专利名称：提供记录在高密度光盘介质上的节目专用信息的方法
技术领域：
本发明涉及为数字电视机提供从高密度数字通用光盘(HDVD)之类的信息记录介质读取的数据流，以及数字电视机进行数字数据流的选择、分离和解码操作所必需的节目专用信息(PSI)的方法和装置。
背景技术：
近来，为展现由数字电视广播信号携带的高质量图象而开发的数字电视机逐渐扩大其影响。由数字电视机所接收的数字电视广播信号不仅包括数字视频和音频数据，还包括间断插入的PSI，以提供关于广播节目的多种信息。PSI有时也称作PSIP(节目系统信息协议)。
数字电视机选择一个频道，参考间断接收到的PSI，把选定频道的数字流分离并解码为图象和声音。
同时，如图1所示，要将正在开发的用于再生HDVD(其记录标准还在讨论中)的高密度光盘设备通过IEEE 1394标准连接到数字电视机。然而，当从光盘设备100接收和展现数据流时，数字电视机200仍然需要PSI，以选择数据流和控制选定数据流的展现。
因此，当光盘设备100再生记录在HDVD上的MPEG格式数据流，并发送到通过IEEE1394标准之类的数字接口连接的数字电视机200时，它必需为使用传输流(TS，由188字节长的传输分组(TP)构成)格式的数字电视机200提供PSI，PSI可以包含节目关联表(PAT)、节目映射表(PMT)、条件访问表(CAT)等等，如图2所示。
为了像数字电视广播信号那样为数字电视机提供间断或周期性的用于所记录的数据流的PSI，可以在图3所示HDVD的数据记录区‘AREA 1’中分散和重复地记录PSI，并且和数据流一起顺序地恢复和传输重复写入的PSI。
然而，如果在光盘的数据记录区分散和重复地记录PSI，则会大大减小实际数据，即视频和/或音频数据的记录区域，这导致光盘记录效率的降低。
另外，即使在根据用户的键盘命令移动了再生点，或者IEEE 1394标准之类的数字接口复位之后恢复了数据接收，在接收到按固定顺序由分散记录在数据记录区中的PSI恢复的PSI之前，数字电视机不能展现所接收到的数据流。由于在接收到用于数据流的PSI之前，数字电视机不能选择数据流来解码为实际的图象和/或声音，在视频和/或者音频中不可避免地有不连续，或者暂时性的黑屏。
同时，数字电视机根据间断包含在TP中的PCR(节目时钟基准)来决定何时进行解码和展现接收到的TP，因此，如果PCR是不连续的，在进行解码和展现所接收到的TP时会出现错误。因此，为了防止此类可能的故障，当把PSI转换为TP并插入到实际数据的TS中时，PSI的时间信息必须和在含有实际数据的连续TP中包含的PCR保持连续性。
发明内容
本发明的目的是提供一种PSI提供方法，使得连接的数字电视机能够稳定地展现视频图象和/或声音。
本发明的另外一个目的是提供一种PSI记录方法和记录介质，使得数字电视机能够稳定地展现视频图象和/或声音。
本发明的另外一个目的是提供一种信息记录/再生装置，使得连接的数字电视机能够稳定地展现视频图象和/或声音。
根据本发明，提供了一种当在传输流格式下把数据传输到所连接的设备时，为所连接的设备提供节目专用信息的方法，包括以下步骤(a)从记录介质上读取数据；(b)在将要进行初始数据传输的时候，在传输所读取的数据之前，传输至少一个节目专用信息的传输分组。
根据本发明，提供了一种在再生写在记录介质上的数据时为所连接的设备提供节目专用信息的设备，包括拾取器(32)，用于读取记录在记录介质上的信号；信号处理器(33，34)，用于处理所述拾取器(32)读取的信号以从中获得至少包括实际数据的数字数据；多路复用器(35)，用于对所述节目专用信息以及由所述信号处理器(33，34)获得的实际数据进行多路复用；控制器单元(37)，用于在由该控制器单元要进行初始数据传输的时候，在传输所述实际数据之前，通过多路复用器(35)创建并传输至少一个节目专用信息的传输分组。
根据本发明，还提供了一种在记录介质上和数据流一起记录节目专用信息的方法，包括(a)接收数字流；(b)从所接收到的数字流中选择节目专用信息，并在记录介质的数据记录区上记录被选择了的节目专用信息的数字流；(c)将分离出来的节目专用信息写在数据记录区之外的其它记录区上。
根据本发明的PSI提供方法和实现所述方法的装置，其特征在于，在开始传输数据流时，在传输数据流之前，它们传送由PSI构成的TP。
根据本发明的PSI提供方法和实现所述方法的装置，其特征在于，当传输PSI时，它们测量待传输的PSI的时间长度，在数据流第一个TP的传输时间之前，由测量的时间长度创建时间信息，将PSI转换为至少一个写入所创建时间信息的TP，并在数据流TP之前传送转换的PSI TP。
由于根据本发明的PSI提供方法和实现所述方法的装置，数字电视机能够使其本地时钟和写入接收到的PSI TP中的时间信息保持同步，然后在同步化之后，对PSI TP进行解释。之后，其能够连续对数据流TP进行分离和解码，而不丢失任何TP。因此，即使PSI是为数字电视机附加提供的，写在连续PSI的TP中的时间信息和数据流仍能保证时间的连续性，从而从根本上避免了可能由时间不连续导致的可能的数据丢失。
附图帮助更好地理解本发明，显示了本发明的优选实施例，并和说明书一起解释本发明的原理。附图中图1显示的是彼此连接的光盘再生设备和数字电视机；图2显示的是构成节目专用信息(PSI)的几个信息单元；图3显示的是光盘记录介质的记录区和要记录在其上的内容；图4显示的是根据本发明的光盘记录介质的记录区和要记录在其上的内容；图5显示的是用于管理集中在记录介质的一个区上所有PSI的PSI通用信息；图6显示的是根据本发明实现提供数据流和PSI的方法的光盘设备框图；图7显示的是传输到所连接的数字电视机的流的示例格式。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明，现在将结合附图对优选实施例进行描述。
图4是能够支持根据本发明的PSI传输方法的分区HDVD。
图4中的HDVD有两个记录区‘AREA 1’和‘AREA 2’，‘AREA1’用于由流对象单元使用的诸如视频/或音频数据的实际数据，而‘AREA 2’用于诸如导航数据的管理信息，导航数据用于控制再生和展现构成流对象(SOB)的记录的SOBU，而SOB通常对应于单个节目或者从头到尾连续记录的数字流部分。
如图4所示，所有的PSI(要提供给通过IEEE1394之类的数字接口连接的数字电视机，用以从光盘播放器选择数据流，并对选择的流进行解码)无重复的集中写在管理信息记录区‘AREA 2’中，因此没有降低用于视频和/或音频数据的数据记录区‘AREA 1’的存储容量。
为集中记录所有的PSI，顺序执行下面的步骤。
首先，参照图2，从接收到的数字电视广播信号中检测和分离出包含PAT、PMT、CAT等上述部分、并间断地插入数字电视广播信号中的PSI。每个分离出的PSI被处理成适合于可写HDVD的记录格式的数字流，同时，将各个分离出的PSI同前面检测的PSI进行比较，以确认分离出的PSI是否是新的，换言之，分离出的PSI包含与前面PSI不同的数据。如果分离出的PSI是新的，则按顺序写在可写HDVD的管理信息区‘AREA 2’中。
当写入各个PSI之后，创建写入的PSI和SOB之间的各个链接信息，并附加到各个写入PSI中。链接信息包含相应SOB的起始和结束时间。
当处理各个PSI时，除了PAT、PMT和CAT信息之外，还可以向PSI添加用于记录介质提供的数据流的不同展现的控制信息，并且可以替换PSI的一些字段，以更好地展现记录数据流而不是广播数据流。
图5显示的是用于一般地管理集中写在HDVD的‘AREA 2’区中所有PSI的PSI通用信息。如图5所示，向PSI通用信息添加标记为‘PCR offset’的PCR偏移字段。用包含PSI的各个有效载荷的TP时间长度填写PCR偏移字段，这样，属于PSI TP的第一个TP具有比数据流TP(将在PSI TP之后传输)的第一个TP的传输时间(或者PCR)提前了写在‘PCR offset’字段中的时间长度的时间信息。
例如，如果假设将500写入PCR偏移字段，跟有数据流TP的包含部分PSI的第一个TP具有数据流第一个TP的传输时间‘TT1’(或者PCR)减去500之后的时间信息，即‘TT1-500’。如果要在传输数据流之前两次传输PSI，所传输PSI的第一个TP具有时间信息‘TT1-500×2’，而第二个传输PSI的第一个TP具有时间信息‘TT1-500×1’，一般说来，如果提供N次PSI，则第M次传输的PSI的第一个TP具有时间信息‘TT1-500×(N-M+1)’。
因此，包含在PSI TP或TP中的时间信息通常在时间上和PSI TP之后的数据流TP是连续的，从而数字电视机能够使其本地时钟和写在在数据流TP之前接收的PSI的一个或者多个TP中的时间信息保持同步，在同步化之后，对所接收的PSI TP进行解码和解释。之后，其能够对数据流TP进行连续分离和解码，而不会丢失任何TP。
图6显示的是实现根据本发明的提供数据流和PSI的方法的HDVD播放器之类的光盘设备的方框图。
图6中的光盘设备300包括光学拾取器32，用于检测在‘AREA2’区中集中写有PSI的HDVD 31的记录信号；模拟信号处理器33，用于处理来自拾取器32的电信号，并将其转换为二进制信号；数字信号处理器34，用于处理二进制信号，以获取实际数据和PSI；TS多路复用器35，用于复用实际数据和PSI，并将复用的数据转换成TS；接口单元36，用于传输TS到通过IEEE 1394进行连接的数字电视200；微计算机37，用于监测整个再生过程；以及存储器38，用于存储在光盘再生过程中产生的临时数据。
在如图6配置的光盘设备300中，微计算机37为数字电视机200实现提供PSI的操作，所述PSI和当前再生的数据流相关联。为此，当用户直接输入键盘命令时，或者从通过IEEE 1394连接的数字电视机200接收到分组命令时，或者在IEEE 1394上出现了总线复位的时候，其首先从管理信息记录区‘AREA 2’中读取PSI。然后，数字电视机200通过IEEE 1394总线对在数据流之前接收的PSI进行解释，并基于PSI的解释对数据流进行选择和解码。下面详细介绍这个操作。
图7是传输到所连接的数字电视机的流的示例格式。为传输图7中的PSI和数据流，微计算机37检查在再生HDVD 31时再生数据是否改变到下一个SOB。如果从第N个SOB改变到了第(N+1)个SOB，微计算机37从‘AREA 2’区中读取和第(N+1)个SOB相关的PSI，并将读取的PSI送到TS多路复用器35，如果需要，其将输入的PSI转化为一个TP或者多个TP(称为‘TP组’)。TS多路复用器35在微计算机37的控制下，在属于第(N+1)个SOB的第一个TP之前，传输转换后的TP或者TP组。
最好重复提供PSI TP或者TP组一次以上，以在传输和/或接收时避免可能的错误。图7中的例子是一个实例，即进行了五次数据流之前的PSI传输，且由多个TP(即，TP组)承载PSI。
为五次传输PSI，微计算机37读取PSI通用信息和传输时间信息的PCR偏移字段，或者写在第(N+1)个SOB的第一个TP中的PCR，然后，其使用读取的偏移值和传输时间(或者PCR)计算各个PSI TP组第一个TP的各个时间信息。
如果传输时间信息或者写在第(N+1)个SOB的第一个TP的PCR是‘PCR1’，从微计算机37的计算结果中获得五个时间信息是‘PCR1-(PCR_offset×5)’，‘PCR1-(PCR_offset×4)’，‘PCR1-(PCR_offset×3)’，‘PCR1-(PCR_offset×2)’，‘PCR1-(PCR_offset×1)’。获得的五个时间信息从时间‘PCR1-(PCR_offset×5)’开始，顺序写在各个PSI的第一个TP中。
由于数次提供了同一个PSI，甚至第一个和第二个PSI都完全丢失，且用第三个PSI的第一个TP的时间信息对数字电视机的内部时钟进行同步，也可以从成功接收的第四个和第五个PSI的TP的解释中获得关于数据流的信息。因此，数字电视机能够选择跟随PSI TP的数据流，并且基于PSI的解释对选择的数据流进行分离和解码。
除了在改变再生节目的时候，即开始再生下一个SOB的时候，在下面不同的情况下，在数据流之前，也为数字电视机提供PSIa)第一次传输数据流；b)在用户的键盘输入请求下进行了长轨跳跃，其中记录介质上的再生位置发生了很大的变化；c)当通过IEEE 1394标准和光盘设备300相连接的数字电视机200开机或者改变频道时，由光盘设备300的微计算机37通过其数字接口接收到命令；d)光盘设备300和数字电视机200之间的连接接口被复位；在本发明的上述实施例中，将HDVD用作记录介质。然而，本发明无需任何修改和变化也可应用于磁记录介质的视频记录/再生装置，其中视频内容记录在数字数据流中。
如果记录介质与上述包含PSI的HDVD不同，不具有PSI，再生装置可以自己创建PSI，并在如上所述再生数据流之前将PSI传输给数字电视机。
例如，如果插入图6中光盘设备的光盘是不具有PSI的传统DVD，微计算机37创建PSI的一个或者多个TP，这可以利用预先保存在存储器38中的基本的PSI相关信息将数字数据流分解为视频和音频流，并在PSI TP或者TP中插入由上述时间计算方法获得的时间信息。当第一次传输数据流，或者当接收到和打开所连接的数字电视机或者改变其频道的事件相关的命令时，将创建的包含时间信息的PSI TP在再生数据流之前提供给连接的数字电视机。
权利要求
1.一种在记录介质上记录传输流，用于连续再生至少第一和第二传输流的方法，包括以下步骤分析第一传输流的第一节目解码特性；分析第二传输流的第二节目解码特性；在所述第一传输流和第二传输流之间插入至少一个节目专用信息(PSI)片段，以允许响应所述PSI片段对第二传输流连续解码。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述PSI片段包括节目关联表(PAT)分组和节目映射表(PMT)分组中的至少之一。
3.根据权利要求1的方法，当所述第一和第二传输流与场景切换相关时，在所述第二传输流的开头插入所述PSI片段。
4.根据权利要求1的方法，其中，所述PSI片段被记录在所述记录介质的导航区，所述导航区与数据区在空间上分离。
5.根据权利要求1的方法，其中，所述PSI片段与所述第一和第二传输流一起在空间上多路复用。
6.根据权利要求1的方法，其中，所述PSI片段包括具有节目时钟基准(PCR)的分组。
7.根据权利要求2的方法，其中，所述PSI片段包括具有节目时钟基准(PCR)的分组。
8.根据权利要求1的方法，其中，如果多个PSI片段与所述第二传输流相关，那么只有一个PSI片段被记录在所述第二传输流的开头。
9.一种编辑记录介质上的传输流以用于连续再生至少第一和第二传输流的记录装置，该记录装置包括光学拾取器，用于从所述记录介质读取传输流；连接至所述光学拾取器的模拟信号处理器，用于将光学拾取输出转换成数字信号；数字信号处理器，用于处理所述数字信号；和连接至所述数字信号处理器的处理器，用于分析第一传输流的第一节目解码特性和分析第二传输流的第二节目解码特性，并在所述第一传输流和第二传输流之间插入至少一个节目专用信息(PSI)片段，以允许响应所述PSI片段对第二传输流连续解码。
10.根据权利要求9的记录装置，其中，所述PSI片段包括节目关联表(PAT)分组和节目映射表(PMT)分组中的至少之一。
11.根据权利要求9的记录装置，当所述第一和第二传输流与场景切换相关时，在所述第二传输流的开头插入所述PSI片段。
12.根据权利要求9的记录装置，其中，所述PSI片段被记录在所述记录介质的导航区，所述导航区与数据区在空间上分离。
13.根据权利要求9的记录装置，其中，所述PSI片段与所述第一和第二传输流一起在空间上多路复用。
14.根据权利要求9的记录装置，其中，所述PSI片段包括具有节目时钟基准(PCR)的分组。
15.根据权利要求10的记录装置，其中，所述PSI片段包括具有节目时钟基准(PCR)的分组。
16.根据权利要求9的记录装置，其中，如果多个PSI片段与所述第二传输流相关，那么只有一个PSI片段被记录在所述第二传输流的开头。
17.一种用于记录传输流和导航数据的记录介质以连续再生至少第一和第二传输流的记录介质，该记录介质包括至少一个与记录所述传输流相关的记录区，其中，所述第一和第二传输流分别具有第一和第二解码协议，并且将被顺序再生；以及至少一个节目专用信息(PSI)片段，记录在所述记录介质上，以便在再生所述第一和第二传输流的每一个之前被再生，其中，只有一个PSI片段与所述第一和第二传输流的每一个相关，并对应各自的解码协议，以允许对所述第一和第二传输流连续解码。
18.根据权利要求17的记录介质，其中，所述PSI片段包括节目关联表(PAT)分组、节目映射表(PMT)分组和具有节目时钟基准(PCR)的分组中的至少之一。
19.根据权利要求17的记录介质，当所述第一和第二传输流与场景切换相关时，在所述第二传输流的开头插入所述PSI片段。
20.根据权利要求17的记录介质，进一步包括导航区和数据区，其中，所述至少一个PSI片段被记录在所述导航区中。
全文摘要
本发明涉及提供数据流和数字电视机的数据流选择、分离和解码所必需的节目专用信息(PSI)的方法和设备。当把PSI传输到数字电视机时，本发明测量PSI的时间长度，创建比属于数据流的第一个TP的传输时间领先了所测量的时间长度的时间信息，将PSI转换为至少一个添加了创建的时间信息的TP，并在数据流TP之前传输转换过的PSI TP。由于和数字数据流一起提供的PSI，可以在数字电视机上对记录介质上的数字数据流进行选择、分离和解码操作，而不会丢失数据。此外，即使PSI是附加提供的，也总是能够保证写在PSI的连续的TP和数据流中的时间信息的连续性。
文档编号G11B20/10GK1652239SQ20051000820
公开日2005年8月10日 申请日期2000年11月22日 优先权日2000年11月22日
发明者刘济镛, 金炳振, 严圣铉, 徐康洙 申请人:Lg电子株式会社