JP4690965B2 - データ記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、データ記録再生装置に関する。

従来、例えばＭＰＥＧ−２システムでは、符号化ストリームがトランスポート・ストリーム（TS; Transport Stream）のパケットに多重化されて伝送されている。

このＭＰＥＧ−２のＴＳは、ＴＳパケットと称される１８８バイトの固定長のパケットを配列したものであり、ビデオ情報及びオーディオ情報を構成するビット・ストリームの種類を示す属性情報、ビット・ストリーム、及びメディア間の同期をとるためのプログラム時刻基準参照値（PCR; Program Clock Reference）と称される基準クロック情報などがＴＳパケットによって伝送される。このＴＳパケットを受信した復号側では、ＰＣＲに基づいて制御信号としてのシステム・タイム・クロック(STC; System Time Clock）を生成し、送信側の符号装置のクロックと受信側の復号装置のクロックとの間の同期をとっている。この受信側において、ＴＳパケットを記録して再生する場合には、受信して再生する場合と同様にＳＴＣを用いて同期を取る必要があるが、再生に必要となるＴＳパケットのみを抽出して記録すると、これらＰＣＲとＳＴＣとの関係が崩れてしまい、記録時の再生クロックを復元することができない。

このような問題に鑑みて、例えば、特許文献１では、ＴＳパケットの到着時刻を記録し再生タイミングを復元するデータ記録再生装置に関する技術が開示されている。
特許第３５９２１８６号公報

しかしながら、特許文献１のデータ記録再生装置では、ＴＳパケットの入力タイミングを制御する必要がある為、処理遅延により復元精度が低下してしまう。

本発明の目的とするところは、ＳＴＣのクロック制御に関する情報を保存し、当該情報を用いて再生クロックを制御することで、記録時の再生クロックを復元することにある。

本発明の一つの観点に従い、トランスポート・ストリーム・パケットからプログラム時刻基準参照値、オーディオ情報及びビデオ情報を分離する分離部と、上記オーディオ情報及びビデオ情報の出力時刻を定めるカウンタと、上記分離部から転送されたプログラム時刻基準参照値を受けて、当該プログラム時刻基準参照値と上記カウンタのシステム・タイム・クロックとを比較し、その差分を制御信号として出力する比較部と、上記制御信号に基いて上記カウンタのクロック周波数を制御すると共に、当該制御に係る制御パラメータ及び制御タイミングの情報を出力するカウンタ制御部と、上記制御パラメータ及び制御タイミングの情報を含むシステム・タイム・クロック・パケットを生成し出力する記録再生処理部と、上記トランスポート・ストリーム・パケット及び上記システム・タイム・クロック・パケットを記録する記録部と、を具備し、上記システム・タイム・クロック・パケットを、上記プログラム時刻基準参照値を有するトランスポート・ストリーム・パケットの前段に記録することを特徴とするデータ記録再生装置が提供される。

本発明によれば、ＳＴＣのクロック制御に関する情報を保存し、当該情報を用いて再生クロックを制御することで、記録時の再生クロックを復元することを可能とするデータ記録再生装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。

図１には本発明の実施の形態に係るデータ記録再生装置の構成を示し説明する。

同図に示されるように、この実施の形態に係るデータ記録再生装置は、受信したＴＳパケットを記録、再生するものであり、受信部１、分離部２、比較部３、カウンタ４、デコーダ５、記録再生処理部６、カウンタ制御部７、記録部８、出力部９を備えている。

このような構成において、記録時においては、受信部１は、ネットワークを介して送信されてきたＴＳパケットを受信し、分離部２に転送する。分離部２は、この転送されたＴＳパケットからプログラム時刻基準参照値（PCR; Program Clock Reference）、オーディオ情報及びビデオ情報を分離し、オーディオ情報及びビデオ情報はデコーダ５に転送し、ＰＣＲは比較部３に転送する。また、ＴＳパケットを記録再生処理部６に転送する。

比較部３は、ＰＣＲとカウンタ４のＳＴＣ（System Time Clock）を比較し、その差分を制御信号としてカウンタ制御部７に転送する。カウンタ制御部７は、この制御信号（ＰＣＲとＳＴＣの差分）に応じてカウンタ４のクロック周波数を制御すると共に、制御パラメータ及び制御タイミングの情報を記録再生処理部６に転送する。

記録再生処理部６は、カウンタ制御部７の制御パラメータ及び制御タイミングに基づいて、ＳＴＣのクロック制御に関する制御情報（制御タイミングや制御パラメータ）を含むＳＴＣパケットを生成し、ＴＳパケットと共に記録部８に転送する。

こうして、記録部８は、このＴＳパケット及びＳＴＣパケットを記録する。

この記録の様子は、図２に示される通りである。

即ち、図２上段に示されるように、ネットワークを介して入力されるＴＳパケットストリームは、１８８バイトの固定長のＴＳパケットが配列されており、ＰＣＲもＴＳパケットにより伝送される。一般には、図２中段に示されるように、記録・再生時にはバッファ制御用のＴＳパケットは削除されて必要なＴＳパケットのみが記録される。

この実施の形態では、必要なＴＳパケットのみを記録すると、ＰＣＲとＳＴＣとの関係が把握できなくなることに鑑みて、図２下段に示されるように、ＰＣＲを有するＴＳパケットの前段に１８８バイトのＳＴＣパケットを挿入する。ＳＴＣパケットは、ＰＣＲを有するＴＳパケットで行った制御タイミングや制御パラメータを有する。

この制御パラメータとしては、クロックジェネレータとしての電圧制御水晶発信器（VCXO; Voltage-Controlled Crystal Oscillator）の制御電圧や、分周回路の分周比等があり、クロックジェネレータの構成により制御パラメータは異なる。

尚、ＳＴＣパケットは、前述した１８８バイトには限定されない。

また、ＳＴＣパケットの挿入位置についてもＰＣＲを有するＴＳパケットの前段でなくてもよく、別ファイルに記録してもよい。或いは、ＰＣＲを有するＴＳパケットの検出位置である制御パラメータの変化点に加えて固定周期でＳＴＣパケットを挿入してもよい。

ここで、ＳＴＣパケットの構成例は、図３に示される通りである。

ＳＴＣパケットは、ＳＴＣパケットヘッダとデータ部とで構成されており、当該データ部には、ＳＴＣの制御タイミングと制御パラメータとが少なくとも格納される。

一方、再生時においては、分離部２は、記録部８からＴＳパケット及びＳＴＣパケットを読み出し、分離処理を行う。この分離されたＴＳパケット、ＳＴＣパケットは記録再生処理部６に転送される。記録再生処理部６は、ＳＴＣパケットの制御パラメータをカウンタ制御部７に転送し、制御タイミングを比較部３に転送する。この読み出されるパケットの様子は、先に図２下段に示した通りである。次いで、比較部３は、転送されたＳＴＣパケットの制御タイミングとカウンタ４のＳＴＣとを比較し、その比較結果に基づいてカウンタ制御部７に制御パラメータの設定タイミングを通知する。

カウンタ制御部７は、この通知を受けると、当該設定タイミングに従って制御パラメータを更新し、この制御パラメータに応じてカウンタ４のクロック周波数を制御する。これにより、記録時と同一のＳＴＣ制御タイミングで同一のＳＴＣ制御パラメータを用いたＳＴＣ制御が可能となり、記録時の再生クロックを復元することが可能となる。

デコーダ５では、オーディオ情報及びビデオ情報を復号し、出力部９に送る。出力部９では、前述したようにして記録時の再生クロックが復元されたカウンタ４の値と出力時刻を比較し、その結果に基づいて所定のタイミングで映像或いは／及び音声を出力する。例えば符号化された映像情報が分離部２よりデコーダ５に転送された場合には、当該デコーダ５において映像情報が復号され、この復号された映像と表示時刻の情報が出力部９に転送される。そして、出力部９は、当該表示時刻とカウンタ４の時刻とを比較することで定まる所定の表示タイミングで当該映像を表示することになる。

なお、上記出力時刻は一般的にＰＴＳ（Presentation Time Stamp）と呼ばれ、オーディオ情報およびビデオ情報の属性情報として設定されるものである。更に、上記説明では、出力部９がカウンタ４の値と出力時刻との比較を行って再生を制御するとしているが、デコーダ５がカウンタ４の値と出力時刻とを比較してデコードのタイミングとして用いることもある。

以下、図４のフローチャートを参照して、本実施の形態に係るデータ記録再生装置による記録時の処理手順について更に詳細に説明する。

受信部１は、ネットワークを介して送信されてきたＴＳパケットを受信すると、当該ＴＳパケットを分離部２に転送する（ステップＳ１）。分離部２は、この転送されたＴＳパケットが再生対象のＴＳパケットであるか否かを判断する（ステップＳ２）。

ここで、再生対象のＴＳパケットであると判断した場合には、分離部２は、当該ＴＳパケットがＰＣＲを保持しているか否かを判断する（ステップＳ３）。

このステップＳ３において、ＴＳパケットがＰＣＲを保持していると判断した場合、分離部２は当該ＰＣＲを比較部３に転送する。すると、比較部３は、このＰＣＲとカウンタ４のＳＴＣとの差分に基づく制御信号を生成し、カウンタ制御部７に転送する。カウンタ制御部７は、このＰＣＲとＳＴＣの差分に基づく制御信号に応じてカウンタ４のクロック周波数を制御すると共に、ＳＴＣのクロック制御に関する制御情報（制御タイミングや制御パラメータ）を記録再生処理部６に転送する（ステップＳ４）。

次いで、記録再生処理部６は、ＳＴＣのクロック制御に関する制御情報（制御タイミングや制御パラメータ）を含むＳＴＣパケットを生成し、記録部８に記録する（ステップＳ５）。そして、上記ステップＳ２で再生対象のＴＳパケットでないと判断した場合、上記ステップＳ３でＴＳパケットがＰＣＲを保持していないと判断した場合、及び上記ステップＳ５でＳＴＣパケットを記録した後、記録再生処理部６は、当該ＴＳパケットを記録部８に記録し（ステップＳ６）、一連の処理を終了する。

次に、図５のフローチャートを参照して、本実施の形態に係るデータ記録再生装置による再生時の処理手順について更に詳細に説明する。分離部２は、記録部８からパケットを読み出し（ステップＳ１１）、当該パケットがＳＴＣパケットであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。ここで、ＳＴＣパケットであると判断した場合には、その制御情報に含まれる制御タイミングまで、その後の分離処理を停止して待機する（ステップＳ１３）。

続いて、記録再生処理部６は、ＳＴＣパケットの制御パラメータをカウンタ制御部７に転送し、制御タイミングを比較部３に転送する。比較部３は、転送されたＳＴＣパケットの制御タイミングとカウンタ４のＳＴＣとを比較し、その比較結果に基づいてカウンタ制御部７に制御パラメータの設定タイミングを通知する。カウンタ制御部７は、この通知を受けると、当該設定タイミングに従って制御パラメータを更新し、この制御パラメータに応じてカウンタ４のクロック周波数を制御する（ステップＳ１４）。

こうして、再現された記録時の再生クロックに従い、デコーダ５により映像或いは／及び音声情報を復号して出力部９より出力し（ステップＳ１６）、処理を終了する。

一方、ＳＴＣパケットでないと判断した場合には、分離部２はＴＳパケットの分離処理を行い（ステップＳ１５）、デコーダ５により映像或いは音声情報を復号して出力部９より出力し（ステップＳ１６）、処理を終了する。

以上説明したように、本発明の一実施の形態に係るデータ記録再生装置では、再生時においては、比較部３がＰＣＲとカウンタ４のＳＴＣとを比較し、その差分を制御信号としてカウンタ制御部７に出力し、当該カウンタ制御部７がこの制御信号に基いて上記カウンタ４のクロック周波数を制御すると共に当該制御に係る制御パラメータ及び制御タイミングの情報を出力し、記録再生処理部が上記制御パラメータ及び制御タイミングの情報を含むＳＴＣパケットを生成し出力し、記録部８が上記ＳＴＣパケットを、上記ＰＣＲを有するＴＳパケットの前段に記録する。そして、再生時には、記録再生処理部６が、上記ＳＴＣパケットの制御パラメータをカウンタ制御部７に転送し、制御タイミングを比較部３に転送し、この比較部３が、当該制御タイミングとカウンタ４のＳＴＣとを比較し、その比較結果に基づいてカウンタ制御部７に制御パラメータの設定タイミングを通知し、カウンタ制御部７が、この通知された設定タイミングに従って制御パラメータを更新し、この制御パラメータに応じてカウンタ４のクロック周波数を制御する。このように、本実施の形態に係るデータ記録再生装置では、ＳＴＣの制御情報をＴＳパケットと共に記録するので容易に記録時の再生クロックを再現することができる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。

本発明の一実施の形態に係るデータ記録再生装置の構成図である。 ＴＳパケットの記録・再生について説明する概念図である。 ＳＴＣパケットの構成例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係るデータ記録再生装置による記録時の処理手順について更に詳細に説明するフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係るデータ記録再生装置による再生時の処理手順について更に詳細に説明するフローチャートである。

符号の説明

１…受信部、２…分離部、３…比較部、４…カウンタ、５…デコーダ、６…記録再生処理部、７…カウンタ制御部、８…記録部。

Claims (3)

1. トランスポート・ストリーム・パケットからプログラム時刻基準参照値、オーディオ情報及びビデオ情報を分離する分離部と、
   上記オーディオ情報及びビデオ情報の出力時刻を定めるカウンタと、
   上記分離部から転送されたプログラム時刻基準参照値を受けて、当該プログラム時刻基準参照値と上記カウンタのシステム・タイム・クロックとを比較し、その差分を制御信号として出力する比較部と、
   上記制御信号に基いて上記カウンタのクロック周波数を制御すると共に、当該制御に係る制御パラメータ及び制御タイミングの情報を出力するカウンタ制御部と、
   上記制御パラメータ及び制御タイミングの情報を含むシステム・タイム・クロック・パケットを生成し出力する記録再生処理部と、
   上記トランスポート・ストリーム・パケット及び上記システム・タイム・クロック・パケットを記録する記録部と、
   を具備することを特徴とするデータ記録再生装置。
2. 上記システム・タイム・クロック・パケットを、上記プログラム時刻基準参照値を有するトランスポート・ストリーム・パケットの前段に記録することを更に特徴とする請求項１に記載のデータ記録再生装置。
3. 再生時においては、
   上記記録再生処理部が、上記システム・タイム・クロック・パケットの上記制御パラメータを上記カウンタ制御部に転送し、上記制御タイミングを上記比較部に転送し、
   上記比較部が、当該制御タイミングと上記カウンタのシステム・タイム・クロックとを比較し、その比較結果に基づいて上記カウンタ制御部に上記制御パラメータの設定タイミングを通知し、
   上記カウンタ制御部が、この通知された設定タイミングに従って制御パラメータを更新し、この制御パラメータに応じて上記カウンタのクロック周波数を制御する、
   ことを更に特徴とする請求項１に記載のデータ記録再生装置。

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