(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または２以上の入力信号に対して所定の情報圧縮処理を施し、時分割多重化することによりパケット化されたビットストリームを生成する機能を有し、エンコードレートを変更可能なエンコーダと、
該エンコーダの出力信号に対して所定の処理を施して記録媒体に記録するビットストリーム記録部とを備え、
前記エンコーダは、所定のパケット間隔でエンコードを行うが、そのパケット間隔を保持せずに前記ビットストリーム記録部に転送し、前記ビットストリーム記録部は、転送されたビットストリームのパケット間隔を、前記所定のパケット間隔に戻して記録を行うように構成されており、
前記エンコードレートをビットレートで設定する場合には、前記所定のパケット間隔を基準クロック周期のｋ倍（ｋは正の整数）の期間とし、ｋは（１秒間の基準クロック数ｆＣＬＫ×１パケットのビット数ｎＢＰ）の約数の中から選択して設定することを特徴とするディジタル信号記録装置。
【請求項２】
前記所定のパケット間隔に対応する整数ｋは、１秒間の基準クロック数ｆＣＬＫ／１０以下に設定することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号記録装置。
【請求項３】
１または２以上の入力信号に対して所定の情報圧縮処理を施し、時分割多重化することによりパケット化されたビットストリームを生成する機能を有し、エンコードレートを変更可能なエンコーダと、
該エンコーダの出力信号に対して所定の処理を施して記録媒体に記録するビットストリーム記録部とを備え、
前記エンコーダは、所定のパケット間隔でエンコードを行うが、そのパケット間隔を保持せずに前記ビットストリーム記録部に転送し、前記ビットストリーム記録部は、転送されたビットストリームのパケット間隔を、前記所定のパケット間隔に戻して記録を行うように構成されており、
前記エンコードレートを基準クロック周期のｍ倍（ｍは正の整数）に等しい所定期間当たりのパケット数ｎＰＦＬＤで設定する場合には、該パケット数ｎＰＦＬＤを前記整数ｍの約数の中から選択して設定することを特徴とするディジタル信号記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＰＥＧ（Motion Picture Expert Group）トランスポートストリームのようなビットストリームを生成して、記録媒体に記録するディジタル信号記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル化した画像信号及び音声信号を記録する装置として、Ｄ−ＶＨＳ（登録商標）方式のビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）が、知られている。この方式のＶＴＲは、テレビ局から伝送されるＭＰＥＧトランスポートストリームを、所定のシンクブロックに格納してそのまま記録再生する機能を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような機能を有するＶＴＲに、アナログの画像信号及び音声信号を記録する場合には、アナログ画像信号及び音声信号をディジタル化してＭＰＥＧ規格に準拠した情報圧縮処理を施し、テレビ局から伝送されるＭＰＥＧトランスポートストリームと同様のビットストリームに変換して記録する方法が考えられる。その場合、ビットストリームを生成するエンコーダにおけるエンコードレートを任意に設定すると、パケット間隔を一定とできない場合が発生する。
【０００４】
例えば基準クロック周波数が２７ＭＨｚ、１パケットが１５０４ビット（１８８バイト×８ビット）である場合において、ビットレートを１，５０５，５０４ｂｐｓ（ビット／秒）に設定すると、毎秒のパケット数は、１００１パケットとなるが、パケット間隔をクロック数で、２６９７４クロックとすると、ビットレートは１，５０５，５０４ｂｐｓより小さくなってしまい、２６９７３クロックとすると、１，５０５，５０４ｂｐｓより大きくなってしまう場合が発生する。したがって、ビットレートを常に一定の１，５０５，５０４ｂｐｓとするためには、１００１パケットうちの２７パケットの間隔を２６９７４クロックとし、９７４パケットの間隔を２６９７３クロックとしなければならず、パケット間隔を一定とすることができない。
【０００５】
またエンコーダにおけるエンコード時のパケット間隔は、予め定めた一定の間隔ＴＰＣとするが、エンコーダから記録装置としてのＶＴＲへ転送する際には、パケット間隔を短くして転送する方が転送効率が高くなるので、パケット間隔を短縮して転送し、ＶＴＲ側で元の間隔ＴＰＣに戻して記録を行うことが有利である。ところが、エンコード時のパケット間隔が一定でない場合には、ＶＴＲ側でパケット間隔を元に戻す処理が複雑化するという問題が発生する。
【０００６】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、ＭＰＥＧトランスポートストリームのようなパケット化されたビットストリームを生成するエンコーダと、そのビットストリームを記録媒体に記録する記録部とを備え、エンコーダにおけるエンコードレートを必要に応じて変更可能であって、しかも記録部のパケット間隔再現処理を簡略化できるディジタル信号記録装置を提供すること目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、１または２以上の入力信号に対して所定の情報圧縮処理を施し、時分割多重化することによりパケット化されたビットストリームを生成する機能を有し、エンコードレートを変更可能なエンコーダと、該エンコーダの出力信号に対して所定の処理を施して記録媒体に記録するビットストリーム記録部とを備え、前記エンコーダは、所定のパケット間隔でエンコードを行うが、そのパケット間隔を保持せずに前記ビットストリーム記録部に転送し、前記ビットストリーム記録部は、転送されたビットストリームのパケット間隔を、前記所定のパケット間隔に戻して記録を行うように構成されており、前記エンコードレートをビットレートで設定する場合には、前記所定のパケット間隔を基準クロック周期のｋ倍（ｋは正の整数）の期間とし、ｋは（１秒間の基準クロック数ｆＣＬＫ×１パケットのビット数ｎＢＰ）の約数の中から選択して設定することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディジタル信号記録装置において、前記所定のパケット間隔に対応する整数ｋは、１秒間の基準クロック数ｆＣＬＫ／１０以下に設定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、１または２以上の入力信号に対して所定の情報圧縮処理を施し、時分割多重化することによりパケット化されたビットストリームを生成する機能を有し、エンコードレートを変更可能なエンコーダと、該エンコーダの出力信号に対して所定の処理を施して記録媒体に記録するビットストリーム記録部とを備え、前記エンコーダは、所定のパケット間隔でエンコードを行うが、そのパケット間隔を保持せずに前記ビットストリーム記録部に転送し、前記ビットストリーム記録部は、転送されたビットストリームのパケット間隔を、前記所定のパケット間隔に戻して記録を行うように構成されており、前記エンコードレートを基準クロック周期のｍ倍（ｍは正の整数）に等しい所定期間当たりのパケット数ｎＰＦＬＤで設定する場合には、該パケット数ｎＰＦＬＤを前記整数ｍの約数の中から選択して設定することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかるディジタル信号記録装置の構成を示すブロック図であり、この装置は、画像及び音声信号からなる３系統の入力信号ＳＩＮ１，ＳＩＮ２，ＳＩＮ３に対して、ＭＰＥＧ２規格に準拠した情報圧縮符号化処理及び時分割多重化処理を施すことにより、ＭＰＥＧトランスポートストリームを生成し、パケット間隔を変更した転送パケットストリームＳＴＲを出力するＭＰＥＧ−ＴＳエンコーダ１と、転送パケットストリームＳＴＲを元のＭＰＥＧトランスポートストリームの戻し、所定の処理を施して記録媒体に記録するビットストリーム記録部２と、エンコーダ１及びビットストリーム記録部２において使用する２７ＭＨｚの基準クロック信号ＳＣＬＫを生成するクロック生成部３とを備えている。
【００１１】
エンコーダ１は、エンコードレート（単位時間当たりにエンコードされるデータ量）ＥＲを外部からの制御信号に応じて変更可能に構成されている。エンコーダ１は、エンコードレートＥＲが指定されると、そのレートに対応した一定のパケット間隔ＴＰＣでパケットを生成してメモリに格納し、元のパケット間隔ＴＰＣを短縮した転送パケットストリームＳＴＲを生成して、ビットストリーム記録部２に転送する。
【００１２】
ビットストリーム記録部２は、図２に示すように、転送パケットストリームＳＴＲを元のパケット間隔ＴＰＣのＭＰＥＧトランスポートストリームＳＴＳに復元するパケット間隔復元回路１１と、ＭＰＥＧトランスポートストリームＳＴＳに対してＤ−ＶＨＳ規格に準拠した記録信号処理を施すＤＶＨＳフォーマット信号処理回路１２と、ＤＶＨＳフォーマット信号処理回路１２の出力信号を増幅する記録アンプ１３と、記録アンプ１３の出力信号を磁気テープ５０に記録する磁気ヘッド１４とを備えている。エンコーダ１から転送される転送パケットストリームＳＴＲのパケット間隔が、パケット間隔復元回路１１により元のパケット間隔ＴＰＣに戻され、Ｄ−ＶＨＳ規格の記録信号処理が施されて記録媒体としての磁気テープ５０に記録される。
【００１３】
パケット間隔復元回路１１は、図３に示すように転送パケットストリームＳＴＲを一時的に格納するメモり２１、及びこのメモリ２１の読み出し制御を行う読み出し制御部２２によって構成される。読み出し制御部２２は、パケット間隔が元のパケット間隔ＴＰＣとなるように，エンコードレートＥＲに応じて設定される一定基準クロック数毎に１つのパケットを読み出すように制御を行う。
【００１４】
次に本実施形態において、エンコーダ１のエンコードレートＥＲを制御する場合に、エンコードレートＥＲをビットレートＢＲで設定するときには、（１秒間の基準クロック数ｆＣＬＫ＝２７，０００，０００）×１５０４ビットの約数の中からパケット間隔ＴＰＣＣＬＫを設定し、そのパケット間隔ＴＰＣＣＬＫに対応したビットレートＢＲとする。ここでパケット間隔ＴＰＣＣＬＫは、パケット間隔ＴＰＣ（ｓｅｃ）の期間に発生する基準クロック数、すなわち基準クロック数で示したパケット間隔（請求項１に記載した整数ｋに相当する）であり、基準クロック周期をＴＣＬＫ（＝１／ｆＣＬＫ）とすると、以下のように定義される。
ＴＰＣＣＬＫ＝ＴＰＣ／ＴＣＬＫ＝ＴＰＣ×ｆＣＬＫ
また１５０４ビットは、ＭＰＥＧ２トランスポートストリームを構成する１パケットのビット数（１８８バイト×８ビット）である。
【００１５】
上記パケット間隔ＴＰＣＣＬＫの設定条件は、以下のようにして導出される。１パケットのビット数１５０４ビットをｎＢＰとし、１秒間のパケット数をｎＰＳＥＣとすると、ビットレートＢＲは、
ＢＲ＝ｎＢＰ×ｎＰＳＥＣ    （１）
であり、また１秒間のパケット数ｎＰＳＥＣは、１秒間の基準クロック数ｆＣＬＫと、１パケット間隔ＴＰＣＣＬＫ（クロック）とを用いて下記式（２）のように表すことができる。
ｎＰＳＥＣ＝ｆＣＬＫ／ＴＰＣＣＬＫ    （２）
【００１６】
したがって式（２）を式（１）に適用すると、下記式（３）が得られる。
ＢＲ＝ｎＰＢ×ｆＣＬＫ／ＴＰＣＣＬＫ    （３）
式（３）よりパケット間隔ＴＰＣＣＬＫをｆＣＬＫ×ｎＰＢ（＝２７，０００，０００×１５０４）の約数に設定することにより、ビットレートＢＲを整数とすることできることが示される。
【００１７】
上記条件を満たすようにパケット間隔ＴＰＣＣＬＫを設定すると、ビットレートＢＲを整数とすることができ、常に一定のビットレートＢＲと、一定のパケット間隔ＴＰＣＣＬＫとを実現することができる。その結果、パケット間隔復元回路１１では、一定の基準クロック数毎に１パケットずつ読み出す処理を行えばよいので、簡単な回路でパケット間隔の復元が可能となる。また、エンコードレートＥＲを変更したときは、メモリ２１からの読み出し周期を変更するだけでよく、この点でも有利である。
【００１８】
具体例として、パケット間隔ＴＰＣＣＬＫを（２７，０００，０００×１５０４）の約数である１，３５０，０００とすると、毎秒のパケット数ｎＰＳＥＣは、２７，０００，０００／１，３５０，０００＝２０となり、ビットレートＢＲ＝ｎＰＳＥＣ×１５０４＝３０，０８０（ｂｐｓ）で一定となる。
【００１９】
一方例えば、パケット間隔を（２７，０００，０００×１５０４）の約数でない値とすると、ビットレートＢＲは、１秒間のサンプリング期間の取り方によって異なる値となってしまう。図４は、この点を説明するためのタイムチャートであり、同図のｔ０，ｔ１，ｔ２，〜ｔi，ｔi+1，ｔi+2は、１秒間隔の時刻を示している。同図（ａ）はパケット間隔ＴＰＣＣＬＫ＝１，３５０，０００とした場合を示し、毎秒２０パケット，ビットレートＢＲ＝３００８０で一定である、これに対し、パケット間隔ＴＰＣＣＬＫを１，３５０，０００より僅かに短くすると、毎秒のパケット数ｎＰＣは、２０個より僅かに増加し（２０．ｘ個となり）、時刻ｔ０〜ｔi+1までのビットレートＢＲ１と、時刻ｔi+1以後のビットレートＢＲ２とが異なるものとなってしまい（図示例ではＢＲ１＞ＢＲ２）、ビットレートが常に一定（１秒間のサンプリング期間をどのように設定しても一定）という条件が満たされない。
【００２０】
なおＭＰＥＧ規格では、有効なＰＣＲ（Program Clock Reference：プログラム基準時刻参照値）は、０．１秒以下の間隔で伝送すべきことが規定されているので、毎秒のパケット数ｎＰＳＥＣは、１０以上とする、換言すれば、パケット間隔ＴＰＣＣＬＫ≦ｆＣＬＫ／１０とする必要がある。
【００２１】
また本実施形態において、エンコーダ１のエンコードレートＥＲを制御する場合に、エンコードレートＥＲを画像信号の１フィールド当たりのパケット数ｎＰＣＦＬＤで設定するときには、１フィールド期間ＴＦＬＤに対応する基準クロック数の約数の中から選択して設定する。
【００２２】
１フィールド期間ＴＦＬＤは、基準クロック周期ＴＣＬＫ（＝１／２７，０００，０００）の４５０，０００倍または４５０，４５０倍であるので、４５０，０００または４５０，４５０（＝基準クロック数で示した１フィールド期間ＴＦＬＤＣＬＫ）の約数の中からパケット数ｎＰＦＬＤを選択することにより、ＴＦＬＤＣＬＫ／ｎＰＦＬＤ（＝ＴＰＣＣＬＫ）が整数となり、常に一定のパケット間隔で、１フィールド期間内のパケット数ｎＰＦＬＤを一定とすることができる。ＴＦＬＤＣＬＫが、請求項３に記載した整数ｍに相当する。
【００２３】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、ＭＰＥＧトランスポートストリームを生成して、パケット間隔を変更して出力するエンコーダを示したが、情報圧縮処理及び時分割多重化処理を行ってＭＰＥＧトランスポートストリームと同様のパケット化されたビットストリームを生成するものであれば、本発明を適用することがかのうである。
【００２４】
また本発明は、１フィールド期間ＴＦＬＤが基準クロック周期ＴＣＬＫの４５００００倍または４５０４５０倍の場合だけでなく、エンコードレートを定義するための所定期間が基準クロック周期ＴＣＬＫの整数倍である場合に適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１に記載した発明によれば、１または２以上の入力信号に対して所定の情報圧縮処理を施し、時分割多重化することによりパケット化されたビットストリームを生成する機能を有し、エンコードレートを変更可能なエンコーダと、該エンコーダの出力信号に対して所定の処理を施して記録媒体に記録するビットストリーム記録部とを備え、前記エンコーダは、所定のパケット間隔でエンコードを行うが、そのパケット間隔を保持せずに前記ビットストリーム記録部に転送し、前記ビットストリーム記録部は、転送されたビットストリームのパケット間隔を、前記所定のパケット間隔に戻して記録を行うように構成されたディジタル信号記録装置において、前記エンコードレートをビットレートで設定する場合には、前記所定のパケット間隔を基準クロック周期のｋ倍（ｋは正の整数）の期間としたとき、ｋは（１秒間の基準クロック数ｆＣＬＫ×１パケットのビット数ｎＰＫＴ）の約数の中から選択して設定するようにしたので、パケット間隔を常に一定として、ビットレートを一定の整数値とすることができ、ビットストリーム記録部のパケット間隔再現処理を簡略化することができる。
【００２６】
また請求項３に記載の発明によれば、前記エンコードレートを基準クロック周期のｍ倍（ｍは正の整数）に等しい所定期間当たりのパケット数で設定する場合には、前記整数ｍの約数の中から選択して設定されるので、パケット間隔を一定とし、かつ所定期間内のパケット数を常に一定とすることができ、ビットストリーム記録部のパケット間隔再現処理を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるディジタル信号記録装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のビットストリーム記録部の構成を示すブロック図である。
【図３】パケット間隔復元回路の構成を示すブロック図である。
【図４】パケット間隔の設定が不適切である場合のビットレートの変動を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１  ＭＰＥＧ−ＴＳエンコーダ
２  ビットストリーム記録部
３  基準クロック生成部
１１  パケット間隔復元回路
【図１】
0004296652.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004296652.tif 000004
【図４】
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