Die Erfindung betrifft einen MPEG-Videoaufzeichnungsträger und
ein Wiedergabegerät zur Rekonstruktion fehlender Datensequenzen eines Videodatenstroms.
MPEG-Videoaufzeichnungsträger, wie beispielsweise eine Video-CD
oder Video-DVD, sind dadurch gekennzeichnet, daß auf ihnen ein kontinuierlicher
Datenstrom gemäß MPEG1-Video-Standard oder MPEG2-Video-Standard aufgezeichnet
ist. Dabei werden Folgen von Bildern in als GOP bezeichnete Gruppen unterteilt,
wobei jede Gruppe von Bildern mit einem auch als Intra Frame bezeichneten I-Frame
beginnt, dessen Information eine Voraussetzung für die Wiedergabe der nachfolgenden
Bilder dieser Gruppe bildet. Auf das I-Frame folgen B-Frames und P-Frames, die Differenzinformationen
zum I-Frame enthalten, mit denen die dem I-Frame folgenden Bilder erzeugt werden.
B-Frames sind Bidirektionale Frames und P-Frames werden auch als predicted Frames
bezeichnet. Fehlende oder gestörte I-Frames verhindern dann die Darstellung
der nachfolgenden Bilder. Kratzer und andere Fehler des Aufzeichnungsträgers
verursachen Unterbrechungen oder Störungen im vom Aufzeichnungsträger
gelesenen Datenstrom, die mit konventionellen Fehlerkorrekturverfahren, wie beispielsweise
dem Reed Solomon-Code nur in begrenztem Umfang korrigiert werden können. Im
ECMA-Standard-267 für die DVD ist beispielsweise angegeben, daß der Durchmesser
von Luftblasen nicht größer als 100 &mgr;m und der Durchmesser von sogenannten
Black Spots nicht größer als 300 &mgr;m sein darf. Darüber hinaus
ist gefordert, daß die Gesamtlänge von Defekten größer als 30
&mgr;m einen Betrag von 300 um nicht überschreiten soll und daß nur
sechs solcher Defekte erlaubt sind.
Aus US 4,796,098 ist ein Informationsträger
mit einer ersten Reihe von Regionen und mindestens einer zweiten Reihe von Regionen
in einem Abstand von den ersten Regionen zur Bereitstellung von Duplikation der
gespeicherten Informationen an mindestens zwei Orten bekannt, so daß, sogar
wenn ein Defekt in einer Region auftritt, die Informationen immer noch von einer
anderen Region gelesen werden können.
Ferner ist aus EP-A2-0 606 857 ein digitaler Video-Bandrecorder bekannt,
der für die Erzeugung von Bildern während Spezialwiedergabe nützliche
Daten auswählt und die Daten in Spezialwiedergabe-Bandsegmenten aufzeichnet,
die auf einem Band angeordnet sind, um Schnellaufspuren und Mehrfachgeschwindigkeits-Wiedergabespuren
zu bilden. Während spezifischer Geschwindigkeiten des Wiedergabebetriebs, die
durch die Verwendung von Schnellaufspuren unterstützt werden, liefern aus den
Schnellaufspuren gelesene Daten Bilder höherer Qualität als Daten, die
aus der Mehrfachgeschwindigkeits-Spur gelesen werden können. Daten werden in
jedem Spezialwiedergabesegment auf eine Weise aufgezeichnet, die die Datenmenge
optimiert, die routinemäßig während eines Spezialwiedergabebetriebs
trotz Spurfehlern wiederhergestellt werden kann.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Aufzeichnungsträger
und ein Wiedergabegerät zu schaffen, mit denen trotz gestörter oder fehlender
I-Frames eine Rekonstruktion der fehlenden Datensequenzen des Videodatenstroms ermöglicht
wird. Trotz spezieller Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers soll darüber
hinaus auch eine Wiedergabe des originären Datenstroms auf konventionellen
Wiedergabegeräten ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird mit in unabhängigem Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in abhängigen Ansprüchen
angegeben.
Einem nicht zu der Erfindung gehörenden Aspekt entsprechend ist
vorgesehen, daß auf dem MPEG-Videoaufzeichnungsträger Zusatzinformationen
gespeichert sind, die zusätzliche I-Frames bzw. Ersatz-I-Frames beinhalten.
Diese I-Frames können eine Kopie im ursprünglichen Datenstrom enthaltener
I-Frames oder ähnliche I-Frames mit geringerem Datenvolumen sein, die zur Rekonstruktion
fehlender Datensequenzen des Videodatenstroms vorgesehen sind. Diese Zusatzinformation
ist auf dem Aufzeichnungsträger in einem oder in mehreren Abständen zum
ursprünglichen bzw. originären I-Frame aufgezeichnet. Durch den physikalischen
Abstand auf dem Aufzeichnungsträger wird erreicht, daß bei einem im ursprünglichen
Datenstrom gestörten I-Frame dessen teilweise oder vollständige Rekonstruktion
gelingt. Der physikalische Abstand zum originären I-Frame wird dadurch erreicht,
daß für zusätzliche I-Frames ein separater Datenstrom vorgesehen
ist, der in den kontinuierlichen Datenstrom abschnittsweise integriert ist oder
an den originären Datenstrom anschließend aufgezeichnet ist. Informationen
über den Ort der Zusatzinformationen sind entweder auf dem Aufzeichnungsträger
oder in einem für derartige Aufzeichnungsträger vorgesehenen Aufzeichnungs-
oder Wiedergabegerät gespeichert. MPEG-Videoaufzeichnungsträger mit zusätzlichen
I-Frames und Informationen über den Aufzeichnungsort dieser zusätzlichen
I-Frames können sowohl in konventionellen als auch speziell für diese
Aufzeichnungsträger vorgesehenen Wiedergabegeräten verwendet werden.
Zum Verringern des zusätzlichen Datenvolumens ist vorgesehen,
daß zum originären I-Frame ähnliche I-Frames als Ersatz-I-Frames
verwendet werden. Ein reduziertes Datenvolumen wird dadurch erreicht,
daß als Ersatz-I-Frame beispielsweise ein Abbild geringerer Bildgröße,
d.h. mit verminderter Ortsauflösung, oder ein Schwarz-Weiß-Bild anstelle
eines Farbbildes verwendet wird.
Die Wiedergabe von Aufzeichnungsträgern, die zusätzlich
zum originären I-Frame eine oder mehrere Kopien oder ähnliche I-Frames
aufweisen, wird in konventionellen Wiedergabegeräten dadurch ermöglicht,
daß die Zusatzinformationen auf dem Aufzeichnungsträger in speziell vorgesehenen
MPEG-Datenströmen mit eigener Datenstromnummer oder als sogenannte User-Daten
vorgesehen sind, die von konventionellen Wiedergabegeräten ignoriert werden.
In einem Gerät zur Wiedergabe auf MPEG-Videoaufzeichnungsträgern
gespeicherter Informationen ist zur Rekonstruktion fehlender Datenstromsequenzen
vorgesehen, daß das Fehlen eines I-Frames erkannt und das fehlende oder fehlerhafte
I-Frame im Datenstrom durch eine Kopie oder ein ähnliches I-Frame ersetzt wird.
Die Kopie oder das ähnliche I-Frame sind als Zusatzinformation auf dem Aufzeichnungsträger
vorgesehen. Dadurch wird eine erhöhte Zuverlässigkeit der vollständigen
Wiedergabe auf optischen Aufzeichnungsträgern gespeicherter Informationen erreicht.
Ein beschädigtes oder fehlendes I-Frame, das zu ersetzen ist,
wird dadurch erkannt, daß eine Diskontinuität im Datenstrom ausgewertet
wird, die auf unterschiedliche Art und Weise festgestellt wird. Einer Ausführung
entsprechend wird die Sektornummerierung überwacht während eine andere
Ausführung ein Signal der Abtasteinrichtung auswertet, welches die Nichtlesbarkeit
eines Sektors signalisiert. Darüber hinaus ist vorgesehen, daß der Decoder
anhand der übertragenen Bildgröße ermittelt, ob ein I-Frame nicht
vollständig oder beschädigt ist. In diesen Fällen ist die Startsektornummer
des beschädigten I-Frames bereits bekannt und kann zum Auffinden eines zusätzlich
auf dem Aufzeichnungsträger vorgesehenen I-Frames verwendet werden. Dieser
Ausführung entsprechend ist eine Tabelle vorgesehen, die den Ort angibt, an
dem das für diese Startsektornummer ersatzweise verwendbare I-Frame gespeichert
ist. Bei MPEG2-Videodatenströmen kann beispielsweise der User-Data-Bereich
verwendet werden, in den für jede Gruppe von Bildern eine Sektornummer für
ein zusätzliches I-Frame eingetragen wird. Eine derartige Tabelle wird auch
in vorteilhafter Art und Weise verwendet, um fehlende I-Frames zu detektieren. Dies
wird dadurch ermöglicht, daß die Abfolge der Startsektornummern der I-Frames
mit den Einträgen in der Tabelle verglichen wird. Dabei kann gleichzeitig die
Anzahl zu ersetzender I-Frames festgestellt werden.
Weiterhin ist das Fehlen eines I-Frames dadurch feststellbar, daß
eine vorgegebene Anzahl von Bildern in einer Gruppe überschritten wird, oder
indem der Abstand zwischen im Datenstrom vorgesehenen Zeitmarken ausgewertet wird.
Nach der Identifikation des beschädigten oder fehlenden I-Frames
wird das ersatzweise auf dem Aufzeichnungsträger vorgesehene I-Frame angefordert
und den Erfordernissen entsprechend in den Datenstrom eingefügt. Das dekodierte
Ersatz I-Frame wird dann zur Rekonstruktion der fehlenden Datensequenz verwendet.
Der MPEG-Videoaufzeichnungsträger kann ein nur lesbarer, ein
einmal beschreibbarer oder ein mehrfach beschreibbarer optischer Aufzeichnungsträger
sein. Bei nur lesbaren Aufzeichnungsträgern können die Ersatz-I-Frames
im äußeren Bereich, intermittierend oder innerhalb eines vorgegebenen
Bereichs im Programmbereich auf dem Aufzeichnungsträger vorgesehen werden.
Das heißt, daß aufgrund der verwendbaren Adressierung eine Anordnung der
Ersatz-I-Frames sowohl nach als auch vor dem originären I-Frame möglich
ist. Ersatz-I-Frames können deshalb bei nur lesbaren Aufzeichnungsträgern
derart auf dem Aufzeichnungsträger angeordnet werden, daß die Wiedergabe
des originären Datenstroms auf konventionellen Wiedergabegeräten nicht
beeinflußt wird.
Bei einmal und mehrfach beschreibbaren Aufzeichnungsträgern ist
eine vorgegebene Schreibstrategie einzuhalten. Ein aufzuzeichnender Datenstrom wird
jedoch generell gepuffert, so daß er hinsichtlich darin enthaltener I-Frames
analysiert werden kann. Nach einer vorgegebenen Anzahl von Bildgruppen werden dann
Kopien im originären Datenstrom enthaltener I-Frames oder zu den originären
I-Frames ähnliche I-Frames in Sektoren aufgezeichnet, die der Bildgruppe folgen.
Darüber hinaus wird während der Aufzeichnung der Ersatz-I-Frames eine
Tabelle gebildet, welche die Startsektornummer der originären I-Frames und
die Sektornummer der Kopie bzw. ähnlicher I-Frames enthält. Diese Tabelle
wird dann im Anschluß an die Ersatz-I-Frames oder in einem Abstand hierzu auf
dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet. Dadurch entsteht eine intermittierende
Aufzeichnung von Ersatz-I-Frames, die aufgrund der mit der Tabelle gebildeten Konkordanz
im Bedarfsfall zu Rekonstruktion fehlender oder fehlerhafter Datensequenzen verwendet
werden. Grundsätzlich ist es auch möglich alle Ersatz-I-Frames und die
vorgenannte Tabelle am Ende des Datenstroms bzw. am Ende der Aufzeichnung auf dem
Aufzeichnungsträger aufzuzeichnen.
Dadurch, daß auf dem Aufzeichnungsträger eine oder mehrere
Kopien unterschiedlicher oder gleicher Qualitätsstufe der originären I-Frames
vorgesehen sind, wird in vorteilhafter Weise das Rekonstruieren
fehlender oder beschädigter Datensequenzen bei der Wiedergabe von MPEG-Video-Informationen
ermöglicht.
Kratzer oder andere Störungen optischer Aufzeichnungsträger,
die dadurch, daß I-Frames nicht gelesen werden können, üblicher Weise
zu Unterbrechungen bei der Bildwiedergabe führen, wirken sich durch das Verwenden
der Ersatz-I-Frames nicht nachteilig auf die Bildwiedergabe aus. Dadurch wird trotz
beschädigter Aufzeichnungsträger eine vollständige Wiedergabe aufgezeichneter
Videoinformationen ermöglicht.
Der physikalische Abstand, in dem die Ersatz-I-Frames zu den originären
I-Frames vorgesehen sind, ist um ein Vielfaches größer als es die üblichen
Maßnahmen zur Fehlerkorrektur, wie beispielsweise Reed Solomon und Kanalbündelung,
erlauben. Somit können auch größere und mehrfach auftretende Fehler,
die mit der üblichen Fehlerkorrektur nicht mehr korrigiert werden können,
beseitigt werden.
Grundsätzlich gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, die
vorliegende Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden.
Dazu wird einerseits auf die Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende
Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand von Zeichnungen
verwiesen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
in Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 Störstellen auf optischen Aufzeichnungsträgern,
2 Frames eines Videodatenstroms,
3 eine Anordnung von Ersatzinformationen auf einem
optischen Aufzeichnungsträger,
4 eine Prinzipskizze eines ersten Widergabegerätes
für MPEG-Videoaufzeichnungsträger,
5 ein Blockschaltbild eines zweiten Wiedergabegerätes
für MPEG-Videoaufzeichnungsträger,
6 eine Anordnung von Zusatz- bzw. Ersatzinformationen
im originären Datenstrom,
7 den Inhalt von Tabellen, mit denen eine Konkordanz
zu Kopien oder ähnlichen I-Frames hergestellt wird und
8 eine Prinzipskizze zur Struktur eines Videodatenstroms.
In 1 sind auf zwei optischen Aufzeichnungsträgern
OD vier unterschiedliche Arten von Störstellen dargestellt, wie sie nach längerem
Gebrauch oder bei unpfleglicher Behandlung optischer Aufzeichnungsträger OD
häufig auftreten. Solche Störstellen sind beispielsweise Fingerabdrücke
E1, Staub E2 oder Kratzer, die einen linearen E3 oder radialen E4 Verlauf aufweisen.
Bei der Wiedergabe auf dem optischen Aufzeichnungsträger OD aufgezeichneter
Informationen führen derartige Störstellen zu Lesefehlern bzw. zu Unterbrechungen
im abgetasteten Datenstrom. Ist der Datenstrom ein MPEG-Datenstrom, in dem ein MPEG-Videodatenstrom
enthalten ist, bilden die Sektoren des Datenstroms typischer Weise eine Gruppe von
Bildern, wie sie in 2 dargestellt ist.
Das Einzelbild einer Videosequenz wird auch als Frame bezeichnet und
standardmäßig beträgt die Bilddatenrate der Digital-Videonorm 167
Megabit pro Sekunde. Unkomprimiert könnten dann auf einer Video-DVD mit einer
Speicherkapazität von 4,7 GB nur für circa vier Minuten Videoinformation
aufgezeichnet werden. Video enthält jedoch eine Vielzahl redundanter Informationen,
da jedem einzelnen Pixel eines Bildes digitale Informationen zur Helligkeit und
Farbe zugeordnet sind. Da sich unbewegte Bildanteile über einen längeren
Zeitraum nicht verändern, ist es völlig ausreichend die Änderungen
eines Bildes bzw. Frames zu codieren. Ein MPEG-Datenstrom enthält dementsprechend
sogenannte I-Frames I, die unabhängig von anderen Frames Informationen über
ein gesamtes Einzelbild enthalten, sowie B-Frames B und P-Frames P. Ein B-Frame
B nutzt vorhergehende Frames, um den komprimierten Dateninhalt der Frames zu errechnen
und P-Frames P repräsentieren die Differenz der I-Frames. Ein P-Frame analysiert
die vorhergehenden Frames und schätzt dadurch ab, wo sich Objekte im nächsten
Frame befinden müßten. Wie in 2 dargestellt,
folgt auf ein I-Frame I jeweils eine Anzahl von Differenzbildern, welche das Anfangs-Frame
I1 zwingend zum Bilden der Einzelbilder benötigen. Fällt ein I Frame I1
beispielsweise dadurch aus, daß es vom Aufzeichnungsträger OD nicht gelesen
und mit einer konventionellen Fehlerkorrektur nicht wieder hergestellt werden kann,
können auch die nachfolgenden Bilder B, B, P, B, B, P, B, B der Bildgruppe
nicht gebildet werden. Die Wiedergabe einer gesamten Datensequenz wäre dadurch
gestört.
Es ist deshalb ein MPEG-Videoaufzeichnungsträger vorgesehen,
auf dem zur Rekonstruktion einer Bildgruppe eine Ersatzinformation bzw. ein Ersatz-I-Frame
I1* für ein gestörtes I-Frame I1 aufgezeichnet ist, um Unterbrechungen
im Bildverlauf zu verhindern oder zumindest zu vermindern. Diese Ersatzinformation
kann, wie in 3 in einer Prinzipskizze dargestellt,
innerhalb des Aufzeichnungsbereichs A des originären Datenstroms oder auch
separat in einem Aufzeichnungsbereich B außerhalb des Aufzeichnungsbereichs
A des originären Datenstroms auf dem optischen Aufzeichnungsträger OD
gehalten werden. Die Ersatzinformationen sind derart auf dem Aufzeichnungsträger
OD vorgesehen, daß eine Wiedergabe mit konventionellen Wiedergabegeräten
nicht behindert oder beeinflußt wird. Hierzu ist für die Ersatzinformationen
ein separater Datenstrom mit eigener Datenstromnummer vorgesehen, die beispielsweise
mit einer außerhalb des DVD-Standards liegenden StreamID gebildet wird oder
die Zusatz- bzw. Ersatzinformationen sind in einem sogenannten User-Data-Bereich
aufgezeichnet, der sich vor einer auch als GOP bezeichneten Gruppe von Einzelbildern
befindet und nicht als Videoinformation wiedergegeben wird. Ersatzinformationen
werden dadurch in konventionellen Geräten auch bei Verschachtelung im originären
Datenstrom ignoriert bzw. als Fehler übersprungen. Vorzugsweise werden Zusatz-
bzw. Ersatzinformationen, wie in 6 dargestellt, im
originären Datenstrom im Abstand von mehreren Bildgruppen GOP eingefügt.
Dabei bietet es sich an, daß mehrere Ersatz-I-Frames I* in Gruppen GOP* abgelegt
werden, so daß beispielsweise zwanzig Ersatz-I-Frames I1* ... I20* eine Bildgruppe
GOP*a bilden. Der Abstand dieser Ersatz-I-Frames I* Gruppen GOP* ergibt sich für
einmal und mehrfach beschreibbare Aufzeichnungsträger aus der minimalen Entfernung
zur originären Bildinformation, welche sich wiederum aus der maximalen Fehlerkorrekturlänge
des gewählten Fehlerkorrekturverfahrens für die Aufzeichnung auf dem optischen
Aufzeichnungsträger OD ergibt, und der Größe des Schreibspeichers,
welcher beim Aufzeichnungsvorgang die Ersatz-I-Frame I* Gruppe GOP* so lange vorhält,
bis sie auf dem optischen Aufzeichnungsträger OD abgespeichert werden kann.
7 zeigt beispielhaft den Inhalt von Tabellen TB1, TB2,
mit denen eine Konkordanz zu den Kopien oder ähnlichen I-Frames I* hergestellt
wird. Dabei wird angenommen, daß diese Tabellen TB1, TB2 als Tabelle TB nach
Abschluß eines Aufzeichnungsvorgangs als Datenstrom aufgezeichnet werden, welcher
mit einer privaten Datenstromkennzeichnung TableID versehen wird. Diese private
Datenstromkennzeichnung TableID, die beispielsweise private stream id ist, wird
ebenfalls von konventionellen Wiedergabegeräten ignoriert und übersprungen.
Die erste Tabelle TB1, welche die Datenstromkennzeichnung TableID
sowie die Anzahl der Einträge EntryTag[MAXENTRIES] und einen Zeiger auf eine
vorangehende Tabelle PreviousTable enthält, ist in dieser Struktur insbesondere
für das Aufzeichnen und die Wiedergabe mehrerer, voneinander unabhängiger
Videodatenströme vorgesehen.
Mit dem Zeiger auf eine vorangehende Tabelle PreviousTable wird jedoch
auch das Auffinden von Ersatz-I-Frames I* in anderen Gruppen GOP* von Ersatz-I-Frames
I* innerhalb eines Videodatenstroms ermöglicht, ohne daß hierzu oder für
mehrere Videodatenströme eine Gesamttabelle am Ende des Aufzeichnungsträgers
gehalten werden muß.
Den Abschluß einer Aufzeichnung bildet eine zweite Tabelle TB2
der Tabelle TB direkt hinter der letzten Gruppe GOP* von gehaltenen Ersatz-I-Frames
In*.
Der Zeiger auf das Vorhandensein einer Tabelle TB kann, wie in
8 dargestellt, in einem für konventionelle Wiedergabegeräte
vorgesehenen Filesystem FS oder in einem separaten Verzeichnis gehalten werden.
Die Konkordanztabelle gemäß der zweiten Tabelle TB2 in
7 enthält die Positionen für originäre
I-Frames I als ReferenceFrameSectorID und für Ersatz-I-Frames I* als RedundantFrameSectorID
sowie eine Kennzeichnung FrameInfoFlags, aus der hervorgeht, wie diese Ersatz-I-Frames
I* aufzubereiten sind, damit sie zur Rekonstruktion des originären Datenstroms
verwendet werden können.
Ein Videodatenstrom mit Zusatzinformationen weist dann eine in einer
Prinzipskizze in 8 dargestellte Struktur auf. An das
Filesystem FS schließt sich eine Videodatenstromsequenz SMVS an, die als Video
MV den originären Datenstrom und Ersatz-I-Frames I* sowie eine Tabelle TB enthält.
Ein sich an die Videodatenstromsequenz SMVS anschließender Bereich EONS kann
dann entweder leer sein oder es kann eine folgende Videodatenstromsequenz SMVS vorgesehen
sein.
Der Aufbau eines Wiedergabegerätes zur Rekonstruktion fehlender
Datensequenzen eines originären Videodatenstroms von einem MPEG-Videoaufzeichnungsträger
mit Ersatzinformation ist in 4 als Prinzipskizze dargestellt.
Der von einem optischen Aufzeichnungsträger OD mit einer optischen Abtasteinrichtung
PU abgetastete MPEG-Datenstrom wird zunächst einem an der Abtasteinrichtung
PU angeschlossenen Speicher, einem sogenannten Track-Buffer TB, zugeführt.
Am Track-Buffer TB ist eine Sektor-Analyseeinrichtung SA-U angeschlossen, die den
Datenstrom in Einzelströme für Video und Audio trennt, welche dann den
entsprechenden MPEG Decodern für Video VD-U und Audio AD-U zur Wiedergabe zugeführt
werden.
Befinden sich Störungen auf dem Aufzeichnungsträger, welche
nicht durch konventionelle Fehlerkorrekturverfahren zu beheben sind, treten im MPEG-Datenstrom
Lücken auf, welche zu Störungen einzelner Bilder oder ganzer Bildgruppen
führen. Diese Lücken werden entweder durch Analyse der Sektoren in der
Sektor-Analyseeinrichtung SA-U oder bei der Decodierung der Bilder
im Videodecoder VD-U erkannt und eine Information über die Sektoradresse des
fehlenden oder fehlerhaften I-Frames I an eine Fehlerverarbeitungseinheit EH-U übermittelt.
Die Fehlerverarbeitungseinheit EH-U veranlaßt dann eine Überprüfung,
ob Zusatz- bzw. Ersatzinformationen auf dem optischen Aufzeichnungsträger OD
zur Verfügung stehen, welche die Störung im Bildverlauf beseitigen oder
vermindern können. Die Ersatzinformationen werden dann von der Fehlerverarbeitungseinheit
EH-U mit einer Sektoranforderung SR von der Abtasteonrichtung PU angefordert und
im Videodecoder VD-U in den Bildverlauf eingefügt bzw. eingesetzt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die als Blockschaltbild
in 5 dargestellt ist, ist ein Navigations-Manager NM
vorgesehen, welcher Funktionen zur Kontrolle einer Benutzeroberfläche der Wiedergabeeinrichtung
beinhaltet. Mit dem Navigations-Manager NM wird ein Zugriff auf den optischen Aufzeichnungsträger
OD dadurch gestartet, daß über einen Filesystem-Manager FM, der bidirektional
mit dem Navigations-Manager NM kommuniziert, die Startpositionen von MPEG-Datenströmen
auf dem optischen Aufzeichnungsträger OD angefordert werden. Der Filesystem-Manager
FM übergibt hierzu diese Anforderung an einen Pickup-Manager PU-M, welcher
daraufhin eine Übertragung eines Datenstroms mit der Abtastvorrichtung PU auslöst.
Die angeforderten Daten werden mit der Abtastvorrichtung PU an den Pickup-Manager
PU-M übermittelt und in einen Track-Buffer TB eingetragen. Der Filesystem-Manager
FM liest diese Sektoren im Track-Buffer TB und ermittelt aus ihnen die Startpositionen
der MPEG-Datenströme, welche er an den Navigations-Manager NM übergibt.
Die Startpositionen der MPEG-Datenströme werden auch verwendet, um eine Übertragung
eines MPEG-Datenstroms vom optischen Aufzeichnungsträger OD zu den entsprechenden
MPEG- Decodern für Video VD-U und Audio AD-U zwecks Wiedergabe durchzuführen.
Dabei übergibt der Navigations-Manager NM die Startposition des MPEG-Datenstroms
einer Anforderungssteuereinheit RC, die den Pickup-Manager PU-M veranlaßt,
mit der optischen Abtasteinrichtung PU einen kontinuierlichen MPEG-Datenstrom vom
Aufzeichnungsträger OD zu lesen.
Damit gelangt der MPEG-Datenstrom vom optischen Aufzeichnungsträger
OD über die Abtasteinrichtung PU in den Pickup-Manager PU-M, welcher die Daten
kontrolliert in den Track-Buffer TB einträgt und dabei bereits erste Maßnahmen
zur Überwachung der Kontinuität des Datenstroms ausführt. Dabei werden
gezielt Rücksprünge zum nochmaligen Einlesen ausgeführt, um Lücken
im Datenstrom zu schließen oder zu reduzieren und Meldungen an die nachfolgende
Sektor-Analyseeinrichtung SA-U übermittelt, um eine Lücke im Datenstrom
anzuzeigen. Die Sektor-Analyseeinrichtung SA-U erhält außerdem eine Liste
mit Startadressen im Track-Buffer TB, die aufzeigen an welcher Stelle die vom Pickup-Manager
PU-M eingetragenen Sektoren des MPEG-Datenstroms abgelegt wurden. Die Sektor-Analyseeinrichtung
SA-U verteilt die einzelnen Teildatenströme des MPEG-Datenstroms mit Hilfe
dieser Liste und den Inhalten der Sektoren. Es entstehen dabei Teillisten, welche
an die nachfolgenden MPEG-Decoder für Video VD-U und Audio AD-U weitergegeben
werden.
Außerdem erweitert die Sektor-Analyseeinrichtung SA-U die bereits
vom Pickup-Manager PU-M vorgenommene Überprüfung des Datenstroms, indem
anhand vorhandener Information im Datenstrom, wie die Sektornummer oder die Startkennzeichnungen
der MPEG-Datenabschnitte, herausgefunden wird, ob ein MPEG-Videodatenstrom eine
Lücke enthält, in der es I-Frames I gegeben hat. Ist dies der Fall wird
eine Fehlermitteilung an die Fehlerverarbeitungseinheit EH-U übermittelt. Weiterhin
können Bereichsüberschreitungen, z.B. am Ende eines MPEG-Datenstroms,
abgefangen und über die Anforderungssteuereinheit RC dem Navigations-Manager
NM mitgeteilt werden.
Der Videodecoder VD-U erhält die Teilliste der Sektorpositionen
des MPEG-Datenstroms im Track-Buffer TB, welche Videosektoren enthalten. Wird von
dieser Stufe ein fehlendes oder beschädigtes I-Frame I erkannt, beispielsweise
durch Auswerten der Zeitmarken oder Vergleiche der vorhandenen Anzahl der Makroblöcke
mit der im Videodatenstrom übergebenen Bildgröße, wird ebenfalls
eine Fehlermitteilung an die Fehlerverarbeitungseinheit EH-U übermittelt. Die
Fehlerverarbeitungseinheit EH-U veranlaßt einen Zugriff der Anforderungssteuereinheit
RC auf die Tabelle mit den Zusatzinformationen, welche dann über den Pickup-Manager
PU-M und die Sektor-Analyseeinrichtung SA-U von der Abtasteonrichtung PU zur Fehlerverarbeitungseinheit
EH-U übermittelt wird. Die Fehlerverarbeitungseinheit EH-U ermittelt aus der
Tabelle eine mögliche Ersatzdarstellung des fehlenden oder beschädigten
I-Frames I und startet eine erneute Anfrage eines Sektorstroms über die Anforderungssteuereinheit
RC und den Pickup-Manager PU-M mit der Abtastvorrichtung PU vom optischen Aufzeichnungsträger
OD.
Der nun folgende Datenstrom wird von der Abtastvorrichtung PU und
dem Pickup-Manager PU-M an die Sektor-Analyseeinrichtung SA-U übermittelt.
Wurde der Fehler im Datenstrom bereits in dieser Stufe erkannt, kann das Ersatz-I-Frame
I1* in den ursprünglichen Datenstrom eingesetzt werden. Handelte es sich um
eine größere Lücke mit mehreren fehlenden I-Frames I1, I2, ... wird
jedes ersetzte I-Frame I in der Fehlerverarbeitungseinheit EH-U abgemeldet, welche
daraufhin überprüft, ob noch weitere Ersatz-I-Frames
I2* angefordert werden müssen. Ist dies nicht der Fall, kann die Fehlerverarbeitungseinheit
EH-U einen neuen Datenstrom anfordern, welcher mit der Sektornummer startet, an
der die Lücke erkannt wurde. Die normale Verarbeitung des originären MPEG-Datenstroms
wird an dieser Stelle wieder aufgenommen.
Wurde der Fehler im Datenstrom im Videodecoder VD-U erkannt, wird
von der Fehlerverarbeitungseinheit EB-U ebenfalls eine Tabelle angefordert. Die
sich aus dieser Tabelle ergebende Startadresse für ein Ersatz-I-Frame I* wird
anschließend ermittelt und dieses Ersatz-I-Frame I* angefordert. Das dekodierte
Ersatz-I-Frame I* kann nun bei einer erneuten Anforderung des Datenstroms der Bildgruppe
ein fehlendes oder beschädigtes I-Frame I ersetzen. Sind auch hier mehrere
I-Frames I betroffen, kann es notwendig sein, daß die Fehlerverarbeitungseinheit
EH-U solange Ersatz-I-Frames I* anfordert, die decodiert und wiedergegeben werden,
bis wieder ein gültiger bzw. originärer MPEG-Videodatenstrom in den Videodecoder
VD-U gelangt.
Dadurch wird trotz beschädigter Aufzeichnungsträger, die
Störstellen aufweisen, die mit konventionellen Fehlerkorrekturverfahren nicht
korrigierbar sind, eine vollständige Wiedergabe aufgezeichneter Videoinformationen
ohne Unterbrechung ermöglicht.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind nur als Beispiele
angegeben und ein Fachmann kann andere Ausführungsformen der Erfindung realisieren,
die im Schutzumfang der Erfindung bleiben, der in den angefügten Ansprüchen
definiert wird.