JP5391899B2 - Digital signal multiplexing method and digital signal multiplexing apparatus - Google Patents

Digital signal multiplexing method and digital signal multiplexing apparatus Download PDF

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Description

本発明は、複数の符号化方式のデジタル信号を多重化し固定帯域伝送路を通じて送信するデジタル信号多重化方法およびデジタル信号多重化装置に関する。   The present invention relates to a digital signal multiplexing method and a digital signal multiplexing apparatus for multiplexing a plurality of encoding-type digital signals and transmitting them through a fixed-band transmission line.

近年、テレビジョン放送の放送電波等、アナログ信号からデジタル信号への切り替えが急速に進んでいる。かかる放送電波の送信施設では、オーディオ(音声)信号やビデオ(映像)信号等の複数のデジタル信号を符号化(圧縮)して同期をとりながら多重化し、使用可能な帯域幅が固定されている伝送路(固定帯域伝送路)を通じて送信する。   In recent years, switching from analog signals to digital signals, such as television broadcast radio waves, has been rapidly progressing. In such broadcast radio wave transmission facilities, a plurality of digital signals such as audio (voice) signals and video (video) signals are encoded (compressed) and multiplexed while being synchronized, and the usable bandwidth is fixed. Transmit through a transmission line (fixed band transmission line).

このように、複数のデジタル信号を符号化および多重化する場合、図9に示すように、複数の符号化ユニット10a、10b、10cを総合的に制御する統合制御部12が設けられ、統合制御部12は、符号化ユニット10a、10b、10cそれぞれにおいて時々刻々と変化する符号化の複雑度や情報量を監視する。そして、統合制御部12は、それぞれの符号化ユニット10a、10b、10cに入力されたデジタル信号の複雑度や情報量に応じてリソース(出力を許容する情報量等)を、その総量が伝送路の帯域幅を超えない範囲で、個々の符号化ユニット10a、10b、10cに割り当てる(統計多重化方式)。   In this way, when encoding and multiplexing a plurality of digital signals, as shown in FIG. 9, an integrated control unit 12 that comprehensively controls the plurality of encoding units 10a, 10b, and 10c is provided, and integrated control is performed. The unit 12 monitors the encoding complexity and the information amount that change every moment in each of the encoding units 10a, 10b, and 10c. Then, the integrated control unit 12 assigns resources (information amount permitting output, etc.) according to the complexity and information amount of the digital signals input to the respective encoding units 10a, 10b, and 10c, and the total amount is a transmission path. Are allocated to the individual encoding units 10a, 10b, and 10c within a range not exceeding the bandwidth (statistical multiplexing method).

さらに、統合制御部に相当する多重化制御部が各符号化ユニット(チャンネル)のバッファから符号化データを読み出す際、各符号化ユニットの符号化データのデータ量に応じて、符号化ユニットの設定レートに対する余剰分の帯域を他の符号化ユニットのバッファからの符号化の読み出しに振り分ける技術が公開されている(例えば、特許文献1)。   Further, when the multiplexing control unit corresponding to the integrated control unit reads the encoded data from the buffer of each encoding unit (channel), the setting of the encoding unit is set according to the data amount of the encoded data of each encoding unit. A technique for distributing a surplus bandwidth with respect to a rate to reading of encoding from a buffer of another encoding unit is disclosed (for example, Patent Document 1).

特開平11−252555号公報JP 11-252555 A

上述した特許文献1の技術およびその他の統計多重化方式を用いると、符号化に伴うデータの品質劣化を符号化ユニット(チャンネル)間で平準化することができ、符号化後のデータの伝送効率を向上することが可能となる。   By using the technique of Patent Document 1 described above and other statistical multiplexing methods, it is possible to level the quality deterioration of the data accompanying encoding between the encoding units (channels), and the transmission efficiency of the encoded data Can be improved.

しかし、上述したオーディオ信号とビデオ信号のように、単純に符号化の複雑さや品質を比較できないデジタル信号同士を多重化する場合、それぞれの符号化ユニットに対するリソースの割り当て量を配分する制御が複雑になり、統合制御部の処理負荷が増大する。   However, when digital signals that cannot be simply compared in complexity and quality, such as the audio signal and video signal described above, are multiplexed, control for allocating the resource allocation amount for each encoding unit is complicated. Thus, the processing load of the integrated control unit increases.

さらに、例えば、ビデオ信号の符号化方式であるMPEG(Moving Picture Experts Group)−2に代表されるように、符号化ユニットに入力されるデジタル信号の入力順序と、符号化した後で出力される出力順序とが異なる場合、かかる符号化方式のデジタル信号(ビデオ信号)と他の符号化方式のデジタル信号(オーディオ信号)とにリソースを分配する制御が一層複雑化する。統合制御部は、このような複雑な計算をした上で、上述したリソースの割り当てを行わなければならず、統合制御部の処理負荷は格段に高まってしまう。   Further, for example, as represented by MPEG (Moving Picture Experts Group) -2, which is a video signal encoding method, the input order of digital signals input to the encoding unit and the output after encoding. When the output order is different, the control for distributing resources to a digital signal (video signal) of such an encoding system and a digital signal (audio signal) of another encoding system becomes more complicated. The integrated control unit must perform the above-described resource allocation after performing such a complicated calculation, and the processing load on the integrated control unit is significantly increased.

そこで、固定帯域伝送路に許容される帯域幅を、各符号化ユニットの処理能力に応じて予め固定的に分配しておき、各符号化ユニットに、その分配された帯域内でのみ符号化させることが考えられる。かかる構成ではそれぞれの符号化ユニットが独立して動作するため統合制御部の処理負荷を削減できる利点はあるものの、各符号化ユニットにおける実際の符号化データ量が上限符号化データ量に満たない場合に、何ら利用されない余剰領域が生じてしまうので、伝送効率の低下を招いていた。   Therefore, the bandwidth allowed for the fixed-band transmission path is fixedly distributed in advance according to the processing capability of each encoding unit, and each encoding unit is encoded only within the distributed band. It is possible. In such a configuration, there is an advantage that the processing load of the integrated control unit can be reduced because each encoding unit operates independently, but the actual encoded data amount in each encoding unit is less than the upper limit encoded data amount In addition, a surplus area that is not used at all occurs, resulting in a decrease in transmission efficiency.

本発明は、このような課題に鑑み、独立した各符号化ユニットそれぞれに簡易な構成を追加するだけで、複数種類のデジタル信号を符号化し多重化送信する場合においても、統合制御部を頼ることなくリソースを適切に割り当て、伝送効率を高めると共に、符号化後のデータの総合的な品質を向上することが可能なデジタル信号多重化方法およびデジタル信号多重化装置を提供することを目的としている。   In view of such a problem, the present invention relies on the integrated control unit even when a plurality of types of digital signals are encoded and transmitted by simply adding a simple configuration to each independent encoding unit. It is an object of the present invention to provide a digital signal multiplexing method and a digital signal multiplexing apparatus capable of appropriately allocating resources and improving transmission efficiency and improving the overall quality of encoded data.

上記課題を解決するために、本発明のデジタル信号多重化方法は、第1符号化ユニットと、第2符号化ユニットと、多重化ユニットと、がそれぞれ相互に接続されたデジタル信号多重化装置を用いてデジタル信号を多重化するデジタル信号多重化方法であって、第1符号化ユニットは、第1のデジタル信号を符号化し、第1符号化ユニットに割り当てられた第1割当符号化データ量と第1符号化ユニットにおける実際の符号化データ量との差に相当する余剰データ量と、余剰データ量が生じた時刻を示す時間情報である第1符号化タイミングと、を示す余剰情報を生成し、余剰情報を第2符号化ユニットに送信し、第2符号化ユニットは、余剰データ量と、第2符号化ユニットに割り当てられた第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量とし、第2のデジタル信号を符号化し、第2のデジタル信号の符号化で余剰データ量を一部または全部消費できない場合、その消費できないデータ量である未消費データ量と、第1符号化タイミングと、を示す未消費情報を生成し、未消費情報を第1符号化ユニットに送信し、符号化した第2のデジタル信号を多重化ユニットに送信し、第1符号化ユニットは、第2符号化ユニットから受信した未消費情報の未消費データ量に相当するダミーデータを、未消費情報が示す第1符号化タイミングに符号化された第1のデジタル信号に付与し、ダミーデータを付与した第1のデジタル信号を多重化ユニットに送信し、多重化ユニットは、第1符号化ユニットが送信した第1のデジタル信号と、第2符号化ユニットが送信した第2のデジタル信号とを多重化し、多重化した第1のデジタル信号および第2のデジタル信号を、固定帯域伝送路を通じて外部に送信することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a digital signal multiplexing method according to the present invention includes a digital signal multiplexing apparatus in which a first encoding unit, a second encoding unit, and a multiplexing unit are connected to each other. A digital signal multiplexing method using and multiplexing a digital signal, wherein the first encoding unit encodes the first digital signal and assigns a first allocated encoded data amount allocated to the first encoding unit; Generating surplus information indicating a surplus data amount corresponding to a difference from an actual encoded data amount in the first encoding unit and a first encoding timing which is time information indicating a time when the surplus data amount occurs; The surplus information is transmitted to the second encoding unit, and the second encoding unit is an extension corresponding to the sum of the surplus data amount and the second allocated encoded data amount allocated to the second encoding unit. If the second digital signal is encoded using the data amount as the additional allocation information amount, and a part or all of the surplus data amount cannot be consumed by encoding the second digital signal, the unconsumed data that is the amount of data that cannot be consumed Generating unconsumed information indicating the amount and the first encoding timing, transmitting the unconsumed information to the first encoding unit, transmitting the encoded second digital signal to the multiplexing unit, The encoding unit adds dummy data corresponding to the unconsumed data amount of the unconsumed information received from the second encoding unit to the first digital signal encoded at the first encoding timing indicated by the unconsumed information. Then, the first digital signal to which the dummy data is added is transmitted to the multiplexing unit, and the multiplexing unit transmits the first digital signal transmitted by the first encoding unit and the second encoding unit. A second digital signal by multiplexing the, the first digital signal and second digital signal obtained by multiplexing, and transmits to the outside through the fixed band transmission path.

本発明のデジタル信号多重化方法では、個々の符号化ユニットがそれぞれ主体となってリソースの割り当てを行う。即ち、第1符号化ユニットが主体となって、自体の符号化における余剰データ量を第2符号化ユニットに付与し、第2符号化ユニットは、その余剰データ分を加算した値を上限として符号化を遂行する。また、第2符号化ユニットは、自体が消費しきれなかった未消費データ量を第1符号化ユニットに再配置する。かかるデジタル信号多重化方法では、統合制御部によるリソースの再割り当ての複雑な制御処理を伴わず、個々の符号化ユニット間の伝送のみという簡易な構成で、伝送効率を高め、符号化後のデータの総合的な品質を向上することができる。   In the digital signal multiplexing method of the present invention, resources are allocated by each individual encoding unit as a subject. That is, the first encoding unit is the main body, and the amount of surplus data in its own encoding is given to the second encoding unit, and the second encoding unit encodes the value obtained by adding the excess data as an upper limit. Carry out Further, the second encoding unit rearranges the unconsumed data amount that could not be consumed by itself in the first encoding unit. In such a digital signal multiplexing method, the complicated control process of resource reallocation by the integrated control unit is not involved, the transmission efficiency is improved with a simple configuration of only transmission between individual encoding units, and the encoded data is The overall quality can be improved.

上記課題を解決するために、本発明の他のデジタル信号多重化方法は、第1符号化ユニットと、第2符号化ユニットと、多重化ユニットと、がそれぞれ相互に接続されたデジタル信号多重化装置を用いてデジタル信号を多重化するデジタル信号多重化方法であって、第1符号化ユニットは、第1のデジタル信号を符号化し、第1符号化ユニットに割り当てられた第1割当符号化データ量と第1符号化ユニットにおける実際の符号化データ量との差に相当する余剰データ量と、余剰データ量が生じた時刻を示す時間情報である第1符号化タイミングと、を示す余剰情報を生成し、余剰情報を第2符号化ユニットに送信し、第2符号化ユニットは、余剰データ量と、第2符号化ユニットに割り当てられた第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量とし、第2のデジタル信号を符号化し、第2のデジタル信号の符号化で余剰データ量を一部または全部消費できない場合、その消費できないデータ量である未消費データ量と、第1符号化タイミングと、を示す未消費情報を生成し、未消費情報を多重化ユニットに送信し、符号化した第2のデジタル信号を多重化ユニットに送信し、多重化ユニットは、第2符号化ユニットから受信した未消費情報の未消費データ量に相当するダミーデータを、未消費情報が示す第1符号化タイミングに対応するタイミングで生成し、ダミーデータと、第1符号化ユニットが送信した第1のデジタル信号と、第2符号化ユニットが送信した第2のデジタル信号とを多重化し、多重化したダミーデータ、第1のデジタル信号および第2のデジタル信号を、固定帯域伝送路を通じて外部に送信することを特徴とする。 In order to solve the above problems, another digital signal multiplexing method of the present invention is a digital signal multiplexing method in which a first encoding unit, a second encoding unit, and a multiplexing unit are connected to each other. A digital signal multiplexing method for multiplexing digital signals using an apparatus, wherein a first encoding unit encodes a first digital signal and is assigned to a first encoding unit. Surplus information indicating a surplus data amount corresponding to the difference between the amount and the actual encoded data amount in the first encoding unit, and first encoding timing which is time information indicating a time when the surplus data amount occurs. Generating and transmitting surplus information to the second encoding unit, which corresponds to the sum of the surplus data amount and the second allocated encoded data amount allocated to the second encoding unit. If the second digital signal is encoded using the extension data amount as the additional allocation information amount, and a part or all of the surplus data amount cannot be consumed by encoding the second digital signal, the unconsumed data that is the amount of data that cannot be consumed Generating unconsumed information indicating the amount and the first encoding timing, transmitting the unconsumed information to the multiplexing unit, transmitting the encoded second digital signal to the multiplexing unit, The dummy data corresponding to the unconsumed data amount of the unconsumed information received from the second encoding unit is generated at a timing corresponding to the first encoding timing indicated by the unconsumed information, and the dummy data and the first encoding are generated. The first digital signal transmitted by the unit and the second digital signal transmitted by the second encoding unit are multiplexed and multiplexed dummy data, the first digital signal, and The second digital signal, and transmits to the outside through the fixed band transmission path.

本発明のデジタル信号多重化方法では、第1符号化ユニットが主体となって、自体の符号化における余剰データ量を第2符号化ユニットに付与し、第2符号化ユニットは、その余剰データ分を加算した値を上限として符号化を遂行する。また、本発明での第2符号化ユニットは、自体が消費しきれなかった未消費データ量を多重化ユニットに伝え、多重化ユニットが未消費データ量に相当するダミーデータを余剰データ領域として生成する。かかるデジタル信号多重化方法では、上述した発明同様、統合制御部によるリソースの再割り当ての複雑な制御処理を伴わず、個々の符号化ユニットおよび多重化ユニット間の伝送のみという簡易な構成で、伝送効率を高め、符号化後のデータの総合的な品質を向上することができる。   In the digital signal multiplexing method of the present invention, the first encoding unit is the main body, and the surplus data amount in its own encoding is given to the second encoding unit, and the second encoding unit is the surplus data portion. Encoding is performed using the value obtained by adding as the upper limit. Also, the second encoding unit in the present invention transmits the unconsumed data amount that cannot be consumed by itself to the multiplexing unit, and the multiplexing unit generates dummy data corresponding to the unconsumed data amount as the surplus data area. To do. In such a digital signal multiplexing method, as in the above-described invention, transmission is performed with a simple configuration of only transmission between individual encoding units and multiplexing units without complicated control processing of resource reallocation by the integrated control unit. Efficiency can be improved and the overall quality of the encoded data can be improved.

上記課題を解決するために、本発明のデジタル信号多重化装置は、第1符号化ユニットと、第2符号化ユニットと、多重化ユニットと、がそれぞれ相互に接続されたデジタル信号多重化装置であって、第1符号化ユニットは、第1割当符号化データ量を上限として第1のデジタル信号を符号化する第1符号化部と、第1割当符号化データ量と第1符号化部における実際の符号化データ量との差に相当する余剰データ量と、余剰データ量が生じた時刻を示す時間情報である第1符号化タイミングと、を示す余剰情報を生成し、第2符号化ユニットに送信する余剰生成部と、第2符号化ユニットから受信した、第2符号化ユニット内における符号化で余剰データ量を一部または全部消費できない場合の、その消費できないデータ量である未消費データ量と、第1符号化タイミングと、を示す未消費情報の未消費データ量に相当するダミーデータを、未消費情報が示す第1符号化タイミングに符号化された第1のデジタル信号に付与し、多重化ユニットに送信する信号生成部と、を備え、第2符号化ユニットは、第1符号化ユニットから受信した余剰情報に示された余剰データ量と第2符号化ユニットに割り当てられた第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量とし、第2のデジタル信号を符号化し、多重化ユニットに送信する第2符号化部と、未消費情報を生成し、第1符号化ユニットに送信する未消費生成部と、を備え、多重化ユニットは、第1符号化ユニットが送信した第1のデジタル信号と、第2符号化ユニットが送信した第2のデジタル信号とを多重化する多重化処理部と、多重化された第1のデジタル信号および第2のデジタル信号を、固定帯域伝送路を通じて外部に送信する多重化送信部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a digital signal multiplexing apparatus according to the present invention is a digital signal multiplexing apparatus in which a first encoding unit, a second encoding unit, and a multiplexing unit are connected to each other. The first encoding unit includes a first encoding unit that encodes the first digital signal with the first allocation encoded data amount as an upper limit, and a first allocation encoded data amount and the first encoding unit. Generating surplus information indicating a surplus data amount corresponding to a difference from the actual encoded data amount, and first encoding timing that is time information indicating a time when the surplus data amount occurs, and generating a second encoding unit When the surplus data amount received by the second encoding unit and the encoding in the second encoding unit cannot consume part or all of the surplus data amount, the unconsumed data amount that cannot be consumed The dummy data corresponding to the unconsumed data amount of the unconsumed information indicating the data amount and the first encoding timing is added to the first digital signal encoded at the first encoding timing indicated by the unconsumed information And a signal generator that transmits to the multiplexing unit, and the second encoding unit is allocated to the second encoding unit and the excess data amount indicated in the excess information received from the first encoding unit. A second encoding unit that encodes the second digital signal and transmits it to the multiplexing unit, and generates unconsumed information, with the extended data amount corresponding to the sum of the second allocation encoded data amount as the additional allocation information amount And a non-consumption generation unit that transmits to the first encoding unit, and the multiplexing unit includes a first digital signal transmitted by the first encoding unit and a second digital signal transmitted by the second encoding unit. With digital signals A multiplexing processing unit for duplicating the first digital signal and second digital signals multiplexed, characterized in that it comprises a multiplexing transmission unit for transmitting to the outside through the fixed band transmission path.

上記課題を解決するために、本発明の他のデジタル信号多重化装置は、第1符号化ユニットと、第2符号化ユニットと、多重化ユニットと、がそれぞれ相互に接続されたデジタル信号多重化装置であって、第1符号化ユニットは、第1割当符号化データ量を上限として第1のデジタル信号を符号化する第1符号化部と、第1割当符号化データ量と第1符号化部における実際の符号化データ量との差に相当する余剰データ量と、余剰データ量が生じた時刻を示す時間情報である第1符号化タイミングと、を示す余剰情報を生成し、第2符号化ユニットに送信する余剰生成部と、を備え、第2符号化ユニットは、第1符号化ユニットから受信した余剰情報に示された余剰データ量と第2符号化ユニットに割り当てられた第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量とし、第2のデジタル信号を符号化し、多重化ユニットに送信する第2符号化部と、第2符号化部の符号化で余剰データ量を一部または全部消費できない場合、その消費できないデータ量である未消費データ量と、第1符号化タイミングと、を示す未消費情報を生成し、多重化ユニットに送信する未消費生成部と、を備え、多重化ユニットは、第2符号化ユニットから受信した未消費情報の未消費データ量に相当するダミーデータを生成する信号生成部と、ダミーデータと、第1符号化ユニットが送信した第1のデジタル信号と、第2符号化ユニットが送信した第2のデジタル信号とを、未消費情報が示す第1符号化タイミングに対応させて、多重化する多重化処理部と、多重化されたダミーデータ、第1のデジタル信号および第2のデジタル信号を、固定帯域伝送路を通じて外部に送信する多重化送信部と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, another digital signal multiplexing apparatus according to the present invention is a digital signal multiplexing in which a first encoding unit, a second encoding unit, and a multiplexing unit are connected to each other. The first encoding unit includes a first encoding unit that encodes the first digital signal with the first allocation encoded data amount as an upper limit, and the first allocation encoded data amount and the first encoding. Generating surplus information indicating a surplus data amount corresponding to a difference from an actual encoded data amount in a section and a first encoding timing which is time information indicating a time when the surplus data amount occurs, and generating a second code A surplus generation unit that transmits to the encoding unit, and the second encoding unit includes a surplus data amount indicated in the surplus information received from the first encoding unit and a second allocation allocated to the second encoding unit. Encoded data amount and The extended data amount corresponding to the sum is used as the additional allocation information amount, the second digital signal is encoded and transmitted to the multiplexing unit, and the surplus data amount is reduced by the encoding of the second encoding unit. A non-consumption generation unit that generates non-consumption information indicating the amount of unconsumed data that is the amount of data that cannot be consumed and the first encoding timing, and transmits the non-consumption information to the multiplexing unit. The multiplexing unit includes a signal generation unit that generates dummy data corresponding to the amount of unconsumed data of the unconsumed information received from the second encoding unit, the dummy data, and the first data transmitted by the first encoding unit. A multiplexing processing unit that multiplexes the digital signal and the second digital signal transmitted by the second encoding unit in correspondence with the first encoding timing indicated by the unconsumed information, and the multiplexed dummy data; Data, the first digital signal and second digital signal, characterized in that it comprises a multiplexing transmission unit for transmitting to the outside through the fixed band transmission path.

上述したデジタル信号多重化方法における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該デジタル信号多重化装置にも適用可能である。   The components corresponding to the technical idea of the above-described digital signal multiplexing method and the description thereof can be applied to the digital signal multiplexing apparatus.

上記第1符号化ユニットもしくは第2符号化ユニットのいずれか一方または両方は複数存在し、1または複数の第1符号化ユニットの余剰データ量の総量が、1または複数の第2符号化ユニットに、所定の条件に従って分配されてもよい。また、上記所定の条件とは、等配分、第2割当符号化データ量に基づく比例配分、または、第2符号化ユニットのバッファの容量に基づく比例配分の何れかであってもよい。   One or both of the first encoding unit and the second encoding unit are present in plural, and the total amount of surplus data amount of one or more first encoding units is equal to one or more second encoding units. , May be distributed according to predetermined conditions. Further, the predetermined condition may be any of equal distribution, proportional distribution based on the second allocated encoded data amount, and proportional distribution based on the capacity of the buffer of the second encoding unit.

第1符号化ユニットや第2符号化ユニットが複数ある場合であっても、余剰データ量の総量を所定の条件に従って分配するだけといった単純な計算で、本発明のデジタル信号多重化装置はリソースの適切な再割り当てを確実に実行することができる。   Even when there are a plurality of first encoding units and second encoding units, the digital signal multiplexing apparatus of the present invention can perform resource calculation by simply distributing the total amount of surplus data according to a predetermined condition. Appropriate reassignment can be performed reliably.

上記第1のデジタル信号の符号化は、オーディオロスレス符号化方式に基づいて実行され、第2のデジタル信号の符号化は、MPEG−2、MPEG−4/AVC、Motion−JPEGの何れかの符号化方式に基づいて実行されてもよい。   The encoding of the first digital signal is performed based on an audio lossless encoding method, and the encoding of the second digital signal is an MPEG-2, MPEG-4 / AVC, or Motion-JPEG code. It may be executed based on the conversion method.

本発明のデジタル信号多重化装置によれば、オーディオロスレス符号化方式を用いることで生じる、符号化後のデータ量の変動に伴った余剰データ量を、他の符号化ユニットで好適に消費することができる。また、第2のデジタル信号がビデオ信号でありその符号化方式に、符号化による品質劣化が不可避であるMPEG−2、MPEG−4/AVC、Motion−JPEGの何れかを用いることで、オーディオロスレス符号化方式において生じた余剰データ量を、符号化後の画質の向上に好適に利用することが可能となる。   According to the digital signal multiplexing device of the present invention, the surplus data amount that accompanies fluctuations in the data amount after encoding, which is caused by using the audio lossless encoding method, is preferably consumed by other encoding units. Can do. In addition, when the second digital signal is a video signal and MPEG-2, MPEG-4 / AVC, or Motion-JPEG, in which quality degradation due to encoding is inevitable, is used as an encoding method. The surplus data amount generated in the encoding method can be suitably used for improving the image quality after encoding.

本発明は、独立した各符号化ユニットそれぞれに簡易な構成を追加するだけで、複数種類のデジタル信号を符号化し多重化送信する場合においても、統合制御部を頼ることなくリソースを適切に割り当て、伝送効率を高めると共に、符号化後のデータの総合的な品質を向上することが可能となる。   In the present invention, even when a plurality of types of digital signals are encoded and multiplexed and transmitted simply by adding a simple configuration to each independent encoding unit, resources are appropriately allocated without depending on the integrated control unit, It is possible to increase the transmission efficiency and improve the overall quality of the encoded data.

デジタル信号多重化システムの概略的な接続関係を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the rough connection relation of the digital signal multiplexing system. 第1の実施形態にかかるデジタル信号多重化装置の電気的な構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the electric constitution of the digital signal multiplexing apparatus concerning 1st Embodiment. ビデオ符号化ユニットにおける仮想バッファのバッファ蓄積量の推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows transition of the buffer storage amount of the virtual buffer in a video encoding unit. 第1の実施形態にかかるオーディオロスレス符号化ユニットの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the audio lossless encoding unit concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかるビデオ符号化ユニットの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the video encoding unit concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかるデジタル信号多重化装置の全体の処理の流れを示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the flow of the whole process of the digital signal multiplexing apparatus concerning 1st Embodiment. 第2の実施形態にかかるデジタル信号多重化装置の電気的な構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the electric constitution of the digital signal multiplexing apparatus concerning 2nd Embodiment. 第2の実施形態にかかるデジタル信号多重化装置の全体の処理の流れを示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the flow of the whole process of the digital signal multiplexing apparatus concerning 2nd Embodiment. 従来のデジタル信号多重化装置の電気的な構成を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the electrical structure of the conventional digital signal multiplexing apparatus.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

(第1の実施形態:デジタル信号多重化システム100)
図1は、デジタル信号多重化システム100の概略的な接続関係を示したブロック図である。図1に示すように、デジタル信号多重化システム100は、デジタル信号多重化装置110と、放送アンテナ120と、受信アンテナ130と、デジタルチューナー内蔵テレビジョン140と、を含んで構成される。
(First embodiment: digital signal multiplexing system 100)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic connection relationship of the digital signal multiplexing system 100. As shown in FIG. 1, the digital signal multiplexing system 100 includes a digital signal multiplexing device 110, a broadcast antenna 120, a reception antenna 130, and a digital tuner built-in television 140.

例えば、番組制作スタッフがテレビ局112のスタジオで撮像装置114およびマイク116を使って番組を収録すると、収録された映像(ビデオ信号)および音声(オーディオ信号)は、図示しないADC(Analog Digital Converter)でデジタル信号に変換され、デジタルビデオ信号およびデジタルオーディオ信号としてデジタル信号多重化装置110に伝送される。   For example, when the program production staff records a program using the imaging device 114 and the microphone 116 in the studio of the television station 112, the recorded video (video signal) and sound (audio signal) are stored in an ADC (Analog Digital Converter) (not shown). It is converted into a digital signal and transmitted to the digital signal multiplexer 110 as a digital video signal and a digital audio signal.

デジタル信号多重化装置110は、かかるデジタルビデオ信号およびデジタルオーディオ信号を多重化し、放送アンテナ120を通じて放送する。デジタルチューナー内蔵テレビジョン140は、受信アンテナ130を介して、放送されたデジタル信号を受信し、受信したデジタル信号から映像および音声を再構成して、映像と音声との同期をとりながらその映像と音声とを再生する。   The digital signal multiplexer 110 multiplexes the digital video signal and the digital audio signal and broadcasts them through the broadcast antenna 120. The television 140 with a built-in digital tuner receives the broadcast digital signal via the receiving antenna 130, reconstructs video and audio from the received digital signal, and synchronizes the video and audio. Play audio.

このようなデジタル信号多重化システム100において、デジタル信号多重化装置110からデジタルチューナー内蔵テレビジョン140までの伝送路のうち、特に放送アンテナ120から受信アンテナ130までの経路は、使用できる電波の周波数帯域が放送局毎に厳密に制限されている。そのため、デジタル信号多重化装置110が伝送できる単位時間当たりのデータ量(伝送レート)は固定された値となる(固定帯域伝送路)。   In such a digital signal multiplexing system 100, among the transmission paths from the digital signal multiplexing apparatus 110 to the digital tuner built-in television 140, the path from the broadcast antenna 120 to the receiving antenna 130 is particularly a usable frequency band of radio waves. Is strictly limited for each broadcasting station. Therefore, the data amount (transmission rate) per unit time that can be transmitted by the digital signal multiplexer 110 is a fixed value (fixed band transmission path).

かかる固定帯域伝送路において、オーディオ信号とビデオ信号のように、単純に符号化の複雑さや品質を比較できないデジタル信号同士を多重化する場合、それぞれの符号化ユニットに対するリソースの割り当て量を配分する制御が複雑になり、統合制御部の処理負荷が増大する。   In such a fixed-band transmission line, when digital signals that cannot be simply compared in encoding complexity and quality, such as audio signals and video signals, are multiplexed, control for allocating the resource allocation amount for each encoding unit Becomes complicated, and the processing load of the integrated control unit increases.

そこで、固定帯域伝送路に許容される帯域幅を、各符号化ユニットの処理能力に応じて予め割り当てておき、各符号化ユニットに、その割り当てた帯域内でのみ符号化させることが考えられるが、各符号化ユニットにおける実際の符号化データ量が割当符号化データ量に満たない場合に、何ら利用されない余剰領域が生じてしまうので、伝送効率の低下を招いていた。   Therefore, it is conceivable that the bandwidth allowed for the fixed-band transmission path is allocated in advance according to the processing capability of each encoding unit, and each encoding unit is encoded only within the allocated band. When the actual encoded data amount in each encoding unit is less than the allocated encoded data amount, a surplus area that is not used at all is generated, resulting in a decrease in transmission efficiency.

以下の実施形態では、上述したデジタルテレビジョン放送のデジタル信号の多重化において、統合制御部を頼ることなくリソースを適切に割り当て、伝送効率を高めると共に、符号化後のデータの総合的な品質を向上することができるデジタル信号多重化装置110およびデジタル信号多重化方法について説明する。   In the following embodiments, in the above-described multiplexing of digital television broadcast digital signals, resources are appropriately allocated without relying on an integrated control unit to increase transmission efficiency, and to improve the overall quality of encoded data. A digital signal multiplexing apparatus 110 and a digital signal multiplexing method that can be improved will be described.

(デジタル信号多重化装置110)
図2は、第1の実施形態にかかるデジタル信号多重化装置110の電気的な構成を示した機能ブロック図である。デジタル信号多重化装置110は、第1符号化ユニットとしてのオーディオロスレス符号化ユニット200と、第2符号化ユニットとしてのビデオ符号化ユニット202と、多重化ユニット204と、を含んで構成される。また、以下の実施形態では、デジタル信号多重化装置110をデジタルテレビジョン放送に用いる例を挙げているが、かかる場合に限られず、例えば、監視カメラの映像やマイクの音声を多重化して送受信するセキュリティシステム等に用いることもできる。
(Digital signal multiplexer 110)
FIG. 2 is a functional block diagram showing an electrical configuration of the digital signal multiplexing apparatus 110 according to the first embodiment. The digital signal multiplexing apparatus 110 includes an audio lossless encoding unit 200 as a first encoding unit, a video encoding unit 202 as a second encoding unit, and a multiplexing unit 204. In the following embodiment, an example is given in which the digital signal multiplexing device 110 is used for digital television broadcasting. However, the present invention is not limited to this, and for example, video of a monitoring camera and audio of a microphone are multiplexed and transmitted / received. It can also be used for security systems.

オーディオロスレス符号化ユニット200は、マイク116から伝送されたデジタルオーディオ信号に、第1割当符号化データ量を上限としてロスレス符号化処理を施す。ここで、ロスレス符号化は、符号化前のデータと、符号化および復号化の処理を経たデータとが完全に等しくなる算術的な可逆符号化であり、可逆可能な範囲で圧縮が施される。   The audio lossless encoding unit 200 performs a lossless encoding process on the digital audio signal transmitted from the microphone 116 with the first allocated encoded data amount as an upper limit. Here, lossless encoding is an arithmetic lossless encoding in which data before encoding and data that has undergone encoding and decoding are completely equal, and compression is performed within a reversible range. .

本実施形態において、第1割当符号化データ量は、符号化単位となる複数のオーディオサンプルで形成されたブロック1つ当たりに割り当てられた符号化データ量(符号化後のデータ量)の上限値であり、一般的には1秒当たりの符号化データレートにブロックが占める割合(1ブロックのサンプル数/サンプリング周波数)を乗じることで求められる。   In the present embodiment, the first allocated encoded data amount is the upper limit value of the encoded data amount (data amount after encoding) allocated per block formed by a plurality of audio samples serving as encoding units. In general, it is obtained by multiplying the encoded data rate per second by the ratio of the block (number of samples per block / sampling frequency).

また、オーディオロスレス符号化ユニット200によるロスレス符号化処理では、圧縮率が悪い場合、符号化後のデータ量が符号化前のデータ量とほぼ等しくなることがある。従って、オーディオロスレス符号化ユニット200に固定の第1割当符号化データ量を設定する場合、可逆圧縮を保証するため最悪値である符号化前データ量にほぼ等しい符号化データレートを指定する必要がある。   In the lossless encoding process performed by the audio lossless encoding unit 200, the data amount after encoding may be substantially equal to the data amount before encoding when the compression rate is low. Therefore, when a fixed first allocation encoded data amount is set in the audio lossless encoding unit 200, it is necessary to specify an encoded data rate substantially equal to the pre-encoding data amount that is the worst value in order to guarantee lossless compression. is there.

ビデオ符号化ユニット202は、撮像装置114から伝送されたデジタルビデオ信号を第2割当符号化データ量を追加し符号化上限情報量を更新した上で符号化する。ここで第2割当符号化データ量は、第1割当符号化データ量と同様、ブロック1つ(1ピクチャ)当たりに割り当てられた符号化データ量であり、一般的には1秒当たりの符号化データレートに対しビデオピクチャーレート(1秒間のピクチャ枚数)を割算することで導出される。符号化上限情報量については後に詳述する。   The video encoding unit 202 encodes the digital video signal transmitted from the imaging device 114 after adding the second allocation encoded data amount and updating the encoding upper limit information amount. Here, the second allocated encoded data amount is the encoded data amount allocated per block (one picture) in the same manner as the first allocated encoded data amount, and is generally encoded per second. It is derived by dividing the video picture rate (number of pictures per second) by the data rate. The encoding upper limit information amount will be described in detail later.

本実施形態において、ビデオ符号化ユニット202の符号化方式は、デジタルテレビジョン放送で広く採用されているビデオ符号化方式であるMPEG2−Video(MPEG−2)方式を用いている。しかし、かかる場合に限られず、例えば、AVC「MPEG−4 Part10:Advanced−Video−Coding」(MPEG−4/AVC)、Motion−JPEG等の様々なビデオ符号化方式を用いてもよい。   In the present embodiment, the encoding method of the video encoding unit 202 uses the MPEG2-Video (MPEG-2) method, which is a video encoding method widely used in digital television broadcasting. However, the present invention is not limited to this, and various video encoding schemes such as AVC “MPEG-4 Part 10: Advanced-Video-Coding” (MPEG-4 / AVC), Motion-JPEG, and the like may be used.

かかるMPEG2−Video方式等は、固定レートを前提に量子化値を調整しているので、後述する本実施形態の余剰データ処理を適用していない状態では、ビデオ符号化ユニット202から多重化ユニット204に伝送される伝送レートの平均値が、ビデオ符号化ユニット202に割り当てられた符号化伝送レートと略等しくなる。   In the MPEG2-Video system or the like, the quantization value is adjusted on the premise of a fixed rate. Therefore, in a state where the surplus data processing of the present embodiment described later is not applied, the video encoding unit 202 to the multiplexing unit 204 are used. The average value of the transmission rates transmitted to the video encoding unit 202 is substantially equal to the encoded transmission rate assigned to the video encoding unit 202.

かかるビデオ符号化ユニット202における符号化では、割り当てられた第2割当符号化データ量を全て消費して符号化しなくても、バッファを利用して、残った符号化データ量を確保しておく事が可能であり、撮像装置114から伝送されたデジタルビデオ信号の複雑さに応じて確保しておいた符号化データ量を適応的に利用することができる。   In the encoding in the video encoding unit 202, the remaining encoded data amount is ensured by using a buffer, even if the allocated second allocated encoded data amount is not consumed and encoded. The amount of encoded data reserved according to the complexity of the digital video signal transmitted from the imaging device 114 can be used adaptively.

ただし、かかるバッファ総容量は、復号化側のバッファ総容量、例えば、デジタルチューナー内蔵テレビジョン140に内蔵されたビデオ復号化ユニットのバッファ総容量と共に、符号化方式によって厳密に制限されており、ビデオ符号化ユニット202の符号化データ量の制御は、かかるバッファ総容量を超えない範囲に制限される。   However, the total buffer capacity is strictly limited by the encoding method together with the total buffer capacity on the decoding side, for example, the total buffer capacity of the video decoding unit built in the television 140 with built-in digital tuner. The control of the encoded data amount of the encoding unit 202 is limited to a range that does not exceed the total buffer capacity.

本実施形態において、ビデオ符号化ユニット202のバッファ総容量は、ビデオ符号化ユニット202の後述する処理量制御部256にて、符号量制御のために用いられる仮想バッファ検証器が保持するバッファ総容量と同じである。仮想バッファ検証器はビデオ符号化ユニット202における符号化およびビデオ復号化ユニットにおける復号化の符号化(復号化)レート及びバッファ容量の整合性を保証するために設置された概念的なバッファのことである。   In the present embodiment, the total buffer capacity of the video encoding unit 202 is the total buffer capacity held by the virtual buffer verifier used for code amount control in the processing amount control unit 256 (to be described later) of the video encoding unit 202. Is the same. A virtual buffer verifier is a conceptual buffer that is installed to ensure consistency in coding rate and buffer capacity for encoding in the video encoding unit 202 and decoding in the video decoding unit. is there.

多重化ユニット204は、オーディオロスレス符号化ユニット200およびビデオ符号化ユニット202から受信したデジタル符号化信号(デジタルオーディオ信号およびデジタルビデオ信号)を多重化し、放送アンテナ120を通じ伝送する。   The multiplexing unit 204 multiplexes the digitally encoded signals (digital audio signal and digital video signal) received from the audio lossless encoding unit 200 and the video encoding unit 202 and transmits them through the broadcast antenna 120.

この多重化したデジタル信号を伝送する固定帯域伝送路の伝送レート(固定伝送レートA)を超えないようにするため、第1上限伝送レートB(オーディオ側)および第2上限伝送レートC(ビデオ側)は、A≧B+Cの関係式を満たすように設定される。   In order not to exceed the transmission rate (fixed transmission rate A) of the fixed band transmission path for transmitting the multiplexed digital signal, the first upper limit transmission rate B (audio side) and the second upper limit transmission rate C (video side) ) Is set so as to satisfy the relational expression of A ≧ B + C.

また、上述したオーディオロスレス符号化ユニット200における実際の符号化データ量は、第1割当符号化データ量以下であるため、第1割当符号化データ量と第1符号化ユニットにおける実際の符号化データ量との差に相当する余剰データ量分、固定帯域伝送路に未使用領域が生じてしまう。かかる未使用領域をそのまま放置すると不定なデータが混入し復号化に支障を来たすか、またはデータ欠損を招くため、オーディオロスレス符号化ユニット200では、有意ではないことを示すダミーデータ(例えば、スタッフィングデータ等)をその未使用領域に付与する等の処理が行われる。   In addition, since the actual encoded data amount in the audio lossless encoding unit 200 described above is equal to or less than the first allocated encoded data amount, the first allocated encoded data amount and the actual encoded data in the first encoding unit. An unused area is generated in the fixed-band transmission line by an amount of surplus data corresponding to the difference from the amount. If such an unused area is left as it is, indefinite data will be mixed and this will cause a problem in decoding, or cause data loss. For example, data is assigned to the unused area.

本実施形態では、かかるダミーデータを付与して送信する代わりに、その未使用領域に相当するデータ領域分、他の符号化ユニット(ビデオ符号化ユニット202)が有意なデータを追加して送信することで、固定帯域伝送路の未使用領域の有効利用を図る。以下、簡易な構成でかかる効果を奏するオーディオロスレス符号化ユニット200、ビデオ符号化ユニット202、および多重化ユニット204の具体的な構成について説明する。   In this embodiment, instead of adding dummy data and transmitting it, another encoding unit (video encoding unit 202) adds and transmits significant data for the data area corresponding to the unused area. In this way, the unused area of the fixed band transmission path is effectively used. Hereinafter, specific configurations of the audio lossless encoding unit 200, the video encoding unit 202, and the multiplexing unit 204 that have such effects with a simple configuration will be described.

(オーディオロスレス符号化ユニット200)
オーディオロスレス符号化ユニット200は、オーディオフレームメモリ210と、予測部212と、差分符号化部214と、オーディオエントロピー符号化部216と、オーディオES(Elementary Stream)多重化部218と、オーディオESバッファ220と、余剰生成部222と、を含んで構成される。オーディオロスレス符号化ユニット200において、デジタルオーディオ信号の符号化にかかる構成要素は第1符号化部として機能し、オーディオES多重化部218は、信号生成部として機能する。
(Audio lossless encoding unit 200)
The audio lossless encoding unit 200 includes an audio frame memory 210, a prediction unit 212, a differential encoding unit 214, an audio entropy encoding unit 216, an audio ES (Elementary Stream) multiplexing unit 218, and an audio ES buffer 220. And a surplus generation unit 222. In the audio lossless encoding unit 200, the components related to the encoding of the digital audio signal function as a first encoding unit, and the audio ES multiplexing unit 218 functions as a signal generation unit.

オーディオフレームメモリ210は、マイク116から伝送されたデジタルオーディオ信号をフレーム単位で一時的に保持する。予測部212は、かかるデジタルオーディオ信号の連続性、すなわち、将来の値が過去の値と因果関係を持つ性質に基づいて、オーディオフレームメモリ210に保持されたデジタルオーディオ信号から予測係数を導出し、将来のデジタルオーディオ信号を予測する。   The audio frame memory 210 temporarily holds the digital audio signal transmitted from the microphone 116 in units of frames. The prediction unit 212 derives a prediction coefficient from the digital audio signal held in the audio frame memory 210 based on the continuity of the digital audio signal, that is, the property that the future value has a causal relationship with the past value, Predict future digital audio signals.

差分符号化部214は、予測部212の予測信号と実際のデジタルオーディオ信号との差分である残差信号を導出して符号化する。   The differential encoding unit 214 derives and encodes a residual signal that is a difference between the prediction signal of the prediction unit 212 and the actual digital audio signal.

オーディオエントロピー符号化部216は、差分符号化部214が符号化した残差信号に対してエントロピー符号化処理を施しエントロピー符号化信号を生成する。エントロピー符号化処理は、頻出するデータにより短い符号を割り当てることで圧縮を行う符号化処理である。   The audio entropy encoding unit 216 performs entropy encoding processing on the residual signal encoded by the differential encoding unit 214 to generate an entropy encoded signal. The entropy encoding process is an encoding process in which compression is performed by assigning a shorter code to frequently occurring data.

オーディオES多重化部218は、オーディオエントロピー符号化部216が生成したエントロピー符号化信号と予測部212の予測係数などの補助情報とを多重化し、オーディオES信号として後述する多重化ユニット204に伝送する。   The audio ES multiplexing unit 218 multiplexes the entropy encoded signal generated by the audio entropy encoding unit 216 and auxiliary information such as a prediction coefficient of the prediction unit 212 and transmits the multiplexed information to the multiplexing unit 204 described later as an audio ES signal. .

オーディオESバッファ220は、オーディオES多重化部218が生成したオーディオES信号を一時的に保持する。   The audio ES buffer 220 temporarily holds the audio ES signal generated by the audio ES multiplexing unit 218.

上述したオーディオES多重化部218は、ビデオ符号化ユニット202から受信した、後述する未消費情報の未消費データ量に相当するダミーデータを、未消費情報が示す第1符号化タイミングに符号化されたオーディオES信号に付与する。   The audio ES multiplexing unit 218 described above encodes the dummy data received from the video encoding unit 202 and corresponding to the amount of unconsumed data of unconsumed information described later at the first encoding timing indicated by the unconsumed information. To the audio ES signal.

そのため、後述する余剰生成部222が余剰情報を送信した場合、オーディオES多重化部218は、その余剰情報に対する未消費情報を受信するか、未消費情報を受信できないまま所定時間経過してタイムアウトするまで、第1符号化タイミングに符号化されたデジタルオーディオ信号(オーディオES)を、多重化ユニット204に伝送せずオーディオESバッファ220に保持しておく。   Therefore, when the surplus generation unit 222 described later transmits surplus information, the audio ES multiplexing unit 218 receives unconsumed information for the surplus information or times out after a predetermined time has passed without receiving the unconsumed information. Until then, the digital audio signal (audio ES) encoded at the first encoding timing is not transmitted to the multiplexing unit 204 but held in the audio ES buffer 220.

余剰生成部222は、オーディオロスレス符号化ユニット200に割り当てられた第1割当符号化データ量と、実際の符号化データ量との差に相当する余剰データ量と、符号化を実行した第1符号化タイミングと、を示す余剰情報を生成し、ビデオ符号化ユニット202に送信する。   The surplus generation unit 222 includes a surplus data amount corresponding to the difference between the first allocated encoded data amount allocated to the audio lossless encoding unit 200 and the actual encoded data amount, and the first code that has been encoded. The surplus information indicating the encoding timing is generated and transmitted to the video encoding unit 202.

本実施形態において、第1符号化タイミングは、オーディオロスレス符号化ユニット200が符号化を実行したタイミングであり、余剰データ量が発生したタイミングでもある。また、余剰データ量は、オーディオロスレス符号化ユニット200に割り当てられた第1割当符号化データ量うち、ロスレス符号化の過程で消費されなかったデータ量を示す。   In the present embodiment, the first encoding timing is the timing at which the audio lossless encoding unit 200 has performed encoding, and is also the timing at which the surplus data amount has occurred. Further, the surplus data amount indicates the amount of data that is not consumed in the process of lossless encoding among the first assigned encoded data amount allocated to the audio lossless encoding unit 200.

(ビデオ符号化ユニット202)
ビデオ符号化ユニット202は、ビデオフレームメモリ230と、DCT(Discrete Cosine Transform)232と、量子化部234と、逆量子化部236と、IDCT238と、加算器240と、予測メモリ242と、動き検出部244と、動き補償部246と、減算器248と、ビデオエントロピー符号化部250と、ビデオES多重化部252と、ビデオESバッファ254と、処理量制御部256と、未消費生成部258と、を含んで構成される。ビデオ符号化ユニット202において、デジタルビデオ信号の符号化にかかる構成要素は第2符号化部として機能する。
(Video encoding unit 202)
The video encoding unit 202 includes a video frame memory 230, a DCT (Discrete Cosine Transform) 232, a quantization unit 234, an inverse quantization unit 236, an IDCT 238, an adder 240, a prediction memory 242, and motion detection. Unit 244, motion compensation unit 246, subtractor 248, video entropy encoding unit 250, video ES multiplexing unit 252, video ES buffer 254, processing amount control unit 256, and non-consumption generation unit 258 , Including. In the video encoding unit 202, a component related to encoding of the digital video signal functions as a second encoding unit.

ビデオフレームメモリ230は、撮像装置114から伝送されたデジタルビデオ信号をフレーム毎に一時的に保持する。   The video frame memory 230 temporarily holds the digital video signal transmitted from the imaging device 114 for each frame.

DCT232は、ビデオフレームメモリ230に保持されたフレーム毎のデジタルビデオ信号を、周波数領域の信号に変換する(離散コサイン変換)。このとき、DCT232は、対象のフレームがI(元画像)ピクチャであれば対象のフレームの画像データをそのまま用い、P(順方向予測)ピクチャまたはB(双方向予測)ピクチャであれば対象のフレームの画像と参照画像との差分値を周波数領域の信号に変換する。   The DCT 232 converts the digital video signal for each frame held in the video frame memory 230 into a frequency domain signal (discrete cosine transform). At this time, if the target frame is an I (original image) picture, the DCT 232 uses the image data of the target frame as it is. If the target frame is a P (forward prediction) picture or a B (bidirectional prediction) picture, the DCT 232 The difference value between the image and the reference image is converted into a frequency domain signal.

その後、DCT232は、変換されたデジタルビデオ信号の各フレームにジグザグスキャン処理を施して低周波成分(直流成分)から周波数の小さい順に並び替え、省略したとしても画質に影響の少ない高周波成分をまとめる。   Thereafter, the DCT 232 performs a zigzag scan process on each frame of the converted digital video signal to rearrange the low frequency components (DC components) in ascending order of frequencies, and collects high frequency components that have little influence on image quality even if omitted.

量子化部234は、ジグザグスキャン処理が施されたデジタルビデオ信号の各フレームの画像に対して、オーディオロスレス符号化ユニット200から受信した余剰情報に示された余剰データ量と、ビデオ符号化ユニット202に割り当てられた第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量として、後述する処理量制御部256の符号量制御に従って量子化処理を施す。本実施形態において、量子化処理は、所定の係数で除算し整数値へ丸め、人の目では識別が困難な高解像度成分を除去する等の圧縮処理である。追加割当情報量については後に詳述する。   The quantization unit 234 performs the surplus data amount indicated in the surplus information received from the audio lossless encoding unit 200 on the image of each frame of the digital video signal subjected to the zigzag scan process, and the video encoding unit 202. Quantization processing is performed in accordance with the code amount control of the processing amount control unit 256 described later, with the extended data amount corresponding to the sum of the second allocated encoded data amount allocated to the additional allocation information amount. In this embodiment, the quantization process is a compression process such as dividing by a predetermined coefficient and rounding to an integer value to remove a high-resolution component that is difficult to identify with human eyes. The additional allocation information amount will be described in detail later.

逆量子化部236は、量子化後の各フレームの画像に除算で用いた所定の係数を乗算する(逆量子化)。IDCT238は、逆量子化された各フレームの画像に逆離散コサイン変換を施す。かかる逆量子化部236およびIDCT238の処理は、ローカルデコードと呼ばれる簡易復号化処理である。   The inverse quantization unit 236 multiplies the image of each frame after quantization by a predetermined coefficient used for division (inverse quantization). The IDCT 238 performs inverse discrete cosine transform on the dequantized image of each frame. The processing of the inverse quantization unit 236 and IDCT 238 is a simple decoding process called local decoding.

加算器240は、ローカルデコードされた各フレームの画像のうち、Iピクチャをそのまま予測メモリ242に伝送する。また、PピクチャおよびBピクチャについては、後述する動き補償部246が生成した予測画像のうち、対応する参照画像を加算して元画像を復号化し、予測メモリ242に伝送する。   The adder 240 transmits the I picture as it is to the prediction memory 242 out of the locally decoded frames. In addition, for the P picture and the B picture, among the predicted images generated by the motion compensation unit 246, which will be described later, the corresponding reference image is added to decode the original image and transmitted to the prediction memory 242.

予測メモリ242は、加算器240から伝送された各フレームの画像を一時的に保持する。動き検出部244は、ビデオフレームメモリ230から伝送された各フレームの画像間の動きベクトル(方向成分と距離)を導出し、動き補償部246に伝送する。動き補償部246は、予測メモリ242内の参照画像と動きベクトルを用いて予測画像を作成し、加算器240および減算器248に伝送する。   The prediction memory 242 temporarily holds the image of each frame transmitted from the adder 240. The motion detection unit 244 derives a motion vector (direction component and distance) between images of each frame transmitted from the video frame memory 230 and transmits the motion vector to the motion compensation unit 246. The motion compensation unit 246 creates a prediction image using the reference image and the motion vector in the prediction memory 242 and transmits the prediction image to the adder 240 and the subtracter 248.

減算器248は、ビデオフレームメモリ230の元画像と動き補償部246から伝送された予測画像との差分を導出する。かかる差分は、上述したデジタルビデオ信号と同様、DCT232および量子化部234を通じて圧縮され、多重化ユニット204を介して送信される。   The subtractor 248 derives a difference between the original image in the video frame memory 230 and the predicted image transmitted from the motion compensation unit 246. The difference is compressed through the DCT 232 and the quantization unit 234 and transmitted through the multiplexing unit 204, as in the digital video signal described above.

動き検出部244および動き補償部246を備える構成により、時間的に前後する各フレームの画像間の相関性を利用し、動きのある物体(部分)を抽出してその物体に着目し前後の画像の差分から動きベクトルを求め、かかる動きベクトルを用いて生成した予測画像と、元画像との差分を符号化することで高い圧縮率を実現している。   By using the configuration including the motion detection unit 244 and the motion compensation unit 246, the correlation between the images of each frame that moves back and forth in time is used to extract a moving object (part) and pay attention to the object before and after the image. A high compression ratio is realized by obtaining a motion vector from the difference between the two and encoding the difference between the predicted image generated using the motion vector and the original image.

ビデオエントロピー符号化部250は、量子化部234が量子化した各フレームの画像と、元画像と予測画像との差分等の補助情報に対して、エントロピー符号化処理を施す。   The video entropy encoding unit 250 performs entropy encoding processing on auxiliary information such as the difference between the image of each frame quantized by the quantization unit 234 and the original image and the predicted image.

また、本実施形態において、ビデオエントロピー符号化部250は、量子化部234が量子化した各フレームの画像と、元画像と予測画像との差分等の補助情報に対して、エントロピー符号化処理を施し、ビデオES多重化部252に伝送する。   In this embodiment, the video entropy encoding unit 250 performs entropy encoding processing on auxiliary information such as the difference between the image of each frame quantized by the quantization unit 234 and the original image and the predicted image. And transmit to the video ES multiplexing unit 252.

ビデオES多重化部252は、エントロピー符号化信号と動きベクトル等の各種補助情報と、を多重化しビデオESを生成して後述するビデオESバッファ254に伝送する。   The video ES multiplexing unit 252 multiplexes the entropy encoded signal and various auxiliary information such as motion vectors to generate a video ES and transmits it to the video ES buffer 254 described later.

ビデオESバッファ254は、ビデオES多重化部252から伝送されたビデオESを一時的に保持する。   The video ES buffer 254 temporarily holds the video ES transmitted from the video ES multiplexing unit 252.

処理量制御部256は、複雑度が異なる画像を符号化する際、例えば、フレーム毎に、第2符号化ユニット202に割り当てられる符号化データ量である追加割当情報量を、保持しておき必要に応じて消費することで、符号化後の仮想バッファの蓄積量がほぼ一定に保たれるように、かつI、P、Bの属性を考慮し画像毎に符号化データ量を制御する。また、上述したように、仮想バッファ総容量は、符号化方式によって厳密に制限されているため、処理量制御部256は、上限の容量を超えないよう、または下限の容量を下回らないように符号化データ量を制御する。   The processing amount control unit 256 needs to hold an additional allocation information amount that is an amount of encoded data allocated to the second encoding unit 202 for each frame, for example, when encoding images with different complexity levels. As a result, the amount of encoded data is controlled for each image in consideration of the attributes of I, P, and B so that the accumulated amount of the virtual buffer after encoding is kept substantially constant. Further, as described above, since the virtual buffer total capacity is strictly limited by the encoding method, the processing amount control unit 256 performs encoding so as not to exceed the upper limit capacity or less than the lower limit capacity. Control the amount of data.

本実施形態において、処理量制御部256は、量子化部234の説明において上述したように、オーディオロスレス符号化ユニット200から受信した余剰情報に示された余剰データ量と、ビデオ符号化ユニット202に割り当てられた第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量として、第2符号化部として機能する構成要素の符号量を制御する。   In the present embodiment, as described above in the description of the quantization unit 234, the processing amount control unit 256 outputs the surplus data amount indicated in the surplus information received from the audio lossless encoding unit 200 and the video encoding unit 202. The extension data amount corresponding to the sum of the allocated second allocation encoded data amount is set as the additional allocation information amount, and the code amount of the component functioning as the second encoding unit is controlled.

未消費生成部258は、ビデオエントロピー符号化部250の符号化で余剰データ量を一部または全部消費できない場合、その消費できないデータ量である未消費データ量と、第1符号化タイミング(余剰データ量が生じたタイミング)と、を示す未消費情報を生成し、オーディオロスレス符号化ユニット200に送信する。   When the video entropy encoding unit 250 cannot partially or completely consume the surplus data amount, the unconsumption generation unit 258 and the unconsumed data amount that cannot be consumed and the first encoding timing (excess data) The unconsumed information indicating the timing at which the amount is generated is generated and transmitted to the audio lossless encoding unit 200.

図3は、ビデオ符号化ユニット202における仮想バッファのバッファ蓄積量の推移を示す説明図である。特に、図3(a)は、本実施形態のビデオ符号化ユニット202の仮想バッファに蓄積されているデータ容量(バッファ蓄積量)の推移を、図3(b)は、比較例として本実施形態の余剰データ処理を適用していないビデオ符号化ユニットの仮想バッファの蓄積量の推移を示す。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing the transition of the buffer accumulation amount of the virtual buffer in the video encoding unit 202. In particular, FIG. 3A shows the transition of the data capacity (buffer storage amount) stored in the virtual buffer of the video encoding unit 202 of this embodiment, and FIG. 3B shows this embodiment as a comparative example. The transition of the storage amount of the virtual buffer of the video encoding unit to which the surplus data processing is not applied is shown.

図3において、横軸は時間を、縦軸にバッファ蓄積量を示す。図3(b)に折れ線で示すように、バッファ蓄積量は時間と共に一定の増加量で徐々に上昇し、一点鎖線で示す動画像のフレームレートに相当するタイミングにおいて、符号化信号を生成する際に消費したデータ量分減少している様子を表している。   In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents buffer accumulation. As shown by a broken line in FIG. 3B, the buffer accumulation amount gradually increases with a constant increase amount with time, and when the encoded signal is generated at a timing corresponding to the moving image frame rate indicated by the alternate long and short dash line. It shows how the amount of data consumed decreases.

本実施形態のビデオ符号化ユニット202は、余剰データ量分だけ符号化データ量を増加させることができるため、バッファ蓄積量は、図3(a)に示すように、図3(b)の比較例に比べ実線矢印の分だけ多くなる。   Since the video encoding unit 202 of the present embodiment can increase the amount of encoded data by the amount of surplus data, the buffer storage amount is compared with that in FIG. 3B as shown in FIG. Compared to the example, it is increased by the solid arrow.

また、図3(a)に点線矢印で示すように、仮想バッファの総容量を超えてしまう分は消費できないため、未消費データ量となる。このように、未消費データ量は、余剰データ量のうち、ビデオ符号化ユニット202で消費しきれなかったデータ量を示す。   Further, as indicated by a dotted arrow in FIG. 3A, since the amount exceeding the total capacity of the virtual buffer cannot be consumed, the amount of unconsumed data is obtained. Thus, the unconsumed data amount indicates the amount of data that cannot be consumed by the video encoding unit 202 out of the surplus data amount.

未消費生成部258は、かかる未消費データ量を未消費情報に含めてオーディオロスレス符号化ユニット200に伝送し、オーディオロスレス符号化ユニット200の説明において上述したオーディオES多重化部218が、未消費データ量に相当するダミーデータをスタッフィングデータとして挿入する。   The non-consumption generation unit 258 includes the unconsumed data amount in the non-consumption information and transmits it to the audio lossless encoding unit 200. The audio ES multiplexing unit 218 described above in the description of the audio lossless encoding unit 200 uses the non-consumption data. Dummy data corresponding to the data amount is inserted as stuffing data.

また、本実施形態では、MPEG2−Video方式が採用されているので、上述したようにデジタルビデオ信号に対してIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの並び替えが生じる。また、デジタルビデオ信号では50Hzまたは60Hzのフレームレートに基づいて処理されるが、デジタルオーディオ信号はこのフレームレートに一致するとは限らない。さらに、たとえフレームレートが同じだとしてもその符号化タイミングが一致するとは限らない。そのため、同時間帯に処理されるデジタルオーディオ信号およびデジタルビデオ信号の時間軸は必ずしも一致しない。   In this embodiment, since the MPEG2-Video system is adopted, rearrangement of the I picture, P picture, and B picture occurs with respect to the digital video signal as described above. In addition, the digital video signal is processed based on a frame rate of 50 Hz or 60 Hz, but the digital audio signal does not always match this frame rate. Furthermore, even if the frame rates are the same, the encoding timings do not always match. For this reason, the time axes of the digital audio signal and the digital video signal processed in the same time zone do not necessarily match.

このように、時間軸が不一致な条件下で処理する場合であっても、オーディオロスレス符号化ユニット200が第1符号化タイミングを余剰情報に含めることで、余剰データ量を消費する際、対象とするデジタルビデオ信号(フレーム)のタイミングを、第1符号化タイミングから所定の時間範囲(例えば±60msec)内に制限すれば、余剰データ量の発生と消費のタイミングの極端なずれを回避できる。   As described above, even when processing is performed under a condition in which the time axes do not match, the audio lossless encoding unit 200 includes the first encoding timing in the surplus information, thereby consuming the surplus data amount. If the timing of the digital video signal (frame) to be performed is limited to a predetermined time range (for example, ± 60 msec) from the first encoding timing, it is possible to avoid an extreme difference between the generation of excessive data and the timing of consumption.

さらに、処理量制御部256は、撮像装置114から伝送されたデジタルビデオ信号の符号化のフレーム毎の難易度と、仮想バッファの蓄積量に応じて、余剰データ量を蓄積し、複数回の符号化タイミングに分けて、消費させてもよい。かかる構成により、符号化に伴うデータの品質劣化をフレーム間で平準化できる。この場合、複数回のタイミングに分けても消費しきれない余剰データ量分が未消費データ量となる。   Further, the processing amount control unit 256 accumulates the surplus data amount according to the difficulty level for each frame of the encoding of the digital video signal transmitted from the imaging device 114 and the accumulation amount of the virtual buffer. It may be consumed separately according to the timing. With this configuration, it is possible to level the quality degradation of data accompanying encoding between frames. In this case, the surplus data amount that cannot be consumed even when divided into a plurality of times becomes the unconsumed data amount.

また、上述したように、ビデオ符号化ユニット202が余剰データ量を消費しきれず未消費データ量として、オーディオロスレス符号化ユニット200に伝送する場合、未消費生成部258は、第1符号化タイミングを未消費情報に含める。かかる構成により、オーディオロスレス符号化ユニット200は、第1符号化タイミングを参照し、余剰データ量が生じたタイミングのデジタルオーディオ信号を確実に特定しダミーデータを付加することができるため、ダミーデータを付加する位置がずれて、テレビ局112に割りふられた固定帯域伝送路の伝送レートを超えてしまうといった事態を回避できる。   In addition, as described above, when the video encoding unit 202 does not consume the surplus data amount and transmits it to the audio lossless encoding unit 200 as the unconsumed data amount, the non-consumption generation unit 258 sets the first encoding timing. Include in unconsumed information. With this configuration, the audio lossless encoding unit 200 can reliably identify the digital audio signal at the timing when the surplus data amount occurs and add dummy data with reference to the first encoding timing. It is possible to avoid a situation where the position to be added is shifted and the transmission rate of the fixed band transmission path allocated to the television station 112 is exceeded.

本実施形態では、余剰情報や未消費情報に示される第1符号化タイミングおよび第2符号化タイミングは、オーディオロスレス符号化ユニット200およびビデオ符号化ユニット202それぞれが、現在時刻を提供する、図示しない同一の時刻生成部から符号化のタイミングで取得したタイムスタンプによって示され、少なくともダミーデータを付加する時間的位置を特定する。また、かかる場合に限定されず、オーディオESにシーケンシャルに付したフレームナンバー等を用いて示されてもよい。   In the present embodiment, the first encoding timing and the second encoding timing indicated in the surplus information and the unconsumed information are provided by the audio lossless encoding unit 200 and the video encoding unit 202, respectively, which are not shown. It is indicated by a time stamp acquired at the timing of encoding from the same time generation unit, and at least a temporal position to which dummy data is added is specified. Further, the present invention is not limited to this case, and may be indicated by using a frame number or the like that is sequentially attached to the audio ES.

(多重化ユニット204)
多重化ユニット204は、多重化処理部270と、多重化送信部272と、を含んで構成される。また、理解を容易にするためその記載を省略するが、多重化処理部270は、デジタルオーディオ信号およびデジタルビデオ信号の他に、データ放送符号化信号、伝送信号の識別情報、伝送エラー保護情報等も処理する。
(Multiplexing unit 204)
The multiplexing unit 204 includes a multiplexing processing unit 270 and a multiplexing transmission unit 272. In addition, although the description is omitted for easy understanding, the multiplexing processing unit 270 includes a data broadcast encoded signal, transmission signal identification information, transmission error protection information, etc. in addition to the digital audio signal and the digital video signal. Also handle.

多重化処理部270は、オーディオロスレス符号化ユニット200が送信したデジタルオーディオ信号と、ビデオ符号化ユニット202が送信したデジタルビデオ信号とを多重化する。   The multiplexing processing unit 270 multiplexes the digital audio signal transmitted from the audio lossless encoding unit 200 and the digital video signal transmitted from the video encoding unit 202.

多重化送信部272は、多重化されたデジタルオーディオ信号およびデジタルビデオ信号を、固定帯域伝送路を通じて外部(放送アンテナ120)に送信する。   The multiplexing transmission unit 272 transmits the multiplexed digital audio signal and digital video signal to the outside (broadcast antenna 120) through a fixed band transmission path.

以上、上述したように、本実施形態のデジタル信号多重化装置110は、余剰データ量が発生した、すなわち符号化を実行した第1符号化タイミングにおけるデジタルオーディオ信号の位置にスタッフィングデータを付加するため、フレーム同期をとらないデジタルオーディオ信号とデジタルビデオ信号との多重化においても、従来と同様の時間管理の制御機構をそのまま適用できる。   As described above, the digital signal multiplexing apparatus 110 according to the present embodiment adds the stuffing data to the position of the digital audio signal at the first encoding timing when the surplus data amount is generated, that is, the encoding is performed. Even in the multiplexing of a digital audio signal and a digital video signal that do not take frame synchronization, the same time management control mechanism as in the prior art can be applied as it is.

また、未消費データ量に相当するダミーデータをオーディオロスレス符号化ユニット200で付加することで余剰データ量に基づいて符号化データ量を増加させる処理が完結するため、多重化ユニット204に、新たな機能を追加しなくとも、固定帯域伝送路の伝送レートを維持し、多重化処理を遂行することが可能となる。   In addition, the process of increasing the encoded data amount based on the surplus data amount is completed by adding dummy data corresponding to the unconsumed data amount by the audio lossless encoding unit 200. Even without adding a function, it is possible to maintain the transmission rate of the fixed-band transmission line and perform the multiplexing process.

本実施形態の処理量制御部256は、符号化で消費させる符号化データ量を符号化の難易度に応じて調整する従来の機能を拡張し、余剰データ量分を加味する機能を追加する。かかる構成により、固定帯域伝送路の伝送レートの上述した関係式を満たしながら、バッファ総容量の規定の範囲内で、余剰データ量分を必要なタイミングかつ必要な画像の符号化に割り当てる事ができ、固定帯域伝送路の未使用領域の効果的な利用を図る事が可能となる。   The processing amount control unit 256 of the present embodiment extends a conventional function of adjusting the amount of encoded data consumed by encoding according to the difficulty level of encoding, and adds a function that takes into account the amount of surplus data. With this configuration, while satisfying the above-described relational expression of the transmission rate of the fixed-band transmission path, the surplus data amount can be allocated to the necessary timing and necessary image encoding within the prescribed range of the total buffer capacity. Thus, it is possible to effectively use the unused area of the fixed band transmission path.

上述した未消費データ量は、ビデオ符号化ユニット202で消費された分だけ、余剰データ量より少なくなっている。したがって、オーディオロスレス符号化ユニット200において、未消費データ量に相当するダミーデータをデジタルオーディオ信号に付加しても、第1上限伝送レートを超えることはなく、多重化後も固定帯域伝送路の伝送レートの制限も超えない。むしろ、固定帯域伝送路の伝送レートに一致するように、ビデオ符号化ユニット202で消費された分が勘案されたデータ量のダミーデータを確実に付加することができる。   The amount of unconsumed data described above is smaller than the amount of surplus data by the amount consumed by the video encoding unit 202. Therefore, even if dummy data corresponding to the amount of unconsumed data is added to the digital audio signal in the audio lossless encoding unit 200, the first upper limit transmission rate is not exceeded, and transmission after transmission through the fixed band transmission path The rate limit is not exceeded. Rather, dummy data having a data amount that takes into account the amount consumed by the video encoding unit 202 can be reliably added so as to match the transmission rate of the fixed-band transmission path.

以上説明したデジタル信号多重化装置110では、デジタルオーディオ信号およびデジタルビデオ信号をそれぞれ一つずつ多重化する場合を説明した。しかし、デジタルテレビジョン放送は、マルチストリームの多重化が許されており、1つの放送局が同時に3つの番組を放送する等、オーディオロスレス符号化ユニット200に相当する第1符号化ユニットが複数存在していたり、ビデオ符号化ユニット202に相当する第2符号化ユニットが複数存在する場合がある。そこで、以下では、第1符号化ユニットや第2符号化ユニットが複数配設されたデジタル信号多重化装置を説明する。   In the digital signal multiplexing apparatus 110 described above, the case where the digital audio signal and the digital video signal are multiplexed one by one has been described. However, multi-stream multiplexing is permitted in digital television broadcasting, and there are a plurality of first encoding units corresponding to the audio lossless encoding unit 200, such as one broadcast station broadcasting three programs simultaneously. Or there may be a plurality of second encoding units corresponding to the video encoding unit 202. Therefore, hereinafter, a digital signal multiplexing apparatus in which a plurality of first encoding units and second encoding units are arranged will be described.

デジタル信号多重化装置において、第1符号化ユニット(オーディオロスレス符号化ユニット200)もしくは第2符号化ユニット(ビデオ符号化ユニット202)のいずれか一方または両方が複数存在する場合、1または複数の第2符号化ユニットに対して、1または複数の第1符号化ユニットの余剰データ量の総量が、所定の条件に従って分配される。ここで、所定の条件とは、例えば、等配分、第2割当符号化データ量に基づく比例配分、または、第2符号化ユニットのバッファの容量に基づく比例配分の何れかである。   In the digital signal multiplexing apparatus, when one or both of the first encoding unit (audio lossless encoding unit 200) and the second encoding unit (video encoding unit 202) are present in plural, The total amount of surplus data of one or more first encoding units is distributed to the two encoding units according to a predetermined condition. Here, the predetermined condition is, for example, one of equal distribution, proportional distribution based on the second allocated encoded data amount, and proportional distribution based on the buffer capacity of the second encoding unit.

このような場合においても、本実施形態のデジタル信号多重化装置によれば、余剰データ量の総量を所定の条件に従って分配するだけといった単純な計算で、統合制御部を頼ることなくリソースを適切に割り当て、伝送効率を高め、符号化後のデータの総合的な品質を向上することができる。   Even in such a case, according to the digital signal multiplexing apparatus of the present embodiment, resources can be appropriately allocated without relying on the integrated control unit by simple calculation such as distributing the total amount of surplus data according to a predetermined condition. Allocation and transmission efficiency can be increased, and the overall quality of the encoded data can be improved.

上述したデジタル信号多重化装置110によれば、オーディオロスレス符号化方式を用いることで生じる、符号化データ量の変動に伴った余剰データ量を、ビデオ符号化ユニット202で好適に消費することができる。また、第2のデジタル信号がビデオ信号でありその符号化方式に、符号化による品質劣化が不可避であるMPEG−2、MPEG−4/AVC、Motion−JPEGの何れかを用いることで、オーディオロスレス符号化方式において生じた余剰データ量を、符号化後の画質の向上に好適に利用することができる。また、本実施形態において、多重化システムは、標準化されたMPEG2システムとする。MPEG2システムを用いることにより、デジタル信号多重化装置110を汎用的に利用することができる。   According to the digital signal multiplexing apparatus 110 described above, the video encoding unit 202 can suitably consume the surplus data amount that accompanies the fluctuation of the encoded data amount that is caused by using the audio lossless encoding method. . In addition, when the second digital signal is a video signal and MPEG-2, MPEG-4 / AVC, or Motion-JPEG, in which quality degradation due to encoding is inevitable, is used as an encoding method. The surplus data amount generated in the encoding method can be suitably used for improving the image quality after encoding. In the present embodiment, the multiplexing system is a standardized MPEG2 system. By using the MPEG2 system, the digital signal multiplexer 110 can be used for general purposes.

また、本実施形態のデジタル信号多重化装置110によれば、個々の符号化ユニットがそれぞれ主体となってリソースの割り当てを行う。即ち、オーディオロスレス符号化ユニット200が主体となって、自体の符号化における余剰データ量をビデオ符号化ユニット202に付与し、ビデオ符号化ユニット202は、その余剰データ分を加算した値を上限として符号化を遂行する。また、ビデオ符号化ユニット202は、自体が消費しきれなかった未消費データ量をオーディオロスレス符号化ユニット200に再配置する。   Also, according to the digital signal multiplexing apparatus 110 of the present embodiment, each coding unit performs the resource allocation mainly. In other words, the audio lossless encoding unit 200 is mainly responsible for giving the video encoding unit 202 a surplus data amount in its own encoding, and the video encoding unit 202 uses the value obtained by adding the surplus data as an upper limit. Perform the encoding. In addition, the video encoding unit 202 rearranges the amount of unconsumed data that cannot be consumed by the video encoding unit 202 in the audio lossless encoding unit 200.

かかる構成により、統合制御部によるリソースの再割り当ての複雑な制御処理を伴わず、ビデオ符号化ユニット202の処理量制御部256に設けられた既存の制御機能を有効活用し、個々の符号化ユニット間の伝送のみという簡易な構成で、伝送効率を高め、符号化後のデータの総合的な品質を向上することができる。   With such a configuration, the existing control function provided in the processing amount control unit 256 of the video encoding unit 202 is effectively used without complicated control processing of resource reallocation by the integrated control unit, and individual encoding units With a simple configuration of only transmission in between, transmission efficiency can be improved and overall quality of encoded data can be improved.

さらに、本実施形態のデジタル信号多重化装置110は、オーディオロスレス符号化ユニット200で生じた余剰データ量を、バッファを介さず直接、処理量制御部256が受け、ビデオエントロピー符号化部250に消費させている。そのため、オーディオロスレス符号化ユニット200において余剰データ量が生じた直後に、ビデオ符号化ユニット202において複雑な画像を符号化する場合であっても、処理量制御部256は、即座に余剰データ量をビデオエントロピー符号化部250に消費させ、余剰データ量を有効に利用して符号化することが可能となる。   Further, in the digital signal multiplexing apparatus 110 according to the present embodiment, the surplus data amount generated in the audio lossless encoding unit 200 is directly received by the processing amount control unit 256 without using a buffer and consumed by the video entropy encoding unit 250. I am letting. Therefore, even when a video is encoded in the video encoding unit 202 immediately after the surplus data amount is generated in the audio lossless encoding unit 200, the processing amount control unit 256 immediately sets the surplus data amount. It can be consumed by the video entropy encoding unit 250 and can be encoded using the surplus data amount effectively.

続いて上述したデジタル信号多重化装置110を用いたデジタル信号多重化方法について、フローチャートを用いて説明する。かかるデジタル信号多重化方法の処理は、デジタル信号多重化装置110にデジタル信号が伝送されている間、繰り返し実行される。   Next, a digital signal multiplexing method using the above-described digital signal multiplexing apparatus 110 will be described using a flowchart. The processing of the digital signal multiplexing method is repeatedly executed while the digital signal is transmitted to the digital signal multiplexing apparatus 110.

(デジタル信号多重化方法)
図4は、第1の実施形態にかかるオーディオロスレス符号化ユニット200の処理の流れを示すフローチャートである。
(Digital signal multiplexing method)
FIG. 4 is a flowchart showing a process flow of the audio lossless encoding unit 200 according to the first embodiment.

デジタルオーディオ信号にオーディオロスレス符号化処理を施し(S300)、オーディオロスレス符号化ユニット200の第1割当符号化データ量とオーディオロスレス符号化ユニット200における実際の符号化データ量との差である余剰データ量が0(ゼロ)か否かを判定する(S302)。余剰データ量が0の場合(S302のYES)、オーディオESを生成し、オーディオESバッファ220に保持(蓄積)させる(S304)。   The audio lossless encoding process is performed on the digital audio signal (S300), and surplus data that is the difference between the first allocation encoded data amount of the audio lossless encoding unit 200 and the actual encoded data amount of the audio lossless encoding unit 200 is obtained. It is determined whether the amount is 0 (zero) (S302). If the surplus data amount is 0 (YES in S302), an audio ES is generated and held (accumulated) in the audio ES buffer 220 (S304).

余剰データ量が0でない場合(S302のNO)、余剰データ量と符号化を実行した第1符号化タイミングとを示す余剰情報を生成し(S306)、ビデオ符号化ユニット202に伝送する(S308)。そして、符号化されたデジタルオーディオ信号からビデオESを生成し、第1タイミングに符号化したことを特定できる態様でオーディオESバッファ220に保持させておく(S310)。   If the surplus data amount is not 0 (NO in S302), surplus information indicating the surplus data amount and the first encoding timing at which encoding is performed is generated (S306) and transmitted to the video encoding unit 202 (S308). . Then, a video ES is generated from the encoded digital audio signal, and is stored in the audio ES buffer 220 in such a manner that it can be specified that it has been encoded at the first timing (S310).

オーディオロスレス符号化ユニット200は、ビデオ符号化ユニット202から伝送される未消費情報が有るか否かを判定する(S312)。未消費情報がない場合(S312のNO)、第1符号化タイミングから所定時間が経過したか否かを判定する(S314)。所定時間が経過していない場合(S314のNO)、未消費情報の有無判定ステップ(S312)に戻る。所定時間が経過している場合(S314のYES)、既に生成されたオーディオES信号を所定のタイミングで出力する。   The audio lossless encoding unit 200 determines whether there is unconsumed information transmitted from the video encoding unit 202 (S312). If there is no unconsumed information (NO in S312), it is determined whether or not a predetermined time has elapsed from the first encoding timing (S314). If the predetermined time has not elapsed (NO in S314), the process returns to the non-consumed information presence / absence determination step (S312). If the predetermined time has elapsed (YES in S314), the already generated audio ES signal is output at a predetermined timing.

未消費情報が有る場合(S312のYES)、未消費情報の第1符号化タイミングに対応するオーディオES(符号化されたオーディオデジタル信号)を特定し(S316)、そのオーディオESに未消費データ量に相当するダミーデータを付与する(S318)。   If there is unconsumed information (YES in S312), the audio ES (encoded audio digital signal) corresponding to the first encoding timing of the unconsumed information is specified (S316), and the amount of unconsumed data in the audio ES Is assigned dummy data (S318).

オーディオES生成ステップ(S304)後、ダミーデータ付与ステップ(S318)後、または、所定時間経過判定ステップ(S314)で所定時間が経過していた場合(S314のYES)、オーディオESを多重化ユニット204に送信する(S320)。   After the audio ES generation step (S304), after the dummy data provision step (S318), or when the predetermined time has elapsed in the predetermined time elapse determination step (S314) (YES in S314), the audio ES is multiplexed by the multiplexing unit 204. (S320).

続いて、オーディオロスレス符号化ユニット200の処理と並行して実行されるビデオ符号化ユニット202の処理の流れを説明する。   Next, the process flow of the video encoding unit 202 executed in parallel with the process of the audio lossless encoding unit 200 will be described.

図5は、第1の実施形態にかかるビデオ符号化ユニット202の処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing a process flow of the video encoding unit 202 according to the first embodiment.

ビデオ符号化ユニット202は、オーディオロスレス符号化ユニット200から伝送された余剰情報が有るか否かを判定する(S330)。余剰情報がある場合(S330のYES)、ビデオ符号化ユニット202の仮想バッファのバッファ蓄積量に基づいて、余剰情報に含まれる余剰データ量を一部または全部消費できるか否かを判定する(S332)。   The video encoding unit 202 determines whether there is surplus information transmitted from the audio lossless encoding unit 200 (S330). If there is surplus information (YES in S330), it is determined based on the buffer storage amount of the virtual buffer of the video encoding unit 202 whether or not the surplus data amount included in the surplus information can be consumed (S332). ).

余剰情報に含まれる余剰データ量を一部または全部消費できる場合(S332のYES)、余剰データ量と、ビデオ符号化ユニット202の第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量とし、デジタルビデオ信号を符号化する(S334)。   When a part or all of the surplus data amount included in the surplus information can be consumed (YES in S332), an extended data amount corresponding to the sum of the surplus data amount and the second allocated encoded data amount of the video encoding unit 202 is calculated. The digital video signal is encoded using the additional allocation information amount (S334).

そして、ビデオ符号化ユニット202は、余剰データ量が全量(余剰無しで)消費されているか否かの判定をする(S346)。全量消費されていない場合、すなわちデジタルビデオ信号の符号化において余剰データ量を一部または全部消費できなかった場合(S346のNO)、その消費できないデータ量である未消費データ量と、第1符号化タイミングと、を示す未消費情報を生成し、オーディオロスレス符号化ユニット200に伝送する(S348)。   Then, the video encoding unit 202 determines whether or not the surplus data amount is consumed (without surplus) (S346). When the entire amount is not consumed, that is, when a part or all of the surplus data amount cannot be consumed in the encoding of the digital video signal (NO in S346), the unconsumed data amount that cannot be consumed and the first code Unconsumed information indicating the conversion timing is generated and transmitted to the audio lossless encoding unit 200 (S348).

余剰情報の有無判定ステップで余剰情報が無かった場合(S330のNO)、または、余剰情報に含まれる余剰データ量を消費できない場合(S332のNO)、第2割当符号化データ量を追加情報量としデジタルビデオ信号を符号化する(S350)。   When there is no surplus information in the surplus information presence / absence determination step (NO in S330), or when the surplus data amount included in the surplus information cannot be consumed (NO in S332), the second allocated encoded data amount is used as the additional information amount. The digital video signal is encoded (S350).

そして、余剰データ量消費判定ステップ(S346)で全量消費していた場合(S346のYES)、未消費情報生成ステップ(S348)の後、または第2割当符号化データ量での符号化ステップ(S350)の後、ビデオ符号化ユニット202は、符号化したデジタルビデオ信号を多重化ユニット204に送信する(S352)。   Then, when the entire amount is consumed in the surplus data amount consumption determination step (S346) (YES in S346), after the unconsumed information generation step (S348), or the encoding step with the second allocated encoded data amount (S350) ), The video encoding unit 202 transmits the encoded digital video signal to the multiplexing unit 204 (S352).

図4および図5を用いて説明したオーディオロスレス符号化ユニット200およびビデオ符号化ユニット202の処理は、余剰情報と未消費情報の伝送において接続されており、かかる伝送とその後のオーディオロスレス符号化ユニット200と、ビデオ符号化ユニット202と、多重化ユニット204との送受信について、図6を用いて説明する。   The processes of the audio lossless encoding unit 200 and the video encoding unit 202 described with reference to FIGS. 4 and 5 are connected in the transmission of surplus information and unconsumed information. Such transmission and the subsequent audio lossless encoding unit Transmission / reception with 200, the video encoding unit 202, and the multiplexing unit 204 will be described with reference to FIG.

図6は、第1の実施形態にかかるデジタル信号多重化装置110の全体の処理の流れを示すシーケンス図である。   FIG. 6 is a sequence diagram showing an overall processing flow of the digital signal multiplexing apparatus 110 according to the first embodiment.

オーディオロスレス符号化ユニット200は、デジタルオーディオ信号にロスレス符号化処理を施し(S370)、余剰情報を生成すると(S372)、かかる余剰情報をビデオ符号化ユニット202に伝送する(S374)。   The audio lossless encoding unit 200 performs lossless encoding processing on the digital audio signal (S370), generates surplus information (S372), and transmits the surplus information to the video encoding unit 202 (S374).

ビデオ符号化ユニット202は、余剰情報に基づく拡張データ量を加味し追加割当情報量として、デジタルビデオ信号を符号化する(S376)。そして、ビデオ符号化ユニット202は、未消費情報を生成し(S378)、かかる未消費情報をオーディオロスレス符号化ユニット200に伝送する(S380)。   The video encoding unit 202 encodes the digital video signal as an additional allocation information amount in consideration of the extended data amount based on the surplus information (S376). Then, the video encoding unit 202 generates unconsumed information (S378), and transmits the unconsumed information to the audio lossless encoding unit 200 (S380).

オーディオロスレス符号化ユニット200は、未消費情報に基づいて、符号化されたデジタルオーディオ信号(オーディオES)にダミーデータを付与し(S382)、ダミーデータを付与したオーディオESを多重化ユニット204に送信する(S384)。   The audio lossless encoding unit 200 adds dummy data to the encoded digital audio signal (audio ES) based on the unconsumed information (S382), and transmits the audio ES to which the dummy data is added to the multiplexing unit 204. (S384).

ビデオ符号化ユニット202は、符号化されたデジタルビデオ信号(ビデオES)を多重化ユニット204に送信する(S386)。   The video encoding unit 202 transmits the encoded digital video signal (video ES) to the multiplexing unit 204 (S386).

多重化ユニット204は、オーディオロスレス符号化ユニット200およびビデオ符号化ユニット202から送信されたオーディオESおよびビデオESを多重化し(S388)、外部へ送信する(S390)。   The multiplexing unit 204 multiplexes the audio ES and video ES transmitted from the audio lossless encoding unit 200 and the video encoding unit 202 (S388), and transmits them to the outside (S390).

上述したように、本実施形態のデジタル信号多重化方法を用いることで、統合制御部によるリソースの再割り当ての複雑な制御処理を伴わず、個々の符号化ユニット間の伝送のみという簡易な構成で、伝送効率を高め、符号化後のデータの総合的な品質を向上することができる。   As described above, by using the digital signal multiplexing method according to the present embodiment, a simple configuration of only transmission between individual coding units is possible without complicated control processing of resource reallocation by the integrated control unit. Therefore, it is possible to improve transmission efficiency and improve the overall quality of encoded data.

(第2の実施形態:デジタル信号多重化装置410)
第1の実施形態では、ビデオ符号化ユニット202で消費しきれなかった余剰データ量分の未消費データ量を、オーディオロスレス符号化ユニット200に返すデジタル信号多重化装置110について説明した。第2の実施形態では、未処理データ量をオーディオロスレス符号化ユニット200に返さず、多重化ユニット204で未処理データ量の補填処理を行うデジタル信号多重化装置について説明する。なお、上述したデジタル信号多重化装置110と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment: Digital Signal Multiplexer 410)
In the first embodiment, the digital signal multiplexing apparatus 110 that returns the unconsumed data amount corresponding to the surplus data amount that could not be consumed by the video encoding unit 202 to the audio lossless encoding unit 200 has been described. In the second embodiment, a digital signal multiplexing apparatus will be described in which an unprocessed data amount is not returned to the audio lossless encoding unit 200, and the multiplexing unit 204 performs a process for compensating the unprocessed data amount. Note that components substantially the same as those of the digital signal multiplexing apparatus 110 described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図7は、第2の実施形態にかかるデジタル信号多重化装置410の電気的な構成を示す機能ブロック図である。デジタル信号多重化装置410は、第1符号化ユニットとしてのオーディオロスレス符号化ユニット200と、第2符号化ユニットとしてのビデオ符号化ユニット402と、多重化ユニット404と、を含んで構成される。   FIG. 7 is a functional block diagram showing an electrical configuration of the digital signal multiplexing apparatus 410 according to the second embodiment. The digital signal multiplexing apparatus 410 includes an audio lossless encoding unit 200 as a first encoding unit, a video encoding unit 402 as a second encoding unit, and a multiplexing unit 404.

ビデオ符号化ユニット402は、第1の実施形態と同様、撮像装置114から伝送されたデジタルビデオ信号を第2割当符号化データ量を追加割当情報量として符号化(圧縮)する。ここでビデオ符号化ユニット402は第2割当伝送レートを目標レートとする固定レートの符号化処理を行っているものとする。   Similarly to the first embodiment, the video encoding unit 402 encodes (compresses) the digital video signal transmitted from the imaging device 114 using the second allocation encoded data amount as the additional allocation information amount. Here, it is assumed that the video encoding unit 402 performs a fixed rate encoding process using the second assigned transmission rate as a target rate.

また、ビデオ符号化ユニット402は、ビデオフレームメモリ230と、DCT232と、量子化部234と、逆量子化部236と、IDCT238と、加算器240と、予測メモリ242と、動き検出部244と、動き補償部246と、減算器248と、ビデオエントロピー符号化部250と、ビデオES多重化部252と、ビデオESバッファ254と、処理量制御部256と、未消費生成部458と、を含んで構成される。   In addition, the video encoding unit 402 includes a video frame memory 230, a DCT 232, a quantization unit 234, an inverse quantization unit 236, an IDCT 238, an adder 240, a prediction memory 242, a motion detection unit 244, A motion compensation unit 246, a subtractor 248, a video entropy encoding unit 250, a video ES multiplexing unit 252, a video ES buffer 254, a processing amount control unit 256, and an unconsumption generation unit 458 are included. Composed.

未消費生成部458は、ビデオ符号化において消費しきれなかった情報量に相当する未消費データ量と、第1符号化タイミングと、を示す未消費情報を生成する。   The unconsumed generation unit 458 generates unconsumed information indicating the amount of unconsumed data corresponding to the amount of information that cannot be consumed in video encoding, and the first encoding timing.

そして、未消費生成部458はかかる未消費情報を、第1の実施形態と異なり、オーディオロスレス符号化ユニット200ではなく、多重化ユニット404に送信する。   Then, the non-consumption generation unit 458 transmits the non-consumption information to the multiplexing unit 404 instead of the audio lossless encoding unit 200 unlike the first embodiment.

多重化ユニット404は、第1の実施形態と同様、オーディオロスレス符号化ユニット200およびビデオ符号化ユニット402から受信したデジタル信号(デジタルオーディオ信号およびデジタルビデオ信号)を多重化し、放送アンテナ120に伝送する。   The multiplexing unit 404 multiplexes the digital signals (digital audio signal and digital video signal) received from the audio lossless encoding unit 200 and the video encoding unit 402 and transmits them to the broadcast antenna 120, as in the first embodiment. .

多重化ユニット404は、多重化処理部270と、信号生成部470と、多重化送信部472と、を含んで構成される。   The multiplexing unit 404 includes a multiplexing processing unit 270, a signal generation unit 470, and a multiplexing transmission unit 472.

信号生成部470は、ビデオ符号化ユニット402から受信した未消費情報の未消費データ量に相当するダミーデータを生成する。   The signal generation unit 470 generates dummy data corresponding to the unconsumed data amount of the unconsumed information received from the video encoding unit 402.

多重化処理部472は、信号生成部470が生成したダミーデータと、オーディオロスレス符号化ユニット200が送信したデジタルオーディオ信号と、ビデオ符号化ユニット202が送信したデジタルビデオ信号とを、特に、ダミーデータを、未消費情報が示す第1符号化タイミングに対応させて、多重化する。かかるダミーデータは、MPEG−2 TS(Transport Stream)におけるアダプテーション・フィールドとして扱われる。   The multiplexing processing unit 472 generates the dummy data generated by the signal generation unit 470, the digital audio signal transmitted by the audio lossless encoding unit 200, and the digital video signal transmitted by the video encoding unit 202, in particular dummy data. Are multiplexed in correspondence with the first encoding timing indicated by the unconsumed information. Such dummy data is handled as an adaptation field in MPEG-2 TS (Transport Stream).

本実施形態のデジタル信号多重化装置410によれば、個々の符号化ユニットがそれぞれ主体となってリソースの割り当てを行う。また、ビデオ符号化ユニット402は、自体が消費しきれなかった未消費データ量を多重化ユニットに伝え、多重化ユニットが未消費データ量に相当するダミーデータを余剰データ領域として生成する。かかる構成により、第1の実施形態と同様、統合制御部によるリソースの再割り当ての複雑な制御処理を伴わず、個々の符号化ユニットおよび多重化ユニット間の伝送のみという簡易な構成で、伝送効率を高め、符号化後のデータの総合的な品質を向上することができる。   According to the digital signal multiplexing apparatus 410 of the present embodiment, each encoding unit is responsible for resource allocation. In addition, the video encoding unit 402 notifies the multiplexing unit of the amount of unconsumed data that cannot be consumed by itself, and the multiplexing unit generates dummy data corresponding to the amount of unconsumed data as a surplus data area. With this configuration, as in the first embodiment, the transmission efficiency is reduced with a simple configuration of only transmission between individual encoding units and multiplexing units without complicated control processing of resource reallocation by the integrated control unit. And the overall quality of the encoded data can be improved.

続いて上述したデジタル信号多重化装置410を用いたデジタル信号多重化方法について、フローチャートを用いて説明する。   Next, a digital signal multiplexing method using the above-described digital signal multiplexing apparatus 410 will be described using a flowchart.

(デジタル信号多重化方法)
図8は、第2の実施形態にかかるデジタル信号多重化装置410の全体の処理の流れを示すシーケンス図である。オーディオデジタル信号符号化ステップ(S370)から未消費情報生成ステップ(S378)までの処理は、図6において説明した処理と実質的に等しいため、同一の符号を付して説明を省略する。
(Digital signal multiplexing method)
FIG. 8 is a sequence diagram showing the overall processing flow of the digital signal multiplexing apparatus 410 according to the second embodiment. The processing from the audio digital signal encoding step (S370) to the unconsumed information generation step (S378) is substantially the same as the processing described with reference to FIG.

ビデオ符号化ユニット402は、生成した未消費情報を多重化ユニット404に伝送する(S580)。オーディオロスレス符号化ユニット200は、オーディオESを多重化ユニット204に送信する(S384)。ビデオ符号化ユニット402は、符号化されたビデオ信号(ビデオES)を多重化ユニット404に送信する(S386)。   The video encoding unit 402 transmits the generated unconsumed information to the multiplexing unit 404 (S580). The audio lossless encoding unit 200 transmits the audio ES to the multiplexing unit 204 (S384). The video encoding unit 402 transmits the encoded video signal (video ES) to the multiplexing unit 404 (S386).

多重化ユニット404は、ビデオ符号化ユニット402から受信した未消費情報の未消費データ量に相当するダミーデータを生成する(S582)。   The multiplexing unit 404 generates dummy data corresponding to the unconsumed data amount of the unconsumed information received from the video encoding unit 402 (S582).

そして、多重化ユニット404は、ダミーデータと、デジタルオーディオ信号と、ビデオ符号化ユニット402が送信したデジタルビデオ信号とを、未消費情報が示す第1符号化タイミングに対応させて、多重化し(S388)、外部へ送信する(S390)。   Then, the multiplexing unit 404 multiplexes the dummy data, the digital audio signal, and the digital video signal transmitted by the video encoding unit 402 in correspondence with the first encoding timing indicated by the unconsumed information (S388). ) And transmitted to the outside (S390).

上述したように、本実施形態のデジタル信号多重化方法によれば、統合制御部によるリソースの再割り当ての複雑な制御処理を伴わず、個々の符号化ユニットおよび多重化ユニット間の伝送のみという簡易な構成で、伝送効率を高め、符号化後のデータの総合的な品質を向上することができる。   As described above, according to the digital signal multiplexing method of the present embodiment, it is not necessary to perform complex control processing of resource reallocation by the integrated control unit, and only transmission between individual encoding units and multiplexing units is simplified. With a simple configuration, it is possible to improve transmission efficiency and improve the overall quality of encoded data.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

なお、本明細書のデジタル信号多重化方法における各工程は、必ずしもフローチャートおよびシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。   Note that each step in the digital signal multiplexing method of the present specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described in the flowcharts and sequence diagrams, and may include processing in parallel or by a subroutine.

本発明は、複数の符号化方式のデジタル信号を多重化し固定帯域伝送路を通じて送信するデジタル信号多重化方法およびデジタル信号多重化装置に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a digital signal multiplexing method and a digital signal multiplexing apparatus that multiplex a plurality of encoding type digital signals and transmit them through a fixed band transmission line.

110、410 …デジタル信号多重化装置
200 …オーディオロスレス符号化ユニット(第1符号化ユニット)
202、402 …ビデオ符号化ユニット(第2符号化ユニット)
204、404 …多重化ユニット
218 …オーディオES多重化部(信号生成部)
222 …余剰生成部
258、458 …未消費生成部
270 …多重化処理部
272 …多重化送信部
470 …信号生成部
110, 410 ... digital signal multiplexer 200 ... audio lossless encoding unit (first encoding unit)
202, 402: Video encoding unit (second encoding unit)
204, 404 ... multiplexing unit 218 ... audio ES multiplexing unit (signal generation unit)
222 ... surplus generation units 258, 458 ... non-consumption generation unit 270 ... multiplexing processing unit 272 ... multiplexed transmission unit 470 ... signal generation unit

Claims (7)

第1符号化ユニットと、第2符号化ユニットと、多重化ユニットと、がそれぞれ相互に接続されたデジタル信号多重化装置を用いてデジタル信号を多重化するデジタル信号多重化方法であって、
前記第1符号化ユニットは、
第1のデジタル信号を符号化し、
前記第1符号化ユニットに割り当てられた第1割当符号化データ量と前記第1符号化ユニットにおける実際の符号化データ量との差に相当する余剰データ量と、前記余剰データ量が生じた時刻を示す時間情報である第1符号化タイミングと、を示す余剰情報を生成し、
前記余剰情報を前記第2符号化ユニットに送信し、
前記第2符号化ユニットは、
前記余剰データ量と、前記第2符号化ユニットに割り当てられた第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量とし、第2のデジタル信号を符号化し、
前記第2のデジタル信号の符号化で前記余剰データ量を一部または全部消費できない場合、その消費できないデータ量である未消費データ量と、前記第1符号化タイミングと、を示す未消費情報を生成し、
前記未消費情報を前記第1符号化ユニットに送信し、
符号化した前記第2のデジタル信号を前記多重化ユニットに送信し、
前記第1符号化ユニットは、
前記第2符号化ユニットから受信した前記未消費情報の未消費データ量に相当するダミーデータを、前記未消費情報が示す前記第1符号化タイミングに符号化された前記第1のデジタル信号に付与し、
前記ダミーデータを付与した前記第1のデジタル信号を前記多重化ユニットに送信し、
前記多重化ユニットは、
前記第1符号化ユニットが送信した前記第1のデジタル信号と、前記第2符号化ユニットが送信した前記第2のデジタル信号とを多重化し、
多重化した前記第1のデジタル信号および前記第2のデジタル信号を、固定帯域伝送路を通じて外部に送信することを特徴とするデジタル信号多重化方法。
A digital signal multiplexing method for multiplexing a digital signal using a digital signal multiplexer in which a first encoding unit, a second encoding unit, and a multiplexing unit are connected to each other,
The first encoding unit includes:
Encoding the first digital signal;
The surplus data amount corresponding to the difference between the first allocated encoded data amount allocated to the first encoding unit and the actual encoded data amount in the first encoding unit, and the time when the surplus data amount occurs And generating surplus information indicating first encoding timing that is time information indicating
Sending the surplus information to the second encoding unit;
The second encoding unit is
An extended data amount corresponding to the sum of the surplus data amount and the second assigned encoded data amount assigned to the second encoding unit is used as an additional assigned information amount, and a second digital signal is encoded,
When a part or all of the surplus data amount cannot be consumed by encoding the second digital signal, unconsumed information indicating the unconsumed data amount that is the amount of data that cannot be consumed and the first encoding timing is provided. Generate
Sending the unconsumed information to the first encoding unit;
Transmitting the encoded second digital signal to the multiplexing unit;
The first encoding unit includes:
Giving dummy data corresponding to the unconsumed data amount of the unconsumed information received from the second encoding unit to the first digital signal encoded at the first encoding timing indicated by the unconsumed information And
Transmitting the first digital signal to which the dummy data is added to the multiplexing unit;
The multiplexing unit is:
Multiplexing the first digital signal transmitted by the first encoding unit and the second digital signal transmitted by the second encoding unit;
A digital signal multiplexing method, wherein the multiplexed first digital signal and second digital signal are transmitted to the outside through a fixed band transmission path.
第1符号化ユニットと、第2符号化ユニットと、多重化ユニットと、がそれぞれ相互に接続されたデジタル信号多重化装置を用いてデジタル信号を多重化するデジタル信号多重化方法であって、
前記第1符号化ユニットは、
第1のデジタル信号を符号化し、
前記第1符号化ユニットに割り当てられた第1割当符号化データ量と前記第1符号化ユニットにおける実際の符号化データ量との差に相当する余剰データ量と、前記余剰データ量が生じた時刻を示す時間情報である第1符号化タイミングと、を示す余剰情報を生成し、
前記余剰情報を前記第2符号化ユニットに送信し、
前記第2符号化ユニットは、
前記余剰データ量と、前記第2符号化ユニットに割り当てられた第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量とし、第2のデジタル信号を符号化し、
前記第2のデジタル信号の符号化で前記余剰データ量を一部または全部消費できない場合、その消費できないデータ量である未消費データ量と、前記第1符号化タイミングと、を示す未消費情報を生成し、
前記未消費情報を前記多重化ユニットに送信し、
符号化した前記第2のデジタル信号を前記多重化ユニットに送信し、
前記多重化ユニットは、
前記第2符号化ユニットから受信した前記未消費情報の未消費データ量に相当するダミーデータを、前記未消費情報が示す前記第1符号化タイミングに対応するタイミングで生成し、
前記ダミーデータと、前記第1符号化ユニットが送信した前記第1のデジタル信号と、前記第2符号化ユニットが送信した前記第2のデジタル信号とを多重化し、
多重化した前記ダミーデータ、前記第1のデジタル信号および前記第2のデジタル信号を、固定帯域伝送路を通じて外部に送信することを特徴とするデジタル信号多重化方法。
A digital signal multiplexing method for multiplexing a digital signal using a digital signal multiplexer in which a first encoding unit, a second encoding unit, and a multiplexing unit are connected to each other,
The first encoding unit includes:
Encoding the first digital signal;
The surplus data amount corresponding to the difference between the first allocated encoded data amount allocated to the first encoding unit and the actual encoded data amount in the first encoding unit, and the time when the surplus data amount occurs And generating surplus information indicating first encoding timing that is time information indicating
Sending the surplus information to the second encoding unit;
The second encoding unit is
An extended data amount corresponding to the sum of the surplus data amount and the second assigned encoded data amount assigned to the second encoding unit is used as an additional assigned information amount, and a second digital signal is encoded,
When a part or all of the surplus data amount cannot be consumed by encoding the second digital signal, unconsumed information indicating the unconsumed data amount that is the amount of data that cannot be consumed and the first encoding timing is provided. Generate
Sending the unconsumed information to the multiplexing unit;
Transmitting the encoded second digital signal to the multiplexing unit;
The multiplexing unit is:
Generating dummy data corresponding to the unconsumed data amount of the unconsumed information received from the second encoding unit at a timing corresponding to the first encoding timing indicated by the unconsumed information;
Multiplexing the dummy data, the first digital signal transmitted by the first encoding unit, and the second digital signal transmitted by the second encoding unit;
A digital signal multiplexing method, wherein the multiplexed dummy data, the first digital signal, and the second digital signal are transmitted to the outside through a fixed band transmission path.
第1符号化ユニットと、第2符号化ユニットと、多重化ユニットと、がそれぞれ相互に接続されたデジタル信号多重化装置であって、
前記第1符号化ユニットは、
第1割当符号化データ量を上限として第1のデジタル信号を符号化する第1符号化部と、
前記第1割当符号化データ量と前記第1符号化部における実際の符号化データ量との差に相当する余剰データ量と、前記余剰データ量が生じた時刻を示す時間情報である第1符号化タイミングと、を示す余剰情報を生成し、前記第2符号化ユニットに送信する余剰生成部と、
前記第2符号化ユニットから受信した、前記第2符号化ユニット内における符号化で前記余剰データ量を一部または全部消費できない場合の、その消費できないデータ量である未消費データ量と、前記第1符号化タイミングと、を示す未消費情報の前記未消費データ量に相当するダミーデータを、前記未消費情報が示す前記第1符号化タイミングに符号化された前記第1のデジタル信号に付与し、前記多重化ユニットに送信する信号生成部と、
を備え、
前記第2符号化ユニットは、
前記第1符号化ユニットから受信した余剰情報に示された前記余剰データ量と前記第2符号化ユニットに割り当てられた第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量とし、第2のデジタル信号を符号化し、前記多重化ユニットに送信する第2符号化部と、
前記未消費情報を生成し、前記第1符号化ユニットに送信する未消費生成部と、
を備え、
前記多重化ユニットは、
前記第1符号化ユニットが送信した前記第1のデジタル信号と、前記第2符号化ユニットが送信した前記第2のデジタル信号とを多重化する多重化処理部と、
多重化された前記第1のデジタル信号および前記第2のデジタル信号を、固定帯域伝送路を通じて外部に送信する多重化送信部と、
を備えることを特徴とするデジタル信号多重化装置。
A digital signal multiplexer in which a first encoding unit, a second encoding unit, and a multiplexing unit are connected to each other,
The first encoding unit includes:
A first encoding unit that encodes the first digital signal with the first allocated encoded data amount as an upper limit;
A first code that is time information indicating a surplus data amount corresponding to a difference between the first allocation encoded data amount and an actual encoded data amount in the first encoding unit, and a time when the surplus data amount occurs. A surplus generation unit that generates surplus information indicating the timing of transmission and transmits the surplus information to the second encoding unit;
An amount of unconsumed data received from the second encoding unit, which is the amount of data that cannot be consumed when the surplus data amount cannot be consumed in part or in whole by encoding in the second encoding unit; The dummy data corresponding to the unconsumed data amount of the unconsumed information indicating one encoding timing is added to the first digital signal encoded at the first encoding timing indicated by the nonconsumed information. A signal generator for transmitting to the multiplexing unit;
With
The second encoding unit is
Additional allocation information is added to the extended data amount corresponding to the sum of the surplus data amount indicated in the surplus information received from the first encoding unit and the second allocation encoded data amount allocated to the second encoding unit. A second encoder for encoding a second digital signal and transmitting it to the multiplexing unit;
An unconsumed generation unit that generates the unconsumed information and transmits the unconsumed information to the first encoding unit;
With
The multiplexing unit is:
A multiplexing processing unit that multiplexes the first digital signal transmitted by the first encoding unit and the second digital signal transmitted by the second encoding unit;
A multiplexed transmitter for transmitting the multiplexed first digital signal and the second digital signal to the outside through a fixed-band transmission path;
A digital signal multiplexing apparatus comprising:
第1符号化ユニットと、第2符号化ユニットと、多重化ユニットと、がそれぞれ相互に接続されたデジタル信号多重化装置であって、
前記第1符号化ユニットは、
第1割当符号化データ量を上限として第1のデジタル信号を符号化する第1符号化部と、
前記第1割当符号化データ量と前記第1符号化部における実際の符号化データ量との差に相当する余剰データ量と、前記余剰データ量が生じた時刻を示す時間情報である第1符号化タイミングと、を示す余剰情報を生成し、前記第2符号化ユニットに送信する余剰生成部と、
を備え、
前記第2符号化ユニットは、
前記第1符号化ユニットから受信した余剰情報に示された前記余剰データ量と前記第2符号化ユニットに割り当てられた第2割当符号化データ量との和に相当する拡張データ量を追加割当情報量とし、第2のデジタル信号を符号化し、前記多重化ユニットに送信する第2符号化部と、
前記第2符号化部の符号化で前記余剰データ量を一部または全部消費できない場合、その消費できないデータ量である未消費データ量と、前記第1符号化タイミングと、を示す未消費情報を生成し、前記多重化ユニットに送信する未消費生成部と、
を備え、
前記多重化ユニットは、
前記第2符号化ユニットから受信した前記未消費情報の未消費データ量に相当するダミーデータを生成する信号生成部と、
前記ダミーデータと、前記第1符号化ユニットが送信した前記第1のデジタル信号と、前記第2符号化ユニットが送信した前記第2のデジタル信号とを、前記未消費情報が示す前記第1符号化タイミングに対応させて、多重化する多重化処理部と、
多重化された前記ダミーデータ、前記第1のデジタル信号および前記第2のデジタル信号を、固定帯域伝送路を通じて外部に送信する多重化送信部と、
を備えることを特徴とするデジタル信号多重化装置。
A digital signal multiplexer in which a first encoding unit, a second encoding unit, and a multiplexing unit are connected to each other,
The first encoding unit includes:
A first encoding unit that encodes the first digital signal with the first allocated encoded data amount as an upper limit;
A first code that is time information indicating a surplus data amount corresponding to a difference between the first allocation encoded data amount and an actual encoded data amount in the first encoding unit, and a time when the surplus data amount occurs. A surplus generation unit that generates surplus information indicating the timing of transmission and transmits the surplus information to the second encoding unit;
With
The second encoding unit is
Additional allocation information is added to the extended data amount corresponding to the sum of the surplus data amount indicated in the surplus information received from the first encoding unit and the second allocation encoded data amount allocated to the second encoding unit. A second encoder for encoding a second digital signal and transmitting it to the multiplexing unit;
If the surplus data amount cannot be consumed partly or entirely by the encoding of the second encoding unit, unconsumed information indicating the amount of unconsumed data that cannot be consumed and the first encoding timing An unconsumed generation unit that generates and transmits to the multiplexing unit;
With
The multiplexing unit is:
A signal generator that generates dummy data corresponding to an unconsumed data amount of the unconsumed information received from the second encoding unit;
The first code indicated by the unconsumed information includes the dummy data, the first digital signal transmitted by the first encoding unit, and the second digital signal transmitted by the second encoding unit. A multiplexing processing unit that multiplexes in accordance with the timing,
A multiplexed transmitter for transmitting the multiplexed dummy data, the first digital signal, and the second digital signal to the outside through a fixed-band transmission path;
A digital signal multiplexing apparatus comprising:
前記第1符号化ユニットもしくは前記第2符号化ユニットのいずれか一方または両方は複数存在し、
1または複数の前記第1符号化ユニットの余剰データ量の総量が、1または複数の前記第2符号化ユニットに、所定の条件に従って分配されることを特徴とする請求項3または4に記載のデジタル信号多重化装置。
There are a plurality of either one or both of the first encoding unit and the second encoding unit,
The total amount of surplus data amount of one or a plurality of the first encoding units is distributed to one or a plurality of the second encoding units according to a predetermined condition. Digital signal multiplexer.
前記所定の条件とは、等配分、前記第2割当符号化データ量に基づく比例配分、または、前記第2符号化ユニットのバッファの容量に基づく比例配分の何れかであることを特徴とする請求項5に記載のデジタル信号多重化装置。   The predetermined condition is any one of equal distribution, proportional distribution based on the second allocated encoded data amount, and proportional distribution based on a buffer capacity of the second encoding unit. Item 6. The digital signal multiplexing device according to Item 5. 前記第1のデジタル信号の符号化は、オーディオロスレス符号化方式に基づいて実行され、
前記第2のデジタル信号の符号化は、MPEG−2、MPEG−4/AVC、Motion−JPEGの何れかの符号化方式に基づいて実行されることを特徴とする請求項3から6のいずれか1項に記載のデジタル信号多重化装置。
The encoding of the first digital signal is performed based on an audio lossless encoding scheme,
7. The encoding of the second digital signal is performed based on any one of MPEG-2, MPEG-4 / AVC, and Motion-JPEG encoding methods. 2. A digital signal multiplexing device according to item 1.
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