DE69830752T2

DE69830752T2 - Verfahren und Anlage zur Aufnahme vielfachprotokoll-komprimierter Ton- und Videodaten

Info

Publication number: DE69830752T2
Application number: DE69830752T
Authority: DE
Inventors: Hajime Ichikawa-shi Inoue; Mingning San Jose Gu; Masao Mizutani; Koji Iijima; Hiroshi Okada; Naofumi Yanagihara
Original assignee: Sony Electronics Inc
Current assignee: Sony Electronics Inc
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2018-03-25
Also published as: EP0868091B1; EP0868091A3; JPH10293972A; JP4317273B2; ATE241249T1; DE69830752D1; ATE298965T1; DE69814725T2; EP1148738A1; EP0868091A2; US5832085A; DE69814725D1; EP1148738B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Speicherung von Audio- und Videodaten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das Speichern von Audio- und Videodaten mit Mehrfach-Protokollen.
Das Aufzeichnen und die Wiedergabe von Audio- und Videodaten haben sich von einem verhältnismäßig einfachen Verfahren zu einem komplexen Vorgang entwickelt, der mit Faktoren, wie der Datenkomprimierung und mehreren Eingabe- und Ausgabeformaten zu kämpfen hat.
Im Zuge der Umstellung von Sendeinformation auf die digitale Darstellung werden digitale Datenkomprimierungstechniken zur Reduzierung der erforderlichen Datenmenge zum Bereitstellen dieser Audio- und Videodaten für eine bestimmte Übertragung verwendet. Leider sind nicht alle Formate zur Bereitstellung der Audio- und Videodaten in einem gemeinsamen Format standardisiert. Ein allgemein bekanntes und weit verbreitet eingesetztes Kompressions-Audio- und Videoformat ist der Moving Pictures Experts Group-Standard (MPEG). Es existieren jedoch Unterschiede zwischen den verschiedenen Dienstanbietern für die Videodienste hinsichtlich der Protokolle, um MPEG-komprimierte Audio- und Videodaten zu übertragen. Zum Beispiel sieht DIRECTV, eine Tochtergesellschaft von GM Hughes Electronics and United State Satellite Broadcasting, Inc. (zugehörig zu Hubbard Broadcasting) mit Sitz in Los Angeles, Kalifornien, USA, den DIRECTV^TM-Dienst in einem eigenen Format vor, der sich von dem anderer Dienstanbieter unterscheidet, die den MPEG-Standard für das Übertragungsprotokoll ebenso wie für die Komprimierung verwenden.
Die unterschiedlichen Formate sind für Aufzeichnungseinrichtungen problematisch. Für die Konfiguration eines Home-Entertainment-Systems zum Empfangen und Aufzeichnen von Sendungen in unterschiedlichen Formaten, beispielsweise MPEG und DIRECTV, müssten zwei separate Aufzeichnungseinrichtungen verwendet werden, die zwei separate formatierte Digitalkassetten aufweisen, von denen eine für den Empfang von MPEG-Übertragungen kompatibel ist, während die andere für den Empfang von DIRECTV-Übertragungen kompatibel ist.
Aus diesem Grund ist es wünschenswert, einen einzelnen Aufzeichnungs- und Wiedergabemechanismus für die Aufzeichnung unterschiedlicher digitaler Protokolle vorzusehen.
Die EP-A 0 712 123 A2 offenbart, dass, wenn ein Transportpaket eines MPEG2-Signals aufgezeichnet wird, die Bandgeschwindigkeit auf 1/2 oder 1/4 gegenüber der reduziert wird, die verwendet wird, Standarddaten gemäß der Bitrate des Programms aufzuzeichnen. Es sind zwei Köpfe (A und B), die unterschiedliche Azimuthwinkel haben, in enger Nachbarschaft miteinander in der gleichen Höhe auf einer Trommel vorgesehen. Wenn der Modus mit der halben Bandgeschwindigkeit ausgewählt wird, wird das Aufzeichnen während der ersten Abtastung des Bands durch den Kopf A und während der nächsten Abtastung durch den Kopf B durchgeführt. Sogar, wenn die Bandgeschwindigkeit ein Bruchteil einer geradzahligen Zahl der Standardbandgeschwindigkeit ist, sind die Azimuthwinkel von benachbarten Spuren verschieden, und die Azimuthaufzeichnung wird durchgeführt, um Übersprechen zu reduzieren. Es ist wünschenswert, dass für das Aufzeichnen der Header des Eingangsdatenstroms teilweise durch eine Zeitinformation ersetzt wird, um mit dem Aufzeichnungsformat fertig zu werden, während zur Wiedergabe der Umkehrbetrieb durchgeführt wird.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung liefern einen innovativen Mechanismus, um digitale Audio- und Videodaten aufzuzeichnen, die von unterschiedlichen Quellen herstammen, in unterschiedlichen Datenformaten zu einem einzelnen Format zum Aufzeichnen auf einer Digitalkassette. Die Vorrichtung nutzt die gemeinsame Schaltung, um die Audio- und Videodaten zu empfangen, aufzuzeichnen und wiederzugeben, während der Gesamtaufbau einfach gehalten wird. Die Vorrichtung ist in der Lage, fortschrittliche Formatierungsmerkmale, beispielsweise Trickwiedergabe ohne signifikanten Zusatz unterzubringen.
Die vorliegende Erfindung ist in den Patentansprüchen 1, 4 und 7 definiert.
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung besser verständlich, in der:
1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Empfängers und eines Videorekorders ist, die gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung betrieben werden;
2 ein Flussdiagramm ist, welches den Aufzeichnungsprozess zeigt;
3 ein Flussdiagramm ist, welches den Wiedergabeprozess zeigt;
4 eine Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zeigt, die verwendet wird, digitale Videos gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung aufzuzeichnen;
5 eine Ausführungsform eines Schaltungsaufbaus zeigt, der verwendet wird, digitale Videos gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung wiederzugeben;
6 ein vereinfachtes Diagramm der Aufzeichnungs-Paketierungseinrichtung ist; und
7 ein Zeitablaufdiagramm ist, welches die Arbeitsweise des Aufzeichnungspaketierers zeigt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine einfache preisgünstige Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe von digitalen Videodaten bereit, die von Quellen unterschiedlicher Formate empfangen werden. In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche Details zum Zwecke der Erläuterung ausgeführt, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Für den Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass diese speziellen Details für die Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich sind. In anderen Fällen sind allgemein bekannte elektrische Strukturen und Schaltungen in Blockdiagrammform dargestellt, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
Ein Blockdiagramm eines beispielhaften Empfängers und der Aufzeichnungsvorrichtung, die gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung arbeiten, ist in 1 gezeigt. Eingehende digitale Audio- und Videodaten kommen in Paketen an. Die Quellenmedien, von denen die Daten empfangen werden, kann eine Vielzahl digitaler Sendemedien sein, beispielsweise Satellitenübertragungen, Kabelübertragungen und Fernsehrundfunkübertragen. Ein Empfänger 10 empfängt die Übertragung von der Rundfunkquelle 12. Üblicherweise arbeitet ein Tuner/Decoder 15 so, um die geeignete Übertragung zu empfangen. Eine Fehlerkorrektur in Bezug auf das empfange Signal wird im Block 20 durchgeführt. Wenn die Übertragung verscrambelt ist, wird der Discrambler 25 verwendet, um ein entscrambeltes Signal bereitzustellen. Eine Demultiplexschaltung 30 empfängt das entscrambelte Signal und trennt die Audiodaten von den Videodaten. Der Decoder 35 decodiert Daten, die in einem codierten Format sind, beispielsweise in einem komprimierten Videoformat zur Ausgabe an den Digital-Analog-Umsetzer (DAC) 40. Der Digital-Analog-Umsetzer liefert die Video- und Audiodaten, die auf der Anzeige gezeigt werden.
Trotz vorgeschlagener Standards für digitale Videodatenformate erfüllen nicht alle verwendeten digitalen Videoübertragungsformate die vorgeschlagenen Standards. Ein herausragender Standard ist der Moving Pictures Experts Group-Standard (MPEG). MPEG spezifiziert das Format zur Übertragung der komprimierten Bewegtbildvideos. Allerdings erfüllen einige existierende Übertragungsmedien diesen Standard nicht. Ein Beispiel dafür sind Übertragungsformate für Direktsendesysteme (DBS) für direct Broadcasting für direct braoadcasting Systems) wie etwa DIRECTV. Ein Heinanwender mit einem DBS-Systemempfänger und einem DIRECTV-Empfänger wie einem digitalen Fernsehempfänger, der den MPEG-Standard erfüllt, wird zwei separate Videoaufzeichnungsgeräte benötigen, nämlich ein Gerät zum Aufzeichnen im Format des DBS-Systems und ein Gerät zum Aufzeichnen im MPEG-Format.
Zur Vermeidung des Erfordernisses von zwei separaten Aufzeichnungsmechanismen und zwei separaten Bändern weist die Aufzeichnungsvorrichtung einen Schaltungsaufbau auf, um in einem Format in einer Weise, welche für den Benutzer transparent ist, eine Aufzeichnung durchzuführen, wobei das Minimum einer Extraschaltung verwendet wird. Ein gemeinsamer Schaltungsaufbau wird zum größtmöglichen Ausmaß genutzt. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die digitalen Videodaten gemäß dem MPEG-Standard aufgezeichnet. Ein Übersetzer-Prozessor 50 empfängt somit das entscrambelte Signal vom Descrambler 25. Das entscrambelte Signal ist in einem Format, welches mit dem MPEG-Standard nicht kompatibel ist. Der Übersetzerprozess extrahiert die Videodaten und formatiert diese neu, so dass diese mit der notwendigen Header-Information kompatibel sind.
Die digitale Aufzeichnungsvorrichtung (DC) 55 empfängt die Daten und führt eine interne Formatierung im Block 60 und eine Codierung im Block 65 vor dem Aufzeichnen von Video und Audio im Block 70 auf einem Speichermedium durch, beispielsweise einem digitalen Videoband.
Die vorliegende Ausführungsform stellt außerdem einen herkömmlichen Audio-/Videoaufzeichnungsmechanismus 45, der analoge Audio- und Videodaten empfängt und die erforderlichen Analog-Digital-Umsetzungen (und Komprimierungen) zur Eingabe in die digitale Aufzeichnungsvorrichtung 55 bereit.
Wenn aufgezeichnete Videodaten an eine Vorrichtung, beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung für das DBS-System wiedergegeben werden sollen, werden die Videodaten aus den Speichermedien ausgelesen und umgekehrter Prozess durch die Blöcke 55 und 50 wird ausgeführt, um die Daten im entsprechenden Format zur Eingabe in die Demultiplexer-Schaltkreisanordnung des Empfängers 10 zu platzieren.
Der Ablauf für die Aufzeichnung wird mit Hilfe von 2 beschrieben. Der Bitstrom wird von einem Übertragungsempfänger empfangen, beispielsweise einem DSB-Empfänger, der durch Sony Corporation hergestellt ist, und über einen Schnittstellenprozess 110 verarbeitet, um den Bitstrom mit der Schaltkreisanordnung zu synchronisieren. Ein Paketde- codierungsprozess 115 wird zur Bestimmung eingesetzt, ob die empfangenen Daten in einem Format mit dem MPEG-Standard kompatiblen Format sind. Wenn die Daten gemäß dem MPEG-Format formatiert sind, werden die Daten in einem MPEG-Decoder 120 verarbeitet, um die Audio-Videodaten aus dem Paket zu extrahieren und um bestimmte Header-Information an den Schalter 124 weiterzuleiten. Wenn die Daten nicht gemäß dem MPEG-Standard formatiert sind, wird das Paket zu einem zweiten Decoder 125 weitergeleitet, um die in einem alternativen Format, wie etwa dem DIRECTV-Format von GM Hughes Electronics and United States Satellite Broadcasting Inc. formatierten Audio- und Videodaten zu extrahieren.
Die extrahierten Daten werden an eine Audio-Video-Auswahlschaltkreisanordnung 124 weitergeleitet, welche die Audiodaten an die Schaltkreisanordnung 123 (im Detail nicht gezeigt) zum Aufzeichnen auf der digitalen Kassette weiterleitet und die Videodaten an die Trick-Wiedergabeschaltkreisanordnung 140 weiterleitet. Der Schalter wird durch ein durch den Decoder 120 oder 125 ausgegebenes Steuersignal gesteuert, das auf der Basis der in dem Paket empfangenen Header-Information bestimmt, ob es sich bei den Daten um Audio- oder Videodaten handelt. Zum Beispiel zeigt das PID-Feld in einem den MPEG-Standard erfüllenden Paket an, ob es sich um Audio- oder Videodaten handelt. Somit gibt der MPEG-Decoder 120 das erforderliche Steuersignal an die Auswahlschaltkreisanordnung 124 aus.
Die Trick-Wiedergabeschaltkreisanordnung 140 ist vorzugsweise ein Decoder mit variabler Länge, der Videodaten in einem Rahmen decodiert und die Datenmenge reduziert, so dass Datenteilmengen der normalen Wiedergabedaten vorgesehen werden. Im Besonderen wird die Anzahl der AC-Koeffizienten auf ein vorbestimmtes Niveau reduziert, so dass die Daten in dem kleinen Raum auf der Digitalkassette, der für die Trick-Wiedergabedaten vorgesehen ist, Platz finden. Zum Beispiel können im gleichen Raum auf der digitalen Kassette Trick-Wiedergabedaten für ein 4-faches schnelles Vorspulen mehr AC-Koeffizienten als Daten für ein 17-faches schnelles Vorspulen aufweisen. Vorzugsweise sind die in den Trick-Wiedergabedaten vorzusehenden AC-Koeffizienten vordefiniert (beispielsweise 5 oder 6 AC-Koeffizienten). Alternativ kann ein adaptiver Prozess eingesetzt werden. Bei einem adaptiven Prozess gibt die Bildgröße die Anzahl der verwendeten Koeffizienten vor. Wenn die Bildgröße groß ist, wird die Anzahl der verwendeten AC-Koeffizienten verringert, und bei einer kleinen Bildgröße wird die Anzahl der Koeffizienten erhöht. Die Trick-Wiedergabeschaltkreisanordnung gibt die Trick-Wiedergabedaten und die Trick-Wiedergabe-Header-Information an die MPEG-Paketierungseinrichtung 145 aus.
Die MPEG-Paketierungseinrichtung 145 erzeugt Pakete für die Trick-Wiedergabe- und Normalwiedergabe-Videodaten (NP für die Normalwiedergabe) gemäß dem MPEG- Standard. Für MP-Videodaten im MPEG-Format werden der Header und die MP-Daten einfach zur folgenden Aufzeichnung auf einer digitalen Kassette an den Multiplexer 147 weitergeleitet.
Die Datenkopf-Informationseingabe an den Paketierer enthält die notwendige MPEG-Paket-Header-Information, die aus dem nicht-MPEG-formatierten Paket extrahiert worden ist. Wie in 3 gezeigt ist, empfängt der Paketierer 300 als Eingangssignal die extrahierte Header-Information 305, 310 und speichert die Header-Information in einem ersten Bereich der Paketregisterdateien 315. Der zweite Bereich der Paketregisterdateien speichert andere pertinente Information, beispielsweise Taktinformation (PCR), Zeitstempelinformation (PTS), Zustandsflags zur Verwendung bei der Trick-Wiedergabe sowie andere Zustandsflags, wie etwa die Zustandsflags, die zur Steuerung des FIFO auf dem DRAM-Bus verwendet werden können (siehe zum Beispiel 4). Die Steuerung 320, die über MPEG und andere Formate informiert ist, beispielsweise durch gespeicherte Formatinformation, sowie die entsprechende zwischen den beiden Formaten, überprüft die Header-Information, die empfangen wurde und die im ersten Bereich der Registerdateien 315 gespeichert wurde und modifiziert die entsprechenden Bereiche des Standard-MPEG-Headers entsprechend. Der modifizierte MPEG-Standard-Header wird an den Multiplex-Prozess 147 ausgegeben.
Bei einigen Ausführungsformen kann es notwendig sein, "Dummydaten" in den Header einzufügen, um sicherzustellen, dass die Paketlänge eine akzeptable Länge hat. Wenn das Paket beispielsweise um eine vorher festgelegte Anzahl von Bits kürzer als das Ausgabepaket, werden Dummydaten erzeugt. Die Steuerung stellt sicher, dass die Dummydaten (beispielsweise 8 Bit: h00) mit den gültigen Daten (Video-NP-Daten, Video-TP-Daten und Audio-NP-Daten) durch den MPEG-Paketierer gemischt werden. Zum Bereitstellen von Dummydaten fügt der Paketierer nicht nur die Dummydaten ein, sondern hält auch einen Zählwert der Dummydaten bereit, um zu bestimmen, wenn genügend Dummydaten für Kompatibilitätszwecke eingefügt worden sind. Bei einer Ausführungsform, beispielsweise der Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, kann der Zählwert durch den MPEG-Paketierer 490 oder der DRAM-Steuerung 420 in Abhängigkeit von der Implementierung geführt werden. Insbesondere fordert die MPEG-Paketierungseinrichtung bei einem Ausführungsbeispiel (4) das Schreiben von Daten von NPFIFO, TPFIFO, HRAMs und dem DRAM-Steuerung an, um die Datenlänge zu berechnen und um Zeitablaufdaten für die Dummydatenerzeugung zu erzeugen. Die DRAM-Steuerung wählt die Ausgangsleitung zum DRAM zu Masse aus, während die Zeitablaufdaten zeigen, dass Dummydaten zur Einfügung der Dummydaten eingefügt werden müssen. Die Dummydaten können in Pakete eingefügt werden, die Audiodaten aufweisen, sowie in Pakete, die Videodaten aufweisen. Vorzugsweise werden die Dummydaten für die Videodaten-Pakete am Ende des "Bild"-Felds eingefügt (beispielsweise vor dem Bild-Startcode). Für die Audiodaten-Pakete wird das Einfügen der Dummydaten am äußersten Ende des "Audio-Elementarstrom" bevorzugt.
Der Multiplex-Prozessor 147 empfängt als Eingangssignal die Video-Normalwiedergabedaten, die Header-Daten, die Trick-Wiedergabedaten (über den MPEG-Decodierprozess und den alternativen Formatdecodierprozess), Audio-Normalwiedergabedaten und Dummydaten, und führt eine zeitliche Multiplexierung in Bezug auf die Eingangssignale durch, um einen Bitstrom bereitzustellen, der mit dem MPEG-Format kompatibel ist. Vorzugsweise liest der Multiplexprozessor die Header-Ausgabe aus dem Paketierungsprozess 145 und hängt die entsprechenden an (beispielsweise VNP, TP). Wenn es sich bei den ankommenden Daten um Video-Normalwiedergabedaten handelt, werden die Daten allgemein im MPEG-Format formatiert (vom MPEG-Decodierungsprozess 120 stammend), wobei die Header-Information gemeinsam mit den Video-Normalwiedergabedaten weitergeleitet werden, da es für den MPEG-Paketierungsprozess nicht erforderlich ist, den MPEG-Header zu erzeugen oder zu modifizieren. Die gemultiplexten Daten, bei denen es sich nun um einen gültigen MPEG-formatierten Bitstrom handelt, werden zur Aufzeichnung auf digitalen Medien, wie etwa einer digitalen Kassette weitergeleitet.
4 zeigt eine beispielhafte Systemstruktur zum Aufzeichnen digitaler Daten gemäß der Lehre nach der vorliegenden Erfindung. Wie aus der nachfolgenden Erläuterung in Bezug auf die Wiedergabe aufgezeichneter Daten deutlich wird, werden zahlreiche Elemente auch im Wiedergabeprozess verwendet, so dass eine kostenwirksame, effiziente Vorrichtung verwendet wird. In Bezug auf 4 werden die Daten asynchron über den HBUS 405 übertragen. Die empfangenen Daten werden über den Eingabepuffer (STBFIFO) 405 zur Speicherung in den DRAM 415 eingegeben. Der DRAM 415 dient als Speicher für eingehende Daten sowohl für Daten, die erzeugt werden, das Paket zu bilden. Die DRAM-Steuerung 420 steuert die Speicherung und das Wiederauffinden von Daten im DARM 415 und führt die Multiplexerfunktionen wie oben beschrieben aus. Die DRAM-Steuerung kann in einer Schaltkreisanordnung, einer Zustandsmaschine, einer Mikrosteuerung oder einem Mikroprozessor ausgeführt werden. Die DRAM-Steuerung 420 bewirkt die Ausgabe eines eingehenden Pakets vom Eingabepuffer 405 zur Speicherung im DRAM. Die DRAM-Steuerung leitet das Paket weiter zum Puffer HFIFO 460 zur Verarbeitung des Pakets zur Aufzeichnung weiter.
Vorzugsweise steuert die DRAM-Steuerung 420 auch die Datenbewegung zwischen dem DRAM und den Puffern, die gezeigt sind, beispielsweise den Puffern 405, 455, 460, 425, 427, 430, 435, 440, 445 zur nachfolgenden Aufzeichnung auf einer digitalen Datenaufzeichnungseinrichtung. Somit stellt die Steuerung 420 bei der Erzeugung der Header-Information und der Extraktion der Nutzlast sicher, dass die entsprechenden Daten aus dem entsprechenden Puffer, beispielsweise dem Puffern 425, 427, 430, 435, 440 und 445 zur Speicherung an vorher festgelegten Speicherplätzen im DRAM 415 ausgegeben werden. Die Steuerung 420 überwacht außerdem den Status der Kapazität des digitalen Kassetten-FIFO-Puffers (DCFIFO) 455 und bewegt Bitströme formatierter Datenpakete an den DCFIFO 455 zur nachfolgenden Ausgabe und Aufzeichnung auf einer digitalen Kassette.
Beispielsweise werden die Normal-Wiedergabe-Videodaten an einen Normal-Wiedergabe-First-In-First-Out (FIFO-)Puffer (NPFIFO) 425 ausgegeben. Trick-Wiedergabedaten vom Trick-Wiedergabedecodierer mit variabler Länge (TPFLD) 450 werden an den Trick-Wiedergabe-FIFO (TPFIFO) 430 ausgegeben. Die Ausgabesignale des MPEG-Paketierers 455 werden dem Trick-Wiedergabe-Header-RAM (TPHRAM) 435, dem Video-Normal-Wiedergabe-Header-Zugriffsspeicher (VNPHRAM) 440 und dem Audio-Normal-Wiedergabe-Header-Direktzugriffspeicher (ANPHRAM) 445 zugeführt. Die DRAM-Steuerung 420 bewirkt, dass die Daten im VNPHRAM 440 und NPFIFO 425 im VNP-Datenbereich des DRAM 415 gespeichert werden, wenn es sich bei den empfangenen Daten um Videodaten handelt, wobei die Daten im ANPHRAM 445 und im NPFIFO 425 im ANP-Datenbereich des DRAM 415 gespeichert werden, wenn es sich bei den Daten um Audiodaten handelt; und die Daten im TPHRAM 435 and im TPFIFO 430 im TP-Datenbereich des DRAM 415 gespeichert werden. Wenn es die Kapazität im DC-FIFO 455 zulässt, werden die Daten in einer mit dem MPEG-Format kompatiblen Folge zur nachfolgenden Speicherung auf einer digitalen Kassette zum DCFIFO 455 übertragen.
Wie oben erläutert werden die über den STBFIFO 405 empfangenen Eingangsbitströme zur temporären Speicherung im Bitstrombereich des DRAM 415 und danach zur Decodierung und zur nachfolgenden Regenerierung eines mit der Aufzeichnungsvorrichtung kompatiblen Pakets zum HFIFO 460 übertragen. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden eingehende Pakete durch einen von zwei Decodern decodiert, um die Nutzlast (d.h., Audio- oder Videodaten) zu extrahieren. Der TSH-Decoder 470 decodiert den Transportpaket-Header der MPEG-Pakete zur Identifizierung des Kanals zur Aufzeichnung, während die MPEG-Formatübertragungsdaten für mehrere Kanäle vorgesehen sind. Der PESH-Decoder decodiert den PES-Header und prüft die Urheberrechtsinformation, so dass nur berechtigte Aufzeichnungen vorgenommen werden. Der Audio-Video-Multiplexer 480 und der FIFO 485 demultiplexen entsprechend zur Extratraktion und Pufferung von Videodaten des Pakets zur Übertragung an den Trick-Wiedergabedecoder mit variabler Länge (TPVLD) 450 und die MPEG-Paketierungseinrichtung 490. Wenn es sich bei den Daten um Audiodaten handelt, werden die Audiodaten an den Audio-FIFO 427 (AFIFO) ausgegeben. Alternativ können der NPFIFO und/oder der TPFIFO zum temporären Speichern der Audiodaten vor der Ausgabe verwendet werden.
Die aus dem TPVLD 450 ausgegebenen Daten werden in den TPFIFO 430 und die MPEG-Paketierungsvorrichtung 490 eingegeben. Der TPFIFO 430 puffert die Trick-Wiedergabedaten, bis diese durch die DRAM-Steuerung 420 zur Bildung eines Pakets gelesen werden. Die MPEG-Paketierungsvorrichtung 490 verwendet die TP-Daten zur Bildung eines Trick-Wiedergabe-Headers, der im TPHRAM 435 gespeichert wird. In ähnlicher Weise werden die Daten in einem alternativen Format an den Decoder 465 ausgegeben und in die MPEG-Paketierungseinrichtung 490 eingegeben, so dass die MPEG-Paketierungseinrichtung die Header im MPEG-Format für Audio- und Videodaten bildet und die Header an den VNPHRAM 440 und den ANPHRAM 445 ausgeben kann.
Wie bereits oben beschrieben sorgt der Aufzeichnungsprozess für das Aufzeichnen von Daten im MPEG-Format und anderen Formaten. Unter Verwendung gemeinsamer Schaltungselemente sorgt der Wiedergabeprozessor für die Wiedergabe der aufgezeichneten Videodaten in jedem Format, so dass eine Kompatibilität mit dem für die Anzeige und anderen Ausgabevorrichtungen zulässigen Format gegeben ist.
Der Wiedergabeprozess wird mit Hilfe von 5 beschrieben. Pakete werden von der Wiedergabevorrichtung für die digitale Kassette über die DC-Schnittstelle 500 eingelesen. Das Paket wird danach durch den MPEGH-Decodierer 505 decodiert, um die Header-Parameter zu extrahieren. Wenn die Ausgabevorrichtung MPEG-kompatibel ist, wird das ganze Paket an die Ausgabeschnittstelle zur Ausgabe an die Anzeige weitergeleitet. Wenn die Vorrichtung nicht MPEG-kompatibel ist, muss die Nutzlast extrahiert und mit entsprechender Header-Information verknüpft werden, die mit dem anderen Format kompatibel ist. Somit wird das durch den MPEG-Decodierer 505 ausgegebene Paket an den Audio-Wiedergabe-Schalter 515 weitergeleitet, und die Header-Parameter werden an den Audio-Video-Decodierer 517 weitergeleitet, der die Header-Parameter liest, um zu bestimmen, ob es sich bei der Nutzlast um Audio oder Video handelt, wobei der Schalter 515 entsprechend gesteuert wird. Wenn es sich um Audiodaten handelt, wird ein paketierter Elementarstrom-Header (PES) erzeugt und durch PES-H-Alignment 520 mit dem anderen bzw. alternativen Format synchronisiert. Wenn es sich bei den Daten oder der Nutzlast um Video handelt, wird der Bild-Startcode (PIC-SC) erzeugt und durch PIC SC-Alignment 530 synchronisiert, um sicherzustellen, dass der PES-Datenkopf mit dem Startcode des alternativen Formats synchronisiert ist. Wenn es sich bei dem Ursprungspaket um ein bereits vorher aus dem anderen Format in MPEG umgesetztes Format handelt, wird der erfasste Bild-Startcode zur Eliminierung von Dummydaten verwendet, die während der vorherigen Umsetzung am Anfang des Bereichs eingefügt wurden. Die Nutzlast, die für eine bestimmte Nutzlast erzeugte Header-Information sowie die aus dem MPEG-Paket extrahierten MPEG-Header werden an die Wiedergabe-Paketierungseinrichtung 530 weitergeleitet.
Ein vereinfachtes Blockdiagramm des Wiedergabe-Paketierers ist in 6 gezeigt. Der MPEG-Bitstrom wird an den TSH/PESH-Decoder 605 weitergeleitet, der den Transportpaket-Header (TSH) und den PES-Header decodiert und bestimmt, ob das Video kopier-geschützt ist. Die DTV-Paketregister-Dateien 610 enthalten die aus dem MPEG-Paket extrahierten Header, die nach der Wiedergabe durch die Digitalkassette-Wiedergabevorrichtung empfangen worden sind, wie SCID, den Bildstartcode, den Audio-PES-Header, PCR, PTS, DTS. Die Paketierungssteuerung 615 bildet die Header 620 und steuert den Multiplex-Mechanismus 625, um somit den Ausgangspaket-Bitstrom zu erzeugen.
7 ist für eine Systemstruktur zur Wiedergabe von Digitaldaten gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung beispielhaft. Die Gemeinsamkeit der Schaltkreisanordnung wird durch einen Vergleich von 4 und 7 veranschaulicht. In einigen Fällen wird die Schaltkreisanordnung auf andere Weise zum Speichern auf Hardware verwendet, wobei das gewünschte Endergebnis erreicht wird. Wie dies nachstehend beschrieben wird, wird der TPFIFO zum Beispiel während des Wiedergabeprozesses von Videodaten verwendet, während der NPFIFO für Audiodaten eingesetzt wird. Durch den Einsatz einer gemeinsamen Schaltkreisanordnung wird eine kostenwirksame, effiziente Vorrichtung zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe von Daten in verschiedenen Formaten vorgesehen. In Bezug auf 7 werden Daten von der digitalen Aufzeichnungsvorrichtung im DCFIFO 703 empfangen und gesteuert durch die DRAM-Steuerung 710 an den Bitstrombereich des DRAM 715 ausgegeben. Danach werden die Daten an den HFIFO 725 weitergeleitet.
Daten werden asynchron über den HBUS 705 zum TSH-Decodierer 735 über den PESH-Decodierer 740 übertragen. Das Ausgangssignal des PESH-Decoders 740 wird an den Schalter 745 und die Paketierungseinrichtung 785 für das alternative Format (AF) zur weiteren Verarbeitung der Daten weitergeleitet. Wenn die Daten insbesondere an eine MPEGkompatible Vorrichtung ausgegeben werden sollen, arbeitet der Schalter 745 derart, dass die Daten in den NPFIFO 730 geladen werden. Wenn die Vorrichtung mit dem alternativen Format kompatibel ist, leitet der Schalter 745 die Daten an den AN-Demultiplexer weiter, der die Audiodaten von den Videodaten trennt. Die Videodaten werden an den Bild-Start-Detektor 760 weitergeleitet, der den Anfang der tatsächlichen Videodaten bestimmt und diese an den TPFIFO 765 und die Paketierungseinrichtung 785 weiterleitet. Die Audiodaten werden an den NPFIFO 730 weitergeleitet. Wenn die Ausführungsform alternativ einen separaten Audio-FIFO 732 aufweist, werden die Audiodaten im AFIFO 732 gepuffert. Der Paketierer 785 bildet die mit dem alternativen Format kompatiblen Header 770, 775 und 780. Die DRAM-Steuerung 710 liest die Puffer 730, 765, 770, 775 und 780 in einer Folge, so dass der Bitstrom zur nachfolgenden Ausgabe an den TBFIFO 720 und die Ausgabevorrichtung erzeugt wird.
Die Vorteile werden realisiert, wenn die in einem anderen bzw. alternativen Format erzeugen Pakete in das MPEG-Format oder aus dem MPEG-Format in ein anderes Format übersetzt werden. Ein Beispiel ist ein anderes Format, welches eine kürzere Länge aufweist als das MPEG-Format. Zusätzlich kann die Header-Information an geringfügig unterschiedlichen Positionen im Paket angeordnet sein. Die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung setzen die Pakete, welche in dem anderen Format empfangen werden, in ein Format um, welches mit dem MPEG-Format kompatibel ist. Aufgrund der fehlenden Kompatibilität können Dummydaten zur Verlängerung der Nutzlast eingefügt werden, wodurch die entsprechende Lage der Header sichergestellt wird. Außerdem können die Header zwischen den Formaten für eine Kompatibilität modifiziert werden. Während der Wiedergabe kann das Format eines Pakets wieder in dessen Ursprungsformat zurück umgesetzt werden, um eine Kompatibilität mit der Anzeige oder anderen Vorrichtungen zu gewährleisten, so dass eine Umwandlung zurück in ein mit dem Ursprungsformat kompatibles Format erfolgt.
Für Daten, deren Ursprung das MPEG-Format ist, ermöglichen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren in ähnlicher Weise die Umwandlung in das andere Format durch Erzeugen der erforderlichen Header-Information und Einfügen von Dummydaten, um die Länge der Pakete im Bedarfsfall zu erweitern.
Die Erfindung wurde oben in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Es ist für den Fachmann aus der obigen Beschreibung offensichtlich, dass zahlreiche alternativen Modifikationen, Abänderungen und Anwendungen möglich sind.

Claims

System (50) zum Erzeugen eines Ausgangdatenstroms in einem vorgegebenen Kompressionsformat von einem Eingangsdatenstrom, der aus Paketen besteht, zur Verwendung bei einer Aufzeichnungseinrichtung (55), wobei das System aufweist: einen Paketdecoder (115) zum Bestimmen, ob das Eingangsdatenpaket im vorgegebenen Kompressionsformat ist; einen ersten Decoder (120), der, wenn der Eingangsdatenstrom im vorgegebenen Kompressionsformat ist, Audio-Videodaten vom Paket extrahiert und Datenkopf- und Audio-/Videoinformation zu einem Schalter (124) und normale Wiedergabevideodaten zu einem Multiplexer selektiv weiterleitet, wobei der erste Decoder außerdem ein erstes Audiosteuersignal an den Schalter (124) ausgibt, wenn die Audio-Videoinformation im vorgegebenen Kompressionsformat Audiodaten aufweist; einen zweiten Decoder (125), der, wenn der Eingangsdatenstrom in einem alternativen Format ist, Audio-Videodaten vom Eingangsdatenpaket extrahiert und Audio-/Videoinformation und Datenkopfinformation zum Schalter (124) und normale Wiedergabevideodaten zum Multiplexer selektiv weiterleitet, wobei der zweite Decoder außerdem ein zweites Audiosteuersignal an den Schalter (124) ausgibt, wenn die Audio-Videoinformation im alternativen Format Audiodaten aufweist; wobei der Schalter (124) die Audioinformation an eine Audioaufzeichnungsschaltung (123) selektiv weiterleitet, um normale Audiowiedergabedaten auf der Basis des ersten Audiosteuersignals oder des zweiten Audiosteuersignals zu erzeugen, wobei der Schalter (124) Videoinformation an einen Paketierer (145) weiterleitet; wobei der Paketierer (145) Datenkopfdaten erzeugt, welche mit dem vorgegebenen Kompressionsformat kompatibel sind, wobei der Paketierer außerdem Dummydaten erzeugt, die im Ausgangspaket enthalten sein sollen, wenn das Eingangsdatenpaket bezüglich der Länge kürzer ist als das Ausgangsdatenpaket; und wobei der Multiplexer (147) gekoppelt ist, Datenkopfdaten, Dummydaten, normale Vieowiedergabedaten und normale Audiowiedergabedaten als Eingangssignal zu empfangen, wobei die Eingangsdaten als Ausgang gemultiplext sind, um das Ausgangsdatenpaket zu bilden.
System nach Anspruch 1, welches eine Trickwiedergabeschaltung (140) aufweist, die zwischen dem Schalter (124) und dem Paketierer (145) gekoppelt ist und ausgebildet ist, die Audio-Videoinformation zu empfangen und einen Trickwiedergabe-Datenkopf, der zum Paketierer geliefert wird, und Trickwiedergabedaten zu erzeugen, die zum Multiplexer geliefert werden, so dass die Trickwiedergabe-Datenpakete als Ausgangspakete selektiv gebildet werden.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Paketierer (145) die Datenkopfinformation, die als die Datenkopfdaten empfangen werden, die an den Multiplexer (147) ausgegeben werden, wenn das Eingangsdatenpaket im vorgegebenen Kompressionsformat ist, weiterleitet.
System (50) zum Erzeugen eines Ausgangsdatenstroms in einem alternativen Format von einem Eingangsdatenstrom, der aus Paketen in einem vorgegebenen Kompressionsformat besteht, zur Verwendung in einer Wiedergabeeinrichtung (55), wobei das System aufweist: einen Audio-Videodecoder (505) zum Decodieren des Datenkopfs und zum Ausgeben eines ersten Steuersignals, welches anzeigt, ob das Paket Audiodaten oder Videodaten aufweist; einen Schalter (515), der gekoppelt ist, um das erste Steuersignal zu empfangen, wobei der Schalter das Eingangspaket an eine Audiosynchronisationsschaltung oder eine Videosynchronisationsschaltung selektiv ausgibt; wobei die Audiosynchronisationsschaltung (520) einen Datenkopf erzeugt, der kompatibel ist mit, und die Audiodaten in einer Weise synchronisiert, die mit dem alternativen Format kompatibel sind und den Datenkopf und die Daten an den Wiedergabe-Paketierer ausgibt; wobei die Videosynchronisationsschaltung (525) einen Bildstartcode erzeugt und die Videodaten in einer Weise synchronisiert, die mit dem alternativen Format kompatibel sind und den Datenkopf und die Daten an den Wiedergabe-Paketierer ausgibt; wobei der Wiedergabe-Paketierer (530) einen Ausgangsdatenstrom von Paketen erzeugt, der mit dem alternativen Format kompatibel ist.
System nach Anspruch 4, welches außerdem aufweist: einen zweiten Decoder (517) zum Decodieren eines Datenkopfs eines Eingangspakets und zum Ausgeben eines zweiten Steuersignals, welches das Format des Eingangspakets zeigt; und einen zweiten Schalter, der gekoppelt ist, das Eingangspaket zu empfangen, und mit dem ersten Schalter und einem Ausgang selektiv gekoppelt ist, wobei der zweite Schalter ausgebildet ist, den Eingang mit dem Ausgang zu koppeln, wenn das Format der Eingangspakete im alternativen Format ist.
System nach Anspruch 4 oder 5, wobei der zweite Decoder (517) außerdem ein Eingangssignal als eine Indikation des Formats empfängt, welches mit der Wiedergabeeinrichtung kompatibel ist, wobei der zweite Decoder ein zweites Steuersignal auf der Basis des Formats des Eingangspakets ausgibt, und des Formats, welches mit der Wiedergabeeinrichtung kompatibel ist.
Verfahren zum Wiedergeben von Video in einem alternativen Format, welches folgende Schritte aufweist: Empfangen eines Wiedergabe-Datenstroms, der mehrere Pakete in einem vorgegebenen Kompressionsformat aufweist; für jedes Paket: Decodieren des Datenkopfs, um zu bestimmen, ob das Paket Audiodaten oder Videodaten aufweist; wenn das Paket Audiodaten aufweist: Erzeugen eines Datenkopfs, der kompatibel ist mit, und Synchronisieren der Audiodaten in einer Weise, die mit dem alternativen Format kompatibel sind; und wenn das Paket Videodaten aufweist: Erzeugen eines Bildstartcodes und Synchronisieren der Videodaten in einer Weise, die mit dem alternativen Format kompatibel sind; und Erzeugen eines Ausgangsdatenstroms von Paketen, der mit dem alternativen Format kompatibel ist.