(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状記録媒体に記録されたMPEG−2トランスポートストリームデータをデータファイルとして管理し、前記データファイルを要求に応じてトランスポートパケット単位に相当する位置で分割処理を行うデータ編集方法であって、要求された分割位置より前方に存在するセクタ境界とトランスポートストリームパケット境界を共に満たす共通境界位置を算出し、得られた共通境界位置と分割要求位置との間をダミーパケットデータで上書き記録することを特徴とするデータ編集方法。
【請求項２】
前記分割処理後のトランスポートストリームデータを、前記共通境界位置直前までと共通境界位置以降の二つのファイルに分割することを特徴とする請求項１に記載のデータ編集方法。
【請求項３】
前記ダミーパケットデータは、データの復号伸張を行わないプライベートデータ或いはNULLパケットデータであることを特徴とする請求項１〜２に記載のデータ編集方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル動画音声圧縮技術規格(Moving Picture Experts Group：以下MPEGと呼称)を用いたMPEG2トランスポートストリームデータを記録し、或いは再生するディスク記録再生装置において、データファイルの分割処理を行う場合のデータ編集方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、日本国内及び欧米における衛星ディジタル放送や地上波ディジタル放送等においての映像及び音声信号を伝送するデータ方式として、IEC／ISO 13818において規定されるMPEG２トランスポートストリーム（以下MPEG−2 TSと呼称）が使用されている。
【０００３】
MPEG−2 TSは、放送されるプログラムの映像や音声それぞれに対応する情報データを持つ188バイト固定長のMPEG−2 TSパケットと呼ばれる単位で時分割多重化される。
【０００４】
このように放送プログラムに対応するMPEG−2 TSを受信側において送信側と同じ情報圧縮されたディジタル信号の状態のままで、例えば、ハードディスクや光ディスク等のランダムアクセス可能なディスク状記録媒体に書き込み記録やデータファイルとして保存することができれば、画質や音質をまったく劣化させることなく、高品質のＡＶプログラムを随時繰り返して視聴することや、即応性が高いランダムアクセス再生及び自由度の高いプログラム編集が可能である。
【０００５】
次に、上述した技術を用いた従来例について説明する。図４はディスク状記録媒体に記録されたMPEG−2 TSのデータ構造、図５はディスク上のデータファイルを管理するためのファイルシステム情報を示す図である。また、図６〜図９はデータを分割編集処理する場合の処理方法を説明するための説明図、図１０はこの処理の流れを示すフローチャートである。
【０００６】
まず、図４に示すようにMPEG−2 TSデータをディスク上に書き込む場合には、セクタと呼ばれる論理ブロック毎に連続的、或いは連続した未記録セクタ領域が足りない場合には離散的にディスク上に記録される。図５のＡ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２はディスク上に記録されたデータを示す。なお、本願明細書では、1セクタのサイズは2048バイトと仮定する。
【０００７】
従来、ハードディスクや光ディスク等のランダムアクセス可能なディスク状記録媒体上のデータファイルを管理する方式として使用されているFile  Allocation  Table(以下FAT)やUniversal  Disk  Format(以下UDF)等のファイルシステムの仕様として、次に挙げる３つの規定がなされている。
（１）記録書き込みを開始するデータの位置は必ずセクタの先頭から開始しなければならない。
（２）データファイルの終端が存在するセクタ以外でセクタの途中でデータが途切れてはならない。
（３）異なるデータファイルが重複するセクタ領域を有していてはいけない。
この規程がなされているため、MPEG−2 TSの書き込みや編集処理においてもこの仕様に準拠しなければならない。
【０００８】
上記手順によってディスク上に記録されたMPEG−2 TSデータをファイルとして管理し、後の編集処理を簡易に行うためユーザーインターフェースを構築する方法として、図５に示すように対象となるMPEG−2 TSデータのファイル名（ユーザーによる任意定義可能）、データファイルが実際にディスクのどこから記録されているかを示す開始セクタ番号、この開始セクタから開始するデータサイズ等、ファイル名とディスク上の位置情報を関連付けるためのテーブルが用いられる。この方法によってユーザーはディスクのどの位置にどのデータが存在するかを意識せずに、ファイル名を指定するだけで、所望のデータにアクセスすることが可能となる。
【０００９】
次に、図４に示すデータ構造とファイルシステム情報を持つMPEG−2 TSデータファイルの分割処理を図６〜図９及び図１０のフローチャートを参照して説明する。図６〜図９のステップ番号と図１０のステップ番号は対応している。
【００１０】
まず、ディスク上に記録されているMPEG−2 TSデータ、ファイル名FILE0000、アクセス開始セクタ位置#N, アクセスデータサイズ188×n1に関して、図中に示すTSパケットの境界となる位置188×ndivバイトで分割し、MPEG−2 TSデータ先頭から分割位置までをFILE0001、分割位置よりMPEG−2 TSデータ終端までをFILE0002とする要求がユーザーから発生したとする（図１０のステップ１、図６（ａ））。
【００１１】
この要求に対し、ファイル先頭から分割位置までのデータは、ファイルシステム情報において新規ファイル名FILE0001、アクセス開始セクタ位置#N、アクセスデータサイズ188×ndivとして登録する（図１０のステップ２、図６（ｂ））。
【００１２】
ここで、分割位置188×ndivバイトからMPEG-2 TSデータ終端位置188×n1までのデータに関しても、ステップ２と同じようにFILE0002、アクセス開始セクタ位置188×ndivバイト, アクセスデータサイズ(188×n1−188×ndiv )バイトとすることは、アクセス開始位置がセクタ#N+1の途中からになってしまうため、既存のファイルシステム規程の仕様としては許されないものとなってしまう。そのため、通常は188バイトのTSパケット境界と2048バイトのセクタ境界を共に満たすようアライメント調整を行う必要がある。
【００１３】
上記TSパケット境界とセクタ境界のアライメント調整を行う方法として、映像及び音声情報のどちらも持たないダミー情報だけで構成されるTSパケット（NULLパケット）を、ディスクに記録することが有効である。
【００１４】
NULLパケットはMPEG規格において規定されており、送信側で情報圧縮されたMPEG−2 TSストリームを受信側でデータの伸張を行う際、NULLパケットのデータが伝送された時はデータの伸張処理自体を行わない仕様となっている。
【００１５】
このNULLパケットを適用した分割位置188×ndivバイト以降のデータに関するアライメント調整方法について説明する。まず、始めに分割位置から次に連続するセクタ#N+1までのオフセット値Lを次式（１）により算出する(図１０のステップ３、図７（ａ）)。
【００１６】
L＝2048−((188×ndiv) mod 2048 )    …（１）
但し、A mod Bにおける演算子modは、AをBで除算した際の剰余を示す。
【００１７】
続いて、式（１）より算出したLを元に188バイトのTSパケット境界と2048バイトのセクタ境界のアライメントをとるために、追加すべきNULLパケットの数nNULLを次式（２）より算出する（図１０のステップ４、図７（ｂ））。
【００１８】
( L + 188×nNULL ) mod 2048 = 0となるnNULL    …（２）
式（２）から取得したnNULL分のNULLパケットを実際にディスクに書き込むため、ディスク上の未記録セクタ領域#Xを検索し、セクタ番号#Xのセクタから188×nNULLバイト分のNULLパケットを記録する（図１０のステップ５、図７（ｃ））。
【００１９】
次に、対象となるMPEG２−TSデータの分割位置188×nDIVが存在するセクタ番号#NDIVを次式（３）より算出する（図１０のステップ６、図８（ａ））。
【００２０】
#NDIV＝#N + ( 188×nDIV )／2048    …（３）
式（３）より求めたセクタ位置#NDIVから１セクタ分（2048バイトと仮定）をランダムアクセスメモリ等のバッファに読み込み、メモリ上の読み込み開始位置から2048−Lバイト分のデータをダミーTSパケット情報に置き換える（図１０のステップ７、図８（ｂ））。
【００２１】
更に、ディスク上のダミーTSパケットを記録開始したセクタ#Xから188×nNULLバイト目の記録を終えたセクタ番号#Xendを次式（４）より算出する（図１０のステップ８、図９（ａ））。
【００２２】
#Xend = #X ＋ ( 188×nNULL )／2048    …（４）
また、このセクタ#Xendにステップ７でメモリ上に読み込んだセクタデータを1セクタ(2048バイト)分、上書きする（図１０のステップ９、図９（ｂ））。
【００２３】
以上の処理を行った後、分割位置以降のデータFILE0002に関するファイル情報について、
ファイル名              ：FILE0002
第一アクセス開始セクタ  ：#X
第一アクセスデータサイズ：188×nNULL + Lバイト
第二アクセス開始セクタ  ：#NDIV + 1
第二アクセスデータサイズ：188×n1 − (188×ndiv−L)バイト
として、ファイルシステムに新規登録する（図１０のステップ１０、図９（ｃ））。
【００２４】
以上の処理によってディスク上に記録されたMPEG−2 TS データの分割処理を終了する。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
このようにディスク上に記録されたMPEG2データファイルをユーザーが分割編集処理を行う場合には、MPEG−2 TSのデータ単位となる188バイトのTSパケット境界と、編集処理を行ったデータをファイルとしてファイルシステム上で認識するためのセクタ境界を共に満たすデータ構造でアライメント調整を行わなければならない。
【００２６】
そのため、ディスクに記録されているデータの位置やサイズ等のファイルシステム情報を何段階もの処理過程を経て大きく更新する必要があり, 記録再生及び編集装置の全処理を司るCPU（中央演算処理装置）の負担が大きくなってしまう。
【００２７】
また、このような編集処理によって新規に作成されたMPEG−2TSデータファイルを再生する際においても、NULLパケットデータを記録したセクタ位置と実際の映像及び音声信号を持つTSパケットが記録されたセクタ位置がディスク上で物理的に大きく離れている場合には、所望の再生アクセス開始位置までのヘッドシーク回数及びシーク距離が増加してしまい、シームレスに再生できない可能性があった。
【００２８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、ＣＰＵの処理負担を軽減できると共に、ヘッドシーク回数が増加することのないデータ編集方法を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、ディスク状記録媒体に記録されたMPEG−2トランスポートストリームデータをデータファイルとして管理し、前記データファイルを要求に応じてトランスポートパケット単位に相当する位置で分割処理を行うデータ編集方法であって、要求された分割位置より前方に存在するセクタ境界とトランスポートストリームパケット境界を共に満たす共通境界位置を算出し、得られた共通境界位置と分割要求位置との間をダミーパケットデータで上書き記録することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、本実施形態に係るMPEG−2  TSデータファイルの分割編集方法は、ディスク上に記録されたMPEG−2 TSデータに関してユーザーが分割処理を要求した位置から前方のセクタ境界と188バイトのパケット境界を共に満たす箇所まで（一編集につき最大94kBytes）をプライベートデータ或いはNULLデータ等のトランスポートストリーム復号装置においてデータの復号伸張を行わないダミー情報で構成されるTSパケットで強制的に上書きしてしまうことを特徴とする。尚、本実施形態におけるダミーTSパケットのデータ形式にはNULLパケットデータを採用している。
【００３１】
このような処理を行うことによってセクタ境界とTSパケット境界のアライメント調整のために新たにディスク上の未記録領域へ新規データの記録書き込みを行う必要がない。
【００３２】
また、ダミーTSパケットの強制上書き処理によって、対象データ開始位置からダミーパケット領域の上書きを開始した位置までを分割後に生成された一つのMPEG−2 TSデータファイルとして登録し、ダミーパケット領域の上書き開始位置から対象MPEG−2 TSデータの終端までをもう一つのMPEG−2 TSデータファイルとして登録し、ファイルシステム情報を更新するだけで済む。そのため、何段階もの処理過程を経てファイルシステム情報を大きく更新する必要がない。
【００３３】
このように本実施形態では、既存のファイルシステムを持つディスク状記録媒体に記録されたMPEG−2 TSデータファイルの簡便な分割処理が可能である。
【００３４】
図１（ａ）は分割処理前のディスク上に記録されたMPEG−2 TSデータ構造、図１（ｂ）は図１（ａ）のMPEG−2 TSデータのファイルシステム情報、図２（ａ）は本実施形態によるMPEG−2 TSファイルの分割処理後のディスク上のデータ構造、図２（ｂ）は図２（ａ）のMPEG−2 TSデータの分割処理後のファイルシステム情報である。また、図３は本実施形態によるMPEG−2 TSデータファイルの分割処理を示すフローチャートである。以下、図１〜図３を参照しながら本実施形態のデータの分割処理方法について説明する。
【００３５】
なお、本実施形態のハードウェア構成としては、例えば、光ディスクに情報を記録／再生する光ディスク装置とパーソナルコンピュータが接続されているものとし、光ディスク装置においてパーソナルコンピュータ内のアプリケーションからの要求に応じて後述するデータの分割処理を行う。
【００３６】
本実施形態では、図１（ａ）に示すようにディスク上に記録されたセクタ#Sから開始するデータサイズ188×nAバイトのMPEG−2 TSデータファイルFILE_Aについてユーザーが188バイトのTSパケット境界となる位置188×ndivでMPEG−2 TSファイルを分割し、データ位置先頭から分割位置188×ndivまでのデータを持つFILE_Bと、分割位置からデータファイルの終端までのデータを持つFILE_Cの二つを生成する要求が発生した場合の分割処理について説明する。
【００３７】
このような要求が発生すると（図３のステップ１）、始めにユーザー（アプリケーション）が分割を要求した位置188×ndivを元にして、この位置より前方にあるセクタ#SDIV−1との境界までのオフセット値Lを次式（５）より算出する（ステップ２）。
【００３８】
L＝（188×ndiv ）mod 2048    …（５）
次に、オフセット値Lを元にセクタ#SDIVとセクタ#SDIV−1間で溢れてしまっているTSパケットデータのデータサイズMを次式（６）より算出する（ステップ３）。
【００３９】
M＝188−（L mod 188）    …（６）
次に、式（６）より求めたMをもとにセクタ#SDIVより前方のセクタ境界とTSパケット境界を共に満たす位置までに存在するTSパケット数napplを次式（７）より算出する（ステップ４）。
【００４０】
( 188×nappl + M ) mod 2048 = 0となるnappl     …（７）
また、この数が求まると、ユーザーが要求した分割位置188×ndivバイトより前方の、セクタ境界とTSパケット境界のアライメントを共に満たすセクタ位置#Salignedは、次式（８）より算出することができる（ステップ５）。
【００４１】
Saligned ＝188×ndiv −( L + M + 188×nappl )     …（８）
以上により求めた値を元にディスク上に記録されているMPEG−2 TSデータファイルFILE_Aに対して、セクタ#Salignedから( L + M + 188×nappl )バイト分のTSパケットデータをNULLパケットとして図２（ａ）に示すように実際にディスクへ上書き記録する（ステップ６）。
【００４２】
このようにしてNULLパケットの上書き処理を終了すると、図２（ｂ）に示すように分割前のMPEG−2 TSデータFILE_Aのアクセス開始セクタ#SからNULLパケットで上書きを開始したセクタ#Salignedまでのデータサイズを持つMEPG−2 TSデータをFILE_Bとして、#Salignedからアクセスを開始し、FILE_Aのデータ終端までのデータサイズを持つMPEG−2 TSデータをFILE_Cとしてファイルシステム情報に登録する（ステップ７）。
【００４３】
以上の処理により、本実施形態によるディスク上に記録されたMPEG−2 TSデータファイルの分割処理を終了する。
【００４４】
なお、一つのMPEG−2 TSデータを分割編集する処理一回につき、このNULLパケットで上書きをするデータサイズは最大で2048と188の最小公倍数94kバイトとなるが、ディジタルテレビ放送において適用されるMPEG−2 TSのデータ転送レートは一秒間につき24Mビットと非常に高速であり、最大94Kバイト分NULLパケットで上書きを行ったデータはユーザーにとって約0.0306秒と瞬時であるため視聴覚的に違和感を覚えないレベルである。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ディスク状記録媒体のMPEG−2 TSデータファイルの分割処理時にTSパケット境界とセクタ境界のアライメント調整のために強制的にダミーTSパケット領域を上書きすることにより、ディスク上のデータアクセス位置及びデータサイズ管理を行うファイルシステムへのアクセス回数を低減できると共に、ＣＰＵの演算処理回数の低減による高速化を実現でき、更には、シーク回数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るMPEG−2 TSデータの分割処理前のデータ構造及びそのファイル情報を示す図である。
【図２】本発明に係るMPEG−2 TSデータの分割処理後のデータ構造及びそのファイル情報を示す図である。
【図３】本発明に係るMPEG−2 TSデータの分割処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】従来例のディスク状記録媒体に記録されたMPEG−2 TSデータを示す図である。
【図５】図４のMPEG−2 TSデータのファイルシステム情報を示す図である。
【図６】図４のデータの分割処理を説明する図である。
【図７】図４のデータの分割処理を説明する図である。
【図８】図４のデータの分割処理を説明する図である。
【図９】図４のデータの分割処理を説明する図である。
【図１０】従来のデータの分割処理を示すフローチャートである。
【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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