(57)【要約】ＭＰＥＧ符号化されたビデオ及びオーディオ信号のプログラムストリームを発生する方法及び装置であって、幾つかの機能的タスクが一方におけるハードウェアと他方におけるソフトウェアとの間で最適な態様で分散されるような方法及び装置が記載されている。基本ストリームの形成はハードウェアにより実行される。パッカ及びパケタイザ機能は、上記基本ストリームを前置パック処理し、パケットヘッダ及びパックヘッダに可能な限り記入することによりハードウェアにより実行される。上記基本ストリームの解析はハードウェアにより実行される。解析情報は、各前パックのメタバイト構造に記憶される。Ｐ−ＳＴＤモデルの維持はソフトウェアにより実行される。オーディオパック又はビデオパックの判定はソフトウェアにより実行される。上記パケットヘッダ及びパックヘッダの仕上げは、各前パックのメタバイト構造内に存在する上記解析情報に基づいてソフトウェアにより実行される。
2004504780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重化された信号を発生する方法において、
ａ１）オーディオ信号をデジタル化及び符号化して、基本オーディオストリームを得るステップと、
ａ２）ビデオ信号をデジタル化及び符号化して、基本ビデオストリームを得るステップと、
ｂ１）前記基本オーディオストリームを、ヘッダとデータ部とを有する前パケットに分割するステップと、
ｂ２）前記基本ビデオストリームを、ヘッダとパケットデータ部とを有する前パケットに分割するステップと、
ｃ）前記パケット化された基本ストリームを単一のストリームに統合するステップと、
ｄ）前記前パケットを、これら各前パケットの前記ヘッダの少なくとも１つのデータフィールドにＥＳＤＦデータを記入することによりパケットを形成するように仕上げるステップと、
を有し、前記ＥＳＤＦデータは、前記パケット化するステップ（ｂ１、ｂ２）前に前記基本ストリームから導出されて、前記仕上げるステップ（ｄ）に供給されることを特徴とする多重化された信号を発生する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記多重化された信号がパックを有し、これら各パックはパックヘッダと所定数の前記パケットを含むパックデータ部とを有し、前記パックヘッダの少なくとも１つのデータフィールドに、前記統合するステップ（ｃ）の後で、前記ＥＳＤＦデータの一部が記入されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の方法において、前記ＥＳＤＦデータは該ＥＳＤＦデータを前記パケット化された基本ストリームに組み込むことにより前記仕上げるステップに供給され、前記ＥＳＤＦデータが該仕上げるステップにおいて前記データストリームから削除されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２及び請求項３に記載の方法において、前記ＥＳＤＦデータが前記オーディオ前パケット及び前記ビデオ前パケットにメタバイトとして付加されることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項２及び請求項３に記載の方法において、
前記パックは１つの型式のパケットのみを有し、
前記統合するステップ（ｃ）前に、前記オーディオ及びビデオ前パケットからオーディオ及びビデオ前パックが形成され、
前記ＥＳＤＦデータは、メタバイトとして前記オーディオ及びビデオ前パックに付加され、
前記オーディオ及びビデオ前パックのストリームは、前パックの単一のストリームに統合され、
前記ＥＳＤＦデータは当該前パックに関連する前記メタバイトから取り出され、
前記前パックは、これら各前パックのヘッダの少なくとも１つのデータフィールドにＥＳＤＦデータを記入することによりパックを形成するようにして仕上げられ、
前記前パケットは、これら各前パケットの前記ヘッダの少なくとも１つのデータフィールドにＥＳＤＦデータを記入することによりパケットを形成するようにして仕上げられ、
前記メタバイトが、前記データストリームから削除される、
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載の方法において、
前記オーディオ及びビデオ信号をデジタル化及び符号化するステップ、前記ＥＳＤＦデータを前記基本ストリームから取り出すステップ、前記前パケットのストリームを生成するステップ、並びに前記ＥＳＤＦデータを前記前パケットにメタバイトとして付加するステップが、ハードウェア構成要素により実行され、
前記前パケットのストリームを統合するステップ、前記ＥＳＤＦデータを前記メタバイトから取り出すステップ、前記ＥＳＤＦデータを前記パケット及びパックのヘッダに記入するステップ、並びに前記メタバイトを前記データストリームから削除するステップがソフトウェアにより実行される、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法において、
前記オーディオ及びビデオ信号をデジタル化及び符号化するステップ、前記ＥＳＤＦデータを前記基本ストリームから取り出すステップ、前記前パケットのストリームを生成するステップ、前記前パックのストリームを生成するステップ、並びに前記ＥＳＤＦデータを前記前パックにメタバイトとして付加するステップが、ハードウェア構成要素により実行され、
前記前パックのストリームを統合するステップ、前記ＥＳＤＦデータを前記メタバイトから取り出すステップ、前記ＥＳＤＦデータを前記パケット及びパックのヘッダに記入するステップ、並びに前記メタバイトを前記データストリームから削除するステップがソフトウェアにより実行される、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
ビデオ信号及びオーディオ信号を処理する装置において、
オーディオ信号を入力して、基本オーディオストリームを発生するオーディオエンコーダ手段と、
ビデオ信号を入力して、基本ビデオストリームを発生するビデオエンコーダ手段と、
前記基本オーディオストリームを入力すると共に、各々がデータ部とヘッダとを有するようなオーディオ前パケットを発生するオーディオパケタイザ手段と、
前記基本ビデオストリームを入力すると共に、各々がデータ部とヘッダとを有するようなビデオ前パケットを発生するビデオパケタイザ手段と、
前記基本オーディオストリームを入力及び解析して、解析情報を発生するオーディオ解析器手段と、
前記基本ビデオストリームを入力及び解析して、解析情報を発生するビデオ解析器手段と、
を有し、前記パケタイザ手段は、前記解析情報を前記前パケットにメタバイトとして付加するように構成されていることを特徴とするビデオ信号及びオーディオ信号を処理する装置。
【請求項９】
ビデオ信号及びオーディオ信号を処理する装置において、
オーディオ信号を入力して、基本オーディオストリームを発生するオーディオエンコーダ手段と、
ビデオ信号を入力して、基本ビデオストリームを発生するビデオエンコーダ手段と、
前記基本オーディオストリームを入力すると共に、各々がデータ部とヘッダとを有するようなオーディオ前パケットを発生するオーディオパケタイザ手段と、
前記基本ビデオストリームを入力すると共に、各々がデータ部とヘッダとを有するようなビデオ前パケットを発生するビデオパケタイザ手段と、
前記オーディオ前パケットを入力すると共に、各々がデータ部とヘッダとを有するようなオーディオ前パックを発生するオーディオ前置パッカ手段であって、前記各データ部が所定数の前記オーディオ前パケットを含むようなオーディオ前置パッカ手段と、
前記ビデオ前パケットを入力すると共に、各々がデータ部とヘッダとを有するようなビデオ前パックを発生するビデオ前置パッカ手段であって、前記各データ部が所定数の前記ビデオ前パケットを含むようなビデオ前置パッカ手段と、
前記基本オーディオストリームを入力及び解析して、解析情報を発生するオーディオ解析器手段と、
前記基本ビデオストリームを入力及び解析して、解析情報を発生するビデオ解析器手段と、
を有し、前記前置パッカ手段は、前記解析情報を前記前パックにメタバイトとして付加するように構成されていることを特徴とするビデオ信号及びオーディオ信号を処理する装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、１つのパックの前記データ部における前記パケットの所定数が１に等しいことを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項８ないし１０の何れか一項に記載の装置において、ハードウェアにより集積回路として構成されていることを特徴とする装置。
【請求項１２】
ハードウェアにより集積回路として構成される共通メタユニットにおいて、
基本オーディオストリーム及び基本ビデオストリームを各々入力すると共に、各々がデータ部とヘッダとを有するようなオーディオ前パケット及びビデオ前パケットを各々発生するパケタイザ手段と、
前記オーディオ及びビデオ前パケットを各々入力すると共に、各々がデータ部とヘッダとを有するようなオーディオ及びビデオ前パックを各々発生する前置パッカ手段であって、前記各データ部が所定数の前記前パケットを含むような前置パッカ手段と、
前記基本オーディオ及びビデオストリームを各々入力及び解析して、解析情報を発生する解析器手段と、
を有し、前記前置パッカ手段は、前記解析情報を前記前パックにメタバイトとして付加するように構成されていることを特徴とする共通メタユニット。
【請求項１３】
請求項８に記載の装置から前記オーディオ前パケット及び前記ビデオ前パケット並びに前記付加されたメタバイトのストリームを入力すると共に、これらストリームをオーディオ前パケット及びビデオ前パケット並びに前記付加されたメタバイトの単一のストリームに合成するように構成されたマルチプレクサモジュールであって、該マルチプレクサモジュールが、好ましくは、適切にプログラムされたプロセッサとしてソフトウェアにより構成されていることを特徴とするマルチプレクサモジュール。
【請求項１４】
請求項１３に記載のマルチプレクサモジュールから前記オーディオ前パケット及び前記ビデオ前パケット並びに前記付加されたメタバイトの単一のストリームを入力し、
各々がヘッダと所定数のオーディオ前パケット及び／又はビデオ前パケットを含むデータ部とを有するようなパックを形成し、
前記メタバイトにおける前記解析情報を取り出し、
該解析情報の一部を前記パックヘッダのデータフィールドに書き込み、
前記パケットヘッダを、該パケットヘッダの空きのデータフィールドに前記解析情報の一部を書き込むことにより仕上げ、
前記メタバイトを前記データストリームから削除する、
ように構成されたパッカモジュールであって、該パッカモジュールが、好ましくは、適切にプログラムされたプロセッサとしてソフトウェアにより構成されていることを特徴とするパッカモジュール。
【請求項１５】
請求項１３に記載のマルチプレクサモジュールの処理及び請求項１４に記載のパッカモジュールの処理を統合された処理として実行するよう構成された統合されたマルチプレクサ／パッカモジュールであって、該統合されたマルチプレクサ／パッカモジュールが、好ましくは、適切にプログラムされたプロセッサとしてソフトウェアにより構成されていることを特徴とする統合されたマルチプレクサ／パッカモジュール。
【請求項１６】
請求項９又は請求項１０に記載の装置から前記オーディオ前パック及び前記ビデオ前パック並びに前記付加されたメタバイトのストリームを入力すると共に、これらストリームをオーディオ前パック及びビデオ前パック並びに前記付加されたメタバイトの単一のストリームに合成するように構成されたマルチプレクサモジュールであって、該マルチプレクサモジュールが、好ましくは、適切にプログラムされたプロセッサとしてソフトウェアにより構成されていることを特徴とするマルチプレクサモジュール。
【請求項１７】
請求項１６に記載のマルチプレクサモジュールから前記オーディオ前パック及び前記ビデオ前パック並びに前記付加されたメタバイトの単一のストリームを入力し、
前記メタバイトにおける前記解析情報を取り出し、
前記パケットヘッダを、該パケットヘッダの空きのデータフィールドに前記解析情報の一部を書き込むことにより仕上げ、
前記パックヘッダを、該パックヘッダの空きのデータフィールドに前記解析情報の一部を書き込むことにより仕上げ、
前記メタバイトを前記データストリームから削除する、
ように構成されフィニシャモジュールであって、該フィニシャモジュールが、好ましくは、適切にプログラムされたプロセッサとしてソフトウェアにより構成されていることを特徴とするフィニシャモジュール。
【請求項１８】
請求項１６に記載のマルチプレクサモジュールの処理及び請求項１７に記載のフィニシャモジュールの処理を統合された処理として実行するよう構成された統合されたマルチプレクサ／フィニシャモジュールであって、該統合されたマルチプレクサ／フィニシャモジュールが、好ましくは、適切にプログラムされたプロセッサとしてソフトウェアにより構成されていることを特徴とする統合されたマルチプレクサ／フィニシャモジュール。
【請求項１９】
プロセッサ上で実行する場合に、該プロセッサに請求項１３又は１６に記載のマルチプレクサモジュールの機能を果たさせることを特徴とするソフトウェア。
【請求項２０】
プロセッサ上で実行する場合に、該プロセッサに請求項１４に記載のパッカモジュールの機能を果たさせることを特徴とするソフトウェア。
【請求項２１】
プロセッサ上で実行する場合に、該プロセッサに請求項１５に記載の統合されたマルチプレクサ／パッカモジュールの機能を果たさせることを特徴とするソフトウェア。
【請求項２２】
プロセッサ上で実行する場合に、該プロセッサに請求項１７に記載のフィニシャモジュールの機能を果たさせることを特徴とするソフトウェア。
【請求項２３】
プロセッサ上で実行する場合に、該プロセッサに請求項１８に記載の統合されたマルチプレクサ／フィニシャモジュールの機能を果たさせることを特徴とするソフトウェア。
【請求項２４】
請求項１ないし７の何れか一項に記載の方法を実行するように構成されたコーダ装置。
【請求項２５】
請求項８に記載の処理装置と、請求項１３に記載のマルチプレクサモジュールと、請求項１４に記載のパッカモジュールとの組み合わせを有するか、又は請求項８に記載の処理装置と請求項１５に記載の統合されたマルチプレクサ／パッカモジュールとの組み合わせを有することを特徴とするコーダ装置。
【請求項２６】
請求項９若しくは１０に記載の処理装置と、請求項１６に記載のマルチプレクサモジュールと、請求項１７に記載のフィニシャモジュールとの組み合わせを有するか、又は請求項９若しくは１０に記載の処理装置と請求項１８に記載の統合されたマルチプレクサ／フィニシャモジュールとの組み合わせを有することを特徴とするコーダ装置。
【請求項２７】
請求項２４ないし２６の何れか一項に記載のコーダ装置を有し、該装置に通常のオーディオ及びビデオ信号を処理させることを特徴とするデジタル表示装置。
【請求項２８】
請求項２４ないし２６の何れか一項に記載のコーダ装置を有し、該装置に通常のオーディオ及びビデオ信号を処理させることを特徴とするデジタル記録装置。
【請求項２９】
請求項２４ないし２６の何れか一項に記載のコーダ装置を有し、該装置に通常のオーディオ及びビデオ記録を再生させて、デジタルオーディオ及びビデオ信号を出力させることを特徴とする再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広くは多重化されたＭＰＥＧ信号を発生する技術分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、デジタルオーディオ／ビデオ信号を記録することができる消費者マーケット用の価格有効的な装置に対する需要が存在する。斯様な装置は、任意のソースからオーディオ／ビデオ信号を入力し、該入力信号を処理し、ハードディスク、光ディスク等の媒体上に記憶するのに適したＭＰＥＧプログラムストリームを生成する。
【０００３】
ＭＰＥＧプログラムストリームはパックを有し、各パックはパックヘッダとパケットを含むパックデータ部とを有し、各パケットはパケットヘッダとパケットデータ部とを有している。通常、データはオーディオデータ又はビデオデータの何れかであり、従って、パケットはオーディオパケット又はビデオパケットと呼ばれる。ヘッダは、復号に要する情報、例えば当該パケットがビデオパケットか又はオーディオパケットであるかの指示子、を含み、これらヘッダにおける情報はフィールドに構成されている。
【０００４】
オーディオパケット用の符号化処理はビデオパケット用の符号化処理とは相違するので、一方におけるオーディオ信号の符号化と、他方におけるビデオ信号の符号化とは、２つの異なるエンコーダ、即ちオーディオエンコーダ及びビデオエンコーダ、により各々実行される。同様に、一方における符号化されたオーディオ信号のパケット化と、他方における符号化されたビデオ信号のパケット化とは、２つの異なるパケタイザ、即ちオーディオパケタイザ及びビデオパケタイザ、により各々実行される。従って、オーディオ信号とビデオ信号とは、別個のオーディオ及びビデオチャンネルにおいて各々処理され、各々がオーディオパケットのストリーム及びビデオパケットのストリームとなる。マルチプレクサは、上記オーディオパケット及びビデオパケットの２つのストリームを入力し、オーディオ及びビデオパケットが混合された単一のパケットのストリームを生成する。パッカ（ｐａｃｋｅｒ）は、或る数の連続したパケットを組み合わせて、これらパケットを１つのパック内に配置する。パックの出力ストリームが、前記プログラムストリームである。
【０００５】
このような装置は実際に既知であるので、関連する構成要件の詳細な説明は省略する。
【０００６】
この点における問題点は、パックヘッダ及びパケットヘッダにおけるフィールドの一部は、当該プログラムストリームが完成した場合にしか、言い換えると上記パッカによってしか記入することができない点にある。このような理由により、上記オーディオパケタイザ及びビデオパケタイザにより各々生成されるパケットは最終的なものではなく、従って、これらパケットをプログラムストリームにおける最終的パケットから区別するために、上記パケットは“予備パケット”又は“前パケット”と呼ばれる。ヘッダを仕上げるために前記パッカにより記入されるべき情報は、以下、“仕上げデータ”として示す。
【０００７】
上記仕上げデータの少なくとも１部は、基本ストリームから導出されなければならない。仕上げデータの該部分は、以下、“基本ストリーム導出仕上げデータ”、略して“ＥＳＤＦデータ”として示す。通常、パッカは入力パケットを解析し、従って所要のＥＳＤＦデータを得るように設計されている。斯かるパッカがハードウェアで構成されると、相対的に複雑で、従って高価なＩＣが必要となる。しかしながら、斯かるパッカがソフトウェアにより構成される場合は、所要の計算能力を提供するために非常に高能力のプロセッサが必要となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記ＥＳＤＦデータがオーディオパケタイザ及びビデオパケタイザの段階において、各々、完全に分かっているという洞察に基づいている。このような洞察に基づき、本発明は異なる方法を提案する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記前パケットが発生される時に、追加の情報が発生され、この追加の情報が各前パケットの後に付加される。上記追加の情報のバイトを、以下、“メタバイト”として示す。これらのメタバイトは、上記ＥＳＤＦデータ、又は少なくとも該ＥＳＤＦデータを容易に導出することができるようなデータを含む。該メタバイトは、トリックモードをサポートするのに使用される情報も含む。
【００１０】
このように、入力オーディオ及びビデオ基本ストリームの解析、前パケットの生成、及び各前パケットの後に付加されるメタバイトの生成は、有利には、ハードウェアにより実施化することができる一方、最終パケットの準備並びに斯かるパケットのプログラムストリームへの多重化及びパック処理（パッキング）は、有利には、ソフトウェアにより実施化することができる。パッキングソフトウェアは上記メタバイトを処理するだけでよく、上記入力ストリームを解析することを要さない。
【００１１】
本発明の、これら並びに他の態様、特徴及び利点を、本発明による装置及び処理の図面を参照した下記説明により明らかにするが、該図面において同一の符号は同一又は類似の構成要素を示している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、プログラムストリームを発生する従来の装置１００の概略機能ブロック図である。該装置１００は、オーディオチャンネル１１０とビデオチャンネル１２０とを有している。オーディオ信号は、オーディオエンコーダ１１１によりＭＰＥＧ規格に従って符号化され且つ圧縮される。オーディオエンコーダ１１１の出力は、基本ストリームＥＳ、この場合は基本オーディオストリームＥＡＳと呼ぶ。同様に、ビデオ信号はビデオエンコーダ１２１によりＭＰＥＧ規格に従い符号化及び圧縮される。ビデオエンコーダ１２１の出力も、基本ストリームＥＳ、この場合は基本ビデオストリームＥＶＳと呼ぶ。図２において、基本ストリームＥＳはデジタル情報の連続したストリームとして示されている。
【００１３】
各基本ストリームは、図２において７１で示すようなデータ部に分割される。各データ部７１には、図２において７２で示すようなパケットヘッダが設けられる。パケットデータ部７１とパケットヘッダ７２との組み合わせは、パケット７０と呼ばれる。
【００１４】
基本オーディオストリームＥＡＳからオーディオパケット７０Ａを作成する処理は、“パケット化”と呼ばれ、“オーディオパケタイザ”と称する機能ブロック１１３により実行される。同様に、ビデオパケタイザ１２３は、基本ビデオストリームＥＶＳからビデオパケット７０Ｖを作成する。パケタイザ１１３及び１２３は、パケット７０Ａ及び７０Ｖを形成するのみならず、パケットヘッダのデータフィールドに可能な限り書き込む。しかしながら、書き込まれるべきデータの一部は、未だ利用可能ではない。従って、当該データストリームにおいてはパケットヘッダ７２の全てのデータフィールド用にスペースが確保されるが、これらデータフィールドの幾つかは未だに完全には書き込まれることはなく、これらのデータフィールドを“空きデータフィールド”と呼ぶ。幾つかのデータフィールドが空きのまま残されるという意味で、上記パケットは仕上げられていないので、この段階では、これらパケットは予備パケット又は前パケット７０、より特定的には予備オーディオパケット又は予備ビデオパケット、と呼ばれる。
【００１５】
パケタイザ１１３及び１２３により出力されたパケット化された情報のストリームは、パケット化基本ストリームＰＥＳと呼ばれる。このように、オーディオパケタイザ１１３はパケット化基本オーディオストリームＰＥＡＳを出力し、ビデオパケタイザ１２３はパケット化基本ビデオストリームＰＥＶＳを出力する。
【００１６】
図１には当該装置が補助チャンネル１３０を有することができることを示している。該チャンネルにおいて補助情報はブロック１３１により処理されて、パケット化された補助情報を作成し、該情報は上記のパケット化基本オーディオストリーム及びパケット化基本ビデオストリームと合成することができる。しかしながら、この補助情報は以下においては便宜上省略する。
【００１７】
上記のように、ビデオ情報及びオーディオ情報は２つの別個のストリームとしてパケット化された形で“作成”される。これらの２つのストリームは、ビデオパケット及びオーディオパケットを有する単一のストリームに合成されるべきである。ビデオパケット及びオーディオパケットを互いの背後に適切な順序で配置する処理は、図１及び４Ａにおいて１５０で示す“マルチプレクサ”と称する機能ブロックにより実行される。図４Ａに示すように、マルチプレクサ１５０は上記処理を制御ユニット１４０の制御の下で実行する。特に、制御ユニット１４０はビデオ前パケット又はオーディオ前パケットの何れが出力されるべきかを決定する。簡略化のために、該マルチプレクサはオーディオ前パケット又はビデオ前パケットの何れかを通過させる可制御スイッチと見なすことができる。即ち、マルチプレクサ１５０は、入力されたビデオ前パケット及びオーディオ前パケットが記憶されると共に、出力するために前パケットが取り出されるようなメモリ構造を有し、上記制御ユニット１４０はオーディオ前パケット又はビデオ前パケットの何れが取り出されて出力されるべきかを決定する。
【００１８】
オーディオ及びビデオ前パケットの出力されたストリームは、未だプログラムストリームは構成していない。何故なら、一方において、上記前パケットは空きのパケットヘッダデータフィールドに仕上げデータを書き込むことにより仕上げられるべきであり、更に、ＭＰＥＧ規格によれば、プログラムストリームＰＳにおける情報はパック８０の形態で提供されるべきであるからである。この場合、各パック８０はパックデータ部８１が後続するパックヘッダ８２を有し、各パックデータ部８１は少なくとも１つのパケット７０を有する。ＭＰＥＧ規格によれば、各パック８０は複数のパケット７０を有することができ、これらパケットは互いに異なる型式のものとすることができる。このように、図３Ａはオーディオパケット７０Ａが後続し、更にビデオパケット７０Ｖが後続するようなビデオパケット７０Ｖを有するパック８０を示している。
【００１９】
パケットをグループ化し、パックを生成する処理は、“パッカ”と呼ばれ、図１及び４Ａにおいて１６０に示す機能ブロックにより実行される。事実、パッカ１６０は制御ユニット１４０の制御の下で３つのタスクを満たす。一方において、パッカ１６０は多数の連続したビデオ前パケット及びオーディオ前パケットをパック８０にグループ化する。更に、パッカ１６０は前パケット７０のパケットヘッダ７２を、空きのパケットヘッダデータフィールドに仕上げデータを記入することにより仕上げ、かくしてパケットを生成する。また、パッカ１６０はパックヘッダデータフィールドにも記入する。
【００２０】
パケットヘッダ７２及びパックヘッダ８２を仕上げるために必要とされる仕上げデータの少なくとも一部は、通常、基本ストリームから導出されるべきである（ＥＳＤＦデータ）。この点に関する問題点は、基本ストリームがＭＰＥＧ符号化されている点にある。従来、斯かるＥＳＤＦデータを得るために、オーディオ及びビデオ前パケットのストリームはパッカ１６０により復号（解析）されるべきであった。これが、図１において１６１で示されている。本発明によれば、必要なＥＳＤＦデータを得るためにパッカ１６０に解析のタスクを負わせる必要はない。代わりに、必要なＥＳＤＦデータは、有利にはハードウェアにより構成される解析器により基本ストリームから導出される。この解析器は上記ＥＳＤＦデータを当該処理の仕上げ段に通知する。
【００２１】
図５は、本発明によるプログラムストリームを発生する装置１の概略機能ブロック図である。従来の装置１００の構成要素と同等の構成要素は、同様ではあるが１００だけ減じられた符号により示されている。図５に示すように、オーディオチャンネル１０はオーディオ解析器（ｐａｒｓｅｒ）１２を有し、該オーディオ解析器は基本オーディオストリームＥＡＳを入力すると共に、該基本オーディオストリームＥＡＳを解析し、該ストリームからパケットヘッダ７２及びパックヘッダ８２に含めることを要するデータ、特に前記ＥＳＤＦデータを導出するように設計されている。同様に、ビデオチャンネル２０はビデオ解析器２２を有している。
【００２２】
原理的に、上記解析器１２及び２２は上記データを如何なる好適な通信方法によっても伝送することができる。図５には、解析器１２及び２２がマスタ制御ユニット４０と通信し、パッカ６０も該マスタ制御ユニット４０と通信することが示されている。従って、上記情報を、該マスタ制御ユニット４０を介して伝送することが可能である。しかしながら、その場合には、上記情報がパッカ６０により正しいパケットに関して処理されることを要する。
【００２３】
本発明は、この問題も、各パケットと該パケットに関連するＥＳＤＦデータとを直接結合することにより除去する。簡単に述べると、上記ＥＳＤＦデータはパケット化された基本データストリームに、パケット７０に関連するメタバイト７３の形で含まれる。これを、以下、図６Ａないし６Ｂ及び図４Ｂないし４Ｃを参照して説明する。
【００２４】
図６Ａは、本発明による装置２Ａの一実施例を示している。図６Ａに示すように、解析器１２及び２２は解析データ（特に、ＥＳＤＦデータ）をパケタイザ１３及び２３に直接供給する。前述したように、パケタイザ１３及び２３は前パケット７０Ａ及び７０Ｖを作成すると共に可能な限り多くパケットヘッダ７２のフィールドに記入し、幾つかの空きのデータフィールドを残存させる。本発明の重要な特徴によれば、上記ＥＳＤＦデータはパケタイザ１３及び２３により解析器１２及び２２から入力され、図４Ｂに示すように前パケット７０Ａ及び７０Ｖの後にメタバイト７３の形で付加される。
【００２５】
マルチプレクサ５０は、メタバイト７３を含むオーディオ前パケット７０Ａ及びビデオ前パケット７０Ｖのストリームを入力すると共に、メタバイト７３を含むオーディオ前パケット７０Ａ及びビデオ前パケット７０Ｖを前述したのと同様に制御ユニット４０の制御の下で適切な順序で配置する。このように、前述したのと同様に、該マルチプレクサはメタバイト７３を含むオーディオ前パケット７０Ａ及びビデオ前パケット７０Ｖの単一のストリームを生成し、該ストリームはパッカ６０により入力される。パッカ６０は、前述したのと同様に、連続する多数のビデオ前パケット及びオーディオ前パケットをパックにグループ化し、パケットヘッダを仕上げ、及びパックヘッダデータフィールドに書き込む処理を実行する。しかしながら、パッカが前パケットを解析する必要があることに代えて、本発明によるパッカ６０は、上記データストリームからメタバイト７３を取り除き、該メタバイト７３のＥＳＤＦデータを読み取り、前パケット７０のパケットヘッダ７２を空きのパケットヘッダデータフィールドに仕上げデータを書き込むことにより仕上げてパケットを生成し、及びパックヘッダデータフィールドに所要のデータを書き込むように設計されている。
【００２６】
前述したように、ＭＰＥＧ規格によれば、各パック８０は互いに相違することが可能な型式の複数のパケットを有してもよい。しかしながら、ＤＶＤ規格によれば、パケットは変化する長さを有することができる一方、パックは固定長を有するという事実に鑑み、パケットは、多分、詰め込みパケット又は詰め込みバイトにより補足された１つのパケットのみを有することができる。本発明による装置は、好ましくは、ＤＶＤ規格に準拠するものであるので、図３Ｂに示すようにパック８０は１つのパケット７０のみを有する。ビデオパケット７０Ｖを有するパックはビデオパック８０Ｖと称し、オーディオパケット７０Ａを有するパックをオーディオパック８０Ａと称する。このような場合において、前パケットからパックを作成する機能は、ここでも、図６Ａに示すように多重化の機能の後でパッカ６０により果たされるが、好ましくは、前パケットからパックを作成する機能は、装置２Ｂの好ましい実施例に関する図６Ｂ及び４Ｃに示すように、オーディオ及びビデオの多重化の機能の前に果たされるようにする。
【００２７】
このような場合、パケタイザ１３及び２３は前パケット７０Ａ及び７０Ｖを作成すると共に、前述したようにパケットヘッダ７２におけるフィールドに可能な限り記入する。パケタイザ１３及び２３からは、前パケット７０Ａ及び７０Ｖが前置パッカ１４及び２４により各々入力される。前置パッカ１４及び２４は、パックヘッダ８２と前パケット７０を含むパックデータ部８１とを有するようなパック８０Ａ及び８０Ｖを作成する。パケタイザ１３及び２３に関して前述したのと同様に、前置パッカ１４及び２４は、パックヘッダ８２におけるフィールドに可能な限り記入するが、該前置パッカ１４及び２４はパックヘッダのデータフィールドに完全に記入することはできず、幾つかの空きのデータフィールドを残す。従って、前置パッカ１４及び２４により出力されるパックは、前パックと称する。パックヘッダを仕上げるために上記の空きのデータフィールドに記入されるべき情報は、仕上げデータとして示される。
【００２８】
図６Ｂに示すように、ＥＳＤＦデータは前置パッカ１４及び２４により解析器１２及び２２から入力され、図４Ｃに示されたように、前パック８０の後にメタバイト７３の形で付加される。
【００２９】
マルチプレクサ５０は、メタバイト７３を含むオーディオ前パック８０Ａ及びビデオ前パック８０Ｖのストリームを入力すると共に、これらメタバイト７３を含むオーディオ前パック及びビデオ前パックを制御ユニット４０の制御の下で前述したのと同様にして適切な順序で配置する。この単一ストリームは、フィニシャ９０と称する機能ブロックにより入力される。該フィニシャは当該データストリームから上記メタバイト７３を削除すると共に、該メタバイト７３中のＥＳＤＦデータを読み取る。フィニシャ９０は、空きのパケットヘッダデータフィールドに仕上げデータを記入することにより前パケット７０のパケットヘッダ７２を仕上げ、かくしてパケットを生成するように設計されている。更に、フィニシャ９０は空きのパックヘッダデータフィールドに仕上げデータを記入することにより前パック８０のパックヘッダ８２を仕上げ、かくしてパックを生成するように設計されている。
【００３０】
別個のパケタイザ１３、２３及び別個の前置パッカ１４、２４を用いる代わりに、組み合わされたパケタイザ／前置パッカユニットを使用することもできることに注意すべきである。斯かるユニットは、パックヘッダ８２、パケットヘッダ７２及びパケットデータ７１を有する前パックを生成し、パックヘッダ８２のフィールド及びパケットヘッダ７２のフィールドに可能な限り記入し、解析器１２、２２からＥＳＤＦデータを入力し、該ＥＳＤＦデータをメタバイト７３として前パック８０に付加する。しかしながら、説明を容易にするために、パケットのレベルで実行されるべき処理はパケタイザに帰属され、及びパックのレベルで実行されるべき処理は前置パッカに帰属されるであろう。
【００３１】
更に、解析器１２、２２もパッカと又は組み合わされたパケタイザ／前置パッカユニットと組み合わせて、統合された解析器／パケタイザ／前置パッカユニット１５、２５を形成することもできる。更に、２つの解析器１２、２２、２つのパケタイザ１３、２３及び２つの前置パッカ１４、２４は、好ましくは、共通メタユニット３と呼ばれる単一の統合されたユニット（チップ）として設けるようにする。
【００３２】
更に、エンコーダ１１、２１も上記のような統合されたユニットの一部を形成することができる。しかしながら、エンコーダ１１、２１は、これら構成要素が標準的に利用可能な構成要素であることに鑑み、別個の構成要素として構成することが好ましい。
【００３３】
本発明の重要な特徴は、エンコーダ、解析器、パケタイザ、前置パッカの機能をハードウェアにより別個のユニット又は組み合わされたユニットとして構成することが可能であると共に、多重化機能及び仕上げ機能をソフトウェアにより構成することができる点にある。上記多重化機能のレベルにおいては、オーディオパック又はビデオパック（又は補助パック）の何れが当該プログラムストリームに出力されるべきかが先ず判断される。その後、対応するパケットヘッダ及び対応するパックヘッダが、パケタイザ及び前置パッカにより各々空き状態に残されたフィールドに書き込むことにより仕上げられる。フィニシャ９０（又はパッカ６０）が、上記メタバイト７３内の所要のＥＳＤＦデータを見付ける。
【００３４】
原理的に、パックの長さは厳しくはない。しかしながら、ＤＶＤとの互換性のため、パックの長さは好ましくは２０４８バイトに等しくする。この長さは、ＣＤ−ＲＯＭセクタ又はＤＶＤセクタにおけるデータ領域と同一である。実際の構成においては、前パックの全体の長さは２０４８バイトとし、そのうちの２４バイトはパックヘッダ用として確保され、２４バイトはパケットヘッダ用として確保され、２０００バイトがパケットデータ用に確保されるようにする。
【００３５】
前記メタバイトとして、１６バイトを前パケット又は前パックに付加することができる。
【００３６】
ビデオパックの場合、ビデオメタバイトに含まれる情報は以下の通りとすることができる：
フラグ：ＧＯＰ開始、ＧＧＯＰ開始、ＳＥＱ終了、詰め込みを要する、ビデオ信号が存在する、
データ長、
タイムスタンプ、
画像開始カウント、
第１及び第２位置の画像型式及び位置、
ＧＯＰヘッダ位置。
【００３７】
オーディオパックの場合、オーディオメタバイトに含まれる情報は下記の通りとすることができる：
フラグ：フレーム化エラー、停止、同期、詰め込みを要する、オーディオ形式、
データ長、
タイムスタンプ、
フレーム開始カウント、
先頭及び最終フレーム位置。
【００３８】
好ましくは上述した情報の全てがメタバイトに含まれるものとするが、上述した情報の何れか一つがメタバイトに含まれていれば本発明は既に利点を有するということは当業者にとり明らかであろう。
【００３９】
更に、当業者にとり明らかであるように、前記ＥＳＤＦデータは、解析器のハードウェアとパッカのソフトウェアとの両方又はフィニシャのソフトウェアに既知の所定のフォーマットにより上記メタバイトに含まれるであろうが、斯かるフォーマットは如何なる好適なフォーマットであってもよいから、ここでは説明を行わない。
【００４０】
このように、本発明はＭＰＥＧ符号化されたビデオ及びオーディオ信号のプログラムストリームを発生する方法及び装置であって、幾つかの機能的タスクが一方におけるハードウェアと、他方におけるソフトウェアとの間に最適な態様で分散されるような方法及び装置を提供することができる。前記基本ストリームの形成はハードウェアにより実行される。前置パッカ及びパケタイザの機能は、基本ストリームを前置パック化処理し、パケットヘッダ及びパックヘッダに可能な限り記入することによりハードウェアにより実行される。基本ストリームの解析はハードウェアにより実行される。解析情報は、各前パックに伴うメタバイト構造に記憶される。Ｐ−ＳＴＤモデル（ＭＰＥＧ）の維持は、ソフトウェアにより実行される。オーディオパック又はビデオパックに関する決定はソフトウェアにより実行される。パケットヘッダ及びパックヘッダの仕上げは、ソフトウェアにより、各前パックに伴うメタバイト構造中に存在する解析情報に基づいて実行される。
【００４１】
本発明はハードウェア装置の形で実施化され、該装置はエンコーダ１１、２１、解析器１２、２２、パケタイザ１３、２３及び多分前置パッカ１４、２４を有すると共に、出力信号としてオーディオ前パケット及びビデオ前パケットのストリーム、又はオーディオ前パック及びビデオ前パックのストリームを出力する出力端子を有する。
【００４２】
本発明は、更に、多分チップのような部品等のハードウェア装置３の形で実施化され、該装置は解析器１２、２２、パケタイザ１３、２３及び多分前置パッカ１４、２４を有すると共に、基本オーディオ及びビデオストリームを入力する入力端子を有する一方、出力信号としてオーディオ前パケット及びビデオ前パケットのストリーム、又はオーディオ前パック及びビデオ前パックのストリームを出力する出力端子を有する。
【００４３】
本発明は、更に、マルチプレクサ５０又はパッカ６０の機能、又はマルチプレクサ５０及びフィニシャ９０の機能を各々果たすソフトウェア構成要素（適切にプログラムされたプロセッサ）として実施化される。更に、本発明は、プロセッサ上で動作した場合に、マルチプレクサ５０又はパッカ６０の機能、又はマルチプレクサ５０及びフィニシャ９０の機能を各々果たすソフトウェアとして実施化される。
【００４４】
更に、本発明は、エンコーダ１１、２１、解析器１２、２２、パケタイザ１３、２３、マルチプレクサ５０及びパッカ６０を有するコーダ装置２Ａとして実施化される。本発明は、更に、エンコーダ１１、２１、解析器１２、２２、パケタイザ１３、２３、前置パッカ１４、２４、マルチプレクサ５０及びフィニシャ９０を有するコーダ装置２Ｂとして実施化される。斯様なコーダ装置２Ａ、２Ｂは、斯かる装置が通常のオーディオ及びビデオ信号を処理するのを可能にするような、デジタル表示装置（ＴＶ装置）又はデジタル記録装置（ＤＶＤ、ハードディスク等）における構成要素として使用することができる。斯様なコーダ装置は、通常のオーディオ及びビデオ記録を再生すると共に、デジタルオーディオ及びビデオ信号を出力するような再生装置における構成要素として使用することもできる。
【００４５】
当業者にとっては、本発明の範囲は上述した実施例に限定されるものではなく、幾つかの変形例及び修正例が添付請求項に記載された本発明の範囲から逸脱することなく可能であることは明らかであろう。
【００４６】
例えば、本発明はＭＰＥＧフォーマットに従うオーディオ及びビデオ信号の符号化に限定されるものではない。
【００４７】
更に、別個のモジュールとして上述したマルチプレクサ及びパッカは、有利にはソフトウェアモジュールのような統合されたモジュールとして実施化することができる。同様なことが、上記マルチプレクサ及びフィニシャに対しても当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、従来技術によりプログラムストリームを発生する処理を概念的に示すブロック図である。
【図２】
図２は、基本ストリームをパケット化する処理を概念的に示す。
【図３Ａ】
図３Ａは、パックを概念的に示す。
【図３Ｂ】
図３Ｂも、パックを概念的に示す。
【図３Ｃ】
図３Ｃも、パックを概念的に示す。
【図４Ａ】
図４Ａは、パックを形成する処理を概念的に示す。
【図４Ｂ】
図４Ｂも、パックを形成する処理を概念的に示す。
【図４Ｃ】
図４Ｃも、パックを形成する処理を概念的に示す。
【図５】
図５は、図１と同様のブロックであるが、本発明によりプログラムストリームを発生する処理の一実施例を概念的に示す。
【図６Ａ】
図６Ａは、図５と同様のブロックであるが、本発明の好ましい実施例を概念的に示す。
【図６Ｂ】
図６Ｂも、図５と同様のブロックであるが、本発明の好ましい実施例を概念的に示す。
【国際公開パンフレット】
2004504780.tif 000003
2004504780.tif 000004
2004504780.tif 000005
2004504780.tif 000006
2004504780.tif 000007
2004504780.tif 000008
2004504780.tif 000009
2004504780.tif 000010
2004504780.tif 000011
2004504780.tif 000012
2004504780.tif 000013
2004504780.tif 000014
2004504780.tif 000015
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2004504780.tif 000027
2004504780.tif 000028
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004504780.tif 000029
2004504780.tif 000030
【国際調査報告】
2004504780.tif 000031
2004504780.tif 000032
2004504780.tif 000033
2004504780.tif 000034