专利名称：数字信息信号在记录载体上的记录的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个用于将数字信息信号记录在记录载体上的装置，该数字信息信号包括信息分组的串行数据流，信息分组包括分组标识与一个或多个节目的信息部分，具有相同分组标识的分组属于同一节目，该装置包括(a)用于接收数字信息信号的输入装置，(b)用于将数字信息信号处理成便于在记录载体上记录的记录信号的信号处理装置，(c)用于将记录信号写入记录载体的写装置，该装置还包括用于记录数字信息信号的方法。开篇定义的装置在WO 96/30.905，文献D1中已公布，文献D1见文后相关文件列表中。
数字信息信号可以是MPEG传输流格式，它包括在传输流中不规则出现的分组。
相关文件列表中的文件D5,ISO/IEC 13.818-1国际标准，第一部分，“系统”，包括用于传输多个节目，用于广播目的或者用于通过电缆网传输的数据流的描述。每个节目包括一个或多个数据压缩的数字视频信号，以及一个或多个相应数据压缩的音频信号。在传输流中的每个传输分组包括188个字节的信息。
在MPEG串行数据流中的分组，除了“系统信息”以外，包括一类信息，即，视频信号的一部分，或音频信号的一部分，或数据信号的一部分。一个分组只包括经MPEG串行数据流传输的一个视频信号或一个音频信号或一个数据信号的信息。
对采用记录到记录载体或从记录载体复现这种形式的MPEG信息信号的传输，需要采取特殊的方法，以实现这种传输。
在相关文件列表中，专利申请WO 96/30.905，文件(D1),WO 95/27.978(PHN 14.818)，文件(D3)WO 95/27977(PHA 21.886)，文件(D4)描述了各种用于实现MPEG信息信号的记录与复现的措施。
更一般地说，一个完整的MPEG信息信号的记录是不太可能的，因为与记录媒体的带宽相比，MPEG信息信号的数据率太高了。因此，上述文件(D1),D3,D4公布了从用于记录的MPEG串行数据流中选取一个节目，即，一个视频信号与相应的音频信号。因而通常，传输分组随时间变化不规则地被选取。记录与复现完分组之后，为了保留被选取的相继分组之间的时间关系，更早一些的文件中描述了在每个记录的分组中插入时间信息(或“时间标记”)的方法。在复现时，相继分组的时间关系也能用时间标记来获得。
更具体地说，文件(D1)公布了对应于从串行数据流中的分组检测的时钟参考信号产生时间标记。这些时钟参考信号，在上述ISO/IEC标准，文件(D5)中定义为“节目时钟参考”(PCR)，它在MPEG数据流中出现(通常是不规则的)，该时钟参考信号从数据流中取出后，与包含在记录装置中的由27MHZ时钟计时的计数器的计数值相比较，以便通过控制27MHZ时钟的时钟频率来与该计数器同步。该时钟还记录另一个计数器，此计数器产生组合到相应分组的时间标记。
本发明目的是提供一种记录多个节目的记录装置，其中每个节目包含一个视频信号及相应的音频信号。
按照本发明，在开篇定义的记录装置其特征在于检索(retrieval)装置用于(d)检测信息分组的串行数据流中是否存在时钟参考信号，(e)从检测到时钟参考信号的第一个分组中检索分组标识，并且将从该分组中检索出的分组标识存入存储器中，(f)然后从那些分组标识与存储器中存储的分组标识相同的分组中检索时钟参考信号，(g)从那些分组标识与存储器中存储的分组标识相同的分组中的时钟参考信号最近一次出现开始监视时间间隔，(h)当该时间间隔超过预定的时间间隔时返回第(d)步。
本发明是基于这样一种识别，即为了记录一个包含视频信号及相应的音频信号的节目，包含对应于此视频信号及相应的音频信号的信息分组可以通过包含在数据流中的节目定位表(PAT)来找到。节目定位表包含在MPEG传输流中的分组中。该分组的分组标识(PID)是一个特定值(PID=0)。对于每个包含在传输流中的节目，节目定位表包含一个指向具有特定PID值的分组的指针向量。那些分组包含了该节目的节目映射表(PMT)。节目映射表其中包含了那些分组的分组标识的值，所述那些分组包含该节目的节目时钟参考信号。以这种相当复杂的方式，节目时钟参考信号可以在MPEG流中定位，并由此恢复。
按照本发明，为了记录多个节目，可以实行一种更为简单的检测节目时钟参考信号的方式，即不用节目定位表和节目映射表，而是简单地通过检查每个经过的分组中是否存在节目时钟参考信号。为记录选取的节目的其中一个节目时钟参考信号将会被选择，即那个被首先检测到的节目时钟参考信号。因此，在节目记录期间，为产生时间标记而选择的节目时钟参考信号是对应于为了记录而选择的节目的节目时钟参考信号中的任意一个。
本发明的此部分与其他部分将参考在附图描述的实施方案来进一步描述，其中
图1所示为随时间变化的被记录的信息信号，它包含随时间变化不规则出现的分组，图2所示为在MPEG数据流中的一个分组的内容，图3所示为另一个分组的内容，该分组包含一个适配域，适配域中有PCR信号，图4所示为记录装置的图示实施方案图5所示为用于检索PCR值的方法的流程图，图6所示为记录装置的检索单元的更精细的实施方案。
图1所示为MPEG编码的数字传输流的串行数据流，是为在记录载体上记录而选取的，图2所示为包含在串行数据流中的一个分组的内容。每个分组包含188个字节的信息。每个分组包含一个4字节的分组头部分，表示为“HDR”，和一个184字节的数据域，表示为“DATA”，数据域用于存储数字视频信号或数字音频信号的信息的一部分，或用于存储数据。一个分组包含视频信号或音频信号或数据信号中的一类信号的信息。分组头部分还包含表示为“SYNC”的同步字和分组标识号(PID)，见图2。分组标识(PID)识别包含在分组中的信息的类型。具有相同PID的分组包含同一个信息流。分组头部分HDR还包含一个2比特的适配域控制字，表示为“AFC”。当AFC的值等于“01”时，分组如图2所示。当AFC的值等于“11”时，分组如图3所示。图2中184字节的数据域被分成表示为“AF”的一部分，即所谓的适配域，和仍表示为“DATA”的另一部分，数据域用于存储数字视频信号或数字音频信号的信息的一部分，或用于存储数据。当AFC的值等于“10”时，分组中只有适配域，没有数据域。
适配域的长度是可变的。因此，适配域包含一个字AFL，它指示适配域的长度。适配域长度字AFL是适配域的第一个字节。而且，适配域AF包含一个标志，表示为“PCR”(节目时钟参考标志)，位于适配域中规定的固定位置。PCR标志为1比特字，其中值为“0”意味着在适配域中没有节目时钟参考信号，值为“1”意味着在适配域中有节目时钟参考信号。如果PCR标志=“1”，一个42比特的节目时钟参考信号，在图3中表示为“PCR信号”，存在于分组的适配域部分的指定固定位置。
如图1中(a)所示的随时间变化的数据流，只包含一个(或多个)从入口MPEG传输流中选取的节目，它用于在后面描述的记录装置中记录到记录载体上。数据流包括分组P1,P2,P3,…，分组的PID值在图1(a)中给出，位于该分组上面。如图所示，分组P1的PID值为110，分组P2的PID值为112，分组P3的PID值为101，等等。
图1中(b)到(e)所示为包含在图1(a)的数据流中的不同节目的数据流。在本例中，有两个节目，每个都有两个数据流。第一个节目包含PID值为110和112的分组的数据流，第二个节目包含PID值为101和103的分组的数据流。PID值为110的分组的数据流为视频信号的数据流。PID值为112的分组的数据流为相应的音频信号的数据流。PID值为101的分组的数据流为视频信号的数据流。PID值为103的分组的数据流为相应的音频信号的数据流。视频信号的数据流具有自己的节目时钟参考信号，一般是不规则的，存储在各自数据流中的某些分组中。
在图1(a)中，包含节目时钟参考信号的那些分组用“x”指示出。因此，分组P3和P10包含由PID=101表示的节目的PCR信号，分组P7和P16包含由PID=110表示的节目的PCR信号。
图4所示为记录装置的图示性实施方案。该装置包括一个输入端10，用于接收图1(a)所示的数据流。输入端与信号组合单元12的第一输入相连，也与检索单元14的一个输入相连。检索单元14用于从图1(a)所示的串行数据流的分组中检索PCR信号。检索到的PCR信号，经检索单元的输出28，输出到可控开关S的“a”端。存储器26与检索单元14相连，可以用于存储PID值。另外，定时器30可用于协调检索单元14，在后面会清楚地描述。
开关S的“c”端与计数器20的输入相连。计数器20的42比特的输出21与比较器16的第二输入相连。比较器16的输出与可控振荡器22的控制输入相连，可控振荡器22最好在平均为27MHZ的频率下工作。振荡器22的输出与计数器20和24的时钟输入相连。计数器24有一个22比特宽的输出与信号组合单元12的第二个输入相连。信号组合单元12的输出与写单元18的输入相连。写单元18在技术领域是众所周知的，不需进一步解释。计数器产生分组的时间标记，该时间标记在信号组合单元12中与相应的分组组合。另外，其中还有一个中央处理单元84，用于控制开关S的位置。
在检索单元14中的PCR信号的检索的进一步的描述将在下面给出。检索单元14查看分组的分组头部分HDR是否存在AFC字。如果检索单元14检测到一个AFC字等于“10”或“11”的分组，它就知道在该分组中存在适配域。然后查看适配域中PCR标志的值。如果PCR标志的值为“1”，就可知在适配域AF中存在PCR信号。然后，为了给它的输出28提供PCR信号，它要从分组中检索PCR信号，而且还要检索该分组的分组头部分的PID值，并将PID值存储在存储器26中。在处理过程中的这一步骤期间，开关S切换到位置a-c上。因此，检索到的PCR信号提供给计数器20，并存储在其中，以便设定计数器为等于PCR值的计数值。
接着，检索单元14切换到一种模式下，在这种模式下，对PCR信号的搜寻只限于对PID值与存储在存储器26中的PID值相等的分组。在此模式下，开关S切换到a-b。当找到这样的分组，并且此分组还包含PCR值，该值就由分组中检索出，并经输出28提供给比较器16，比较器16将PCR值与计数器21提供的计数值进行比较，产生对应于两值之差的控制信号。控制信号通过使振荡器减速或者加速来控制振荡器，以便使提供给比较器16的第二输入的PCR值与由计数器20提供给比较器16的第一输入的计数值一致。
定时器30测量从由检测单元14最后一次检测到PCR值开始所经历的时间间隔的长度。当由定时器测量的时间间隔超过预定的时间间隔时，检索单元14切换到它的最初检测模式，在这种模式下所有的分组都要被检查看是否存在PCR值，而开关s切换到位置a-c。
返回图1，假设记录开始于时刻t=t1。检索单元14查看分组P1中是否存在PCR值，结果没发现PCR值。接着，查看分组P2是否存在PCR值，又没发现PCR值。接着，在分组P3发现PCR值。等于101的PID值被存储在存储器26中。而且，PCR值在它的输出28输出，当开关S位于a-c时，PCR值提供给了计数器20，以便将计数器20的计数值设为与PCR值一致的计数值。
检测单元14不检索分组P7中的PCR值，因为它的PID号与存储器26中存储的PID不相同。当在输入端10接收到分组P10时，检索单元14检测到与存储在存储器26中的PID号相等的PID号，然后取出存储在该分组中的PCR信号，并将此PCR信号提供给其输出28。当开关S位于a-b时，比较器16将刚取出到的PCR值与计数器20提供的计数值相比较，产生一个控制信号，来控制振荡器22的频率。
因此，对应于PID号101,103,110和112，利用时间标记就实现了不同的数据流的记录，此时间标记是根据从具有PID号101的数据流中检索到的PCR信号来产生的。
现假设记录开始于时刻t=t2。检索单元14查看分组P5中是否存在PCR值，结果没发现PCR值。接着，查看分组P6是否存在PCR值，又没发现PCR值。接着，检索单元14在分组P7中发现了PCR值。等于110的PID值被存储在存储器26中，PCR值在它的输出28输出，并经开关S提供给计数器20，以便将计数器20的计数值设为与PCR值一致的计数值。检测单元14不检索分组P10中的PCR值，因为它的PID号与存储器26中存储的PID不相同。当在输入端10接收到分组P16时，检索单元14检测到与存储在存储器26中的PID号相等的PID号，然后检索存储在该分组中的PCR信号，并将此PCR信号提供给其输出28。PCR值送到比较器16的第二输入，并在此与计数器20的计数值相比较。由比较器20产生的相应的控制信号来控制振荡器22的频率。
因此，对应于PID号101,103,110和112，利用时间标记就实现了不同的数据流的记录，此时间标记是根据从具有PID号110的数据流中检索到的PCR信号来产生的。
由此，可以得出结论根据记录开始的时刻，那个在数据流中包含PCR信号的第一个数据流被选取用于检索PCR信号。
还可能出现这样的现象，即一个节目终止了，并且不再包含在提供给输入端10的传输流中。如果此节目包含检索到PCR值的数据流，那么在传输流中节目终止后，同步会失去一段时间。因此，定时器30就可以用了。定时器30在用于获得PCR信号的节目中测量自从最后一次出现PCR信号开始的时间间隔。如果该时间间隔超过预定的时间间隔，此装置就切换到初始模式，在此模式下，传输流的所有分组都要被检查看是否存在PCR信号。
图5所示为检测PCR信号的方法的流程图。在方框50中，开始对如图1(a)所示的传输流记录。图5方框52中，一个分组输入到检索单元14。检索单元14查看分组中是否存在PCR信号，如不存在，节目返回到方框52，再输入下一个分组。如果PCR信号存在，这一流程见方框54，在方框56中，包含在分组中的PID值被检索，并且在方框58中，将PID值存储在存储器26中。进一步，在方框60中，PCR值从分组中检索出来。在方框62中，下一个分组被输入。如果此分组中存在PCR值，见方框64，而且该分组的PID值与存储在存储器中的PID值相等，见方框66,PCR信号从分组中检索出来，见方框60。如果分组中无PCR值，见方框64，或者如果PID值与存储在存储器中的PID值不相等，节目返回方框68。
如果自从最后一次出现PCR信号开始的时间间隔T超过预定的时间间隔T0，见方框68，这是假设检索到PCR信号的节目不在传输流中，因此节目要经路径70返回到初始模式，到达包括方框52和54的回路中，在回路中，所有分组都要被检查看是否存在PCR值。如不存在，节目通过输入下一个分组继续从方框68到方框62。
图6所示为记录装置中的检索单元14更精细的版本。检索单元14包括一个存储器80，该存储器有一个输入与检索单元14的输入27相连。存储器的形式是移位寄存器，其中至少可以存储分组的分组头部分，在图6中，存储顺序与图2和3所示的分组顺序相反的。存储器80的输出可以是不同的并行输出。存储器的后8个存储位置可以构成第一输出82，它与中央处理单元CPU84的一个输入相连。存储器80的第二输出是输出86，它与比较器88和存储器26的相应输入相连。存储器26的输出与比较器88的第二输入相连。存储器80的第三输出90与第一检测器92的输入相连。第四输出94与第二检测器96的输入相连。存储器80的另外一个输出98与检索单元14的输出28相连。
检测器92和96的输出与“与”(AND)电路100的相应输入相连，“与”(AND)电路100的输出分别与CPU84的控制输入102和存储器26的控制输入104相连，还与输出106相连。开关108由CPU84的控制信号来控制，它位于“与”(AND)电路100的输出和存储器26的控制输入104的连接中。比较器88的输出与CPU84的输入112相连。而且，定时器30也与CPU84相连。定时器的输出与比较器120的一个输入相连，比较器120的第二输入接受与预定时间间隔T对应的值。时间间隔T可以选取为100毫秒。比较器120的输出与CPU的一个控制输入122相连。
此检索单元的功能如下。一开始记录，CPU就按指令在输出110产生控制信号，并将控制信号发送到开关108使其闭合。当由输入27接收到的第一个分组的分组头部分完全移入存储器80，而且同步字存入存储器80的后8比特位，由于该8比特位置与同步字相等，因此，CPU84就可以检测存储在该8比特位的字节。如果是这样，这意味着在存储器80的输出86可以获得分组的PID值，在输出90可以获得AFC字。如果分组包含适配域，这进一步意味着在存储器80的输出94可以获得PCR标志，如果该标志等于“1”，在输出98可以获得PCR信号。
一旦在输出82检测到同步字，CPU就发指令给检测器92，令其检查AFC字是否等于“10”或“11”。如果等于，这意味着分组中存在适配域，寄存器92在其输出产生一个控制信号。而且，CPU指示寄存器96检查PCR标志是否等于“1”。如果等于，这意味着适配域包含PCR信号，检测器96在其输出产生一个控制信号。一旦在两个输入都接收到控制信号，“与”(AND)电路100就在其输出产生一个控制信号。一旦接收到控制信号，存储器26存储PID值，该PID值在存储器中作用于存储器26的输出上。而且，与此控制信号相对应，CPU在其输出110也产生控制信号，以使开关108打开。并且，经输出106，计数器20被控制，使其在检索单元14的输出28接收PCR信号，该信号经开关S送到计数器20，见图4。
一旦接收到下一个分组，并将此分组的分组头存储在存储器80中，存储在该分组中并送往比较器88的PID值就与存储在存储器26的PID值相比较。如果不一致，比较器为CPU84的输入112提供一个控制信号，与此对应，CPU使检测器92和96不工作。直到两个PID值一致，比较器88产生另一个控制信号，并提供给CPU。而且，与此对应，CPU使检测器92和96开始工作，以便当AFC字等于“10”或“11”，而且PCR标志等于“1”时，它们可以产生控制信号。如果两个控制信号都出现，“与”(AND)电路100又产生一个控制信号，并提供给输出106，因此，与此控制信号对应，在输出28的PCR信号可以被提供给比较器16的第二输入，见图4。
对应于PCR值的检测，从具有PID值与存储在存储器26中的PID值相等的分组中的PCR值最后一次出现开始，定时器30启动并测量时间。如果定时器30测量的时间间隔超过时间间隔T0，比较器120在其输出产生一个控制信号。与此控制信号对应，CPU又闭合开关，开始搜索下一个PCR值，解释同上。
尽管本发明是参考优选实施方案来描述的，但并不限于此例。因此，只要不偏离在权利要求中定义的本发明的范围，不同的改动对那些技术领域熟练的人都是很明白的。作为例子，本发明结合时间标记的产生来描述。然而，PCR值的选取和检测也可用于其它目的，例如用于将磁带伺服系统固定到传输流中的PCR值上。
而且，本发明在于它的每一个新的特征或特征的组合。
相关文件(D1)WO 96/30.905，对应于美国序号第08/622,508(PHN15.260)号(D2)WO 97/2562，对应于美国序号第08/674,520(PHN 15.368)号(D3)WO 95/27.978，对应于美国序号第08/225193和第08/709,502(PHN 14.818)号(D4)WO 95/27977，对应于美国序号第08/253,535和08/744159(PHA21.886)号
(D5)ISO/IEC 13.818-1国际信息技术标准-运动图象及其音频的通用编码系统
权利要求
1.一个用于将数字信息信号记录在记录载体上的装置，该数字信息信号包括信息分组的串行数据流，信息分组包括分组标识与一个或多个节目的信息部分，具有相同分组标识的分组属于同一节目，该装置包括(a)用于接收数字信息信号的输入装置，(b)用于将数字信息信号处理成便于在记录载体上记录的记录信号的信号处理装置，(c)用于将记录信号写入记录载体的写装置，其特征在于检索装置用于(d)检测信息分组的串行数据流中是否存在时钟参考信号，(e)从检测到时钟参考信号的第一个分组中检索分组标识，并且将从该分组中检索出的分组标识存入存储器中，(f)然后从那些分组标识与存储器中存储的分组标识相同的分组中检索时钟参考信号，(g)在/从那些分组标识与存储器中存储的分组标识相同的分组中的时钟参考信号最后一次出现开始监视时间间隔，(h)当该时间间隔超过预定的时间间隔时返回第(d)步。
2.权利要求1中所述的装置，其特征在于信号处理装置包括(ⅰ)用于从串行数据流的分组中检索时钟参考信号的检索装置，(ⅱ)用于为每个分组产生对应于时钟参考信号的时间标记的时间标记产生装置，(ⅲ)用于将时间标记与其对应的分组组合的信号组合装置。
3.权利要求1或2中所述的装置，其特征在于数字信息信号是MPEG传输流。
4.权利要求3中申请的装置，其特征在于分组包括分组头部分和数据部分，分组头部分包括一个指示信号，指示在分组的数据部分是否存在时钟参考信号，检索装置包括一个检测装置，用于检测该指示信号，并且一旦检测到该指示信号就产生控制信号，该检索装置还用于从对应于该控制信号的分组的数据部分取出时钟参考信号。
5.权利要求1中所述的装置，其特征在于检索装置包括定时装置，用于测量从具有PID值与存储在存储器26中的PID值相等的分组中的PCR值最后一次出现开始的时间间隔。
6.权利要求5中所述的装置，其特征在于检索装置包括比较器装置，用于将该时间间隔与预定时间间隔相比较，当该时间间隔超过预定时间间隔时产生第二控制信号，检索装置还用于根据第二控制信号的出现返回第(d)步。
7.权利要求1中所述的装置，其特征在于该预定时间间隔为100毫秒。
8.一种用于将数字信息信号记录在记录载体上的方法，该数字信息信号包括信息分组的串行数据流，信息分组包括分组标识与一个或多个节目的信息部分，具有相同分组标识的分组属于同一节目，该装置包括(a)接收数字信息信号，(b)将数字信息信号处理成便于在记录载体上记录的记录信号，(c)将记录信号写入记录载体，其特征在于检索步骤还包含以下子步骤(d)检测信息分组的串行数据流中是否存在时钟参考信号，(e)从检测到时钟参考信号的第一个分组中检索分组标识，并且将从该分组中检索出的分组标识存入存储器中，(f)然后从那些分组标识与存储器中存储的分组标识相同的分组中检索时钟参考信号，(g)监视从那些分组标识与存储器中存储的分组标识相同的分组中的时钟参考信号最后一次出现开始的时间间隔，(h)当该时间间隔超过预定的时间间隔时返回第(d)子步。
全文摘要
本发明涉及将包括在MPEG传输流中的多个节目记录在记录载体上。利用包含在传输流中的PCR值,来获得时间标记。本发明给出了从传输流中获得PCR值的一种改进方法。
文档编号G11B20/14GK1219265SQ98800270
公开日1999年6月9日 申请日期1998年2月27日 优先权日1997年3月12日
发明者R·W·J·J·塞伊斯, M·阿萨诺 申请人:皇家菲利浦电子有限公司