Обработка цифровых данных и информации программных указателей

 

Изобретение относится к телевидению и предназначено для формирования информации, характеризующей программу. Технический результат состоит в уменьшении затрат на формирование информации о программе. Пакетированный поток данных, представляющий программу, формируется из входного пакетированного потока данных, представляющего множество программ. Идентифицируются пакеты содержимого программ, которые содержат желаемую программу, выбранную из множества программ. Формируется краткая информация, характеризующая программу и пригодная для использования при идентификации и сборке идентифицированных пакетов. Из этой краткой информации, характеризующей программу, и из идентифицированных пакетов формируется поток данных. Пакеты информации, характеризующей программу, а также пакеты содержимого программы выделяются из пакетированного потока данных и сохраняются в запоминающей среде. 3 с. и 24 з. п. ф-лы, 5 ил.,1 табл.

Данное изобретение относится к области цифровой обработки сигналов, и касается, в частности, формирования информации, характеризующей программу, которая используется для восстановления содержимого программы и для вставки информации в цифровые видеоданные, например, при их сохранении.

В применениях, связанных с обработкой и хранением видеосигналов, цифровые видеоданные обычно кодируются так, чтобы соответствовать требованиям известного стандарта. Одним из таких широко принятых стандартов является стандарт MPEG2 (Moving Pictures Expert Group - "Группа экспертов в области движущихся изображений"), в дальнейшем называемый "стандарт MPEG". Стандарт MPEG состоит из раздела системного кодирования (документ Международной организации по стандартизации/Международного электротехнического комитета ISO/IEC 13818-1, 10-го июня 1994) и раздела кодирования видеосигналов (документ ISO/IEC 13818-2, 20-го января 1995), в дальнейшем называемых "системный стандарт MPEG" и "стандарт видеосигналов MPEG", соответственно. Кодированная по стандарту MPEG видеоинформация представляет собой пакетированный поток данных, который обычно включает содержимое данных многих программных каналов (например, каналов 1-125). Для того чтобы декодер декодировал пакетированный поток данных и восстановил содержимое видеоинформации выбранных программных каналов, например, для отображения на экране, должны быть идентифицированы и собраны индивидуальные пакеты, которые содержат выбранные программные каналы.

Стандарт MPEG определяет информацию, характеризующую программу, (PSI) для использования при идентификации и сборке индивидуальных пакетов данных, чтобы восстановить содержимое выбранных программных каналов. Информация, характеризующая программу, включает как определяемые пользователей, так и обязательные информационные элементы и определяется так, чтобы содержать информацию, достаточную для восстановления содержимого данных всех программных каналов, которые содержит пакетированный поток данных. Затем информация, характеризующая программу, встраивается в пакетированный поток данных. Оба вида информации увеличивают объем памяти, необходимый для хранения потока данных, и уменьшают ширину полосы канала связи, доступную для передачи данных содержимого программ. Как таковая, информация, характеризующая программу, представляет собой дополнительные затраты ресурсов кодирования.

Объем дополнительных ресурсов, которого требует информация, характеризующая программу, зависит от количества содержащихся в ней данных (размера информации, характеризующей программу) и частоты ее повторения в пакетированном потоке данных. Как минимум, информация, характеризующая программу, должна содержать информацию, достаточную для восстановления содержимого данных всех программных каналов, которые содержит пакетированный поток данных. Минимальная частота повторения информации, характеризующей программу, в пакетированном потоке данных ограничивается желаемыми характеристиками задержки. Например, декодер требует обновлять информацию, характеризующую программы, для выполнения управляемого телезрителем переключения программных каналов. Следовательно, минимальная частота повторения информации, характеризующей программы, ограничивается готовностью телезрителя ждать ответа на команду переключения канала. Эти проблемы решаются в системе согласно настоящему изобретению.

Таким образом, авторы изобретения поняли, что в некоторых приложениях желательно уменьшить дополнительные затраты ресурсов, связанные с информацией, характеризующей программы. Например, при цифровой записи с ограничениями по емкости полезно уменьшить хранящийся в запоминающей среде объем информации, характеризующей программу, и число повторений этой информации на носителе данных. В других применениях для обработки видеосигналов желательно уменьшить объем информации, характеризующей программу, чтобы обеспечить возможность ее более частого повторения и таким образом уменьшить время ожидания восстановления содержимого программы. Кроме того, сформированная информация, характеризующая программу, должна быть совместимой с рабочими характеристиками выбранной запоминающей среды и с требованиями пользователя.

Кроме того, авторы изобретения нашли, что желательно хранить информацию, характеризующую программу, в запоминающей среде в таком формате, который минимизирует ошибочное использование информации PSI одной программы для восстановления содержимого второй программы, требующей других параметров восстановления. Такая ситуация может возникнуть, когда запоминающая среда используется для записи программ, полученных из различных пакетированных потоков данных, например, когда поверх части записи на носителе данных записывается программа, полученная из другого потока данных. В идеальном случае формат хранения информации, характеризующей программу, должен обеспечить уменьшение времени ожидания восстановления программы и минимизацию времени восстановления данных с произвольным доступом. Быстрый произвольный доступ особенно важен для таких режимов работы средства хранения информации, которые включают ускоренное воспроизведение записи или пропуск содержимого (спецэффект воспроизведения) как, например, в кассетном видеомагнитофоне.

В соответствии с принципами настоящего изобретения, система обработки видеосигналов уменьшает дополнительные затраты ресурсов для обработки и хранения, связанные с информацией, характеризующей программы (PSI) и используемой для восстановления ее содержимого. Описываемая система подготавливает краткую информацию, характеризующую программу, и адаптивно вставляет ее в пакетированный поток данных, чтобы обеспечить уменьшение дополнительных затраты ресурсов для обработки и хранения. Система адаптивно формирует информацию, характеризующую программу, для различных типов носителей данных, например для видеоленты, цифрового видеодиска DVD или лазерного компакт-диска CD-ROM. Кроме того, описываются форматы запоминающей среды и форматы пакетированного потока данных, которые обеспечивают повышенную эффективность обработки данных с использованием краткой информации, характеризующей программу. Описываемые форматы хранения и передачи потоков данных обеспечивают уменьшенное время ожидания восстановления программы и минимизируют использование неправильных параметров информации, характеризующей программу, за пределами границ программы.

Способ формирования пакетированного потока данных, представляющего программу, из входного пакетированного потока данных, представляющего множество программ, включает в себя выделение желаемой программы из множества программ. Идентифицируются пакеты содержимого программ, содержащие выбранную программу. Формируется краткая информация, характеризующая программу, (CPSI), пригодная для использования при идентификации и формировании идентифицированных пакетов. Из полученной краткой информации, характеризующей программу, и идентифицированных пакетов формируют поток данных.

Также описывается способ обработки пакетированного потока данных, представляющих программы, который содержит информацию, характеризующую программы, (PSI) для идентификации и сборки пакетов содержимого программы. Способ включает в себя выделение потока данных, представляющих программу, из входного потока данных, представляющего множество программ. Как пакеты содержимого программ, содержащие выделенную программу, так и пакеты информации, характеризующие программы, связанные с выделенной программой, идентифицируются. Идентифицированные пакеты информации, характеризующей программу, и идентифицированные пакеты содержимого программы выделяются из пакетированного потока данных. Пакеты информации, характеризующей программу, и пакеты содержимого программы сохраняются в запоминающей среде.

На фиг. 1 показано устройство приемника видеосигнала, выполненного согласно изобретению и предназначенного для адаптивного формирования краткой информации, характеризующей программу, и вставки ее в пакетированный поток данных для хранения на различных типах носителей.

На фиг. 2 показана блок-схема алгоритма формирования краткой информации, характеризующей программу (CPSI), из информации, характеризующей программы, и встраивания этой краткой информации, характеризующей программу, в пакетированный поток данных, пригодный для хранения в выбранной запоминающей среде.

На фиг. 3 показана блок-схема алгоритма формирования краткой информации, характеризующей программу и предназначенной для хранения выбранных программ в выбранной запоминающей среде.

На фиг. 4 показана блок-схема алгоритма форматирования краткой информации, характеризующей программу так, чтобы гарантировать применение правильной краткой информации, характеризующей программу, во время декодирования программы.

На фиг. 5 показана блок-схема алгоритма восстановления выбранных программ из выбранного средства хранения информации.

На фиг. 1 показана система приема видеосигнала согласно изобретению для адаптивного формирования и вставки краткой информации, характеризующей программу, в пакетированный поток данных, которые, например, должны быть сохранены. Приемная система адаптивно формирует информацию, характеризующую программу, для различных типов сред, например для видеоленты, цифрового видеодиска DVD или компакт-диска CD-ROM. Кроме того, система приема видеосигнала уменьшает дополнительные затраты ресурсов для обработки и хранения информации, характеризующей программу (PSI) и используемой для восстановления содержимого программы.

Хотя рассматриваемая система описывается на примере системы, совместимой со стандартом MPEG и предназначенной для приема кодированных по стандарту MPEG транспортных потоков, представляющих широковещательные программы, она представляет собой только один пример осуществления изобретения. Принципы изобретения могут также применяться к системам другого типа, включая системы, несовместимые со стандартом MPEG и предполагающие другие типы потоков кодированных данных. Например, принципы изобретения могут быть применены в системах с цифровыми видеодисками (DVD) и потоками программ MPEG. Кроме того, хотя рассматриваемая система описана для случая обработки вещательных программ, это является только примером. Термин "программа" используется, чтобы представить любую форму пакетированных данных, например, телефонных разговоров, компьютерных программ, данных сети "Интернет" или других видов связи.

Если дать краткий обзор, то в приемнике видеосигнала на фиг. 1 несущая, модулированная видеоданными, принимается антенной 10 и обрабатывается блоком 15. Результирующий выходной цифровой сигнал демодулируется демодулятором 20 и декодируется декодером 30. Выходной сигнал декодера 30 обрабатывается транспортной системой 25, которая реагирует на команды от блока 125 дистанционного управления. Система 25 подает выходные сигналы сжатых данных для хранения, дальнейшего декодирования или передачи в другие устройства. Пользователь приемника видеосигнала выбирает программу, которую он хочет смотреть, программы, которые он хочет сохранить, тип запоминающей среды и способ хранения с помощью экраного меню, используя блок 125 дистанционного управления. Декодеры 85 и 80 видеосигнала и звукового сигнала, соответственно, декодируют сжатые данные с выхода системы 25, чтобы получить выходные сигналы для отображения на экране. Порт 75 передачи данных обеспечивает интерфейс для передачи сжатых данных из системы 25 в другие устройства, например, компьютер или приемник телевидения высокой четкости. Средство 90 хранения информации записывает сжатые данные, принимаемые от системы 25, в запоминающей среде 105. В режиме воспроизведения средство 90 также поддерживает извлечение сжатых данных из запоминающей среды 105 для обработки системой 25 с целью их декодирования, передачи в другие устройства или хранения в другой запоминающей среде (не показанной, чтобы упростить чертеж).

Если рассмотреть фиг. 1 более подробно, то модулированная видеоданными несущая принимается антенной 10, преобразуется в цифровую форму и обрабатывается входным процессором 15. Процессор 15 содержит радиочастотный тюнер, смеситель промежуточной частоты и усилительные каскады для преобразования входного видеосигнала в более низкий диапазон частот, подходящий для дальнейшей обработки. Полученный в результате этого выходной цифровой сигнал демодулируется демодулятором 20 и декодируется декодером 30. Выходной сигнал декодера 30 далее обрабатывается транспортной системой 25.

На мультиплексор 37 детектора 33 служб подается через селектор 35 выходной сигнал от декодера 30 или выходной сигнал декодера 30, дополнительно обработанный блоком 40 дескремблирования по стандарту NRSS (National Renewable Standards Committee -Национальный комитет обновления стандартов). Селектор 35 обнаруживает присутствие вставляемой платы дескренблирования, совместимой со стандартом NRSS, и подает выходной сигнал блока 40 на мультиплексор 37 только тогда, когда плата вставлена в блок приемника видеосигнала (съемное устройство условного доступа NRSS определено в проекте документа Ассоциации электронной промышленности EIA Draft Document IS-679, Project PN-3639). В противном случае селектор 35 подает выходной сигнал от декодера 30 на мультиплексор 37. Присутствие вставляемой платы разрешает блоку 40 дескремблировать дополнительные каналы, например, платные программы, и предоставлять дополнительные службы программ телезрителю. Необходимо отметить, что в предпочтительной форме осуществления изобретения блок 40 NRSS и блок 130 интеллектуальной карты (будет рассмотрен позже) совместно используют один и тот же интерфейс системы 25, так что в некоторый момент времени может быть вставлена только плата NRSS или только интеллектуальная карта. Однако интерфейсы могут быть также и отдельными, чтобы обеспечить параллельную работу.

Данные, подаваемые на мультиплексор 37 из селектора 35, представлены в форме совместимого со стандартом MPEG транспортного пакетированного потока данных, как определено в разделе 2.4 системного стандарта MPEG, и включают содержимое данных одного или нескольких программных каналов. Индивидуальные пакеты, которые содержат определенные программные каналы, идентифицируются идентификаторами пакетов (PIDs). Транспортный поток содержит информацию, характеризующую программы, (PSI) для использования при идентификации идентификаторов пакетов и при сборке индивидуальных пакетов данных с целью восстановления содержимого всех программных каналов, которые содержит пакетированный поток данных. Пользователь приемника видеосигналов выбирает программу, которую он хочет смотреть, программы, которые он хочет сохранить, и среду, которую нужно использовать для хранения, путем выбора с использованием экранного меню с помощью блока 125 дистанционного управления. Контроллер 115 системы использует информацию о выборе, поступающую через интерфейс 120, для конфигурирования системы 25 так, чтобы выбрать программы для хранения и отображения на экране и сформировать информацию, характеризующую программу, подходящую для выбранного устройства и среды хранения информации. Контроллер 115 конфигурирует элементы 45, 47, 50, 55, 65 и 95 системы 25, устанавливая значения управляющих регистров в этих элементах через шину передачи данных и выбирая пути прохождения сигналов через мультиплексоры 37 и 110 с помощью управляющего сигнала С.

В ответ на управляющий сигнал С мультиплексор 37 выбирает или транспортный поток из селектора 35 или, в режиме воспроизведения, поток данных, извлекаемых из устройства 90 хранения информации через интерфейс 95 хранения информации. При нормальной работе, т.е. не в режиме воспроизведения записи, пакеты данных, содержащие программу, которую пользователь выбрал для просмотра, идентифицируются блоком 45 селекции по их идентификаторам пакетов. Если указатель шифрования в данных заголовка выбранных пакетов программы указывает, что пакеты зашифрованы, блок 45 подает пакеты в блок 50 дешифрации. В противном случае блок 45 подает незашифрованные пакеты в транспортный декодер 55. Аналогично, пакеты данных, содержащие программы, которые пользователь выбрал для хранения, идентифицируются по своим идентификаторам пакетов блоком 47 селекции. Блок 47 подает зашифрованные пакеты в блок 50 дешифрации или незашифрованные пакеты на мультиплексор 110, исходя из информации указателя шифрования в заголовке пакета.

Блоки 45 и 47 используют фильтры обнаружения идентификаторов пакетов, которые сравнивают идентификаторы входящих пакетов, подаваемые мультиплексором 37, со значениями идентификаторов пакетов, предварительно загруженными в управляющие регистры в блоках 45 и 47 контроллером 115. Предварительно загружаемые идентификаторы пакетов используются в блоках 47 и 45, чтобы идентифицировать пакеты данных, которые должны быть сохранены, и пакеты данных, которые должны декодироваться для использования при воспроизведении телевизионного изображения. Предварительно загружаемые идентификаторы пакетов хранятся в справочных таблицах в блоках 45 и 47. В блоках 45 и 47 справочные таблицы идентификаторов пакетов преобразуются в памяти в справочные таблицы ключей шифрования, которые устанавливают соответствие ключей шифрования с каждым предварительно загруженным идентификатором пакета. Таблицы соответствия идентификаторов пакетов и ключей шифрования позволяют блокам 45 и 47 установить соответствие зашифрованных пакетов, содержащих предварительно загруженные идентификаторы пакетов, с соответствующими ключами шифрования, которые обеспечивают их расшифровку. Незашифрованные пакеты не имеют соответствующих ключей шифрования. Блоки 45 и 47 подают идентифицированные пакеты и соответствующие им ключи шифрования в блок 50 дешифрации. Справочная таблица идентификаторов пакетов в блоке 45 преобразуется в памяти также в таблицу получателей, которая сравнивает пакеты, содержащие предварительно загруженные идентификаторы пакетов, с соответствующими ячейками буфера получателя в буфере 60 пакетов. Ключи шифрования и адреса ячеек буфера получателя, соответствующие программам, выбранным пользователем для просмотра или хранения, заранее загружаются контроллером 115 в блоки 45 и 47 наряду с назначенными идентификаторами пакетов. Ключи шифрования генерируются системой 130 интеллектуальной карты, совместимой со стандартом Международной организации по стандартизации ISO 7816-3, из кодов шифрования, выделяемых из входного потока данных. Генерация ключей шифрования выполняется при наличии права на это у абонента, что определяется из кодированной информации, предварительно записанной на вставляемой интеллектуальной карте (документ Международной организации по стандартизации ISO 7816-3 1989 г. определяет структуру интерфейса и сигнала для системы интеллектуальной карты).

Пакеты, подаваемые блоками 45 и 47 в блок 50, зашифрованы согласно стандарту на кодирование данных (DES), определенному в Федеральных стандартах в области информации (FIPS), Публикации 46, 74 и 81 Национальной службы технической информации Министерства торговли. Блок 50, используя подготовленные блоками 45 и 47 соответствующие ключи шифрования, дешифрует зашифрованные пакеты с применением известных способов. Дешифрованные пакеты из блока 50 и незашифрованные пакеты из блока 45, которые содержат программу для отображения на экране, подаются на декодер 55. Дешифрованные пакеты из блока 50 и незашифрованные пакеты из блока 47, которые содержат программу для хранения, подаются на мультиплексор 110.

Блок 60 содержит четыре буфера пакетов, доступные контроллеру 115. Один из буферов служит для хранения данных, предназначенных для использования контроллером 115, а другие три буфера служат для хранения пакетов, которые предназначены для использования прикладными устройствами 75, 80 и 85. Доступ к пакетам, хранящимся в четырех буферах в блоке 60, как со стороны контроллера 115, так и прикладного интерфейса 70, управляется устройством 65 управления буферами. Блок 45 подает флаг получателя данных в устройство 65 для каждого пакета, идентифицированного блоком 45 для декодирования. Флаги указывают для идентифицированных пакетов индивидуальные ячейки получателя в блоке 60 и сохраняются управляющим устройством 65 в таблице внутренней памяти. Управляющее устройство 65 определяет ряд указателей считывания и записи, связанных с пакетами, которые хранятся в буфере 60 на основе принципа "первым пришел - первым вышел". Указатели записи вместе с флагами получателей позволяют выполнять последовательную запись идентифицированного пакета из блоков 45 или 50 в следующую пустую ячейку в соответствующем буфере получателей в блоке 60. Указатели считывания позволяют обеспечить последовательное считывание контроллером 115 и прикладным интерфейсом 70 пакетов из соответствующих буферов получателей в блоке 60.

Незашифрованные и дешифрованные пакеты, подаваемые блоками 45 и 50 на декодер 55, содержат транспортный заголовок, определенный разделом 2.4.3.2 системного стандарта MPEG. Декодер 55 определяет по транспортному заголовку, содержат ли незашифрованные и дешифрованные пакеты поле адаптации (согласно системному стандарту MPEG). Поле адаптации содержит информацию синхронизации, включая, например, опорные синхронизирующие импульсы программы (PCRs), которые позволяют синхронизировать и декодировать пакеты содержимого. При обнаружение пакета с информацией синхронизации, то есть пакета, содержащего поле адаптации, декодер 55 сигнализирует контроллеру 115, что пакет получен, путем использования механизма прерывания с помощью осуществления системного прерывания. Кроме того, декодер 55 изменяет флаг получателя пакета синхронизации в устройстве 65 и подает пакет на блок 60. Путем изменения флага получателя в устройстве 65 оно перенаправляет пакет информации синхронизации, подаваемый декодером 55, вместо ячейки прикладного буфера в ячейку буфера блока 60, назначенную для хранения данных, используемых контроллером 115.

После приема системного прерывания от декодера 55 контроллер 115 считывает информацию синхронизации и значение опорных синхронизирующих импульсов программы и записывает их во внутреннюю память. Значения опорных синхронизирующих импульсов программы в последовательных пакетах с информацией синхронизации используются контроллером 115, чтобы подстраивать основные тактовые импульсы (27 МГц) системы 25. Генерируемая контроллером 115 разность оценок интервала времени между приемом последовательных пакетов синхронизации, полученных на основе опорных синхронизирующих импульсов программы и на основе основных тактовых импульсов, используется для того, чтобы подстраивать основные тактовые импульсы системы 25. Контроллер 115 обеспечивает эту подстройку, применяя полученную разность оценок времени для подстройки входного управляющего напряжения генератора, управляемого напряжением, который используется для генерации основных тактовых импульсов. Контроллер 115 сбрасывает системное прерывание после записи информации синхронизации во внутреннюю память.

Принимаемые декодером 55 от блоков 45 и 50 пакеты, которые содержат содержимое программы, включая звуковой сигнал, видеосигнал, субтитры и другую информацию, направляются устройством 65 из декодера 55 в назначенные буферы прикладных устройств в буфере 60 пакетов. Прикладной управляющий блок 70 последовательно извлекает данные звука, видеосигнала, субтитров и другие данные из назначенных буферов в буфере 60 и подает данные на соответствующие прикладные устройства 75, 80 и 85. Прикладные устройства включают декодеры 80 и 85 сигнала звука и видеосигнала, и высокоскоростной порт 75 данных. Порт 75 данных может использоваться для того, чтобы подавать высокоскоростные данные, такие как компьютерные программы, например, в компьютер. В качестве альтернативы порт 75 может использоваться, например, для вывода данных на декодер телевидения высокой четкости.

Пакеты, которые содержат информацию, характеризующую программы, распознаются блоком 45 как адресованные буферу контроллера 115 в блоке 60. Пакеты информации, характеризующей программу, направляются в этот буфер устройством 65 через блоки 45, 50 и 55, аналогично тому, как описано для пакетов содержимого программ. Контроллер 115 считывает информацию, характеризующую программы, из блока 60 и записывает ее во внутреннюю память.

Контроллер 115 использует обработку, показанную на фиг. 2, как для формирования краткой информации, характеризующей программу (CPSI), из этой записанной в память информации, характеризующей программы, так и для встраивания этой краткой информации в пакетированный поток данных, пригодный для сохранения в выбранной запоминающей среде. Процессом идентификации и выбора направления пересылки пакета, показанным на фиг. 2, управляет контроллер 115 вместе со справочными таблицами идентификаторов пакетов, получателей и ключей шифрования в блоках 45 и 47, а управляющее устройство 65 функционируют описанным выше образом.

Краткая информация, характеризующая программу, содержит данные, касающиеся конкретной программы, которая должна быть сохранена, в то время как информация, характеризующая программы, содержит данные, касающиеся всех программ в потоке данных на входе системы 25. Следовательно, краткая информация, характеризующая программу, занимает меньший объем памяти и требует меньших дополнительных затрат ресурсов, чем информация, характеризующая программы. Кроме того, при заданном ограничении дополнительных затрат ресурсов краткая информация, характеризующая программу, может повторяться в потоке данных более часто, чем информация, характеризующая программы, и поэтому она может извлекаться и применяться для уменьшения времени ожидания восстановления содержимого программы.

Информация, характеризующая программы, как определено в разделе 2.4.4 системного стандарта MPEG, включает четыре незашифрованных элемента или таблицы информации. Ими являются ассоциативная таблица программы (PAT), таблица распределения программы (РМТ), таблица информации сети (NIT) и таблица условного доступа (CAT). Каждая таблица формируется из пакетов данных, которые распознаются по определенному идентификатору пакета. Таблица распределения программы определяет метки идентификатора пакета, которые идентифицируют индивидуальные пакетированные потоки данных, составляющие программу. Эти индивидуальные потоки называются в стандарте MPEG элементарными потоками. Элементарные потоки включают потоки данных, такие как потоки данных видеосигнала, звуковых сигналов на различных языках и субтитров. Ассоциативная таблица программы связывает номер программы с идентификаторами пакетов, которые позволяют осуществить идентификацию и сборку пакетов, содержащих таблицу распределения программы. Таблица информации сети является необязательной и может строиться и использоваться для определения физических параметров сети, таких как частоты спутниковых каналов передачи и каналов приемопередатчика. Таблица условного доступа содержит информацию доступа по условию, например, коды шифрования, управляющие доступом к тем программам, доступ к которым зависит от прав на это пользователя.

На шаге 205 (фиг. 2), следующем за началом на шаге 200, контроллер 115 (фиг. 1) выполняет процедуру инициализации при включении питания системы. На шаге 205 контроллер 115 загружает фильтры обнаружения идентификаторов пакетов блока 45 (фиг. 1) значениями идентификаторов пакетов, определяемыми стандартом MPEG, для ассоциативной таблицы программы и таблицы условного доступа (шестнадцатеричные значения идентификаторов пакетов 0000 и 0001, соответственно). Кроме того, контроллер 115 заранее назначает пакеты ассоциативной таблицы программы и таблицы условного доступа буферу контроллера в блоке 60, обновляя таблицу получателей в блоке 45. Пакеты ассоциативной таблицы программы и таблицы условного доступа, обнаруживаемые блоком 45, направляются через декодер 55 на буфер контроллера в блоке 60 под управлением устройства 65. На шаге 205 управляющее устройство 65 сигнализирует контроллеру 115 посредством прерывания PSI, что пакеты информации, характеризующей программу, присутствуют в блоке 60. После получения этого прерывания контроллер 115 повторно обращается к пакетам, сохраненным в назначенном буфере блока 60, и записывает полные данные таблицы условного доступа и ассоциативной таблицы программы во внутреннюю память. Контроллер 115 повторяет этот процесс, чтобы записать полные данные таблицы распределения программы и таблицы информации сети во внутреннюю память после определения из ассоциативной таблицы программы идентификаторов пакетов, которые идентифицируют пакеты таблицы распределения программы и таблицы информации о сети. Контроллер 115 непрерывно обращается к буферу 60 и записывает пакеты информации, характеризующей программу, во внутреннюю память после получения прерываний PSI в то время, когда питание приемника включено. В результате контроллер 115 собирает и записывает в свою внутренней память данные ассоциативной таблицы программы, таблицы распределения программы, таблицы информации о сети и таблицы условного доступа, которые входят в состав полной информации, характеризующей программу, в транспортном потоке данных, подаваемом на вход системы 25.

На шаге 210 фиг. 2 формируемые пользователем данные (SP, CM, SE), идентифицирующие программы, которые пользователь хочет сохранить, и те программы, которые должны быть сохранены в зашифрованной форме, а также среду (СМ) и устройство, которые необходимо использовать для хранения, вводят в контроллер 115 (фиг. 1). Данные выбора пользователя подаются на вход контроллера 115 через интерфейс 120 после выбора из экранного меню с помощью блока 125 дистанционного управления. На шаге 215 в ответ на входные данные выбора (SP) контроллер 115 извлекает идентификаторы пакетов, выбранных для хранения программ из записанной информации, характеризующей программу. Фильтры обнаружения блока 47 загружаются идентификаторами пакетов программ, которые должны быть сохранены, контроллером 115. Это дает возможность блоку 47 идентифицировать пакеты, содержащие выбранные для сохранения программы.

На шаге 215 (фиг. 2) блок 47 (фиг. 1) подает незашифрованные пакеты на мультиплексор 110 и подает зашифрованные пакеты (идентифицируемые указателем шифрования в данных заголовка пакета) вместе с соответствующими ключами шифрования в блок 50 дешифрации. Ключи шифрования подаются на блок 47 контроллером 115 на шаге 215 (фиг. 2) после их формирования интеллектуальной картой 130 (фиг. 1) из кодов шифрования, полученных из таблицы условного доступа для выбранных программ (SP) описанным ранее способом. Однако если данные выбора шифрования требуют зашифрованного хранения, то блок 47 пропускает зашифрованные пакеты, которые необходимо сохранить, в мультиплексор 110. Следовательно, на шаге 215 пакеты, содержащие программы, которые должны быть сохранены, подаются в мультиплексор 110 в зашифрованной или дешифрованной форме в ответ на данные выбора шифрования. На шаге 225 контроллер 115 формирует краткую информацию, характеризующую программы (CPSI), для программ, выбранных для хранения (SP), из полной информации, характеризующей программы (PSI), полученной из транспортного потока данных, подаваемого на вход системы 25. Контроллер 115 формирует краткую информацию, характеризующую программу, для каждой программы, которая должна быть записана на шаге 225, используя процесс обработки, показанный на фиг. 3.

На шаге 305 (фиг. 3), следующим за началом на шаге 300, контроллер 115 перенумеровывает значения идентификаторов пакетов элементарных потоков, составляющих программы, которые должны быть сохранены, а также идентификаторы пакетов, которые идентифицируют таблицу распределения программы и таблицу информации сети. За исключением случайных совпадений, перенумерованные значения идентификаторов пакетов отличаются от соответствующих значений идентификаторов пакетов в информации, характеризующей программу, извлекаемой из транспортного потока данных на входе системы 25. Перенумерованные идентификаторы пакетов определяются назначением фиксированного (базового) идентификатора пакета для идентификации таблицы распределения программы и образуются путем добавления заранее заданных значений смещения к этому базовому идентификатору пакета, чтобы определить значения идентификаторов пакетов для видеосигнала, звукового сигнала, заголовка, опорных синхронизирующих импульсов программы и таблицы информации сети. Примерная схема назначения идентификаторов пакетов для двух программ, которые должны быть сохранены, (программа 1 и программа 2) приведена в таблице.

Как можно видеть из таблицы, соответствующим элементарным потокам для двух программ даны одинаковые идентификаторы пакетов, например, оба потока видеосигналов для программ 1 и 2 идентифицируются идентификатором пакета Pid=0401. Назначение одинаковых значений идентификаторов пакетов соответствующим элементарным потокам упрощает процесс извлечения и восстановления данных в декодере или воспроизводящем устройстве. Декодер может непосредственно идентифицировать потоки без необходимости сначала извлекать и собирать данные для обратного восстановления идентификатора пакета из распределенных данных. Однако перенумерация идентификаторов пакетов таким образом вводит потенциальную неоднозначность идентификатора пакета и требует, чтобы перенумерованные элементарные потоки, принадлежащие отдельным программам, не смешивались. В противном случае смешивание элементарных потоков, которые совместно использует один и тот же идентификатор пакета и принадлежат различным программам, может приводить к ошибочной сборке программы. Следовательно, перенумерация идентификаторов пакетов на шаге 305 используется в таких приложениях, где группы элементарных потоков, принадлежащих к отдельным программам, являются независимо идентифицируемыми. Такие приложения включают формирование потоков данных и запись на ленту, где элементарные потоки отдельных программ не смешиваются. Такие приложения также включают приложения с записью на дисках, в которых информация записи на дисках может быть разделена на группы элементарных потоков, принадлежащих отдельным программам.

В качестве альтернативы могут использоваться другие схемы назначения идентификаторов пакетов, которые не имеют потенциальной неоднозначности идентификатора пакета. Например, может быть назначено базовое значение идентификатора пакета, чтобы идентифицировать определенные программы по отдельности, как это предложено для декодирования сигнала телевидения высокой четкости в разделе 8.4.7.1 Стандарта цифрового телевидения на передачи телевидения высокой четкости (Digital Television Standard for HDTV) от 12 апреля 1995, подготовленного Комитетом по усовершенствованным системам телевидения США (ATSC). В качестве альтернативы, значения идентификаторов пакетов элементарных потоков, которые составляют программы, могут храниться в том виде, как они были переданы, без их перенумерации. Такая схема наиболее проста для реализации, но не упрощает процесс выборки данных. Следует обратить внимание, что идентификаторы пакетов, идентифицирующие ассоциативную таблицу программы и таблицу условного доступа, равны 0000 и 0001 (в шестнадцатеричной форме), соответственно, как определено в стандарте MPEG.

На шаге 310 (фиг. 3) контроллер 115 создает ассоциативную таблицу программы (PAT) со значением (шестнадцатеричным) идентификатора пакета, равным 0000. Ассоциативная таблица программы в предпочтительном случае создается только для индивидуальной программы, сохраняемой в настоящий момент времени, а новая ассоциативная таблица программы создается для каждой сохраняемой программы. Следовательно, ассоциативная таблица программы содержит только элементы, которые требуются для идентификации одной таблицы распределения программы (РМТ). В программах, приведенных для примера в таблице, краткая информация, характеризующая программу, для обеих программ 1 и 2 программ будет содержать ассоциативную таблицу программы с элементом идентификатора пакетов (0400), идентифицирующим одну таблицу распределения программы. В качестве альтернативы, ассоциативная таблица программы может быть сформирована так, чтобы содержать элементы для идентификации таблицы распределения программы для всех программ, которые пользователь выбрал для хранения, или же для всех программ, которые пользователь выбрал для хранения, плюс те, которые были ранее сохранены на носителе данных. Чтобы создать последний вид ассоциативной таблицы программы, контроллер 115 восстанавливает идентификаторы пакетов ранее записанных таблиц распределения программы из запоминающей среды 105 посредством интерфейса 95 и устройства 90 перед созданием ассоциативной таблицы программы. Если создается таблица информации сети, как будет рассмотрено ниже, идентификатор пакета, позволяющий осуществить идентификацию пакетов таблицы информации сети, также включается в ассоциативную таблицу программы.

На шаге 315 контроллер 115 создает таблицы распределения программы для каждой программы, которая будет записана, используя заранее заданные перенумерованные значения идентификаторов пакетов, чтобы идентифицировать составляющие элементарные потоки. Элементарные потоки, содержащие индивидуальные программы, которые должны быть сохранены, определяются контроллером 115 из ранее сохраненных данных информации, характеризующей программы.

На шаге 320 контроллер 115 из вводимых пользователем данных выбора шифрования (SE), подаваемых через блок 120 интерфейса (фиг. 1), определяет, должны ли отдельные программы сохраняться в зашифрованном виде. Если программа должна быть сохранена в незашифрованном виде, контроллер 115 продолжает выполнение с шага 330 (фиг. 3) и не создает таблицу условного доступа (CAT). Если данные выбора шифрования SE требуют зашифрованного хранения программы, контроллер 115 на шаге 325 создает таблицу условного доступа для программы, которая содержит код шифрования. Сохраненный код шифрования восстанавливается при последующей операции извлечения программы и используется для генерации ключа шифрования, обеспечивающего расшифровку зашифрованной программы, например, для отображения на экране. Ключ шифрования может быть сформирован из восстановленного кода только в том случае, если это разрешено данными о правах пользователя, предварительно записанными на вставляемой интеллектуальной карте, рассмотренным выше путем.

Описанная система шифрования является только примером. Могут быть использованы альтернативные механизмы шифрования, которые включают хранение различных кодов шифрования или ключей для дешифровки. Другие механизмы предоставления права, которые не включают хранения кодов, не обязательно требуют таблицы условного доступа. Кроме того, коды шифрования могут быть включены в информационные таблицы краткой информации, характеризующей программу, отличные от таблиц условного доступа, таким образом избегая необходимости в таблице условного доступа. Например, коды шифрования могут быть включены в раздел частных данных дескриптора "CA_descriptor" таблицы распределения программы (согласно разделу 2.6.16 системного стандарта MPEG). Этот подход обладает преимуществом соединения кодов непосредственно с элементарными потоками, которые составляют программы, что устраняет потребность в отдельном каталоге для связывания элементарных потоков с кодами.

На шаге 330 вслед за шагом 325 или 320 контроллер 115 создает таблицу информации сети (NIT) для каждой программы, которая должна быть сохранена. Таблица информации сети, создаваемая контроллером 115, содержит частные данные, которые могут включать, например, заголовок, длительность и описание программы, а также оценку содержания насилия/секса, время и дату, когда она была записана, плюс дополнительную необязательную информацию, например, может ли пользователь выбирать редактированные версии. Сохраняемые частные данные выбираются контроллером 115 из ранее записанной информации, характеризующей программу, или, дополнительно, из данных, введенных пользователем через блок 125 дистанционного управления и интерфейс 120. Таблица информации сети является необязательной и пользователь с помощью меню может выбрать пропуск таблицы информации сети для некоторой или для всех программ, которые должны сохраняться. В этом случае шаг 330 на фиг. 3 пропускается.

Кроме того, частные данные могут быть включены в информационные таблицы краткой информации, характеризующей программу, отличные от таблицы информации сети. Например, частные данные могут быть включены в разделы частных пользовательских дескрипторов таблицы распределения программы (согласно разделу 2.6 системного стандарта MPEG). Этот подход обеспечивает преимущество соединения частных данных непосредственно с элементарными потоками, которые составляют программы, устраняя потребность в отдельном каталоге для связывания элементарных потоков с частными данными.

На шаге 335 контроллер 115 объединяет ассоциативную таблицу программы и таблицу распределения программы, созданные для отдельных программ, чтобы сформировать краткую информацию, характеризующую программу, (CPSI) для каждой программы. Контроллер 115 дополнительно собирает и включает в краткую информацию, характеризующую программу, необязательные данные таблицы условного доступа и таблицы информации сети, создаваемые для каждой программы. Следовательно, краткая информация, характеризующая программу, содержит ассоциативную таблицу программы и таблицу распределения программы и может также включать какую-либо одну из таблиц условного доступа и информации о сети, или обе. При создании краткая информация, характеризующая программу, включает информацию, касающуюся отдельных программ, которые выбраны для сохранения из потока данных, подаваемых на вход системы 25, без информации, характеризующей программы, относящейся к тем программам, которые не выбраны для сохранения.

Однако в качестве альтернативы краткая информация, характеризующая программу, может быть создана для более чем одной программы, выбранной для сохранения из входного транспортного потока данных. В таком случае краткая информация, характеризующая программу, будет содержать единую ассоциативную таблицу программ и единую таблицу распределения программ и может содержать единую таблицу условного доступа и единую таблицу информации сети. В этом случае эти таблицы содержат данные, обеспечивающие идентификацию и восстановление множества программ, выбранных для хранения, как определено в стандарте MPEG. В случае, когда программы выбираются для хранения из двух отдельных транспортных потоков данных, подаваемых на вход системы 25, краткая информация, характеризующая программу, могла бы содержать, например, одну ассоциативную таблицу программ и две таблицы распределения программ, по одной таблице распределения программы для каждой программы, которая должна быть сохранена. Краткая информация, характеризующая программы, может также содержать одну таблицу условного доступа и две таблицы информации сети, по одной таблице информации сети для каждой программы, которая должна быть сохранена.

При восстановлении программы с носителя данных возникает проблема, если воспроизводящее устройство по ошибке использует краткую информацию, характеризующую другую программу. Использование неправильных данных краткой информации, характеризующей программу, таких как таблица распределения программы, может приводить к ошибочной идентификации и сборке пакетов данных при восстановлении содержимого программы и создавать неверные данные, например, для отображения или обработки. Эта проблема может возникнуть, например, если воспроизводящее устройство не применяет краткой информации, характеризующей программу, для восстановленной программы или не распознает, что краткая информация, характеризующая программу, изменилась, и продолжает применять краткую информацию, полученную ранее для другой программы. Вероятность того, что это может произойти, увеличивается, если запоминающая среда содержит более одной программы. В таком случае воспроизводящее устройство может пересекать границы программ, например, во время воспроизведения спецэффекта или при операции поиска, и продолжать применять краткую информацию, характеризующую предыдущую программу. Чтобы смягчить проблему применения неправильных параметров краткой информации, характеризующей программу, за пределами границ программы, на шаге 340 контроллер 115 форматирует краткую информацию, характеризующую программу, используя процедуру, показанную на фиг. 4.

Вслед за началом на шаге 400, на шаге 405 фиг. 4 контроллер 115 определяет тип средства хранения информации и выбранную пользователем среду с помощью входных данных (SM), подаваемых через интерфейс 120. Если выбранная среда имеет линейный тип, то есть является средой с последовательной доступом, такой как видеолента, используемая для записи, например, в цифровой домашней видеосистеме (DVHS), контроллер 115 получает команду выполнить шаг 425 после шага 410. На шаге 425 контроллер 115 изменяет номер версии, который связан с форматом пакетов ассоциативной таблицей программы, таблицы распределения программы, таблицы условного доступа и таблицы информации сети согласно синтаксису MPEG (разделы 2.4.4 - 2.4.4.11 системного стандарта MPEG). Номер версии изменяют путем его непрерывного увеличения между последовательными повторениями краткой информации, характеризующей программу, в программе, которая должна быть сохранена. Счетчики номеров версии увеличивают свое содержимое непрерывно, проходя через некоторый режим переполнения. После выборки программы из запоминающей среды 105 декодер или воспроизводящее устройство обнаруживает изменения в последовательных номерах версий и применяет данные ассоциативной таблицы программы, таблицы распределения программы, таблицы условного доступа и таблицы информации сети при каждом их появлении в извлеченной из запоминающей среды программе.

Альтернативные способы изменения номеров версий, с тем чтобы заставить декодер заново получать краткую информацию, характеризующую программу, также могут быть использованы. Номера версий могут быть увеличены между первыми двумя последовательными экземплярами краткой информации, характеризующей программу, в начале записи программы или между выбранными появлениями краткой информации, характеризующей программу, в программе или между различными программами, например, в запоминающей среде 105. Кроме того, номера версии, появляющиеся на границах между различными программами, не обязаны отличаться на какое-либо конкретное число. Однако внутри программы последовательные номера версий, которые создаются, должны отличиться на единицу, чтобы соответствовать стандарту MPEG. В приложениях, несовместимых со стандартом MPEG, номера версий таблицы краткой информации, характеризующей программу, могут отличаться внутри программы на любую величину. Другой способ, который может быть использован на шаге 425, состоит в том, чтобы назначить отдельный указатель, который должен использоваться для подачи команды воспроизводящему устройству применять краткую информацию, характеризующую программу, при каждом ее появлении или при выбранных появлениях. Назначенный указатель будет совместим с синтаксисом MPEG и будет размещаться в разделе частных данных, например, в поле адаптации ассоциативной таблицы программы или таблицы условного доступа (раздел 2.4.3.4 системного стандарта MPEG). Указатель может быть определен произвольно или может являться существующим указателем, например, "указателем отсутствия непрерывности" в поле адаптации заголовка пакета (определенном в разделе 2.4.3.5 системного стандарта MPEG). Указатель отсутствия непрерывности устанавливается в "1", чтобы указать декодеру или воспроизводящему устройству, что имеется потенциальное отсутствие непрерывности в краткой информации, характеризующей программу, и следовательно, должен быть применен следующий экземпляр данных ассоциативной таблицы программы, таблицы распределения программы, таблицы условного доступа и таблицы информации сети. Такое использование указателя отсутствия непрерывности в стандарте MPEG не рассмотрено.

В ситуации несовместимого со стандартом MPEG потока данных пригодны также дополнительные способы, включая, например, назначение несовместимого со стандартом MPEG указателя или использование сигнала указания начала или конца записи программы. Другим способом является конфигурирование воспроизводящего устройства для идентификации и применения каждого экземпляра краткой информации, характеризующей программу, в выбираемом потоке данных независимо от номера версии. В таком случае шаг 425 может быть пропущен.

Если выбрана запоминающая среда 105 нелинейного тип, то есть среда, которая обеспечивает непоследовательный доступ, например, дисковый носитель, включая компакт-диск CD-ROM или цифровой видеодиск формата DVD, контроллеру 115 приказывают выполнить после шага 415 шаг 430. В среде нелинейного типа краткая информация, характеризующая программу, может сохраняться на носителе в одной или нескольких определенных областях каталога или же внутри содержимого программы, как и в случае среды линейного типа. На шаге 430, в случае, когда краткая информация, характеризующая программу, сохраняется в областях каталога, контроллер 115 изменяет номера версий, которые связаны с пакетами ассоциативной таблицы программы, таблицы распределения программы, таблицы условного доступа и таблицы информации сети, в областях каталога. Номера версий увеличиваются в соответствии с синтаксисом MPEG, чтобы гарантировать их отличие для разных программ в запоминающей среде 105 (фиг. 1). В случае, когда краткая информация, характеризующая программу, сохраняется внутри содержимого программы, на шаге 430 контроллер 115 изменяет номера версий так, как описано для шага 425 в случае среды линейного типа. Чтобы гарантировать различие номеров версий элементов краткой информации, характеризующей программу, для разных программ, перед созданием и вставкой увеличивающихся номеров версий в данные краткой информации, характеризующей программу, контроллер 115 восстанавливает из запоминающей среды 105 через интерфейс 95 и устройство 90 номера версий ранее записанных программ или файлов.

Другие способы изменения номеров версий на шаге 430 также могут быть использованы. Однако номера версий краткой информации, характеризующей программу, должны отличаться для разных программ, сохраняемых в среде 105. В качестве альтернативы на шаге 430 может быть назначен отдельный указатель, чтобы дать команду декодеру применить краткую информацию, характеризующую программу, после начала программы или после пересечения границы программы. Назначенный указатель может быть совместим с синтаксисом MPEG и размещен в разделе частных данных, таком как поле адаптации ассоциативной таблицы программы или таблицы условного доступа (раздел 2.4.3.4 системного стандарта MPEG). Указатель может быть определен произвольно или может являться существующим указателем, например "указателем отсутствия непрерывности" в поле адаптации заголовка пакета, как было описано в связи с шагом 425. Для несовместимого со стандартом MPEG потока данных может быть назначен указатель, подающий команду декодеру или воспроизводящему устройству применить краткую информацию, характеризующую программу. Например, этот указатель может отмечать начало или конец записи программы.

Если выбранная запоминающая среда 105 является твердотельной, то есть полупроводниковым запоминающим устройством типа памяти с произвольным доступом, контроллеру 115 приказывают выполнить шаг 430 после шага 420. В среде твердотельного типа, как и в среде нелинейного типа, данные краткой информации, характеризующей программу, обычно сохраняются в одной или нескольких определенных областях каталога и легко доступны из других областей памяти. Следовательно, контроллер 115 смягчает проблему применения неправильных параметров краткой информации, характеризующей программу, за пределами границы программы путем форматирования краткой информации, характеризующей программу, для твердотельной среды так же, как это делается для нелинейной среды. То есть, контроллер 115 использует процедуру, выполняемую на шаге 430.

Процесс, показанный на фиг. 4, завершается на шаге 435 после шагов 425 или 430, которые в свою очередь завершают форматирование краткой информации, характеризующей программу, на шаге 340 (фиг. 3). Процедура, показанная на фиг. 3, завершается шагом 345 после шага 340, который завершает формирование краткой информации, характеризующей программу, для программ, выбранных для хранения при выполнении шага 225 (фиг. 2). Контроллер 115 продолжает показанную на фиг. 2 процедуру с выполнения шага 230.

На шаге 230 контроллер 115 формирует из данных краткой информации, характеризующей программу, разделы в соответствии с синтаксисом MPEG (параграфы 2.4.4.3-2.4.4.11 системного стандарта MPEG). Разделы формируются для данных ассоциативной таблицы программы и таблицы распределения программы. Разделы формируются также для необязательных таблиц условного доступа и информации сети (частных данных), если эти таблицы включены в краткую информацию, характеризующую программу, при описанной выше обработке (фиг. 3). Полученные в результате данные включают идентификаторы таблиц, идентификаторы длины раздела и номера версий, определенные ранее в процессе обработки (фиг. 4). Необходимо отметить, что раздел ассоциативной таблицы программы содержит также идентификатор транспортного потока, который связывает ассоциативную таблицу программы с определенным транспортным потоком. Контроллер 115 получает этот идентификатор из исходной информации, характеризующей программу, и вставляет его в поле идентификатора транспортного потока в разделе ассоциативной таблицы программы в краткой информации, характеризующей программу. Однако это поле также может быть оставлено неизмененным или незаполненным.

На шаге 230 контроллер 115 добавляет данные заголовка к разделам данных краткой информации, характеризующей программу, чтобы отформатировать эти данные и сформировать из них пакеты для включения в поток данных, который должен быть сохранен. Контроллер 115 создает заголовки, в соответствии с разделами 2.4.3.2 и 2.4.3.3 системного стандарта MPEG, из данных заголовка информации, характеризующей программу, хранящихся во внутренней памяти контроллера 115. Однако данные раздела краткой информации, характеризующей программу, отличаются по длине от соответствующих данных раздела информации, характеризующей программы. Следовательно, новые параметры заголовка, включая указатель "подсчета непрерывности" и "указатель начала блока полезной нагрузки", создаются контроллером 115 и вставляются в соответствующие поля указателей в данных заголовка. Новый указатель подсчета непрерывности, создаваемый контроллером 115, отражает, например, число пакетов на идентификатор пакета для элементов краткой информации, характеризующей программу, вместо отличного от него числа пакетов на идентификатор пакета соответствующих элементов информации, характеризующей программы. Новый указатель начала блока полезной нагрузки, создаваемый контроллером 115, идентифицирует, например, первый байт раздела краткой информации, характеризующей программу, вместо первого байта соответствующего раздела информации, характеризующей программы.

Продолжим рассмотрение фиг. 2. На шаге 235 краткая информация, характеризующая программу, в форме пакетированных данных раздела, совместимых со стандартом MPEG и сформированных на шаге 230, подается контроллером 115 в мультиплексор 110 (фиг. 1). Потоки данных пакетов содержимого программы от блока 47 или блока 50, как было рассмотрено выше в связи с шагом 215, также подаются в мультиплексор 110. На шаге 235 контроллер 115 мультиплексирует подаваемые на вход мультиплексора 110 потоки данных содержимого программы и краткой информации, характеризующей программу, используя сигнал С выбора пути, чтобы создать составной поток данных, который выводится мультиплексором 110 в интерфейс 95 хранения. Составной поток данных содержит пакеты содержимого программы и пакеты краткой информации, характеризующей программу. Контроллер 115 синхронизирует вставку пакетов краткой информации, характеризующей программу, в поток данных программы, который должен быть сохранен, в ответ на сигнал прерывания PSI из управляющего устройства 65 (фиг. 1). Прерывание PSI указывает на присутствие пакетов информации, характеризующей программу, в буфере 60, как это было рассмотрено в связи с шагом 205. Таким образом, разделы пакетированных ассоциативной таблицы программы, таблицы распределения программы, таблицы условного доступа и таблицы информации сети, входящие в краткую информацию, характеризующую программу, вставляются в области информации, характеризующей программы, чтобы заменить соответствующие разделы информации, характеризующей программы. Незашифрованные данные краткой информации, характеризующей программу, могут вставляться в потоки зашифрованных или незашифрованных данных содержимого программы, которые подаются на вход мультиплексора 110, чтобы создать зашифрованные или незашифрованные программы для сохранения.

На шаге 235 контроллер 115 заменяет информацию, характеризующую программу, при каждом ее появлении в потоке данных, которые должны быть сохранены, соответствующей краткой информацией, характеризующей программу, независимо от типа среды, которую пользователь выбрал для хранения. Однако дополнительное уменьшение затрат ресурсов кодирования может быть достигнуто путем вставки краткой информация, характеризующей программу, в выбранные области информации, характеризующей программы, или вставкой краткой информации, характеризующей программу, в программу, которая должна быть сохранена, только один раз. Частота повторения краткой информации, характеризующей программу, в программе, которая должна быть сохранена, может быть определена контроллером 115 на основании таких факторов, которые включают, например, ограничение на минимальную частоту повторения элемента информации, характеризующей программу, предпочтения пользователя, ограничения емкости хранения данных или выбранный тип запоминающей среды. Система, предложенная комитетом ATSC для телевидения высокой четкости, определяет минимальную частоту повторения некоторых элементов информации, характеризующей программу, в том числе, например, минимальный интервал 100 мс между повторениями ассоциативной таблицы программы (Digital Television Standard for HDTV Transmission (Стандарт цифрового телевидения для передачи телевидения высокой четкости). Приложение С, раздел 5.4, 12 апреля 1995). Кроме того, например, в запоминающей среде нелинейного или твердотельного типа уменьшение числа повторений краткой информации, характеризующей программу, или вставка краткой информации, характеризующей программу, в программу, которая должна быть сохранена, только один раз, не оказывает неблагоприятного влияния на время ожидания восстановления программы. Это происходит потому, что среда такого типа обеспечивает быстрый непоследовательный (произвольный) доступ к данным.

На шаге 240 интерфейс 95 хранения принимает программы, которые должны быть сохранены, в форме пакетированного потока данных, включающего краткую информацию, характеризующая программу, (в дальнейшем называемого потоком с краткой информацией, характеризующей программу) от мультиплексора 110. Показанная на фиг.2 процедура, используемая контроллером 115 для формирования потока с краткой информацией, характеризующей программу, завершается на шаге 245. Следует отметить, что поток с краткой информацией, характеризующей программу, может в качестве альтернативы на шаге 240 подаваться для других приложений, например, для отображения на экране или для связи через интерфейс 70 вместо сохранения через интерфейс 95.

Потоки с краткой информацией, характеризующей программу, с выхода мультиплексора 110 буферизируются интерфейсом 95, чтобы уменьшить промежутки в данных и изменения их битовой скорости передачи. Полученные в результате этого буферизированные данные обрабатываются средством 90 хранения информации, чтобы быть пригодными для хранения в среде 105. Контроллер 115 инициирует работу средства 90 хранения информации (фиг.1) и управляет его работой с помощью команд, подаваемых через порт 100 ввода-вывода, с использованием стандартизированного протокола управления CEBus (см. документ Ассоциации предприятий электронной промышленности Home Automation Standard (CEBus), EIA/IS-60, декабрь 1989). Средство 90 хранения является устройством, использующим цифровой формат DVHS с запоминающей средой линейного типа, которое кодирует буферизированный поток данных из интерфейса 95, используя известные методы помехозащищенного кодирования, например канального кодирования, перемежения и кодирования кодом Рида-Соломона, чтобы создать пригодный для хранения поток кодированных данных. Средство 90 сохраняет полученный в результате этого кодированный поток данных, включающий краткую информацию, характеризующую программу, на ленточном носителе 105.

Другие системы записи на магнитной ленте позволяют осуществить запись двух потоков данных параллельно. Первый поток данных, обычно включающий большую часть содержимого программы, традиционно записывается на ленте в виде наклонно-строчной записи. Второй поток данных, обычно с намного более низкой плотностью данных и битовой скоростью, записывается параллельно в линейном (ненаклонно-строчном) виде на дополнительной дорожке, расположенной у края ленты. В системах записи этого типа средство 90 выделяет данные краткой информации, характеризующей программу, из потока с краткой информацией, характеризующей программу, и в предпочтительном случае сохраняет данные краткой информации, характеризующей программу, на дополнительной дорожке. Блок 90 сохраняет данные краткой информации, характеризующей программу, таким образом, что каждая программа, записанная на ленте, несет связанные с ней данные краткой информации, характеризующей программу, на дополнительной дорожке параллельно с содержимым программы. Частота повторения данных краткой информации, характеризующей программу, на дополнительной дорожке может быть отрегулирована, исходя из ограничений на скорость данных дополнительной дорожки. В качестве альтернативы, краткая информация, характеризующая программу, может сохраняться на дополнительных дорожках наклонно-строчной записи или в областях управления данными, включая области информации о дорожках (TIAs) и сектора информации о вставках и дорожках (сектора ITI). Зоны управления данными хранятся на дорожках с наклонно-строчной или ненаклонно-строчной записью параллельно содержимому программы.

Хотя в примере осуществления изобретения на фиг.1 средство 90 описано как устройство формата DVHS, которое хранит данные на запоминающей среде линейного типа, это средство может быть запоминающим устройством любого типа. Например, оно может быть устройством твердотельного или нелинейного типа для хранения данных в запоминающем устройстве с произвольным доступом, на цифровом видеодиске DVD или на компакт-диске CD-ROM. Если средство 90 и среда 105 являются устройствами хранения нелинейного или твердотельного типа, блок 90 выделяет из потока с краткой информацией, характеризующей программу, данные краткой информации, характеризующей программу, и сохраняет их в назначенном разделе каталога в запоминающей среде. Это позволяет избежать повторения записи краткой информации, характеризующей программу, и уменьшает требуемую емкость памяти. В качестве альтернативы, средство 90 может хранить поток с краткой информацией, характеризующей программу, таким, как он сформирован и подан на вход блока 90, включая одно или более повторений краткой информации, характеризующей программу.

Кроме того, система 25 на фиг.1 может содержать несколько трактов сохранения/извлечения, которые обеспечивают работу множества средств хранения информации различных типов, включая линейные, нелинейные и твердотельные. Показанный на фиг.1 одиночный тракт сохранения/извлечения содержит блоки 47, 90, 95, 105 и 110, как описано выше. Путем добавления аналогичных элементов для создания параллельных функций хранения система 25 легко расширяется так, чтобы иметь множество трактов хранения. Тракт хранения и программы, предназначенные для определенного средства хранения информации, выбираются с помощью данных, вводимых пользователем в контроллер 115 через интерфейс 120 путем выбора из экранного меню с помощью блока 125 дистанционного управления, как описано ранее.

Система 25, показанная на фиг.1, восстанавливает программы из средства 90 хранения информации и среды 105 в режиме воспроизведения, используя процесс обработки, показанный на фиг.5. Восстановленные потоки данных обрабатываются системой 25 и подаются на прикладные устройства 75, 80 и 85, например, для отображения на экране или вывода. В качестве альтернативы потоки данных программы могут сохраняться в других параллельных средствах хранения информации (не показанных на фиг.1, чтобы упростить чертеж).

После начала на шаге 500 сформированные пользователем данные выбора программ для воспроизведения и запоминающей среды (SR, SM) на шаге 505 (фиг. 5) подаются на вход контроллера 115 системы 25 (фиг.1), который идентифицирует программы, которые должны быть восстановлены, и в устройство хранения, из которого программы должны быть восстановлены. Данные выбора пользователя вводятся в контроллер 115 через интерфейс 120 в соответствии с выбором из экранного меню с помощью блока 125 дистанционного управления. Например, пользователь выбирает программы, которые нужно восстановить из средства 90 хранения информации (фиг. 1). На шаге 510 контроллер 115 инициирует восстановление потоков данных выбранных программ средством 90 из среды 105 с помощью команды через порт 100 ввода/вывода с использованием стандартизированного протокола управления CEBus, как было рассмотрено ранее. Средство 90 декодирует кодированные помехозащищенным кодом данные, выбираемые из среды 105, чтобы восстановить соответствующие данные, первоначально поданные в средство 90 для сохранения. Средство 90 может быть блоком хранения в цифровом формате DVHS линейного типа или блоком хранения другого типа, таким как твердотельное запоминающее устройство с произвольным доступом или устройство нелинейной записи типа цифрового видеодиска или компакт-диска. Потоки восстановленных декодированных данных пересылаются средством 90 на шаге 510 в интерфейс 95. Эта пересылка данных управляется и синхронизируется контроллером 115 посредством стандартной шины CEBus. Интерфейс 95 буферизирует данные, полученные от блока 90, чтобы отрегулировать интервалы времени между пакетами данных и обеспечить вывод буферизированных данных, которые совместимы со стандартом MPEG и соответствуют ограничениям MPEG на скорость передачи данных.

На шаге 515 контроллер 115, используя сигнал С выбора пути, направляет буферизированный выходной сигнал из интерфейса 95 (поток воспроизводимых данных) через мультиплексор 37 на блоки 45 и 47 селекции идентификаторов пакетов. На шаге 520 блоки 45 и 47 и остальные блоки системы 25 обрабатывают воспроизводимый поток данных или для сохранения через мультиплексор 110, или для прикладного использования через интерфейс 70. И воспроизводимый поток данных из средства 95, и передаваемый поток данных из селектора 35 после селекции посредством мультиплексора 37 обрабатывается системой 25 аналогичным образом. Оба эти потока данных обрабатываются способом, описанным ранее для передаваемого потока данных. Однако воспроизводимый поток данных, выделенный мультиплексором 37, уже содержит краткую информацию, характеризующую программу. Следовательно, в режиме воспроизведения на шаге 520 контроллер 115 не выполняет операции, связанные с формированием краткой информации, характеризующей программу, описанные в связи с фиг.2-4.

В примере режима воспроизведения, показанном на фиг.5, система 25 на шаге 520 выполняют транспортное декодирование воспроизводимого потока данных, чтобы подать декодируемые данные на прикладные декодеры 80 и 85 для отображения. В этом режиме система 25 применяет краткую информацию, характеризующую программу, содержащуюся в воспроизводимом потоке данных, в соответствии со стандартом MPEG, чтобы выполнить декодирование кодированного транспортным кодом потока данных, представляющих выбранную программу SR.

На шаге 520 контроллер 115 выбирает краткую информацию, характеризующую программу, из воспроизводимого потока данных через буфер 60 и проверяет эти данные на изменение в номере версий, встречающиеся между последовательными элементами краткой информации, характеризующей программу. Контроллер 115 также проверяет воспроизводимый поток данных на отсутствие непрерывности, которое указывается "указателем отсутствия непрерывности" в поле адаптации заголовка пакета (определенном в разделе 2.4.3.5 системного стандарта MPEG). При обнаружении изменения в номере версии или отсутствиия непрерывности контроллер 115 применяет последние полные данные краткой информации, характеризующей программу, для транспортного декодирования воспроизводимого потока данных. Следует отметить, что контроллер 115 может программироваться также так, чтобы применять последние полные данные краткой информации, характеризующей программу, при ряде других условий, включая обнаружение несовпадения подсчета непрерывности между последовательными пакетами определенного идентификатора пакета и сообщениями о транспортных ошибках. Оба эти параметра присутствуют в заголовках пакетов воспроизводимого потока данных (определенных в разделе 2.4.3.2 системного стандарта MPEG). Контроллер 115 может также программироваться так, чтобы применять краткую информацию, характеризующая программу, при обнаружении отсутствия непрерывности между отметками времени представления (PTSs) или отметками времени декодирования (DTSs), которые определены в стандарте MPEG, либо другими определяемыми пользователями отметками времени. Однако необходимо обратить внимание на то, что совместимый со стандартом MPEG синтаксис требует, чтобы был установлен указатель отсутствия непрерывности для указания появления несовпадения подсчета непрерывности.

Краткая информация, характеризующая программу, применяется при транспортном декодировании воспроизводимого потока данных с использованием фильтров идентификаторов пакетов в блоках 45 и 47, дешифратора 50, декодера 55, буфера 60 и управляющего устройства 65 способом, аналогичным описанному выше в связи с фиг.1. Транспортный декодированный поток данных, за исключением краткой информации, характеризующей программу, подается через интерфейс 70 на прикладные декодеры 80 и 85 для декодирования по стандарту MPEG и воспроизведения изображения. В других режимах система 25 подает воспроизводимый поток данных, включающий краткую информацию, характеризующую программу, в другие прикладные устройства, такие как порт 75 высокоскоростной передачи данных. Затем краткая информация, характеризующая программу, предоставляется по мере необходимости для применения при транспортном декодировании воспроизводимого потока данных этими прикладными устройствами или последующими устройствами. Если воспроизводимый поток данных должен быть сохранен во втором средстве хранения информации, отличном от средства 90, например, если мультиплексор 110 подает поток данных, включающих краткую информацию, характеризующую программу, на второе средство хранения информации через второй интерфейс хранения, далее второе средство и второй интерфейс хранения (не показаны на фиг.1) имитируют работу и функции соответственно блоков 90 и 95.

В периоды отсутствия сигнала, перед применением краткой информации, характеризующей программу, система 25 подает на декодер 85 видеосигнала декодированные данные, представляющие для отображения заранее заданное телевизионное изображение, такое как, например, "синий экран" или "стоп-кадр". Аналогично, в периоды отсутствия сигнала до обнаружения изменения в номере версии и применения краткой информации, характеризующей программу, система 25 подает на звуковой декодер 80 данные для заглушения выходного звукового сигнала. Эти меры предотвращают воспроизведение раздражающего выходного сигнала изображения или звука устройствами воспроизведения, до тех пор пока правильные данные краткой информации, характеризующей программу, не будут применены для формирования материала, пригодного для просмотра или прослушивания. Периоды отсутствия сигнала включают, например, интервалы времени от а) обнаружения конца указателя программы или включения питания системы или б) обнаружения команды пользователя, вызывающей ускоренное воспроизведение записи или пропуск содержимого (воспроизведение со спецэффектами), или с) обнаружения состояния ошибки, указывающего на то, что пригодных пакетов видеосигнала не обнаружено, до обнаружения изменения в номере версии элемента краткой информации, характеризующей программу.

Данные из интерфейса 70, декодированные по стандарту MPEG прикладными декодерами 80 и 85, воспроизводятся через устройства воспроизведения звука и изображения в блоках 80 и 85, соответственно. Это завершает процесс воспроизведения, который оканчивается на шаге 530. Следует заметить, что контроллер 115 может в качестве альтернативы использовать любой из других ранее рассмотренных способов предотвращения применения некорректной краткой информации, характеризующей программу.

Показанная на фиг.1 конфигурация не является единственной. В соответствии с принципами изобретения могут быть разработаны другие конфигурации для достижения тех же самых целей. Кроме того, функции элементов схемы, показанных на фиг. 1, и операции обработки, показанные на фиг.2-5, могут быть реализованы целиком или частично с помощью программ микропроцессора. Кроме того, принципы изобретения применимы к любым формам несовместимых со стандартом MPEG электронных программных указателей, а не только к тем, которые передаются в совместимых со стандартом MPEG таблицах информации, характеризующей программы.

Формула изобретения

1. Способ формирования потока данных из входного потока данных, представляющего множество программ, образованных индивидуальными пакетированными потоками данных, состоящими из пакетов содержимого программ, указанные пакеты имеют идентификаторы пакетов, при котором выбирают желаемую программу из упомянутого множества программ, идентифицируют пакеты содержимого программ, содержащие упомянутую выбранную программу, формируют краткую характеризующую программу информацию, пригодную для идентификации и сборки упомянутых идентифицированных пакетов содержимого программы, причем упомянутая краткая информация, характеризующая программу, включает информацию распределения программы, связывающую идентификаторы пакетов с индивидуальными пакетированными потоками данных, которые образуют упомянутую выбранную программу, без информации распределения программ, относящейся к упомянутому множеству программ, отличных от упомянутой выбранной программы, и формируют поток данных, представляющий упомянутую желаемую программу, из упомянутых идентифицированных пакетов содержимого программы и упомянутой краткой информации, характеризующей программу.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый формируемый поток данных совместим со стандартом MPEG.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая информация распределения программы является информацией таблицы распределения программы, совместимой со стандартом MPEG.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют копию упомянутой краткой информации, характеризующей программу, и вставляют копию краткой информации, характеризующей программу, в упомянутый сформированный поток данных во многих местах.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что упомянутый входной поток данных включает характеризующую программы информацию, пригодную для восстановления содержимого данных упомянутого множества программ, а упомянутые копии краткой информации, характеризующей программу, появляются в упомянутом сформированном потоке данных чаще, чем упомянутая информация, характеризующая программы, появляется в упомянутом входном потоке данных.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно формируют из упомянутых идентифицированных пакетов содержимого программы поток данных, причем упомянутый поток данных желаемой программы формируют из упомянутого потока данных содержимого программы и упомянутой краткой информации, характеризующей программу.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая краткая информация, характеризующая программу, содержит один или более элементов частных данных, описывающих упомянутую программу и выбранных из группы, включающей заголовок, длительность, описание программы, оценку насилия, оценку допустимого возраста, время записи, дату записи и список версий.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что один или более из упомянутых элементов частных данных включен в таблицу информации сети.

9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что один или несколько упомянутых элементов частных данных включен в определяемый пользователем раздел упомянутой информации распределения программы.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутые идентифицированные пакеты содержимого программы являются зашифрованными, а упомянутая краткая информация, характеризующая программу, содержит код шифрования.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что упомянутый код шифрования включен в таблицу условного доступа.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что упомянутый код шифрования включен в определяемый пользователем раздел упомянутой информации распределения программы.

13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что упомянутые зашифрованные пакеты дешифруют с помощью информации, полученной с использованием упомянутого кода шифрования.

14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выбирают множество желаемых программ из упомянутого множества программ, идентифицируют пакеты содержимого программ, содержащие упомянутые выбранные программы, и формируют краткую характеризующую программы информацию, включающую в себя информацию распределения программ, связывающую идентификаторы пакетов с индивидуальными пакетированными потоками данных, которые образуют упомянутые выбранные программы.

15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно сохраняют упомянутую краткую информацию, характеризующую программу, и упомянутые идентифицированные пакеты содержимого программы в запоминающей среде.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что дополнительно выбирают запоминающую среду.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что упомянутое формирование краткой информации, характеризующей программу, включает адаптивное формирование упомянутой краткой информации, характеризующей программу, так, чтобы она была пригодна для упомянутого выбранного типа запоминающей среды.

18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что упомянутое сохранение включает сохранение упомянутой краткой информации, характеризующей программу, и упомянутых идентифицированных пакетов содержимого программы в отдельных местах в упомянутой запоминающей среде.

19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что упомянутые отдельные места являются соседними.

20. Способ по п. 15, отличающийся тем, что упомянутая запоминающая среда является средой нелинейного типа.

21. Способ обработки пакетированного потока данных, представляющего программу и выбранного из входного потока данных, представляющего множество программ, образованных индивидуальными пакетированными потоками данных, состоящими из пакетов содержимого программ, имеющих идентификаторы пакетов, при этом упомянутый поток данных, представляющий программу, представляет выбранную программу, при котором идентифицируют пакеты содержимого программы, содержащие упомянутую выбранную программу, формируют краткую информацию, характеризующую программу, так, что упомянутая краткая информация пригодна для идентификации и сборки упомянутых пакетов содержимого программы, упомянутая краткая информация включает информацию распределения программы, связывающую идентификаторы пакетов с индивидуальными пакетированными потоками данных, которые образуют упомянутую выбранную программу, без информации распределения программ, относящейся к упомянутому множеству программ, отличных от упомянутой выбранной программы, причем эту краткую информацию, характеризующую программу, формируют так, чтобы она была пригодной для желаемого типа запоминающей среды, и сохраняют указанную краткую информацию, характеризующую программу, и пакеты содержимого программы в запоминающей среде.

22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что указанный пакетированный поток данных, представляющий программу, включает пакеты с информацией, характеризующей программу, связанные с упомянутой выбранной программой, причем указанные пакеты идентифицируют и используют содержащуюся в них информацию, характеризующую программу, при формировании упомянутой краткой информации, характеризующей программу.

23. Способ по п. 21, отличающийся тем, что упомянутые идентифицируемые пакеты содержимого программы зашифрованы, а упомянутая краткая информация, характеризующая программу, содержит код шифрования.

24. Способ по п. 21, отличающийся тем, что формируют из упомянутой краткой информации, характеризующей программу, и упомянутых пакетов содержимого программы соответствующие группы и сохраняют упомянутые группы в отдельных местах в упомянутой запоминающей среде.

25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что упомянутые группы сохраняют в заданных соседних областях.

26. Способ по п. 18 или 24, отличающийся тем, что упомянутая запоминающая среда является средой линейного типа, включающей ленточный носитель, а упомянутые отдельные места выбирают из а) дорожек записи, включающих вспомогательную дорожку записи, соседнюю с дорожками записи, хранящими упомянутую программу, и б) областей управления данными.

27. Способ формирования краткого программного указателя из входного потока данных, представляющего множество программ, образованных индивидуальными пакетированными потоками данных, состоящими из пакетов содержимого программ, указанные пакеты содержимого программ имеют идентификаторы пакетов, а входной поток данных содержит первый программный указатель, пригодный для использования при декодировании упомянутого множества программ, при котором выбирают желаемую программу из упомянутого множества программ и формируют краткий программный указатель, пригодный для использования при декодировании упомянутой выбранной программы, путем включения в него информации распределения программы, связывающей идентификаторы пакетов с индивидуальными пакетированными потоками данных, которые образуют упомянутую выбранную программу, и исключения информации распределения программ, содержащейся в упомянутом первом программном указателе и не связанной с упомянутой выбранной программой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7