のタイミングで第１の時刻情報の時刻よりも遅い時刻を示す第２の時刻情報を生成して、前記第１の時刻情報および前記第２の時刻情報の一方を各パケットに記述する。
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、前記第１のデータストリームと異なる第２のデータストリームのパケットのデータサイズに基づいて第２の時刻情報を生成する。
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、１００ミリ秒以内に１回のタイミングで前記第２の時刻情報を生成する。
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、前記データストリームの映像再生時間に基づいて複数のパケットを１つのユニットとして関連付け、前記ユニットの先頭に映像パケットが現れるタイミングで前記第２の時刻情報を生成する。
ある好ましい実施形態において、前記データ処理装置は、前記第１のデータストリームを記録媒体に記録する記録部を有する。
ある好ましい実施形態において、他のデータ処理装置は、前記記録媒体に記録された前記第１のデータストリームを前記第２のデータストリームに変換する。データ処理装置は、前記パケットを１以上の前記パケットに変換する変換部を有する。変換部は、前記第２の時刻情報が記述されたパケットを変換したパケットの前に、前記符号化データを含むパケットを特定するための制御パケットを挿入する。
本発明によるさらに他のデータ処理装置は、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号が入力される信号入力部と、受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成する圧縮部と、前記符号化データを分割して第１のデータサイズを有するパケットを生成し、前記パケットを並べて第１のデータストリームを生成するストリーム組立部とを有する。前記ストリーム組立部は、一部のパケット内にパディングパケットを設け、前記パディングパケットのデータサイズを前記第１のデータストリームと異なる第２のデータストリームのパケットのデータサイズに基づいて決定する。
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、１００ミリ秒以内に１回のタイミングで、前記パディングパケットを有するパケットを設ける。
ある好ましい実施形態において、前記データ処理装置は、前記第１のデータストリームを記録媒体に記録する記録部を有する。
ある好ましい実施形態において、他のデータ処理装置は、前記記録媒体に記録された前記第１のデータストリームを前記第２のデータストリームに変換する。データ処理装置は、前記パケットを１以上の前記パケットに変換する変換部を有する。変換部は、前記パディングパケットが設けられたパケットを変換する際に、前記パディングパケットを、前記符号化データを含むパケットを特定するための制御パケットに変換する。
【図面の簡単な説明】  図１は、従来のデータ処理装置９０のブロック図である。
図２は、プログラムストリーム２０のデータ構造の例を示す図である。
図３は、プログラムストリーム２０と光ディスク１３１の記録領域との関係を示す図である。
図４は、記録されたデータが光ディスク１３１のファイルシステムにおいて管理されている状態を示す図である。
図５は、ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したプログラムストリーム２５のデータ構造の例を示す図である。
図６は、トランスポートストリーム２８のデータ構造の例を示す図である。
図７は、Ｖ＿ＴＳＰ３０のデータ構造を示し、図７（ｂ）はＡ＿ＴＳＰ３１のデータ構造を示す図であり、図７（ｃ）はＰＡＴ＿ＴＳＰ３２のデータ構造を示す図であり、図７（ｄ）はＰＭＴ＿ＴＳＰ３３のデータ構造を示し、図７（ｅ）はＰＣＲ＿ＴＳＰ３４のデータ構造を示す図である。
図８は、（ａ）は、オブジェクトユニット（ＴＴＯＢＵ）３６に格納されたビデオＴＳパケット（Ｖ＿ＴＳＰＴ）３７およびオーディオＴＳパケット（Ａ＿ＴＳＰＴ）３８を示す図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれビデオＴＳパケット３７およびオーディオＴＳパケット３８のデータ構造を示す図である。
図９（ａ）〜（ｃ）は、ＤＶＤ−ＶＲ規格準拠のＰＳ３９から、ＰＥＳ４０を介して１フレームのデータが１個のＰＥＳパケットに格納される一般的なＴＳ４１にストリーム変換するときのストリームの対応関係を示す図である。
図１０は、第１の実施形態によるデータ処理装置１０のブロック図である。
図１１（ａ）は、ＰＳをデコードするＭＰＥＧ２ＰＳデコーダ１７１のブロック図であり、図１１（ｂ）は、ＴＳをデコードするＴＳデコーダモデルのブロック図である。
図１２は、データ処理装置１０のＰＳ組立部１０４が生成したＰＳ５０と、ＰＳ５０に基づいて変換されたＴＳ５５との対応関係を示す図である。
図１３は、ＰＳの各パックに含まれるパックヘッダのデータ構造を示す図である。
図１４は、ＳＣＲギャップの位置を模式的に示す図である。
図１５は、ＶＯＢＵの途中に１００ミリ秒以内で繰り返し設けられたＳＣＲギャップを模式的に示す図である。
図１６は、ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したＰＳに設定したＳＣＲギャップを模式的に示す図である。
図１７は、ＰＳ組立部１０４がプログラムストリームのＳＣＲを設定する際の処理の手順を示す図である。
図１８は、変換部１４２において実行される、ＰＳからＴＳへの変換処理の手順を示す図である。
図１９は、各パックに対する末尾ＳＣＲを示す図である。
図２０は、実施形態２によるデータ処理装置１０のＰＳ組立部１０４が生成したＰＳ５９−１と、ＰＳ５９−１に基づいて変換されたＴＳ５９−２との対応関係を示す図である。
図２１は、ビデオパック６１に含まれるパディングパケット６１ａのデータ構造を示す図である。
図２２は、１００ミリ秒以内で繰り返し設けられたパディングパケットを含むビデオパック６５、６６を模式的に示す図である。
図２３（ａ）は、本実施形態によるＰＳ組立部１０４により生成されたプログラムストリームのデータ構造を示す図であり、図２３（ｂ）は、ビデオ用補助情報６７ｄの詳細なデータ構造を示す図である。
図２４は、ＶＯＢＵ＃ｉの先頭を０として算出したときの、Ｉフレーム、Ｂ１フレームおよびＢ２フレームの開始アドレスを模式的に示す図である。
図２５は、変換部１４２がＰＳをＴＳに変換する処理の手順を示す図である。
図２６（ａ）は、補助情報フィールド７０にサイズ情報を規定したメーカ拡張フィールド６９を示す図であり、図２６（ｂ）は、補助情報フィールド７０のデータ構造を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、添付の図面を参照しながら、本発明のデータ処理装置の各実施形態を説明する。
（実施形態１）
図１０は、本発明の第１の実施形態によるデータ処理装置１０の機能ブロックの構成を示す。データ処理装置１０は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク（ＢＤ）等の相変化光ディスク１３１にリアルタイムでデータストリームを記録し、記録されたデータストリームを再生することができる。
データ処理装置１０はさらに、生成し、または記録したプログラムストリーム（ＰＳ）をＭＰＥＧ２トランスポートストリーム（ＴＳ）に変換して、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース部１４０を介して出力することができる。
以下、データ処理装置１０の記録機能に関する構成を説明する。データ処理装置１０は、映像信号入力部１００と、音声信号入力部１０２と、ＭＰＥＧ２ＰＳエンコーダ１７０と、記録部１２０と、連続データ領域検出部１６０と、記録制御部１６１と、論理ブロック管理部１６３とを有する。
映像信号入力部１００は映像信号入力端子であり、映像データを表す映像信号を受け取る。音声信号入力部１０２は音声信号入力端子であり、音声データを表す音声信号を受け取る。例えば、データ処理装置１０がポータブルビデオコーダである場合には、映像信号入力部１００および音声信号入力部１０２は、それぞれチューナ部（図示せず）の映像出力部および音声出力部と接続され、それぞれから映像信号および音声信号を受け取る。また、データ処理装置１０がムービーレコーダ、カムコーダ等である場合には、映像信号入力部１００および音声信号入力部１０２は、それぞれカメラのＣＣＤ（図示せず）およびマイクから出力された映像信号および音声信号を受け取る。
ＭＰＥＧ２−ＰＳエンコーダ１７０（以下、「エンコーダ１７０」と称する）は、映像信号および音声信号を受け取り、後述する本発明の処理を行って、図２に示すＭＰＥＧ２プログラムストリーム（ＰＳ）、または、図５に示すＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したＰＳを生成する。エンコーダ１７０は、映像圧縮部１０１と、音声圧縮部１０３と、ＰＳ組立部１０４とを有する。映像圧縮部１０１および音声圧縮部１０３は、それぞれ映像信号および音声信号をＭＰＥＧ２規格に基づいて圧縮符号化して映像データおよび音声データを生成する。ＰＳ組立部１０４は、映像データと音声データを、それぞれ２キロバイト単位のパックＶ＿ＰＣＫ及びＡ＿ＰＣＫに分割し、この２種類のパックが一つのＶＯＢＵを構成するよう順番に並べるとともに、ＲＤＩパック２７を付加する。
記録部１２０は、記録制御部１６１の指示に基づいてピックアップ１３０を制御し、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ＰＳのビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）２６を記録する。このとき、記録部１２０は、各ＶＯＢＵを３２Ｋバイト単位に分割し、その単位で誤り訂正符号を付加して一つの論理ブロックとして光ディスク１３１上に記録する。一つの論理ブロックの途中で一つのＶＯＢＵの記録が終了した場合は、隙間を開けることなく次のＶＯＢＵの記録を連続的に行う。ＰＳは、例えば図４に示すような形態で光ディスク１３１に格納されている。
連続データ領域検出部１６０は、論理ブロック管理部１６３によって管理される光ディスク１３１のセクタの使用状況を調べ、連続した空き論理ブロック領域を検出する。
記録制御部１６１は、記録部１２０の動作を制御する。記録制御部１６１は、予め連続データ領域検出部１６０に指示を出して、連続した空き論理ブロック領域を検出させておく。そして、記録制御部１６１は、論理ブロック単位の書き込みが発生するたびに当該論理ブロック番号を記録部１２０に通知し、論理ブロックが使用済みになった場合には論理ブロック管理部１６３に通知する。なお、記録制御部１６１は、連続データ領域検出部１６０に対して連続した空き論理ブロック領域のサイズを動的に検出させてもよい。
論理ブロック管理部１６３は、記録制御部１６１から通知された使用済み論理ブロック番号によって論理ブロック番号ごとの使用状況を把握して管理を行う。すなわち、論理ブロック番号を構成する各セクタ単位の使用状況を、ＵＤＦもしくはＩＳＯ／ＩＥＣ  １３３４６のファイル構成で規定されているスペースビットディスクリプタ領域を用いて、使用済みもしくは未使用であるかを記録して管理することになる。そして、記録処理の最終段階において、ＦＩＤ及びファイルエントリをディスク上のファイル管理領域へ書き込む。
以下、ＰＳを記録する際のデータ量と再生時間との関係を説明する。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再生レート換算で３秒分を切った時点で、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。
データ処理装置１０が記録されたＰＳを再生するときは、光ディスク１３１からのデータの読み出しと読み出したデータのデコード（再生）を並列的に行う。このとき、データの最大再生レートよりもデータの読出レートの方が高速となるように制御して、再生すべきデータが不足しないように動作する。その結果、ＰＳの再生を継続すると、単位時間あたり、データ最大再生レートとデータ読み出しレートとのレート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。データ処理装置１０は、ピックアップ１３０がデータを読み出しできない期間中（例えばシーク動作中）に余分に確保したデータを再生することにより、途切れのないＰＳの再生を実現することができる。
例えば、再生部１２１のデータ読み出しレートが１１．０８Ｍｂｐｓ、ＰＳ分解部１１４のデータ最大再生レートが１０．０８Ｍｂｐｓ、ピックアップの最大移動時間が１．５秒とすると、途切れることなくＰＳを再生するためには、ピックアップ１３０の移動中に１５．１２Ｍビットの余分なデータが必要になる。これだけのデータを確保するためには、１５．１２秒間の連続読み出しが必要になる。すなわち、１５．１２Ｍビットを、データ読み出しレート１１．０８Ｍｂｐｓとデータ最大記録再生レート１０．０８Ｍｂｐｓの差で除算した時間だけ連続読み出しする必要がある。したがって、１５．１２秒間の連続データ読み出しの間に最大１６７．５３Ｍビット分のデータ（すなわち１６．６２秒分の再生データ）を読み出すことになるので、１６．６２秒（約１７秒）分以上の連続データ領域を確保することにより、連続的なデータ再生を保証することが可能となる。なお、連続データ領域の途中には、数個の不良論理ブロックがあってもよい。ただし、この場合には、再生時にかかる不良論理ブロックを読み込むのに必要な読み出し時間を見越して、連続データ領域を再生時間にして１６．６２秒分よりも若干多く確保する必要がある。
以上の各構成要素によって、データ処理装置１０の記録機能が実現される。なおデータ処理装置１０の再生機能に関する構成および動作は従来のデータ処理装置９０と同じであるため、その説明は省略する。
次に、データ処理装置１０のＰＳからＴＳへのストリーム変換機能およびそのための構成を説明する。データ処理装置１０は、１３９４Ｉ／Ｆ部１４０と、出力タイミング調整部１４１と、ＰＳ→ＴＳ変換部１４２とを有する。
ＩＥＥＥ１３９４インターフェース規格によって伝送可能なデータ形式はＴＳに限られているため、データ処理装置１０はＰＳからＴＳへのストリーム変換機能を有する。ストリーム変換は、例えば以下の局面で行われる。データ処理装置１０がカムコーダであるとき、映像および音声は、ＰＳとして、カムコーダに装填された光ディスク１３１に記録される。ユーザがＩＥＥＥ１３９４ケーブルを介してカムコーダとＰＣを接続し、記録内容をＰＣに伝送するよう指示すると、カムコーダはＰＳをＴＳに変換する。これにより、カムコーダからＰＣに対してＴＳが伝送される。
１３９４Ｉ／Ｆ部１４０は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース規格に基づいて、データを出力する端子である。出力タイミング調整部１４１は、ＴＳの出力タイミングを調整して、ＴＳを１３９４Ｉ／Ｆ部１４０に渡す。
ＰＳ→ＴＳ変換部１４２（以下、「変換部１４２」と称する）は、ＰＳからＴＳへのフォーマット変換を行う。変換部１４２は、ピックアップ１３０および再生部１２１を介して再生されたＰＳ、または、エンコーダ１７０において生成されたＰＳを受け取って、ＴＳを生成する。生成されたＴＳのデータ構造は、例えば図６に示すとおりである。変換部１４２は、図６に示すＰＡＴ＿ＴＳＰ３２、ＰＭＴ＿ＴＳＰ３３、ＰＣＲ＿ＴＳＰ３４等を挿入して、ＴＳを生成する。これらのＴＳパケットのデータ構造および機能は、図７を参照しながら説明したとおりである。
次に、図１１を参照しながらＰＳおよびＴＳのストリーム特性を説明し、その後、データ処理装置１０によるＰＳの生成処理およびＰＳからＴＳへのデータ変換処理を説明する。
ＰＳを生成するエンコーダ１７０は、一般のＭＰＥＧ２ＰＳデコーダにおいてデコード可能なＰＳにエンコードしなければならない。そのために、システムエンコード条件と呼ばれる所定の条件が課されている。システムエンコード条件を満足することにより、ＰＳは、一般のＭＰＥＧ２ＰＳデコーダ１７１がデコード可能なストリーム特性を有している。これはＴＳについても同様である。
図１１（ａ）は、ＰＳをデコードするＭＰＥＧ２ＰＳデコーダ１７１のブロック図である。まず、デコーダ１７１は、ＰＳ分解部１１４と、映像伸長部１１１と、音声伸長部１１３とを有する。これらの構成は、プログラムストリーム・システムターゲットデコーダー（Ｐ−ＳＴＤ）と呼ばれるデコーダモデルの構成と概ね同じである。
ＰＳは、パックヘッダに記述された任意のレート（例えば１０．０８Ｍｂｐｓという比較的速いレート）でＰＳ分解部１１４のデマルチプレクサ１１４ａに入力される。ＰＳはデマルチプレクサ１１４ａによって映像データおよび音声データに分離され、一定レート（ピークレート１０．０８Ｍｂｐｓ）で映像データ用のバッファＢＶ１１４ｂと、音声データ用のバッファＢＡ１１４ｃに入力される。このとき、ＰＳを構成していたパックヘッダ、システムヘッダ、ＰＥＳヘッダ等は除去されて、各バッファには、映像データおよび音声データからなるエレメンタリストリームが入力される。映像データおよび音声データの各エレメンタリストリームはそれぞれ、映像伸長部１１１および音声伸長部１１３においてデコードされ、非圧縮の映像ストリームおよび音声ストリームとして出力される。
一方、図１１（ｂ）は、ＴＳをデコードするＴＳデコーダモデルの機能ブロックを示す。このＴＳデコーダモデルは、いわゆるトランスポートストリーム・システムターゲットデコーダ（Ｔ−ＳＴＤ）と呼ばれている。データ処理装置１０の変換部１４２は、Ｔ−ＳＴＤに基づいて構成されている。
図１１（ｂ）において、ＴＳは、伝送媒体等の特性に応じた一定の伝送レートでデコーダのＰＩＤフィルタ４２に入力される。ＰＩＤフィルタは、ＴＳパケットに割り当てられたパケット識別しＰＩＤに応じてＴＳを映像データ、音声データ、システムデータ等に分離され、映像データ用のトランスポートバッファＴＢＶ４３ａ、音声データ用のトランスポートバッファＴＢＡ４５ａ等に入力される。映像データはその後、マルチプレクスバッファＭＢＶ４３ｂ、エレメンタリデコーダバッファＥＢＶ４３ｃを経て、映像伸長部４４にて映像ストリームにデコードされる。一方音声データは、エレメンタリデコーダバッファＥＢＡ４５ｂを経て、音声伸長部４６にて映像ストリームにデコードされる。
ＰＩＤフィルタ４２において分離されたデータは、それぞれ異なるレートで各バッファに入力され、バッファ間を伝送される。例えば、映像データは、バッファ４２からバッファ４３ａには１０．０８Ｍｂｐｓで伝送され、バッファ４３ａからバッファ４３ｂへは１８Ｍｂｐｓで伝送され、バッファ４３ｂからバッファ４３ｃへは１５Ｍｂｐｓ以下で伝送される。一方、音声データはバッファ４５ａからバッファ４５ｂへ２Ｍｂｐｓ以下で伝送される。
ＰＳおよびＴＳの各々について、デコーダ内の伝送レートに注目すると、ＰＳの音声データはＴＳの音声データよりも速く伝送される。またＰＳには、Ｐ−ＳＴＤのデマルチプレクサ１１４ａがＰＳの各パックを受け取ったときの時刻情報が規定されている。この時刻情報は、ＰＳのパックヘッダ２２ａ（図２）、２７ａ（図５）内に、時刻情報（システムクロックリファレンス；ＳＣＲ）として規定される。一方、ＴＳにはＴ−ＳＴＤのＰＩＤフィルタ４２がＴＳの各トランスポートパケットを受け取った時の時刻情報が規定されている。この時刻情報は、トランスポートパケットヘッダ内に所定の頻度で記録される。例えば時刻情報は、ＰＣＲ＿ＴＳＰに１００ミリ秒以下の間隔で設定される。
本実施形態によるＰＳ組立部１０４は、ＴＳに変換することを想定してＰＳを生成し、Ｐ−ＳＴＤにおける各ストリームの伝送速度の相違を考慮して時刻情報を付加する。すなわち、パケットの到着時刻情報を変更しなくてもＴ−ＳＴＤに適合するストリームに変換できるように、ＰＳ用のシステムエンコードを行う。具体的には、音声ストリームは最大２Ｍｂｐｓでデマルチプレクサ１１４ａから１１４ｂへ伝送されるものとし、ＰＳ用のシステムエンコードを行って、例えばバッファＢＶ１１４ｂおよびＢＡ１１４ｃがアンダーフローしないようにする。これにより、ＰＳの時刻情報（ＳＣＲ）をＴＳの時刻情報（ＰＣＲ）へ変換する際に、値をそのまま利用することができ、再システムエンコードによる時刻情報（ＰＣＲ）の再計算が不要になる。
また、ＴＳを生成する際には、ＰＳには存在しないＰＡＴに関するＴＳパケット、ＰＭＴに関するＴＳパケット等を挿入する必要がある。そのため、本実施形態によるＰＳ組立部１０４は、そのようなＴＳパケットを挿入し、処理するタイミングを考慮してＰＳに時刻情報を設定することにより、ＴＳ変換時にＴＳパケットの時刻情報を再度計算することが不要になる。
本実施形態のＰＳ組立部１０４は、ＰＳの時刻情報ＳＣＲに、以下説明する「ＳＣＲギャップ」を設けることにより、ＰＳからＴＳへの変換に際して、ＰＡＴを含むＴＳパケット、ＰＭＴを含むＴＳパケット等を容易に挿入できるようにしている。
以下、図１２、１３を参照しながら、本実施形態のＰＳ組立部１０４の処理を具体的に説明する。図１２は、ＰＳ組立部１０４によって生成されたＰＳ５０と、ＰＳ５０に基づいて変換されたＴＳ５５との対応関係を示す。ＰＳ５０は、ビデオパック（Ｖ＿ＰＣＫ）５１、５４と、オーディオパック（Ａ＿ＰＣＫ）５２とを含んでおり、これらによって各ＶＯＢＵが構成される。なお、ＰＳ５０は光ディスク１３１に記録されていることを想定しているが、記録されているか否かは特に問題ではない。
ＰＳ組立部１０４は、適当なパック（図ではＶ＿ＰＣＫ５１とＡ＿ＰＣＫ５２）間に、ＳＣＲギャップ５３を設定する。ＳＣＲギャップ５３は、Ａ＿ＰＣＫ５２のＳＣＲ＃（ｎ＋１）を、従来与えられていたＳＣＲ値よりも遅く（大きく）規定することによって設けることができる。具体的には、ＳＣＲギャップ５３は、従来のＰＳ組立部２４４（図１）が付加するＳＣＲ値をＴ１とし、ＰＳ組立部１０４が付加するＳＣＲ値をＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）によって表される時間である。
図１３は、ＰＳの各パックに含まれるパックヘッダのデータ構造を示す。ＳＣＲの値は、パックヘッダに規定されるデータのうち、フィールド名”ｓｙｓｔｅｍ＿ｃｌｏｃｋ＿ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ＿ｂａｓｅ”として示される３分割されたフィールド５６に３３ビットで規定される。本実施形態によれば、Ａ＿ＰＣＫ５２のフィールド５６には、上述のＳＣＲ値Ｔ２が設定される。
ＰＳからＴＳへ変換する場合には、ＳＣＲギャップ５３の期間に、ＰＡＴのＴＳパケット３２、ＰＭＴのＴＳパケット３３、ＰＣＲのＴＳパケット３４、ＳＩＴ等のＴＳパケットを挿入する。これにより、Ａ＿ＰＣＫ５２のＳＣＲ値を再計算する必要がなくなり、ストリームの変換処理が簡単になる。なお、ＰＳからＴＳへの変換処理は、図１８を参照しながら後述する。
ＰＳ組立部１０４は各パックがプログラムストリーム・システムターゲットデコーダ（Ｐ−ＳＴＤ）（図１１（ａ））においてデコードできるようにエンコードするとともに、時間情報をほとんど再計算することなく変換したＴＳ５５がトランスポートストリーム・システムターゲットデコーダ（Ｔ−ＳＴＤ）（図１１（ｂ））においてデコードできるようにＰＳ５０を生成する。ＭＰＥＧ規格に従った一般的なデコーダが確実にデコードできるようにするために、エンコードを行う際にシステムエンコード条件が規定されている。
システムエンコード条件を具体的に説明すると以下のとおりである。まず、Ａ＿ＰＣＫ５２のＳＣＲ＃（ｎ＋１）を遅らせてＳＣＲギャップ５３を設けた場合であっても、Ａ＿ＰＣＫ５２は、後続のＶ＿ＰＣＫ５４のＳＣＲ＃（ｎ＋２）が示すタイミングまでに２Ｍｂｐｓの伝送レートで伝送されることが必要である。よって、Ａ＿ＰＣＫ５２のＳＣＲ＃（ｎ＋１）とＶ＿ＰＣＫ５４のＳＣＲ＃（ｎ＋２）とによって規定される時間間隔が、２Ｍｂｐｓの伝送レートでＡ＿ＰＣＫ５２が伝送される場合に要する時間以上になることが必要である。
さらに、Ａ＿ＰＣＫ５２のＳＣＲ、および、Ｖ＿ＰＣＫ５４のＳＣＲ以外の隣り合うＳＣＲの時間間隔を決定する必要がある。この時間間隔は、Ｖ＿ＰＣＫとＡ＿ＰＣＫの間であればＰＳのピークレート（１０．０８Ｍｂｐｓ）で１個のパックを伝送するのに必要とされる時間以上であることを要する。
本実施形態のＰＳ組立部１０４は、ＳＣＲギャップを、ＶＯＢＵの先頭に位置するＶ＿ＰＣＫの直前に設け、それ以後は１００ミリ秒以内に設けている。これにより、ＴＳへの変換時には、１つのＶＯＢＵのＴＳパケット化が終了した後に、ＰＡＴ等を含むＴＳパケット３２〜３４を挿入できる。ただし、ＴＳのビットレートは、１００ミリ秒毎のＳＣＲギャップ５３中に１以上（例えば３個）のＴＳパケットを挿入できる程度の増加を想定する必要がある。
図１４は、ＶＯＢＵ先頭およびその１００ｍｓ後に設けるＳＣＲギャップの位置を模式的に示している。図１５は、１００ミリ秒以内で繰り返し設けられたＳＣＲギャップを模式的に示す。ＳＣＲギャップの先頭のＳＣＲ値が２７０００００の整数倍となるように設けられている。「２７０００００」とした理由は、この値は、２７ＭＨｚのクロック周波数に対し、時間にして１００ミリ秒に相当するからである。なお、ＳＣＲギャップは１００ミリ秒以内で繰り返し設けるのみであってもよく、必ずしもＶＯＢＵの先頭に位置するＶ＿ＰＣＫの直前に設けなくてもよい。さらには、１００ミリ秒以内であれば、例えば５０ミリ秒の整数倍でもよいし、または、可変長であってもよい。図１６は、ＤＶＤ＿ＶＲ規格に準拠するＰＳに設定したＳＣＲギャップを模式的に示す。ＳＣＲギャップは、ＶＯＢＵ＃ｎの先頭に位置するＲＤＩ＿ＰＣＫ５８の直前に設けられている。さらに、そのＳＣＲギャップから１００ミリ秒以内に次のＳＣＲギャップが設けられている。
図１７は、ＰＳ組立部１０４がプログラムストリームのＳＣＲを設定する際の処理の手順を示す。まず、ステップＳ１００において、ＰＳ組立部１０４は、各パックに対して仮のＳＣＲ値を決定する。この仮ＳＣＲ値は、従来のＰＳ組立部２４４が決定していた値と同じである。次にステップＳ１０１において、処理の対象となっているパックがＶＯＢＵの先頭パックか否かを判定する。そのパックが先頭パックでなければステップＳ１０２に進み、先頭パックであればステップ１０４に進む。ステップＳ１０２では、ＰＳ組立部１０４は、ＳＣＲ値が１００ｍｓの整数倍付近か否かを判定する。例えば、２７ＭＨｚのカウンタを用いている場合には、ＰＳ組立部１０４は、ＳＣＲ値が２７０００００の倍数であるか否かを判定する。判定の結果、整数倍付近でなければステップＳ１０３に進み、ステップＳ１０３において、仮決定したＳＣＲ値を変更することなくその値をパックヘッダに記述する。一方、整数倍付近であればステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０４において、ＳＣＲを所定のＳＣＲギャップ分だけシフトする。
次に、ＳＣＲギャップを設けたＰＳからＴＳを生成する手順を説明する。図１８は、変換部１４２において実行される、ＰＳからＴＳへの変換処理の手順を示す。まず、ステップＳ２００において、ＶＯＢＵの先頭に位置するＶ＿ＰＣＫのＳＣＲ値に基づいて、最初のＰＡＴ、ＰＭＴ、ＰＣＲの挿入タイミングを決定する。例えば、２７ＭＨｚのカウンタを用いる場合には、挿入タイミングは（先頭のＶＯＢＵのＳＣＲ値ｄｉｖ  ２７０００００）によって得られる。この“ｄｉｖ”は、除算結果の少数点以下を切り捨てることを意味する。また、“２７０００００”は１００ミリ秒に対応しており、２７ＭＨｚのカウンタの１／１０に相当する値である。
ステップＳ２０１において、変換部１４２は、１パック前の末尾ＳＣＲの値を算出する（ただし、前にパックが存在しない最初のパックは除く）。図１９は、各パックに対する末尾ＳＣＲを示す。図に示すように、「末尾ＳＣＲ」とは、あるパックの直後の１バイトを伝送する最も早いタイミング（時刻情報）を表す。再び図１８の各ステップを説明する。ステップＳ２０２では、変換部１４２は、処理の対象となっているパックがＶＯＢＵの先頭パックか否かを判定する。そのパックが先頭パックでなければステップＳ２０３に進み、先頭パックであればステップ２０９に進む。ステップＳ２０３において、変換部１４２は、得られた挿入タイミングがパックのＳＣＲ値と末尾ＳＣＲ値との間に含まれるか否かを判定し、含まれる場合にはステップＳ２０９に進み、含まれない場合にはステップＳ２０７に進む。
ステップＳ２０９では、得られた挿入タイミングにおいて、ＰＡＴ、ＰＭＴ、およびＰＣＲのＴＳパケットを挿入する。次にステップＳ２０４において、挿入タイミング値に２７０００００を加算して次の挿入タイミング値とする。その後、ステップＳ２０７に進む。
ステップＳ２０７では、変換部１４２は、１つのパックを１８８バイトに分割してＴＳパケットを生成する。例えば図１２に示すように、１個のビデオパックは１１個のビデオＴＳパケット３０に分割され、１個のオーディオパックは１１個のオーディオＴＳパケット３１に分割される。ＴＳパケットには、ステップＳ２０８において、タイムスタンプが付加される。
ステップＳ２０６においては、変換部１４２は、ＰＳ内の全てのパックが処理されたか否かを判定する。そして、全てのパックの処理が完了した場合には処理を終了し、終了していない場合にはステップＳ２０５において次のパックを抽出して、再びステップＳ２０１以降の処理を行う。
以上の処理により、変換部１４２は、プログラムストリームからトランスポートストリームを容易に変換することができる。特に、Ｖ＿ＰＣＫやＡ＿ＰＣＫ内のＰＣＲ，ＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｓｔａｍｐ）およびＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｔｉｍｅ  Ｓｔａｍｐ）を再計算して設定する必要がなく、かつ、プログラムストリームのＳＣＲ値に基づいてトランスポートストリームの各ＴＳパケットの時刻情報を決定できるので、従来のように処理に時間を要することがなくなり、変換時の処理負担を著しく軽減できる。ＴＳパケットの時刻情報は、ＰＣＲと呼ばれ、ＴＳパケットが仮想的なＭＰＥＧ２デコーダへ到達すべき時刻を規定する。ＴＳのＰＣＲ値は、ＰＳのＳＣＲ値を基準にして算出することができる。例えば、図１２のＰＣＲ３４の値をＰＳのＳＣＲ＃（ｎ＋１）の値よりも時間的に早い値にすればよい。その程度は、１個のＴＳパケット３４の伝送時間分である。
なお、記録されたプログラムストリームをＩＥＥＥ１３９４インターフェース部１４０から出力するために、トランスポートストリームに変換するとして説明した。しかし、記録されたプログラムストリームをトランスポートストリームへ変換し、その後、光ディスク１３１等の記録媒体へ記録する場合も同様の処理を行うことができる。トランスポートストリームにタイムスタンプを含める場合には、プログラムストリームのＳＣＲを基準としてタイムスタンプを選択すればよい。
なお、プログラムストリーム中に、ＳＣＲギャップが設けられた位置を示す位置情報を規定することができる。位置情報は、例えば、プログラムストリーム先頭を０としたパディングパケットの先頭アドレスである。また、ＳＣＲギャップ先頭のＳＣＲ値をＲＤＩ＿ＰＣＫのメーカ拡張フィールド２７ｅ、６７（図５、図２３）内に設けてもよい。さらにＰＡＴ，ＰＭＴ，ＰＣＲ、またはＳＩＴを含むＴＳパケットの使用可能なＳＣＲ値を候補として記録してもよい。また、動画ストリームを含むファイルとは別ファイル内にこれらの情報を記録してもよい。
（実施形態２）
以下、本発明の第２の実施形態によるデータ処理装置を説明する。本実施形態のデータ処理装置の構成要素は図１０に示すデータ処理装置１０（図１０）と同じである。よって、それぞれの機能の説明は省略し、以下ではデータ処理装置の処理を説明する。
本実施形態によるデータ処理装置１０は、図１２のＳＣＲギャップ５３に代えて、パディングパケットを設ける点において、第１の実施形態によるデータ処理装置と相違する。
図２０は、本実施形態によるデータ処理装置１０のＰＳ組立部１０４が生成したＰＳ５９−１と、ＰＳ５９−１に基づいて変換されたＴＳ５９−２との対応関係を示す。ＰＳ組立部１０４は、ＶＯＢＵを構成する適当なパック（図ではビデオパック（Ｖ＿ＰＣＫ）６１）に、パディングパケット６１ａを挿入する。プログラムストリームからトランスポートストリームへ変換される際には、パディングパケット６１ａの位置に対応して、ＰＡＴ３２，ＰＭＴ３３，ＰＣＲ、ＳＩＴ等を含むＴＳパケットが挿入される。１個のビデオパックは１１個のビデオＴＳパケット３０に分割され、１個のオーディオパックは１１個のオーディオＴＳパケット３１に分割される。
図２１は、ビデオパック６１に含まれるパディングパケット６１ａのデータ構造を示す。パディングパケット６１ａは、パケットヘッダ６３と、一定値（０ｘＦＦ）のパディングバイトが格納されたフィールド６４とを有する。パケットヘッダ６３には、パディングバイトフィールド６４のデータ長（ＰＥＳパケット長）が２バイトで示されており、これによりパディングパケット６１ａの長さを特定できる。パディングバイトフィールド６４のデータ長は、ＴＳパケットのパケット長に関連しており、例えば、１８８バイトの整数倍（例えば２倍から４倍）である。「１８８バイト」は、トランスポートパケットのデータサイズに対応している。なお、パディングバイトフィールド６４のデータ長が１８８バイトの２倍のときは、２個のＴＳパケットを挿入することが可能になり、４倍のときは、４個のＴＳパケットを挿入することが可能になる。
なお、パディングパケット６１ａは、ＭＰＥＧ２システム規格に記載されたパディングパケットと同じである。パディングパケットの配置はＤＶＤ−ＶＲ規格と同じにしている。ビデオパック６１内には、通常の圧縮ビデオデータを可能な限り多く含むようにしてもよい。なお、本実施形態のパディングパケット６１ａはビデオパック６１内に設けられているが、オーディオパック６２に設けることもできる。
図２２は、１００ミリ秒以内で繰り返し設けられたパディングパケットを含むビデオパック６５、６６を模式的に示す。ビデオパック６５、６６は、ＶＯＢＵ＃ｎの途中部分に設けられている。この結果、ＴＳのビットレートは、１００ミリ秒毎のパディングパケットに１以上のＴＳパケットを余分に挿入できる程度の増加を想定する必要がある。なお、パディングパケットは１００ミリ秒以内で繰り返し設けるのみであってもよく、ＶＯＢＵの先頭に位置するＶ＿ＰＣＫの直前に設けなくてもよい。
図１２に関連してした説明と同様、ＰＳ組立部１０４は、各パックがプログラムストリーム・システムターゲットデコーダ（Ｐ−ＳＴＤ）のシステムエンコード条件を満足し、かつ、変換後のトランスポートストリームがトランスポートストリーム・システムターゲットデコーダ（Ｔ−ＳＴＤ）のシステムエンコード条件をも満たすように、プログラムストリーム５９−１を生成する。
システムエンコード条件を具体的に説明すると以下のとおりである。オーディオパック（Ａ＿ＰＣＫ）６２のＳＣＲ＃（ｎ＋１）と、後続のＶ＿ＰＣＫ（図示せず）のＳＣＲ＃（ｎ＋２））とによって規定される時間間隔が、２Ｍｂｐｓの伝送レートでＡ＿ＰＣＫ５２が伝送される場合に要する時間以上になることが必要である。
さらに他のシステムエンコード条件として、Ａ＿ＰＣＫ６２のＳＣＲ＃（ｎ＋１）、および、後続のＶ＿ＰＣＫ（図示せず）のＳＣＲ＃（ｎ＋２）以外の隣り合うＳＣＲ間の時間間隔（例えばビデオパック６０および６１のＳＣＲ間の時間間隔）も規定される。すなわち、この時間間隔はＰＳのピークレート（１０．０８Ｍｂｐｓ）で１個のパックを伝送するのに要する時間以上になるように各ＳＣＲ値を設定することが必要である。
なお、プログラムストリーム中に、パディングパケットが設けられた位置を示す位置情報を規定することができる。位置情報は、例えば、プログラムストリーム先頭を０としたパディングパケットの先頭アドレスである。また、ＳＣＲギャップ先頭のＳＣＲ値をＲＤＩ＿ＰＣＫのメーカ拡張フィールド２７ｅ、６７（図５、図２３）内に設けてもよい。さらにＰＡＴ，ＰＭＴ，ＰＣＲ、またはＳＩＴを含むＴＳパケットの使用可能なＳＣＲ値を候補として記録してもよい。また、動画ストリームを含むファイルとは別ファイル内にこれらの情報を記録してもよい。
（実施形態３）
以下、本発明の第３の実施形態によるデータ処理装置を説明する。本実施形態のデータ処理装置の構成要素は図１０に示すデータ処理装置１０（図１０）と同じである。よって、それぞれの機能の説明は省略し、以下ではデータ処理装置の処理を説明する。なお、以下では実施形態１または実施形態２によるプログラムストリームが生成されるとして説明する。しかし、これは必須の前提ではない。実施形態１または実施形態２によるプログラムストリームが生成されない場合には、ＰＳからＴＳへ変換する場合のストリーム内の時刻情報を別途算出する必要がある。
本実施形態のデータ処理装置１０は、ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したプログラムストリームをトランスポートストリームに変換する際に、処理負担を軽減し、かつ、変換処理時間を短縮することができるプログラムストリームを生成する。ここでいうプログラムストリームとトランスポートストリームとは、互いに図９に示す関係にあるとする。よって、図９の（ｃ）に記載されるように、ＴＳパケットのデータ部分４１ｂには、（ｂ）のＰＥＳパケットが分割されて格納される。ＰＥＳパケットのペイロード４０ｂには、１フレーム分のデータ（ビデオデータまたはオーディオデータ）が格納されている。１フレーム分のデータは、（ａ）に示すパックのデータ部分３９ａおよび３９ｂのデータと、データ部分３９ｃの一部のデータから得られる。なお、映像の１フレームとは、例えばインターレース表示されたときの２フィールド分の画面を表し、音声の１フレームとは、例えばサンプリング周波数４８ｋＨｚ、２５６ｋｂｐｓのＡＣ−３音声の場合であれば合計１５３６個のサンプルをいう。
データ処理装置１０のＰＳ組立部１０４は、ＰＳを生成する際に各パックのデータ部分に格納するデータを決定しているため、ビデオやオーディオ等のデータ種別のみならず、そのデータがどのフレームのどの部分を構成するデータであるか等を特定できる。そこで本実施形態のＰＳ組立部１０４は、そのようなＰＳを構成するデータ種別ごとのフレームの位置、ＰＴＳ（再生タイミング情報）、ＤＴＳ（デコードタイミング情報）等を示す補助情報を生成するようにした。ＲＤＩパック内にはメーカが自由に利用できるデータ領域が存在するため、この領域に補助情報を記録することができる。
図２３（ａ）は、本実施形態によるＰＳ組立部１０４により生成されたプログラムストリームのデータ構造を示す。このプログラムストリームはＤＶＤ＿ＶＲ規格に準拠しており、２キロバイトのＲＤＩパック（ＲＤＩ＿ＰＣＫ）にメーカ拡張フィールド６７が設けられている。
以下、メーカ拡張フィールド６７の構成を説明する。メーカ拡張フィールド６７は、メーカ識別情報６７ａ、画素数情報６７ｂ、圧縮モード情報６７ｃ、ビデオ用補助情報６７ｄ、オーディオ用補助情報６７ｅを有する。メーカ識別情報はＰＳを生成したデータ処理装置１０のメーカを示し、画素数情報６７ｂは記録された画像の縦横の画素数を示し、圧縮モード情報６７ｃはＤＶＤ−ＶＲ規格準拠か否かを示す。このほか、メーカ拡張フィールド６７には、ＰＳのアスペクト情報（４：３、１６：９、レターボックス等）、音声のチャネル属性情報（モノラル／ステレオ等）を記録することもできる。
メーカ拡張フィールド６７のビデオ用補助情報６７ｄおよびオーディオ用補助情報６７ｅには、ＰＳを構成するデータ種別ごとのデータ構造に関する情報が規定される。すなわち、ビデオ用補助情報６７ｄは、ＲＤＩ＿ＰＣＫを先頭に含むＶＯＢＵ内の映像パックに関するデータ構造を規定しており、映像フレーム位置情報、ＰＴＳ／ＤＴＳ情報を含んでいる。オーディオ用補助情報６７ｅは、音声パックに関するデータ構造を規定しており、音声フレーム位置情報、ＰＴＳ情報を含んでいる。
図２３（ｂ）は、ビデオ用補助情報６７ｄの詳細なデータ構造を示す。ビデオ用補助情報６７ｄには、ＭＰＥＧ規格に規定されるＩ、Ｐ、Ｂの各フレームについてのフレーム位置情報６８ａ〜６８ｄおよびＰＴＳ／ＤＴＳ情報が規定されている。
各フレーム位置情報６８ａ〜６８ｄは、プログラムストリーム先頭またはＶＯＢＵ先頭から各フレームデータの先頭位置までのデータサイズであり、バイト単位で表される。図２４は、ＶＯＢＵ＃ｉの先頭を０として算出したときの、Ｉフレーム、Ｂ１フレームおよびＢ２フレームの開始アドレス（格納位置）を模式的に示す。映像フレームの開始アドレスには、ＶＯＢＵ先頭からＡ＿ＰＣＫまでに含まれるＡ＿ＰＣＫのデータ長も含まれる。ＰＳ組立部１０４は、ＰＳを生成するとき、各フレームの開始位置およびその位置のＰＴＳ等を保持しておき、ビデオ用補助情報６７ｄを生成する。
図２３（ｂ）に記載のＰＴＳ／ＤＴＳ情報は、フレーム単位のＰＴＳおよびＤＴＳを示す。ＤＴＳは必要に応じて設ければよい。ＰＴＳ／ＤＴＳ情報は、各フレーム位置情報６８ａ〜６８ｄに対応して設けられており、Ｉフレームの位置情報６８ａの次にはＩフレームのＰＴＳ／ＤＴＳ情報が設けられ、Ｐ１フレームの位置情報６８ｂの次にはＰ１フレームのＰＴＳ／ＤＴＳ情報が設けられる。Ｂ１、Ｂ２フレーム等についても同様である。なお、オーディオ用補助情報６７ｅは特に示していないが、ＤＴＳ情報が含まれない点を除いては、オーディオ用補助情報６７ｅのデータ構造はビデオ用補助情報６７ｄのデータ構造と同様である。
次に、変換部１４２が上述のデータ構造を有するＰＳをＴＳに変換する手順を説明する。図２５は、ＰＳからＴＳへの変換処理の手順を示す。まず、ステップＳ３００において、変換部１４２にＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠した２ｋバイト単位のパックが入力されると、ステップＳ３０１において、変換部１４２はそのパックがＲＤＩパックか否かを判定する（Ｓ３０１）。判定の結果、そのパックがＲＤＩパックであればステップＳ３０２に進み、ＲＤＩパックでなければステップＳ３０３に進む。なお、ステップＳ３０３の処理は、そのパックが必ずビデオパック（Ｖ＿ＰＣＫ）またはオーディオパック（Ａ＿ＰＣＫ）であることを意味する。
ステップＳ３０２では、変換部１４２はＲＤＩパックのメーカ拡張フィールド６７から映像および音声の各々について、フレーム位置情報、ＰＴＳ／ＤＴＳ情報を取り出す。
ステップＳ３０３では、変換部１４２は、処理の対象となっているパックのパックヘッダおよびＰＥＳヘッダを除去する。ここで留意すべきは、ＲＤＩパックは必ずＶＯＢＵの先頭に配置されているため、ステップＳ３０３を実行する時点では、変換部１４２は先行するＲＤＩパックから既にフレーム位置情報、ＰＴＳ／ＤＴＳ情報を取得していることである。
そこで、変換部１４２は、ステップＳ３０４においてフレーム位置情報を参照して、このパック内にフレーム開始位置があるか否かを判定する。フレーム開始位置が含まれていればステップＳ３０５に進み、含まれていなければステップＳ３０６に進む。
ステップＳ３０５では、変換部１４２はＰＴＳ／ＤＴＳ情報を参照して該当するＰＴＳ／ＤＴＳを抽出し、そのＰＴＳ／ＤＴＳを含むＰＥＳヘッダを生成してそのパックデータの前に付加する。次のステップＳ３０６では、変換部１４２は、加工したデータを分割して１１個または１２個のＴＳパケットを生成して出力する。その後、ステップＳ３０７に進み、次のパックを処理する。
以上の処理により、変換部１４２はＰＳ内のエレメンタリストリームを解析することなく、ＰＳを、１個のＰＥＳパケットに１フレームのデータが含まれるＰＥＳから構成されるＴＳに容易に変換できる。
なお、図２３（ａ）および（ｂ）に示す補助情報６７ｄ、６７ｅをさらに拡張することも可能である。図２６（ａ）は、補助情報フィールド７０にサイズ情報を規定したメーカ拡張フィールド６９を示す。図２６（ｂ）は、補助情報フィールド７０のデータ構造を示す。補助情報フィールド７０は、フレームごとにそのフレームのデータサイズに関する情報が規定されている点において、図２３（ｂ）と異なっている。例えば、Ｉフレームに対しては、開始アドレス６８ａに続いてＰＴＳ／ＤＴＳが記述され、その後にフレームサイズ７１が記述される。Ｐ１フレームに対しては、開始アドレス６９ａに続いてＰＴＳ／ＤＴＳが記述され、その後にフレームサイズ７２が記述される。Ｂ１フレームについても同様に、アドレス６８ｃ、ＰＴＳ等、Ｂ１フレームサイズ７３が記述される。
なお、上述の処理ではＰＡＴ／ＰＭＴを含むＴＳパケットの挿入処理に言及していない。しかし、これらのＴＳパケットは、例えば実施形態１または２によるデータ処理装置１０の処理をそのまま適用して挿入できる。これにより、データ処理装置１０は、再度のシステムエンコード処理を行う必要がなくなる。
なお、映像フレームの位置情報を、プログラムストリーム先頭もしくはＶＯＢＵ先頭から、各フレームの先頭位置までのデータサイズであるとして説明したが、隣接フレーム間の開始アドレスの差分を位置情報として規定することもできる。これは、音声フレームの位置情報も同様である。さらに、音声ストリームの数は１つでも複数でもよい。音声ストリームが２つ以上存在する場合であっても、ＲＤＩパック内に補助情報（例えば図２３）を規定することができる。
また、１以上の補助情報が記録されているか否かを示すために、ＲＤＩパックのメーカ拡張フィールド６７、６９内に、補助情報が記録されているかどうかを示すフラグ情報を併せて記録してもよい。
ＶＯＢＵ内の映像フレーム情報および音声フレーム情報はそのＢＯＢＵ先頭のＲＤＩ＿ＰＣＫ内に格納されるとした。しかし、映像フレーム情報および音声フレーム情報等の補助情報をストリーム中の別の位置に格納してもよい。また、ＶＯＢＵ内の映像フレームに同期する音声フレームに関する補助情報をそのＶＯＢＵ先頭のＲＤＩ＿ＰＣＫ内に格納してもよい。
本実施の形態のプログラムストリームには、トランスポートストリームに変換するための補助情報が格納されている。そこで、トランスポートストリームからプログラムストリームへのいわゆる逆変換を考慮して、トランスポートストリーム内にプログラムストリームに変換するための補助情報を格納してもよい。補助情報は、例えばその補助情報を格納するための専用のトランスポートパケットに格納すればよい。また、ＰＥＳストリーム内にプログラムストリームまたはトランスポートストリームに変換するための補助情報を格納してもよい。
以上、本発明の実施形態によるデータ処理装置を説明した。
上述したデータ処理装置の各構成要素の動作は、データ処理装置に設けられた中央制御部（図示せず）の指示に基づいて行われる。中央制御部は、データ処理装置のメモリ（図示せず）に配置されたプログラムに基づいて指示を出し、装置の全体的な動作を制御する。プログラムは、図１７、１８、２５等に記載された手順を実施し、予め定められたデータ構造に応じてデータストリームを解析し、または、そのようなデータ構造に適合するデータストリームを生成する。
本明細書では、ＭＰＥＧ２プログラムストリームを例に説明したが、ＭＰＥＧ１のシステムストリームであってもよい。また、記録媒体は相変化光ディスクであるとしたが、例えばＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等の光ディスクや、ハードディスク等の他のディスク形状の記録媒体も利用できる。また、半導体メモリであってもよい。これに関連して、読み書きヘッドは光ディスク用のピックアップとしたが、例えば、記録媒体がＭＯの場合に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。
なお、本発明の各実施形態において、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あってもよいし、ＭＰＥＧを用いたデジタルデータ放送に準拠した形式であってもよい。これにより、デジタル放送用セットトップボックス（ＳＴＢ）との互換性を高めることができ、またデータ放送受信機能等のＳＴＢの有する機能を活用することができる。
本明細書では、トランスポートストリームへ変換後はわずかに転送レートが増加する例を説明したが、ＰＳの１個のパックから１３個のＴＳパケットが変換されることを想定して、変換後は１３／１１倍の転送レートを想定して、空きタイミングにＰＡＴ，ＰＭＴ，ＰＣＲを含むＴＳパケットを挿入してもよい。また、１個のパックを１１個から１２個のＴＳパケットへ分割する例を挙げて説明したが、その数を必ず１１個に収めるために、１パック内のエレメンタリーストリーム部分のデータサイズを２０２４バイト以下に制限してもよい。２０２４バイト以下にする理由は、２０２４バイトはトランスポートパケットのペイロードサイズ（１８４バイト）のちょうど１１個分に相当するからである。
データ処理装置１０は、カムコーダの他、例えば据え置き型の動画記録装置、またはプログラムストリームからトランスポートストリームへのデータ変換を行う装置であってもよい。
さらに、実施形態１によるデータ処理装置では、ＳＣＲギャップはトランスポートパケット変換時にＰＡＴ等を挿入する目的に使用するとして説明したが、プログラムストリーム中に別のパックを挿入するために設けてもよい。例えば、プログラムストリーム中に１つの音声ストリームのみが含まれている場合に、ＰＳ組立部１０４がシステムエンコード処理を行って時刻情報を再計算することなく、第２の音声データストリームをＡ＿ＰＣＫに挿入できるように、ＳＣＲギャップを使用してもよい。
実施形態３による処理で得られたＰＳは、メーカ拡張情報に各種の補助情報が規定されているが、補助情報を別途集めてＭＰＥＧプログラムストリームとは別のデータファイルとして保持していてもよい。
上述の説明では、ＰＳの伝送レートはＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠して１０．０８Ｍｐｂｓ以下であると想定しているが、１０．０８Ｍｂｐｓを超えてもよい。本実施形態の処理によって生成されたＰＳによれば、ビットレートが上がってもトランスポートストリームへの変換容易性および変換効率には影響しないからである。
以上のように本発明にかかるデータ処理装置によれば、プログラムストリームで記録し、かつトランスポートストリームへの変換が効率的かつ容易である。プログラムストリームで記録することより、ＤＶＤ機器やＰＣ用の編集アプリケーションソフトウェアとの親和性が高い。また、トランスポートストリームへの変換が容易であるので１３９４インタフェースとの親和性も高い。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠した映像データのプログラムストリームを、例えばＩＥＥＥ１３９４のデジタルインタフェース経由で伝送する場合に、プログラムストリームをトランスポートストリームに容易に変換することができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年6月18日(2004.6.18)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】特許請求の範囲
【請求項１】複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号が入力される信号入力部と、
受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成する圧縮部と、
パケット構造を有するデータストリームを生成するストリーム組立部であって、前記データストリームは、前記符号化データを分割して生成された１以上のデータパケット、および、前記符号化データの再生を制御する制御情報を格納した制御パケットを別個に含む、ストリーム組立部と
を有し、前記ストリーム組立部は、各フレームについて、前記データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、データ処理装置。
【請求項２】前記ストリーム組立部は、さらに各フレームの表示のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】前記ストリーム組立部は、さらに各フレームの復号化のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項４】前記ストリーム組立部は、さらに各フレームのデータサイズを示すサイズ情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項５】前記ストリーム組立部は、前記制御パケット内の、任意の情報を記述可能なフィールドに前記制御情報を記述する、請求項１から４のいずれかに記載のデータ処理装置。
【請求項６】前記ストリーム組立部は、同じデータサイズを有する前記１以上のデータパケットおよび前記制御パケットを生成する、請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項７】前記ストリーム組立部は、前記データパケットとしてデータパックを生成し、前記制御パケットとして制御パックを生成し、前記データパックに前記制御パックを付加して、前記データストリームとしてＭＰＥＧ２システム規格のプログラムストリームを生成する、請求項６に記載のデータ処理装置。
【請求項８】複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号を入力するステップと、
受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成するステップと、
前記符号化データを分割して一定のデータサイズを有する１以上のデータパケットを生成するステップと、
前記１以上のデータパケット、および、前記符号化データの再生を制御する制御情報を格納した制御パケットを別個に含む、パケット構造を有するデータストリームを生成するステップであって、各フレームについて、前記データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップと
を包含するデータ処理方法。
【請求項９】前記データストリームを生成するステップは、各フレームの表示のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する、請求項８に記載のデータ処理方法。
【請求項１０】前記データストリームを生成するステップは、各フレームの復号化のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する、請求項９に記載のデータ処理方法。
【請求項１１】前記データストリームを生成するステップは、各フレームのデータサイズを示すサイズ情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する、請求項８に記載のデータ処理方法。
【請求項１２】前記データストリームを生成するステップは、前記制御パケット内の、任意の情報を記述可能なフィールドに前記制御情報を記述する、請求項８から１１のいずれかに記載のデータ処理方法。
【請求項１３】前記データストリームを生成するステップは、同じデータサイズを有する前記１以上のデータパケットおよび前記制御パケットを生成する、請求項８に記載のデータ処理方法。
【請求項１４】前記データストリームを生成するステップは、前記データパケットとしてデータパックを生成し、前記制御パケットとして制御パックを生成し、前記データパックに前記制御パックを付加して、前記データストリームとしてＭＰＥＧ２システム規格のプログラムストリームを生成する、請求項１３に記載のデータ処理方法。




【手続補正書】
【提出日】平成17年2月18日(2005.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号が入力される信号入力部と、
受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成する圧縮部と、
パケット構造を有するデータストリームを生成するストリーム組立部であって、前記データストリームは、前記符号化データを分割して生成された１以上のデータパケット、および、前記符号化データの再生を制御する制御情報を格納した制御パケットを別個に含む、ストリーム組立部と
を有し、前記ストリーム組立部は、各フレームについて、前記データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、データ処理装置。
【請求項２】
前記ストリーム組立部は、さらに各フレームの表示のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記ストリーム組立部は、さらに各フレームの復号化のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
前記ストリーム組立部は、さらに各フレームのデータサイズを示すサイズ情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する、請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
前記ストリーム組立部は、前記制御パケット内の、任意の情報を記述可能なフィールドに前記制御情報を記述する、請求項１から４のいずれかに記載のデータ処理装置。
【請求項６】
前記ストリーム組立部は、同じデータサイズを有する前記１以上のデータパケットおよび前記制御パケットを生成する、請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項７】
前記ストリーム組立部は、前記データパケットとしてデータパックを生成し、前記制御パケットとして制御パックを生成し、前記データパックに前記制御パックを付加して、前記データストリームとしてＭＰＥＧ２システム規格のプログラムストリームを生成する、請求項６に記載のデータ処理装置。
【請求項８】
複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号を入力するステップと、
受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成するステップと、
前記符号化データを分割して一定のデータサイズを有する１以上のデータパケットを生成するステップと、
前記１以上のデータパケット、および、前記符号化データの再生を制御する制御情報を格納した制御パケットを別個に含む、パケット構造を有するデータストリームを生成するステップであって、各フレームについて、前記データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップと
を包含するデータ処理方法。
【請求項９】
前記データストリームを生成するステップは、各フレームの表示のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する、請求項８に記載のデータ処理方法。
【請求項１０】
前記データストリームを生成するステップは、各フレームの復号化のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する、請求項９に記載のデータ処理方法。
【請求項１１】
前記データストリームを生成するステップは、各フレームのデータサイズを示すサイズ情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する、請求項８に記載のデータ処理方法。
【請求項１２】
前記データストリームを生成するステップは、前記制御パケット内の、任意の情報を記述可能なフィールドに前記制御情報を記述する、請求項８から１１のいずれかに記載のデータ処理方法。
【請求項１３】
前記データストリームを生成するステップは、同じデータサイズを有する前記１以上のデータパケットおよび前記制御パケットを生成する、請求項８に記載のデータ処理方法。
【請求項１４】
前記データストリームを生成するステップは、前記データパケットとしてデータパックを生成し、前記制御パケットとして制御パックを生成し、前記データパックに前記制御パックを付加して、前記データストリームとしてＭＰＥＧ２システム規格のプログラムストリームを生成する、請求項１３に記載のデータ処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の記録媒体に動画ストリームのストリームデータをリアルタイムで記録するデータ処理装置および方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像（ビデオ）信号および音声（オーディオ）信号を低いビットレートで圧縮し符号化する種々のデータストリームが規格化されている。そのようなデータストリームの例として、ＭＰＥＧ２システム規格(ISO/IEC 13818-1)のシステムストリームが知られている。システムストリームは、プログラムストリーム（ＰＳ）、トランスポートストリーム（ＴＳ）、およびＰＥＳストリームの３種類を包含する。
【０００３】
近年、磁気テープに代わって、相変化光ディスク、ＭＯ等の光ディスクが、データストリームを記録するための記録媒体として注目を浴びてきている。現在、相変化光ディスクにデータストリームを記録するための規格として「Video Recording規格」（DVD Specifications for Re-writable/Re-recordable Discs Part3 VIDEO RECORDING version 1.0 September 1999）が規定されている。
【０００４】
図１は、従来のデータ処理装置９０の機能ブロックの構成を示す。データ処理装置９０は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク（ＢＤ）等の相変化光ディスク１３１にリアルタイムでデータストリームを記録し、記録されたデータストリームを再生することができる。
【０００５】
データ処理装置９０のデータ記録処理は以下のように行われる。まず、映像信号入力部１００に入力された映像信号は、映像圧縮部１０１で圧縮符号化される。同時に、音声信号入力部１０２に入力された音声信号が音声圧縮部１０３で圧縮符号化される。プログラムストリーム組立部２４４は、それらを多重化してＭＰＥＧ２プログラムストリーム（以下、「プログラムストリーム」または「ＰＳ」と称する）を生成する。これらの処理は、ＭＰＥＧ２ＰＳエンコーダ１７０内で行われる。次に、記録部１２０およびピックアップ１３０は、生成されたＰＳを光ディスク１３１に書き込む。このとき、記録制御部１６１、連続データ領域検出部１６０、論理ブロック管理部１６３等の処理に基づいて光ディスク１３１上の物理的に連続する空き領域が検出され、ＰＳが記録される。
【０００６】
データストリームの再生処理は以下のように行われる。プログラムストリーム分解部１１４は、ピックアップ１３０および再生部１２１を介して再生されたプログラムストリームをビデオ信号およびオーディオ信号に分離する。映像伸長部１１１および音声伸長部１１３は、それぞれビデオ信号およびオーディオ信号をデコードし、その結果得られたビデオデータおよびオーディオデータを映像表示部１１０および音声出力部１１２において表示し、出力する。
【０００７】
図２は、プログラムストリーム２０のデータ構造の例を示す。プログラムストリーム２０は、ビデオオブジェクトユニット(Video OBject Unit;ＶＯＢＵ)２１を複数含んでいる。ＶＯＢＵ２１は、ビデオデータが格納されたビデオパック（Ｖ＿ＰＣＫ）２２およびオーディオデータが格納されたオーディオパック（Ａ＿ＰＣＫ）を複数含む。これらはビデオの再生時間にすると０．４秒から１秒分のデータである。ビデオパック２２は、パックヘッダ２２ａと、パケットヘッダ２２ｂと、圧縮されたビデオデータ２２ｃとを含む。一方、オーディオパックでは、ビデオパック２２のビデオデータ２２ｃに代えてオーディオデータが含まれる。なお、１つのＶＯＢＵのデータサイズは、ビデオデータが可変ビットレートであれば最大記録再生レート以下の範囲で変動する。ビデオデータが固定ビットレートであればＶＯＢＵのデータサイズはほぼ一定である。なお、一般に「パック」とはパケットの１つの例示的な形態として知られている。
【０００８】
図３は、プログラムストリーム２０と光ディスク１３１の記録領域との関係を示す。プログラムストリーム２０のＶＯＢＵは、光ディスク１３１の連続データ領域２４に記録される。連続データ領域２４は物理的に連続する論理ブロックから構成されており、この領域には最大レートでの再生時間にして１７秒以上のデータが記録される。データ処理装置９０は、論理ブロックごとに誤り訂正符号を付与する。論理ブロックのデータサイズは３２ｋバイトである。各論理ブロックは、２Ｋバイトのセクタを１６個含む。
【０００９】
図４は、記録されたデータが光ディスク１３１のファイルシステムにおいて管理されている状態を示す。例えばＵＤＦ（Universal Disk Format）規格のファイルシステム、またはＩＳＯ／ＩＥＣ  １３３４６（Volume and file structure of write-once and rewritable media using non-sequential recording for information interchange）ファイルシステムが利用される。図４では、連続して記録されたプログラムストリームがファイル名ＶＲ＿ＭＯＶＩＥ．ＶＲＯとして記録されている。ファイルを構成するファイルエントリの位置として先頭セクタ番号が設定される。ファイルエントリは、各連続データ領域（ＣＤＡ：Contiguous Data Area）ａ〜ｃを管理するアロケーションディスクリプタａ〜ｃを含む。１つのファイルが複数の領域ａ〜ｃに分かれている理由は、領域ａの途中に不良論理ブロック、書き込みができないＰＣファイル等が存在したからである。
【００１０】
なお、ＵＤＦ規格はISO/IEC 13346規格のサブセットに相当する。また、光ディスクドライブ（データ処理装置９０）を１３９４インタフェースおよびＳＢＰ（Serial Bus Protocol）−２を介してＰＣ等と接続することにより、記録されたファイルをＰＣからも１つのファイルとして扱うことができる。
【００１１】
図５は、ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したプログラムストリーム２５のデータ構造の例を示す。プログラムストリーム２５とプログラムストリーム２０との相違点は、プログラムストリーム２５の各ＶＯＢＵ２６の先頭に、必ずＲＤＩパック（ＲＤＩ＿ＰＣＫ）２７が付加される点である。ＲＤＩパック２７には、ＰＳの再生を制御するための制御情報が規定され、パックヘッダ２７ａ、システムヘッダ２７ｂ、ＰＥＳヘッダ２７ｃ、ＲＤＩデータ２７ｄおよびメーカ拡張フィールド２７ｅが含まれる。メーカ拡張フィールド２７ｅには、メーカ独自の情報（メーカ拡張情報）を記述できる。
【００１２】
データ処理装置９０は、プログラムストリーム２０、２５の記録および再生に加え、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース部１４０からＤ−ＶＨＳ、セットトップボックス（ＳＴＢ）等へデータストリームを出力することができる。ただし、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース規格では、映像同期通信プロトコルとしてＭＰＥＧ２トランスポートストリーム（以下、「トランスポートストリーム」または「ＴＳ」と称する）のみが規定されているため、データ処理装置９０はＰＳをＴＳに変換する必要がある。
【００１３】
以下、トランスポートストリームを説明する。図６は、トランスポートストリーム２８のデータ構造の例を示す。ＴＳ２８は複数のＴＳオブジェクトユニット(TS OBject Unit;ＴＯＢＵ)２９を含み、そのＴＯＢＵ２９は１以上のトランスポートパケット（ＴＳパケット）から構成されている。ＴＳパケットは、例えば、圧縮ビデオデータが格納されたビデオＴＳパケット（Ｖ＿ＴＳＰ）３０、圧縮されたオーディオデータが格納されたオーディオＴＳパケット（Ａ＿ＴＳＰ）３１、プログラム・アソシエーション・テーブル（ＰＡＴ）が格納されたパケット（ＰＡＴ＿ＴＳＰ）３２、プログラム・マップ・テーブル（ＰＭＴ）が格納されたパケット（ＰＭＴ＿ＴＳＰ）３３およびプログラム・クロック・リファレンス（ＰＣＲ）が格納されたパケット（ＰＣＲ＿ＴＳＰ）３４である。
【００１４】
図７（ａ）〜（ｅ）は、各ＴＳパケットのデータ構造の例を示す。各ＴＳパケットＴＳパケットヘッダ３０ａ〜３４ａに示すように、ＴＳパケットの種類に応じて異なるパケット識別子（ＰＩＤ）が割り当てられている。トランスポートストリームでは複数の番組のデータのパケット毎に異なるＰＩＤが与えられているので、ＰＩＤを利用することにより必要な番組のＴＳパケットのみを取得できる。例えば、Ｖ＿ＴＳＰ３０およびＡ＿ＴＳＰ３１を取得するための手順は以下のとおりである。まず、ＰＩＤが“０ｘ０００”のＰＡＴ＿ＴＳＰ３２が取得される。ＰＡＴ＿ＴＳＰ３２内のＰＡＴ３２ｃには、ＰＭＴ＿ＴＳＰのＰＩＤが記述されている。そこで、ＰＭＴ＿ＴＳＰ３３のＰＩＤ（“０ｘ００３０”）が取得される。ＰＭＴ＿ＴＳＰ３３内のＰＭＴ３３ｃには、Ｖ＿ＴＳＰ３０のＰＩＤ（“０ｘ００２０”）およびＡ＿ＴＳＰ３１のＰＩＤ（“０ｘ００２１”）が記述されている。それらのＰＩＤが付与されたパケットを取得することにより、Ｖ＿ＴＳＰ３０およびＡ＿ＴＳＰ３１が得られる。
【００１５】
トランスポートストリームは、パケット構造を保持した状態でＢＤ等の記録媒体に記録される。例えば、特許文献１には、ＭＰＥＧ２映像のトランスポートストリームを記録媒体に記録する技術が記載されている。なお、受信されたトランスポートストリームに到着タイムスタンプが付加されて記録媒体に記録される場合がある。図８（ａ）〜（ｃ）は、タイムスタンプつきのＴＳ３５のデータ構造を示す。図８（ａ）は、オブジェクトユニット（ＴＴＯＢＵ）３６に格納されたビデオＴＳパケット（Ｖ＿ＴＳＰＴ）３７およびオーディオＴＳパケット（Ａ＿ＴＳＰＴ）３８を示す。図８（ｂ）および（ｃ）は、それぞれビデオＴＳパケット３７およびオーディオＴＳパケット３８のデータ構造を示す。先頭の４バイトがタイムスタンプ３７ａおよび３８ａであり、次の１８８バイトが受信した各ＴＳパケットである。
【００１６】
データ処理装置９０においてプログラムストリームがトランスポートストリームに変換される際、まずＰＳ→ＰＥＳ変換部２４３がＰＳを一旦パケット化エレメンタリストリーム（ＰＥＳ）に変換し、その後、ＰＥＳ→ＴＳ変換部２４２がＰＥＳをＴＳに変換する。このような処理は、例えば、特許文献２に記載されている。
【００１７】
図９（ａ）〜（ｃ）は、ＰＳ３９を、ＰＥＳ４０を介して一般的なＴＳ４１にストリーム変換するときのストリームの対応関係を示す。ＰＥＳ４０の各ＰＥＳパケットには、１フレームのデータが格納されている。また、一般的なＴＳ４１でも、１個のＰＥＳパケットには１フレームのデータが格納される。説明の簡単化のため、図にはビデオデータに関する処理のみを示している。また、ＰＳ３９は、例えばＤＶＤ−ＶＲ規格準拠に準拠したストリームである。
【００１８】
図９（ａ）に示すように、まず、ＰＳ３９の各ビデオパックからビデオデータ部分３９ａ〜３９ｃが抽出される。これらはビデオの１フレーム単位でまとめられて、図９（ｂ）に示すビデオＰＥＳパケットのペイロード４０ｂが構成される。ペイロード４０ｂにＰＥＳヘッダ４０ａが付加されると、ＰＥＳ４０の１ビデオＰＥＳパケットが得られる。
【００１９】
図９（ｃ）のＴＳ４１のビデオＴＳパケットは、例えば、ＰＥＳ４０を１８４バイト単位で分割したデータ４１ｂに、４バイトのＴＳヘッダ４１ａが付加されて構成される。ＴＳ４１には、ＰＡＴ、ＰＭＴ等を含むＴＳパケット（図示せず）も新たに生成され挿入される。
【特許文献１】国際公開第０１／０４８９３号パンフレット
【特許文献２】特開平１０−２４３３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
ところが、従来の装置では、プログラムストリームからトランスポートストリームへ変換する処理に非常に時間がかかるという問題が生じていた。
【００２１】
その第１の理由は、従来の変換処理では、デコーダが動作するために基準とする時刻情報（プログラムクロックリファレンス；ＰＣＲ）がトランスポートストリームに付加し直されていたからである。すなわち、トランスポートストリームは、トランスポートストリームのシステムターゲットでコーダモデル（Ｔ−ＳＴＤ）に準拠した音声／映像データの多重化ストリームとして構築される必要があり、多重化のタイミングや順序を変更してプログラムクロックリファレンス（ＰＣＲ）の値を算出することを要するからである。また、トランスポートストリームには、ストリーム特有のパケット（ＰＡＴ＿ＴＳＰ、ＰＭＴ＿ＴＳＰ、ＰＣＲ＿ＴＳＰ等）を例えば１００ミリ秒以下の間隔で挿入する必要があるため、やはり音声／映像データを多重化するタイミングや順序を変更する必要がある。
【００２２】
第２の理由は、トランスポートストリームのＰＥＳパケットのペイロードに１フレーム分のデータが格納される場合には、ＰＳからＰＥＳへの変換時に、ＰＳの各パックを走査して１フレームごとの境界を探索しなければならないからである。例えばＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したプログラムストリームを、１フレームのデータが１個のＰＥＳパケットに格納される一般的なトランスポートストリームに変換するとき、音声／映像ストリームを全てスキャンして各音声／映像フレームの開始位置およびデータサイズを検出し、各フレームの開始位置にＰＥＳパケットヘッダを付与してＰＥＳパケット化する必要がある。さらに、ＰＥＳパケット化に際しては、全ての音声／映像フレームに付与されているとは限らないＰＴＳおよびＤＴＳを、全ての音声／映像フレームのＰＥＳパケットヘッダに付与する必要がある。
【００２３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トランスポートストリームに容易に変換可能なデータ構造を有するプログラムストリームを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明によるデータ処理装置は、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号が入力される信号入力部と、受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成する圧縮部と、前記符号化データを分割して一定のデータサイズを有する１以上のパケットを生成し、前記符号化データの再生を制御する制御情報を格納した制御パケットを付加して、データストリームを生成するストリーム組立部とを有している。前記ストリーム組立部は、各フレームについて、前記データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、さらに各フレームの表示のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、さらに各フレームの復号化のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、さらに各フレームのデータサイズを示すサイズ情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する。
【００２８】
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、前記制御パケット内の、任意の情報を記述可能なフィールドに前記制御情報を記述する。
【００２９】
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、前記制御パケットとして制御パックを生成し、前記制御パックを付加して、前記データストリームとしてプログラムストリームを生成する。
【００３０】
本発明によるデータ処理方法は、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号を入力するステップと、受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成するステップと、前記符号化データを分割して一定のデータサイズを有する１以上のパケットを生成するステップと、前記１以上のパケットに、前記符号化データの再生を制御する制御情報を格納した制御パケットを付加して、データストリームを生成するステップを包含する。データストリームを生成するステップは、各フレームについて、前記データストリーム内の格納位置を示す位置情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述する。
【００３１】
ある好ましい実施形態において、前記データストリームを生成するステップは、各フレームの表示のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する。
【００３２】
ある好ましい実施形態において、前記データストリームを生成するステップは、各フレームの復号化のタイミングを示す時刻情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する。
【００３３】
ある好ましい実施形態において、前記データストリームを生成するステップは、各フレームのデータサイズを示すサイズ情報を生成して、前記制御情報として前記制御パケットに記述するステップをさらに包含する。
【００３４】
ある好ましい実施形態において、前記データストリームを生成するステップは、前記制御パケット内の、任意の情報を記述可能なフィールドに前記制御情報を記述する。
【００３５】
ある好ましい実施形態において、前記データストリームを生成するステップは、前記制御パケットとして制御パックを生成し、前記制御パックを付加して、前記データストリームとしてプログラムストリームを生成する。
【００３６】
本発明によるデータ処理方法は、第１のデータストリームを第２のデータストリームに変換する際に使用される。ここで、前記第１のデータストリームは、第１のデータサイズを有するパケットであって、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号を圧縮符号化した符号化データを含む１以上のパケットと、前記符号化データの再生に関する制御情報が格納された制御パケットとを有する。また、前記第２のデータストリームは、前記第１のデータサイズとは異なる第２のデータサイズを有する１以上のパケットを有する。このデータ処理方法は、前記制御パケットから、前記データストリームにおける各フレームの格納位置を示す位置情報および再生タイミングを示す時刻情報を含む前記制御情報を取り出すステップと、前記制御情報に基づいて、各パケット内の前記符号化データが、フレームの先頭部分を含むか否かを判断するステップと、前記フレームの先頭部分を含む場合には、前記第２のデータストリームの再生タイミングを示す時刻情報を前記フレームの先頭部分の前に付加して、前記符号化データを分割して前記パケットに格納し、前記フレームの先頭部分を含まない場合には、前記符号化データを分割して前記パケットに格納して、前記第２のデータストリームを生成するステップとを包含する。
【００３７】
本発明による他のデータ処理装置は、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号が入力される信号入力部と、受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成する圧縮部と、前記符号化データを分割して一定のデータサイズを有するパケットを生成し、前記パケットを並べて第１のデータストリームを生成するストリーム組立部とを有する。前記ストリーム組立部は、全てのパケットに対して復号のタイミングを示す第１の時刻情報を生成し、さらに一部のパケットに対して所定のタイミングで第１の時刻情報の時刻よりも遅い時刻を示す第２の時刻情報を生成して、前記第１の時刻情報および前記第２の時刻情報の一方を各パケットに記述する。
【００３８】
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、前記第１のデータストリームと異なる第２のデータストリームのパケットのデータサイズに基づいて第２の時刻情報を生成する。
【００３９】
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、１００ミリ秒以内に１回のタイミングで前記第２の時刻情報を生成する。
【００４０】
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、前記データストリームの映像再生時間に基づいて複数のパケットを１つのユニットとして関連付け、前記ユニットの先頭に映像パケットが現れるタイミングで前記第２の時刻情報を生成する。
【００４１】
ある好ましい実施形態において、前記データ処理装置は、前記第１のデータストリームを記録媒体に記録する記録部を有する。
【００４２】
ある好ましい実施形態において、他のデータ処理装置は、前記記録媒体に記録された前記第１のデータストリームを前記第２のデータストリームに変換する。データ処理装置は、前記パケットを１以上の前記パケットに変換する変換部を有する。変換部は、前記第２の時刻情報が記述されたパケットを変換したパケットの前に、前記符号化データを含むパケットを特定するための制御パケットを挿入する。
【００４３】
本発明によるさらに他のデータ処理装置は、複数のフレームを含む映像および音声の少なくとも一方の信号が入力される信号入力部と、受け取った前記信号を圧縮符号化して、符号化データを生成する圧縮部と、前記符号化データを分割して第１のデータサイズを有するパケットを生成し、前記パケットを並べて第１のデータストリームを生成するストリーム組立部とを有する。前記ストリーム組立部は、一部のパケット内にパディングパケットを設け、前記パディングパケットのデータサイズを前記第１のデータストリームと異なる第２のデータストリームのパケットのデータサイズに基づいて決定する。
【００４４】
ある好ましい実施形態において、前記ストリーム組立部は、１００ミリ秒以内に１回のタイミングで、前記パディングパケットを有するパケットを設ける。
【００４５】
ある好ましい実施形態において、前記データ処理装置は、前記第１のデータストリームを記録媒体に記録する記録部を有する。
【００４６】
ある好ましい実施形態において、他のデータ処理装置は、前記記録媒体に記録された前記第１のデータストリームを前記第２のデータストリームに変換する。データ処理装置は、前記パケットを１以上の前記パケットに変換する変換部を有する。変換部は、前記パディングパケットが設けられたパケットを変換する際に、前記パディングパケットを、前記符号化データを含むパケットを特定するための制御パケットに変換する。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠した映像データのプログラムストリームを、例えばＩＥＥＥ１３９４のデジタルインタフェース経由で伝送する場合に、プログラムストリームをトランスポートストリームに容易に変換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明のデータ処理装置の各実施形態を説明する。
【００４９】
（実施形態１）
図１０は、本発明の第１の実施形態によるデータ処理装置１０の機能ブロックの構成を示す。データ処理装置１０は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク（ＢＤ）等の相変化光ディスク１３１にリアルタイムでデータストリームを記録し、記録されたデータストリームを再生することができる。
【００５０】
データ処理装置１０はさらに、生成し、または記録したプログラムストリーム（ＰＳ）をＭＰＥＧ２トランスポートストリーム（ＴＳ）に変換して、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース部１４０を介して出力することができる。
【００５１】
以下、データ処理装置１０の記録機能に関する構成を説明する。データ処理装置１０は、映像信号入力部１００と、音声信号入力部１０２と、ＭＰＥＧ２ＰＳエンコーダ１７０と、記録部１２０と、連続データ領域検出部１６０と、記録制御部１６１と、論理ブロック管理部１６３とを有する。
【００５２】
映像信号入力部１００は映像信号入力端子であり、映像データを表す映像信号を受け取る。音声信号入力部１０２は音声信号入力端子であり、音声データを表す音声信号を受け取る。例えば、データ処理装置１０がポータブルビデオコーダである場合には、映像信号入力部１００および音声信号入力部１０２は、それぞれチューナ部（図示せず）の映像出力部および音声出力部と接続され、それぞれから映像信号および音声信号を受け取る。また、データ処理装置１０がムービーレコーダ、カムコーダ等である場合には、映像信号入力部１００および音声信号入力部１０２は、それぞれカメラのＣＣＤ（図示せず）およびマイクから出力された映像信号および音声信号を受け取る。
【００５３】
ＭＰＥＧ２−ＰＳエンコーダ１７０（以下、「エンコーダ１７０」と称する）は、映像信号および音声信号を受け取り、後述する本発明の処理を行って、図２に示すＭＰＥＧ２プログラムストリーム（ＰＳ）、または、図５に示すＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したＰＳを生成する。エンコーダ１７０は、映像圧縮部１０１と、音声圧縮部１０３と、ＰＳ組立部１０４とを有する。映像圧縮部１０１および音声圧縮部１０３は、それぞれ映像信号および音声信号をＭＰＥＧ２規格に基づいて圧縮符号化して映像データおよび音声データを生成する。ＰＳ組立部１０４は、映像データと音声データを、それぞれ２キロバイト単位のパックＶ＿ＰＣＫ及びＡ＿ＰＣＫに分割し、この２種類のパックが一つのＶＯＢＵを構成するよう順番に並べるとともに、ＲＤＩパック２７を付加する。
【００５４】
記録部１２０は、記録制御部１６１の指示に基づいてピックアップ１３０を制御し、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ＰＳのビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）２６を記録する。このとき、記録部１２０は、各ＶＯＢＵを３２Ｋバイト単位に分割し、その単位で誤り訂正符号を付加して一つの論理ブロックとして光ディスク１３１上に記録する。一つの論理ブロックの途中で一つのＶＯＢＵの記録が終了した場合は、隙間を開けることなく次のＶＯＢＵの記録を連続的に行う。ＰＳは、例えば図４に示すような形態で光ディスク１３１に格納されている。
【００５５】
連続データ領域検出部１６０は、論理ブロック管理部１６３によって管理される光ディスク１３１のセクタの使用状況を調べ、連続した空き論理ブロック領域を検出する。
【００５６】
記録制御部１６１は、記録部１２０の動作を制御する。記録制御部１６１は、予め連続データ領域検出部１６０に指示を出して、連続した空き論理ブロック領域を検出させておく。そして、記録制御部１６１は、論理ブロック単位の書き込みが発生するたびに当該論理ブロック番号を記録部１２０に通知し、論理ブロックが使用済みになった場合には論理ブロック管理部１６３に通知する。なお、記録制御部１６１は、連続データ領域検出部１６０に対して連続した空き論理ブロック領域のサイズを動的に検出させてもよい。
【００５７】
論理ブロック管理部１６３は、記録制御部１６１から通知された使用済み論理ブロック番号によって論理ブロック番号ごとの使用状況を把握して管理を行う。すなわち、論理ブロック番号を構成する各セクタ単位の使用状況を、ＵＤＦもしくはISO/IEC 13346のファイル構成で規定されているスペースビットディスクリプタ領域を用いて、使用済みもしくは未使用であるかを記録して管理することになる。そして、記録処理の最終段階において、ＦＩＤ及びファイルエントリをディスク上のファイル管理領域へ書き込む。
【００５８】
以下、ＰＳを記録する際のデータ量と再生時間との関係を説明する。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再生レート換算で３秒分を切った時点で、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。
【００５９】
データ処理装置１０が記録されたＰＳを再生するときは、光ディスク１３１からのデータの読み出しと読み出したデータのデコード（再生）を並列的に行う。このとき、データの最大再生レートよりもデータの読出レートの方が高速となるように制御して、再生すべきデータが不足しないように動作する。その結果、ＰＳの再生を継続すると、単位時間あたり、データ最大再生レートとデータ読み出しレートとのレート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。データ処理装置１０は、ピックアップ１３０がデータを読み出しできない期間中（例えばシーク動作中）に余分に確保したデータを再生することにより、途切れのないＰＳの再生を実現することができる。
【００６０】
例えば、再生部１２１のデータ読み出しレートが１１.０８Ｍｂｐｓ、ＰＳ分解部１１４のデータ最大再生レートが１０．０８Ｍｂｐｓ、ピックアップの最大移動時間が１．５秒とすると、途切れることなくＰＳを再生するためには、ピックアップ１３０の移動中に１５．１２Ｍビットの余分なデータが必要になる。これだけのデータを確保するためには、１５．１２秒間の連続読み出しが必要になる。すなわち、１５．１２Ｍビットを、データ読み出しレート１１.０８Ｍｂｐｓとデータ最大記録再生レート１０．０８Ｍｂｐｓの差で除算した時間だけ連続読み出しする必要がある。したがって、１５．１２秒間の連続データ読み出しの間に最大１６７．５３Ｍビット分のデータ（すなわち１６．６２秒分の再生データ）を読み出すことになるので、１６．６２秒（約１７秒）分以上の連続データ領域を確保することにより、連続的なデータ再生を保証することが可能となる。なお、連続データ領域の途中には、数個の不良論理ブロックがあってもよい。ただし、この場合には、再生時にかかる不良論理ブロックを読み込むのに必要な読み出し時間を見越して、連続データ領域を再生時間にして１６．６２秒分よりも若干多く確保する必要がある。
【００６１】
以上の各構成要素によって、データ処理装置１０の記録機能が実現される。なおデータ処理装置１０の再生機能に関する構成および動作は従来のデータ処理装置９０と同じであるため、その説明は省略する。
【００６２】
次に、データ処理装置１０のＰＳからＴＳへのストリーム変換機能およびそのための構成を説明する。データ処理装置１０は、１３９４Ｉ／Ｆ部１４０と、出力タイミング調整部１４１と、ＰＳ→ＴＳ変換部１４２とを有する。
【００６３】
ＩＥＥＥ１３９４インターフェース規格によって伝送可能なデータ形式はＴＳに限られているため、データ処理装置１０はＰＳからＴＳへのストリーム変換機能を有する。ストリーム変換は、例えば以下の局面で行われる。データ処理装置１０がカムコーダであるとき、映像および音声は、ＰＳとして、カムコーダに装填された光ディスク１３１に記録される。ユーザがＩＥＥＥ１３９４ケーブルを介してカムコーダとＰＣを接続し、記録内容をＰＣに伝送するよう指示すると、カムコーダはＰＳをＴＳに変換する。これにより、カムコーダからＰＣに対してＴＳが伝送される。
【００６４】
１３９４Ｉ／Ｆ部１４０は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース規格に基づいて、データを出力する端子である。出力タイミング調整部１４１は、ＴＳの出力タイミングを調整して、ＴＳを１３９４Ｉ／Ｆ部１４０に渡す。
【００６５】
ＰＳ→ＴＳ変換部１４２（以下、「変換部１４２」と称する）は、ＰＳからＴＳへのフォーマット変換を行う。変換部１４２は、ピックアップ１３０および再生部１２１を介して再生されたＰＳ、または、エンコーダ１７０において生成されたＰＳを受け取って、ＴＳを生成する。生成されたＴＳのデータ構造は、例えば図６に示すとおりである。変換部１４２は、図６に示すＰＡＴ＿ＴＳＰ３２、ＰＭＴ＿ＴＳＰ３３、ＰＣＲ＿ＴＳＰ３４等を挿入して、ＴＳを生成する。これらのＴＳパケットのデータ構造および機能は、図７を参照しながら説明したとおりである。
【００６６】
次に、図１１を参照しながらＰＳおよびＴＳのストリーム特性を説明し、その後、データ処理装置１０によるＰＳの生成処理およびＰＳからＴＳへのデータ変換処理を説明する。
【００６７】
ＰＳを生成するエンコーダ１７０は、一般のＭＰＥＧ２ＰＳデコーダにおいてデコード可能なＰＳにエンコードしなければならない。そのために、システムエンコード条件と呼ばれる所定の条件が課されている。システムエンコード条件を満足することにより、ＰＳは、一般のＭＰＥＧ２ＰＳデコーダ１７１がデコード可能なストリーム特性を有している。これはＴＳについても同様である。
【００６８】
図１１（ａ）は、ＰＳをデコードするＭＰＥＧ２ＰＳデコーダ１７１のブロック図である。まず、デコーダ１７１は、ＰＳ分解部１１４と、映像伸長部１１１と、音声伸長部１１３とを有する。これらの構成は、プログラムストリーム・システムターゲットデコーダー（Ｐ−ＳＴＤ）と呼ばれるデコーダモデルの構成と概ね同じである。
【００６９】
ＰＳは、パックヘッダに記述された任意のレート（例えば１０．０８Ｍｂｐｓという比較的速いレート）でＰＳ分解部１１４のデマルチプレクサ１１４ａに入力される。ＰＳはデマルチプレクサ１１４ａによって映像データおよび音声データに分離され、一定レート（ピークレート１０．０８Ｍｂｐｓ）で映像データ用のバッファＢV１１４ｂと、音声データ用のバッファＢA１１４ｃに入力される。このとき、ＰＳを構成していたパックヘッダ、システムヘッダ、ＰＥＳヘッダ等は除去されて、各バッファには、映像データおよび音声データからなるエレメンタリストリームが入力される。映像データおよび音声データの各エレメンタリストリームはそれぞれ、映像伸長部１１１および音声伸長部１１３においてデコードされ、非圧縮の映像ストリームおよび音声ストリームとして出力される。
【００７０】
一方、図１１（ｂ）は、ＴＳをデコードするＴＳデコーダモデルの機能ブロックを示す。このＴＳデコーダモデルは、いわゆるトランスポートストリーム・システムターゲットデコーダ（Ｔ−ＳＴＤ）と呼ばれている。データ処理装置１０の変換部１４２は、Ｔ−ＳＴＤに基づいて構成されている。
【００７１】
図１１（ｂ）において、ＴＳは、伝送媒体等の特性に応じた一定の伝送レートでデコーダのＰＩＤフィルタ４２に入力される。ＰＩＤフィルタは、ＴＳパケットに割り当てられたパケット識別しＰＩＤに応じてＴＳを映像データ、音声データ、システムデータ等に分離され、映像データ用のトランスポートバッファＴＢV４３ａ、音声データ用のトランスポートバッファＴＢA４５ａ等に入力される。映像データはその後、マルチプレクスバッファＭＢV４３ｂ、エレメンタリデコーダバッファＥＢV４３ｃを経て、映像伸長部４４にて映像ストリームにデコードされる。一方音声データは、エレメンタリデコーダバッファＥＢA４５ｂを経て、音声伸長部４６にて映像ストリームにデコードされる。
【００７２】
ＰＩＤフィルタ４２において分離されたデータは、それぞれ異なるレートで各バッファに入力され、バッファ間を伝送される。例えば、映像データは、バッファ４２からバッファ４３ａには１０．０８Ｍｂｐｓで伝送され、バッファ４３ａからバッファ４３ｂへは１８Ｍｂｐｓで伝送され、バッファ４３ｂからバッファ４３ｃへは１５Ｍｂｐｓ以下で伝送される。一方、音声データはバッファ４５ａからバッファ４５ｂへ２Ｍｂｐｓ以下で伝送される。
【００７３】
ＰＳおよびＴＳの各々について、デコーダ内の伝送レートに注目すると、ＰＳの音声データはＴＳの音声データよりも速く伝送される。またＰＳには、Ｐ−ＳＴＤのデマルチプレクサ１１４ａがＰＳの各パックを受け取ったときの時刻情報が規定されている。この時刻情報は、ＰＳのパックヘッダ２２ａ（図２）、２７ａ（図５）内に、時刻情報（システムクロックリファレンス；ＳＣＲ）として規定される。一方、ＴＳにはＴ−ＳＴＤのＰＩＤフィルタ４２がＴＳの各トランスポートパケットを受け取った時の時刻情報が規定されている。この時刻情報は、トランスポートパケットヘッダ内に所定の頻度で記録される。例えば時刻情報は、ＰＣＲ＿ＴＳＰに１００ミリ秒以下の間隔で設定される。
【００７４】
本実施形態によるＰＳ組立部１０４は、ＴＳに変換することを想定してＰＳを生成し、Ｐ−ＳＴＤにおける各ストリームの伝送速度の相違を考慮して時刻情報を付加する。すなわち、パケットの到着時刻情報を変更しなくてもＴ−ＳＴＤに適合するストリームに変換できるように、ＰＳ用のシステムエンコードを行う。具体的には、音声ストリームは最大２Ｍｂｐｓでデマルチプレクサ１１４ａから１１４ｂへ伝送されるものとし、ＰＳ用のシステムエンコードを行って、例えばバッファＢV１１４ｂおよびＢA１１４ｃがアンダーフローしないようにする。これにより、ＰＳの時刻情報（ＳＣＲ）をＴＳの時刻情報（ＰＣＲ）へ変換する際に、値をそのまま利用することができ、再システムエンコードによる時刻情報（ＰＣＲ）の再計算が不要になる。
【００７５】
また、ＴＳを生成する際には、ＰＳには存在しないＰＡＴに関するＴＳパケット、ＰＭＴに関するＴＳパケット等を挿入する必要がある。そのため、本実施形態によるＰＳ組立部１０４は、そのようなＴＳパケットを挿入し、処理するタイミングを考慮してＰＳに時刻情報を設定することにより、ＴＳ変換時にＴＳパケットの時刻情報を再度計算することが不要になる。
【００７６】
本実施形態のＰＳ組立部１０４は、ＰＳの時刻情報ＳＣＲに、以下説明する「ＳＣＲギャップ」を設けることにより、ＰＳからＴＳへの変換に際して、ＰＡＴを含むＴＳパケット、ＰＭＴを含むＴＳパケット等を容易に挿入できるようにしている。
【００７７】
以下、図１２、１３を参照しながら、本実施形態のＰＳ組立部１０４の処理を具体的に説明する。図１２は、ＰＳ組立部１０４によって生成されたＰＳ５０と、ＰＳ５０に基づいて変換されたＴＳ５５との対応関係を示す。ＰＳ５０は、ビデオパック（Ｖ＿ＰＣＫ）５１、５４と、オーディオパック（Ａ＿ＰＣＫ）５２とを含んでおり、これらによって各ＶＯＢＵが構成される。なお、ＰＳ５０は光ディスク１３１に記録されていることを想定しているが、記録されているか否かは特に問題ではない。
【００７８】
ＰＳ組立部１０４は、適当なパック（図ではＶ＿ＰＣＫ５１とＡ＿ＰＣＫ５２）間に、ＳＣＲギャップ５３を設定する。ＳＣＲギャップ５３は、Ａ＿ＰＣＫ５２のＳＣＲ＃（ｎ＋１)を、従来与えられていたＳＣＲ値よりも遅く（大きく）規定することによって設けることができる。具体的には、ＳＣＲギャップ５３は、従来のＰＳ組立部２４４（図１）が付加するＳＣＲ値をＴ１とし、ＰＳ組立部１０４が付加するＳＣＲ値をＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）によって表される時間である。
【００７９】
図１３は、ＰＳの各パックに含まれるパックヘッダのデータ構造を示す。ＳＣＲの値は、パックヘッダに規定されるデータのうち、フィールド名"system_clock_reference_base"として示される３分割されたフィールド５６に３３ビットで規定される。本実施形態によれば、Ａ＿ＰＣＫ５２のフィールド５６には、上述のＳＣＲ値Ｔ２が設定される。
【００８０】
ＰＳからＴＳへ変換する場合には、ＳＣＲギャップ５３の期間に、ＰＡＴのＴＳパケット３２、ＰＭＴのＴＳパケット３３、ＰＣＲのＴＳパケット３４、ＳＩＴ等のＴＳパケットを挿入する。これにより、Ａ＿ＰＣＫ５２のＳＣＲ値を再計算する必要がなくなり、ストリームの変換処理が簡単になる。なお、ＰＳからＴＳへの変換処理は、図１８を参照しながら後述する。
【００８１】
ＰＳ組立部１０４は各パックがプログラムストリーム・システムターゲットデコーダ（Ｐ−ＳＴＤ）（図１１（ａ））においてデコードできるようにエンコードするとともに、時間情報をほとんど再計算することなく変換したＴＳ５５がトランスポートストリーム・システムターゲットデコーダ（Ｔ−ＳＴＤ）（図１１（ｂ））においてデコードできるようにＰＳ５０を生成する。ＭＰＥＧ規格に従った一般的なデコーダが確実にデコードできるようにするために、エンコードを行う際にシステムエンコード条件が規定されている。
【００８２】
システムエンコード条件を具体的に説明すると以下のとおりである。まず、Ａ＿ＰＣＫ５２のＳＣＲ＃（ｎ＋１)を遅らせてＳＣＲギャップ５３を設けた場合であっても、Ａ＿ＰＣＫ５２は、後続のＶ＿ＰＣＫ５４のＳＣＲ＃（ｎ＋２）が示すタイミングまでに２Ｍｂｐｓの伝送レートで伝送されることが必要である。よって、Ａ＿ＰＣＫ５２のＳＣＲ＃（ｎ＋１)とＶ＿ＰＣＫ５４のＳＣＲ＃（ｎ＋２）とによって規定される時間間隔が、２Ｍｂｐｓの伝送レートでＡ＿ＰＣＫ５２が伝送される場合に要する時間以上になることが必要である。
【００８３】
さらに、Ａ＿ＰＣＫ５２のＳＣＲ、および、Ｖ＿ＰＣＫ５４のＳＣＲ以外の隣り合うＳＣＲの時間間隔を決定する必要がある。この時間間隔は、Ｖ＿ＰＣＫとＡ＿ＰＣＫの間であればＰＳのピークレート（10.08Mbps）で１個のパックを伝送するのに必要とされる時間以上であることを要する。
【００８４】
本実施形態のＰＳ組立部１０４は、ＳＣＲギャップを、ＶＯＢＵの先頭に位置するＶ＿ＰＣＫの直前に設け、それ以後は１００ミリ秒以内に設けている。これにより、ＴＳへの変換時には、１つのＶＯＢＵのＴＳパケット化が終了した後に、ＰＡＴ等を含むＴＳパケット３２〜３４を挿入できる。ただし、ＴＳのビットレートは、１００ミリ秒毎のＳＣＲギャップ５３中に１以上（例えば３個）のＴＳパケットを挿入できる程度の増加を想定する必要がある。
【００８５】
図１４は、ＶＯＢＵ先頭およびその１００ｍｓ後に設けるＳＣＲギャップの位置を模式的に示している。図１５は、１００ミリ秒以内で繰り返し設けられたＳＣＲギャップを模式的に示す。ＳＣＲギャップの先頭のＳＣＲ値が２７０００００の整数倍となるように設けられている。「２７０００００」とした理由は、この値は、２７ＭＨｚのクロック周波数に対し、時間にして１００ミリ秒に相当するからである。なお、ＳＣＲギャップは１００ミリ秒以内で繰り返し設けるのみであってもよく、必ずしもＶＯＢＵの先頭に位置するＶ＿ＰＣＫの直前に設けなくてもよい。さらには、１００ミリ秒以内であれば、例えば５０ミリ秒の整数倍でもよいし、または、可変長であってもよい。図１６は、ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠するＰＳに設定したＳＣＲギャップを模式的に示す。ＳＣＲギャップは、ＶＯＢＵ＃ｎの先頭に位置するＲＤＩ＿ＰＣＫ５８の直前に設けられている。さらに、そのＳＣＲギャップから１００ミリ秒以内に次のＳＣＲギャップが設けられている。
【００８６】
図１７は、ＰＳ組立部１０４がプログラムストリームのＳＣＲを設定する際の処理の手順を示す。まず、ステップＳ１００において、ＰＳ組立部１０４は、各パックに対して仮のＳＣＲ値を決定する。この仮ＳＣＲ値は、従来のＰＳ組立部２４４が決定していた値と同じである。次にステップＳ１０１において、処理の対象となっているパックがＶＯＢＵの先頭パックか否かを判定する。そのパックが先頭パックでなければステップＳ１０２に進み、先頭パックであればステップ１０４に進む。ステップＳ１０２では、ＰＳ組立部１０４は、ＳＣＲ値が１００ｍｓの整数倍付近か否かを判定する。例えば、２７ＭＨｚのカウンタを用いている場合には、ＰＳ組立部１０４は、ＳＣＲ値が２７０００００の倍数であるか否かを判定する。判定の結果、整数倍付近でなければステップＳ１０３に進み、ステップＳ１０３において、仮決定したＳＣＲ値を変更することなくその値をパックヘッダに記述する。一方、整数倍付近であればステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０４において、ＳＣＲを所定のＳＣＲギャップ分だけシフトする。
【００８７】
次に、ＳＣＲギャップを設けたＰＳからＴＳを生成する手順を説明する。図１８は、変換部１４２において実行される、ＰＳからＴＳへの変換処理の手順を示す。まず、ステップＳ２００において、ＶＯＢＵの先頭に位置するＶ＿ＰＣＫのＳＣＲ値に基づいて、最初のＰＡＴ、ＰＭＴ、ＰＣＲの挿入タイミングを決定する。例えば、２７ＭＨｚのカウンタを用いる場合には、挿入タイミングは（先頭のＶＯＢＵのＳＣＲ値 ｄｉｖ ２７０００００）によって得られる。この“ｄｉｖ”は、除算結果の少数点以下を切り捨てることを意味する。また、“２７０００００”は１００ミリ秒に対応しており、２７ＭＨｚのカウンタの１／１０に相当する値である。
【００８８】
ステップＳ２０１において、変換部１４２は、１パック前の末尾ＳＣＲの値を算出する（ただし、前にパックが存在しない最初のパックは除く）。図１９は、各パックに対する末尾ＳＣＲを示す。図に示すように、「末尾ＳＣＲ」とは、あるパックの直後の１バイトを伝送する最も早いタイミング（時刻情報）を表す。再び図１８の各ステップを説明する。ステップＳ２０２では、変換部１４２は、処理の対象となっているパックがＶＯＢＵの先頭パックか否かを判定する。そのパックが先頭パックでなければステップＳ２０３に進み、先頭パックであればステップ２０９に進む。ステップＳ２０３において、変換部１４２は、得られた挿入タイミングがパックのＳＣＲ値と末尾ＳＣＲ値との間に含まれるか否かを判定し、含まれる場合にはステップＳ２０９に進み、含まれない場合にはステップＳ２０７に進む。
【００８９】
ステップＳ２０９では、得られた挿入タイミングにおいて、ＰＡＴ、ＰＭＴ、およびＰＣＲのＴＳパケットを挿入する。次にステップＳ２０４において、挿入タイミング値に２７０００００を加算して次の挿入タイミング値とする。その後、ステップＳ２０７に進む。
【００９０】
ステップＳ２０７では、変換部１４２は、１つのパックを１８８バイトに分割してＴＳパケットを生成する。例えば図１２に示すように、１個のビデオパックは１１個のビデオＴＳパケット３０に分割され、１個のオーディオパックは１１個のオーディオＴＳパケット３１に分割される。ＴＳパケットには、ステップＳ２０８において、タイムスタンプが付加される。
【００９１】
ステップＳ２０６においては、変換部１４２は、ＰＳ内の全てのパックが処理されたか否かを判定する。そして、全てのパックの処理が完了した場合には処理を終了し、終了していない場合にはステップＳ２０５において次のパックを抽出して、再びステップＳ２０１以降の処理を行う。
【００９２】
以上の処理により、変換部１４２は、プログラムストリームからトランスポートストリームを容易に変換することができる。特に、Ｖ＿ＰＣＫやＡ＿ＰＣＫ内のＰＣＲ，ＰＴＳ（Presentation Time Stamp）およびＤＴＳ（Decoding Time Stamp）を再計算して設定する必要がなく、かつ、プログラムストリームのＳＣＲ値に基づいてトランスポートストリームの各ＴＳパケットの時刻情報を決定できるので、従来のように処理に時間を要することがなくなり、変換時の処理負担を著しく軽減できる。ＴＳパケットの時刻情報は、ＰＣＲと呼ばれ、ＴＳパケットが仮想的なＭＰＥＧ２デコーダへ到達すべき時刻を規定する。ＴＳのＰＣＲ値は、ＰＳのＳＣＲ値を基準にして算出することができる。例えば、図１２のＰＣＲ３４の値をＰＳのＳＣＲ＃（ｎ＋１）の値よりも時間的に早い値にすればよい。その程度は、１個のＴＳパケット３４の伝送時間分である。
【００９３】
なお、記録されたプログラムストリームをＩＥＥＥ１３９４インターフェース部１４０から出力するために、トランスポートストリームに変換するとして説明した。しかし、記録されたプログラムストリームをトランスポートストリームへ変換し、その後、光ディスク１３１等の記録媒体へ記録する場合も同様の処理を行うことができる。トランスポートストリームにタイムスタンプを含める場合には、プログラムストリームのＳＣＲを基準としてタイムスタンプを選択すればよい。
【００９４】
なお、プログラムストリーム中に、ＳＣＲギャップが設けられた位置を示す位置情報を規定することができる。位置情報は、例えば、プログラムストリーム先頭を０としたパディングパケットの先頭アドレスである。また、ＳＣＲギャップ先頭のＳＣＲ値をＲＤＩ＿ＰＣＫのメーカ拡張フィールド２７ｅ、６７（図５、図２３）内に設けてもよい。さらにＰＡＴ，ＰＭＴ，ＰＣＲ、またはＳＩＴを含むＴＳパケットの使用可能なＳＣＲ値を候補として記録してもよい。また、動画ストリームを含むファイルとは別ファイル内にこれらの情報を記録してもよい。
【００９５】
（実施形態２）
以下、本発明の第２の実施形態によるデータ処理装置を説明する。本実施形態のデータ処理装置の構成要素は図１０に示すデータ処理装置１０（図１０）と同じである。よって、それぞれの機能の説明は省略し、以下ではデータ処理装置の処理を説明する。
【００９６】
本実施形態によるデータ処理装置１０は、図１２のＳＣＲギャップ５３に代えて、パディングパケットを設ける点において、第１の実施形態によるデータ処理装置と相違する。
【００９７】
図２０は、本実施形態によるデータ処理装置１０のＰＳ組立部１０４が生成したＰＳ５９−１と、ＰＳ５９−１に基づいて変換されたＴＳ５９−２との対応関係を示す。ＰＳ組立部１０４は、ＶＯＢＵを構成する適当なパック（図ではビデオパック（Ｖ＿ＰＣＫ）６１）に、パディングパケット６１ａを挿入する。プログラムストリームからトランスポートストリームへ変換される際には、パディングパケット６１ａの位置に対応して、ＰＡＴ３２，ＰＭＴ３３，ＰＣＲ、ＳＩＴ等を含むＴＳパケットが挿入される。１個のビデオパックは１１個のビデオＴＳパケット３０に分割され、１個のオーディオパックは１１個のオーディオＴＳパケット３１に分割される。
【００９８】
図２１は、ビデオパック６１に含まれるパディングパケット６１ａのデータ構造を示す。パディングパケット６１ａは、パケットヘッダ６３と、一定値（０ｘＦＦ）のパディングバイトが格納されたフィールド６４とを有する。パケットヘッダ６３には、パディングバイトフィールド６４のデータ長（ＰＥＳパケット長）が２バイトで示されており、これによりパディングパケット６１ａの長さを特定できる。パディングバイトフィールド６４のデータ長は、ＴＳパケットのパケット長に関連しており、例えば、１８８バイトの整数倍（例えば２倍から４倍）である。「１８８バイト」は、トランスポートパケットのデータサイズに対応している。なお、パディングバイトフィールド６４のデータ長が１８８バイトの２倍のときは、２個のＴＳパケットを挿入することが可能になり、４倍のときは、４個のＴＳパケットを挿入することが可能になる。
【００９９】
なお、パディングパケット６１ａは、ＭＰＥＧ２システム規格に記載されたパディングパケットと同じである。パディングパケットの配置はＤＶＤ−ＶＲ規格と同じにしている。ビデオパック６１内には、通常の圧縮ビデオデータを可能な限り多く含むようにしてもよい。なお、本実施形態のパディングパケット６１ａはビデオパック６１内に設けられているが、オーディオパック６２に設けることもできる。
【０１００】
図２２は、１００ミリ秒以内で繰り返し設けられたパディングパケットを含むビデオパック６５、６６を模式的に示す。ビデオパック６５、６６は、ＶＯＢＵ＃ｎの途中部分に設けられている。この結果、ＴＳのビットレートは、１００ミリ秒毎のパディングパケットに１以上のＴＳパケットを余分に挿入できる程度の増加を想定する必要がある。なお、パディングパケットは１００ミリ秒以内で繰り返し設けるのみであってもよく、ＶＯＢＵの先頭に位置するＶ＿ＰＣＫの直前に設けなくてもよい。
【０１０１】
図１２に関連してした説明と同様、ＰＳ組立部１０４は、各パックがプログラムストリーム・システムターゲットデコーダ（Ｐ−ＳＴＤ）のシステムエンコード条件を満足し、かつ、変換後のトランスポートストリームがトランスポートストリーム・システムターゲットデコーダ（Ｔ−ＳＴＤ）のシステムエンコード条件をも満たすように、プログラムストリーム５９−１を生成する。
【０１０２】
システムエンコード条件を具体的に説明すると以下のとおりである。オーディオパック（Ａ＿ＰＣＫ）６２のＳＣＲ＃（ｎ＋１)と、後続のＶ＿ＰＣＫ（図示せず）のＳＣＲ＃（ｎ＋２））とによって規定される時間間隔が、２Ｍｂｐｓの伝送レートでＡ＿ＰＣＫ５２が伝送される場合に要する時間以上になることが必要である。
【０１０３】
さらに他のシステムエンコード条件として、Ａ＿ＰＣＫ６２のＳＣＲ＃（ｎ＋１)、および、後続のＶ＿ＰＣＫ（図示せず）のＳＣＲ＃（ｎ＋２)以外の隣り合うＳＣＲ間の時間間隔（例えばビデオパック６０および６１のＳＣＲ間の時間間隔）も規定される。すなわち、この時間間隔はＰＳのピークレート（10.08Mbps）で１個のパックを伝送するのに要する時間以上になるように各ＳＣＲ値を設定することが必要である。
【０１０４】
なお、プログラムストリーム中に、パディングパケットが設けられた位置を示す位置情報を規定することができる。位置情報は、例えば、プログラムストリーム先頭を０としたパディングパケットの先頭アドレスである。また、ＳＣＲギャップ先頭のＳＣＲ値をＲＤＩ＿ＰＣＫのメーカ拡張フィールド２７ｅ、６７（図５、図２３）内に設けてもよい。さらにＰＡＴ，ＰＭＴ，ＰＣＲ、またはＳＩＴを含むＴＳパケットの使用可能なＳＣＲ値を候補として記録してもよい。また、動画ストリームを含むファイルとは別ファイル内にこれらの情報を記録してもよい。
【０１０５】
（実施形態３）
以下、本発明の第３の実施形態によるデータ処理装置を説明する。本実施形態のデータ処理装置の構成要素は図１０に示すデータ処理装置１０（図１０）と同じである。よって、それぞれの機能の説明は省略し、以下ではデータ処理装置の処理を説明する。なお、以下では実施形態１または実施形態２によるプログラムストリームが生成されるとして説明する。しかし、これは必須の前提ではない。実施形態１または実施形態２によるプログラムストリームが生成されない場合には、ＰＳからＴＳへ変換する場合のストリーム内の時刻情報を別途算出する必要がある。
【０１０６】
本実施形態のデータ処理装置１０は、ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したプログラムストリームをトランスポートストリームに変換する際に、処理負担を軽減し、かつ、変換処理時間を短縮することができるプログラムストリームを生成する。ここでいうプログラムストリームとトランスポートストリームとは、互いに図９に示す関係にあるとする。よって、図９の（ｃ）に記載されるように、ＴＳパケットのデータ部分４１ｂには、（ｂ）のＰＥＳパケットが分割されて格納される。ＰＥＳパケットのペイロード４０ｂには、１フレーム分のデータ（ビデオデータまたはオーディオデータ）が格納されている。１フレーム分のデータは、（ａ）に示すパックのデータ部分３９ａおよび３９ｂのデータと、データ部分３９ｃの一部のデータから得られる。なお、映像の１フレームとは、例えばインターレース表示されたときの２フィールド分の画面を表し、音声の１フレームとは、例えばサンプリング周波数４８ｋＨｚ、２５６ｋｂｐｓのＡＣ−３音声の場合であれば合計１５３６個のサンプルをいう。
【０１０７】
データ処理装置１０のＰＳ組立部１０４は、ＰＳを生成する際に各パックのデータ部分に格納するデータを決定しているため、ビデオやオーディオ等のデータ種別のみならず、そのデータがどのフレームのどの部分を構成するデータであるか等を特定できる。そこで本実施形態のＰＳ組立部１０４は、そのようなＰＳを構成するデータ種別ごとのフレームの位置、ＰＴＳ（再生タイミング情報）、ＤＴＳ（デコードタイミング情報）等を示す補助情報を生成するようにした。ＲＤＩパック内にはメーカが自由に利用できるデータ領域が存在するため、この領域に補助情報を記録することができる。
【０１０８】
図２３（ａ）は、本実施形態によるＰＳ組立部１０４により生成されたプログラムストリームのデータ構造を示す。このプログラムストリームはＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠しており、２キロバイトのＲＤＩパック（ＲＤＩ＿ＰＣＫ）にメーカ拡張フィールド６７が設けられている。
【０１０９】
以下、メーカ拡張フィールド６７の構成を説明する。メーカ拡張フィールド６７は、メーカ識別情報６７ａ、画素数情報６７ｂ、圧縮モード情報６７ｃ、ビデオ用補助情報６７ｄ、オーディオ用補助情報６７ｅを有する。メーカ識別情報はＰＳを生成したデータ処理装置１０のメーカを示し、画素数情報６７ｂは記録された画像の縦横の画素数を示し、圧縮モード情報６７ｃはＤＶＤ−ＶＲ規格準拠か否かを示す。このほか、メーカ拡張フィールド６７には、ＰＳのアスペクト情報（４：３、１６：９、レターボックス等）、音声のチャネル属性情報（モノラル／ステレオ等）を記録することもできる。
【０１１０】
メーカ拡張フィールド６７のビデオ用補助情報６７ｄおよびオーディオ用補助情報６７ｅには、ＰＳを構成するデータ種別ごとのデータ構造に関する情報が規定される。すなわち、ビデオ用補助情報６７ｄは、ＲＤＩ＿ＰＣＫを先頭に含むＶＯＢＵ内の映像パックに関するデータ構造を規定しており、映像フレーム位置情報、ＰＴＳ／ＤＴＳ情報を含んでいる。オーディオ用補助情報６７ｅは、音声パックに関するデータ構造を規定しており、音声フレーム位置情報、ＰＴＳ情報を含んでいる。
【０１１１】
図２３（ｂ）は、ビデオ用補助情報６７ｄの詳細なデータ構造を示す。ビデオ用補助情報６７ｄには、ＭＰＥＧ規格に規定されるＩ、Ｐ、Ｂの各フレームについてのフレーム位置情報６８ａ〜６８ｄおよびＰＴＳ／ＤＴＳ情報が規定されている。
【０１１２】
各フレーム位置情報６８ａ〜６８ｄは、プログラムストリーム先頭またはＶＯＢＵ先頭から各フレームデータの先頭位置までのデータサイズであり、バイト単位で表される。図２４は、ＶＯＢＵ＃ｉの先頭を０として算出したときの、Ｉフレーム、Ｂ１フレームおよびＢ２フレームの開始アドレス（格納位置）を模式的に示す。映像フレームの開始アドレスには、ＶＯＢＵ先頭からＡ＿ＰＣＫまでに含まれるＡ＿ＰＣＫのデータ長も含まれる。ＰＳ組立部１０４は、ＰＳを生成するとき、各フレームの開始位置およびその位置のＰＴＳ等を保持しておき、ビデオ用補助情報６７ｄを生成する。
【０１１３】
図２３（ｂ）に記載のＰＴＳ／ＤＴＳ情報は、フレーム単位のＰＴＳおよびＤＴＳを示す。ＤＴＳは必要に応じて設ければよい。ＰＴＳ／ＤＴＳ情報は、各フレーム位置情報６８ａ〜６８ｄに対応して設けられており、Ｉフレームの位置情報６８ａの次にはＩフレームのＰＴＳ／ＤＴＳ情報が設けられ、Ｐ１フレームの位置情報６８ｂの次にはＰ１フレームのＰＴＳ／ＤＴＳ情報が設けられる。Ｂ１、Ｂ２フレーム等についても同様である。なお、オーディオ用補助情報６７ｅは特に示していないが、ＤＴＳ情報が含まれない点を除いては、オーディオ用補助情報６７ｅのデータ構造はビデオ用補助情報６７ｄのデータ構造と同様である。
【０１１４】
次に、変換部１４２が上述のデータ構造を有するＰＳをＴＳに変換する手順を説明する。図２５は、ＰＳからＴＳへの変換処理の手順を示す。まず、ステップＳ３００において、変換部１４２にＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠した２ｋバイト単位のパックが入力されると、ステップＳ３０１において、変換部１４２はそのパックがＲＤＩパックか否かを判定する（Ｓ３０１）。判定の結果、そのパックがＲＤＩパックであればステップＳ３０２に進み、ＲＤＩパックでなければステップＳ３０３に進む。なお、ステップＳ３０３の処理は、そのパックが必ずビデオパック（Ｖ＿ＰＣＫ）またはオーディオパック（Ａ＿ＰＣＫ）であることを意味する。
【０１１５】
ステップＳ３０２では、変換部１４２はＲＤＩパックのメーカ拡張フィールド６７から映像および音声の各々について、フレーム位置情報、ＰＴＳ／ＤＴＳ情報を取り出す。
【０１１６】
ステップＳ３０３では、変換部１４２は、処理の対象となっているパックのパックヘッダおよびＰＥＳヘッダを除去する。ここで留意すべきは、ＲＤＩパックは必ずＶＯＢＵの先頭に配置されているため、ステップＳ３０３を実行する時点では、変換部１４２は先行するＲＤＩパックから既にフレーム位置情報、ＰＴＳ／ＤＴＳ情報を取得していることである。
【０１１７】
そこで、変換部１４２は、ステップＳ３０４においてフレーム位置情報を参照して、このパック内にフレーム開始位置があるか否かを判定する。フレーム開始位置が含まれていればステップＳ３０５に進み、含まれていなければステップＳ３０６に進む。
【０１１８】
ステップＳ３０５では、変換部１４２はＰＴＳ／ＤＴＳ情報を参照して該当するＰＴＳ／ＤＴＳを抽出し、そのＰＴＳ／ＤＴＳを含むＰＥＳヘッダを生成してそのパックデータの前に付加する。次のステップＳ３０６では、変換部１４２は、加工したデータを分割して１１個または１２個のＴＳパケットを生成して出力する。その後、ステップＳ３０７に進み、次のパックを処理する。
【０１１９】
以上の処理により、変換部１４２はＰＳ内のエレメンタリストリームを解析することなく、ＰＳを、１個のＰＥＳパケットに１フレームのデータが含まれるＰＥＳから構成されるＴＳに容易に変換できる。
【０１２０】
なお、図２３（ａ）および（ｂ）に示す補助情報６７ｄ、６７ｅをさらに拡張することも可能である。図２６（ａ）は、補助情報フィールド７０にサイズ情報を規定したメーカ拡張フィールド６９を示す。図２６（ｂ）は、補助情報フィールド７０のデータ構造を示す。補助情報フィールド７０は、フレームごとにそのフレームのデータサイズに関する情報が規定されている点において、図２３（ｂ）と異なっている。例えば、Ｉフレームに対しては、開始アドレス６８ａに続いてＰＴＳ／ＤＴＳが記述され、その後にフレームサイズ７１が記述される。Ｐ１フレームに対しては、開始アドレス６９ａに続いてＰＴＳ／ＤＴＳが記述され、その後にフレームサイズ７２が記述される。Ｂ１フレームについても同様に、アドレス６８ｃ、ＰＴＳ等、Ｂ１フレームサイズ７３が記述される。
【０１２１】
なお、上述の処理ではＰＡＴ／ＰＭＴを含むＴＳパケットの挿入処理に言及していない。しかし、これらのＴＳパケットは、例えば実施形態１または２によるデータ処理装置１０の処理をそのまま適用して挿入できる。これにより、データ処理装置１０は、再度のシステムエンコード処理を行う必要がなくなる。
【０１２２】
なお、映像フレームの位置情報を、プログラムストリーム先頭もしくはＶＯＢＵ先頭から、各フレームの先頭位置までのデータサイズであるとして説明したが、隣接フレーム間の開始アドレスの差分を位置情報として規定することもできる。これは、音声フレームの位置情報も同様である。さらに、音声ストリームの数は１つでも複数でもよい。音声ストリームが２つ以上存在する場合であっても、ＲＤＩパック内に補助情報（例えば図２３）を規定することができる。
【０１２３】
また、１以上の補助情報が記録されているか否かを示すために、ＲＤＩパックのメーカ拡張フィールド６７、６９内に、補助情報が記録されているかどうかを示すフラグ情報を併せて記録してもよい。
【０１２４】
ＶＯＢＵ内の映像フレーム情報および音声フレーム情報はそのＢＯＢＵ先頭のＲＤＩ＿ＰＣＫ内に格納されるとした。しかし、映像フレーム情報および音声フレーム情報等の補助情報をストリーム中の別の位置に格納してもよい。また、ＶＯＢＵ内の映像フレームに同期する音声フレームに関する補助情報をそのＶＯＢＵ先頭のＲＤＩ＿ＰＣＫ内に格納してもよい。
【０１２５】
本実施の形態のプログラムストリームには、トランスポートストリームに変換するための補助情報が格納されている。そこで、トランスポートストリームからプログラムストリームへのいわゆる逆変換を考慮して、トランスポートストリーム内にプログラムストリームに変換するための補助情報を格納してもよい。補助情報は、例えばその補助情報を格納するための専用のトランスポートパケットに格納すればよい。また、ＰＥＳストリーム内にプログラムストリームまたはトランスポートストリームに変換するための補助情報を格納してもよい。
【０１２６】
以上、本発明の実施形態によるデータ処理装置を説明した。
【０１２７】
上述したデータ処理装置の各構成要素の動作は、データ処理装置に設けられた中央制御部（図示せず）の指示に基づいて行われる。中央制御部は、データ処理装置のメモリ（図示せず）に配置されたプログラムに基づいて指示を出し、装置の全体的な動作を制御する。プログラムは、図１７、１８、２５等に記載された手順を実施し、予め定められたデータ構造に応じてデータストリームを解析し、または、そのようなデータ構造に適合するデータストリームを生成する。
【０１２８】
本明細書では、ＭＰＥＧ２プログラムストリームを例に説明したが、ＭＰＥＧ１のシステムストリームであってもよい。また、記録媒体は相変化光ディスクであるとしたが、例えばＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等の光ディスクや、ハードディスク等の他のディスク形状の記録媒体も利用できる。また、半導体メモリであってもよい。これに関連して、読み書きヘッドは光ディスク用のピックアップとしたが、例えば、記録媒体がＭＯの場合に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。
【０１２９】
なお、本発明の各実施形態において、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あってもよいし、ＭＰＥＧを用いたデジタルデータ放送に準拠した形式であってもよい。これにより、デジタル放送用セットトップボックス（ＳＴＢ）との互換性を高めることができ、またデータ放送受信機能等のＳＴＢの有する機能を活用することができる。
【０１３０】
本明細書では、トランスポートストリームへ変換後はわずかに転送レートが増加する例を説明したが、ＰＳの１個のパックから１３個のＴＳパケットが変換されることを想定して、変換後は１３／１１倍の転送レートを想定して、空きタイミングにＰＡＴ，ＰＭＴ，ＰＣＲを含むＴＳパケットを挿入してもよい。また、１個のパックを１１個から１２個のＴＳパケットへ分割する例を挙げて説明したが、その数を必ず１１個に収めるために、１パック内のエレメンタリーストリーム部分のデータサイズを２０２４バイト以下に制限してもよい。２０２４バイト以下にする理由は、２０２４バイトはトランスポートパケットのペイロードサイズ（１８４バイト）のちょうど１１個分に相当するからである。
【０１３１】
データ処理装置１０は、カムコーダの他、例えば据え置き型の動画記録装置、またはプログラムストリームからトランスポートストリームへのデータ変換を行う装置であってもよい。
【０１３２】
さらに、実施形態１によるデータ処理装置では、ＳＣＲギャップはトランスポートパケット変換時にＰＡＴ等を挿入する目的に使用するとして説明したが、プログラムストリーム中に別のパックを挿入するために設けてもよい。例えば、プログラムストリーム中に1つの音声ストリームのみが含まれている場合に、ＰＳ組立部１０４がシステムエンコード処理を行って時刻情報を再計算することなく、第２の音声データストリームをＡ＿ＰＣＫに挿入できるように、ＳＣＲギャップを使用してもよい。
【０１３３】
実施形態３による処理で得られたＰＳは、メーカ拡張情報に各種の補助情報が規定されているが、補助情報を別途集めてＭＰＥＧプログラムストリームとは別のデータファイルとして保持していてもよい。
【０１３４】
上述の説明では、ＰＳの伝送レートはＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠して１０．０８Ｍｐｂｓ以下であると想定しているが、１０．０８Ｍｂｐｓを超えてもよい。本実施形態の処理によって生成されたＰＳによれば、ビットレートが上がってもトランスポートストリームへの変換容易性および変換効率には影響しないからである。
【０１３５】
以上のように本発明にかかるデータ処理装置によれば、プログラムストリームで記録し、かつトランスポートストリームへの変換が効率的かつ容易である。プログラムストリームで記録することより、ＤＶＤ機器やＰＣ用の編集アプリケーションソフトウェアとの親和性が高い。また、トランスポートストリームへの変換が容易であるので１３９４インタフェースとの親和性も高い。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明によれば、ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠した映像データのプログラムストリームを、例えばＩＥＥＥ１３９４のデジタルインタフェース経由で伝送する場合に、プログラムストリームをトランスポートストリームに容易に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】従来のデータ処理装置９０のブロック図である。
【図２】プログラムストリーム２０のデータ構造の例を示す図である。
【図３】プログラムストリーム２０と光ディスク１３１の記録領域との関係を示す図である。
【図４】記録されたデータが光ディスク１３１のファイルシステムにおいて管理されている状態を示す図である。
【図５】ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したプログラムストリーム２５のデータ構造の例を示す図である。
【図６】トランスポートストリーム２８のデータ構造の例を示す図である。
【図７】Ｖ＿ＴＳＰ３０のデータ構造を示し、（ｂ）はＡ＿ＴＳＰ３１のデータ構造を示す図であり、（ｃ）はＰＡＴ＿ＴＳＰ３２のデータ構造を示す図であり、（ｄ）はＰＭＴ＿ＴＳＰ３３のデータ構造を示し、（ｅ）はＰＣＲ＿ＴＳＰ３４のデータ構造を示す図である。
【図８】（ａ）は、オブジェクトユニット（ＴＴＯＢＵ）３６に格納されたビデオＴＳパケット（Ｖ＿ＴＳＰＴ）３７およびオーディオＴＳパケット（Ａ＿ＴＳＰＴ）３８を示す図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれビデオＴＳパケット３７およびオーディオＴＳパケット３８のデータ構造を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、ＤＶＤ−ＶＲ規格準拠のＰＳ３９から、ＰＥＳ４０を介して１フレームのデータが１個のＰＥＳパケットに格納される一般的なＴＳ４１にストリーム変換するときのストリームの対応関係を示す図である。
【図１０】第１の実施形態によるデータ処理装置１０のブロック図である。
【図１１】（ａ）は、ＰＳをデコードするＭＰＥＧ２ＰＳデコーダ１７１のブロック図であり、（ｂ）は、ＴＳをデコードするＴＳデコーダモデルのブロック図である。
【図１２】データ処理装置１０のＰＳ組立部１０４が生成したＰＳ５０と、ＰＳ５０に基づいて変換されたＴＳ５５との対応関係を示す図である。
【図１３】ＰＳの各パックに含まれるパックヘッダのデータ構造を示す図である。
【図１４】ＳＣＲギャップの位置を模式的に示す図である。
【図１５】ＶＯＢＵの途中に１００ミリ秒以内で繰り返し設けられたＳＣＲギャップを模式的に示す図である。
【図１６】ＤＶＤ−ＶＲ規格に準拠したＰＳに設定したＳＣＲギャップを模式的に示す図である。
【図１７】ＰＳ組立部１０４がプログラムストリームのＳＣＲを設定する際の処理の手順を示す図である。
【図１８】変換部１４２において実行される、ＰＳからＴＳへの変換処理の手順を示す図である。
【図１９】各パックに対する末尾ＳＣＲを示す図である。
【図２０】実施形態２によるデータ処理装置１０のＰＳ組立部１０４が生成したＰＳ５９−１と、ＰＳ５９−１に基づいて変換されたＴＳ５９−２との対応関係を示す図である。
【図２１】ビデオパック６１に含まれるパディングパケット６１ａのデータ構造を示す図である。
【図２２】１００ミリ秒以内で繰り返し設けられたパディングパケットを含むビデオパック６５、６６を模式的に示す図である。
【図２３】（ａ）は、本実施形態によるＰＳ組立部１０４により生成されたプログラムストリームのデータ構造を示す図であり、（ｂ）は、ビデオ用補助情報６７ｄの詳細なデータ構造を示す図である。
【図２４】ＶＯＢＵ＃ｉの先頭を０として算出したときの、Ｉフレーム、Ｂ１フレームおよびＢ２フレームの開始アドレスを模式的に示す図である。
【図２５】変換部１４２がＰＳをＴＳに変換する処理の手順を示す図である。
【図２６】（ａ）は、補助情報フィールド７０にサイズ情報を規定したメーカ拡張フィールド６９を示す図であり、（ｂ）は、補助情報フィールド７０のデータ構造を示す図である。
【国際調査報告】
2004030358.tif 000029
2004030358.tif 000030
2004030358.tif 000031
2004030358.tif 000032