JP2003069634A - ストリーム多重化伝送方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のスケジュールテーブルを不要とし、各
パケットの性質に適応したリクエスト信号を発生するよ
うにし、それらをプライオリティ制御して決定したパケ
ット化部をイネーブルするストリーム多重化装置を提供
する。 【解決手段】 複数のデータストリームをそれぞれパケ
ット化し１つのデータストリームに多重して伝送するス
トリーム多重化伝送において、複数のデータストリーム
の各パケットの多重化割り当てを、それぞれ予め定めら
れたパケット多重化の順位に基づき制御し、１つのデー
タストリームに多重化するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＰＥＧ−２(Mov
ing Picture Experts Group-2)のトランスポートストリ
ームのように、複数のストリームを入力しパケット多重
化する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、伝送路のデジタル化が急速に進
み、ビデオ信号、オーディオ信号などをＭＰＥＧ−２で
圧縮して伝送するシステムの要求が増加しており、これ
らのデジタル伝送においては、各ス卜リームをパケット
化して時分割多重するストリーム多重化が必須になる。
ＭＰＥＧ−２の圧縮装置内部では、トランスポートス
トリーム(ＭＰＥＧ−２の規格で定義されているストリ
ーム)多重化部が、このストリーム多重化に相当する。
また、複数のＭＰＥＧ−２圧縮装置から個別のトラシ
スポートストリームを入力し、より大容量な伝送路にそ
れらのトランスポートストリームを多重化して伝送する
装置なども、ストリーム多重化に相当する。このストリ
ーム多重化の重要な機能の一つとして、多重化すべき各
ストリームを、各ストリームのレートに従って、均等に
パケット多重化するという機能がある。 これは、時間
軸上においてパケットがバースト的に多重化されている
と、このバースト性を吸収するために、必要以上のバッ
ファ容量が伝送路の受信側に要求されるためである。
また、このバースト性吸収のために、伝送遅延時間も増
加してしまう。ＭＰＥＧ−２圧縮装置内部のストリーム
多重化部を例に、この機能を実現する従来の技術を以下
に述べる。 図２に従来のストリーム多重化部の構成を
示す。図２では、ストリーム多重化部２−４０、ビデオ
符号化部２−４、オーディオ符号化部２−５、プライベ
ート符号化部２−６、ＳＴＣ(System Time Clock)デー
タ発生部２−７がある。

【０００３】ビデオ符号化部２−４は、ビデオ信号２−
１を入力して圧縮符号化し、ビデオストリーム２−９と
して出力する。 オーディオ符号化部２−５は、オーデ
ィオ信号２−２を入力して圧縮符号化し、オーディオス
トリーム２−１０として出力する。 プライベート符号
化部２−６は、プライベートデータ２−３を入力して符
号化し、プライベートストリーム２−１１として出力す
る。 このプライベートデータとは、ビデオ信号、オー
ディオ信号以外で、アプリケーションで必要とするデー
タを示す。 例えば、マラソン中継では距離データなど
が、これに相当する。 次に、ＳＴＣデータ発生部２−
７は、ビデオ符号化部２−４から出力されるビデオ信号
２−１にロックした２７ＭＨｚのクロック２−８を入力
し、そのクロックでカウントアップしたカウンタデータ
を、ＳＴＣデータ２−１２として出力する。ストリーム
多重化部２−４０は、前記ビデオストリーム２−９、オ
ーディオストリーム２−１０、プライベートストリーム
２−１１、ＳＴＣデータ２−１２を入力して、各入力を
１８８バイトのトランスポートストリームのパケットに
パケット化し、時分割多重してトランスポートストリー
ム２−３９として出力する。ここで、トランスポートス
トリームパケットの基本構成を図４に示す。 このパケ
ットは、１８４バイトのペイロードに４バイトのヘッダ
が付加された１８８バイト長のパケットとなる。

【０００４】従って、パケット化は、各ストリームを１
８４バイト単位に分割し、その先頭に４バイトのヘッダ
を付加することで実現する。 なお、ＳＴＣデータ２−
１２のパケット化は、パケットデータを出力する時点の
ＳＴＣデータ２−１２をホールドし、この値をパケット
のヘッダに付加して１８８バイト長のパケットとするも
ので、前述のパケット化処理とは少し異なる。 このパ
ケットをＭＰＥＧ−２の規格では、ＰＣＲ(Program Clo
ck reference)パケットと呼び、その構成も図４とは少
し異なる。 つまり、ＳＴＣデータを付加するデータ量
だけヘッダは４バイトより長くなり、替わりにペイロー
ドの長さは１８４バイトより短くなる。何れにしても１
８８バイト長のパケットにすることは同じである。 な
お、一般に、このＰＣＲパケットにおけるペイロード部
分は、意味の無いデータとなっている。さらにストリー
ム多重化部２−４０の内部では、上記入力に関係したパ
ケット以外に、固定データのパケットであるＰＡＴ(Pro
gram Association Table)パケット２−３０、ＰＭＴ(Pr
ogram Map Table)パケット２−３１も多重化する。この
ＰＡＴパケット２−３０やＰＭＴパケット２−３１は、
ＭＰＥＧ−２で規格化されており各パケットの種別を示
すＰＩＤ(Packet ID)が記述されている。受信側ではこ
の情報を解析して、そのＩＤからビデオ、オーディオ、
ＰＣＲなどに関係するパケッ卜を判別する。 従って重
要な情報ではあるが、そのデータは基本的に固定データ
である。

【０００５】次に前述したストリーム多重化部２−４０
の内部を説明する。 まず、ビデオパケット化部２−１
３、オーディオパケット化部２−１４、プライベートパ
ケット化部２−１５、ＰＣＲパケット化部２−１６は、
それぞれ、ビデオストリーム２−９、オーディオストリ
ーム２−１０、プライベートストリーム２−１１、ＳＴ
Ｃデータ２−１２を入力し、外部からのイネーブル信号
であるＶＩＤＥＰ２−１９、ＡＵＤＥＰ２−２０、ＰＲ
ＩＥＰ２−２１、ＰＣＲＥＰ２−２２により、前述した
トランスポートストリームのパケットにパケット化し、
ビデオパケット２−２６、オーディオパケット２−２
７、プライベートパケット２−２８、ＰＣＲパケット２
−２９を出力する。 また、固定データのパケットを生
成するＰＡＴパケット化部２−１７、ＰＭＴパケット化
部２−１８も、外部からのイネーブル信号ＰＡＴＥＰ２
−２３、ＰＭＴＥＰ２−２４に従って、ＰＡＴパケット
２−３０、ＰＭＴパケット２−３１を出力する。 以上
全てのパケットを入力としているセレクタ２−３８は、
上記全てのイネーブル信号のバスであるバス２−２５を
入力し、イネーブルになつた入力パケットを選択し、ト
ランスポートストリーム２−３９として出力する。次
に、バス２−２５を発生する構成について説明する。
まず、伝送クロック２−３７は、パケットカウンタ２−
３６に入力されて、パケット周期のクロック２−３５を
出力する。 テーブルアドレス発生部２−３４は、クロ
ック２−３５を入力し、アドレス２−３３を出力する。
スケジュールテーブル２−３２は、このアドレス２−
３３を入力し、内部のテーブル値に記述された値をバス
２−２５として出力する。

【０００６】ここで、図２における従来の技術におい
て、均等にパケット多重化する動作について説明する。
まず、パケットカウンタ２−３６は、伝送クロック２
−３７をカウントし、トランスポートストリームのパケ
ット長である１８８バイト周期のクロック２−３５を出
力する。 このクロック２−３５を入力としたテーブル
アドレス発生部２−３４は、クロック２−３５をカウン
トして、スケジュールテーブル２−３２に対するアドレ
ス２−３３を発生する。 スケジュールテーブル２−３
２には、事前に各パケットの多重化順序を記述した内容
をテーブルとして記憶させておく。 一般的にはＲＯＭ
が使用される。スケジュールテーブル２−３２に記憶さ
せるテーブルの内容の１例を、図３に示す。このテーブ
ルへのアドレスは、パケット時間単位にテーブルアドレ
ス発生部２−３４によりインクリメントされ、最終アド
レスの後はまた始めのアドレスに戻る。 データ部分に
は、列方向にそれぞれ各パケット化部に対応するイネー
ブル信号と対応する領域がある。 つまり、任意のアド
レスにおいてその領域で“１”となっている信号をイネ
ーブルとして、バス２−２５を出力する。 なお任意の
アドレスにおいて２つ以上“１”になることは無い。
例えば、アドレス“００００”では、データのＰＣＲＥ
Ｐ領域が“１”になっているので、ＰＣＲＥＰ２−２２
が、イネーブルとなるバス２−２５を出力する。 次
に、アドレス“０００１”では、ＡＵＤＥＰの領域が
“１”になっているので、ＡＵＤＥＰ２−２０がイネー
ブルとなるバス２−２５を出力する。 以下同様に、各
パケット化部で、このバス２−２５に従って該当パケッ
トを出力し、セレクタ２−３８で選択することで、テー
ブルに従った順序でパケットが時分割多重される。

【０００７】次に、このテーブルに設定された各パケッ
トの割り当てアドレス数について、以下に説明する。
まず、下記（１）、（２）のように仮定する。 テーブルのアドレス範囲：０〜１０２３ …………………………………（１） 伝送クロック：１６ＭＨｚ（１６Mbps） …………………………………（２） これにより、１つのアドレスに割り当てられるレートは
（３）のようになる。 １アドレス当たりのレート：１６Mbps／１０２４＝１５.625Kbps ……（３） 次に、オーディオパケット２−２７の割り当てアドレス
数について説明する。ＭＰＥＧでの一般的なオーディオ
レートは、３８４Ｋｂｐｓである。 しかし、このオー
ディオパケット２−２７では、パケット化のためにヘッ
ダが付加され、実際は３８４Ｋｂｐｓよりヘッダの冗長
分だけ高いレートになる。 ストリーム多重化部２−４
０の各パケット化部におけるトランスポートストリーム
のパケットの基本構成は、図４に示すように、１８４バ
イトのペイロードに、４バイトのヘッダが付加された１
８８バイト長のパケットとなる。 したがって冗長分
は、１８８／１８４となる。 これより、オーディオパ
ケット２−２７のレートを求めると、下記の式（４）に
示すようになる。 オーディオパケットレート：３８４Ｋｂｐｓ×（１８８／１８４） ＝３９２．３４８Ｋｂｐｓ ……………（４） 前記テーブルにおいて、この（４）のレートに相当する
必要最小限のレートを割り当てるには、（３）、（４）
より、次の（５）に示すように、２６アドレス分の割り
当てが必要である。

【０００８】 オーディオパケットへの割り当てアドレス数： ２６アドレス＝ｆ_int(３９２.384Kbps／１５.625Kbps) …………（５） 但し、ｆ_int(ｘ)は、ｘを切り上げて整数値とする関数
とする。 ３９２.384Kbps＜４０６.25Kbps＝１５.625Kbps×２６アドレス 次にプライベートパケット２−２８の割り当てアドレス
数について説明する。ここで、外部から入力されるプラ
イベートデータは、ＲＳ−２３２Ｃの調歩同期で１９．
２Ｋｂｐｓレートであるとする。 また、説明の都合
上、プライベート符号化部２−６の出力であるプライベ
ートストリーム２−１１も同様に１９．２Ｋｂｐｓとす
る。 プライベートパケット２−２８のレートは、オー
ディオパケットと同様に、ヘッダの冗長分を考慮して、
次の（６）式のようになる。 プライベートパケットレート：１９．２Ｋｂｐｓ×（１８８／１８４） ＝１９．６１７Ｋｂｐｓ ……………（６） 前記テーブルにおいて、この（６）式のレートに相当す
る必要最小限のレートを割り当てるには、前記（３）、
（６）より、下記（７）式に示すように、２アドレス分
の割り当てが必要である。 プライベートパケットへの割り当てアドレス数： ２アドレス＝ｆ_int(１９.617Kbps／１５.625Kbps) ………………（７） 但し、ｆ_int(ｘ)は、ｘを切り上げて整数値とする関数
とする。 １９.617Kbps＜３１.25Kbps＝１５.625Kbps×２６アドレス 続いて、ＰＣＲパケット２−２９のアドレス割り当て数
について、説明する。ＰＣＲパケットは、ＭＰＥＧ−２
の規格でパケット間隔が最大１００ｍｓと規定されてい
る。 そこで、仮定しているテーブルのアドレスが一周
した場合の時間を、前記（１）、（２）式より算出する
と、次の（８）式となる。

【０００９】 テーブルアドレス一周の時間： (１８８バイト×１０２４アドレス×８ビット)／１６Ｍｂｐｓ ＝９６.256ｍｓ …………（８） ここで、９６．２５６ｍｓ＜１００ｍｓであるため、Ｐ
ＣＲパケット２−２９のアドレス割り当て数は１アドレ
ス以上であれば良い。 ここでは、１アドレスとする。 ＰＣＲパケットへの割り当てアドレス数： １アドレス …………（９） なお、ＰＡＴパケット２−３０、ＰＭＴパケット２−３
１のアドレス割り当て数に関しては、ここでは、ＰＣＲ
パケット２−２９と同様の周期とする。 特に、ＭＰＥ
Ｇ−２の規格でパケット間隔の制限は無い。従って、 ＰＡＴパケットへの割り当てアドレス数：１アドレス …………（１０） ＰＭＴパケットへの割り当てアドレス数：１アドレス …………（１１） ビデオパケット２−２６のアドレス割り当て数は、ビデ
オ以外で割り当てたアドレス数３１(各式（５）、
（７）、（９）、（１０）、（１１）より）の残りとす
る。 ビデオパケットへの割り当てアドレス数： ９９３アドレス＝（１０２４−３１） ……………………（１２） なお、この例ではビデオパケットレートは、１５．５１
５Ｍｂｐｓ（９３３×１５．６２５Ｋｂｐｓ）となるの
で、これに適応する圧縮レートをデータ２−４１でビデ
オ符号化２−４に設定する。以上が各パケットに対する
割り当てアドレス数を算出する例である。 そして、図
３に示したテーブルにおいて、前記算出した各アドレス
割り当て数に従い、データを“１”とすべきアドレス部
分をアドレス方向に均等に設定すれば、必然的に均等な
パケット多重化が可能となる。

【００１０】しかし、このような従来の技術では、伝送
クロックレートの配分の精度が問題になる。 つまり、
前述したようにテーブル内に割り当てるアドレス数が、
各パケットに対する伝送クロックのレート配分となる。
この精度は、上記（３）式に示す値になる。 即ち、
前記（５）、(７)式で示した様に、実際に必要とするレ
ートより高いレートを割り当てることになり、これが無
駄なレートになる。前記（５）式では、１３．８６６Ｋ
ｂｐｓ(４０６.25Kbps−３９２.384Kbps)、（７）式で
は、１１．６３３Ｋｂｐｓ(３１．25Kbps−９.617Kbps)
が無駄なレートとなり、その合計は２５．４９９Ｋｂｐ
ｓである。なお、この無駄なレートに対し、ＭＰＥＧ−
２の規格におけるトランスポートストリームのパケット
では、ＮＵＬＬパケットが多重化されることになる。つ
まり、このＮＵＬＬパケットは、無意味なパケット、所
謂ダミーパケットとして扱われる。 具体的には、図２
において実際に必要なレートより高いレートで、ＡＵＤ
ＥＰ２−２０、ＰＲＩＥＰ２−２１がイネーブルされる
ために、そのＡＵＤＥＰ２−２０、ＰＲＩＥＰ２−２１
でイネーブルされても、オーディオパケット化部２−１
４、プライベートパケット化部２−１５で出力可能なオ
ーディオパケット２−２７、プライベートパケット２−
２８が生成できていない状態になる。この時、オーディ
オパケット化部２−１４とプライベートパケット化部２
−１５が、本来のパケットの代わりにＮＵＬＬパケット
をオーディオパケット２−２７、プライベートパケット
２−２８に出力することで、前記ＮＵＬＬパケットの多
重化がされる。何れにしても、この無駄なレートを利用
可能であれば、さらに他のストリーム(例えば、さらに
新たなプライベートデータなど)を多重化する事も可能
であり、またはビデオのレートをより高く割り当てる事
も可能である。

【００１１】この伝送クロックレート配分精度の問題
は、伝送クロックレートに比例して悪くなる。 例え
ば、前述の例で、１６Ｍｂｐｓと仮定していた伝送クロ
ックを、仮に１６０Ｍｂｐｓと１０倍の高速な伝送路を
考えると、前記（３）式の１アドレス当たりのレート
は、１６０Ｍｂｐｓ／１０２４＝１５６．２５Ｋｂｐｓ
となり、無駄なレートは、無視できないオーダとなる。
一方、この１６０Ｍｂｐｓに、前述と同様の精度を確
保するには、１０２４×１０のアドレス範囲を有する大
容量なスケジュールテーブルが必要になる。また、前述
のように１アドレス当りのレートは、想定した伝送クロ
ックレートとアドレス範囲に依存するため、既存のスケ
ジュールテーブルの内容でより低速な伝送路に適応する
事ができない。 問題の一つは、明らかにオーディオや
プライベートのパケット割り当てレートが、本来必要と
するレートより低くなり伝送不可能となる問題が発生す
る。 もう一つの問題は、ＰＣＲパケット等パケット間
隔が規定されているパケットの間隔よりも長くなり、規
格をまもれないケースも発生する。つまり、想定と異な
る伝送クロックレートに対応するには、その都度スケジ
ユールテーブルの内容を変更する必要があり、柔軟性が
欠如する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、今後
急速に普及する高速な伝送路において、効率的な精度の
良い多重化伝送を実現するには、大容量のスケジュール
テーブルが必要となる。具体的には、大容量の伝送を実
現するために、複数個のＲＯＭを搭載するなど、ハード
ウェア規模が増大するという欠点がある。また従来の技
術で、スケジュールテーブルの変更無しに、多用な伝送
路の伝送クロックレートに適応した場合、オーディオや
プライベートのパケット割り当てレートが、本来必要と
するレートより低くなり伝送不可能となったり、ＰＣＲ
パケットなどパケット間隔が規定されているパケットに
対し、この規定が守れなくなるという欠点がある。従っ
て従来の技術において、異なる伝送路のクロックレート
に対応するには、ＲＯＭのスケジュールテーブルをその
都度変更する必要がある。 このスケジュールテーブル
の変更では、以下、（ａ）〜（ｂ）のような、何れかの
対応が必要になる。 （ａ） 変更した伝送レートに対応したスケジュールテ
ーブルを作成し、ＲＯＭを交換する。 （ｂ） あらかじめ装置として設定している複数の伝送
レートに対応した複数のスケジュールテーブルＲＯＭを
実装しておき、該当するＲＯＭを選択する。 以上において、（ａ）は装置として柔軟性が欠如し、
（ｂ）はハードウェア規模が増大する。さらには、オー
ディオストリーム／プライベートストリームなど、特定
のストリームを不要とするアプリケーションに対応する
場合にも、その不要としたストリームに関係したパケッ
トへの割り当てレートを、他のビデオなどへ再度割り当
てて、効率的な多重化を実現する場合も、同様にスケジ
ュールテーブルの変更が必要となる。本発明は、上記問
題に鑑み、従来のスケジュールテーブルを不要とし、各
パケットの性質に適応したリクエスト信号を発生するよ
うにし、それらをプライオリティ制御して決定したパケ
ット化部をイネーブルすることで、上記欠点を解決する
ストリーム多重化装置を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、複数のデータストリームをそれぞれパケット
化し１つのデータストリームに多重して伝送するストリ
ーム多重化伝送方法において、上記複数のデータストリ
ームの各パケットの多重化割り当てを、それぞれ予め定
められたパケット多重化の順位に基づき制御し、１つの
データストリームに多重化するようにしたものである。
また、パケット多重化順位を、パケットの多重される間
隔が規定されているデータストリームを最優先とし、次
にビットレートがコンスタントなデータストリームと
し、ビットレートがバースト的なデータストリームを最
も低い優先順位としてパケット多重化するようにしたも
のである。また、複数のデータストリームをそれぞれパ
ケット化し１つのデータストリームに多重して伝送する
ストリーム多重化伝送装置において、上記各データスト
リームをパケット化するそれぞれのパケット化部から出
力される各パケットの多重化割り当てを、それぞれ予め
定められたパケット多重化の順位に基づき制御し、１つ
のデータストリームに多重化するパケット優先順位制御
部を有するものである。更に、出力すべきパケットが少
なくても１パケット以上生成可能であることを示すリク
エスト信号を出力するデータストリームパケット化部
と、リクエスト信号を出力しない他の制御データパケッ
ト化部と、該制御データパケット化部に対する所定周期
のリクエスト信号を発生する制御データリクエスト信号
発生部と、上記データストリームパケット化部からのリ
クエスト信号と上記制御データリクエスト信号発生部か
らのリクエスト信号を入力し、当該各リクエスト信号が
競合した場合にビットレートがバースト的なデータスト
リームパケット化部に関係するリクエスト信号を最も低
い優先順位として出力パケットを決定し、該当するパケ
ット化部へイネーブル信号を出力するパケット優先順位
制御部を有するものである。

【００１４】本発明は、ＭＰＥＧ−２のビデオストリー
ム、オーディオストリーム、プライベートストリームな
どに関しては、該当するデータストリームパケット化部
からの出力すべきパケットが少なくても１パケット以上
生成可能であることを示す信号をリクエスト信号とす
る。ＭＰＥＧ−２のパケット間隔に最大時間規定のある
ＰＣＲパケットや外部からのストリーム入力に関係しな
いＰＡＴパケット、ＰＭＴパケット等制御データに関し
ては、制御データリクエス卜信号発生部より所定時間周
期で出力される信号をリクエスト信号とする。これらリ
クエスト信号は、優先順位制御部に入力され、基本的に
はリクエストがあったストリームに対するパケット化部
をイネーブルする。 但し、ＭＰＥＧ−２のビデオスト
リームのように部分的にレートが変化するバーストスト
リームに対するイネーブルは、最も低い優先順位とす
る。つまり、ＭＰＥＧ−２のオーディオストリームな
ど、常に一定レートのストリームに関しては、ストリー
ムパケット化部からのリクエスト信号自身が一定周期と
なるために、そのリクエスト信号によってパケットを出
力すれば、ストリームレートに従った均等なパケット多
重化が可能になる。 また、リクエスト信号に従ってい
るため、必要とするパケットしか出力せず、無駄が発生
しない。ＰＣＲ、ＰＡＴ、ＰＭＴパケットなどの制御デ
ータに関しては、制御データリクエスト信号発生部から
の信号をリクエスト信号とするため、この信号によって
パケットを出力すれば、伝送クロックに依存することな
く、常に一定のパケット間隔で、かつ制御データリクエ
スト信号発生部のリクエスト周期に従った均等なパケッ
ト多重化が可能になる。

【００１５】残りのバーストストリームのビデオストリ
ームについては、パケット優先順位制御部で最も低い優
先順位とする。 つまり、バーストストリームに関して
は、そのパケット化部からのリクエスト信号も、当然入
力されるストリームのバースト性に影響され、バースト
的な発生となる。 このリクエスト信号によってパケッ
トを出力すれば、均等なパケット多重化は実現できな
い。 そこで、パケット優先順位制御部で、最も低い優
先順位とする。 このことは、伝送レートに他の全ての
パケットを多重化した残りの部分に、ビデオストリーム
のパケットが多重化されることになる。 ビデオストリ
ーム以外は、前述のように均等なパケット多重化がされ
ているので、残りの部分も均等に残っていることにな
る。 従って、この残りの部分にビデオパケットを多重
化する（パケット優先順位制御部で最も低い優先順位と
する）と、ストリームのバースト性が自動的に平滑化さ
れ、均等なパケット多重化が可能になる。以上のよう
に、従来のスケジュールテーブルを不要とできるため、
伝送クロックレート配分の無駄も無く効率的な精度の良
い多重化ができ、またスケジュールテーブルを不要とし
ても均等にパケット多重化することが可能であり、伝送
レートの変更においても柔軟に対応することが可能とな
る。 さらに、パケット間隔に規定のあるパケットに関
しても伝送レートに依存することなく、常に規定を満足
することが可能になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明によるストリーム多重化装
置の構成の一実施例を図１に示す。まず、本発明に関係
するストリーム多重化部１−４２を含む、図１の構成に
ついて説明する。ビデオ符号化部１−４３は、ビデオ信
号２−１とデータ２−４１が入力され、ビデオストリー
ム２−９、クロック２−８、ビデオタイミング信号１−
２９が出力される。 オーディオ符号化部２−５には、
オーディオ信号２−２が入力され、オーディオストリー
ム２−１０が出力される。 プライベート符号化部２−
６には、プライベートデータ２−３が入力され、プライ
ベートストリーム２−１１が出力される。 ＳＴＣデー
タ発生部２−７には、クロック２−８が入力され、ＳＴ
Ｃデータ２−１２が出力される。 ビデオパケット化部
１−４には、イネーブル信号であるＶＩＤＥＰ１−１１
とビデオストリーム２−９が入力され、ビデオパケット
１−１８、リクエスト信号１−１が出力される。オーデ
ィオパケット化部１−５には、イネーブル信号であるＡ
ＵＤＥＰ１−１２とオーディオストリーム２−１０が入
力され、オーディオパケット１−１９、リクエスト信号
ビデオ１−２が出力される。プライベートパケット化部
１−６には、イネーブル信号であるＰＲＩＥＰ１−１３
とプライベートストリーム２−１１が入力され、プライ
ベートパケット１−２０、リクエスト信号１−３が出力
される。

【００１７】ＰＣＲパケット化部２−１６には、イネー
ブル信号であるＰＣＲＥＰとＳＴＣデータ２−１２が入
力され、ＰＣＲパケット１−２１が出力される。 ＰＡ
Ｔパケット化部２−１７には、イネーブル信号であるＰ
ＡＴＥＰ１−１５が入力され、ＰＡＴパケット１−２２
が出力される。 ＰＭＴパケット化部２−１８には、Ｐ
ＭＴＥＰ１−１６が入力され、ＰＭＴパケット１−２３
が出力される。 ＮＵＬＬパケット化部１−１０には、
イネーブル信号であるＮＵＬＥＰ１−１７が入力され、
ＮＵＬＬパケット１−２４が出力される。 セレクタ１
−２６には、ビデオパケット１−１８、オーディオパケ
ット１−１９、プライベートパケット１−２０、ＰＣＲ
パケット１−２１、ＰＡＴパケット１−２２、ＰＭＴパ
ケット１−２３、ＮＵＬＬパケット１−２４と、バス１
−２５が入力され、トランスポートストリーム１−２７
が出力される。 前記バス１−２５は、ＶＩＤＥＰ１−
１１、ＡＵＤＥＰ１−１２、ＰＲＩＥＰ１−１３、ＰＣ
ＲＥＰ１−１４、ＰＡＴＥＰ１−１５，ＰＭＴＥＰ１−
１６，ＮＵＬＥＰ１−１７から構成される。次に、パケ
ットカウンタ２−３６には、伝送クロック２−３７が入
力され、クロック２−３５が出力される。 パケット優
先順位制御部１−４１には、クロック２−３５と、前記
リクエスト信号１−１，１−２，１−３とリクエスト信
号１―４０，１−４３，１−４４が入力され、前記バス
１−２５が出力される。制御データリクエスト信号発生
部１−３０には、ＰＣＲＥＰ１−１４，ＰＡＴＥＰ１−
１５，ＰＭＴＥＰ１−１６と、ビデオタイミング信号１
−２９が入力され、リクエスト信号１−４０，１−４
３，１−４４が出力される。 なお、バス１−２８はリ
クエスト信号１−１，１−２，１−３から構成される。

【００１８】次に、図１の動作について説明する。 オ
ーディオ符号化部２−５，プライベート符号化部２−
６，ＳＴＣデータ発生部２−７の各動作は、従来技術例
と同様なのでここでは省略する。 なお、ビデオ符号部
１−４３の動作は、ビデオタイミング信号１−２９を出
力する事以外は、図２のビデオ符号化部２−４と同様で
ある。ビデオパケット化部１−４には、ビデオストリー
ム２−９が入力され、トランスポートストリームのパケ
ットを生成する。 パケットを生成するには、前述した
ようにトランスポートストリームパケットのペイロード
に格納すべきデータ量のビデオストリーム２−９が、入
力されている必要がある。 これにより、少なくても、
１パケット分以上出力可能なビデオパケットが内部で生
成できていれば、リクエスト信号１−１をパケット優先
順位制御部１−４１に出力する。 一方、ビデオパケッ
ト化部１−４は、そのパケット優先順位制御部１−４１
からＶＩＤＥＰ１−１１を入力し、その信号でビデオパ
ケット１−１８出力が制御される。例えば、このＶＩＤ
ＥＰ１−１１が“１”の場合出力イネーブルで、“０”
の場合出力ディスエーブルとする。 この制御により、
ビデオパケット化部１−４は、パケット単位でビデオパ
ケット１−１８を出力する。

【００１９】次に、オーディオパケット化部１−５も同
様である。 オーディオパケット化部１−５には、オー
ディオストリーム２−９が入力され、トランスポートス
トリームのパケットを生成する。 少なくても１パケッ
ト分以上出力可能なオーディオパケットが内部で生成で
きていれば、リクエスト信号１−２をパケット優先順位
制御部１−４１に出力する。 一方、オーディオパケッ
ト化部１−５は、そのパケット優先順位制御部１−４１
からＡＵＤＥＰ１−１２を入力する。 前記ＶＩＤＥＰ
１−１１と同様に、ＡＵＤＥＰ１−１２が“１”の場合
出力イネーブルで、“０”の場合出力ディスエーブルと
する。 この制御により、オーディオパケット化部１−
５は、パケット単位でオーディオパケット１−１９を出
力する。また、プライベートパケット化部１−６も同様
である。 プライベートパケット化部１−６には、プラ
イベートストリーム２−１１が入力され、トランスポー
トのパケットを生成する。 少なくても１パケット分以
上出力可能なプライベートパケットが内部で生成できて
いれば、リクエスト信号１−３をパケット優先順位制御
部１−４１に出力する。 一方、プライベートパケット
化部１−６は、そのパケット優先順位制御部１−４１か
らＰＲＩＥＰ１−１３を入力する。 前記ＶＩＤＥＰ１
−１１と同様に、ＰＲＩＥＰ１−１３が“１”の場合出
力イネーブルで、“０”の場合出力ディスエーブルとす
る。この制御により、プライベートパケット化部１−６
は、パケット単位でプライベートパケット１−２０を出
力する。

【００２０】次に、ＰＣＲパケット化部２−１６は、図
２で説明した動作と同様である。このパケット化部には
ＳＴＣデータ２−１２が入力される。 ＰＣＲパケット
化部２−１６は、パケット優先順位制御部１―４１から
のＰＣＲＥＰ１−１４を入力する。 ここでも、前記Ｖ
ＩＤＥＰ１−１１と同様に、ＰＣＲＥＰ１−１４が
“１”の場合出力イネーブルで、“０”の場合出力ディ
スエーブルとする。 ＰＣＲＥＰ１−１４が“１”とな
り、出力をイネーブルにされた場合、ＰＣＲパケット化
部２−１６は入力されているＳＴＣデータ２−１２のカ
ウントアップ値をホールドし、この値をパケットのヘッ
ダに付加してＰＣＲパケット１−２１として出力する。
次に、ＰＡＴパケット化部２−１７，ＰＭＴパケット化
部２−１８も、図２で説明した動作と同様である。 こ
れらのパケット化部から出力されるデータは、基本的に
固定である。 従って、パケッ卜優先順位制御部１−４
１からのＰＡＴＥＰ１−１５，ＰＭＴＥＰ１−１６をそ
れぞれ入力し、出力イネーブルされた場合に、所定の定
められたデータをＰＡＴパケット１−２２，ＰＭＴパケ
ット１−２３として出力する。 なお、ここでも、前記
ＶＩＤＥＰ１−１１と同様に、ＰＡＴＥＰ１−１５，Ｐ
ＭＴＥＰ１−１６が“１”の場合出力イネーブルで、
“０”の場合出力ディスエーブルとする。

【００２１】ＮＵＬＬパケット化部１−１０も、ＰＡＴ
パケット化部２−１７，ＰＭＴパケット化部２−１８と
同様に固定データのパケットである。 このパケット化
部から出力されるＮＵＬＬパケット１−２４は、卜ラン
スポートストリームにおいて、無意味なパケット、いわ
ゆるダミーパケットとして扱われる。 ＮＵＬＬパケッ
ト化部１−１０は、パケット優先順位制御部１−４１か
らのＮＵＬＥＰ１−１７を入力し、出力イネーブルされ
た場合に、所定の定められたデータをＮＵＬＬパケット
１−２４として出力する。 なお、ここでも、前記ＶＩ
ＤＥＰ１−１１と同様に、ＮＵＬＥＰ１−１７が“１”
の場合出力イネーブルで、“０”の場合出力ディスエー
ブルとする。このように、ストリーム多重化部１−４２
の各パケット化部は、パケット優先順位制御部１−４１
からの出力により、パケット出力が制御される。 そし
て、バス１−２５がセレクタ１−２６に入力されイネー
ブルされたパケットを選択して、トランスポートストリ
ーム１−２７として出力することで、パケット多重化さ
れる。

【００２２】次に制御データリクエスト信号発生部１−
３０であるが、ここにはビデオ符号化部１−４３からビ
デオタイミング信号１−２９が入力される。 制御デー
タリクエスト発生部１−３０は、このビデオタイミング
信号１−２９に同期してリクエスト信号１−４０，１−
４３，１−４４を出力する。 このリクエスト信号１−
４０，１−４３，１−４４は、ＰＣＲパケット化部２−
１６，ＰＡＴパケット化部２−１７，ＰＭＴパケット化
部２−１８に関するリクエスト信号である。また、制御
データリクエスト信号発生部１−３０は、パケット優先
順位制御部１−４１の出力であるＰＣＲＥＰ１−１４，
ＰＡＴＥＰ１−１５，ＰＭＴＥＰ１−１６を入力し、そ
れぞれの信号がイネーブルになった場合、関係するリク
エスト信号１−４０，１−４３，１−４４をインアクテ
ィブにする。ここで、ビデオタイミング信号１−２９の
具体例としては、フィールドパルス（各フィールド毎に
発生するパルス）、フレームパルス（各フレーム毎に発
生するパルス）、などが考えられる。基本的には、上記
ＰＣＲパケット化部２−１６から出力されるＰＣＲパケ
ットの出力パケット間隔が規格で１００ｍｓ以内と規定
されているため、これを満たすように発生するビデオタ
イミング信号１−２９であれば良い。 例えば、フレー
ムパルスは３３ｍｓ周期であり、十分に規格のパケット
間隔規定を満足することが可能である。 また、１００
ｍｓに近い効率的なレートの周期として、３フレーム周
期のパルスをビデオタイミング信号１−２９としても良
い。

【００２３】次にパケット優先順位制御部１−４１は、
各リクエスト信号１−１，１−２，１−３，１−４０，
１−４３，１−４４を入力し、内部の論理に従って各イ
ネーブル信号１−１１〜１−１７をアクティブにする。
アクティブにする単位は、パケット毎である。 この
ためパケット優先順位制御部１−４１には、パケットカ
ウンタ２−３６の出力であるクロック２−３５が入力さ
れる。 このクロック２−３５は、パケットカウンタ２
−３６が伝送クロック２−３７を、パケット長である１
８８バイト分カウントした周期クロックである。ここ
で、パケット優先順位制御部１−４１の動作をさらに詳
細に説明する。パケット優先順位制御部１−４１は、基
本的にリクエスト信号のあったパケット化部をイネーブ
ルにするように信号を出力する。 また、競合した場合
の制御においては、バーストストリームであるビデオス
卜リーム２−９に関するパケットついては、最も低い優
先順位とする。更に、何れのリクエストも発生しない場
合は、ＮＵＬＬパケット化部１−１０をイネーブルにす
る。

【００２４】以下に、パケット優先順位制御の１例を示
す。 順位１：パケット間隔が規定されている、制御データリ
クエスト信号発生部１−３０のリクエスト(１−４０，
１−４３，１−４４) 順位２：コンスタントレートストリームに関するオーデ
ィオパケット化部１−５、プライベートパケット化部２
−１６のリクエスト(１−２，１−３) 順位３：バーストストリームに関する、ビデオパケット
化部１−４のリクエスト(１−１) この優先順位制御の例でも、ストリーム多重化部の重要
な機能である、パケット間隔が規定されているパケット
の多重化を伝送レートに依存させないで制御する機能
と、多重化すべき各ストリームを各ストリームのレート
に従って、均等にパケット多重化するという機能を実現
可能としている。前者の機能は、パケット間隔が規定さ
れているパケットを最優先とすることで、伝送レートに
依存することなく制御データリクエスト信号発生部１−
３０からのリクエストに従った同期で常にパケットを多
重化することが可能となる。次に、後者について説明す
る。 まず、伝送路に何もパケットを出力しない場合を
考えると、使用可能な伝送レート(容量)は、伝送クロッ
ク２−３７で示された一定のレートである。 ここにパ
ケット優先順位１のパケットが多重化されるが、本発明
ではこのパケットを周期性のあるパケットとなるよう
に、リクエスト信号を発生している。 このため、この
パケット自身のレートも常に一定であり、上記伝送レー
トからこのパケット自身が使用するレートを引いた残り
の使用可能なレートも一定である。

【００２５】次に、優先順位２のパケットが多重化され
るが、このパケットはコンスタントレートのオーディオ
ストリーム２−１０のオーディオパケット１−１９とプ
ライベートストリーム２−１１のプライベートパケット
１−２０である。 このため、オーディオパケット化部
１−５，プライベートパケット化部１−６で発生するパ
ケットが１パケット以上生成できた時に発生するリクエ
スト信号１−５，１−６も常に一定周期で発生され、そ
の出力されるパケットも一定間隔で、そのレートも常に
一定レートとなる。従って、優先順位１に対するパケッ
ト出力後の残りの一定な伝送レートから、この優先順位
２に対するパケットのレートを引いた残りの使用可能な
レートも、一定である。 なお、ミクロな意味でのパケ
ット間隔は、最悪３パケット分、遅延することがある。
これは、優先順位１の３つのパケット（ＰＣＲパケッ
ト、ＰＡＴパケット、ＰＭＴパケット）のリクエスト
と、この優先順位２のパケットのリクエストが完全に競
合した場合である。 しかし、この数パケットの遅延変
動は、パケット多重化方式での本質的なことであり、大
局的なパケット変動とは異なる。

【００２６】残る最も低いパケット優先順位のバースト
ストリームのビデオストリーム２−９に関しては、その
ビデオパケット化部１−４からのリクエスト信号１−１
も、当然入力されるストリームのバースト性に影響さ
れ、バースト的な発生となる。このリクエスト信号１−
１によってパケットを出力すれば、均等なパケット多重
化は実現できない。 そこで、ここに説明するように、
パケット優先順位制御部１−４１で最も低い優先順位と
する。 このことは、伝送レートに、他の全てのパケッ
トを多重化した残りの部分に、ビデオパケット化部１−
４からのビデオパケット１−１８が多重化されることに
なる。 ビデオパケット１−１８以外は、前述のように
均等なパケット多重化がされているので、残りの部分も
均等に残っていることになる。 従って、この残りの部
分にビデオパケット１−１８を多重化する(パケット優
先順位制御部で最も低い優先順位とする)と、ストリー
ムのバースト性が自動的に平滑化され、均等なパケット
多重化が可能になる。なお、ＮＵＬＬパケット化部１−
１０は、伝送レートがＮＵＬＬパケット以外の各パケッ
トのレートの合計に完全に合わない場合に、その差分を
吸収するために使用される。 幾つかのアプリケ―ショ
ンの伝送レートでは、必ずしも完全にレートを合せるこ
とが困難で、クロック偏差ｐｐｍのオーダで、多少伝送
レートが高くなることがある。 この場合、ビデオパケ
ット化部１−４へのＶＩＤＥＰ１−１１をイネーブルし
ようとした場合に、イネーブル１−１がアクティブにな
っていないという状態が発生する。 この時、パケット
優先順位制御部１−４１が、ＮＵＬＥＰ１−１７によ
り、ＮＵＬＬパケット１−２４を出力することで、その
差分吸収が可能となる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のスケジュールテーブルを不要とできるため、今後
急速に普及する高速な伝送路においても、ハードウェア
規模を増加させること無く、伝送クロックレート配分の
無駄も無く、効率的な精度の良い多重化ができる。 ま
たスケジュールテーブルを不要としても均等にパケット
多重化することが可能であり、伝送レートの変更におい
ても柔軟に対応することが可能となる。 さらに、パケ
ット間隔に規定のあるパケットに関しても、伝送レート
に依存することなく、常に規定を満足することが可能に
なる。加えて、オーディオストリーム／プライベートス
トリームなど、特定のストリームを不要とするアプリケ
ーションに対応する場合にも、その符号化部を停止すれ
ば該当するリクエスト信号が発生しないため、ビデオパ
ケットへのレートを増加させることができ、効率的な多
重化を容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるストリーム多重化装置の一実施例
を構成するブロック図

【図２】従来技術によるストリーム多重化装置の構成例
を示すブロック図

【図３】従来技術のスケジュールテーブルの例を示す図

【図４】トランスポートストリームパケットの構成を示
す図

【符号の説明】

１−４：ビデオパケット化部、１−５：オーディオパケ
ット化部、１−６：プライベートパケット化部、１−３
０：制御データリクエスト信号発生部、１−４１：パケ
ット優先順位制御部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のデータストリームをそれぞれパケ
   ット化し１つのデータストリームに多重して伝送するス
   トリーム多重化伝送方法において、上記複数のデータス
   トリームの各パケットの多重化割り当てを、それぞれ予
   め定められたパケット多重化の順位に基づき制御し、１
   つのデータストリームに多重化することを特徴とするス
   トリーム多重化伝送方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のストリーム多重化伝送
   方法において、上記パケット多重化順位を、パケットの
   多重される間隔が規定されているデータストリームを最
   優先とし、次にビットレートがコンスタントなデータス
   トリームとし、ビットレートがバースト的なデータスト
   リームを最も低い優先順位としてパケット多重化するこ
   とを特徴とするストリーム多重化伝送方法。
3. 【請求項３】 複数のデータストリームをそれぞれパケ
   ット化し１つのデータストリームに多重して伝送するス
   トリーム多重化伝送装置において、上記各データストリ
   ームをパケット化するそれぞれのパケット化部から出力
   される各パケットの多重化割り当てを、それぞれ予め定
   められたパケット多重化の順位に基づき制御し１つのデ
   ータストリームに多重化するパケット優先順位制御部を
   有することを特徴とするストリーム多重化伝送装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のストリーム多重化伝送装
   置において、出力すべきパケットが少なくても１パケッ
   ト以上生成可能であることを示すリクエスト信号を出力
   するデータストリームパケット化部と、上記リクエスト
   信号を出力しない他の制御データパケット化部と、該制
   御データパケット化部に対する所定周期のリクエスト信
   号を発生する制御データリクエスト信号発生部と、上記
   データストリームパケット化部からのリクエスト信号と
   上記制御データリクエスト信号発生部からのリクエスト
   信号を入力し、当該各リクエスト信号が競合した場合に
   ビットレートがバースト的なデータストリームパケット
   化部に関係するリクエスト信号を最も低い優先順位とし
   て出力パケットを決定し、該当する上記パケット化部へ
   イネーブル信号を出力するパケット優先順位制御部を有
   することを特徴とするストリーム多重化装置。