JP2001326617A - 多重化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各多重化装置の出力レートの最適な割り当て
を行い、全体として伝送効率のよい多重化を行う。 【解決手段】 制御装置３は、同一の多重化装置２ｃに
出力を行っている多重化装置２ａ，２ｂにおけるデータ
の入力から出力までの平均遅延時間を入力して、その平
均遅延時間に基づき各多重化装置２ａ，２ｂの多重化状
態を判断し輻輳状態にある多重化装置２ａ，２ｂを検出
する。輻輳状態にある多重化装置２ａ，２ｂを検出した
場合は、同一の多重化装置２ｃに出力を行っている他の
多重化装置２ａ，２ｂを検索し、出力帯域に余裕のある
多重化装置２ａ，２ｂがある場合、制御装置３は、その
余裕のある多重化装置２ａ，２ｂの帯域を減らし、その
分の帯域を輻輳状態にある多重化装置２ａ，２ｂの出力
レートの割り当てを増やすように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の入力デー
タを多重して出力する複数の多重化手段が前段に並列に
設けられると共に、その後段に上記複数の多重化手段か
らの出力を多重する多重化手段が設けられた多重化シス
テムに関し、特に、ディジタル化されたビデオデータ、
オーディオデータ、および汎用データなどのマルチメデ
ィアデータを多重化する多重化システムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の多重化システムとして、例えば、
１９９８年１２月号の電子技術の論文「衛星デジタルＴ
Ｖ放送の規格とその特徴」に示された従来の多重化シス
テムがある。この多重化装置では、複数の番組符号化装
置が、それぞれ、音声、ビデオなどの各種メディアの符
号化を行い、予め決められたビットレートで符号化デー
タ列を出力し、次に各番組多重化装置がそれぞれ複数の
符号化装置からの符号化データ列を多重し、予め決めら
れたビットレートで番組データ列として出力する。そし
て、複数の番組多重化装置に後段に設けられたサービス
多重化装置が、その複数の番組多重化装置からの番組デ
ータ列を多重し、予め決められたビットレートで出力し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
多重化システムでは、各番組多重化装置が予め決められ
たレートで出力を行っているため、各番組多重化装置は
最適な出力レートで出力を行えず、全体として伝送効率
のよい多重化を行えない、という問題点があった。

【０００４】これは、番組やサービスの多重化装置は、
通常、入力レートの総和が出力レートよりも大きくなる
と、出力すべきデータが遅延し、さらには多重化装置内
でそれらのデータの廃棄を行う場合もあるので、そのた
め輻輳状態にならないように予め設定されている。しか
し、入力レートを十分に低く抑えておけば輻輳状態は発
生しないが、伝送路を有効に使用していないため、効率
的な伝送をしていないことになるからである。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、各多重化手段の出力レートの
最適な割り当てを行い、全体として伝送効率のよい多重
化を行うことのできる多重化システムを提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、複数の入力データを多重して出力する
複数の多重化手段の後段にさらに上記複数の多重化手段
からの出力を多重する多重化手段が設けられた多重化シ
ステムにおいて、上記各多重化手段の出力レートを制御
する制御手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】特に、複数の入力データは、それぞれ、複
数の符号化手段から出力されるデータであることを特徴
とする。

【０００８】また、上記制御手段は、上記各多重化手段
の多重化状態に基づいて、上記各多重化手段に最適な出
力レートを指示して制御することを特徴とする。

【０００９】また、上記各多重化手段は、入力データを
多重化する際の輻輳状態を検出し、上記制御手段に通知
することを特徴とする。

【００１０】また、上記制御手段は、上記前段の多重化
手段から通知された輻輳状態に基づいて、輻輳状態にな
い上記前段の多重化手段の出力レートを減らす一方、輻
輳状態にある上記前段の多重化手段の出力レートを増や
すように制御することを特徴とする。

【００１１】また、上記各多重化手段は、入力データを
多重化する際の遅延時間を検出し、上記制御手段に通知
することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに
記載の多重化システム。

【００１２】また、上記制御手段は、上記前段の多重化
手段から通知された遅延時間に基づいて、遅延時間の短
い上記前段の多重化手段の出力レートを減らす一方、遅
延時間の長い上記前段の多重化手段の出力レートを増や
すように制御することを特徴とする。

【００１３】また、上記制御手段は、上記前段の多重化
手段から通知された遅延時間に基づいて、特定の入力デ
ータの遅延時間の短い上記前段の多重化手段の出力レー
トを減らす一方、特定の入力データの遅延時間の長い上
記前段の多重化手段の出力レートを増やすように制御す
ることを特徴とする。

【００１４】また、上記制御手段は、上記符号化手段の
符号化制御状況および各多重化手段の多重化状態に基づ
き、上記符号化手段および各多重化手段に最適な出力レ
ートを指示して制御することを特徴とする請求項２記載
の多重化システム。

【００１５】また、上記制御手段は、上記各多重化手段
に対しては出力レートを一定に制御する一方、上記符号
化手段の出力レートを変更するよう制御することを特徴
とする。

【００１６】また、上記符号化手段は、符号化制御状況
として符号化制御の際における符号化品質を算出し、上
記制御手段に通知することを特徴とする請求項９記載の
多重化システム。

【００１７】また、上記制御手段は、同一の上記前段の
多重化手段に出力する上記複数の符号化手段において、
上記符号化品質の高い符号化手段の出力レートを減らす
一方、上記符号化品質の低い符号化手段の出力レートを
増やすように制御することを特徴とする請求項１０記載
の多重化システム。

【００１８】また、上記制御手段は、上記各符号化手段
の符号化品質が所望のバランスになるように、上記各符
号化手段の出力レートを制御することを特徴とする。

【００１９】また、上記制御手段は、最終段の多重化手
段の輻輳状態に基づいて、上記各符号化手段の出力レー
トの総和を制御することを特徴とする。

【００２０】また、上記制御手段は、上記各多重化手段
の多重化状態に基づき、上記各多重化手段に最適な入力
レートを指示して各多重化手段の入力レートを制御する
ことを特徴とする。

【００２１】また、上記後段の多重化手段は、各符号化
手段の符号化制御状況および各多重化手段の多重化状態
に基づき、上記符号化手段および各前段の多重化手段に
最適な出力レートが与えられるように入力レートを指示
して制御することを特徴とする。

【００２２】また、上記制御手段は、各符号化手段の符
号化品質および各多重化手段の多重化状態に基づき、上
記符号化手段の符号化制御方法および各多重化手段に最
適な出力レートを指示して制御することを特徴とする。

【００２３】また、上記前段の多重化手段は、その輻輳
状態に応じてデータを入力してくる符号化手段を制御す
ることを特徴とする。

【００２４】また、さらに、最終段の多重化手段の出力
データを入力してその出力レートを上記制御手段へ通知
するネットワークインターフェースを有することを特徴
とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の多重化システムの実施の形態１の構成を示す構成図で
ある。図において、１ａ〜１ｆは音声、ビデオなどの各
種メディアの符号化を行い、符号化データ列を出力する
符号化装置、２ａ，２ｂは複数の入力データ列を多重し
て１つのデータ列を出力する前段の多重化手段としての
多重化装置（以下、「前段多重化装置」という）、２ｃ
は複数の前段多重化装置２ａ，２ｂからの番組データ列
を多重して出力する後段の多重化手段としての多重化装
置（以下、「後段多重化装置」という）、３は多重化装
置２ａ〜２ｃの多重化動作を制御する制御装置である。

【００２６】尚、符号化装置１ａ〜１ｆおよび前段およ
び後段多重化装置２ａ〜２ｃは複数であれば何台でもよ
く、前段および後段多重化装置２ａ〜２ｃは３段以上に
構成しても良いことは勿論である。また、前段多重化装
置２ａ，２ｂは、上記従来の技術では、複数の符号化装
置１ａ〜１ｆからの複数のデータ列を多重して１つの番
組データ列にする番組多重化装置に相当し、後段多重化
装置２ｃは前段多重化装置２ａ，２ｂからの番組データ
列を多重して出力するサービス多重化装置に相当するこ
とになる。

【００２７】次に動作について説明する。まず符号化装
置１ａ〜１ｆは、ビデオや音声、それに付属するデータ
や独立データ等の各種メディアデータの符号化を行い、
データ列を前段多重化装置２ａ，２ｂに送信する。前段
多重化装置２ａ，２ｂは、それぞれ受信したデータ列を
多重し、後段多重化装置２ｃに出力する。後段多重化装
置２ｃは前段多重化装置２ａ，２ｂより受信したデータ
列を更にまとめて多重し、出力する。

【００２８】その際、前段多重化装置２ａ，２ｂおよび
後段多重化装置２ｃは、それぞれ、あらかじめ制御装置
３から通知された出力レートで多重化を行い、その時の
多重化状態、例えば輻輳状態などを制御装置３に通知す
る。制御装置３は、前段多重化装置２ａ，２ｂおよび後
段多重化装置２ｃからの輻輳状態等の多重化状態に基づ
き、前段多重化装置２ａ，２ｂおよび後段多重化装置２
ｃの動作を制御する。

【００２９】例えば、前段多重化装置２ａが輻輳状態、
例えば符号化装置１ａ〜１ｃからの入力レートの和が多
重化装置２ａの出力レートを上回っているような場合
で、前段多重化装置２ａが符号化装置１ａ〜１ｃからの
データを多重化しきれないような状態のときに、前段多
重化装置２ｂが輻輳状態でないときは、制御装置３は、
これらの輻輳状態を基に、前段多重化装置２ｂが輻輳状
態にならない程度に当該前段多重化装置２ｂの出力レー
トを下げ、その分のレートを多重化装置２ａの出力レー
トに加算するように制御を行う。

【００３０】これにより前段多重化装置２ｂの出力レー
トは下げられ、その分多重化装置２ａの出力レートが上
がるので、後段多重化装置２ｃの入力レートは変化しな
いが、前段多重化装置２ｂは輻輳状態にならずに、多重
化装置２ａの輻輳状態は緩和されることになる。

【００３１】図２(１)〜（４）は、それぞれ、各多重化
装置の入出力のレートの変化を示す説明図である。上記
のように、前段多重化装置２ａが輻輳状態で前段多重化
装置２ｂ用の出力レートを前段多重化装置２ａに割り振
った場合の例を示す。

【００３２】図２（１）において、斜線部分は前段多重
化装置２ａに入力されるレートの合計を示したものであ
る。予め前段多重化装置２ａに割り当てられた出力レー
トを点線で示している。つまり、前段多重化装置２ａで
は、最初、斜線部分の入力レートの合計は、点線で示す
出力レートを下回っていたが、その後入力レートの合計
が大きくなり、出力レートを越えた場合の例である。

【００３３】図２（２）は、同様に前段多重化装置２ｂ
に入力されるレートの合計を示したものである。前段多
重化装置２ｂでは、終始斜線部分の入力レートの合計
は、点線で示す出力レートを越えない例である。尚、図
２（１），（２）から分かるが、この例では、前段多重
化装置２ａ，２ｂの出力レートは、予め同一値に設定さ
れている。

【００３４】図２（３）は、制御装置３が何も制御を行
わない従来技術の場合の後段多重化装置２ｃに入力され
るレートの合計を示したものである。つまり、この場合
は、図２（１），（２）の出力レートのまま、すなわち
前段多重化装置２ａ，２ｂの出力レートは同一値で変更
しないので、図２（１）に示すように前段多重化装置２
ａでは、入力レートの合計が割り与えられた出力レート
を越えるため、当該前段多重化装置２ａでは出力レート
を越えた分の入力レートを遅延もしくは廃棄させて、予
め与えられた点線で示す出力レートの範囲で出力を行
う。そのため、図２（３）の図に示すように多重化装置
２ａ用の入力レートは予め与えられた出力レートを越え
ない範囲で後段多重化装置２ｃに入力される。

【００３５】図２（４）は、制御装置３が前段多重化装
置２ａ，２ｂの出力レートの制御を行なう本実施の形態
１の場合の後段多重化装置２ｃに入力されるレートの合
計を示したものである。つまり、図２（１）に示すよう
に、前段多重化装置２ａでは入力レートの合計が点線で
示す予め割り与えられた出力レートを越えて輻輳状態に
ある場合は、その輻輳状態の多重化状態が前段多重化装
置２ａから制御装置３へ通知されているので、制御装置
３がその状況を認識し、同じ後段多重化装置２ｃへ出力
している他の前段多重化装置、すなわちこの例では前段
多重化装置２ｂを検索して、その前段多重化装置２ａが
制御装置３へ通知している多重化状態をチェックし、出
力帯域に余裕が或場合には、その前段多重化装置２ｂの
出力帯域を減らして、その分を多重化装置２ａの出力帯
域として割り当てるようにする。これにより前段多重化
装置２ａに入力されるデータを全て出力可能になる。そ
の結果、図２（３）と比較すると明らかだが、前段多重
化装置２ａの出力レートは、前段多重化装置２ｂの出力
レートより、大きく変更されている。

【００３６】図３は、制御装置３の動作フローを示した
ものである。まず、制御装置３は、制御の反映を待つた
めに、一定時間間隔をあけて各前段多重化装置２ａ，２
ｂからの入力を待機する（ステップ１００）。そして、
制御装置３は、各多重化装置２ａ，２ｂより集めた多重
化状態から輻輳状態にある多重化装置を検出し（ステッ
プ２００）、輻輳状態にある多重化装置を検出できない
場合は（ステップ２００“Ｎｏ”）、ステップ１００へ
戻る一方、輻輳状態にある多重化装置を検出できた場合
は（ステップ２００“Ｙｅｓ”）、その輻輳状態にある
多重化装置（本実施の形態１では、前段多重化装置２
ａ，２ｂとなる）と同一の後段多重化装置（本実施の形
態１では、多重化装置は２段で構成しているので、後段
多重化装置２ｃとなる）に出力している他の多重化装置
（本実施の形態１では、前段多重化装置２ａ，２ｂとな
る）を検索して（ステップ３００）、当該他の多重化装
置が出力帯域に余裕があるか、すなわち出力レートの帯
域全てを使用していないか否かを検出する（ステップ４
００）。

【００３７】ここで、同一の後段多重化装置２ｃに出力
している他の前段多重化装置のなかに、出力帯域に余裕
のある多重化装置がない場合は（ステップ４００”Ｎ
ｏ”）、制御装置３はなにもせずにステップ１００に戻
る一方、出力帯域に余裕のある多重化装置がある場合は
（ステップ４００”Ｙｅｓ”）、制御装置３は、その余
裕のある他の前段多重化装置の余った帯域から、輻輳回
避に必要な帯域分だけ出力レートの割り当てを変更して
（ステップ５００）、ステップ１００へ戻るようにす
る。

【００３８】尚、後段多重化装置２ｃで輻輳状態が発生
した場合、制御装置３は、前段多重化装置２ａ，２ｂに
対して出力レートを下げるように指示すれば、後段多重
化装置２ｃの輻輳状態を緩和するようにしても良いし、
また、当該後願多重化装置２ｃに対し出力レートを上げ
るように指示して、当該後段多重化装置２ｃの輻輳状態
を緩和するようにしても良い。

【００３９】図４に、各多重化装置２ａ〜２ｃが制御装
置３に通知する多重化状態の一例を示す。つまり、本実
施の形態１では、各多重化装置２ａ〜２ｃは、制御装置
３に通知する多重化状態として、例えば多重化時の平均
多重化遅延時間を用いることができる。ここで、平均多
重化遅延時間とは、多重化装置２ａ〜２ｃに入力された
データが多重化されて出力されるまでの時間を各入力毎
に平均した時間である。

【００４０】図４では、ある多重化装置に入力された入
力データAと、入力データBとが多重化され、出力データ
として時系列的に多重出力される様子を示したものであ
る。図４においてA1のデータが入力された時刻からA1が
出力されるまでの時刻の差であるTA1が、A1データの多
重化遅延時間となる。A2，A3，A4の各データについても
多重化遅延時間が求められ、それらをある一定期間で平
均したものが平均多重化遅延時間となる。また、入力デ
ータBについても同様にして平均多重化遅延時間を求め
ることができる。

【００４１】ここで、多重化装置が輻輳状態にない場合
には、平均多重化遅延時間は０に近づき、すなわちデー
タは多重化装置に入力後直ちに出力される一方、輻輳状
態がひどい場合、平均多重化遅延時間は大きな値を示
し、その多重化装置にデータが入力されてから出力され
るまでに時間がかかることになる。つまり、この平均多
重化遅延時間が輻輳の度合いを示すことになる。

【００４２】制御装置３は、このようにして各多重化装
置２ａ〜２ｃよりこの平均多重化遅延時間の情報を取得
することで、最も輻輳状態のひどい多重化装置２ａ〜２
ｃを認識し、その出力レートを上げるよう変更すること
で最も輻輳状態のひどい部分の輻輳を緩和できる。

【００４３】これは、多重化装置の多重化アルゴリズム
によっては、多重する入力データに多重化における優先
度を付与して多重化を行うことがあるため、各入力デー
タの多重化遅延は各々異なる。特に、リアルタイム系の
ビデオやオーディオデータは遅延時間を少なく、その他
の汎用データは遅延時間をそれほど小さくする必要がな
い。また、多重化装置が符号化装置の情報発生量（出力
レート）を制御可能な場合、多重化装置では効率的な伝
送を行うため、常にある程度データをため込みながら多
重を行う。そのために、多重化遅延時間はある程度の値
を持つことになる。そこで、輻輳状態を反映しそうな入
力データの多重化遅延時間を多重化状態として制御装置
３に通知することで、制御装置３は各多重化装置２の正
確な輻輳状態を認識できる。このため、本実施の形態１
では、上述のように、多重化遅延時間をある期間で平均
した平均多重化遅延時間を多重化状態として制御装置３
に通知するようにしているが、勿論、平均しない多重化
遅延時間、例えば、最も遅延の大きいデータの多重化遅
延時間でも良いし、ビデオ等ある特定のデータの多重化
遅延時間でもよい。

【００４４】以上のように、本実施の形態１によれば、
ある多重化装置で輻輳状態が発生したとしても、その多
重化装置に輻輳状態に無い他の多重化装置の出力レート
の一部を割り当てるようにしたので、輻輳状態を緩和す
ることができると共に、効率的な伝送を行うことができ
る。

【００４５】また、本実施の形態１によれば、各多重化
装置２ａ〜２ｃが制御装置３に対し平均多重化遅延時間
を通知することで、制御装置３は最も輻輳状態のひどい
個所、すなわち多重化装置を認識することができ、そこ
の部分から輻輳を緩和する処置を行うことができる。

【００４６】特に、本実施の形態１において、各多重化
装置２ａ〜２ｃが制御装置３に対しビデオデータ等の特
定の入力データの多重化遅延時間を通知するようにすれ
ば、制御装置３はその特定の入力データについて最も輻
輳状態のひどい多重化装置を認識でき、そこの部分から
輻輳を緩和する処置を行うことができる。

【００４７】実施の形態２．上記実施の形態１では、制
御装置３が前段および後段の多重化装置２ａ〜２ｃのみ
を制御するようにして説明したが、次に、符号化装置１
ａ〜１ｆの制御も同時に行うようにしたことを特徴とす
る実施の形態２について説明する。

【００４８】図５は、本実施の形態２の多重化システム
の構成を示す構成図である。図において、１ａ〜１ｆは
ビデオ、音声などの各種メディアの符号化を行い、符号
化データ列を出力する符号化装置、２ａ〜２ｃは複数の
入力データ列を多重して１つのデータ列を出力する多重
化装置。３は符号化装置１ａ〜１ｆの符号化制御および
前段多重化装置２ａ〜２ｃの多重化動作を制御する制御
装置である。なお、実施の形態１と同様に、符号化装置
および多重化装置は複数であればいくつでもよい。

【００４９】次に動作について説明する。まず符号化装
置１ａ〜１ｆは、各種メディアデータの符号化を行い、
データ列を前段多重化装置２ａ，２ｂに送信する。前段
多重化装置２ａ，２ｂはそれぞれ受信したデータ列を多
重し、後段多重化装置２ｃに出力する。後段多重化装置
２ｃは前段多重化装置２ａ，２ｂより受信したデータ列
を多重し、出力する。

【００５０】その際、符号化装置１ａ〜１ｆは、あらか
じめ制御装置３から通知された出力レートで符号化を行
うと共に、その時の符号化制御状況、例えば符号化品質
などを制御装置３に通知する。また、多重化装置２ａ〜
２ｃも、あらかじめ制御装置３から通知された出力レー
トで多重化を行うと共に、その時の多重化状態、例えば
輻輳状態などを上記実施の形態１と同様に制御装置３に
通知する。

【００５１】すると、本実施の形態２の制御装置３で
は、各多重化装置２ａ〜２ｃの多重化状態だけでなく、
符号化装置１ａ〜１ｆの符号化制御状況をも参照して制
御する。例えば、前段多重化装置２ａと前段多重化装置
２ｂとの間で出力レートの配分を適切に行っても、前段
多重化装置２ａ，２ｂが輻輳状態から抜け出せない場
合、例えばすべての前段多重化装置２ａ，２ｂが輻輳状
態の場合は、後段多重化装置２ｃの出力レートを上げる
ようにしても良いが、後段多重化装置２ｃの出力レート
を上げることが禁止されている場合は、符号化装置１ａ
〜１ｆの出力レートを下げることで輻輳状態を回避でき
る。また、前段多重化装置２ａのみが輻輳状態の場合
で、前段多重化装置２ｂがその伝送帯域ぎりぎりなどの
場合は、前段多重化装置２ａの前段の符号化装置１ａ〜
１ｃのみの出力レートを下げることで、他の前段多重化
装置２ｂに影響を与えずに輻輳状態を回避できる。

【００５２】特に、符号化装置１ａ〜１ｆは、符号化状
態として現在符号化を行っているデータの符号化品質を
制御装置３に通知するようにしているので、制御装置３
は、符号化装置１ａ〜１ｆの出力レートを変更する際
に、この符号化品質の情報を基に、符号化品質の低いも
のに対しては出力レートを増やし、品質の高いものに対
しては出力レートを減らす、というように符号化品質が
同レベルとなるような最適なレート配分を行うこともで
きる。このように、符号化装置１ａ〜１ｆの符号化品質
情報に基づき出力レートの配分を行うことで、各符号化
装置の符号化品質を同レベルとするような制御を行うこ
とができると共に、伝送帯域を有効に利用した効率的な
伝送が可能になる。

【００５３】また、逆に各前段多重化装置２ａ，２ｂで
入力総レートが出力レートより低い場合、その前段の符
号化装置１ａ〜１ｆの出力レートを上げることにより、
伝送路を有効に活用することもできる。

【００５４】このように、本実施の形態２の制御装置３
では、前段や後段の多重化装置２ａ〜２ｃからの多重化
状態を基に、符号化装置１ａ〜１ｆや多重化装置２ａ〜
２ｃの出力レートの制御を行う。

【００５５】以上のように、本実施の形態２によれば、
前段や後段の多重化装置２ａ〜２ｃの出力レートの変更
だけでなく、符号化装置１ａ〜１ｆの出力レート等の制
御を行うようにしたので、前段や後段の多重化装置２ａ
〜２ｃの出力レートの変更により最適な多重化制御が行
えない場合でも、符号化装置１ａ〜１ｆの出力レート等
の制御を行うことにより輻輳を避け、伝送効率のよい多
重化を行うことができる。

【００５６】なお、図５中において点線で示した制御信
号については、LAN（ローカルエリアネットワーク）等
のネットワークを通じてコマンドやメッセージとして伝
送する方法や、RS-232C等のシリアル伝送路による装置
間の制御信号として伝送する方法が考えられる。

【００５７】実施の形態３．上記実施の形態２では、制
御装置３が前段および後段の多重化装置２ａ〜２ｃと、
符号化装置１ａ〜１ｆを制御するようにしたが、次に、
符号化装置１ａ〜１ｆのみの制御を行う実施の形態３に
ついて説明する。

【００５８】図６は、本実施の形態３の多重化システム
の構成を示す構成図である。図において、１ａ〜１ｆは
音声、ビデオなどの各種メディアの符号化を行い、符号
化データ列を出力する符号化装置、２ａ〜２ｃは複数の
入力データ列を多重して１つのデータ列を出力する多重
化装置。３は符号化装置１ａ〜１ｆの符号化制御を制御
する制御装置である。なお、上記実施の形態１，２と同
様に、符号化装置および多重化装置は複数であればいく
つでもよい。

【００５９】次に動作について説明する。まず符号化装
置１ａ〜１ｆは、各種メディアデータの符号化を行い、
データ列を前段多重化装置２ａ，２ｂに送信する。前段
多重化装置２ａ，２ｂはそれぞれ受信したデータ列を多
重し、後段多重化装置２ｃに出力する。後段多重化装置
２ｃは、前段多重化装置２ａ，２ｂより受信したデータ
列を多重し、出力する。

【００６０】その際、符号化装置１はあらかじめ制御装
置３から通知される出力レートで符号化を行い、その時
の符号化制御状況、例えば符号化品質などを制御装置３
に通知する。

【００６１】すると、制御装置３は、各符号化装置１ａ
〜１ｆの出力するデータレートの総和が最終段の後段多
重化装置２ｃの出力レートなるように、各符号化装置１
ａ〜１ｆに対しそれぞれの出力レートを設定する。

【００６２】一方、前段多重化装置２ａ，２ｂは制御装
置３によって出力レートの制御が行われずに、入力デー
タをそのまま多重して出力データをして出力する。ま
た、最終段の後段多重化装置２ｃは、あらかじめ制御装
置３等によって設定された出力レートで多重出力し、そ
の際の多重化状態を制御装置３に通知する。

【００６３】従って、本実施の形態３によれば、制御装
置３は逐次多重化装置２ａ〜２ｃの出力レート制御を行
わず、符号化装置１ａ〜１ｆへの制御のみを行うこと
で、簡易かつ効率のよい多重化制御を行うことができ
る。

【００６４】尚、上記実施の形態２と同様に、各符号化
装置１ａ〜１ｆは符号化状態として現在符号化を行って
いるデータの符号化品質などを制御装置３に通知するよ
うにしてもよい。このようにすれば、制御装置３は、こ
の符号化品質の情報を基に、符号化品質の低いものに対
しては出力レートを増やし、品質の高いものに対しては
出力レートを減らすことによって、符号化品質を同レベ
ルとするような最適なレート配分を行うことができる。
このように符号化装置１ａ〜１ｆの符号化品質情報を基
に出力レートの配分を行うことにより、各符号化装置１
ａ〜１ｆの符号化品質を同レベルになるような制御が可
能になる。

【００６５】また、符号化装置１ａ〜１ｆが制御装置３
より通知される出力レートを実現できない場合、最終段
の後段多重化装置２ｃで入力総レートと出力レートが一
致せず、効率のよい多重伝送が行えなくなる。そのため
最終段の後段多重化装置２ｃは、多重化状態を制御装置
３に通知し、制御装置３は輻輳状態等を考慮に入れて、
各符号化装置１ａ〜１ｆに設定する出力レートを制御す
るようにしても良い。つまり、例えば、最終段の後段多
重化装置２ｃで輻輳状態が発生しているときは、各符号
化装置１ａ〜１ｆに設定する出力レートを少しずつ減ら
し、出力帯域に余りがあるときは出力レートを少しずつ
増やすように制御する。このようにすれば、最終段の後
段多重化装置２ｃでの多重化状態を基に、制御装置３が
各符号化装置１ａ〜１ｆに設定する出力レートを調整す
ることで、各符号化装置１ａ〜１ｆが制御装置３から指
示される出力レートに正確に追従できなくても、徐々に
所望の出力レートに近づけることができ、効率のよい多
重化制御を行うことができることになる。

【００６６】実施の形態４．上記実施の形態２，３で
は、制御装置３が符号化装置１ａ〜１ｆの出力レートの
制御を行ったが、次に、前段多重化装置２ａ，２ｂが直
接または制御装置３などを介し、符号化装置１ａ〜１ｆ
の符号化品質や出力レート等を制御を行う実施の形態４
について説明する。

【００６７】図７は、本実施の形態４の多重化システム
の構成を示す構成図である。図において、１ａ〜１ｆは
音声、ビデオなどの各種メディアの符号化を行い、符号
化データ列を出力する符号化装置、２ａ〜２ｃは複数の
入力データ列を多重して１つのデータ列を出力する多重
化装置。３は前段多重化装置２ａ〜２ｃの多重化動作を
制御する制御装置である。なお、上記実施の形態１〜３
と同様、符号化装置および多重化装置は複数であればい
くつでもよい。

【００６８】次に動作について説明する。まず符号化装
置１ａ〜１ｆは、各種メディアデータの符号化を行い、
データ列を前段多重化装置２ａ，２ｂに送信する。前段
多重化装置２ａ，２ｂはそれぞれ受信したデータ列を多
重し、後段多重化装置２ｃに出力する。後段多重化装置
２ｃは前段多重化装置２ａ，２ｂより受信したデータ列
を多重し、出力する。

【００６９】その際、符号化装置１ａ〜１ｆは、それぞ
れ、多重化装置２ａ，２ｂから通知された出力レートで
符号化を行い出力する。

【００７０】一方、多重化装置２ａ，２ｂは、あらかじ
め制御装置３から通知される出力レートで多重化を行
い、その時の多重化状態、例えば輻輳状態などを制御装
置３に通知すると共に、符号化装置１ａ〜１ｆに対して
適切な出力レートを通知する。この出力レートは制御装
置３から多重化装置２ａ，２ｂへ通知されたものでも、
あるいは制御装置３とは関係なしに多重化装置２ａ，２
ｂ内で多重化状態に応じて決定したものでもよい。

【００７１】制御装置３では、前段多重化装置２ａ，２
ｂより通知される多重化状態に応じて、最終段である後
段多重化装置２ｃの出力レートが所望のレートとなるよ
うに、前段多重化装置２ａ，２ｂの出力レートを決定
し、それを前段多重化装置２ａ，２ｂに通知して制御す
る。これに基づき、前段多重化装置２ａ，２ｂは、符号
化装置１ａ〜１ｆに対して適切な出力レートを通知して
制御するので、各符号化装置１ａ〜１ｆにおいて最終段
である後段多重化装置２ｃの出力レートが所望のレート
を考慮した適切な出力レートの配分が行うことが可能に
なる。

【００７２】以上のように、本実施の形態４によれば、
前段多重化装置２ａ，２ｂが直接符号化装置１ａ〜１ｆ
の符号化品質や出力レート等の制御を行うことにより、
全体として効率のよい多重化制御を行うことができる。

【００７３】尚、上記実施の形態２，３と同様に、各符
号化装置１ａ〜１ｆが符号化状態として現在符号化を行
っているデータの符号化品質などを制御装置３に通知す
るようにすれば、制御装置３は、直接に、または前段多
重化装置２ａ，２ｂを介して、多重化装置２ａ，２ｂ
ａ，２ｂに対して適切な出力レートの割り振りを指示で
きることになる。このようにすれば、符号化装置１ａ〜
１ｆの符号化品質情報を基に出力レートの配分を行うこ
とになり、各符号化装置の符号化品質を同レベルとする
ような制御を行うことが可能になる。

【００７４】また、上記実施の形態２〜４では、符号化
装置１ａ〜１ｆの出力レートを制御するように説明した
が、本発明では、これに限らず、符号化装置１ａ〜１ｆ
の符号化品質の制御を行うようにしても勿論良い。具体
的には、実施の形態２，３の構成を示す図５，６におい
ては制御装置３が、また実施の形態４の構成を示す図７
においては前段多重化装置２ａ，２ｂが、符号化装置１
ａ〜１ｆの出力レートの制御を行っているが、この制御
の対象を符号化品質に置き換えるのである。つまり、制
御装置３が多重化装置の輻輳状態を検出したら、各符号
化装置１ａ〜１ｆの符号化品質を下げることで、一般に
符号化装置１ａ〜１ｆの出力レートは下がり、輻輳状態
を回避できる。逆に、伝送帯域を十分に利用していない
場合、各符号化装置１ａ〜１ｆの符号化品質を上げるこ
とで、一般に符号化装置の出力レートは上がり、伝送路
の利用率が向上する。このように符号化品質によって各
符号化装置１ａ〜１ｆを制御することによって、各符号
化装置１で出力されるデータの符号化品質を同レベルに
することができる。その結果、符号化装置１ａ〜１ｆの
動作を符号化品質によって制御することにより各符号化
装置１ａ〜１ｆの出力する符号化品質を同レベルにする
ことができると共に、伝送帯域を有効に利用した効率的
な伝送が可能になる。尚、このことは、次に説明する実
施の形態５でも同様である。

【００７５】実施の形態５．上記実施の形態１〜４で
は、最終段の後段多重化装置２ｃの出力レートを既知と
して制御するようにしたが、次に、この出力レートがネ
ットワークもしくは伝送路と接続されたネットワークイ
ンターフェースによって通知されるようにした実施の形
態５について説明する。

【００７６】図８は、本実施の形態５の多重化システム
の構成を示す構成図である。図において、４はネットワ
ークインターフェースであり、ネットワークもしくはデ
ジタル伝送路に接続されているものである。尚、その他
の構成は、図１や図５〜図７に示す実施の形態１〜４の
構成と同様なので、省略する。

【００７７】次に動作について説明する。まず、符号化
装置１ａ〜１ｆは、各種メディアデータの符号化を行
い、データ列を前段多重化装置２ａ，２ｂに送信する。
前段多重化装置２ａ，２ｂはそれぞれ受信したデータ列
を多重し、後段多重化装置２ｃに出力する。後段多重化
装置２ｃは前段多重化装置２ａ，２ｂより受信したデー
タ列を多重し、ネットワークインタフェース４に出力す
る。

【００７８】ネットワークインタフェース４は、後段多
重化装置２ｃから出力されたデータ列を入力して、ネッ
トワークへ出力すると共に、後段多重化装置２ｃの出力
レートを制御装置３へ通知する。

【００７９】制御装置３は、ネットワークインタフェー
ス４より通知された出力レートを後段多重化装置２ｃに
通知して制御するとともに、前段多重化装置２ａ，２ｂ
の出力レートの合計が通知された出力レートとなるよう
に最適な出力レートの分配を行い、前段多重化装置２
ａ，２ｂに対し出力レートの設定を行う。これにより、
ネットワークや伝送路の状態に応じて出力レートを考慮
した各多重化装置２ａ〜２ｃに適切な出力レートの配分
が行えることになる。尚、本実施の形態５においても、
上記実施の形態４などと同様に、制御装置３等が符号化
装置１ａ〜１ｆを制御するようにしても勿論よい。

【００８０】以上のように、本実施の形態５によれば、
ネットワークへの出力レートの制御情報を基に、各多重
化装置２ａ〜２ｃや符号化装置１ａ〜１ｆの出力レート
等の制御を行うことで、ネットワーク上の伝送レートに
対応した最適な多重化制御を行うことができる。

【００８１】尚、上記実施の形態１〜５の説明では、符
号化装置１ａ〜１ｆおよび多重化装置２ａ〜２ｃの出力
レートを制御するように説明したが、本発明では、これ
に限らず、符号化装置１ａ〜１ｆおよび多重化装置２ａ
〜２ｃの装置の入力レートを制御するようにしても良い
し、符号化装置１ａ〜１ｆの符号化制御方法、例えば、
イントラ符号化や、前方向や両方向の符号化方法、さら
には量子化ステップを変更するなどの符号化制御方法を
変更するようにして、符号化品質や出力レートを変更す
るようにしても良い。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、複数
の多重化手段の後段にさらにその複数の多重化手段から
の出力を多重する多重化手段が設けられた多重化システ
ムにおいて、各多重化手段の出力レートを制御する制御
手段を設けるようにしたので、例えば、各多重化手段の
出力レートの最適な割り当てを行うことができ、全体と
して伝送効率のよい多重化を行うことが可能となる。

【００８３】また、各多重化手段の多重化状態に基づい
て、各多重化手段に最適な出力レートを指示して制御す
るようにしたので、例えば、ある多重化手段で輻輳状態
が発生したとしても、その多重化手段に輻輳状態に無い
他の多重化手段の出力レートの一部を割り当てることが
でき、輻輳状態を緩和することができると共に、効率的
な伝送を行うことができる。

【００８４】また、多重化手段は入力データを多重化す
る際の遅延時間を検出して通知するようにしたので、遅
延時間により輻輳状態のひどい多重化手段を認識するこ
とができ、そこの部分から輻輳を緩和する処置を行うこ
とができる。

【００８５】特に、前段の多重化手段から通知された遅
延時間に基づいて、特定の入力データの遅延時間の短い
前段の多重化手段の出力レートを減らしたり、特定の入
力データの遅延時間の長い前段の多重化手段の出力レー
トを増やすように制御すれば、特定の入力データについ
て最も輻輳状態のひどい多重化手段を認識でき、そこの
部分から輻輳を緩和する処置を行うことができる。

【００８６】また、各多重化手段の多重化状態だけでな
く、符号化手段の符号化制御状況に基づき、符号化手段
および各多重化手段に最適な出力レートを指示して制御
するようにしたので、多重化手段の出力レートの変更だ
けでなく、符号化手段の出力レート等の制御を行うこと
ができ、多重化手段の出力レートの変更により最適な多
重化制御が行えない場合でも、符号化手段の出力レート
の制御を行うことにより輻輳を避け、伝送効率のよい多
重化を行うことができる。

【００８７】特に、各多重化手段に対しては出力レート
を一定に制御する一方、符号化手段の出力レートのみを
変更するよう制御すれば、多重化手段の制御が行えない
場合には、符号化手段への制御のみにより、簡易かつ効
率のよい多重化制御を行うことが可能になる。

【００８８】また、符号化制御状況として符号化制御の
際における符号化品質を算出し通知するようにすれば、
その符号化品質の情報を基に、例えば、符号化品質の低
いものに対しては出力レートを増やし、品質の高いもの
に対しては出力レートを減らすことによって、符号化品
質を同レベルとするような最適なレート配分を行うこと
ができる。

【００８９】また、各符号化手段の符号化品質が所望の
バランスになるように符号化手段の出力レートを制御す
るようにすれば、符号化品質の低いものに対しては出力
レートを増やし、品質の高いものに対しては出力レート
を減らすことによって、符号化品質を同レベルとするよ
うな最適なレート配分を行うことができ、各符号化手段
の符号化品質を同レベルにすることが可能になる。

【００９０】また、最終段の多重化手段の輻輳状態に基
づいて各符号化手段の出力レートの総和を制御するよう
にすれば、最終段の多重化手段で輻輳状態が発生してい
るときは、例えば、各符号化手段に設定する出力レート
を少しずつ減らしたり、出力帯域に余りがあるときは出
力レートを少しずつ増やすことにより、各符号化手段に
設定する出力レートを調整することにより、多重化手段
の出力レート制御が行わなくても、効率のよい多重化制
御を行うことができることになる。

【００９１】また、各多重化手段の多重化状態に基づ
き、各多重化手段に最適な入力レートを指示して各多重
化手段の入力レートを制御するようにした場合には、出
力レートの制御の場合と同様に、各多重化手段の入力レ
ートの最適な割り当てを行うことができ、全体として伝
送効率のよい多重化を行うことが可能となる。

【００９２】また、各符号化手段の符号化制御状況およ
び各多重化手段の多重化状態に基づき、符号化手段およ
び各前段の多重化手段に最適な出力レートが与えられる
ように入力レートを指示して制御するようにした場合に
は、各多重化手段の入力レートの最適な割り当てによ
り、全体として伝送効率のよい多重化を行うことができ
る。

【００９３】また、各符号化手段の符号化品質および各
多重化手段の多重化状態に基づき、符号化手段の符号化
制御方法および各多重化手段に最適な出力レートを指示
して制御するようにしたので、符号化手段の符号化制御
方法によっても伝送効率のよい多重化を行うことができ
る。

【００９４】また、前段の多重化手段がその輻輳状態に
応じてデータを入力してくる符号化手段を制御するよう
にしたので、簡単かつ迅速に全体として伝送効率のよい
多重化を行うことが可能となる。

【００９５】また、最終段の多重化手段の出力データを
入力してその出力レートを制御手段へ通知するネットワ
ークインターフェースを設けたので、ネットワーク上の
伝送レートに対応した最適な多重化制御を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の多重化システムの実施の形態１の
構成を示す構成図である。

【図２】 (１)〜（４）、それぞれ、各多重化装置の入
出力のレートの変化を示す説明図である。

【図３】 制御装置３の動作フローを示すフローチャー
トである。

【図４】 前段多重化装置２ａ，２ｂａ〜２ｃが制御装
置３に通知する多重化状態の一例を示す説明図である。

【図５】 この発明の多重化システムの実施の形態２の
構成示す構成図である。

【図６】 この発明の多重化システムの実施の形態３の
構成示す構成図である。

【図７】 この発明の多重化システムの実施の形態４の
構成示す構成図である。

【図８】 この発明の多重化システムの実施の形態５の
構成示す構成図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｆ 符号化装置（符号化手段）、２ａ，２ｂ
前段多重化装置（前段の多重化手段）、２ｃ 後段多重
化装置（後段の多重化手段）、３ 制御装置（制御手
段）、４ ネットワークインターフェース。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 RB01 RB10 SS02 TA60 TC00 TD11 UA01 5C063 AA01 AB07 AC01 AC05 CA36 5C064 BA01 BB05 BC10 BC16 BD08 BD14 DA10 5K028 AA11 EE03 EE07 FF11 KK01 KK12 LL12 MM04 MM08 RR03 SS04

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の入力データを多重して出力する複
   数の多重化手段の後段にさらに上記複数の多重化手段か
   らの出力を多重する多重化手段が設けられた多重化シス
   テムにおいて、 上記各多重化手段の出力レートを制御する制御手段を設
   けたことを特徴とする多重化システム。
2. 【請求項２】 複数の入力データは、それぞれ、複数の
   符号化手段から出力されるデータであることを特徴とす
   る請求項１記載の多重化システム。
3. 【請求項３】 上記制御手段は、上記各多重化手段の多
   重化状態に基づいて、上記各多重化手段に最適な出力レ
   ートを指示して制御することを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の多重化システム。
4. 【請求項４】 上記各多重化手段は、入力データを多重
   化する際の輻輳状態を検出し、上記制御手段に通知する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載
   の多重化システム。
5. 【請求項５】 上記制御手段は、上記前段の多重化手段
   から通知された輻輳状態に基づいて、輻輳状態にない上
   記前段の多重化手段の出力レートを減らす一方、輻輳状
   態にある上記前段の多重化手段の出力レートを増やすよ
   うに制御することを特徴とする請求項４記載の多重化シ
   ステム。
6. 【請求項６】 上記各多重化手段は、入力データを多重
   化する際の遅延時間を検出し、上記制御手段に通知する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載
   の多重化システム。
7. 【請求項７】 上記制御手段は、上記前段の多重化手段
   から通知された遅延時間に基づいて、遅延時間の短い上
   記前段の多重化手段の出力レートを減らす一方、遅延時
   間の長い上記前段の多重化手段の出力レートを増やすよ
   うに制御することを特徴とする請求項６記載の多重化シ
   ステム。
8. 【請求項８】 上記制御手段は、上記前段の多重化手段
   から通知された遅延時間に基づいて、特定の入力データ
   の遅延時間の短い上記前段の多重化手段の出力レートを
   減らす一方、特定の入力データの遅延時間の長い上記前
   段の多重化手段の出力レートを増やすように制御するこ
   とを特徴とする請求項６記載の多重化システム。
9. 【請求項９】 上記制御手段は、上記符号化手段の符号
   化制御状況および各多重化手段の多重化状態に基づき、
   上記符号化手段および各多重化手段に最適な出力レート
   を指示して制御することを特徴とする請求項２記載の多
   重化システム。
10. 【請求項１０】 上記制御手段は、上記各多重化手段に
    対しては出力レートを一定に制御する一方、上記符号化
    手段の出力レートを変更するよう制御することを特徴と
    する請求項９記載の多重化システム。
11. 【請求項１１】 上記符号化手段は、符号化制御状況と
    して符号化制御の際における符号化品質を算出し、上記
    制御手段に通知することを特徴とする請求項９または請
    求項１０記載の多重化システム。
12. 【請求項１２】 上記制御手段は、同一の上記前段の多
    重化手段に出力する上記複数の符号化手段において、上
    記符号化品質の高い符号化手段の出力レートを減らす一
    方、上記符号化品質の低い符号化手段の出力レートを増
    やすように制御することを特徴とする請求項１０記載の
    多重化システム。
13. 【請求項１３】 上記制御手段は、上記各符号化手段の
    符号化品質が所望のバランスになるように、上記各符号
    化手段の出力レートを制御することを特徴とする請求項
    ９または請求項１０記載の多重化システム。
14. 【請求項１４】 上記制御手段は、最終段の多重化手段
    の輻輳状態に基づいて、上記各符号化手段の出力レート
    の総和を制御することを特徴とする請求項１３記載の多
    重化システム。
15. 【請求項１５】 上記制御手段は、上記各多重化手段の
    多重化状態に基づき、上記各多重化手段に最適な入力レ
    ートを指示して各多重化手段の入力レートを制御するこ
    とを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載
    の多重化システム。
16. 【請求項１６】 上記後段の多重化手段は、各符号化手
    段の符号化制御状況および各多重化手段の多重化状態に
    基づき、上記符号化手段および各前段の多重化手段に最
    適な出力レートが与えられるように入力レートを指示し
    て制御することを特徴とする請求項１〜請求項１５のい
    ずれかに記載の多重化システム。
17. 【請求項１７】 上記制御手段は、各符号化手段の符号
    化品質および各多重化手段の多重化状態に基づき、上記
    符号化手段の符号化制御方法および各多重化手段に最適
    な出力レートを指示して制御することを特徴とする請求
    項２記載の多重化システム。
18. 【請求項１８】 上記前段の多重化手段は、その輻輳状
    態に応じてデータを入力してくる符号化手段を制御する
    ことを特徴とする請求項２記載の多重化システム。
19. 【請求項１９】 さらに、最終段の多重化手段の出力デ
    ータを入力してその出力レートを上記制御手段へ通知す
    るネットワークインターフェースを有することを特徴と
    する請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の多重化シ
    ステム。