JP2001251616A - 多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法、装置および変換プログラムを記録した媒体 - Google Patents

多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法、装置および変換プログラムを記録した媒体

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JP2001251616A
JP2001251616A JP2000057815A JP2000057815A JP2001251616A JP 2001251616 A JP2001251616 A JP 2001251616A JP 2000057815 A JP2000057815 A JP 2000057815A JP 2000057815 A JP2000057815 A JP 2000057815A JP 2001251616 A JP2001251616 A JP 2001251616A
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剛 花村
Satoshi Nishimura
敏 西村
Seiji Ozaki
誠司 尾崎
Hiroyuki Kasai
裕之 笠井
Hideyoshi Tominaga
英義 富永
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＰＥＧ−２システムビットストリームを対
象としたビットレート変換機能を有する処理器を提供す
る。 【解決手段】 入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳをビデオＴＳパ
ケットとビデオＴＳパケット以外の非削減対象ＴＳパケ
ットとに分離する入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離部２
１０と、該分離されたビデオＴＳパケットをトランスコ
ードするビデオＴＳ処理部２４０と、トランスコードさ
れたビデオＴＳパケットと非削減対象ＴＳパケットを多
重化して出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳを生成する出力ＭＰＥ
Ｇ−２ ＴＳ配列多重部２２０を備えることにより、処
理時間を短縮するとともに、入出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ
間で付加情報を継承させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多重化音響・動画
圧縮符号化信号変換方法、装置および変換プログラムを
記録した媒体に関し、特に、ビデオ・オーディオ・番組
情報等のデータが含まれる多重化マルチメディアストリ
ーム（ＭＰＥＧ−２システムビットストリーム）を対象
としたビットレート変換処理を行う多重化音響・動画圧
縮符号化信号変換方法、装置および変換プログラムを記
録した媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】動画像をディジタル化する技術におい
て、発生する膨大な情報量を圧縮して符号化するための
方式として、ディジタルビデオおよび付随するオーディ
オに対する符号化方式の標準規格ＩＳＯ／ＩＥＣ １３
８１８（通称、「ＭＰＥＧ−２」(Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉ
ｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ Ｐｈａｓｅ
２)）がある。このようにして生成されたＭＰＥＧ−２
の規格に準拠したビットストリーム（以後、「ＭＰＥＧ
−２ビットストリーム」と呼ぶ）は、通信やテレビジョ
ン放送など幅広い分野で使用されている。
【０００３】ＭＰＥＧ−２ビットストリームは階層構造
を有し、最上位のシーケンス層からＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ
ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）層、ピクチャ層、スライス
層、マクロブロック層およびブロック層の順の各層から
なる。
【０００４】ＭＰＥＧ−２においては、一連の複数の画
面から構成される動画像において、各画面を一旦フレー
ムメモリに保存し、フレーム間の差分を取ることによっ
て時間軸方向の冗長度を削減し、さらに、各フレームを
構成する複数の画素を離散コサイン変換（以後、「ＤＣ
Ｔ」と略す）等の直交変換処理を行うことにより空間軸
方向の冗長度を削減することにより、効率良い動画像圧
縮符号化を実現している。
【０００５】符号化された信号は、復号器に送られて復
号され再生される。復号器では、画面を再生し第１のフ
レームメモリに保存し、差分情報に基づいて次に続くべ
き画面を予測し第２のフレームメモリに保存し、２つの
フレームからその間に挿入される画面をさらに予測し
て、一連の画面を構成し動画像を再生する。このような
手法は双方向予測と呼ばれる。
【０００６】ＭＰＥＧ−２では、この双方向予測を実現
するために、Ｉピクチャ、ＰピクチャおよびＢピクチャ
という３つのタイプを規定している。Ｉピクチャは、イ
ントラ符号化ピクチャの略であり、他のピクチャとは独
立して静止画として符号化される画面のことである。Ｐ
ピクチャは、順方向予測符号化ピクチャの略であり、時
間的に過去に位置するＩまたはＰピクチャに基づいて予
測符号化される画面のことである。Ｂピクチャは、双方
向予測符号化ピクチャの略であり、時間的に前後に位置
するＩまたはＰピクチャを用いて順方向、逆方向または
双方向のピクチャに基づいて予測符号化される画面のこ
とである。すなわち、ＩピクチャおよびＰピクチャを先
に符号化処理した後、その間に挿入されるＢピクチャが
符号化される。
【０００７】符号化器で符号化されたＭＰＥＧ−２ビッ
トストリームは、所定の転送速度で伝送路に送出され、
該伝送路上の復号器に入力されて復号され再生される。
しかしながら、動画像を符号化して発生する情報量は一
定ではない。特にシーンチェンジ時には、情報量は一気
に増大する。このように一定しない符号化信号を固定レ
ートの伝送路に送出するために、予め送信用バッファの
レベル以上の情報量が発生しないように符号化データの
レート制御を行う必要がある。
【０００８】ＭＰＥＧ−２では、ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴ
Ｃ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１／Ｎ０４００ Ｔｅｓｔ Ｍ
ｏｄｅｌ ５ （Ａｐｒｉｌ， １９９３）（以後、
「ＴＭ５」と略す）にレート制御方式が記載されてい
る。
【０００９】ＭＰＥＧ−２のＴＭ５のレート制御では、
ステップ１で、まずピクチャタイプ毎にＧＯＰ内の未符
号化ピクチャに対する割り当て符号量Ｒに基づいてビッ
ト配分する。ステップ２で、マクロブロック単位に符号
化処理をする際に使用する量子化スケールを、ビット配
分に基づいて算出した仮想バッファ占有量から算出す
る。
【００１０】また、ＭＰＥＧ−２以外の圧縮フォーマッ
トを有する復号器や、異なる転送速度の伝送路に接続さ
れた復号器も多数存在するため、異なる圧縮フォーマッ
トや異なる転送速度にＭＰＥＧ−２ビットストリームを
変換する動画圧縮符号化信号変換装置が必要となる。こ
れを実現するための装置が所謂トランスコーダである。
符号化器から伝送された画像圧縮符号化信号は、トラン
スコーダで適切な信号に変換され、各復号器に信号が供
給される。
【００１１】図１８に一般的な従来のトランスコーダ５
０の第１例を示す。従来のトランスコーダ５０は、第１
ビットレートを有する第１伝送路（図示なし）に接続さ
れ、第１ＭＰＥＧ−２ビットストリームｂ１を入力する
可変長復号部（分離／ＶＬＤと示される）５１と、逆量
子化器５３と、量子化器５５と、第２ビットレートを有
する第２伝送路（図示なし）に接続され、第２ＭＰＥＧ
−２ビットストリームｂ２を出力するＶＬＣ５７と、量
子化器５５で発生する符号量を制御するレート制御部５
９と、を備えている。第２ビットレートは第１ビットレ
ートより低い転送速度である。
【００１２】ＶＬＤ５１および逆量子化器５３によっ
て、第１ＭＰＥＧ−２ビットストリームｂ１をマクロブ
ロック単位にＤＣＴ係数領域まで復号し、量子化器５５
およびＶＬＣ５７によって、得られたＤＣＴ係数信号を
符号化して、第１ＭＰＥＧ−２ビットストリームより少
ない符号量を有する第２ＭＰＥＧ−２ビットストリーム
ｂ２を生成するものである。
【００１３】量子化器５５における量子化処理では、Ｄ
ＣＴ変換で得られた係数を所定の量子化ステップで除算
する。これにより画像信号は圧縮される。この量子化ス
テップは、所定の量子化テーブルに含まれる複数の量子
化マトリクス値に量子化スケールを乗算して求められ
る。
【００１４】トランスコーダ５０では、第１ＭＰＥＧ−
２ビットストリームｂ１内のシーケンス層、ＧＯＰ層、
ピクチャ層、スライス層およびマクロブロック層の符号
化情報を殆ど再利用する。基本的にブロック層のＤＣＴ
係数の変換およびブロック層の変換に伴い修正が必要な
マクロブロック層の符号の変換の処理のみが行われる。
【００１５】このように構成されたトランスコーダ５０
において、レート制御部５９はＭＰＥＧ−２のＴＭ５に
記載されているレート制御を行う。図１９に従来のトラ
ンスコーダ５０のレート制御処理のフローチャートを示
す。同図に示されるように、従来のレート制御処理はス
テップＡ１〜Ａ１４からなる。
【００１６】ステップＡ１で、変数ｎを１に設定する。
ここで、変数ｎは、入力画像信号に含まれる複数のピク
チャに付けられた番号を示し、以後、ｎ番目のピクチャ
をpic(n)と示す。
【００１７】続くステップＡ２で、Ｉ、ＰおよびＢピク
チャの複雑さを示す指標Ｘi、ＸpおよびＸbを下記の式
（１）、（２）および（３）により算出する。
【００１８】 Ｘi＝Ｓi×Ｑi …式（１）
【００１９】 Ｘp＝Ｓp×Ｑp …式（２）
【００２０】 Ｘb＝Ｓb×Ｑb …式（３）
【００２１】ここで、Ｓi、ＳpおよびＳbはそれぞれ
Ｉ、ＰおよびＢピクチャの発生符号量であり、Ｑi、Ｑp
およびＱbは、それぞれＩ、ＰおよびＢピクチャ内の全
マクロブロックの量子化スケールコードの平均値である
平均量子化パラメータである。ただし、平均量子化パラ
メータは１〜３１の範囲に正規化されている。
【００２２】この画面の複雑さ指標Ｘi、ＸpおよびＸb
は、符号化情報量が多く発生するような画像、すなわち
低い圧縮率の画像に対して大きくなり、逆に高い圧縮率
の画像に対しては小さくなる。
【００２３】また、Ｉ、ＰおよびＢピクチャの画面の複
雑さを示すパラメータＸi、ＸpおよびＸbの初期値は、
次式（４）、（５）および（６）でそれぞれ与えられ
る。
【００２４】 Ｘi＝１６０×target_Bitrate／１１５ …式（４）
【００２５】 Ｘp＝６０×target_Bitrate／１１５ …式（５）
【００２６】 Ｘb＝４２×target_Bitrate／１１５ …式（６）
【００２７】ここで、target_Bitrateは、トランスコー
ダ５０の目標ビットレートである。
【００２８】続くステップＡ３で、ＧＯＰ内のＩ、Ｐお
よびＢピクチャに対する割り当て符号量Ｔi、Ｔpおよび
Ｔbを、次式（７）、（８）および（９）によりそれぞ
れ算出する。ただし、ＮｐおよびＮｂは、それぞれＧＯ
Ｐ内の未符号化のＰおよびＢピクチャの数を示す。
【数１】 ここで、ＫｐおよびＫｂは、Ｉピクチャの量子化スケー
ルコードを基準としたＰおよびＢピクチャの量子化スケ
ールコードの比率を示し、Ｋp＝１．０およびＫb＝１．
４になる場合に、常に全体の画質が最適化されると仮定
する。
【００２９】続くステップＡ４で、変数ｎが１か否かの
判定がなされる。すなわち、符号化対象のピクチャが１
番目のピクチャpic(1)か否かの判定がなされる。１番目
のピクチャの場合、ステップＡ５へ進み、１番目のピク
チャでない場合はステップＡ６へ進む。ステップＡ５で
は、次式（１０）によりＧＯＰ内の一番初めのピクチャ
pic(1)を符号化する時のＧＯＰ内の未符号化ピクチャに
対する割り当て符号量Ｒを求める。
【００３０】 Ｒ＝target_Bitrate×Ｎ／picture_rate＋Ｒ …式（１０）
【００３１】ここで、ＮはＧＯＰ内のピクチャの総数、
picture_rateは、入力画像の時間解像度を示す値であ
り、１秒間に復号され表示される画面の枚数を示す。
【００３２】ステップＡ６では、ＧＯＰ内の未符号化ピ
クチャに対する割り当て符号量Ｒを（ｎ−１）番目のピ
クチャpic(n-1)が符号化された時のＩ、ＰおよびＢピク
チャの発生符号量Ｓi、ＳpまたはＳbに基づいて、次式
（１１）、（１２）および（１３）の何れかにより更新
する。
【００３３】 Ｒ＝Ｒ−Ｓi …式（１１）
【００３４】 Ｒ＝Ｒ−Ｓp …式（１２）
【００３５】 Ｒ＝Ｒ−Ｓb …式（１３）
【００３６】ステップＡ５およびＡ６はともにステップ
Ａ７へ進み、変数ｊに１を設定する。ここで、変数ｊ
は、１ピクチャ内の複数のマクロブロックに付けられた
番号を示し、以後、ｊ番目のマクロブロックをMB(j)と
示す。
【００３７】続くステップＡ８で、Ｉ、ＰおよびＢピク
チャ内のｊ番目のマクロブロックMB(j)を符号化する時
の仮想バッファの占有量ｄi(j)、ｄp(j)およびｄb(j)が
次式（１４）、（１５）および（１６）によりそれぞれ
算出される。
【数２】 ここで、Ｂ(j-1)は、（ｊ−１）番目のマクロブロックM
B(j-1)までの全マクロブロックの発生符号量である。
【００３８】また、ｄi(0)、ｄp(0)およびｄb(0)は、そ
れぞれＩ、ＰおよびＢピクチャの仮想バッファ占有量の
初期値であり、次式（１７）、（１８）および（１９）
でそれぞれ与えられる。
【００３９】 ｄi(0)＝１０×ｒ／３１ …式（１７）
【００４０】 ｄp(0)＝Ｋp×ｄi(0) …式（１８）
【００４１】 ｄb(0)＝Ｋb×ｄi(0) …式（１９）
【００４２】ここで、ｒはリアクションパラメータと呼
ばれ、下記の式（２０）で示され、フィードバックルー
プの応答速度を制御する。
【００４３】 ｒ＝２×target_Bitrate／picture_rate …式（２０）
【００４４】また、Ｉ、ＰおよびＢピクチャ符号化終了
時の仮想バッファ占有量、すなわちＮＭＢ番目のマクロ
ブロックMB(NMB)を符号化したときの仮想バッファ占有
量ｄi(NMB)、ｄp(NMB)およびｄb(NMB)は、ピクチャタイ
プ毎に、次回符号化する時の仮想バッファ占有量の初期
値ｄi(0)、ｄp(0)およびｄb(0)として用いられる。
【００４５】続くステップＡ９で、上記の仮想バッファ
の占有量ｄ(j)に基づいて、各ピクチャ毎にｊ番目のマ
クロブロックMB(j)に対する量子化スケールコードＱ(j)
を次式（２１）により求める。
【００４６】 Ｑ(j)＝ｄ(j)×３１／ｒ …式（２１）
【００４７】続くステップＡ１０で、ステップＡ９で算
出された量子化スケールコードＱ(j)を使用してｊ番目
のマクロブロックMB(j)を量子化する。続くステップＡ
１１で、変数ｊをインクリメントして、ステップＡ１２
へ進み、変数ｊがマクロブロック総数ＮＭＢを超えてい
るか否かの判定をする。ここで、ＮＭＢはｎ番目のピク
チャpic(n)内に含まれるマクロブロックの総数である。
変数ｊがマクロブロック総数ＮＭＢを超えていない場合
は、ステップＡ８へ戻り、変数ｊがマクロブロック総数
ＮＭＢを超えている場合は、ステップＡ１３へ進む。
【００４８】このようにして、変数ｊは、ステップＡ８
〜Ａ１１の符号化処理を繰り返すためのループカウンタ
としても使用される。これにより、ｎ番目のピクチャpi
c(n)内の１番目のマクロブロックMB(1)からＮＭＢ番目
のマクロブロックMB(NMB)まで全てのマクロブロックに
対して順次符号化処理を行うことができる。
【００４９】ステップＡ１３で、変数ｎをインクリメン
トして、ステップＡ１４へ進み、変数ｎが符号化対象の
ピクチャ総数ＮＰＩＣを超えているか否かの判定をす
る。ここで、変数ｎがピクチャ総数ＮＰＩＣを超えてい
ない場合は、ステップＡ２へ戻り、変数ｎがピクチャ総
数ＮＰＩＣを超えている場合は、本処理を終了する。
【００５０】このように第１のトランスコーダ５０で
は、ＩおよびＰピクチャ周期などのような画像構造に関
する情報を持ち得ないために、図１９に示されたＴＭ５
のレート制御のような、画像ＧＯＰ構造などの情報に基
づいてビット配分を行う方法は、入力画像構造を仮定し
なければ行うことができない。
【００５１】そこで、ＧＯＰ構造を仮定せずにレート制
御を行う方法を採用した例として、図２０に示される第
２の従来のトランスコーダ６０がある。同図に示される
ように、第２の従来のトランスコーダ６０は、図１８の
第１の従来のトランスコーダ５０の構成に加えて、遅延
回路６１と、ビットレート比率計算部６３と、入力符号
量積算部６５と、差分符号量計算部６７と、目標出力符
号量更新部６９と、量子化スケールコード算出部７１
と、を備えている。
【００５２】このように構成されたトランスコーダ６０
の処理の流れを図２１に示す。同図に示されるように、
トランスコーダ６０の処理は、ステップＢ１〜Ｂ１３か
らなる。ステップＢ６〜Ｂ１３は、図１９に示されたレ
ート処理のステップＡ７〜Ａ１４と同じである。但し、
ステップＢ７では、目標出力符号量更新部６９で算出さ
れた目標出力符号量Ｔoutに基づいて、仮想バッファ占
有量の算出がなされる。
【００５３】また、同様にＧＯＰ構造を仮定せずにレー
ト制御を行う方法を採用した別の例として、図２２およ
び図２３に従来のトランスコーダの第３例を示す。図２
２に示されるように、第３の従来のトランスコーダ８０
は、第１ビットレートを有する第１伝送路に接続され、
入力ビットストリームｂ３を入力するＶＬＤ８１と、第
１の従来のトランスコーダ５０と同じ、逆量子化器５３
と、量子化器５５と、ＶＬＣ５７と、を含み、図２０の
トランスコーダ６０と同じビットレート比率計算部６３
と、差分符号量計算部６７と、を含み、さらに、目標出
力符号量更新部８３と、量子化スケールコード算出部８
５と、を備えている。
【００５４】第３の従来のトランスコーダ８０では、ビ
ットストリームｂ３に予め符号量を情報として記述して
おき、その情報に基づいてレート制御を行うものであ
る。
【００５５】しかしながら、トランスコーダは符号化処
理後の信号を対象としているために、符号化前の元の信
号は知ることはできない。したがって、符号量制御にお
いては、トランスコード処理後の画像自身の歪みではな
く、再量子化処理によって新たに発生する歪みに着目し
て、この歪みを抑制することにより、画質の低下を抑制
しながら符号量の削減を実現しなければならない。
【００５６】そこで、本願出願人は、先に特願平１１−
２７８８６７号および特願平１１−３２７３８４号を出
願した。
【００５７】この特願平１１−２７８８６７号に記載し
たものは、復号量子化パラメータおよび再量子化パラメ
ータに依存した再量子化レート歪み関数を考慮すること
により、複号量子化パラメータ、および前段で算出され
た量子化パラメータに基づいて最適な量子化パラメータ
の算出を実現する動画像圧縮符号化信号変換方法、装置
および変換プログラムを記録した媒体である。
【００５８】このものは、逆量子化を行う逆量子化器
と、再量子化を行う量子化器と、を備えたトランスコー
ダにおいて、入力量子化パラメータに基づくレート歪み
関数を考慮し、量子化パラメータを切り換える量子化パ
ラメータ切り換え部を設けることにより、量子化係数領
域データから再量子化係数領域データへの変換時におけ
る誤差を極力抑えることができる。
【００５９】また、特願平１１−３２７３８４号に記載
したものは、トランスコーダ内再量子化処理における削
減符号量と発生歪みを考慮することにより、入力ビット
ストリーム中より得られる量子化パラメータの大きさに
応じて削減符号量を制御し、再量子化にともない発生す
る歪みを最小化するトランスコーダ符号量制御方式を実
現する動画像圧縮符号化信号変換方法、装置および変換
プログラムを記録した媒体である。
【００６０】このものは、入力量子化パラメータ値ごと
に、目標削減符号量となる平均削減符号量を算出する目
標削減符号量算出器と、当該領域の入力量子化パラメー
タ値の平均削減符号量と、当該領域の直交変換係数領域
データの符号量と、に基づいて目標符号量を算出する目
標符号量算出器と、目標符号量算出器で算出された目標
符号量に基づいて、量子化パラメータを設定する量子化
スケールコード算出器と、を備えることにより、トラン
スコーダ内再量子化処理における発生歪みを最小化する
ことができる。
【００６１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
コンテンツ配送サービスが運用される際には、ビデオビ
ットストリームのみのコンテンツは考えにくく、ビデオ
・オーディオ・番組情報等のデータが含まれる多重化マ
ルチメディアストリーム（ＭＰＥＧ−２システムビット
ストリーム）としてサービスされる機会が多いと考えら
れる。
【００６２】そのため、ＭＰＥＧ−２システムビットス
トリームを対象としたビットレート変換機能を要する処
理器が必要となる。
【００６３】そこで本発明は、ＭＰＥＧ−２システムス
トリームを対象とし、ＭＰＥＧ−２システムストリーム
トランスコーダを提供する。
【００６４】図２４に、本発明が利用される想定環境イ
メージ図を示す。
【００６５】発明の詳細説明に先立ち、従来技術の組み
合わせによるＭＰＥＧ−２トランスポートストリームレ
ート変換処理器の実現形態を挙げ、各方式の問題点を整
理する。
【００６６】図２５に、単純にＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号
器とＭＰＥＧ−２ ＴＳ符号化器を結合した実現形態を
示す。
【００６７】本ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器符号化器結合
処理器９００は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器９１０とＭ
ＰＥＧ−２ ＴＳ符号化器９３０を単純に結合したもの
であり、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器９１０は、トランス
ポートストリーム多重分離部９１１、ビデオ復号部９１
３、オーディオ復号部９１５、システム情報復号部９１
７およびその他データ専用復号部９１９を備え、ＭＰＥ
Ｇ−２ ＴＳ符号化器９３０は、トランスポートストリ
ーム多重化部９３１、ビデオ符号化部９３３、オーディ
オ符号化部９３５、システム情報符号化部９３７および
その他データ専用符号化部９３９を備えている。
【００６８】本処理器９００により、目標出力ビットレ
ートを有するＭＰＥＧ−２トランスポートストリームを
出力することは可能である。
【００６９】しかし、以下の問題点がある。以下の問題
点、（１）〜（３）は、ビデオ復号器とビデオ符号化器
の単純結合により発生する問題点である。
【００７０】（１）処理量が大きい。 ：入力ビットストリームを一旦復号し、画像に戻し、再
度符号化するといった一連の過程をたどるため、復号・
符号化に要する全処理時間がかかる。
【００７１】（２）繰り返し符号化により画質が低下す
る。 ：入力ビットストリームが一旦画像に復号されてしまう
と、その画像からは、入力ビットストリームのＧＯＰ構
造、ピクチャタイプといった符号化構造を知ることがで
きないため、再符号化の際にこれらの符号化条件と異な
った符号化構造で符号化されてしまうことにより画質が
低下する。特に予測参照画像として利用されないＢピク
チャは、再帰的に予測に使用されるＩ、Ｐピクチャと比
較して画質を低く設定することにより全体の画質を向上
させているが、再符号化の際に、入力ビットストリーム
では、ＢピクチャであったフレームがＩピクチャとして
符号化されてしまうと画質が低下することが考えられ
る。
【００７２】（３）フレームの並び換えに伴う遅延が生
じる。 ：一般的なＢピクチャを含む符号化構造の入力ビットス
トリームの変換には、ビットストリーム上のフレーム順
序と画像表示の際のフレーム順序が異なり、これを並び
変える必要があるため遅延が生じる。例えば、一般的な
“Ｍ＝３”（Ｍとは、ＩまたはＰピクチャの現れる周期
をいう。Ｍ＝２のときは、ＩまたはＰピクチャの間に１
枚のＢピクチャが、Ｍ＝３のときは、間に２枚のＢピク
チャが挿入される。）の場合、復号部において画像表示
順に並び換える際に、３フレームの遅延が生じ、符号化
部においても、Ｉ，Ｐピクチャを先に符号化することに
伴う３フレームの遅延が生じ、トランスコーダ内で合計
６フレームの遅延となってしまう。
【００７３】そこで、図１にＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分
離器＋ＭＰＥＧ−２ビデオトランスコーダ＋ＭＰＥＧ−
２ ＴＳ多重化器によるレート変換器を示す。
【００７４】本レート変換器６００は、ＭＰＥＧ−２
ＴＳ多重分離器６１０、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重化器６
２０、ＭＰＥＧ−２ビデオトランスコーダ６４０および
システム制御器６５０を備えている。
【００７５】本レート変換器６００は、図２５のビデオ
ビットストリーム復号器・ビデオビットストリーム符号
化器の部分にＭＰＥＧ−２ビデオトランスコーダ６４０
を用いることにより、ビデオ復号器とビデオ符号化器の
単純結合による問題点（１）〜（３）を解消するレート
変換器である。
【００７６】さらに、ＭＰＥＧ−２トランスポートスト
リームにおいて比較的ビットレートの占有量が大きいと
考えられるビデオビットストリームのみをビットレート
削減の対象と考え、オーディオ復号器／符号化器、その
他データ専用復号器／符号化器を用いず、これら情報は
入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームの情報をそ
のまま、または、固定長符号の一部を変換する処理を行
ない、またシステム情報復号器／符号化器をシステム制
御器とし、システム情報ＴＳの入れ換えを行ない、出力
ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームの情報として用
いることによりシステムを簡略化したものである。
【００７７】このような、本レート変換器６００であっ
ても、大きな効果は得られるが、以下の改良すべき点も
ある。
【００７８】（１）出力ビデオビットレートの決定が困
難である。 ：基本的には、ＭＰＥＧ−２ ＴＳの出力ビットレート
を基にＭＰＥＧ−２ビデオビットストリームのビットレ
ートを決定するが、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリ
ームには、ビデオビットストリームの他にオーディオビ
ットストリーム、伝送制御情報が含まれており、さら
に、ＰＥＳパケット化、ＴＳパケット化に伴いヘッダ情
報等のビットが付加されるため、ビデオビットストリー
ム単独の出力ビットレートの決定が困難である。
【００７９】（２）可変ビットレート形式のビデオビッ
トストリームの出力符号化レート制御対応できない。 ：ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームに含まれるビ
デオビットストリームは可変ビットレート（ＶＢＲ）符
号化形式であることが想定される。そのため、従来のビ
デオビットストリームトランスコーダで用いられる、ビ
デオビットストリームの入力ビットレートをパラメータ
として用いるレート制御方式や、ＧＯＰの残符号量、残
ピクチャ数およびそのピクチャタイプ情報を利用したレ
ート制御方式等の固定ビットレート（ＣＢＲ）形式を前
提としたレート制御方式ではＶＢＲ符号化形式のビデオ
ビットストリームのレート制御には対応できない。
【００８０】以上の問題点を考慮し、本発明は、第１
に、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームの同期
情報を用いることにより、入出力ＭＰＥＧ−２トランス
ポートストリーム間のオーディオ・ビデオ同期を完全に
一致させる。第２に、可変ビットレート符号化形式のビ
デオビットストリームの出力符号化レート制御方式を確
立することにより、ＭＰＥＧ−２システムビットストリ
ームを対象とした（ＭＰＥＧ−２トランスポートストリ
ームトランスコーダ）多重化音響・動画圧縮符号化信号
変換方法、装置および変換プログラムを記録した媒体を
提供する。
【００８１】以下に、本発明のトランスコーダを実現さ
せるための課題を挙げる。
【００８２】課題（１）：入力ＭＰＥＧ−２トランスポ
ートストリームの同期情報を用いることにより、入出力
ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム間のオーディオ
・ビデオ同期を完全に一致させる。
【００８３】課題（２）：可変ビットレート符号化形式
のビデオビットストリームの出力符号化レート制御方式
を確立する。
【００８４】
【課題を解決するための手段】上記課題（１）の解決の
ため、以下の要求条件を挙げる。
【００８５】要求条件（１）：出力ＭＰＥＧ−２トラン
スポートストリームのタイムスタンプ（ＰＣＲ）は、出
力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームをＭＰＥＧ−
２ＴＳ復号器へ入力した際に、バッファ破綻をきたさな
い値（例えば、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリ
ームと同一の初期値を有する）に設定する。
【００８６】要求条件（２）：入出力ＭＰＥＧ−２トラ
ンスポートストリーム中のビデオビットストリームの各
同一ビデオフレーム、オーディオビットストリームの各
同一オーディオフレームは、同一のＰＴＳ、ＤＴＳを有
する。
【００８７】要求条件（３）：入出力ＭＰＥＧ−２トラ
ンスポートストリーム中の各ビデオフレーム、各オーデ
ィオフレームを構成するビット素片のＭＰＥＧ−２ Ｔ
Ｓ復号器への入力時刻が復号器の時間基準において同時
刻であること。
【００８８】なお、以下の解決法では、ビットレート削
減の対象をビデオビットストリームのみとした。
【００８９】要求条件（１）は、入力ＭＰＥＧ−２トラ
ンスポートストリームの最初のＰＣＲを復号し、復号さ
れたＰＣＲおよび、レート変換器への総入力バイト数お
よび、入力ビットレートより、入力ＭＰＥＧ−２トラン
スポートストリームの一番最初のバイトにおけるＳＴＣ
（System time Clock：基準となる同期情報、デコード
のために基本となる同期信号）を算出し、その値を出力
ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームの一番最初の出
力バイトのＳＴＣ値に一致させることにより満たすこと
ができる。
【００９０】要求条件（２）は、入力ＭＰＥＧ−２トラ
ンスポートストリーム多重分離時、ＴＳパケット、ＰＥ
Ｓパケット復号時に各ビデオエレメンタリーストリーム
のＰＴＳ、ＤＴＳを保持しておき、出力ＭＰＥＧ−２ト
ランスポートストリームの同一ビデオエレメンタリース
トリームのＰＴＳ、ＤＴＳとして符号化することにより
満たすことができる（図２）。オーディオビットストリ
ームについては、入出力ＭＰＥＧ−２間で同一であるた
めＰＴＳも同一の値となる。
【００９１】要求条件（３）を満たす入力ＭＰＥＧ−２
トランスポートストリームと出力トランスポートストリ
ームの関係を図３に示す。
【００９２】図３に示す図は、入力ＭＰＥＧ−２トラン
スポートストリームのビットレートを１／２に削減した
ときの例である。つまり、出力ＭＰＥＧ−２トランスポ
ートストリームにおける非削減対象ＴＳパケットの配列
位置を、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームの
非削減対象ＴＳパケットの配列位置の入出力ビットレー
ト比率位置とした場合に、復号器の時間基準において同
時刻に同一非削減対象ＴＳパケットが到着することにな
り、要求条件（３）を満たす。
【００９３】ここで、非削減対象ＴＳパケットとは、入
力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム中のビデオビ
ットストリームを含むトランスポートパケットおよびシ
ステムの制御状態により変更するＴＳパケット（例えば
ＰＡＴ、ＰＭＴ）を含むトランスポートパケットを除い
た削減の対象としない全てのＴＳパケットとする。
【００９４】さらに、ビットレート削減の対象となるビ
デオビットストリームの符号量削減には、以下の条件を
満たす必要がある。
【００９５】図４に、入力ＭＰＥＧ−２トランスポート
ストリーム中のビデオビットストリームを１／２のビッ
トレートにレート変換する際の２つの符号量削減形態に
おけるＶＢＶバッファ（Video Buffering Verifier：符
号発生量制御用仮想バッファの大きさを決めるパラメー
タ）の占有量の遷移およびＤＴＳ（Decoding Time Stam
p：復号の時刻管理情報）の例を示す。
【００９６】図４（ａ）に、Ｉピクチャの符号量削減を
行なわずＰ，Ｂピクチャにおいて積極的に符号量を削減
する例を示し、図４（ｂ）に、入出力ビデオビットスト
リームのＩ，Ｐ，Ｂピクチャの符号量比率を一定にする
例を示す。なお、図４各図の上段が入力ビットストリー
ムのビデオＥＳであり、下段がトランスコード後のビデ
オＥＳである。
【００９７】図４におけるＢは、受信バッファサイズを
示し、Ｂ(ｎ)^*は、ｎ番目の符号化画像が復号される直
前のＶＢＶバッファ占有量を、Ｂ(ｎ)は、ｎ番目の符号
化画像が復号され、１フレーム分の符号量がバッファか
ら取り除かれた直後のＶＢＶバッファの占有量を示して
いる。ＶＢＶバッファ占有量は常に０とＢの間の値を示
さなくてはならない。また、直線の傾さはビットレート
を表している。
【００９８】図４（ａ）の場合、上段の入力ビットスト
リームを再生する場合、１フレーム目のデコードまでの
受信バッファの待機時間は、ＤＴＳで示される値である
のに対し、下段の出力ビットストリームの1フレーム目
をデコードするまでの受信バッファの待機時間は、ＤＴ
Ｓ’で示される値となる。
【００９９】この時、要求条件（２）を満たすために、
出力ビットストリームの復号時刻としてＤＴＳを付与し
てしまうと、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器には、ＤＴＳ時
間に該当フレームを構成する全符号が到着していない可
能性があり、到着するまで待機しなくてはいけないこと
になり、要求条件（３）を満たすことができない。
【０１００】図４（ｂ）では、ＤＴＳ’＝ＤＴＳとなっ
ており、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器にＤＴＳ時間に該当
フレームを構成する全符号が到着していることになりＤ
ＴＳ時間に該当フレームの復号が開始でき、要求条件
（３）を満たす。よって、ビデオビットストリームのレ
ート変換時には、ＤＴＳ’＝ＤＴＳとなる符号量制御方
式とする必要がある。
【０１０１】上記課題（２）解決のための方法を以下に
述べる。
【０１０２】ＶＢＲ符号化形式ビデオビットストリーム
のトランスコーディング符号量制御方式の概念図を図５
に示す。図５は、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートスト
リームを１／２のビットレートに変換する例である。
【０１０３】ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム
は、１８８バイトの固定長のパケットで構成されている
ため、ある一定の時間間隔を定めることにより、その入
力ビットレートから一定時間間隔内のパケット数が定ま
る。また、出力側も同様に入力側と同一の時間間隔を定
めることにより一定時間間隔内の目標の出力パケット数
が定まる。
【０１０４】次に、ある単位時間（ｎ）におけるパケッ
トの多重分離により得られる情報により、単位時間内に
ビデオＴＳ、非削減対象ＴＳが幾つずつ含まれているか
を知ることができる。この時、前述した通り、非削減対
象ＴＳパケットをレート変換の対象外とすると、単位時
間（ｎ）あたりの目標出力パケット数から入力非削減対
象ＴＳパケット数および単位時間（ｎ）において出力予
定のＰＡＴ、ＰＭＴのパケット数を減算したパケット数
が、出力ビデオＴＳパケットとして求められるパケット
数である。
【０１０５】そこで、入力ビデオＴＳパケットを復号し
て得られたビデオエレメンタリストリームをトランスコ
ードにより目標出力ビデオＴＳパケット数となる様にレ
ート制御すれば良い。
【０１０６】ただし、ビデオビットストリームのトラン
スコードにより得られるビデオエレメンタリストリーム
をＰＥＳパケット化、ＴＳパケット化する際、パケット
ヘッダを付加することによりオーバーヘッドが生じる
が、パケット化する前段階では、このオーバーヘッドは
正確に予測できない。そこで、過去（ｎ−１）時間まで
のＰＥＳパケット化、ＴＳパケット化においてどれだけ
のオーバーヘッドが生じたかを算出し、この値を用いる
ことにより出力ビデオエレメンタリストリームの出力符
号量を決定する。
【０１０７】このような出力レート制御を行なうことに
より、課題（１）の要求条件（３）も同時に満たす。
【０１０８】請求項１記載の発明は、上記課題を解決す
るために、圧縮符号化された第１符号化信号を、第１転
送速度を有する第１伝送路を介して入力する入力ステッ
プと、該入力ステップで入力された第１符号化信号を第
１データ列と第２データ列と第３データ列とに分離する
信号多重分離ステップと、前記信号多重分離ステップで
分離された１以上の第１データ列から、該１以上の第１
データ列よりそれぞれのデータ量を削減された変換第１
データ列を生成するデータ列変換ステップと、該データ
列変換ステップで生成された変換第１データ列と、前記
信号多重分離ステップで分離された第２データ列と、前
記信号多重分離ステップで分離された第３データ列を修
正した修正第３データ列と、から第２符号化信号を生成
する信号配列多重ステップと、該修正第３データ列を、
前記信号多重分離ステップで分離された第３データ列を
第１符号化信号に基づいて第２符号化信号の全体の特徴
変化に応じて修正して生成する第３データ列修正ステッ
プと、前記第１転送速度より低い第２転送速度を有する
第２伝送路を介して、前記第２符号化信号を出力する出
力ステップと、を備えたことを特徴とするものである。
【０１０９】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１記載の多重化音響・動画圧縮符号化
信号変換方法において、前記入力ステップが、ＭＰＥＧ
−２トランスポートストリームを入力し、前記信号多重
分離ステップが、圧縮符号化されたビデオ信号を含むト
ランスポートストリームパケットを第１データ列として
分離し、前記出力ステップが、符号量削減された信号を
含むＭＰＥＧ−２トランスポートストリームを出力する
ことを特徴とするものである。
【０１１０】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１記載の多重化音響・動画圧縮符号化
信号変換方法において、前記入力ステップが、多重化音
響・動画圧縮符号化ストリームを入力し、前記信号多重
分離ステップが、動画用部分ストリームを第１データ列
として分離し、前記出力ステップが、符号量削減された
信号を含む多重化音響・動画圧縮符号化ストリームを出
力することを特徴とするものである。
【０１１１】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項２または３記載の多重化音響・動画圧
縮符号化信号変換方法において、前記第１符号化信号の
最初の時刻基準情報により多重分離開始時のシステムク
ロックを求め、前記第２符号化信号のシステムクロック
の初期値を演算する基準時刻設定ステップを備えたこと
を特徴とするものである。
【０１１２】請求項５記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項２〜４のいずれか１項に記載の多重化
音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、前記デー
タ列変換ステップが、前記圧縮符号化されたビデオ信号
を含むトランスポートストリームパケットを復号し、ビ
デオＰＥＳパケットを出力するビデオトランスポートス
トリームパケット復号ステップと、該ビデオＰＥＳパケ
ットを復号し、ビデオエレメンタリーストリームと、該
ビデオエレメンタリーストリームの復号時刻管理情報Ｄ
ＴＳ、表示時刻管理情報ＰＴＳ、およびＤＴＳ，ＰＴＳ
の存在を示す指標ＰＴＳ_ＤＴＳ_flagsを出力するビデ
オＰＥＳパケット復号ステップと、該ビデオエレメンタ
リーストリームを、該ビデオエレメンタリーストリーム
より少ない符号量の変換ビデオエレメンタリーストリー
ムに符号圧縮する信号変換ステップと、該変換ビデオエ
レメンタリーストリームに対し、前記復号時刻管理情報
ＤＴＳ、表示時刻管理情報ＰＴＳ、およびＤＴＳ，ＰＴ
Ｓの存在を示す指標ＰＴＳ_ＤＴＳ_flagsを符号化し、
変換ビデオＰＥＳパケットを生成するビデオＰＥＳパケ
ット生成ステップと、該ビデオＰＥＳパケットを符号化
し、圧縮符号化されたビデオ信号を含むトランスポート
ストリームパケットを生成するビデオトランスポートス
トリームパケット生成ステップと、を有することを特徴
とするものである。
【０１１３】請求項６記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項２〜５のいずれか１項に記載の多重化
音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、前記信号
多重分離ステップが、圧縮符号化されたオーディオ信号
を含むトランスポートストリームパケットを第２データ
列として分離することを特徴とするものである。
【０１１４】請求項７記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項２〜６のいずれか１項に記載の多重化
音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、前記信号
多重分離ステップが、単位時間あたりの入力ＭＰＥＧ−
２トランスポートストリームを、第１データ列と第２デ
ータ列と第３データ列とに分離し、前記データ列変換ス
テップが、前記１以上の第１データ列から、ビデオエレ
メンタリーストリームを復号するとともに、付属部と分
離するビデオエレメンタリーストリーム復号ステップ
と、該復号されたビデオエレメンタリーストリームを、
該ビデオエレメンタリーストリームよりデータ量が削減
された出力ビデオエレメンタリーストリームに符号化す
るビデオエレメンタリーストリーム変換ステップと、該
出力ビデオエレメンタリーストリームと前記付属部とか
ら前記１以上の第１データ列よりそれぞれのデータ量が
削減された変換第１データ列を生成する変換第１データ
列生成ステップと、を有し、前記信号配列多重ステップ
が、前記変換第１データ列と、前記第２データ列と、前
記修正第３データ列と、から前記出力ステップが単位時
間あたりに出力できる第２符号化信号を生成することを
特徴とするものである。
【０１１５】請求項８記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項７記載の多重化音響・動画圧縮符号化
信号変換方法において、前記データ列変換ステップが生
成する単位時間あたりの変換第１データ列の目標数を、
単位時間あたりの第２符号化信号中における第２データ
列の符号量と、単位時間あたりの第１符号化信号中の第
２データ列の符号量を同一と仮定し、単位時間あたりの
第２符号化信号中における第３データ列の符号量を、単
位時間あたりの第１符号化信号中における第３データ列
の符号量を第１符号化信号に基づいて第２符号化信号の
全体の特徴変化に応じて修正したデータ列の符号量と
し、単位時間あたりの目標第２符号化信号中におけるデ
ータ列の符号量から、単位時間あたりの第１符号化信号
中の第２データ列の符号量および単位時間あたりの第２
符号化信号中の第３データ列の符号量を減算し、さら
に、該単位時間以前の分の前記目標変換第１データ列の
符号量から実生成変換第１データ列の符号量の差分を加
算した値とすることを特徴とするものである。
【０１１６】請求項９記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項７または８記載の多重化音響・動画圧
縮符号化信号変換方法において、前記ビデオエレメンタ
リーストリーム変換ステップが、前記単位時間あたりに
出力できる第２符号化信号量に基づいて算出された出力
ビデオエレメンタリーストリームの目標量である目標出
力ビデオエレメンタリーストリームの符号量と、前記ビ
デオエレメンタリーストリーム復号ステップで復号され
たビデオエレメンタリーストリームの符号量と、により
基準入出力符号量比率を算出し、該基準入出力符号量比
率により前記ビデオエレメンタリーストリームを出力ビ
デオエレメンタリーストリームに符号変換する際の量子
化スケールを算出することを特徴とするものである。
【０１１７】請求項１０記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項９記載の多重化音響・動画圧縮符号
化信号変換方法において、前記単位時間以前までに生成
された変換第１データ列の符号量と、出力ビデオエレメ
ンタリーストリームの符号量との比率に基づいて、仮想
的に単位時間あたりの目標出力ビデオエレメンタリース
トリームの符号量を求めることにより、前記基準入出力
符号量比率を算出することを特徴とするものである。
【０１１８】請求項１１記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の多
重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、累積
実出力ビデオエレメンタリーストリーム符号量が、単位
時間における目標出力ビデオエレメンタリーストリーム
の符号量に、前記単位時間以前までの入力ビデオエレメ
ンタリーストリームがビデオＥＳバッファから消費され
た時点において変換処理が終了していた出力ビデオエレ
メンタリーストリームの総符号量を、加算した値以上と
なったとき、前記データ列変換ステップが、単位時間内
の変換第１データ列の生成が終了したと見なし、前記変
換第１データ列を前記信号配列多重ステップに受け渡す
ことを特徴とするものである。
【０１１９】請求項１２記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２〜１１のいずれか１項に記載の多
重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、前記
信号配列多重ステップが、前記出力ステップが単位時間
内に出力する第２符号化信号を生成する際に、現在の１
つの第２データ列の先頭位置の同期時刻情報ＰＣＲから
第１符号化信号の中ですでに経過した表示時刻管理情報
ＰＴＳの最後の値の減算値が、第１符号化信号中の１つ
のデータ列の実転送時間と第２符号化信号中の１つのデ
ータ列の実転送時間との差分よりも小さいとき、該１つ
の第２データ列を、該１つの第２データ列より後方に配
置予定の１つの第１データ列の後方に配置することを特
徴とするものである。
【０１２０】請求項１３記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２〜１２のいずれか１項に記載の多
重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、前記
信号配列多重ステップが、前記出力ステップが単位時間
内に出力する第２符号化信号を生成する際に、第１符号
化信号の中で次に経過する同期時刻情報ＰＣＲの値から
の現在の１つの第２データ列の入力直後の表示時刻管理
情報ＰＴＳの減算値が、第１符号化信号中の１つのデー
タ列の実転送時間と第２符号化信号中の１つのデータ列
の実転送時間との差分よりも小さいとき、該１つの第２
データ列を、該１つの第２データ列より前方に配置予定
の１つの第１データ列の前方に配置することを特徴とす
るものである。
【０１２１】請求項１４記載の発明は、上記課題を解決
するために、圧縮符号化された第１符号化信号を、第１
転送速度を有する第１伝送路を介して入力する入力手段
と、該入力手段で入力された第１符号化信号を第１デー
タ列と第２データ列と第３データ列とに分離する信号多
重分離手段と、前記信号多重分離手段で分離された１以
上の第１データ列から、該１以上の第１データ列よりそ
れぞれのデータ量を削減された変換第１データ列を生成
するデータ列変換手段と、該データ列変換手段で生成さ
れた変換第１データ列と、前記信号多重分離手段で分離
された第２データ列と、前記信号多重分離手段で分離さ
れた第３データ列を修正した修正第３データ列と、から
第２符号化信号を生成する信号配列多重手段と、該修正
第３データ列を、前記信号多重分離手段で分離された第
３データ列を第１符号化信号に基づいて第２符号化信号
の全体の特徴変化に応じて修正して生成する第３データ
列修正手段と、前記第１転送速度より低い第２転送速度
を有する第２伝送路を介して、前記第２符号化信号を出
力する出力手段と、を備えたことを特徴とするものであ
る。
【０１２２】請求項１５記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項１４記載の多重化音響・動画圧縮符
号化信号変換装置において、前記入力手段が、ＭＰＥＧ
−２トランスポートストリームを入力し、前記信号多重
分離手段が、圧縮符号化されたビデオ信号を含むトラン
スポートストリームパケットを第１データ列として分離
し、前記出力手段が、符号量削減された信号を含むＭＰ
ＥＧ−２トランスポートストリームを出力することを特
徴とするものである。
【０１２３】請求項１６記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項１４記載の多重化音響・動画圧縮符
号化信号変換装置において、前記入力手段が、多重化音
響・動画圧縮符号化ストリームを入力し、前記信号多重
分離手段が、動画用部分ストリームを第１データ列とし
て分離し、前記出力手段が、符号量削減された信号を含
む多重化音響・動画圧縮符号化ストリームを出力するこ
とを特徴とするものである。
【０１２４】請求項１７記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項１５または１６記載の多重化音響・
動画圧縮符号化信号変換装置において、前記第１符号化
信号の最初の時刻基準情報により多重分離開始時のシス
テムクロックを求め、前記第２符号化信号のシステムク
ロックの初期値を演算する基準時刻設定手段を備えたこ
とを特徴とするものである。
【０１２５】請求項１８記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、前
記データ列変換手段が、前記圧縮符号化されたビデオ信
号を含むトランスポートストリームパケットを復号し、
ビデオＰＥＳパケットを出力するビデオトランスポート
ストリームパケット復号手段と、該ビデオＰＥＳパケッ
トを復号し、ビデオエレメンタリーストリームと、該ビ
デオエレメンタリーストリームの復号時刻管理情報ＤＴ
Ｓ、表示時刻管理情報ＰＴＳ、およびＤＴＳ，ＰＴＳの
存在を示す指標ＰＴＳ_ＤＴＳ_flagsを出力するビデオ
ＰＥＳパケット復号手段と、該ビデオエレメンタリース
トリームを、該ビデオエレメンタリーストリームより少
ない符号量の変換ビデオエレメンタリーストリームに符
号圧縮する信号変換手段と、該変換ビデオエレメンタリ
ーストリームに対し、前記復号時刻管理情報ＤＴＳ、表
示時刻管理情報ＰＴＳ、およびＤＴＳ，ＰＴＳの存在を
示す指標ＰＴＳ_ＤＴＳ_flagsを符号化し、変換ビデオ
ＰＥＳパケットを生成するビデオＰＥＳパケット生成手
段と、該ビデオＰＥＳパケットを符号化し、圧縮符号化
されたビデオ信号を含むトランスポートストリームパケ
ットを生成するビデオトランスポートストリームパケッ
ト生成手段と、を有することを特徴とするものである。
【０１２６】請求項１９記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、前
記信号多重分離手段が、圧縮符号化されたオーディオ信
号を含むトランスポートストリームパケットを第２デー
タ列として分離することを特徴とするものである。
【０１２７】請求項２０記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、前
記信号多重分離手段が、単位時間あたりの入力ＭＰＥＧ
−２トランスポートストリームを、第１データ列と第２
データ列と第３データ列とに分離し、前記データ列変換
手段が、前記１以上の第１データ列から、ビデオエレメ
ンタリーストリームを復号するとともに、付属部と分離
するビデオエレメンタリーストリーム復号手段と、該復
号されたビデオエレメンタリーストリームを、該ビデオ
エレメンタリーストリームよりデータ量が削減された出
力ビデオエレメンタリーストリームに符号化するビデオ
エレメンタリーストリーム変換手段と、該出力ビデオエ
レメンタリーストリームと前記付属部とから前記１以上
の第１データ列よりそれぞれのデータ量が削減された変
換第１データ列を生成する変換第１データ列生成手段
と、を有し、前記信号配列多重手段が、前記変換第１デ
ータ列と、前記第２データ列と、前記修正第３データ列
と、から前記出力手段が単位時間あたりに出力できる第
２符号化信号を生成することを特徴とするものである。
【０１２８】請求項２１記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２０記載の多重化音響・動画圧縮符
号化信号変換装置において、前記データ列変換手段が生
成する単位時間あたりの変換第１データ列の目標数を、
単位時間あたりの第２符号化信号中における第２データ
列の符号量と、単位時間あたりの第１符号化信号中の第
２データ列の符号量を同一と仮定し、単位時間あたりの
第２符号化信号中における第３データ列の符号量を、単
位時間あたりの第１符号化信号中における第３データ列
の符号量を第１符号化信号に基づいて第２符号化信号の
全体の特徴変化に応じて修正したデータ列の符号量と
し、単位時間あたりの目標第２符号化信号中におけるデ
ータ列の符号量から、単位時間あたりの第１符号化信号
中の第２データ列の符号量および単位時間あたりの第２
符号化信号中の第３データ列の符号量を減算し、さら
に、該単位時間以前の分の前記目標変換第１データ列の
符号量から実生成変換第１データ列の符号量の差分を加
算した値とすることを特徴とするものである。
【０１２９】請求項２２記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２０または２１記載の多重化音響・
動画圧縮符号化信号変換装置において、前記ビデオエレ
メンタリーストリーム変換手段が、前記単位時間あたり
に出力できる第２符号化信号量に基づいて算出された出
力ビデオエレメンタリーストリームの目標量である目標
出力ビデオエレメンタリーストリームの符号量と、前記
ビデオエレメンタリーストリーム復号手段で復号された
ビデオエレメンタリーストリームの符号量と、により基
準入出力符号量比率を算出し、該基準入出力符号量比率
により前記ビデオエレメンタリーストリームを出力ビデ
オエレメンタリーストリームに符号変換する際の量子化
スケールを算出することを特徴とするものである。
【０１３０】請求項２３記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２２記載の多重化音響・動画圧縮符
号化信号変換装置において、前記単位時間以前までに生
成された変換第１データ列の符号量と、出力ビデオエレ
メンタリーストリームの符号量との比率に基づいて、仮
想的に単位時間あたりの目標出力ビデオエレメンタリー
ストリームの符号量を求めることにより、前記基準入出
力符号量比率を算出することを特徴とするものである。
【０１３１】請求項２４記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、累
積実出力ビデオエレメンタリーストリーム符号量が、単
位時間における目標出力ビデオエレメンタリーストリー
ムの符号量に、前記単位時間以前までの入力ビデオエレ
メンタリーストリームがビデオＥＳバッファから消費さ
れた時点において変換処理が終了していた出力ビデオエ
レメンタリーストリームの総符号量を、加算した値以上
となったとき、前記データ列変換手段が、単位時間内の
変換第１データ列の生成が終了したと見なし、前記変換
第１データ列を前記信号配列多重手段に受け渡すことを
特徴とするものである。
【０１３２】請求項２５記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項１５〜２４のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、前
記信号配列多重手段が、前記出力手段が単位時間内に出
力する第２符号化信号を生成する際に、現在の１つの第
２データ列の先頭位置の同期時刻情報ＰＣＲから第１符
号化信号の中ですでに経過した表示時刻管理情報ＰＴＳ
の最後の値の減算値が、第１符号化信号中の１つのデー
タ列の実転送時間と第２符号化信号中の１つのデータ列
の実転送時間との差分よりも小さいとき、該１つの第２
データ列を、該１つの第２データ列より後方に配置予定
の１つの第１データ列の後方に配置することを特徴とす
るものである。
【０１３３】請求項２６記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項１５〜２５のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、前
記信号配列多重手段が、前記出力手段が単位時間内に出
力する第２符号化信号を生成する際に、第１符号化信号
の中で次に経過する同期時刻情報ＰＣＲの値からの現在
の１つの第２データ列の入力直後の表示時刻管理情報Ｐ
ＴＳの減算値が、第１符号化信号中の１つのデータ列の
実転送時間と第２符号化信号中の１つのデータ列の実転
送時間との差分よりも小さいとき、該１つの第２データ
列を、該１つの第２データ列より前方に配置予定の１つ
の第１データ列の前方に配置することを特徴とするもの
である。
【０１３４】請求項２７記載の発明は、上記課題を解決
するために、圧縮符号化された第１符号化信号を、第１
転送速度を有する第１伝送路を介して入力する入力ステ
ップと、該入力ステップで入力された第１符号化信号を
第１データ列と第２データ列と第３データ列とに分離す
る信号多重分離ステップと、前記信号多重分離ステップ
で分離された１以上の第１データ列から、該１以上の第
１データ列よりそれぞれのデータ量を削減された変換第
１データ列を生成するデータ列変換ステップと、該デー
タ列変換ステップで生成された変換第１データ列と、前
記信号多重分離ステップで分離された第２データ列と、
前記信号多重分離ステップで分離された第３データ列を
修正した修正第３データ列と、から第２符号化信号を生
成する信号配列多重ステップと、該修正第３データ列
を、前記信号多重分離ステップで分離された第３データ
列を第１符号化信号に基づいて第２符号化信号の全体の
特徴変化に応じて修正して生成する第３データ列修正ス
テップと、前記第１転送速度より低い第２転送速度を有
する第２伝送路を介して、前記第２符号化信号を出力す
る出力ステップと、を備えたことを特徴とするものであ
る。
【０１３５】請求項２８記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２７記載の多重化音響・動画圧縮符
号化信号変換プログラムを記録した媒体において、前記
入力ステップが、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリー
ムを入力し、前記信号多重分離ステップが、圧縮符号化
されたビデオ信号を含むトランスポートストリームパケ
ットを第１データ列として分離し、前記出力ステップ
が、符号量削減された信号を含むＭＰＥＧ−２トランス
ポートストリームを出力することを特徴とするものであ
る。
【０１３６】請求項２９記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２７記載の多重化音響・動画圧縮符
号化信号変換プログラムを記録した媒体において、前記
入力ステップが、多重化音響・動画圧縮符号化ストリー
ムを入力し、前記信号多重分離ステップが、動画用部分
ストリームを第１データ列として分離し、前記出力ステ
ップが、符号量削減された信号を含む多重化音響・動画
圧縮符号化ストリームを出力することを特徴とするもの
である。
【０１３７】請求項３０記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２８または２９記載の多重化音響・
動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録した媒体にお
いて、前記第１符号化信号の最初の時刻基準情報により
多重分離開始時のシステムクロックを求め、前記第２符
号化信号のシステムクロックの初期値を演算する基準時
刻設定ステップを備えたことを特徴とするものである。
【０１３８】請求項３１記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２８〜３０のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録
した媒体において、前記データ列変換ステップが、前記
圧縮符号化されたビデオ信号を含むトランスポートスト
リームパケットを復号し、ビデオＰＥＳパケットを出力
するビデオトランスポートストリームパケット復号ステ
ップと、該ビデオＰＥＳパケットを復号し、ビデオエレ
メンタリーストリームと、該ビデオエレメンタリースト
リームの復号時刻管理情報ＤＴＳ、表示時刻管理情報Ｐ
ＴＳ、およびＤＴＳ，ＰＴＳの存在を示す指標ＰＴＳ_
ＤＴＳ_flagsを出力するビデオＰＥＳパケット復号ステ
ップと、該ビデオエレメンタリーストリームを、該ビデ
オエレメンタリーストリームより少ない符号量の変換ビ
デオエレメンタリーストリームに符号圧縮する信号変換
ステップと、該変換ビデオエレメンタリーストリームに
対し、前記復号時刻管理情報ＤＴＳ、表示時刻管理情報
ＰＴＳ、およびＤＴＳ，ＰＴＳの存在を示す指標ＰＴＳ
_ＤＴＳ_flagsを符号化し、変換ビデオＰＥＳパケット
を生成するビデオＰＥＳパケット生成ステップと、該ビ
デオＰＥＳパケットを符号化し、圧縮符号化されたビデ
オ信号を含むトランスポートストリームパケットを生成
するビデオトランスポートストリームパケット生成ステ
ップと、を有することを特徴とするものである。
【０１３９】請求項３２記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２８〜３１のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録
した媒体において、前記信号多重分離ステップが、圧縮
符号化されたオーディオ信号を含むトランスポートスト
リームパケットを第２データ列として分離することを特
徴とするものである。
【０１４０】請求項３３記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２８〜３２のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録
した媒体において、前記信号多重分離ステップが、単位
時間あたりの入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリー
ムを、第１データ列と第２データ列と第３データ列とに
分離し、前記データ列変換ステップが、前記１以上の第
１データ列から、ビデオエレメンタリーストリームを復
号するとともに、付属部と分離するビデオエレメンタリ
ーストリーム復号ステップと、該復号されたビデオエレ
メンタリーストリームを、該ビデオエレメンタリースト
リームよりデータ量が削減された出力ビデオエレメンタ
リーストリームに符号化するビデオエレメンタリースト
リーム変換ステップと、該出力ビデオエレメンタリース
トリームと前記付属部とから前記１以上の第１データ列
よりそれぞれのデータ量が削減された変換第１データ列
を生成する変換第１データ列生成ステップと、を有し、
前記信号配列多重ステップが、前記変換第１データ列
と、前記第２データ列と、前記修正第３データ列と、か
ら前記出力ステップが単位時間あたりに出力できる第２
符号化信号を生成することを特徴とするものである。
【０１４１】請求項３４記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項３３記載の多重化音響・動画圧縮符
号化信号変換プログラムを記録した媒体において、前記
データ列変換ステップが生成する単位時間あたりの変換
第１データ列の目標数を、単位時間あたりの第２符号化
信号中における第２データ列の符号量と、単位時間あた
りの第１符号化信号中の第２データ列の符号量を同一と
仮定し、単位時間あたりの第２符号化信号中における第
３データ列の符号量を、単位時間あたりの第１符号化信
号中における第３データ列の符号量を第１符号化信号に
基づいて第２符号化信号の全体の特徴変化に応じて修正
したデータ列の符号量とし、単位時間あたりの目標第２
符号化信号中におけるデータ列の符号量から、単位時間
あたりの第１符号化信号中の第２データ列の符号量およ
び単位時間あたりの第２符号化信号中の第３データ列の
符号量を減算し、さらに、該単位時間以前の分の前記目
標変換第１データ列の符号量から実生成変換第１データ
列の符号量の差分を加算した値とすることを特徴とする
ものである。
【０１４２】請求項３５記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項３３または３４記載の多重化音響・
動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録した媒体にお
いて、前記ビデオエレメンタリーストリーム変換ステッ
プが、前記単位時間あたりに出力できる第２符号化信号
量に基づいて算出された出力ビデオエレメンタリースト
リームの目標量である目標出力ビデオエレメンタリース
トリームの符号量と、前記ビデオエレメンタリーストリ
ーム復号ステップで復号されたビデオエレメンタリース
トリームの符号量と、により基準入出力符号量比率を算
出し、該基準入出力符号量比率により前記ビデオエレメ
ンタリーストリームを出力ビデオエレメンタリーストリ
ームに符号変換する際の量子化スケールを算出すること
を特徴とするものである。
【０１４３】請求項３６記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項３５記載の多重化音響・動画圧縮符
号化信号変換プログラムを記録した媒体において、前記
単位時間以前までに生成された変換第１データ列の符号
量と、出力ビデオエレメンタリーストリームの符号量と
の比率に基づいて、仮想的に単位時間あたりの目標出力
ビデオエレメンタリーストリームの符号量を求めること
により、前記基準入出力符号量比率を算出することを特
徴とするものである。
【０１４４】請求項３７記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項３３〜３６のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録
した媒体において、累積実出力ビデオエレメンタリース
トリーム符号量が、単位時間における目標出力ビデオエ
レメンタリーストリームの符号量に、前記単位時間以前
までの入力ビデオエレメンタリーストリームがビデオＥ
Ｓバッファから消費された時点において変換処理が終了
していた出力ビデオエレメンタリーストリームの総符号
量を、加算した値以上となったとき、前記データ列変換
ステップが、単位時間内の変換第１データ列の生成が終
了したと見なし、前記変換第１データ列を前記信号配列
多重ステップに受け渡すことを特徴とするものである。
【０１４５】請求項３８記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２８〜３７のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録
した媒体において、前記信号配列多重ステップが、前記
出力ステップが単位時間内に出力する第２符号化信号を
生成する際に、現在の１つの第２データ列の先頭位置の
同期時刻情報ＰＣＲから第１符号化信号の中ですでに経
過した表示時刻管理情報ＰＴＳの最後の値の減算値が、
第１符号化信号中の１つのデータ列の実転送時間と第２
符号化信号中の１つのデータ列の実転送時間との差分よ
りも小さいとき、該１つの第２データ列を、該１つの第
２データ列より後方に配置予定の１つの第１データ列の
後方に配置することを特徴とするものである。
【０１４６】請求項３９記載の発明は、上記課題を解決
するために、請求項２８〜３８のいずれか１項に記載の
多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録
した媒体において、前記信号配列多重ステップが、前記
出力ステップが単位時間内に出力する第２符号化信号を
生成する際に、第１符号化信号の中で次に経過する同期
時刻情報ＰＣＲの値からの現在の１つの第２データ列の
入力直後の表示時刻管理情報ＰＴＳの減算値が、第１符
号化信号中の１つのデータ列の実転送時間と第２符号化
信号中の１つのデータ列の実転送時間との差分よりも小
さいとき、該１つの第２データ列を、該１つの第２デー
タ列より前方に配置予定の１つの第１データ列の前方に
配置することを特徴とするものである。
【０１４７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しつつ説明する。
【０１４８】図１に、本発明の基本概念を示すレート変
換器を示す。
【０１４９】本レート変換器６００は、ＭＰＥＧ−２
ＴＳ多重分離器６１０、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重化器６
２０、ＭＰＥＧ−２ビデオトランスコーダ６４０および
システム制御器６５０を備えている。
【０１５０】ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離器６１０は、
入力された入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム
をビデオＴＳ、オーディオＴＳ、システム情報ＴＳに分
離し、それぞれ出力するものである。
【０１５１】ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重化器６２０は、ビ
デオＴＳ（トランスポートストリーム）、オーディオＴ
Ｓ、システム情報ＴＳをそれぞれ入力し、出力ＭＰＥＧ
−２トランスポートストリームとして出力するものであ
る。
【０１５２】ＭＰＥＧ−２ビデオトランスコーダ６４０
は、ビデオＴＳを入力し、トランスコードを行い、トラ
ンスコード済みビデオＴＳを出力するものである。
【０１５３】システム制御器６５０は、システム情報Ｔ
Ｓを入力し、本レート変換器６００から出力するＭＰＥ
Ｇ−２トランスポートストリームに合わせたシステム情
報ＴＳに変換し、変換したシステム情報ＴＳを出力する
ものである。
【０１５４】本レート変換器６００は、ＭＰＥＧ−２ト
ランスポートストリームにおいて比較的ビットレートの
占有量が大きいと考えられるビデオビットストリームを
ビットレート削減の対象と考え、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多
重分離器６１０により分離されたビデオＴＳのみをＭＰ
ＥＧ−２ビデオトランスコーダ６４０によりビットレー
ト削減を行い、オーディオＴＳ、システム情報ＴＳは入
力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームの情報をその
まま、または、固定長符号の一部を変更する処理を行な
い、出力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームの情報
として用いることによりシステムを簡略化したものであ
る。
【０１５５】また、本レート変換器６００は、ＭＰＥＧ
−２ ＴＳ復号器、ＭＰＥＧ−２ＴＳ符号化器の単純結
合による以下の問題点、 （１）処理量が大きい。 （２）繰り返し符号化により画質が低下する。 （３）フレームの並び換えに伴う遅延が生じる。 を解消する。
【０１５６】次に、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートス
トリームのＰＴＳ（Presentation Time Stamp：表示時
刻管理情報）、ＤＴＳ（Decoding Time Stamp：復号の
時刻管理情報）保有によるビデオビットストリームの同
期の確保を実現するレート変換器を図２に示す。
【０１５７】図２に示すように、本レート変換器７００
は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離器７１０、ＭＰＥＧ−
２ ＴＳ多重化器７２０、ビデオＴＳ復号器７４１、ビ
デオＰＥＳ復号器７４２、ビデオＥＳトランスコーダ７
４４、ビデオＰＥＳパケット生成器７４５およびビデオ
ＴＳパケット生成器７４６を備えている。
【０１５８】ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離器７１０は、
入力された入力ＭＰＥＧ−２−トランスポートストリー
ムからビデオＴＳを分離し、出力するものである。
【０１５９】ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重化器７２０は、ビ
デオＴＳを入力し、出力ＭＰＥＧ−２−トランスポート
ストリームとして出力するものである。
【０１６０】ビデオＴＳ復号器７４１は、ビデオＴＳを
入力し、復号して、ビデオＰＥＳを出力するものであ
る。
【０１６１】ビデオＰＥＳ復号器７４２は、ビデオＰＥ
Ｓを入力し、復号して、ＰＴＳ、ＤＴＳおよびビデオＥ
Ｓ（エレメンタリーストリーム）を出力するものであ
る。
【０１６２】ビデオＥＳトランスコーダ７４４は、ビデ
オＥＳを入力し、トランスコードを行ってビットレート
削減を行い、トランスコードしたビデオＥＳを出力する
ものである。
【０１６３】ビデオＰＥＳパケット生成器７４５は、Ｐ
ＴＳ、ＤＴＳおよびビデオＥＳを入力して、ビデオＰＥ
Ｓを生成し、出力するものである。
【０１６４】ビデオＴＳパケット生成器７４６は、ビデ
オＰＥＳを入力して、ビデオＴＳを生成し、出力するも
のである。
【０１６５】本レート変換器７００は、ＰＴＳ、ＤＴＳ
をＰＥＳパケット復号時に各ビデオエレメンタリースト
リームのＰＴＳ、ＤＴＳを保持しておき、出力ＭＰＥＧ
−２トランスポートストリームの同一ビデオエレメンタ
リーストリームのＰＴＳ、ＤＴＳとして符号化すること
により、入出力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム
中のビデオビットストリームの各同一ビデオエレメンタ
リーストリーム、オーディオビットストリームの各同一
オーディオフレームは、同一のＰＴＳ、ＤＴＳを有し、
オーディオ・ビデオ同期を一致させることができる。
【０１６６】次に、入出力ＭＰＥＧ−２トランスポート
ストリーム中のビデオＴＳと非削減対象ＴＳの関係を図
３に示す。図３は、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートス
トリームのビットレートを１／２に削減したときの例で
ある。
【０１６７】また、非削減対象ＴＳパケットとは、入力
ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム中のビデオビッ
トストリームを含むトランスポートパケットおよびシス
テムの制御状態により変更するＴＳパケット（例えばＰ
ＡＴ、ＰＭＴ）を含むトランスポートパケットを除いた
削減の対象としない全てのＴＳパケットとする。
【０１６８】同図に示すように、出力ＭＰＥＧ−２トラ
ンスポートストリームにおける非削減対象ＴＳパケット
の配列位置を、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリ
ームの非削減対象ＴＳパケットの配列位置の入出力ビッ
トレート比率位置とすることにより、復号器の時間基準
において同時刻に同一非削減対象ＴＳパケットが到着す
ることになる。
【０１６９】次に、符号量削減形態の違いによるＶＢＶ
バッファ（Video Buffering Verifier：符号発生量制御
用仮想バッファ）占有量の遷移およびＤＴＳ（Decoding
Time Stamp：復号の時刻管理情報）の違いを図４に示
す。
【０１７０】図４（ａ）に、Ｉピクチャの符号量削減を
行なわずＰ，Ｂピクチャにおいて積極的に符号量を削減
する例を示し、図４（ｂ）に、入出力ビデオビットスト
リームのＩ，Ｐ，Ｂピクチャの符号量比率を一定にした
例を示す。なお、図４各図の上段が入力ビットストリー
ムのビデオＥＳであり、下段がトランスコード後のビデ
オＥＳである。
【０１７１】図４におけるＢは、受信バッファサイズを
示し、Ｂ(ｎ)^*は、ｎ番目の符号化画像が復号される直
前のＶＢＶバッファ占有量を、Ｂ(ｎ)は、ｎ番目の符号
化画像が復号され、１フレーム分の符号量がバッファか
ら取り除かれた直後のＶＢＶバッファの占有量を示して
いる。ＶＢＶバッファ占有量は常に０とＢの間の値を示
さなくてはならない。また、直線の傾さはビットレート
を表している。
【０１７２】図４（ａ）の場合、上段の入力ビットスト
リームを再生する場合、１フレーム目のデコードまでの
受信バッファの待機時間は、ＤＴＳで示される値である
のに対し、下段の出力ビットストリームの1フレーム目
をデコードするまでの受信バッファの待機時間は、ＤＴ
Ｓ’で示される値となる。
【０１７３】この時、ＤＴＳ’＞ＤＴＳとなり、（ＤＴ
Ｓ’−ＤＴＳ）時間の遅延がおこる。このように遅延が
おきてしまうと、入出力での差だけでなく、オーディオ
との同期もとれなくなってしまう。また逆に、出力ビッ
トストリームの復号時刻としてＤＴＳを付与してしまう
と、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器には、ＤＴＳ時間に該当
フレームを構成する全符号が到着していない可能性があ
り、到着するまで待機しなくてはいけないことになる。
【０１７４】図４（ｂ）では、ＤＴＳ’＝ＤＴＳとなっ
ており、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器にＤＴＳ時間に該当
フレームを構成する全符号が到着していることになりＤ
ＴＳ時間に該当フレームの復号が開始できる。
【０１７５】したがって、入出力ビットストリームの各
フレーム毎の符号量がビットレート比率に比例するレー
ト制御方式とする。
【０１７６】次に、ＶＢＲ（Variable Bit Rate：可変
速度）符号化形式ビデオビットストリームのトランスコ
ーディング符号量制御方式の概念図を図５に示す。図５
は、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームを１／
２のビットレートに変換する例である。
【０１７７】ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム
は、１８８バイトの固定長のパケットで構成されている
ため、ある一定の時間間隔を定めることにより、その入
力ビットレートから一定時間間隔内のパケット数が定ま
る。また、出力側も同様に入力側と同一の時間間隔を定
めることにより一定時間間隔内の目標の出力パケット数
が定まる。
【０１７８】次に、ある単位時間（ｎ）におけるパケッ
トの多重分離により得られる情報により、単位時間内に
ビデオＴＳ、非削減対象ＴＳが幾つずつ含まれているか
を知ることができる。この時、前述した通り、非削減対
象ＴＳパケットをレート変換の対象外とすると、単位時
間（ｎ）あたりの目標出力パケット数から入力非削減対
象ＴＳパケット数および単位時間（ｎ）において出力予
定のＰＡＴ、ＰＭＴのパケット数を減算したパケット数
が、出力ビデオＴＳパケットとして求められるパケット
数である。
【０１７９】そこで、入力ビデオＴＳパケットを復号し
て得られたビデオエレメンタリストリームをトランスコ
ードにより目標出力ビデオＴＳパケット数となるように
レート制御すれば良い。
【０１８０】ただし、ビデオビットストリームのトラン
スコードにより得られるビデオエレメンタリストリーム
をＰＥＳパケット化、ＴＳパケット化する際、パケット
ヘッダを付加することによりオーバーヘッドが生じる
が、パケット化する前段階では、このオーバーヘッドは
正確に予測できない。そこで、過去（ｎ−１）時間まで
のＰＥＳパケット化、ＴＳパケット化においてどれだけ
のオーバーヘッドが生じたかを算出し、この値を用いる
ことにより出力ビデオエレメンタリストリームの出力符
号量を決定する。
【０１８１】以下、上記条件をまとめ、本発明のＭＰＥ
Ｇ−２ ＴＳトランスコーダアルゴリズムの基本方針を
述べ、処理構成を示し詳細なアルゴリズムを説明する。
【０１８２】基本方針：ＭＰＥＧ−２トランスポートス
トリーム（ＭＰＥＧ−２ ＴＳ）は、ビデオビットスト
リーム、オーディオビットストリームに代表される符号
化信号および、システム制御信号で構成されている。
【０１８３】システム制御信号は、番組に関するＰＭＴ
（後述）を伝送するＴＳパケットのパケット識別子を指
定するＰＡＴ（Program Association Table：プログラ
ム・アソシエーション・テーブル、番組表）、番組を構
成する各符号化信号で伝送するＴＳパケットのパケット
識別子および関連情報を伝送するＰＭＴ（Program Map
Table：プログラム・マップ・テーブル、番組対応表、
各プログラム番号ごとに、そのプログラムを構成する映
像、音声、付加データなどのストリームが伝送されるパ
ケットのＰＩＤ（Packet Identification：パケットの
識別、１３ビットのストリーム識別情報で、該当パケッ
トの個別ストリームの属性を示す）を示す。ＰＭＴ自体
のＰＩＤはＰＡＴで指定される）、個別情報を伝送する
ＣＡＴ（Conditional Access Table：コンディショナル
・アクセス・テーブル、有料放送において、スクランブ
ルを解くための暗号解読情報を伝送するパケットのＰＩ
Ｄを示す）、変調周波数などの伝送路の情報と放送番組
を関連付けるＮＩＴ（Network Information Table：ネ
ットワーク・インフォメーション・テーブル、伝送路に
関する物理的な情報）から構成されている。
【０１８４】これら信号のうち、ビットレート削減処理
においてシステム制御信号を削除してしまうことは、実
際のサービスに支障を来す可能性があると考えられるた
め、削減の対象としては考えにくい。そこで、符号化信
号であるビデオビットストリームまたはオーディオビッ
トストリームがビットレート削減処理の対象として考え
られる。
【０１８５】しかしながら、ＭＰ＠ＭＬ（Main Profile
at Main Level：ＭＰＥＧ−２のデコーダの性能をクラ
ス分けするもの；一般的にプロファイルは、機能の分類
（シンタックスの違い）を規定し、レベルは量の違い
（画像サイズなど）を規定する）におけるビデオビット
ストリームは４［Ｍbps］〜１５［Ｍbps］といった符号
化レートであるのに対し、オーディオビットストリーム
のビットレートは最大でも３８４［Ｋbps］程度であ
る。
【０１８６】そこで、ＭＰＥＧ−２トランスポートスト
リーム内においてもビットレートの占有量が比較的大き
いと考えられるビデオビットストリームのみをビットレ
ート削減処理の対象とした。
【０１８７】また、各処理はbf_time[sec]を単位時間間
隔とした、単位時間を処理単位として用いる。単位時間
（ｎ）は、本ＭＰＥＧ−２ ＴＳトランスコーダへの総
入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットのビット数[bit]を入
力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームビットレート
ＴＳＢ_in[bps]で除算することにより算出する。したが
って、総入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット数All_ＴＳ_i
nが下記式（２２）を満たした場合、単位時間（ｎ）が
経過したと定義する。
【数３】 ここで、１８８は固定パケット長[バイト／パケット]、
８はバイト毎のビット数[bit／バイト]である。
【０１８８】ただし、本トランスコーダへの入力ＭＰＥ
Ｇ−２−トランスポートストリームを例えば、ディジタ
ル放送のような垂れ流しのビットストリームとする場
合、即座にトランスコードは行わず、最初のＰＡＴ、Ｐ
ＭＴを検出した時点を単位時間算出の初期値とする。
【０１８９】図６に、本発明に係る多重化音響・動画圧
縮符号化信号変換装置の一実施形態のトランスコーダ概
略ブロック図を示す。
【０１９０】図６に示すように、本トランスコーダ２０
０は、入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離部２１０、出力
ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重部２２０、非削減対象ＴＳ
バッファ２３０、ＰＡＴ，ＰＭＴ生成器２６０およびビ
デオＴＳ処理部２４０を備え、ビデオＴＳ処理部２４０
は、ビデオＴＳパケット復号器２４１、ビデオＰＥＳパ
ケット復号器２４２、ビデオＰＥＳパケット生成器２４
５、ビデオＴＳパケット生成器２４６、ビデオＴＳバッ
ファ２４７およびビデオトランスコーディング部１００
を有している。ビデオトランスコーディング部１００に
ついては後述するが、ここでは、ビデオＥＳバッファ２
４３、ビデオＥＳトランスコーダ２４４とする。また、
リアルタイム処理を実現させるため、各処理部は同期を
確保しながら並列に動作させる。
【０１９１】上記各処理部の処理内容を以下に述べる。
【０１９２】入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離部２１０
は、以下の処理を行う。
【０１９３】入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリー
ムを入力し、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリー
ムの最初のＰＣＲ（Program Clock Reference：プログ
ラム時刻基準参照値）より多重分離開始時のシステムク
ロックＰＣＲ_offsetを求め、出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ
配列多重部２２０に出力する。
【０１９４】また、入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離部
２１０では、単位時間（ｎ）における入力ＴＳパケット
をＴＳパケットヘッダのＰＩＤを識別することにより各
ＰＩＤ毎に多重分離する。また、ＴＳパケットのペイロ
ードを識別することにより各パケットのタイプを識別
し、以下の各タイプ毎に処理を行なう。
【０１９５】ＰＡＴ、ＰＭＴの場合：
【０１９６】上記情報を復号し、各データ（図７に示
す）を抽出し、ＰＡＴ，ＰＭＴ生成器２６０に出力す
る。ＰＡＴおよびＰＭＴパケットを出力ＴＳパケットと
してそのまま使用しないのは、トランスコーディングさ
れて出力される伝送路において、ストリーム伝送条件が
変化する場合、ＰＡＴ，ＰＭＴの変更が必要であること
を考慮したためである。
【０１９７】オーディオストリーム、ＰＡＴ，ＰＭＴ以
外のシステム制御信号、ヌルパケットの場合：
【０１９８】入力ＴＳパケットをそのまま非削減対象Ｔ
Ｓバッファ２３０に出力する。更に、入出力ＭＰＥＧ−
２トランスポートストリーム間において、非削減対象Ｔ
ＳパケットのＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器への到着時刻を
合わせるため、単位時間（ｎ）内における非削減対象Ｔ
Ｓパケットの出現位置を保持し、出力ＭＰＥＧ−２ＴＳ
配列多重部２２０で用いる。単位時間内（ｎ）における
ｉ番目の非ビデオパケットの出現位置を、単位時間
（ｎ）内の先頭からのパケット間距離（ＴＳパケットの
数）を用いてNonV_Run(ｉ)で表す。図８にNonV_Run(ｉ)
の概念図を示す。
【０１９９】ビデオストリームの場合：
【０２００】ビデオＴＳパケット復号器２４１へ出力す
る。ただし、ＰＩＤがビデオストリームであってもペイ
ロードが存在しない場合は削除する。
【０２０１】上記処理後、入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケ
ット数が式（２２）を満たした場合、非削減対象ＴＳバ
ッファ２３０、ビデオＴＳバッファ２４７に単位時間
（ｎ）が経過したことを示す信号を送る。
【０２０２】また、単位時間（０）において、入力ＭＰ
ＥＧ−２トランスポートストリームのＰＭＴに示された
ＰＣＲ_PIDのＴＳパケットよりＰＣＲを復号し、そのＰ
ＣＲ符号までに入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離部２１
０に入力された総ＭＰＥＧ−２トランスポートストリー
ムバイト数および入力ＭＰＥＧ−２トランスポートスト
リームのビットレートより、多重分離開始時、つまり入
力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離部２１０に最初の１バイ
ト目が入力された時のシステムクロックＰＣＲ_offset
を下記式（２３）に従って算出する。
【数４】 式（２３）におけるfirst_ＰＣＲは、入力ＭＰＥＧ−２
トランスポートストリームに符号化されていた最初のＰ
ＣＲ、ＴＳ_cntは、first_ＰＣＲが符号化されていたＴ
Ｓパケットを含めた総入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット
数、ＰＣＲ_pointは、first_ＰＣＲが符号化されていた
ＴＳパケット内におけるprogram_clock_reference_base
符号の最終ビットが含まれるバイトまでの先頭からの総
バイト数を示し、ＴＳＢ_inは、入力ＭＰＥＧ−２トラ
ンスポートストリームビットレートを示す。また、２７
００００００は、ＭＰＥＧ−２の基準クロック２７ＭHz
を示す。
【０２０３】次に、ＰＡＴ，ＰＭＴ生成器２６０の処理
について説明する。
【０２０４】単位時間（ｎ）内における現在までの総出
力ＴＳパケット数ＴＳ_outが下記式（２４）を満たす場
合、入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離部２１０より得ら
れた図７に示す情報、ＰＡＴ，ＰＭＴ情報を用いて新た
に出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ用ＰＡＴ，ＰＭＴを生成し出
力する。
【数５】 式（２４）におけるAll_ＴＳ_out(ｉ)は、単位時間(ｉ)
における出力ＴＳパケット数を示し、Ｓ_outは、トラン
スコード開始より現在までのＰＡＴ，ＰＭＴの総出力回
数を示している。ＴＳＢ_out[bps]は、出力ＭＰＥＧ−
２トランスポートストリームビットレートである。
【０２０５】また、freqは、ＰＡＴ，ＰＭＴの送出間隔
であり、本トランスコーダ２００では、ＰＭＴにＰＣＲ
を付与しており、ＰＣＲの送出間隔を０．１秒以内とす
る規定に沿わせるため、freq ≦ 0.1 とする。
【０２０６】ＰＣＲは、初期値を入力ＭＰＥＧ−２ Ｔ
Ｓ多重分離部２１０において求められるＰＣＲ_offset
とし、下記式（２５）により求められる。
【数６】 次に、出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重部２２０につい
て、説明する。
【０２０７】出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重部２２０
は、非削減対象ＴＳバッファ２３０、ビデオＴＳバッフ
ァ２４７が満たされたことを伝える信号を受信したと
き、それぞれ単位時間あたりのＴＳパケットを入力す
る。このとき、単位時間（ｎ）における入力ビデオＴＳ
パケット数を、Video_ＴＳ_out（ｎ）、非削減対象ＴＳ
パケット数を、NonV_ＴＳ_out（ｎ）とする。また、下
記式（２６）を満たす場合、ＰＡＴ，ＰＭＴ送出数ＰＡ
ＴＰＭＴ_out（ｎ）をここでは２に、満たさない場合
は、ＰＡＴＰＭＴ_out（ｎ）を０とする。
【数７】 式（２６）は、現単位時間において、ＰＡＴ，ＰＭＴを
出力する必要があるかどうかを示している。ただし、tA
ll_ＴＳ_out(ｉ)は、単位時間(ｉ)あたりの目標出力Ｔ
Ｓパケット数を示している。
【０２０８】上記値を用いることにより、単位時間
（ｎ）あたりのバッファ内ビデオＴＳパケット数Video_
ＴＳ_buff（ｎ）は、下記式（２７）となり、単位時間
（ｎ）あたりのバッファ内非削減対象ＴＳパケット数No
nV_ＴＳ_buff（ｎ）は、下記式（２８）となる。 Video_ＴＳ_buff（ｎ）＝Video_ＴＳ_out（ｎ）＋diff_ＴＳ_out（ｎ） …式（２７） NonV_ＴＳ_buff（ｎ） ＝NonV_ＴＳ_out（ｎ） ＋ＰＡＴＰＭＴ_out（ｎ） …式（２８）
【０２０９】ただし、diff_ＴＳ_out（ｎ）について
は、後述する。
【０２１０】ＴＳパケットの配列多重は、入力ＭＰＥＧ
−２ ＴＳ多重分離部２１０より入力した入出力同期制
御のための情報NonV_Run(ｉ)を用いて以下のように行
う。
【０２１１】処理１：過去の目標出力ＴＳパケット数と
実出力ＴＳパケット数との差分を考慮した現単位時間あ
たりの目標出力ＴＳパケット数target_ＴＳ_outは、下
記式（２９）により求められる。
【数８】 ただし、all_ＴＳ_out（i）は、単位時間（i）の実出力
ＴＳパケット数である。
【０２１２】処理２：単位時間（n）における現在まで
の総出力ＴＳパケット数ＴＳ_outが、上記式（２４）を
満たす場合、ＰＡＴ，ＰＭＴを生成出力し、ＴＳ_outに
２を加算し、Ｓ_outを加算する。
【０２１３】処理３：下記式（３０）を満たす場合、ビ
デオＴＳパケットを１パケット出力する。満たされない
場合は、非削減対象ＴＳパケットを１パケット出力し、
ｉを加算する。ただし、ｉは、単位時間における非削減
対象ＴＳパケットの出力数を示す。
【数９】 また、ＴＳパケットが出力されるたびＴＳ_outは加算さ
れる。
【０２１４】処理４：処理２に戻り、処理２，３を繰り
返す。終了条件は、
【０２１５】Video_ＴＳ_buff（ｎ）＋NonV_ＴＳ_buff
（ｎ）がtarget_ＴＳ_outより大きい場合は、ＴＳ_out
＝target_ＴＳ_outとし、それ以外の場合は、ＴＳ_out
＝Video_ＴＳ_buff（ｎ）＋NonV_ＴＳ_buff（ｎ）とす
る。
【０２１６】上記処理終了後、target_ＴＳ_out＜Video
_ＴＳ_buff（ｎ）＋NonV_ＴＳ_buff（ｎ）の場合、下記
式（３１）によりdiffＶＴＳ_out（ｎ＋１）を求める。 diffＶＴＳ_out（ｎ＋１）＝Video_ＴＳ_buff（ｎ） ＋NonV_ＴＳ_buff（ｎ）−target_ＴＳ_out …式（３１）
【０２１７】diffＶＴＳ_out（ｎ＋１）は、単位時間
（ｎ）までの目標出力ＴＳパケット故に対する、単位時
間（ｎ）までに出力ＭＰＥＧ−２配列多重部へ入力され
た総パケット数の超過分であり、それは、そのまま単位
時間（ｎ）までの目標出力ビデオＴＳパケット数に対す
る、実出力ビデオＴＳパケット数の超過分であるといえ
る。したがってdiffＶＴＳ_out（ｎ＋１）として次の単
位時間に出力を繰り越されるパケットは全てビデオＴＳ
パケットである。さらに、下記式（３２）を満たす場
合、出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳにヌルパケットを出力し、
出力ビットレートに近づける処理を行なう。
【数１０】 ＳＴＵＦＦ_ＴＨは、目標出力ＴＳパケット数に対し実
出力パケット数がどれだけ少なかった場合にスタッフィ
ング処理を行なうかの閾値を示す値である。
【０２１８】また、図９にdiffＶ_ＴＳ_out（ｎ）を含
めた単位時間出力ＴＳパケット数target_ＴＳ_outの遷
移の一例を示す。
【０２１９】非削減対象ＴＳバッファ２３０は、入力Ｍ
ＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離部２１０で分離された非削減
対象ＴＳパケットを保持し、ビデオＴＳ処理部２４０で
トランスコードされたビデオＴＳが保持されているビデ
オＴＳバッファ２４７と同期をとりながら、非削減対象
ＴＳバッファ内に保持された非削減対象ＴＳパケットを
出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重部２２０に出力するも
のである。
【０２２０】ビデオＴＳ処理部２４０は、入力ＭＰＥＧ
−２ ＴＳ多重分離部２１０より入力したビデオＴＳを
ビデオＥＳに復号し、ビデオＥＳの符号量削減を行な
い、出力ビデオＴＳを生成し、出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ
配列多重部２２０に出力する。
【０２２１】以下では、本ビデオＴＳ処理部２４０の各
処理器を説明する。
【０２２２】ビデオＴＳパケット復号器２４１は、入力
ＭＰＥＧ−２多重分離部２１０より入力したビデオＴＳ
を復号し、得られるビデオＰＥＳをビデオＰＥＳパケッ
ト復号器２４２に出力する。
【０２２３】ビデオＰＥＳパケット復号器２４２は、ビ
デオＴＳパケット復号器２４１から得られるビデオＰＥ
Ｓを復号し、得られるビデオＥＳをビデオＥＳバッファ
２４３に出力する。ただし、トランスコード処理が開始
してから最初のシーケンスヘッダを検出する前にビット
素片が存在する場合は、それらを削除する。
【０２２４】また、入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離器
２１０において単位時間（ｎ）が経過し、ビデオトラン
スコーディング部１００の入力バッファよりバッファが
空であることを示す信号を受信したとき、バッファ内の
ビデオＥＳをビデオＥＳバッファ２４３に出力する。
【０２２５】また、ビデオＰＥＳ復号時に得られる同期
情報であるＰＴＳ(ｉ)、ＤＴＳ(ｉ)およびＰＴＳ_ＤＴ
Ｓ_flag(ｉ)をビデオＰＥＳパケット生成器２４５に出
力する。ただしｉは、トランスコード開始からのピクチ
ャ番号を示している。これにより、入出力ＭＰＥＧ−２
トランスポートストリームにおける各ピクチャの同期情
報を一致させることができる。
【０２２６】ビデオＰＥＳ生成器２４５、ビデオＴＳパ
ケット生成器２４６は、以下の処理を行う。
【０２２７】ビデオトランスコーディング部１００にお
いて、１ＴＳ分のビデオＥＳが生成され次第、ＰＥＳパ
ケット化およびＴＳパケット化を行ない、ビデオＴＳバ
ッファ２４７に蓄積する。その際、１つのＰＥＳパケッ
トは、図１０に示すように１ピクチャ分のビデオＥＳよ
り構成する。
【０２２８】また、ＰＥＳヘッダに付加される同期情報
ＰＴＳ、ＤＴＳは、ビデオＰＥＳパケット復号器２４２
から入力したＤＴＳ(ｉ)、ＰＴＳ(ｉ)、ＰＴＳ_ＤＴＳ_
flag(ｉ)を該当するピクチャｉのＰＥＳヘッダにそのま
ま用いる。これにより、トランスコードされずに送信さ
れたビットストリームとトランスコーディングによりビ
ットレートを削減されたビットストリームの間で同期が
確保されることになる。
【０２２９】ただし、ＰＴＳ，ＤＴＳは、ＰＥＳパケッ
トの最初のアクセスユニットに対するタイムスタンプで
あるため、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム
のあるＰＥＳパケットが２ピクチャ以上のビデオフレー
ムを含んでいた場合、ＰＥＳパケット中に２番目以降の
フレームにはＰＴＳ，ＤＴＳが存在しないことになる。
【０２３０】このとき、映像ＰＥＳは１フレーム分の映
像データで構成されるというＡＲＩＢの規定に従うなら
ば、タイムスタンプの存在しないピクチャｉに対するＰ
ＴＳ(ｉ)、ＤＴＳ(ｉ)を生成する必要がある。その場
合、ＰＴＳ(ｉ)＝ＰＴＳ(ｉ−１)＋90000／FrameRate、
ＤＴＳ(ｉ)＝ＤＴＳ(ｉ−１)＋90000／FrameRateで算出
する。
【０２３１】また、入力がＡＲＩＢの仕様に従っていな
いなら出力も従う必要はないという考え方をするなら
ば、入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームと同様
に１つのＰＥＳに２つのフレームを含めてしまう方法も
ある。
【０２３２】ここで、単位時間（ｎ）内における現在ま
での出力ビデオエレメンタリーストリームの符号量ＶＥ
Ｓ_outが次式を満たす場合、ビデオトランスコーディン
グ部１００において単位時間（ｎ）における時間間隔bf
_time分のビデオＴＳパケットのパケット化が終了した
とみなし、ビデオＴＳバッファ２４７内の全ビデオＴＳ
パケットを出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重部２２０に
出力する。
【数１１】 式（３３）に示すＴＨ_out（ｎ）は、単位時間（ｎ）ま
でのビデオエレメンタリストリームの総出力バイト数の
期待値であり、本値については、後述する。また、式
（３３）を満たしたときのＶＥＳ_outをVideo_ＥＳ_out
（ｎ）とする。
【０２３３】ビデオＴＳバッファ２４７は、ビデオＴＳ
パケット生成器２４６で生成されたビデオＴＳパケット
を保持し、非削減対象ＴＳパケットが保持されている非
削減対象ＴＳバッファ２３０と同期をとりながら、ビデ
オＴＳバッファ内に保持されたビデオＴＳパケットを出
力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重部２２０に出力するもの
である。
【０２３４】ＶＢＲビデオＥＳレ−ト変換制御方式：
【０２３５】以下では、ＭＰＥＧ−２ ＴＳトランスコ
ーダ２００における可変ビットレートビデオストリーム
のレート変換制御実現のため、ＭＰＥＧ−２ ＴＳトラ
ンスコーダ２００におけるビデオトランスコーディング
部１００の処理構成を示し、その処理構成に基づき具体
的なアルゴリズムを説明する。
【０２３６】図１１にビデオトランスコーディング部１
００に特化したＭＰＥＧ−２ ＴＳトランスコーダ２０
０の概略ブロック図を示す。図１１における波線で囲ま
れた処理器群が図６のビデオトランスコーディング部１
００に対応する。
【０２３７】図１１に示すように、ビデオトランスコー
ディング部１００は、ＶＬＤ５１、逆量子化器５３、量
子化器５５、ＶＬＣ５７、仮想バッファ管理器１０５、
量子化スケール算出器１０７、単位時間パケット数算出
器１１１、目標出力ビデオＴＳパケット数算出器１１
３、基準入出力符号量比率設定器１１５、ＴＥ／ＥＳ符
号量比率算出器１１７、単位時間差分符号量算出器１１
９およびビデオＥＳバッファ２４３を備えている。
【０２３８】ビデオトランスコーディング部１００の処
理内容については、本発明に係る項目以外、詳述は略
す。
【０２３９】本レート変換制御方式は、以下に示す３ス
テップにより行う。 ステップ１：基準入出力符号量比率の算出。 ステップ２：基準量子化スケールの算出。 ステップ３：再量子化レート歪み特性に基づいた量子化
スケールの算出。
【０２４０】ビデオトランスコーディング部１００は、
単位時間（ｎ）あたりの入力符号量と目標出力符号量の
比率である基準入出力符号量比率の算出を行ない、さら
に、単位時間（ｎ）中におけるステップ２，ステップ３
の繰り返し処理中において、どれだけの出力符号量が得
られたら出力において単位時間が経過したと判断するか
の指標を与える値である単位時間基準閾値を算出するス
テップをステップ１とする。
【０２４１】次に、単位時間（ｎ）において、入力符号
バッファ値と出力バッファ値に基準入出力符号化比率を
乗算した値を基に、各マクロブロック（ＭＢ）の基準量
子化スケールを算出し、単位時間内においてフィードバ
ック制御を行なうステップをステップ２とする。
【０２４２】さらに、ステップ２において得られた基準
量子化スケールを再量子化時のレート歪み特性に基づ
き、削減符号量同一時に誤差電力の最小となる量子化ス
ケールに変換するステップをステップ３とする。
【０２４３】この３ステップにおいて出力ビットストリ
ーム符号量の制御を行なう。図１１に、本ＶＢＲビデオ
エレメンタリーストリームレート変換を実現するための
処理器とともに各処理器からのデータの流れも示した。
【０２４４】ステップ１：基準入出力符号量比率の算出
【０２４５】単位時間（ｎ）あたりの入力ビデオエレメ
ンタリストリームの符号量および、目標出力ビデオエレ
メンタリストリーム符号量の算出により、基準入出力符
号化比率ioRatio（ｎ）を導出する。
【０２４６】単位時間（ｎ）あたりの入力ＭＰＥＧ−２
ＴＳのパケットの総数（単位時間入力パケット数）を
All_ＴＳ_in（ｎ）、入力ビデオエレメンタリストリー
ムの符号量をVideo_ＥＳ_in（ｎ）、ビデオＴＳパケッ
ト数をVideo_ＴＳ_in（ｎ）、非削減対象ＴＳパケット
数をNonV_ＴＳ_in（ｎ）とし、単位時間あたりの目標出
力ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケットの総数（単位時間目標出
力パケット数）をtAll_ＴＳ_out（ｎ）、目標出力ビデ
オＴＳパケット数をtVideo_ＴＳ_out（ｎ）、目標出力
非削減対象ＴＳパケット数をtNonV_ＴＳ_out（ｎ）とす
ると、All_ＴＳ_in（ｎ）は、下記式（３４）により、t
All_ＴＳ_out（ｎ）は、下記式（３５）によりそれぞれ
求められる。ここで、式（３４）、式（３５）における
bf_timeは、単位時間の時間間隔［sec］である。
【数１２】
【数１３】 式（３４）、式（３５）におけるそれぞれの初期値は、
ｎ＝０の右辺第一項である。このように過去（ｎ−１）
時間の入出力のパケット数を用いてｎ時間目のパケット
数を決定するのは、ＴＳＢ_in、ＴＳＢ_outの値によっ
ては、単位時間内のパケット数が整数にならないためで
ある。
【０２４７】例えば、出力ビットレートを４[Ｍbps]と
したときを例に挙げると、１秒あたりの目標出力ＴＳパ
ケット数は、4000000/(188×8)＝2659.57…となる。こ
のとき、少数点以下を切り捨てると、１秒あたりのパケ
ット数は2659となり、これを１分間続けると2659×60＝
159540となる。しかし、実際の４[Ｍbps]の１分間のＴ
Ｓパケット数は(4000000×60)/(188×8)=159574とな
り、１分間に約３４パケットの誤差がでてしまうことに
なる。逆に、少数点以下を四捨五入するような処理を行
ったところで１分間あたりのＴＳパケット数が多くなる
だけである。実際のコンテンツを対象に本トランスコー
ダを用いる場合、映画であれば約２時間、放送であれば
１日〜数年の連続運用が想定されるため、このような誤
差は致命的である。
【０２４８】また、Video_ＴＳ_in（ｎ）および、NonV_
ＴＳ_in（ｎ）は、単位時間あたりの入力パケットを多
重分離することにより知ることができる。
【０２４９】ここで、基本方針で述べた様に、本トラン
スコーダでは、ビデオエレメンタリストリームのみの符
号化レート削減により出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳのビット
レートを制御することを方針としているため、単位時間
（ｎ）中にＰＡＴ，ＰＭＴの送出の必要がある場合の可
能性も考慮し、下記式（３６）を仮定できる。 tNonV_ＴＳ_out（ｎ）＝NonV_ＴＳ_in（ｎ）＋ＰＡＴＰＭＴ_out（ｎ） …式（３６） ただし、式（３６）のＰＡＴＰＭＴ_out（ｎ）は、式
（２８）に示した値と同値であり、算出方法も同一であ
る。
【０２５０】式（３５）、式（３６）および、過去（ｎ
−１）番目までの目標出力ビデオＴＳパケット数に対す
る実出力ビデオＴＳパケット数の差分を考慮し、tVideo
_ＴＳ_out（ｎ）に関する下記式（３７）を導出した。 tVideo_ＴＳ_out（ｎ）＝tAll_ＴＳ_out（ｎ） −tNonV_ＴＳ_out（ｎ）＋dVideo_ＴＳ（ｎ） …式（３７）
【０２５１】ここで、dVideo_ＴＳ（ｎ）は、下記式
（３８）の通りであり、初期値は０である。
【数１４】 式（３８）におけるVideo_ＴＳ_out(ｉ)は、単位時間
(ｉ)あたりの実生成ＴＳパケット数である。また、右辺
第２項のtotal_Video_ＴＳ_outは、過去（ｎ−１）時間
分の入力ビデオエレメンタリストリームがビデオＥＳバ
ッファから消費され、ビデオＥＳバッファが空となった
時点におけるビデオＴＳパケット生成器において生成済
の総ビデオＴＳパケット数である。以上により、単位時
間（ｎ）あたりの入力ビデオエレメンタリストリームと
目標出力ビデオエレメンタリストリームの符号量比率io
Ratio（ｎ）は、下記式（３９）により算出される。
【数１５】 ここで、式（３９）におけるoutput_ＴＥ_Ratio（ｎ）
は、実出力ビデオＴＳパケットの符号量に対する実出力
ビデオエレメンタリストリームの符号量の符号量比率
（ＴＳ／ＥＳ符号量比率）であり、下記式（４０）によ
り導出する。output_ＴＥ_Ratio（ｎ）は、過去（ｎ−
１）時間までのビデオエレメンタリストリームをＰＥＳ
パケット化、ＴＳパケット化する際のオーバーヘッドの
比率を表している。
【０２５２】本来ならば、式（３９）の分子は単位時間
（ｎ）あたりの目標出力ビデオエレメンタリーストリー
ムの符号量とするべきであるが、現単位時間における出
力ビデオエレメンタリーストリームに対するパケット化
の際のオーバーヘッドを厳密に算出することができない
ためにoutput_ＴＥ_Ratio（ｎ）を用いている。
【数１６】 ｎ＝０のときのoutput_ＴＥ_Ratio（０）を求めること
はできないが、次のように設定できる。前述した通り、
ビデオビットストリームのトランスコードはシーケンス
ヘッダから始まる。つまり最初のアクセスユニットはＩ
ピクチャである。このとき、単位時間間隔bf_timeが十
分小さければ、最初の単位時間内にＩピクチャ全体の符
号量がビデオエレメンタリーバッファに到着していない
だろうと考えられる。その場合、ＰＥＳパケット化、Ｔ
Ｓパケット化の際のオーバーヘッドは、各ＴＳパケット
のＴＳパケットヘッダ（４バイト）および、先頭のＰＥ
ＳパケットのＰＥＳパケットヘッダ（９バイト）とＰＴ
Ｓ（５バイト）、ＤＴＳ（５バイト）の符号量のみであ
る。よって下記式（４１）により求めることが可能であ
る。
【数１７】 あるいは、ｎ＝０のoutput_ＴＥ_Ratio（０）を、実験
値より例えば１．０３とすることもできる。
【０２５３】また、この値を用いることにより単位時間
あたりの目標出力ビデオエレメンタリストリームの符号
量tVideo_ＥＳ_out（ｎ）は、同様に下記式（４２）に
より求める。
【数１８】 次に、得られた値を用いて単位時間基準閾値を下記式
（４３）により求める。本値は、前述のＴＳパケット生
成器２４６で用いていた値である。
【数１９】 ここで、total_Video_ＥＳ_outは、過去（ｎ−１）時間
までの入力ビデオエレメンタリーストリームがビデオＥ
Ｓバッファから消費された時点において変換処理が終了
していたビデオエレメンタリーストリームの総符号量で
ある。
【０２５４】本値は、単位時間（ｎ）までの出力ビデオ
エレメンタリーストリームの総出力バイト数の期待値で
ある。
【０２５５】単位時間（ｎ）の時間経過として本値以外
にも考えられる値がいくつかある。例えば、単位時間あ
たりの入力ビデオエレメンタリーストリームがビデオＥ
Ｓバッファからすべて消費された時間をそのまま閾値と
する方法がある。本値を閾値にする場合、単位時間間隔
ごとに正確に符号量制御を行うことができなかった場
合、単位時間あたりの目標出力ビデオＴＳパケット数に
対する出力ＴＳパケット数の誤差が大変大きくなる場合
があると考えられる。また、目標出力ビデオＴＳパケッ
ト数と出力ビデオＴＳパケット数が一致した場合を閾値
とする方法がある。本閾値を用いる場合、output_ＴＥ_
Ratio（ｎ）に対して単位時間（ｎ）の実際のビデオＴ
ＳとビデオＥＳの符号量比率が小さい場合、単位時間
（ｎ）あたりの出力目標のビデオＥＳが出力される前に
単位時間（ｎ）が経過してしまうことになり、ビデオＥ
Ｓが時間的に後方にずれてくる可能性がある。以上の考
察より、単位時間あたりの符号量制御の多少過不足を許
容でき、かつ、時間的なずれを次の単位時間において補
正できる式（４３）の値を閾値として用いることが妥当
である。
【０２５６】ステップ２：基準量子化スケールの算出
【０２５７】各単位時間に含まれるＭＢを順次符号化し
ていきながら基準量子化スケールを算出する。具体的に
は単位時間において、単位時間総復号済ＭＢの入力復号
符号量の累積値（入力バッファ状態値）を式（３９）に
より算出したioRatio（ｎ）で乗算することにより得ら
れるバッファ状態値と、単位時間総符号化済ＭＢの出力
符号量の累積値（出力バッファ状態値）との差分をフィ
ードバックすることにより量子化スケールを算出する。
【０２５８】まず、単位時間（ｎ）内ｊ番目のＭＢのト
ランスコードに先立ち、仮想バッファの占有量ｂ（j）
を下記式（４４）により算出する。
【数２０】 式（４４）において、Ｂ_MB_out(k)は出力ビットストリ
ームの単位時間におけるｋ番目のＭＢの発生符号量、Ｂ
_MB_in(k)は入力ビットストリームの単位時間におけるk
番目のＭＢの発生符号量を示す。またｒｃは遅延量を制
御するパラメータである。式（４４）から算出した仮想
バッファ占有量を用いて基準量子化スケールは下記式
（４５）により算出する。
【０２５９】 Ｑ(j)＝３１×ｂ(j)／ｒ …式（４５）
【０２６０】式（４４）においてｂ（０）は仮想バッフ
ァの初期占有量を示す。また、単位時間あたりのＭＢの
総数をＭＢ_cntとするときｂ（ＭＢ_cnt）は、次の単位
時間に対する仮想バッファ占有量の初期値ｂ（０）とし
て用いる。式（４５）のｒは、下記式（４６）に示す値
とする。
【０２６１】 ｒ＝２×tVideo_ＥＳ_out（ｎ） …式（４６）
【０２６２】また、ｂ（０）の初期値（ｎ＝０の時のｂ
（０））は、下記式（４７）の値とする。
【０２６３】 ｂ（０）＝（１０×ｒ）／３１ …式（４７） ステップ３：再量子化レート歪み特性に基づいた量子化
スケール算出
【０２６４】処理２により得られた基準量子化スケール
Ｑ（ｊ）を再量子化レート歪み特性に基づき、削減符号
量が同一時に、誤差電力が最小となる量子化スケールに
設定するステップである。詳細は割愛し、ここでは最終
的な演算式のみを示す。・イントラＭＢ
【数２１】 ・インターＭＢ
【数２２】 式（４８）および式（４９）のｍｑ_in(j)は、入力ビッ
トストリームのマクロブロックｊの復号により得られる
量子化スケールである。また、得られたｍｑ(j)をｍｑ_
in(j)よりも小さい値とすることは意味がないため、ｍ
ｑ(j)＜ｍｑ_in(j)となった場合は、ｍｑ(j)＝ｍｑ_in
(j)とする。ただし、式（４８）、式（４９）は、再量
子化・量子化結合変換を用いる場合の再量子化レート歪
み特性によるものである。
【０２６５】以上により得られたｍｑ(j)を用いた量子
化を行う。次に、本トランスコーダより得られる出力Ｍ
ＰＥＧ−２ ＴＳをＴ−ＳＴＤ（System Target Decode
r：仮想的なデコーダ・モデル）へ入力したとき、Ｔ−
ＳＴＤのビデオ／オーディオの各バッファの占有量に関
する説明を行う。
【０２６６】まず、ストリームＡを出力ビットレートを
４[Ｍbps]に設定し、トランスコードすることにより得
られた出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳのＴ−ＳＴＤのビデオエ
レメンタリバッファ、オーディオ主バッファ占有量を測
定し、ストリームＡを直接Ｔ−ＳＴＤへ入力した場合の
各バッファの占有量と比較した。本例では単位時間間隔
bf_time[sec]を0.02とした。
【０２６７】各バッファは、各バッファにビットストリ
ームを入力し、その際にＰＣＲと、ビットレートおよび
入力符号量から現在時刻を算出し、算出された時刻とバ
ッファ内に一番長く滞留した１フレームのＰＴＳ（その
フレームに対するＤＴＳが存在する場合はＤＴＳ）が一
致した場合にその１フレーム分のデータをバッファから
取り除く処理を行う。その際の、各バッファから１フレ
ーム分のビットストリームを取り除く前後の測定値をバ
ッファ占有量とした。
【０２６８】図１２に、Ｔ−ＳＴＤのビデオエレメンタ
リバッファの占有量の遷移を示す。図１２の横軸は復号
順のフレーム番号であり、縦軸はビデオエレメンタリバ
ッファの占有量である。また、点線は、ビデオエレメン
タリバッファのバッファサイズを示している。
【０２６９】また、図１３に、Ｔ−ＳＴＤのオーディオ
主バッファの占有量の遷移を示す。図１３の横軸はオー
ディオフレーム番号、縦軸は主バッファの占有量を示し
ており、点線は、主バッファにおけるオーディオエレメ
ンタリストリームおよぴＰＥＳパケットヘッダのバッフ
ァリングに割り当てられるバッファサイズである。ま
た、オーディオバッファについては、ビデオバッファと
同じ間隔にすると、グラフ上の線がくっついて真黒の図
となってしまうため、０〜３０のオーディオフレームの
部分を拡大して示した。
【０２７０】図１２に示すように、図１２（ａ）に対
し、図１２（ｂ）は、ほばビットレート比率で比例して
遷移していることが分かる。これは、入力ビットストリ
ームのビデオＥＳの１フレームの符号量に対し、出力ビ
ットストリームのビデオＥＳの同一１フレームの符号量
が比例しているためである。
【０２７１】また、図１３に示すように、図１３（ａ）
と図１３（ｂ）が同じ遷移をしていることが分かる。こ
れは、各オーディオフレームがトランスコーダへの入出
力ビットストリーム間において、同一時刻にＴ−ＳＴＤ
のオーディオ主バッファに到着していることを示してお
り、そのような場合、トランスコーダへの入力ビットス
トリームがオーディオ主バッファを破綻させないストリ
ームであれば、出力ビットストリームもオーディオ主バ
ッファを破綻させることはない。よって、上記入力ＭＰ
ＥＧ−２ ＴＳの同期情報を用いた配列多重方式の有効
性が示されている。
【０２７２】次に、同様の処理を別のストリームＢを入
力ビットストリーム、出力ビットレートを４[Ｍbps]と
して行った。図１４にビデオエレメンタリバッファの占
有量の遷移を、図１５に０〜３０オーディオフレームの
オーディオ主バッファの占有量の遷移を示す。各図の横
軸・縦軸の意味は先に示したストリームＡにおけるもの
と同様である。
【０２７３】図１４より、ストリームＡのときと同様
に、図１４（ａ）に対し、図１４（ｂ）は、ほほビット
レート比率で比例して遷移していることが分かる。
【０２７４】しかしながら、図１５では、多くのオーデ
ィオフレームにおいては、図１５（ａ）と図１５（ｂ）
では、同一の遷移をしているが、所々で図１５（ｂ）の
方がバッファの占有量が多いフレームが存在する。本例
では、まだオーディオ主バッファが破綻するには至って
いないが、トランスコード対象のビットストリームがオ
ーディオ主バッファの最大値まで目一杯使う形式のもの
である場合、オーディオ主バッファの破綻を招く可能性
がある。
【０２７５】図１６に、オーディオ主バッファの破綻を
招く可能性があるＭＰＥＧ−２ ＴＳ例を示す。図１６
は、出力ビットレートを入力ビットストリームの１／２
にした場合の例であり、両ビットストリームを同一時間
軸上で見ている。
【０２７６】図の斜線の入ったＴＳパケットがオーディ
オＴＳパケットであるとすると、上段の入力ビットスト
リームのオーディオＴＳパケットは、前述したアルゴリ
ズムによれば、下段の位置に配置される。この時、図に
示すＴＳパケットＡは、入力ビットストリームの同パケ
ットと比較して、ＴＳパケット全体のＴ−ＳＴＤへの到
着時間は一致するが、ＴＳパケットの１バイト目は速く
到着し、入力ビットストリームよりも半パケット分の符
号量が速く到着することになる。反対に、ＴＳパケット
Ｂの場合は、入力ビットストリームの同パケットと比較
して、ＴＳパケットの第１バイト目の到着時刻は一致し
ているが、入力ビットストリームの同パケットの全ての
符号が到着した時点では、半パケット分しか到着してい
ないことになる。
【０２７７】ＴＳパケットＡの場合、ＴＳパケットＡが
到着する直前において、オーディオ主バッファが満杯で
あり、ＰＴＳが図のように、入出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ
でパケットの先頭位置が前後している場合、入力ビット
ストリームでは、ＰＴＳの時刻にバッファから１オーデ
ィオフレーム分のビット素片が取り除かれた後にオーデ
ィオＴＳパケットが到着しているためバッファ破綻の問
題はないが、出力ビットストリームの場合、ＰＴＳの時
刻前に、オーディオＴＳパケット中の何バイトかがバッ
ファに入力されてしまい、バッファ破綻が起こる可能性
がある。
【０２７８】ＴＳパケットＢの場合、ＴＳパケットＢの
到着直後にそのＴＳパケットに含まれるオーディオビッ
ト素片のＰＴＳがある場合、入力ビットストリームで
は、ＰＴＳの時刻前にオーディオ主バッファにオーディ
オＴＳパケットが到着しているため問題はないが、出力
ビットストリームの場合は、ＰＴＳの時刻に完全には、
オーディオＴＳパケットの全てのビット素片が到着して
いないためにＰＴＳ時刻に正確にオーディオフレームが
復号されない可能性があることが分かる。この現象は入
力ビットストリームと出力ビットストリームとのビット
レート変換比が大きい程起こる可能性が高くなると考え
られる。
【０２７９】図１５（ｂ）は、トランスコーダへの入力
ビットストリームであるストリームＢ中に、図１６のＴ
ＳパケットＡに相当するＴＳパケットが存在するため
に、図１５（ａ）と比較してバッファ占有量が多くなる
場合があると考えることができる。
【０２８０】このような場合に備え、前述したアルゴリ
ズムに加えて、バッファ破綻が起こることを防ぐ対策と
しては、出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重時に仮想オー
ディオ主バッファ占有量を算出し、各復号時刻において
バッファ破綻を起こさないようにオーディオＴＳパケッ
トを配置する方法がある。
【０２８１】出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケット多重分離
器において、現在多重分離されたオーディオＴＳパケッ
トの先頭のバイトの時刻ＰＣＲ_current_audioをＰＣＲ
より算出し、ＰＣＲ_current_audioより小さく、かつ、
最も近いオーディオストリームのＰＴＳであるlast_Ｐ
ＴＳを比較し、その値が下記式（５０）を満たす場合
は、本発明で用いている出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳパケッ
ト配列多重アルゴリズムにより配置された位置より１パ
ケット分後方に配置することによりオーディオバッファ
のオーバーフローを回避するものである。
【０２８２】つまり、式（５０）を満たす場合は、図１
６に示すＴＳパケットＡの現象が起こる可能性があるこ
とを示しており、そのオーディオＴＳパケットを１パケ
ット分後方に配置することにより、バッファ破綻を回避
できる。
【０２８３】 ＰＣＲcurrent_audio−last_ＰＴＳ ＜ audio_th …式（５０） ただし、式（５０）に示す、audio_thは、例えば下記式
（５１）の値を用いることができる。
【数２３】 反対に、アンダーフローの回避に対しては、オーディオ
ＴＳパケットの最終バイトの時刻ＰＣＲ_current_audio
を算出し、その値よりも大きく、かつ、最も近いオーデ
ィオストリームのＰＴＳであるnext_ＰＴＳを比較し、
その値が下記式（５２）を満たす場合は、出力ＭＰＥＧ
−２ ＴＳパケット配列多重アルゴリズムにより配置さ
れた位置より１パケット分前方に配置すれば良いことに
なる。
【０２８４】 next_ＰＴＳ−ＰＣＲ_current_audio ＜ audio_th …式（５２） ただし、式（５２）のaudio_thは、式（５０）のaudio_
thと同一である。
【０２８５】図１７にストリームＢをトランスコーダへ
の入力ビットストリーム、出力ビットレートを４[Ｍbp
s]とし、第２の手法によりバッファ破綻対策を行った場
合のビデオエレメンタリバッファ／オーディオ主バッフ
ァの占有量の遷移を示す。
【０２８６】図１７（ｂ）と図１５を比較すると、図１
７（ｂ）においては、図１５（ｂ）において見られたバ
ッファの占有量が多くなっているフレームがなくなって
おり、図１５（ａ）と同一の遷移をしていることが分か
る。よって、本対策が有効であることが確認できる。
【０２８７】
【発明の効果】本発明によれば、入力した符号化信号を
分離して、一部の符号化信号のみを符号変換し、前記分
離した符号化信号と多重化して、変換された符号化信号
を出力するので、全ての符号化信号を変換するときに比
べ、処理量が少なく、処理時間が短縮される。
【０２８８】また、ビットレート削減の対象を、他のス
トリームに比べビットレートの占有量が大きいビデオビ
ットストリームとすることにより、効率の良いビットレ
ート削減を行うことができる。
【０２８９】また、入力符号化信号の時刻基準情報を用
いて、出力符号化信号の時刻基準情報を設定するので、
入出力符号化信号間でシステムクロックを一致させるこ
とができる。
【０２９０】また、符号量変換前のビデオエレメンタリ
ーストリームの復号時刻管理情報、表示時刻管理情報等
を、符号量変換後の同一のビデオエレメンタリーストリ
ームに、付加することにより、入出力ＭＰＥＧ−２ Ｔ
Ｓ内のビデオビットストリームが同一の同期情報を有す
ることができる。
【０２９１】また、オーディオＴＳパケットをビットレ
ート削減対象外とすることにより、入出力ＭＰＥＧ−２
ＴＳ内のオーディオビットストリームが同一の同期情
報を有することができる。
【０２９２】さらに、単位時間あたりの入力ＭＰＥＧ−
２ ＴＳより分離されたビデオＴＳパケットを、単位時
間あたりに出力される出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ内に含ま
れるように変換することにより、本トランスコーダヘの
入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳと、本トランスコーダから出力
されるＭＰＥＧ−２ ＴＳとが、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復
号器へ入力された時、両ビットストリームの各ビデオＴ
Ｓパケットが同一の時刻にＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器の
バッファに入力され、同じように再生させることができ
る。
【０２９３】また、単位時間あたりの出力ＭＰＥＧ−２
ＴＳにおける第２データ列の符号量と、単位時間あた
りの入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ中の第２データ列の符号量
を同一と仮定し、該単位時間以前の分の目標変換第１デ
ータ列の符号量から実生成変換第１データ列の符号量の
差分を求めることにより、単位時間あたりの変換第１デ
ータ列の目標符号量を求めることができる。
【０２９４】また、単位時間あたりに出力できる第２符
号化信号量に基づいて算出された出力ビデオＥＳの目標
量である目標出力ビデオＥＳの符号量と、復号されたビ
デオＥＳの符号量と、により基準入出力符号量比率を算
出し、該基準入出力符号量比率により前記ビデオＥＳを
出力ビデオＥＳに符号変換する際の量子化スケールを算
出することができる。
【０２９５】また、目標出力ビデオＴＳパケット数から
では、厳密には求めることができない目標出力ビデオＥ
Ｓの符号量を、単位時間以前までに生成されたビデオＴ
Ｓパケットの符号量と、出力ビデオＥＳの符号量との比
率に基づいて、仮想的に単位時間あたりの目標出力ビデ
オＥＳの符号量を求めることにより、基準入出力符号量
比率を算出することができる。
【０２９６】また、累積実出力ビデオＥＳ符号量が、単
位時間における目標出力ビデオエレメンタリーストリー
ムの符号量に、単位時間以前までの入力ビデオエレメン
タリーストリームがビデオＥＳバッファから消費された
時点において変換処理が終了していた出力ビデオエレメ
ンタリーストリームの総符号量を、加算した値（ＴＨ_o
ut）以上となったとき、ビデオＴＳバッファ内の全ビデ
オＴＳパケットを出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重部に
出力するので、単位時間内に所望のビデオＴＳパケット
を出力させることができる。
【０２９７】さらに、出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重
部が、ＭＰＥＧ−２ ＴＳを生成する際に、現在の非削
減対象ＴＳの先頭位置のＳＴＣから入力ＭＰＥＧ−２
ＴＳの中ですでに経過したＰＴＳの最後の値の減算値
が、入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ中の１つのパケットの実転
送時間と出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ中の１つのパケットの
実転送時間との差分よりも小さいとき、該非削減対象Ｔ
Ｓパケットを、該非削減対象ＴＳパケットより後方に配
置予定のビデオＴＳパケットの後方に配置することによ
り、非削減対象ＴＳのバッファ、例えばオーディオバッ
ファに空き領域ができてから非削減対象ＴＳパケットが
受信されるので、非削減対象ＴＳのバッファの破綻を回
避することができる。
【０２９８】また、出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重部
が、ＭＰＥＧ−２ ＴＳを生成する際に、入力ＭＰＥＧ
−２ ＴＳの中で次に経過するＰＴＳの値からの現在の
非削減対象ＴＳの入力直後のＳＴＣの減算値が、入力Ｍ
ＰＥＧ−２ ＴＳ中の１つのパケットの実転送時間と出
力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ中の１つのパケットの実転送時間
との差分よりも小さいとき、該非削減対象ＴＳパケット
を、該非削減対象ＴＳパケットより前方に配置予定のビ
デオＴＳパケットの前方に配置することにより、非削減
対象ＴＳのバッファ、例えばオーディオバッファが満杯
になる前に非削減対象ＴＳパケットが受信されるので、
非削減対象ＴＳのバッファの破綻を回避することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本概念を示すレート変換器の概略ブ
ロック図である。
【図２】入力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームの
ＰＴＳ、ＤＴＳ保有によるビデオビットストリームの同
期の確保を実現するレート変換器の概略ブロック図であ
る。
【図３】入出力ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム
中のビデオＴＳと非削減対象ＴＳの関係を示す概略図で
ある。
【図４】ビデオビットストリーム符号量削減形態を示す
図である。
【図５】ＶＢＲ符号化形式ビデオビットストリームのト
ランスコーディング符号量制御方式を示す概念図であ
る。
【図６】本発明に係る多重化音響・動画圧縮符号化信号
変換装置の一実施形態のトランスコーダを示す概略ブロ
ック図である。
【図７】ＰＡＴ、ＰＭＴのパラメータを示す図である。
【図８】単位時間内（ｎ）における非ビデオパケットの
出現位置を示すNonV_Runの概念図である。
【図９】単位時間出力ＴＳパケット数の遷移を示す概念
図である。
【図１０】ビデオＥＳからのビデオＴＳパケット生成を
示す概念図である。
【図１１】ビデオトランスコーディング部に特化したＭ
ＰＥＧ−２ ＴＳトランスコーダの概略ブロック図であ
る。
【図１２】Ｔ−ＳＴＤのビデオエレメンタリバッファの
占有量の遷移を示す図である。
【図１３】Ｔ−ＳＴＤのオーディオ主バッファの占有量
の遷移を示す図である。
【図１４】Ｔ−ＳＴＤのビデオエレメンタリバッファの
占有量の遷移を示す図である。
【図１５】Ｔ−ＳＴＤのオーディオ主バッファの占有量
の遷移を示す図である。
【図１６】オーディオ主バッファの破綻を招く可能性が
あるＭＰＥＧ−２ ＴＳ例を示す図である。
【図１７】バッファ破綻対策を行った場合のビデオエレ
メンタリバッファ／オーディオ主バッファの占有量の遷
移を示す図である。
【図１８】従来のトランスコーダの概略ブロック図であ
る。
【図１９】図１８に示された従来のトランスコーダにお
ける、ＭＰＥＧ−２のＴＭ５のレート制御処理示すフロ
ーチャートである。
【図２０】従来のトランスコーダの概略ブロック図であ
る。
【図２１】図２０に示された従来のトランスコーダの処
理を示すフローチャートである。
【図２２】従来のトランスコーダの概略ブロック図であ
る。
【図２３】図２２に示された従来のトランスコーダの処
理を示すフローチャートである。
【図２４】本発明が利用される想定環境を示すイメージ
図である。
【図２５】ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器とＭＰＥＧ−２
ＴＳ符号化器を結合した場合のレート変換器を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
５０ トランスコーダ ５１ ＶＬＤ（可変長復号手段） ５３ 逆量子化器(逆量子化手段) ５５ 量子化器（量子化手段） ５７ ＶＬＣ（可変長符号化手段） ５９ レート制御部 ６０ トランスコーダ ６１ 遅延回路 ６３ ビットレート比率計算部 ６５ 入力符号量積算部 ６７ 差分符号量計算部 ６９ 目標出力符号量更新部 ７１ 量子化スケールコード算出部 ８０ トランスコーダ ８１ ＶＬＤ ８３ 目標出力符号量更新部 ８５ 量子化スケールコード算出部 １００ ビデオトランスコーディング部 １０５ 仮想バッファ管理器 １０７ 量子化スケール算出器 １１１ 単位時間パケット数算出器 １１３ 目標出力ビデオＴＳパケット数算出器 １１５ 基準入出力符号量比率設定器 １１７ ＴＥ／ＥＳ符号量比率算出器 １１９ 単位時間差分符号量算出器 ２００ トランスコーダ（符号化信号変換装置） ２１０ 入力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離部 ２２０ 出力ＭＰＥＧ−２ ＴＳ配列多重部 ２３０ 非削減対象ＴＳバッファ ２４０ ビデオＴＳ処理部 ２４１ ビデオＴＳパケット復号器 ２４２ ビデオＰＥＳパケット復号器 ２４３ ビデオＥＳバッファ ２４４ ビデオＥＳトランスコーダ ２４５ ビデオＰＥＳパケット生成器 ２４６ ビデオＴＳパケット生成器 ２４７ ビデオＴＳバッファ ２６０ ＰＡＴ，ＰＭＴ生成器 ６００ レート変換器 ６１０ ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離器 ６２０ ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重化器 ６４０ ＭＰＥＧ−２ビデオトランスコーダ ６５０ システム制御器 ７００ レート変換器 ７１０ ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重分離器 ７２０ ＭＰＥＧ−２ ＴＳ多重化器 ７４１ ビデオＴＳ復号器 ７４２ ビデオＰＥＳ復号器 ７４４ ビデオＥＳトランスコーダ ７４５ ビデオＰＥＳパケット生成器 ７４６ ビデオＴＳパケット生成器 ９００ ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器符号化器結合処理器 ９１０ ＭＰＥＧ−２ ＴＳ復号器 ９１１ トランスポートストリーム多重分離部 ９１３ ビデオ復号部 ９１５ オーディオ復号部 ９１７ システム情報復号部 ９１９ その他データ専用復号部 ９３０ ＭＰＥＧ−２ ＴＳ符号化器 ９３１ トランスポートストリーム多重化部 ９３３ ビデオ符号化部 ９３５ オーディオ符号化部 ９３７ システム情報符号化部 ９３９ その他データ専用符号化部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 敏 東京都新宿区西早稲田一丁目３番10号 早 稲田大学国際情報通信研究センター内 (72)発明者 尾崎 誠司 東京都新宿区大久保二丁目４番12号 株式 会社メディアグルー内 (72)発明者 笠井 裕之 東京都新宿区西早稲田一丁目３番10号 早 稲田大学国際情報通信研究センター内 (72)発明者 富永 英義 東京都新宿区西早稲田一丁目３番10号 早 稲田大学国際情報通信研究センター内 Ｆターム(参考） 5C059 KK00 KK34 LA00 MA00 MC11 PP06 PP07 RB02 RC02 RC04 SS02 TA46 TC37 UA02 UA05 5J064 AA01 BA09 BA16 BC01 BC02 BD02 5K028 AA01 AA07 DD02 EE08 KK03 KK22 NN02 PP02 SS05 SS15 SS24

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧縮符号化された第１符号化信号を、第１
    転送速度を有する第１伝送路を介して入力する入力ステ
    ップと、 該入力ステップで入力された第１符号化信号を第１デー
    タ列と第２データ列と第３データ列とに分離する信号多
    重分離ステップと、 前記信号多重分離ステップで分離された１以上の第１デ
    ータ列から、該１以上の第１データ列よりそれぞれのデ
    ータ量を削減された変換第１データ列を生成するデータ
    列変換ステップと、 該データ列変換ステップで生成された変換第１データ列
    と、前記信号多重分離ステップで分離された第２データ
    列と、前記信号多重分離ステップで分離された第３デー
    タ列を修正した修正第３データ列と、から第２符号化信
    号を生成する信号配列多重ステップと、 該修正第３データ列を、前記信号多重分離ステップで分
    離された第３データ列を第１符号化信号に基づいて第２
    符号化信号の全体の特徴変化に応じて修正して生成する
    第３データ列修正ステップと、 前記第１転送速度より低い第２転送速度を有する第２伝
    送路を介して、前記第２符号化信号を出力する出力ステ
    ップと、 を備えたことを特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化
    信号変換方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載の多重化音響・動画圧縮符号
    化信号変換方法において、 前記入力ステップが、ＭＰＥＧ−２トランスポートスト
    リームを入力し、 前記信号多重分離ステップが、圧縮符号化されたビデオ
    信号を含むトランスポートストリームパケットを第１デ
    ータ列として分離し、 前記出力ステップが、符号量削減された信号を含むＭＰ
    ＥＧ−２トランスポートストリームを出力することを特
    徴とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法。
  3. 【請求項３】請求項１記載の多重化音響・動画圧縮符号
    化信号変換方法において、 前記入力ステップが、多重化音響・動画圧縮符号化スト
    リームを入力し、 前記信号多重分離ステップが、動画用部分ストリームを
    第１データ列として分離し、 前記出力ステップが、符号量削減された信号を含む多重
    化音響・動画圧縮符号化ストリームを出力することを特
    徴とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法。
  4. 【請求項４】請求項２または３記載の多重化音響・動画
    圧縮符号化信号変換方法において、 前記第１符号化信号の最初の時刻基準情報により多重分
    離開始時のシステムクロックを求め、前記第２符号化信
    号のシステムクロックの初期値を演算する基準時刻設定
    ステップを備えたことを特徴とする多重化音響・動画圧
    縮符号化信号変換方法。
  5. 【請求項５】請求項２〜４のいずれか１項に記載の多重
    化音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、 前記データ列変換ステップが、 前記圧縮符号化されたビデオ信号を含むトランスポート
    ストリームパケットを復号し、ビデオＰＥＳパケットを
    出力するビデオトランスポートストリームパケット復号
    ステップと、 該ビデオＰＥＳパケットを復号し、ビデオエレメンタリ
    ーストリームと、該ビデオエレメンタリーストリームの
    復号時刻管理情報ＤＴＳ、表示時刻管理情報ＰＴＳ、お
    よびＤＴＳ，ＰＴＳの存在を示す指標ＰＴＳ_ＤＴＳ_fl
    agsを出力するビデオＰＥＳパケット復号ステップと、 該ビデオエレメンタリーストリームを、該ビデオエレメ
    ンタリーストリームより少ない符号量の変換ビデオエレ
    メンタリーストリームに符号圧縮する信号変換ステップ
    と、 該変換ビデオエレメンタリーストリームに対し、前記復
    号時刻管理情報ＤＴＳ、表示時刻管理情報ＰＴＳ、およ
    びＤＴＳ，ＰＴＳの存在を示す指標ＰＴＳ_ＤＴＳ_flag
    sを符号化し、変換ビデオＰＥＳパケットを生成するビ
    デオＰＥＳパケット生成ステップと、 該ビデオＰＥＳパケットを符号化し、圧縮符号化された
    ビデオ信号を含むトランスポートストリームパケットを
    生成するビデオトランスポートストリームパケット生成
    ステップと、 を有することを特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化
    信号変換方法。
  6. 【請求項６】請求項２〜５のいずれか１項に記載の多重
    化音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、 前記信号多重分離ステップが、圧縮符号化されたオーデ
    ィオ信号を含むトランスポートストリームパケットを第
    ２データ列として分離することを特徴とする多重化音響
    ・動画圧縮符号化信号変換方法。
  7. 【請求項７】請求項２〜６のいずれか１項に記載の多重
    化音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、 前記信号多重分離ステップが、単位時間あたりの入力Ｍ
    ＰＥＧ−２トランスポートストリームを、第１データ列
    と第２データ列と第３データ列とに分離し、 前記データ列変換ステップが、 前記１以上の第１データ列から、ビデオエレメンタリー
    ストリームを復号するとともに、付属部と分離するビデ
    オエレメンタリーストリーム復号ステップと、 該復号されたビデオエレメンタリーストリームを、該ビ
    デオエレメンタリーストリームよりデータ量が削減され
    た出力ビデオエレメンタリーストリームに符号化するビ
    デオエレメンタリーストリーム変換ステップと、 該出力ビデオエレメンタリーストリームと前記付属部と
    から前記１以上の第１データ列よりそれぞれのデータ量
    が削減された変換第１データ列を生成する変換第１デー
    タ列生成ステップと、を有し、 前記信号配列多重ステップが、前記変換第１データ列
    と、前記第２データ列と、前記修正第３データ列と、か
    ら前記出力ステップが単位時間あたりに出力できる第２
    符号化信号を生成することを特徴とする多重化音響・動
    画圧縮符号化信号変換方法。
  8. 【請求項８】請求項７記載の多重化音響・動画圧縮符号
    化信号変換方法において、 前記データ列変換ステップが生成する単位時間あたりの
    変換第１データ列の目標数を、 単位時間あたりの第２符号化信号中における第２データ
    列の符号量と、単位時間あたりの第１符号化信号中の第
    ２データ列の符号量を同一と仮定し、 単位時間あたりの第２符号化信号中における第３データ
    列の符号量を、単位時間あたりの第１符号化信号中にお
    ける第３データ列の符号量を第１符号化信号に基づいて
    第２符号化信号の全体の特徴変化に応じて修正したデー
    タ列の符号量とし、 単位時間あたりの目標第２符号化信号中におけるデータ
    列の符号量から、単位時間あたりの第１符号化信号中の
    第２データ列の符号量および単位時間あたりの第２符号
    化信号中の第３データ列の符号量を減算し、さらに、該
    単位時間以前の分の前記目標変換第１データ列の符号量
    から実生成変換第１データ列の符号量の差分を加算した
    値とすることを特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化
    信号変換方法。
  9. 【請求項９】請求項７または８記載の多重化音響・動画
    圧縮符号化信号変換方法において、 前記ビデオエレメンタリーストリーム変換ステップが、
    前記単位時間あたりに出力できる第２符号化信号量に基
    づいて算出された出力ビデオエレメンタリーストリーム
    の目標量である目標出力ビデオエレメンタリーストリー
    ムの符号量と、前記ビデオエレメンタリーストリーム復
    号ステップで復号されたビデオエレメンタリーストリー
    ムの符号量と、により基準入出力符号量比率を算出し、
    該基準入出力符号量比率により前記ビデオエレメンタリ
    ーストリームを出力ビデオエレメンタリーストリームに
    符号変換する際の量子化スケールを算出することを特徴
    とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法。
  10. 【請求項１０】請求項９記載の多重化音響・動画圧縮符
    号化信号変換方法において、 前記単位時間以前までに生成された変換第１データ列の
    符号量と、出力ビデオエレメンタリーストリームの符号
    量との比率に基づいて、仮想的に単位時間あたりの目標
    出力ビデオエレメンタリーストリームの符号量を求める
    ことにより、前記基準入出力符号量比率を算出すること
    を特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方
    法。
  11. 【請求項１１】請求項７〜１０のいずれか１項に記載の
    多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、 累積実出力ビデオエレメンタリーストリーム符号量が、 単位時間における目標出力ビデオエレメンタリーストリ
    ームの符号量に、前記単位時間以前までの入力ビデオエ
    レメンタリーストリームがビデオＥＳバッファから消費
    された時点において変換処理が終了していた出力ビデオ
    エレメンタリーストリームの総符号量を、加算した値以
    上となったとき、 前記データ列変換ステップが、単位時間内の変換第１デ
    ータ列の生成が終了したと見なし、前記変換第１データ
    列を前記信号配列多重ステップに受け渡すことを特徴と
    する多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法。
  12. 【請求項１２】請求項２〜１１のいずれか１項に記載の
    多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、 前記信号配列多重ステップが、前記出力ステップが単位
    時間内に出力する第２符号化信号を生成する際に、現在
    の１つの第２データ列の先頭位置の同期時刻情報ＰＣＲ
    から第１符号化信号の中ですでに経過した表示時刻管理
    情報ＰＴＳの最後の値の減算値が、第１符号化信号中の
    １つのデータ列の実転送時間と第２符号化信号中の１つ
    のデータ列の実転送時間との差分よりも小さいとき、該
    １つの第２データ列を、該１つの第２データ列より後方
    に配置予定の１つの第１データ列の後方に配置すること
    を特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方
    法。
  13. 【請求項１３】請求項２〜１２のいずれか１項に記載の
    多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法において、 前記信号配列多重ステップが、前記出力ステップが単位
    時間内に出力する第２符号化信号を生成する際に、第１
    符号化信号の中で次に経過する同期時刻情報ＰＣＲの値
    からの現在の１つの第２データ列の入力直後の表示時刻
    管理情報ＰＴＳの減算値が、第１符号化信号中の１つの
    データ列の実転送時間と第２符号化信号中の１つのデー
    タ列の実転送時間との差分よりも小さいとき、該１つの
    第２データ列を、該１つの第２データ列より前方に配置
    予定の１つの第１データ列の前方に配置することを特徴
    とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換方法。
  14. 【請求項１４】圧縮符号化された第１符号化信号を、第
    １転送速度を有する第１伝送路を介して入力する入力手
    段と、 該入力手段で入力された第１符号化信号を第１データ列
    と第２データ列と第３データ列とに分離する信号多重分
    離手段と、 前記信号多重分離手段で分離された１以上の第１データ
    列から、該１以上の第１データ列よりそれぞれのデータ
    量を削減された変換第１データ列を生成するデータ列変
    換手段と、 該データ列変換手段で生成された変換第１データ列と、
    前記信号多重分離手段で分離された第２データ列と、前
    記信号多重分離手段で分離された第３データ列を修正し
    た修正第３データ列と、から第２符号化信号を生成する
    信号配列多重手段と、 該修正第３データ列を、前記信号多重分離手段で分離さ
    れた第３データ列を第１符号化信号に基づいて第２符号
    化信号の全体の特徴変化に応じて修正して生成する第３
    データ列修正手段と、 前記第１転送速度より低い第２転送速度を有する第２伝
    送路を介して、前記第２符号化信号を出力する出力手段
    と、 を備えたことを特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化
    信号変換装置。
  15. 【請求項１５】請求項１４記載の多重化音響・動画圧縮
    符号化信号変換装置において、 前記入力手段が、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリー
    ムを入力し、 前記信号多重分離手段が、圧縮符号化されたビデオ信号
    を含むトランスポートストリームパケットを第１データ
    列として分離し、 前記出力手段が、符号量削減された信号を含むＭＰＥＧ
    −２トランスポートストリームを出力することを特徴と
    する多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置。
  16. 【請求項１６】請求項１４記載の多重化音響・動画圧縮
    符号化信号変換装置において、 前記入力手段が、多重化音響・動画圧縮符号化ストリー
    ムを入力し、 前記信号多重分離手段が、動画用部分ストリームを第１
    データ列として分離し、 前記出力手段が、符号量削減された信号を含む多重化音
    響・動画圧縮符号化ストリームを出力することを特徴と
    する多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置。
  17. 【請求項１７】請求項１５または１６記載の多重化音響
    ・動画圧縮符号化信号変換装置において、 前記第１符号化信号の最初の時刻基準情報により多重分
    離開始時のシステムクロックを求め、前記第２符号化信
    号のシステムクロックの初期値を演算する基準時刻設定
    手段を備えたことを特徴とする多重化音響・動画圧縮符
    号化信号変換装置。
  18. 【請求項１８】請求項１５〜１７のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、 前記データ列変換手段が、 前記圧縮符号化されたビデオ信号を含むトランスポート
    ストリームパケットを復号し、ビデオＰＥＳパケットを
    出力するビデオトランスポートストリームパケット復号
    手段と、 該ビデオＰＥＳパケットを復号し、ビデオエレメンタリ
    ーストリームと、該ビデオエレメンタリーストリームの
    復号時刻管理情報ＤＴＳ、表示時刻管理情報ＰＴＳ、お
    よびＤＴＳ，ＰＴＳの存在を示す指標ＰＴＳ_ＤＴＳ_fl
    agsを出力するビデオＰＥＳパケット復号手段と、 該ビデオエレメンタリーストリームを、該ビデオエレメ
    ンタリーストリームより少ない符号量の変換ビデオエレ
    メンタリーストリームに符号圧縮する信号変換手段と、 該変換ビデオエレメンタリーストリームに対し、前記復
    号時刻管理情報ＤＴＳ、表示時刻管理情報ＰＴＳ、およ
    びＤＴＳ，ＰＴＳの存在を示す指標ＰＴＳ_ＤＴＳ_flag
    sを符号化し、変換ビデオＰＥＳパケットを生成するビ
    デオＰＥＳパケット生成手段と、 該ビデオＰＥＳパケットを符号化し、圧縮符号化された
    ビデオ信号を含むトランスポートストリームパケットを
    生成するビデオトランスポートストリームパケット生成
    手段と、 を有することを特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化
    信号変換装置。
  19. 【請求項１９】請求項１５〜１８のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、 前記信号多重分離手段が、圧縮符号化されたオーディオ
    信号を含むトランスポートストリームパケットを第２デ
    ータ列として分離することを特徴とする多重化音響・動
    画圧縮符号化信号変換装置。
  20. 【請求項２０】請求項１５〜１９のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、 前記信号多重分離手段が、単位時間あたりの入力ＭＰＥ
    Ｇ−２トランスポートストリームを、第１データ列と第
    ２データ列と第３データ列とに分離し、 前記データ列変換手段が、 前記１以上の第１データ列から、ビデオエレメンタリー
    ストリームを復号するとともに、付属部と分離するビデ
    オエレメンタリーストリーム復号手段と、 該復号されたビデオエレメンタリーストリームを、該ビ
    デオエレメンタリーストリームよりデータ量が削減され
    た出力ビデオエレメンタリーストリームに符号化するビ
    デオエレメンタリーストリーム変換手段と、 該出力ビデオエレメンタリーストリームと前記付属部と
    から前記１以上の第１データ列よりそれぞれのデータ量
    が削減された変換第１データ列を生成する変換第１デー
    タ列生成手段と、を有し、 前記信号配列多重手段が、前記変換第１データ列と、前
    記第２データ列と、前記修正第３データ列と、から前記
    出力手段が単位時間あたりに出力できる第２符号化信号
    を生成することを特徴とする多重化音響・動画圧縮符号
    化信号変換装置。
  21. 【請求項２１】請求項２０記載の多重化音響・動画圧縮
    符号化信号変換装置において、 前記データ列変換手段が生成する単位時間あたりの変換
    第１データ列の目標数を、 単位時間あたりの第２符号化信号中における第２データ
    列の符号量と、単位時間あたりの第１符号化信号中の第
    ２データ列の符号量を同一と仮定し、 単位時間あたりの第２符号化信号中における第３データ
    列の符号量を、単位時間あたりの第１符号化信号中にお
    ける第３データ列の符号量を第１符号化信号に基づいて
    第２符号化信号の全体の特徴変化に応じて修正したデー
    タ列の符号量とし、 単位時間あたりの目標第２符号化信号中におけるデータ
    列の符号量から、単位時間あたりの第１符号化信号中の
    第２データ列の符号量および単位時間あたりの第２符号
    化信号中の第３データ列の符号量を減算し、さらに、該
    単位時間以前の分の前記目標変換第１データ列の符号量
    から実生成変換第１データ列の符号量の差分を加算した
    値とすることを特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化
    信号変換装置。
  22. 【請求項２２】請求項２０または２１記載の多重化音響
    ・動画圧縮符号化信号変換装置において、 前記ビデオエレメンタリーストリーム変換手段が、前記
    単位時間あたりに出力できる第２符号化信号量に基づい
    て算出された出力ビデオエレメンタリーストリームの目
    標量である目標出力ビデオエレメンタリーストリームの
    符号量と、前記ビデオエレメンタリーストリーム復号手
    段で復号されたビデオエレメンタリーストリームの符号
    量と、により基準入出力符号量比率を算出し、該基準入
    出力符号量比率により前記ビデオエレメンタリーストリ
    ームを出力ビデオエレメンタリーストリームに符号変換
    する際の量子化スケールを算出することを特徴とする多
    重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置。
  23. 【請求項２３】請求項２２記載の多重化音響・動画圧縮
    符号化信号変換装置において、 前記単位時間以前までに生成された変換第１データ列の
    符号量と、出力ビデオエレメンタリーストリームの符号
    量との比率に基づいて、仮想的に単位時間あたりの目標
    出力ビデオエレメンタリーストリームの符号量を求める
    ことにより、前記基準入出力符号量比率を算出すること
    を特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装
    置。
  24. 【請求項２４】請求項２０〜２３のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、 累積実出力ビデオエレメンタリーストリーム符号量が、 単位時間における目標出力ビデオエレメンタリーストリ
    ームの符号量に、前記単位時間以前までの入力ビデオエ
    レメンタリーストリームがビデオＥＳバッファから消費
    された時点において変換処理が終了していた出力ビデオ
    エレメンタリーストリームの総符号量を、加算した値以
    上となったとき、 前記データ列変換手段が、単位時間内の変換第１データ
    列の生成が終了したと見なし、前記変換第１データ列を
    前記信号配列多重手段に受け渡すことを特徴とする多重
    化音響・動画圧縮符号化信号変換装置。
  25. 【請求項２５】請求項１５〜２４のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、 前記信号配列多重手段が、前記出力手段が単位時間内に
    出力する第２符号化信号を生成する際に、現在の１つの
    第２データ列の先頭位置の同期時刻情報ＰＣＲから第１
    符号化信号の中ですでに経過した表示時刻管理情報ＰＴ
    Ｓの最後の値の減算値が、第１符号化信号中の１つのデ
    ータ列の実転送時間と第２符号化信号中の１つのデータ
    列の実転送時間との差分よりも小さいとき、該１つの第
    ２データ列を、該１つの第２データ列より後方に配置予
    定の１つの第１データ列の後方に配置することを特徴と
    する多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置。
  26. 【請求項２６】請求項１５〜２５のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置において、 前記信号配列多重手段が、前記出力手段が単位時間内に
    出力する第２符号化信号を生成する際に、第１符号化信
    号の中で次に経過する同期時刻情報ＰＣＲの値からの現
    在の１つの第２データ列の入力直後の表示時刻管理情報
    ＰＴＳの減算値が、第１符号化信号中の１つのデータ列
    の実転送時間と第２符号化信号中の１つのデータ列の実
    転送時間との差分よりも小さいとき、該１つの第２デー
    タ列を、該１つの第２データ列より前方に配置予定の１
    つの第１データ列の前方に配置することを特徴とする多
    重化音響・動画圧縮符号化信号変換装置。
  27. 【請求項２７】圧縮符号化された第１符号化信号を、第
    １転送速度を有する第１伝送路を介して入力する入力ス
    テップと、 該入力ステップで入力された第１符号化信号を第１デー
    タ列と第２データ列と第３データ列とに分離する信号多
    重分離ステップと、 前記信号多重分離ステップで分離された１以上の第１デ
    ータ列から、該１以上の第１データ列よりそれぞれのデ
    ータ量を削減された変換第１データ列を生成するデータ
    列変換ステップと、 該データ列変換ステップで生成された変換第１データ列
    と、前記信号多重分離ステップで分離された第２データ
    列と、前記信号多重分離ステップで分離された第３デー
    タ列を修正した修正第３データ列と、から第２符号化信
    号を生成する信号配列多重ステップと、 該修正第３データ列を、前記信号多重分離ステップで分
    離された第３データ列を第１符号化信号に基づいて第２
    符号化信号の全体の特徴変化に応じて修正して生成する
    第３データ列修正ステップと、 前記第１転送速度より低い第２転送速度を有する第２伝
    送路を介して、前記第２符号化信号を出力する出力ステ
    ップと、 を備えたことを特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化
    信号変換プログラムを記録した媒体。
  28. 【請求項２８】請求項２７記載の多重化音響・動画圧縮
    符号化信号変換プログラムを記録した媒体において、 前記入力ステップが、ＭＰＥＧ−２トランスポートスト
    リームを入力し、 前記信号多重分離ステップが、圧縮符号化されたビデオ
    信号を含むトランスポートストリームパケットを第１デ
    ータ列として分離し、 前記出力ステップが、符号量削減された信号を含むＭＰ
    ＥＧ−２トランスポートストリームを出力することを特
    徴とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラ
    ムを記録した媒体。
  29. 【請求項２９】請求項２７記載の多重化音響・動画圧縮
    符号化信号変換プログラムを記録した媒体において、 前記入力ステップが、多重化音響・動画圧縮符号化スト
    リームを入力し、 前記信号多重分離ステップが、動画用部分ストリームを
    第１データ列として分離し、 前記出力ステップが、符号量削減された信号を含む多重
    化音響・動画圧縮符号化ストリームを出力することを特
    徴とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラ
    ムを記録した媒体。
  30. 【請求項３０】請求項２８または２９記載の多重化音響
    ・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録した媒体に
    おいて、 前記第１符号化信号の最初の時刻基準情報により多重分
    離開始時のシステムクロックを求め、前記第２符号化信
    号のシステムクロックの初期値を演算する基準時刻設定
    ステップを備えたことを特徴とする多重化音響・動画圧
    縮符号化信号変換プログラムを記録した媒体。
  31. 【請求項３１】請求項２８〜３０のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記
    録した媒体において、 前記データ列変換ステップが、 前記圧縮符号化されたビデオ信号を含むトランスポート
    ストリームパケットを復号し、ビデオＰＥＳパケットを
    出力するビデオトランスポートストリームパケット復号
    ステップと、 該ビデオＰＥＳパケットを復号し、ビデオエレメンタリ
    ーストリームと、該ビデオエレメンタリーストリームの
    復号時刻管理情報ＤＴＳ、表示時刻管理情報ＰＴＳ、お
    よびＤＴＳ，ＰＴＳの存在を示す指標ＰＴＳ_ＤＴＳ_fl
    agsを出力するビデオＰＥＳパケット復号ステップと、 該ビデオエレメンタリーストリームを、該ビデオエレメ
    ンタリーストリームより少ない符号量の変換ビデオエレ
    メンタリーストリームに符号圧縮する信号変換ステップ
    と、 該変換ビデオエレメンタリーストリームに対し、前記復
    号時刻管理情報ＤＴＳ、表示時刻管理情報ＰＴＳ、およ
    びＤＴＳ，ＰＴＳの存在を示す指標ＰＴＳ_ＤＴＳ_flag
    sを符号化し、変換ビデオＰＥＳパケットを生成するビ
    デオＰＥＳパケット生成ステップと、 該ビデオＰＥＳパケットを符号化し、圧縮符号化された
    ビデオ信号を含むトランスポートストリームパケットを
    生成するビデオトランスポートストリームパケット生成
    ステップと、 を有することを特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化
    信号変換プログラムを記録した媒体。
  32. 【請求項３２】請求項２８〜３１のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記
    録した媒体において、 前記信号多重分離ステップが、圧縮符号化されたオーデ
    ィオ信号を含むトランスポートストリームパケットを第
    ２データ列として分離することを特徴とする多重化音響
    ・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録した媒体。
  33. 【請求項３３】請求項２８〜３２のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記
    録した媒体において、 前記信号多重分離ステップが、単位時間あたりの入力Ｍ
    ＰＥＧ−２トランスポートストリームを、第１データ列
    と第２データ列と第３データ列とに分離し、 前記データ列変換ステップが、 前記１以上の第１データ列から、ビデオエレメンタリー
    ストリームを復号するとともに、付属部と分離するビデ
    オエレメンタリーストリーム復号ステップと、 該復号されたビデオエレメンタリーストリームを、該ビ
    デオエレメンタリーストリームよりデータ量が削減され
    た出力ビデオエレメンタリーストリームに符号化するビ
    デオエレメンタリーストリーム変換ステップと、 該出力ビデオエレメンタリーストリームと前記付属部と
    から前記１以上の第１データ列よりそれぞれのデータ量
    が削減された変換第１データ列を生成する変換第１デー
    タ列生成ステップと、を有し、 前記信号配列多重ステップが、前記変換第１データ列
    と、前記第２データ列と、前記修正第３データ列と、か
    ら前記出力ステップが単位時間あたりに出力できる第２
    符号化信号を生成することを特徴とする多重化音響・動
    画圧縮符号化信号変換プログラムを記録した媒体。
  34. 【請求項３４】請求項３３記載の多重化音響・動画圧縮
    符号化信号変換プログラムを記録した媒体において、 前記データ列変換ステップが生成する単位時間あたりの
    変換第１データ列の目標数を、 単位時間あたりの第２符号化信号中における第２データ
    列の符号量と、単位時間あたりの第１符号化信号中の第
    ２データ列の符号量を同一と仮定し、 単位時間あたりの第２符号化信号中における第３データ
    列の符号量を、単位時間あたりの第１符号化信号中にお
    ける第３データ列の符号量を第１符号化信号に基づいて
    第２符号化信号の全体の特徴変化に応じて修正したデー
    タ列の符号量とし、 単位時間あたりの目標第２符号化信号中におけるデータ
    列の符号量から、単位時間あたりの第１符号化信号中の
    第２データ列の符号量および単位時間あたりの第２符号
    化信号中の第３データ列の符号量を減算し、さらに、該
    単位時間以前の分の前記目標変換第１データ列の符号量
    から実生成変換第１データ列の符号量の差分を加算した
    値とすることを特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化
    信号変換プログラムを記録した媒体。
  35. 【請求項３５】請求項３３または３４記載の多重化音響
    ・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記録した媒体に
    おいて、 前記ビデオエレメンタリーストリーム変換ステップが、
    前記単位時間あたりに出力できる第２符号化信号量に基
    づいて算出された出力ビデオエレメンタリーストリーム
    の目標量である目標出力ビデオエレメンタリーストリー
    ムの符号量と、前記ビデオエレメンタリーストリーム復
    号ステップで復号されたビデオエレメンタリーストリー
    ムの符号量と、により基準入出力符号量比率を算出し、
    該基準入出力符号量比率により前記ビデオエレメンタリ
    ーストリームを出力ビデオエレメンタリーストリームに
    符号変換する際の量子化スケールを算出することを特徴
    とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラム
    を記録した媒体。
  36. 【請求項３６】請求項３５記載の多重化音響・動画圧縮
    符号化信号変換プログラムを記録した媒体において、 前記単位時間以前までに生成された変換第１データ列の
    符号量と、出力ビデオエレメンタリーストリームの符号
    量との比率に基づいて、仮想的に単位時間あたりの目標
    出力ビデオエレメンタリーストリームの符号量を求める
    ことにより、前記基準入出力符号量比率を算出すること
    を特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プロ
    グラムを記録した媒体。
  37. 【請求項３７】請求項３３〜３６のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記
    録した媒体において、 累積実出力ビデオエレメンタリーストリーム符号量が、 単位時間における目標出力ビデオエレメンタリーストリ
    ームの符号量に、前記単位時間以前までの入力ビデオエ
    レメンタリーストリームがビデオＥＳバッファから消費
    された時点において変換処理が終了していた出力ビデオ
    エレメンタリーストリームの総符号量を、加算した値
    （ＴＨ_out）以上となったとき、 前記データ列変換ステップが、単位時間内の変換第１デ
    ータ列の生成が終了したと見なし、前記変換第１データ
    列を前記信号配列多重ステップに受け渡すことを特徴と
    する多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを
    記録した媒体。
  38. 【請求項３８】請求項２８〜３７のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記
    録した媒体において、 前記信号配列多重ステップが、前記出力ステップが単位
    時間内に出力する第２符号化信号を生成する際に、現在
    の１つの第２データ列の先頭位置の同期時刻情報ＰＣＲ
    から第１符号化信号の中ですでに経過した表示時刻管理
    情報ＰＴＳの最後の値の減算値が、第１符号化信号中の
    １つのデータ列の実転送時間と第２符号化信号中の１つ
    のデータ列の実転送時間との差分よりも小さいとき、該
    １つの第２データ列を、該１つの第２データ列より後方
    に配置予定の１つの第１データ列の後方に配置すること
    を特徴とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プロ
    グラムを記録した媒体。
  39. 【請求項３９】請求項２８〜３８のいずれか１項に記載
    の多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラムを記
    録した媒体において、 前記信号配列多重ステップが、前記出力ステップが単位
    時間内に出力する第２符号化信号を生成する際に、第１
    符号化信号の中で次に経過する同期時刻情報ＰＣＲの値
    からの現在の１つの第２データ列の入力直後の表示時刻
    管理情報ＰＴＳの減算値が、第１符号化信号中の１つの
    データ列の実転送時間と第２符号化信号中の１つのデー
    タ列の実転送時間との差分よりも小さいとき、該１つの
    第２データ列を、該１つの第２データ列より前方に配置
    予定の１つの第１データ列の前方に配置することを特徴
    とする多重化音響・動画圧縮符号化信号変換プログラム
    を記録した媒体。
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