JP2005354538A - Multiplexing apparatus and multiplexing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiplexing apparatus that can multi-process a 1 bit audio signal obtained by delta sigma processing to a variable bit rate image signal while maintaining a fixed rate without changing the picture quality of the image signal and an output time. <P>SOLUTION: ΔΣ modulation processing is applied to an analog audio signal inputted from an input terminal 2 at a ΔΣ modulator 3 and the 1 bit audio signal is obtained. An MPEG 2-TS signal including the 1 bit audio signal obtained by the ΔΣ modulation and a variable bit rate image signal inputted from an input terminal 4 are transferred to a MPEG 2-TS signal editing machine 5. The MPEG 2-TS editing machine 5 embeds the 1 bit audio signal obtained by the ΔΣ modulation into the MPEG 2-TS signal, and outputs it to an output terminal 6 as the MPEG 2-TS signal including the variable bit rate image signal and the 1 bit audio signal. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、オーディオデータと映像データとを多重化する多重化装置及び多重化方法に関し、特にアナログオーディオ信号にΔΣ変調処理を施して得られた1ビットオーディオ信号を固定ビットレートのままに、可変ビットレートの映像信号に多重化する多重化装置及び多重化方法に関する。   The present invention relates to a multiplexing apparatus and multiplexing method for multiplexing audio data and video data, and in particular, a 1-bit audio signal obtained by subjecting an analog audio signal to ΔΣ modulation processing can be changed while maintaining a fixed bit rate. The present invention relates to a multiplexing apparatus and a multiplexing method for multiplexing on a bit rate video signal.

ΔΣ変調された1ビット・オーディオ信号は、従来のデジタルオーディオに使われてきたデータのフォーマット(例えばサンプリング周波数が44.1KHz、データ語長が16ビット)に比べて、非常に高いサンプリング周波数と短いデータ語長(例えばサンプリング周波数が44.1KHzの64倍、データ語長が1ビット)であり、伝送可能周波数帯域が広いことを特長としている。また、ΔΣ変調により1ビット信号であっても、64倍というオーバーサンプリング周波数に対して低域であるオーディオ帯域において、高いダイナミックレンジをも確保できる。この特徴を活かして高音質のレコーダーやデータ伝送に応用することができる。   Delta-sigma-modulated 1-bit audio signals have a very high sampling frequency and short data compared to the data format used in conventional digital audio (for example, the sampling frequency is 44.1 KHz and the data word length is 16 bits). It is characterized by a word length (for example, sampling frequency is 64 times 44.1 KHz and data word length is 1 bit), and the transmittable frequency band is wide. Further, even with a 1-bit signal by ΔΣ modulation, a high dynamic range can be ensured in an audio band that is low with respect to an oversampling frequency of 64 times. Utilizing this feature, it can be applied to high-quality recorders and data transmission.

ΔΣ変調回路自体はとりわけ新しい技術ではなく、回路構成がIC化に適していて、また比較的簡単にAD変換の精度を得ることができることから、従来からADコンバータの内部などでよく用いられている回路である。   The ΔΣ modulation circuit itself is not a new technology in particular, and its circuit configuration is suitable for IC integration, and AD conversion accuracy can be obtained relatively easily. Circuit.

ΔΣ変調された信号は、簡単なアナログローパスフィルターを通すことによって、アナログオーディオ信号に戻すことができる。   The ΔΣ-modulated signal can be converted back to an analog audio signal by passing it through a simple analog low-pass filter.

また、映像信号の符号化にはMPEG(Moving Picture Expert Group)と呼ばれる国際標準規格がある。MPEGでは、空間領域と時間領域における冗長性を除去することによって映像信号の圧縮を行っている。空間領域における冗長性の除去には離散コサイン変換を用いる。画像を空間周波数領域のデータに変換すると、データは低周波側に偏る。この結果高周波側のデータにより少ないビット数を割り当てることにより、全体として変換前より少ないビット数で画像を符号化できる。時間領域における冗長性の除去にはフレーム間予測を用いる。動画像は複数のフレームと呼ばれる画像により構成されている。あるフレームと、その1/30秒前の画像である直前のフレームとの間では、多くの場合それぞれの画像は似たものとなる。そこで直前のフレームをもとに、現フレームとの差のみを抽出して符号化すれば、ビット数の削減につながる。これをフレーム間予測という。MPEGの符号化において、この差が大きい個所により多くのデータを、差が小さい個所に少ないデータを充当することで、画質を落とすことなく全体のデータ量をより縮小させることができる。このことは、伝送経路において、可変ビットレートとなることを示す。   In addition, there is an international standard called MPEG (Moving Picture Expert Group) for encoding video signals. In MPEG, video signals are compressed by removing redundancy in the spatial domain and the temporal domain. Discrete cosine transform is used to remove redundancy in the spatial domain. When an image is converted into data in the spatial frequency domain, the data is biased toward the low frequency side. As a result, by assigning a smaller number of bits to high-frequency data, an image can be encoded with a smaller number of bits than before conversion. Interframe prediction is used to remove redundancy in the time domain. A moving image is composed of images called a plurality of frames. In many cases, each image is similar between a frame and the immediately preceding frame, which is an image 1/30 second before. Therefore, if only the difference from the current frame is extracted and encoded based on the immediately preceding frame, the number of bits can be reduced. This is called interframe prediction. In MPEG encoding, by assigning more data to locations where the difference is large and using less data to locations where the difference is small, the overall data amount can be further reduced without degrading image quality. This indicates that the transmission path has a variable bit rate.

また、映像信号と音声信号及びそれ以外の付加用デジタル信号の多重化方式にMPEG2 TransportStream(以下、MPEG2-TS)と呼ばれる国際標準規格がある。MPEG2-TSのデジタル信号は188バイトの固定長パケット(以下、TSパケット)に分割され伝送される。TSパケットには巡回カウンタやビット誤り表示などを示す項目があり、放送や通信ネットワークなどデータの伝送誤りが発生する環境に適用されることを想定している。MPEG2-TSは伝送レートが固定の通信路で使用され、実用例としてはスカイパーフェクTVやDirecTV、BSデジタル放送などが挙げられる。   Further, there is an international standard called MPEG2 TransportStream (hereinafter referred to as MPEG2-TS) as a multiplexing method of video signals, audio signals, and other additional digital signals. The MPEG2-TS digital signal is divided into 188-byte fixed-length packets (hereinafter referred to as TS packets) and transmitted. The TS packet includes items indicating a cyclic counter, a bit error display, and the like, and is assumed to be applied to an environment in which a data transmission error occurs, such as broadcasting or a communication network. MPEG2-TS is used in communication channels with a fixed transmission rate. Examples of practical use include SkyperfecTV, DirecTV, and BS digital broadcasting.

MPEG2-TSは、時間情報(ProgramClockReference:以下、PCR)を含むパケットを伝送することができる。PCRは復号器で参照される時間情報を含み、符号器側で意図した時間に復号器の時刻を設定できる仕組みになっている。MPEG2-TSにおいてPCRは一定間隔で伝送され、その間隔は0.1秒以下と定められている。   MPEG2-TS can transmit a packet including time information (Program Clock Reference: hereinafter, PCR). The PCR includes time information referred to by the decoder, and is configured so that the time of the decoder can be set at the time intended on the encoder side. In MPEG2-TS, PCR is transmitted at regular intervals, and the interval is set to 0.1 seconds or less.

デジタル信号の多重化において、固定ビットレートの映像信号と音声信号の多重化方法は、各デジタル信号のビットレートを用いれば、多重化は容易である。ある時間間隔において、各デジタル信号の伝送される信号量が一定になるように多重化すればよい。この方法は、市販の多重化ソフトウェアに用いられている。   In the multiplexing of digital signals, the multiplexing method of video signals and audio signals with a fixed bit rate is easy if the bit rate of each digital signal is used. What is necessary is just to multiplex so that the signal amount of each digital signal transmitted may become fixed in a certain time interval. This method is used in commercially available multiplexing software.

また、特開平08−172614号公報には、映像信号と音声信号を多重化してデジタル伝送を行う映像音声多重送信装置において、音声信号のアナログ/デジタル変換にデルタ・シグマ変調回路を用いる構成が記載されている。所定レートの情報量を持つ映像信号を書き込んで蓄積し伝送フレームで規定されるタイミングで映像信号データを読み出すメモリと、アナログ音声信号をデルタ・シグマ変調にて所定周波数のクロック周期毎にデジタルデータに変換して出力するデルタ・シグマ変調器と、所定周期で前記伝送フレームを構成し、前記メモリの出力の映像信号データと前記デルタ・シグマ変調器の出力の音声信号データを多重化してシリアル信号を出力する多重回路とを備えて成る構成である。   Japanese Patent Laid-Open No. 08-172614 discloses a configuration in which a delta-sigma modulation circuit is used for analog / digital conversion of an audio signal in an audio / video multiplex transmission apparatus that multiplexes video signals and audio signals and performs digital transmission. Has been. A memory that reads and accumulates video signals with a predetermined amount of information and reads the video signal data at the timing specified by the transmission frame, and converts the analog audio signal into digital data at each clock cycle of a predetermined frequency by delta-sigma modulation. A delta-sigma modulator that converts and outputs the transmission frame in a predetermined cycle, and multiplexes video signal data output from the memory and audio signal data output from the delta-sigma modulator to generate a serial signal. And a multiplex circuit for outputting.

特開平08−172614JP 08-172614 A

ところで、上記特許文献1にあって映像信号は所定レート、つまり固定レートであり、固定レートの映像信号に固定レートのデルタ・シグマ変調信号を多重化する構成である。上述したようにデジタル信号の多重化において、固定ビットレートの映像信号と音声信号の多重化方法は、各デジタル信号のビットレートを用いれば、多重化は容易である。ある時間間隔において、各デジタル信号の伝送される信号量が一定になるように多重化すればよい。   By the way, in the above-mentioned Patent Document 1, the video signal has a predetermined rate, that is, a fixed rate, and a fixed-rate delta-sigma modulation signal is multiplexed on the fixed-rate video signal. As described above, in the multiplexing of digital signals, multiplexing of video signals and audio signals with a fixed bit rate is easy if the bit rate of each digital signal is used. What is necessary is just to multiplex so that the signal amount of each digital signal transmitted may become fixed in a certain time interval.

これに対して、可変ビットレートの映像信号とデジタルオーディオ信号の多重化は、パーソナルコンピュータにて再生される、デジタルバーサタイルディスク(DVD)や、高速伝送路を有するネットワークを使用したデータ伝送などのマルチメディアデータの伝送分野においては今後不可欠となる。   On the other hand, the multiplexing of video signal and digital audio signal of variable bit rate is a multi-purpose such as data transmission using a digital versatile disk (DVD) or a network having a high-speed transmission path, which is reproduced by a personal computer. It will become indispensable in the field of media data transmission.

しかし、現状では、例えば、MPEGによって符号化された可変ビットレートの映像信号に、デルタ・シグマ変調処理によって得られた1ビットオーディオ信号を固定レートで、可変ビットレートの映像信号の画質及び出力時間を変更することなく多重化処理するのは困難であった。上記1ビットオーディオ信号のデータ量が多いので、このオーディオ信号と可変ビットレートの映像信号の高ビットレートを必要とするデータ部分とを多重化すると、予め決められている伝送レートを超えてしまうことがあり、伝送に支障を来すこととなる。   However, at present, for example, the image quality and output time of a 1-bit audio signal obtained by delta-sigma modulation processing at a fixed rate with a variable bit rate video signal encoded by MPEG at a fixed rate. It was difficult to multiplex without changing the above. Since the amount of data of the 1-bit audio signal is large, if this audio signal and a data portion that requires a high bit rate of a video signal with a variable bit rate are multiplexed, a predetermined transmission rate may be exceeded. There will be a hindrance to transmission.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、デルタ・シグマ変調処理によって得られた1ビットオーディオ信号を固定レートのまま、可変ビットレートの映像信号に、映像信号の画質及び出力時間を変更することなく多重化処理することができる多重化装置及び多重化方法の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the image signal quality and output time of a video signal of variable bit rate are set to a video signal of variable bit rate while the 1-bit audio signal obtained by the delta-sigma modulation processing is kept at a fixed rate. It is an object of the present invention to provide a multiplexing apparatus and a multiplexing method that can perform multiplexing processing without change.

本発明に係る多重化装置は、上記課題を解決するために、アナログオーディオ信号にΔΣ変調処理を施して得られた1ビットオーディオ信号を固定ビットレートのままに、可変ビットレートの映像信号に多重化する多重化装置であって、可変ビットレートの映像信号を含む連続する複数パケットに所定の時間間隔で配置されている基準クロックを抽出し、抽出した基準クロック間における上記所定の時間間隔を検出する時間間隔検出手段と、上記時間間隔検出手段によって検出された所定の各時間間隔における伝送に不必要なパケットのパケット数を算出する不要パケット数算出手段と、上記不要パケット数算出手段によって算出された不要パケット数の全時間間隔における最小値を算出する最小不要パケット数値検出手段と、上記最小不要パケット数値検出手段によって検出された最小不要パケット数よりも上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含むパケット数が少なければ、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数のパケットを埋め込む埋め込み手段とを備える。   In order to solve the above problems, a multiplexing apparatus according to the present invention multiplexes a 1-bit audio signal obtained by subjecting an analog audio signal to ΔΣ modulation processing to a video signal having a variable bit rate while maintaining a fixed bit rate. Is a multiplexing device that extracts a reference clock arranged at a predetermined time interval in a plurality of continuous packets including a video signal of a variable bit rate, and detects the predetermined time interval between the extracted reference clocks Calculated by the time interval detecting means, unnecessary packet number calculating means for calculating the number of packets unnecessary for transmission in each predetermined time interval detected by the time interval detecting means, and the unnecessary packet number calculating means. Minimum unnecessary packet numerical value detecting means for calculating the minimum value of the number of unnecessary packets at all time intervals, and the minimum unnecessary packet number. If the number of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval is less than the minimum number of unnecessary packets detected by the packet numerical value detecting means, the 1-bit audio signal per predetermined time interval is included in all time intervals. Embedding means for embedding a plurality of packets.

本発明に係る多重化装置にあって上記埋め込み手段は、上記所定時間間隔当たりに必要な1ビット・オーディオ信号を含むパケット数を算出し、上記不要パケット数の最小値と比較し、不要パケット数よりも多いときには、その差分のパケット数と同数の無効データパケットを全時間間隔に埋め込んでから、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを埋め込む。   In the multiplexing apparatus according to the present invention, the embedding unit calculates the number of packets including the 1-bit audio signal necessary per the predetermined time interval, compares the number with the minimum value of the number of unnecessary packets, and determines the number of unnecessary packets. If there are more, the same number of invalid data packets as the difference packet number are embedded in all time intervals, and then a plurality of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval are embedded in all time intervals.

本発明に係る多重化装置は、上記不要パケット数算出手段によって算出された上記所定の各時間間隔における不要パケットを、同じパケット数の無効データパケットに置き換える無効データパケット置き換え手段をさらに有し、上記最小不要パケット数値検出手段は上記無効データパケット置き換え手段によって置き換えられたすべての各時間間隔における各無効データパケットの内、最小値に相当する無効データパケットのパケット数を検出し、上記埋め込み手段は、上記最小不要パケット数値検出手段により検出された最小値パケット数の無効データパケットよりも少ないパケット数の上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを上記すべての各時間間隔における、無効データに埋め込むようにしてもよい。   The multiplexing apparatus according to the present invention further includes invalid data packet replacing means for replacing unnecessary packets in the predetermined time intervals calculated by the unnecessary packet number calculating means with invalid data packets having the same number of packets, The minimum unnecessary packet numerical value detecting means detects the number of invalid data packets corresponding to the minimum value among the invalid data packets in all the time intervals replaced by the invalid data packet replacing means, and the embedding means includes: A plurality of packets including the 1-bit audio signal having a smaller number of packets than the invalid data packets having the minimum number of packets detected by the minimum unnecessary packet numerical value detecting means are embedded in the invalid data in all the time intervals. Also good.

また、上記埋め込み手段は、上記最小不要パケット数値検出手段により検出された最小値パケット数の無効データパケットよりも、上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットが多いときには、その差分のパケット数と同数の無効データパケットを全時間間隔に埋め込んでから、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを埋め込む。   Further, the embedding means has the same number of packets as the difference when the number of packets including the 1-bit audio signal is larger than the number of invalid data packets with the minimum number of packets detected by the minimum unnecessary packet numerical value detection means. After invalid data packets are embedded in all time intervals, a plurality of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval are embedded in all time intervals.

本発明に係る多重化方法は、上記課題を解決するために、アナログオーディオ信号にΔΣ変調処理を施して得られた1ビットオーディオ信号を固定ビットレートのままに、可変ビットレートの映像信号に多重化する多重化方法であって、可変ビットレートの映像信号を含む連続する複数パケットに所定の時間間隔で配置されている基準クロックを抽出し、抽出した基準クロック間における上記所定の時間間隔を検出する時間間隔検出工程と、上記時間間隔検出工程によって検出された所定の各時間間隔における伝送に不必要なパケットのパケット数を算出する不要パケット数算出工程と、上記不要パケット数算出工程によって算出された不要パケット数の全時間間隔における最小値を算出する最小不要パケット数値検出工程と、上記最小不要パケット数値検出工程によって検出された最小不要パケット数よりも上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含むパケット数が少なければ、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数のパケットを埋め込む埋め込み工程とを備える。   In order to solve the above problems, a multiplexing method according to the present invention multiplexes a 1-bit audio signal obtained by subjecting an analog audio signal to ΔΣ modulation processing to a video signal having a variable bit rate while maintaining a fixed bit rate. Is a multiplexing method for extracting a reference clock arranged at a predetermined time interval in a plurality of continuous packets including a video signal with a variable bit rate, and detecting the predetermined time interval between the extracted reference clocks Calculated by the time interval detecting step, the unnecessary packet number calculating step for calculating the number of packets unnecessary for transmission in each predetermined time interval detected by the time interval detecting step, and the unnecessary packet number calculating step. A minimum unnecessary packet value detection step for calculating a minimum value of the number of unnecessary packets at all time intervals, If the number of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval is smaller than the minimum number of unnecessary packets detected by the packet numerical value detection step, the 1-bit audio signal per predetermined time interval is included in all time intervals. And an embedding step of embedding a plurality of packets.

上記埋め込み工程は、上記所定時間間隔当たりに必要な1ビット・オーディオ信号を含むパケット数を算出し、上記不要パケット数の最小値と比較し、不要パケット数よりも多いときには、その差分のパケット数と同数の無効データパケットを全時間間隔に埋め込んでから、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを埋め込む。   In the embedding step, the number of packets including the 1-bit audio signal necessary per the predetermined time interval is calculated, and compared with the minimum value of the number of unnecessary packets. The same number of invalid data packets are embedded in all time intervals, and then a plurality of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval are embedded in all time intervals.

また、本発明に係る多重化方法は、上記不要パケット数算出工程によって算出された上記所定の各時間間隔における不要パケットを、同じパケット数の無効データパケットに置き換える無効データパケット置き換え工程をさらに有し、上記最小不要パケット数値検出工程は上記無効データパケット置き換え工程によって置き換えられたすべての各時間間隔における各無効データパケットの内、最小値に相当する無効データパケットのパケット数を検出し、上記埋め込み工程は、上記最小不要パケット数値検出工程により検出された最小値パケット数の無効データパケットよりも少ないパケット数の上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを上記すべての各時間間隔における、無効データに埋め込む。   The multiplexing method according to the present invention further includes an invalid data packet replacing step of replacing unnecessary packets in the predetermined time intervals calculated by the unnecessary packet number calculating step with invalid data packets having the same number of packets. The minimum unnecessary packet numerical value detection step detects the number of invalid data packets corresponding to the minimum value among the invalid data packets in all the time intervals replaced by the invalid data packet replacement step, and the embedding step Embeds a plurality of packets including the 1-bit audio signal having a smaller number of packets than the invalid data packets having the minimum number of packets detected in the minimum unnecessary packet numerical value detection step in the invalid data in all the time intervals.

上記埋め込み工程は、上記最小不要パケット数値検出工程により検出された最小値パケット数の無効データパケットよりも、上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットが多いときには、その差分のパケット数と同数の無効データパケットを全時間間隔に埋め込んでから、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを埋め込む。   In the embedding step, when there are more plural packets including the 1-bit audio signal than the number of invalid data packets with the minimum number of packets detected by the minimum unnecessary packet numerical value detection step, the number of invalid data is the same as the number of packets of the difference. After embedding packets in all time intervals, a plurality of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval are embedded in all time intervals.

本発明にあっては、可変ビットレートの映像信号を含むMPEG2-TSを基に、MPEG2-TSの伝送に最低限必要な情報と映像信号及び時間情報(PCR)を含むTSパケットを残し、その他のTSパケットを1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットに変換する。   In the present invention, based on MPEG2-TS including a variable bit rate video signal, the minimum information necessary for MPEG2-TS transmission, a TS packet including video signal and time information (PCR) is left, and others The TS packet is converted into a TS packet including a 1-bit audio signal.

映像信号が可変ビットレートであるため、ある時間間隔において、映像信号を含むTSパケット数の割合が高くなり、1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの伝送ビットレートが固定に保てない(あふれてしまう)場合は、互いに隣接する2つのPCR間において同じ数のTSパケットを各PCR間に挿入し、挿入されたTSパケットに対し、あふれた分の1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットを充当する。1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットとして使われない場合は、無効データパケット(以下、NULLパケット)を充当する。   Since the video signal has a variable bit rate, the ratio of the number of TS packets including the video signal is high at a certain time interval, and the transmission bit rate of the TS packet including the 1-bit audio signal cannot be kept fixed (overflow). The same number of TS packets are inserted between the PCRs adjacent to each other, and the TS packets containing the overflowing 1-bit audio signal are allocated to the inserted TS packets. . When it is not used as a TS packet including a 1-bit audio signal, an invalid data packet (hereinafter referred to as a NULL packet) is used.

そして、最終的に、MPEG2-TSの伝送に必要な情報を含むTSパケットに、1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの情報を追加する。   Finally, the TS packet information including the 1-bit audio signal is added to the TS packet including information necessary for MPEG2-TS transmission.

本発明によれば、可変ビットレートの映像信号を含むMPEG2-TSにおいて、PCRと映像信号の復号・再生時刻との関係は整合性が保たれている。また互いに隣接する2つのPCR間において、同数ずつのTSパケットを挿入することは、MPEG2-TS全体のビットレートを高くすることを意味する。ビットレートが高くなった場合でも、PCR値と映像信号の復号・再生時刻値を変更しないため、映像信号を復号する系においてはTSパケット挿入前と処理の変わりは無く、映像信号の画質及び復号・再生時刻には影響しない。   According to the present invention, in MPEG2-TS including a video signal with a variable bit rate, the relationship between the PCR and the decoding / reproduction time of the video signal is kept consistent. Also, inserting the same number of TS packets between two adjacent PCRs means that the bit rate of the entire MPEG2-TS is increased. Even when the bit rate increases, the PCR value and video signal decoding / playback time value are not changed, so the video signal decoding system is the same as before TS packet insertion and the processing is the same. -Does not affect playback time.

また、1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの伝送ビットレートを固定に保つことで、オーディオ信号も途切れなく再生することが可能となる。   Also, by keeping the transmission bit rate of TS packets including 1-bit audio signals fixed, it is possible to reproduce audio signals without interruption.

本発明に係る多重化装置及び多重化方法によれば、アナログオーディオ信号をΔΣ変調された1ビット・オーディオ信号に変換し、それと映像信号を多重化する系内に関し、映像信号が可変ビットレートの際、多重化におけるビットレートを変換することで、1ビット・オーディオ信号を固定レートに保った多重化を可能にする。言い換えると、デルタ・シグマ変調処理によって得られた1ビットオーディオ信号を固定レートのまま、可変ビットレートの映像信号に、映像信号の画質及び出力時間を変更することなく多重化処理する。   According to the multiplexing apparatus and the multiplexing method of the present invention, an analog audio signal is converted to a ΔΣ-modulated 1-bit audio signal and multiplexed with the video signal, and the video signal has a variable bit rate. At this time, the bit rate in the multiplexing is converted to enable multiplexing while keeping the 1-bit audio signal at a fixed rate. In other words, the 1-bit audio signal obtained by the delta-sigma modulation process is multiplexed at a fixed bit rate without changing the image quality and output time of the video signal.

可変ビットレートの映像信号とデジタル信号との多重化は、マルチメディアデータの伝送分野においては不可欠であり、また1ビット・オーディオ信号のMPEG規格での更なる発展が見込まれる。   Multiplexing of a variable bit rate video signal and a digital signal is indispensable in the field of multimedia data transmission, and further development of the 1-bit audio signal in the MPEG standard is expected.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、ステレオ2chの1ビット・オーディオ信号と、ハイビジョンクオリティの映像信号を多重化の対象とする多重化装置である。特に、ハイビジョンクオリティの映像信号は、可変ビットレートの映像信号を含むMPEG2-TS信号である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is a multiplexing apparatus that multiplexes a stereo 2ch 1-bit audio signal and a high-definition quality video signal. In particular, the high-definition quality video signal is an MPEG2-TS signal including a variable bit rate video signal.

図1は、本実施の形態の多重化装置1のブロック図である。入力端子2から入力されたアナログオーディオ信号22にはΔΣ変調器3でΔΣ変調処理が施され、1ビット・オーディオ信号23が得られる。このΔΣ変調により得られた1ビット・オーディオ信号23と、入力端子4から入力された可変ビットレートの映像信号を含むMPEG2-TS信号21は、MPEG2-TS信号編集機5に伝送される。   FIG. 1 is a block diagram of a multiplexing apparatus 1 according to the present embodiment. The analog audio signal 22 input from the input terminal 2 is subjected to ΔΣ modulation processing by the ΔΣ modulator 3 to obtain a 1-bit audio signal 23. The MPEG2-TS signal 21 including the 1-bit audio signal 23 obtained by the ΔΣ modulation and the variable bit rate video signal input from the input terminal 4 is transmitted to the MPEG2-TS signal editor 5.

MPEG2-TS信号編集機5は、ΔΣ変調により得られた1ビット・オーディオ信号23をMPEG2-TS信号21に埋め込み、可変ビットレートの映像信号と1ビット・オーディオ信号を含むMPEG2-TS信号24として出力端子6に出力する。   The MPEG2-TS signal editor 5 embeds the 1-bit audio signal 23 obtained by the ΔΣ modulation in the MPEG2-TS signal 21 as an MPEG2-TS signal 24 including a variable bit rate video signal and a 1-bit audio signal. Output to the output terminal 6.

可変ビットレートの映像信号を含むMPEG2-TS信号21は、図2に示す構成のMPEG2多重化装置10によって生成される。図2において、ビデオデータ11、オーディオデータ12及びその他のデータ13等を、各々の対応する符号化装置、すなわち、MPEG2ビデオ符号化装置14、MPEG2オーディオAAC(Advanced Audio Coding)符号化装置15及びその他の符号化装置16に対して入力し、各々の符号化されたストリームデータ(これらをエレメンタリーストリームともいう)17、18及び19を得る。   An MPEG2-TS signal 21 including a video signal with a variable bit rate is generated by the MPEG2 multiplexer 10 having the configuration shown in FIG. In FIG. 2, video data 11, audio data 12, and other data 13 are converted into corresponding encoding devices, that is, an MPEG2 video encoding device 14, an MPEG2 audio AAC (Advanced Audio Coding) encoding device 15 and others. The encoded stream data (also referred to as elementary streams) 17, 18 and 19 are obtained.

MPEG2ビデオ符号化装置14は、動き補償予測、離散コサイン変換DCT、量子化、可変長符号化といった圧縮技術を使いビデオ信号を圧縮する。動き補償予測は、時間的な冗長度を利用して情報量を削減する。離散コサイン変換は、画面内部の空間的な冗長度を利用して情報量を削減する。   The MPEG2 video encoding device 14 compresses the video signal using a compression technique such as motion compensation prediction, discrete cosine transform DCT, quantization, or variable length encoding. Motion compensated prediction uses temporal redundancy to reduce the amount of information. Discrete cosine transform reduces the amount of information using spatial redundancy within the screen.

MPEG2オーディオAAC符号化装置15は、標本化周波数8〜96kHzのオーディオデータを符号化している。チャンネル数、ビットレートは任意に選ぶことができる。ステレオ2chであれば、ビットレートは、おおよそ200kbps以内である。   The MPEG2 audio AAC encoding device 15 encodes audio data having a sampling frequency of 8 to 96 kHz. The number of channels and the bit rate can be arbitrarily selected. In the case of stereo 2ch, the bit rate is approximately within 200kbps.

多重化部20は、これらのエレメンタリーストリームを多重化し、一本化されたトランスポートストリーム(多重化ストリームともいう)21を生成する。特に、MPEG2において規定される方法では、この多重化の際に、画像及び音響信号の時間軸に対する、後述のPCRのような同期情報もトランスポートストリーム内に記録する。   The multiplexing unit 20 multiplexes these elementary streams to generate a unified transport stream (also referred to as a multiplexed stream) 21. In particular, in the method defined in MPEG2, at the time of this multiplexing, synchronization information such as PCR described later with respect to the time axis of the image and the sound signal is also recorded in the transport stream.

その他の符号化装置13は、例えば伝送に必要な情報PSIや、デジタルストレージメディア情報DSMIなどを符号化する。伝送に必要な情報は、プログラム仕様情報(Program Specific Information:PSI)とも呼ばれ、MPEG2-TS伝送には必須の情報である。デジタルストレージメディア情報DSMIは、例えばデジタル放送を受信してメディアに記録する場合に必要とされる情報である。   The other encoding device 13 encodes, for example, information PSI necessary for transmission and digital storage media information DSMI. Information necessary for transmission is also called program specification information (Program Specific Information: PSI), which is essential information for MPEG2-TS transmission. The digital storage media information DSMI is information required when receiving a digital broadcast and recording it on a medium, for example.

多重化部20では、MPEG2ビデオ符号化装置14からのストリームデータ17、MPEG2オーディオAAC符号化装置15からのストリームデータ18、その他の符号化装置16からのストリームデータ19を、種別を問わずに、FIFO登録する。伝送チャネルをパケット長に分割してそれぞれをパケット・スロットとして、パケット・スロットがくる毎にFIFO登録にしたがって伝送チャネルに送り出す。もしパケット・スロットがきても、FIFO登録が空のときは、無効データ(NULL)パケットを挿入する。このようにして多重化部20は、トランスポートストリームTSを形成する。   In the multiplexing unit 20, the stream data 17 from the MPEG2 video encoding device 14, the stream data 18 from the MPEG2 audio AAC encoding device 15, and the stream data 19 from other encoding devices 16, regardless of the type, Register FIFO. The transmission channel is divided into packet lengths, and each packet packet is sent to the transmission channel according to FIFO registration every time a packet slot arrives. Even if a packet slot arrives, if the FIFO registration is empty, an invalid data (NULL) packet is inserted. In this way, the multiplexing unit 20 forms the transport stream TS.

図3は、多重化部20にて多重化されたトランスポートストリームTSの構造を示す図である。トランスポートストリームTSは、図3(a)に示すように固定長188バイト(bytes)のトランスポート・パケットが多重されることによって構成されている。図3(b)は、TSパケットの構造を示す図である。4バイトのヘッダ(Hader)情報と184バイト(bytes)のTSペイロードからなる。図3(c)に示すように、ヘッダ情報にあって8ビットの同期信号(SyncByte)は、TS開始コードを示すものであり、受信装置側のMPEGデコーダでTSパケットの先頭を検出するために用いられる。エラー表示(1ビット)は、このTSパケット中のビットエラーの有無を示す。ユニット開始表示(1ビット)は、ペイロードがビデオやオーディオ、PSIのデータ単位の先頭から始まるか否かを示す。優先度表示(TSパケットプライオリティ、1ビット)は、このTSパケットの重要度を示す。PID(Packet Identification、13ビット)は、パケット識別子、ストリーム識別情報である。スクランブル制御(2ビット)は、ペイロード部分のスクランブルの有無を示す。アダプテーションフィールド(AF)制御(2ビット)は、後述するアダプテーションフィールドの有無を示す。図3に示した構造にはアダプテーションフィールドがない。巡回カウンタ(4ビット)は、カウント情報の連続性によって、同じPIDを持つパケットが途中で一部棄却されているか否かが判別される。なお、巡回カウンタは、NULLパケットの場合は常に0x0になる。TSペイロードには、ビデオデータ、オーディオデータ、PSIデータが入る。NULLパケットの場合は0xFFでペイロード領域を埋める。   FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of the transport stream TS multiplexed by the multiplexing unit 20. As shown in FIG. 3A, the transport stream TS is configured by multiplexing transport packets having a fixed length of 188 bytes (bytes). FIG. 3B is a diagram illustrating the structure of a TS packet. It consists of 4-byte header (Hader) information and 184-byte (bytes) TS payload. As shown in FIG. 3C, the 8-bit synchronization signal (SyncByte) in the header information indicates the TS start code, and is used to detect the beginning of the TS packet by the MPEG decoder on the receiving device side. Used. The error indication (1 bit) indicates the presence or absence of a bit error in this TS packet. The unit start display (1 bit) indicates whether the payload starts from the beginning of the data unit of video, audio, or PSI. The priority indication (TS packet priority, 1 bit) indicates the importance of this TS packet. PID (Packet Identification, 13 bits) is a packet identifier and stream identification information. Scramble control (2 bits) indicates whether or not the payload portion is scrambled. The adaptation field (AF) control (2 bits) indicates the presence / absence of an adaptation field to be described later. The structure shown in FIG. 3 has no adaptation field. The cyclic counter (4 bits) determines whether or not a part of the packets having the same PID is partially discarded based on the continuity of the count information. The cyclic counter is always 0x0 for null packets. The TS payload contains video data, audio data, and PSI data. In the case of a NULL packet, the payload area is filled with 0xFF.

図4は、アダプテーションフィールドがあるTSパケット構造を示す。ヘッダ情報のアダプテーションフィールド制御により、アダプテーションフィールドが存在することが示されている(図4(b))。アダプテーションフィールドの最初の8ビットでアダプテーションフィールド長が示される。不連続表示では、次の同じPIDを有するパケットで、システムクロックがリセットされ、新たな内容となることが示される。ランダムアクセス表示は、ビデオのシーケンスヘッダまたはオーディオのフレームの始まりを示すものとされて、このランダムアクセス表示によってランダムアクセス時のエントリーポイントを検出できる。ストリーム優先表示では個別ストリームの重要部分がこのパケットのペイロードにあることが示される。ストリーム優先表示の次にフラグが設けられ、このフラグによってコンディショナル・コーディングのオプショナルフィールドが設定される。このオプショナルフィールドの後に無効データであるスタッフィングバイトが必要に応じて設けられる。   FIG. 4 shows a TS packet structure with an adaptation field. The adaptation field control of the header information indicates that there is an adaptation field (FIG. 4B). The first 8 bits of the adaptation field indicate the adaptation field length. In the discontinuous display, it is indicated that the system clock is reset and new contents are obtained in the next packet having the same PID. The random access display indicates the start of a video sequence header or audio frame, and the entry point at the time of random access can be detected by this random access display. The stream priority indication indicates that an important part of the individual stream is in the payload of this packet. A flag is provided after the stream priority display, and an optional field of conditional coding is set by this flag. After this optional field, a stuffing byte that is invalid data is provided as necessary.

オプショナルフィールドには、図4(c)に示すように時刻基準情報であるPCR値が設定されるPCRフィールド(48ビット)やオリジナルの番組基準時刻であるOPCR(Original Program Clock Referene)、編集可能な点までの、同一PIDのトランスポートパケットの数を示すスプライスカウントダウン等が置かれている。48ビットのPCRフィールドには、図4(d)に示すようにPCRBase(33ビット)、res(6ビット)、PCRExtension(9ビット)が記述される。なお、PCRは、27MHzとされている。   In the optional field, as shown in FIG. 4C, a PCR field (48 bits) in which a PCR value as time reference information is set, an OPCR (Original Program Clock Referene) as an original program reference time, and editable. A splice countdown indicating the number of transport packets with the same PID up to a point is placed. In the 48-bit PCR field, PCRBase (33 bits), res (6 bits), and PCRExtension (9 bits) are described as shown in FIG. PCR is 27 MHz.

TSパケットの伝送に必要なPSI(プログラム仕様情報:Program Specific Information)は、図5に示すようにTSパケットのペイロード部分に格納される。MPEG2-TS伝送に必要なPSIの種類としては、階層データ構造をなす、PAT(ProgramAssociationTable)、PMT(ProgramMapTable)がある。PATは、プログラムマップテーブルProgramMapTableのPIDとプログラム識別番号を表記したものである。PMTは、プログラムを構成する要素(ビデオやオーディオなど)のPIDを指定するものである。   PSI (Program Specific Information) necessary for transmission of the TS packet is stored in the payload portion of the TS packet as shown in FIG. Types of PSI necessary for MPEG2-TS transmission include PAT (Program Association Table) and PMT (Program Map Table) having a hierarchical data structure. PAT represents the PID and program identification number of the program map table ProgramMapTable. PMT designates PID of elements (video, audio, etc.) constituting the program.

図6は、階層データ構造の例を示す図である。図6(a)には、PAT(PID:0x00固定)を含むTSパケットを示す。TSペイロードにPMTのPIDを(0x10)と指定するPATデータが入る。図6(b)には、PMT(PID:0x10)を含むTSパケットを示す。各要素のPIDを指定するPMTデータが入る。例えば、ビデオデータを含むTSパケットのPID(0x60)、オーディオデータを含むTSパケットのPID(0x70)などである。図6(c)には、ビデオ(PID:0x60)を含むTSパケットを、図6(d)にはオーディオ(PID:0x70)を含むTSパケットを示す。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a hierarchical data structure. FIG. 6A shows a TS packet including PAT (PID: 0x00 fixed). PAT data specifying PMT PID (0x10) is included in the TS payload. FIG. 6B shows a TS packet including PMT (PID: 0x10). Contains PMT data that specifies the PID of each element. For example, PID (0x60) of a TS packet including video data, PID (0x70) of a TS packet including audio data, and the like. FIG. 6C shows a TS packet containing video (PID: 0x60), and FIG. 6D shows a TS packet containing audio (PID: 0x70).

上記図1に示したMPEG2-TS信号編集機5には、これまでに説明した、ビデオデータを含むTSパケット、オーディオデータを含むTSパケット、PSIデータを含むPSITSパケット、NULLパケット、さらには上記デジタルストレージメディア情報からなるパケットからなるトランスポートストリームが上記可変ビットレートの映像信号を含むMPEG2-TS信号として入力される。   The MPEG2-TS signal editor 5 shown in FIG. 1 includes the TS packet including video data, the TS packet including audio data, the PSITS packet including PSI data, the NULL packet, and the digital data described above. A transport stream composed of packets composed of storage media information is input as an MPEG2-TS signal including the video signal of the variable bit rate.

図7は、多重化部20にて多重化され、MPEG2-TS信号編集機5に入力するトランスポートストリームTSの具体例である。ビデオデータを含むTSパケットV1及びV2の後にオーディオデータを含むTSパケットA1が続き、無効データ(NULL)パケットが挿入され、さらに伝送に必要な情報(プログラム仕様情報:Program Specific Information:PSI)を含むTSパケットP、ビデオデータを含むTSパケットV3及びV4、NULLパケット、TSパケットV5及びV6、デジタルストレージメディア情報DSMIが時間軸t方向に続いている。いずれも、固定長188バイトのTSパケットである。   FIG. 7 is a specific example of the transport stream TS multiplexed by the multiplexing unit 20 and input to the MPEG2-TS signal editor 5. TS packets A1 including audio data follow TS packets V1 and V2 including video data, an invalid data (NULL) packet is inserted, and information necessary for transmission (program specific information: PSI) is included. TS packet P, TS packets V3 and V4 including video data, NULL packet, TS packets V5 and V6, and digital storage media information DSMI follow in the time axis t direction. Both are TS packets with a fixed length of 188 bytes.

ここで、上記デジタルストレージメディア情報DSMIからなるパケットは、例えばBSデジタル放送用には、光磁気ディスク、ハードディスクドライブ(HDD)、半導体メモリ、磁気テープなどのメディアへの記録を規定するものとして必要となるが、単にMPEG2-TSパケットを送受信し、再生するという機能だけからみれば不必要な情報となる。   Here, the packet composed of the above-mentioned digital storage media information DSMI is necessary for, for example, BS digital broadcasting, as specifying recording on a medium such as a magneto-optical disk, a hard disk drive (HDD), a semiconductor memory, or a magnetic tape. However, it is unnecessary information from the viewpoint of simply transmitting and receiving MPEG2-TS packets and playing them back.

また、本発明は、MPEG2-TS信号編集機5内部で、ΔΣ変調器3によって得られた、ハイクオリティな2chの1ビットオーディオ信号を、上記可変ビットレートの映像信号を含むMPEG2-TS信号に多重化するので、既に上記図2に示した多重化部20で多重化されたオーディオデータを含むTSパケット(MPEG2AACオーディオ符号化器による)は不要である。   In the present invention, the high-quality 2-channel 1-bit audio signal obtained by the ΔΣ modulator 3 in the MPEG2-TS signal editor 5 is converted into an MPEG2-TS signal including the video signal of the variable bit rate. Since multiplexing is performed, TS packets (by the MPEG2AAC audio encoder) that already include the audio data multiplexed by the multiplexing unit 20 shown in FIG. 2 are unnecessary.

このため、MPEG2-TS信号編集機5は、上記元の可変ビットレートの映像信号を含むMPEG2-TS信号21に対して、伝送に最低限必要な情報(PSI情報)と、ビデオデータ及び時間情報(PCR)を含むTSパケットを残し、上記デジタルストレージメディア情報DSMIからなるパケットや、上記オーディオTSパケットなどの本システムに不要なパケットを、上記2chのハイクオリティな1ビットオーディオ信号を含むTSパケットに置換する。   Therefore, the MPEG2-TS signal editor 5 uses the minimum information (PSI information), video data, and time information necessary for transmission with respect to the MPEG2-TS signal 21 including the original variable bit rate video signal. The TS packet including (PCR) is left, and the packet including the digital storage media information DSMI and the packet unnecessary for the system such as the audio TS packet are converted into the TS packet including the 2ch high-quality 1-bit audio signal. Replace.

図8には、ハイクオリティな1ビットオーディオ信号23を生成するΔΣ変調器3の構成を示す。このΔΣ変調器3は、一つの積分器32と、一つの1ビット量子化器33とのその量子化出力のフィードバック系との組み合わせで構成されている。詳細には、入力信号Gが正入力端子に供給され、後述する帰還出力が負入力端子に供給される加算器31と、加算器31の加算出力に積分処理を施す積分器32と、この積分器32の積分出力を1サンプル周期毎に1ビットデジタル信号に量子化する1ビット量子化器33とを備える。1ビット量子化器33の量子化出力Hは、加算器31に負符号とされて帰還され、入力信号Gに加算(結果的に減算)される。また、1ビット量子化器33からは1ビットデジタル信号Hが量子化出力として外部に導出される。積分器32は加算器32aと、遅延器32bを備える。   FIG. 8 shows the configuration of the ΔΣ modulator 3 that generates the high-quality 1-bit audio signal 23. This ΔΣ modulator 3 is configured by a combination of one integrator 32 and one 1-bit quantizer 33 and a feedback system of the quantized output thereof. Specifically, an adder 31 in which an input signal G is supplied to a positive input terminal and a feedback output to be described later is supplied to a negative input terminal, an integrator 32 that performs integration processing on the addition output of the adder 31, and the integration And a 1-bit quantizer 33 that quantizes the integrated output of the multiplier 32 into a 1-bit digital signal every sampling period. The quantized output H of the 1-bit quantizer 33 is fed back to the adder 31 as a negative sign, and added (subtracted as a result) to the input signal G. A 1-bit digital signal H is derived from the 1-bit quantizer 33 as a quantized output. The integrator 32 includes an adder 32a and a delay unit 32b.

ここで、1ビット量子化器33は、図9に示すように、時間に対して不変で常に0である閾値(スレッシュホールド)Thを参照して入力信号X(n)に量子化処理を施して1ビット出力信号Y(n)を生成している。すなわち、この1ビット量子化器33は、入力信号X(n)に対して0を境に、0以上と0未満で2値のレベルを判定し、量子化処理を施している。   Here, as shown in FIG. 9, the 1-bit quantizer 33 performs a quantization process on the input signal X (n) with reference to a threshold value Th that is invariant with respect to time and is always 0. 1-bit output signal Y (n) is generated. That is, the 1-bit quantizer 33 determines a binary level between 0 and less than 0 with respect to the input signal X (n) as a boundary, and performs a quantization process.

さらに、図10には、積分器を複数備えたΔΣ変調器40の構成を示す。この図10に示すΔΣ変調器40は、5個の積分器43,46,49,52及び55を備えた5次のΔΣ変調器である。また、このΔΣ変調器40は、5個の積分器43,46,49,52及び55の前で、各積分器に多ビットのデジタル信号を加算する加算器42,45,48,51及び54と、上記5個の積分器の内の1番目〜4番目の積分器43,46,49及び52の後ろに接続される4個の減衰器44,47,50及び53と、5番目の積分器55の後ろに接続される、1ビット量子化器33と同様の1ビット量子化器56と、この1ビット量子化器56からの1ビットデジタル信号のビット長を多ビットに変換し、5個の積分器43,46,49,52及び55の入力となるように加算器42,45,48,42及び54に供給するビット長変換器57とを備える。   Further, FIG. 10 shows a configuration of a ΔΣ modulator 40 including a plurality of integrators. The ΔΣ modulator 40 shown in FIG. 10 is a fifth-order ΔΣ modulator including five integrators 43, 46, 49, 52 and 55. In addition, this ΔΣ modulator 40 includes adders 42, 45, 48, 51 and 54 for adding a multi-bit digital signal to each integrator before the five integrators 43, 46, 49, 52 and 55. And four attenuators 44, 47, 50 and 53 connected after the first to fourth integrators 43, 46, 49 and 52 of the five integrators, and the fifth integrator. The 1-bit quantizer 56 connected to the back of the generator 55 is the same as the 1-bit quantizer 33, and the bit length of the 1-bit digital signal from the 1-bit quantizer 56 is converted into multiple bits. A bit length converter 57 supplied to the adders 42, 45, 48, 42 and 54 so as to be input to the integrators 43, 46, 49, 52 and 55.

1番目の積分器43は、入力端子41及び加算器42を介して供給された入力信号を積分する。このため、図8に示した加算器32aと同様の加算器からの出力を、遅延器32bと同様の遅延器で遅延し、上記加算器に戻す構成をとる。2番目〜5番目の積分器46,49,52及び55も同様である。5番目の積分器55からの積分出力は1ビット量子化器56に供給される。   The first integrator 43 integrates the input signal supplied via the input terminal 41 and the adder 42. Therefore, the output from the adder similar to the adder 32a shown in FIG. 8 is delayed by the delay device similar to the delay device 32b and returned to the adder. The same applies to the second to fifth integrators 46, 49, 52 and 55. The integration output from the fifth integrator 55 is supplied to the 1-bit quantizer 56.

1ビット量子化器56は、量子化処理にて参照する閾値レベルThを、上記図9に示したように、時間に対して不変で常に0である閾値としてもよいし、さらに以下のようにして、最終段の積分器内で得られる振幅に基づいたΔqとしてもよい。具体的には、最終段の積分器内で生成される信号の振幅の最大値Dendにある定数Sαを掛け算した値SαDendを最適な可変閾値レベルΔqとするものである。つまり、Δq=SαDendとして算出する。この算出方法を用いれば、いかなるΔΣ変調の構成でも一意に決まる定数を掛算した結果を最適な可変閾値レベルとすることができる。 The 1-bit quantizer 56 may set the threshold level Th referred to in the quantization process to a threshold value that is constant with respect to time and always 0, as shown in FIG. Then, Δq based on the amplitude obtained in the integrator in the final stage may be used. Specifically, a value SαD end obtained by multiplying the maximum value D end of the amplitude of the signal generated in the final stage integrator by a constant Sα is set as an optimum variable threshold level Δq. That is, Δq = SαD end is calculated. If this calculation method is used, a result obtained by multiplying a constant uniquely determined by any ΔΣ modulation configuration can be set to an optimum variable threshold level.

このように、最終段となる5番目の積分器55内部の信号の振幅Dendに基づいてΔqを算出すると、この1ビット量子化器56が5番目の積分器55の積分出力に施した量子化処理では、参照する閾値レベルを時間軸に対して適切にランダムに可変とするので、入力信号に依存した歪を発生させることがない。この1ビット出力信号は、出力端子58から導出されると共に、ビット長変換器57に供給される。 In this way, when Δq is calculated based on the amplitude D end of the signal inside the fifth integrator 55 which is the final stage, the 1-bit quantizer 56 applies the quantum applied to the integration output of the fifth integrator 55. In the conversion processing, the threshold level to be referenced is appropriately and randomly varied with respect to the time axis, so that distortion depending on the input signal is not generated. This 1-bit output signal is derived from the output terminal 58 and supplied to the bit length converter 57.

ビット長変換器57は、1ビット量子化器56からの1ビット信号のビット長を変換し、加算器42,45,48,51及び54に負符号を付して帰還する。したがって、各加算器42,45,48,51及び54は、入力端子41及び前段の各積分器43,46,49,52から減衰器44,47,50,53を介して供給される信号からビット長変換器57の出力信号を減算する。   The bit length converter 57 converts the bit length of the 1-bit signal from the 1-bit quantizer 56, adds a negative sign to the adders 42, 45, 48, 51 and 54 and feeds back. Accordingly, the adders 42, 45, 48, 51 and 54 are supplied from the signals supplied from the input terminal 41 and the previous integrators 43, 46, 49 and 52 through the attenuators 44, 47, 50 and 53, respectively. The output signal of the bit length converter 57 is subtracted.

減衰器44,47,50及び53は、係数K1,K2,K3及びK4を用いて、積分器43,46,49及び52の各積分出力を減衰し、加算器45,48,51及び54に供給する。   The attenuators 44, 47, 50, and 53 attenuate the integration outputs of the integrators 43, 46, 49, and 52 using the coefficients K1, K2, K3, and K4, and add them to the adders 45, 48, 51, and 54, respectively. Supply.

このように、このΔΣ変調器40が1ビット量子化器56における量子化処理にて参照する閾値レベルを時間軸に対して適切にランダムに可変とすると、入力信号に依存した歪を発生させることがない。   As described above, when the threshold level referred to by the ΔΣ modulator 40 in the quantization process in the 1-bit quantizer 56 is appropriately and randomly variable with respect to the time axis, distortion depending on the input signal is generated. There is no.

次に、ΔΣ変調器3、40により得られた上記ハイクオリティな1ビット・オーディオ信号を、上記可変ビットレートの映像信号を含むMPEG2-TS信号に多重化するMPEG2-TS信号編集機5について図11を参照して説明する。MPEG2-TS信号編集機5は、ΔΣ変調により得られた1ビット・オーディオ信号23をMPEG2-TS信号21に埋め込み、可変ビットレートの映像信号と1ビット・オーディオ信号を含むMPEG2-TS信号として出力端子70に出力する。   Next, an MPEG2-TS signal editor 5 for multiplexing the high-quality 1-bit audio signal obtained by the ΔΣ modulators 3 and 40 into an MPEG2-TS signal including the video signal of the variable bit rate is illustrated. 11 will be described. The MPEG2-TS signal editor 5 embeds the 1-bit audio signal 23 obtained by the ΔΣ modulation in the MPEG2-TS signal 21 and outputs it as an MPEG2-TS signal including a variable bit rate video signal and a 1-bit audio signal. Output to terminal 70.

このためMPEG2-TS信号編集機5は、上記図2に示した多重化部20から供給されたトランスポートストリームを構成している、連続する複数パケットに所定の時間間隔INTで配置されている基準クロック(PCR)間における上記所定の時間間隔INTを検出するPCR間隔INT検出部63を備える。また、MPEG2-TS信号編集機5は、PCR間隔INT検出部63によって検出された所定の時間間隔INTにおける伝送に不必要なパケットのパケット数を算出する不必要パケット数算出部64と、不必要パケット数算出部64によって算出された不要パケット数の最小値を算出する最小不要パケット数値検出部(最小パケット数値検出と図示する)68とを備える。また、MPEG2-TS信号編集機5は、最小不要パケット数値検出部68によって算出された最小の不要パケット数よりも上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含むパケット数が少なければ、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数のパケットを埋め込む埋め込み部69とを備える。   For this reason, the MPEG2-TS signal editor 5 constitutes the transport stream supplied from the multiplexing unit 20 shown in FIG. 2 and is arranged at a predetermined time interval INT among a plurality of continuous packets. A PCR interval INT detector 63 for detecting the predetermined time interval INT between clocks (PCR) is provided. Further, the MPEG2-TS signal editor 5 includes an unnecessary packet number calculation unit 64 that calculates the number of packets that are unnecessary for transmission in the predetermined time interval INT detected by the PCR interval INT detection unit 63, and an unnecessary packet. A minimum unnecessary packet numerical value detection unit (shown as minimum packet numerical value detection) 68 for calculating a minimum value of the number of unnecessary packets calculated by the packet number calculation unit 64; Also, the MPEG2-TS signal editor 5 determines that the total time is less if the number of packets including the 1-bit audio signal per the predetermined time interval is smaller than the minimum number of unnecessary packets calculated by the minimum unnecessary packet value detection unit 68. And an embedding unit 69 for embedding a plurality of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval in the interval.

PCR間隔INT検出部63は、トランスポートストリーム多重化部20から供給されたトランスポートストリームを構成している、連続する複数パケットに所定の時間間隔INTで配置されている時間情報である、基準クロック(PCR)をまず抽出し、抽出した基準クロック(PCR)における所定の時間間隔INTを検出する。上述したように、MPEG2-TSは、時間情報PCRを含むパケットを伝送することができる。PCRは復号器で参照される時間情報を含み、符号器側で意図した時間に復号器の時刻を設定できる仕組みになっている。MPEG2-TSにおいてPCRは一定間隔で伝送され、その間隔は0.1秒以下と定められている。例えば、トランスポートストリームを構成している、連続する複数パケットに、PCRが上記多重化部20において、0.03秒間隔で配置されているとする。PCR間隔INT検出部63は、トランスポート・パケットのアダプテーションフィールドから、PCRを検出する。そして、隣接のPCR間の時間間隔(インターバルINT)を検出する。   The PCR interval INT detection unit 63 is a reference clock that is time information arranged in a predetermined time interval INT in a plurality of consecutive packets constituting the transport stream supplied from the transport stream multiplexing unit 20. (PCR) is first extracted, and a predetermined time interval INT in the extracted reference clock (PCR) is detected. As described above, MPEG2-TS can transmit a packet including time information PCR. The PCR includes time information referred to by the decoder, and is configured so that the time of the decoder can be set at the time intended on the encoder side. In MPEG2-TS, PCR is transmitted at regular intervals, and the interval is set to 0.1 seconds or less. For example, it is assumed that PCRs are arranged at intervals of 0.03 seconds in the multiplexing unit 20 in a plurality of continuous packets constituting the transport stream. The PCR interval INT detection unit 63 detects PCR from the adaptation field of the transport packet. Then, a time interval (interval INT) between adjacent PCRs is detected.

不必要パケット数算出部64は、所定の時間間隔INTにおける伝送可能パケット数を算出する第1のパケット数算出部65と、所定の各時間間隔INTにおける上記映像信号を含むパケット中の映像信号とパケット化のための必須情報との合計の第2のパケット数を算出する第2のパケット数算出部66と、第1のパケット数算出部65によって算出された所定の各時間間隔INTにおける第1のパケット数と第2のパケット数算出部66によって算出された所定の各時間間隔における第2のパケット数とのパケット数差を算出するパケット数差算出部67を備える。   The unnecessary packet number calculation unit 64 calculates the number of packets that can be transmitted at a predetermined time interval INT, and the video signal in the packet including the video signal at each predetermined time interval INT. A second packet number calculation unit 66 that calculates a total second packet number with essential information for packetization, and a first time at each predetermined time interval INT calculated by the first packet number calculation unit 65 And a packet number difference calculation unit 67 for calculating a packet number difference between the second packet number and the second packet number at each predetermined time interval calculated by the second packet number calculation unit 66.

最小不要パケット数値検出部68は、不必要パケット数算出部64によって算出された不要パケット数の最小値を算出する。   The minimum unnecessary packet numerical value detection unit 68 calculates the minimum value of the number of unnecessary packets calculated by the unnecessary packet number calculation unit 64.

データ埋め込み部69は、所定時間間隔INT当たりに必要な1ビット・オーディオ信号を含むパケット数を算出し、上記不要パケット数の最小値と比較し、不要パケット数の最小値よりも少ないときには、全時間間隔に1ビット・オーディオ信号を含む複数パケットを埋め込む。   The data embedding unit 69 calculates the number of packets including the 1-bit audio signal necessary per predetermined time interval INT, compares the number with the minimum value of the number of unnecessary packets, and if less than the minimum value of the number of unnecessary packets, A plurality of packets including a 1-bit audio signal are embedded in a time interval.

次に、MPEG2-TS信号編集機5の動作について図12〜図14のフローチャート、図15及び図16の概念図を参照して説明する。   Next, the operation of the MPEG2-TS signal editor 5 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 12 to 14 and the conceptual diagrams of FIGS.

先ず、MPEG2-TS信号編集機5は、PCR間隔INT検出部63にてi=0とし(ステップS1)、PCR間隔INTiを検出する(ステップS2)。図15(a)で示すと、隣接するPCRnとPCRn+1を検出し、その所定間隔INT0を検出する。   First, the MPEG2-TS signal editor 5 sets i = 0 in the PCR interval INT detector 63 (step S1), and detects the PCR interval INTi (step S2). As shown in FIG. 15A, adjacent PCRn and PCRn + 1 are detected, and the predetermined interval INT0 is detected.

ステップS3では、不必要パケット数算出部64を用いて所定間隔INT0における不必要パケット数を算出する。このとき、不必要パケット数算出処理部64は、図13に示す、ステップS11〜ステップS13のサブルーチンを処理する。ステップS11にて第1のパケット数算出部65により、所定間隔INT0における伝送可能パケット数を、ビットレートとINT0から算出する。ステップS12にて第2のパケット数算出部66により、所定間隔INT0における映像信号を含むパケット中の映像信号80とパケット化必須情報83のパケット数を算出する。図15において所定間隔INT0の伝送可能パケット数には、上記映像信号80と、MPEG2オーディオデータ(AAC)81が含まれている。パケット化必須情報83は含まれていない。ステップS13にてパケット数差算出部67は、第1のパケット数(伝送可能パケット数)と上記映像信号を含むパケット中の映像信号80とのパケット数差を算出する。これにより、図15(b)に示すINT0における不必要パケット84のパケット数を算出できる。   In step S3, the number of unnecessary packets in the predetermined interval INT0 is calculated using the unnecessary packet number calculation unit 64. At this time, the unnecessary packet number calculation processing unit 64 processes a subroutine of steps S11 to S13 shown in FIG. In step S11, the first packet number calculator 65 calculates the number of packets that can be transmitted at a predetermined interval INT0 from the bit rate and INT0. In step S12, the second packet number calculator 66 calculates the number of packets of the video signal 80 and the packetization essential information 83 in the packet including the video signal at the predetermined interval INT0. In FIG. 15, the video signal 80 and MPEG2 audio data (AAC) 81 are included in the number of packets that can be transmitted at a predetermined interval INT0. The packetization essential information 83 is not included. In step S13, the packet number difference calculation unit 67 calculates the packet number difference between the first packet number (the number of transmittable packets) and the video signal 80 in the packet including the video signal. As a result, the number of unnecessary packets 84 in INT0 shown in FIG. 15B can be calculated.

ステップS4ではi=i+1とし、ステップS5にてi=ENDと判定されるまでステップS2〜ステップS4の処理を繰り返す。ステップS5にてi=ENDと判定された時点では、図15(b)に示すように、各INT0、INT1、・・・INT8・・・における不必要パケット84のパケット数が算出できることになる。なお、INT4及びINT7では、上記映像信号80とパケット化必須情報83を除いた分の不必要パケット84のパケット数が算出されている。   In step S4, i = i + 1 is set, and steps S2 to S4 are repeated until it is determined in step S5 that i = END. When it is determined in step S5 that i = END, as shown in FIG. 15B, the number of unnecessary packets 84 in each of INT0, INT1,. Note that in INT4 and INT7, the number of unnecessary packets 84 excluding the video signal 80 and the packetization essential information 83 is calculated.

ステップS6では、最小不要パケット数値検出部68を用いて不必要パケット84のパケット数の最小値dunを検出する。図15の場合、ITN2の不必要パケット84のパケット数が最小値dunの不必要パケット85となる。   In step S6, the minimum unnecessary packet numerical value detection unit 68 is used to detect the minimum value dun of the number of unnecessary packets 84. In the case of FIG. 15, the number of unnecessary packets 84 of ITN2 is the unnecessary packet 85 having the minimum value dun.

ステップS7では、データ埋め込み部69を用いて、PCR所定間隔INTに必要な1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット86が、パケット数が最小値dunの不必要パケット85より少なければ、全INTに1ビット・オーディオ信号を含む複数のTSパケットを埋める。このとき、データ埋め込み部69は、図14に示す、ステップS21〜ステップS23のサブルーチンを処理する。ステップS21にて所定間隔INTiに必要な1ビット・オーディオ信号を含むパケット数(dΣΔ)を算出する。ステップS22にてPCR所定間隔INTに必要な1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット86(図15(b))の数dΣΔと、不必要パケット85(図15(b))のパケット数の最小値dunとを比較する。ここで、上記TSパケットの数dΣΔが上記最小値dunよりも小さければ(YES)、ステップS23に進み、全INTに1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット数dΣΔのTSパケット86を埋め込む。   In step S7, if the TS packet 86 including the 1-bit audio signal necessary for the PCR predetermined interval INT is smaller than the unnecessary packet 85 having the minimum value dun using the data embedding unit 69, 1 is added to all INTs. Fill multiple TS packets containing bit audio signals. At this time, the data embedding unit 69 processes a subroutine of steps S21 to S23 shown in FIG. In step S21, the number of packets (dΣΔ) including the 1-bit audio signal necessary for the predetermined interval INTi is calculated. In step S22, the number dΣΔ of TS packets 86 (FIG. 15B) including 1-bit audio signals necessary for the PCR predetermined interval INT and the minimum number of unnecessary packets 85 (FIG. 15B). Compare with dun. If the number of TS packets dΣΔ is smaller than the minimum value dun (YES), the process proceeds to step S23, and TS packets 86 of the TS packet number dΣΔ including 1-bit audio signals are embedded in all INTs.

例えば、図15(b)における不必要TSパケット85の最小値dunが、不必要パケット数算出部64及び最小不要パケット数値検出部68の処理を通してパケット数150であったとする。   For example, assume that the minimum value dun of the unnecessary TS packet 85 in FIG. 15B is 150 packets through the processing of the unnecessary packet number calculation unit 64 and the minimum unnecessary packet numerical value detection unit 68.

1ビット・オーディオ信号は、DSD(ダイレクトストリームデジタル)の規定から1フレームを75Hzとしている。75フレームで1秒(s)となり、1フレームは52パケットからなるので、1s当たり3900パケットとなる。図15においてPCRは0.03秒間隔で配置されているとき、INT=0.03秒であるので、PCR時間間隔INT当たり、3900×0.03=117パケットとなる。つまり、INT当たり117パケット(dΣΔ)の1ビットオーディオ信号を含むTSパケットとなる。   A 1-bit audio signal has a frame of 75 Hz in accordance with DSD (Direct Stream Digital) regulations. 75 frames are 1 second (s), and one frame consists of 52 packets, so 3900 packets per s. In FIG. 15, when PCR is arranged at intervals of 0.03 seconds, since INT = 0.03 seconds, 3900 × 0.03 = 117 packets per PCR time interval INT. That is, it becomes a TS packet including 1-bit audio signal of 117 packets (dΣΔ) per INT.

データ埋め込み部69は、図14のステップS22にて、dΣΔ(117パケット)とdun(150パケット)とを比較する。この場合、不必要TSパケット85の最小値dunが大であるので、YESと判定され、ステップS23に進み、データ埋め込み部69は、全INTに1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット数dΣΔのTSパケット86を埋め込む。   In step S22 of FIG. 14, the data embedding unit 69 compares dΣΔ (117 packets) with dun (150 packets). In this case, since the minimum value dun of the unnecessary TS packet 85 is large, it is determined YES and the process proceeds to step S23, where the data embedding unit 69 has the TS packet number dΣΔ including 1-bit audio signals in all INTs. The packet 86 is embedded.

この結果、図15(c)に示すように、全INTにわたって映像信号を含むTSパケット80に1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット86を、Aビットレートを変更することなく多重化することができる。INT4及びINT7には、さらにパケット化必須情報83も多重化されている。最後に、MPEG2-TSの伝送に必要な情報を含むTSパケットに、1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの情報を追加する。具体的には、パケット化必須情報83中のPSI情報のMPEG2オーディオデータAACに関する記述を、ΣΔ変調により得られるDSDに関する記述に書き換える。   As a result, as shown in FIG. 15C, a TS packet 86 including a 1-bit audio signal can be multiplexed into a TS packet 80 including a video signal over all INTs without changing the A bit rate. . Further, the packetization essential information 83 is multiplexed in INT4 and INT7. Finally, TS packet information including a 1-bit audio signal is added to a TS packet including information necessary for MPEG2-TS transmission. Specifically, the description relating to the MPEG2 audio data AAC in the PSI information in the packetization essential information 83 is rewritten to a description relating to DSD obtained by ΣΔ modulation.

MPEG2-TS信号編集機5にあって、データ埋め込み部69は、所定時間間隔INT当たりに必要な1ビット・オーディオ信号を含むパケット数が、上記不要パケット数の最小値よりも多いときには、その差分のパケット数と同数の無効NULLパケットを全時間間隔に埋め込んでから、全時間間隔にTSパケット数dΣΔのTSパケット86を埋め込む。   In the MPEG2-TS signal editor 5, the data embedding unit 69 determines the difference when the number of packets including the 1-bit audio signal required per predetermined time interval INT is larger than the minimum number of unnecessary packets. The number of invalid null packets equal to the number of packets is embedded in the entire time interval, and then the TS packets 86 having the TS packet number dΣΔ are embedded in the entire time interval.

このため、データ埋め込み部69は、図14のフローチャートにあって、ステップS22の分岐にてNO、つまり1ビット・オーディオ信号を含むパケット数が、上記不要パケット数の最小値よりも多いと判断されたときには、ステップS24に進む。ステップS24にあって、データ埋め込み部69は、(dΣΔ−dun)以上のNULLデータを全INTに亘って埋め込む。この後、ステップS23にて、全INTに1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットを埋め込む。最後に、MPEG2-TSの伝送に必要な情報を含むTSパケットに、1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの情報を追加する。   Therefore, in the flowchart of FIG. 14, the data embedding unit 69 determines that the number of packets including NO, that is, a 1-bit audio signal, is greater than the minimum number of unnecessary packets in the branch of step S22. If so, the process proceeds to step S24. In step S24, the data embedding unit 69 embeds NULL data equal to or larger than (dΣΔ−dun) over all INTs. Thereafter, in step S23, TS packets including 1-bit audio signals are embedded in all INTs. Finally, TS packet information including a 1-bit audio signal is added to a TS packet including information necessary for MPEG2-TS transmission.

図16の概念図を用いて、MPEG2-TS信号編集機5が上記ステップS22の分岐にてNOを選択し、ステップS24の処理後、ステップS23でパケット埋め込みをする一連の処理を説明する。   A series of processes in which the MPEG2-TS signal editor 5 selects NO in the branch of step S22 and performs packet embedding in step S23 after the process of step S24 will be described using the conceptual diagram of FIG.

図16(b)に示すように、各INT0、INT1、・・・INT8・・・における不必要パケット84のパケット数が算出できたとする。なお、INT4及びINT7では、上記映像信号80とパケット化必須情報83を除いた分の不必要パケット84のパケット数が算出されている。   Assume that the number of unnecessary packets 84 in each of INT0, INT1,... INT8. Note that in INT4 and INT7, the number of unnecessary packets 84 excluding the video signal 80 and the packetization essential information 83 is calculated.

次に、MPEG2-TS信号編集機5は、図12のフローチャートのステップS6で、最小不要パケット数値検出部68を用いて不必要パケット84のパケット数の最小値dunを検出する。図16の場合、ITN5の不必要パケット84のパケット数が最小値dunの不必要パケット85となる。   Next, the MPEG2-TS signal editor 5 detects the minimum value dun of the number of unnecessary packets 84 using the minimum unnecessary packet numerical value detecting unit 68 in step S6 of the flowchart of FIG. In the case of FIG. 16, the number of unnecessary packets 84 of ITN5 is the unnecessary packet 85 having the minimum value dun.

次に、MPEG2-TS信号編集機5は、データ埋め込み部69を用いて、PCR所定間隔INTに必要な1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット86のパケット数が、パケット数最小値dunの不必要パケット85より少ないか否かを図12のステップS7のサブルーチンのステップS22(図14)にてチェックする。図16(b)に示すように、PCR所定間隔INTに必要な1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット86のパケット数が、パケット数最小値dunの不必要パケット85よりも多い。このため、このまま上記図15(c)と同様に、全INTにわたって映像信号を含むTSパケット80に1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット86を多重化すると、図16(c)に示すように1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット86がAビットレートから、INT0、INT5、INT8であふれてしまうことになる。これでは、多重化したトランスポート・ストリームを伝送することができない。   Next, the MPEG2-TS signal editor 5 uses the data embedding unit 69 and the number of TS packets 86 including the 1-bit audio signal necessary for the PCR predetermined interval INT is not required to be the packet number minimum value dun. It is checked in step S22 (FIG. 14) of the subroutine of step S7 in FIG. As shown in FIG. 16B, the number of TS packets 86 including the 1-bit audio signal necessary for the PCR predetermined interval INT is larger than the unnecessary packets 85 having the packet number minimum value dun. For this reason, as in FIG. 15C, if the TS packet 86 including the 1-bit audio signal is multiplexed with the TS packet 80 including the video signal over the entire INT, 1 as shown in FIG. The TS packet 86 including the bit audio signal overflows from the A bit rate with INT0, INT5, and INT8. This makes it impossible to transmit a multiplexed transport stream.

そこで、MPEG2-TS信号編集機5は、データ埋め込み部69を用いたステップS24の処理により、(dΣΔ−dun)以上のNULLデータを全INTに亘って埋め込む。この後、ステップS23にて、全INTに1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットを埋め込む。最後に、MPEG2-TSの伝送に必要な情報を含むTSパケットに、1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの情報を追加する。これにより、図16(d)に示すように、互いに隣接する二つのINT間において、同数(dΣΔ−dun)づつのTSパケットを挿入することにより、MPEG2-TS全体のビットレートを図16(d)に示すようにAビットレートよりも高いBビットレートにすることができる。   Therefore, the MPEG2-TS signal editor 5 embeds NULL data equal to or greater than (dΣΔ-un) over all INTs by the process of step S24 using the data embedding unit 69. Thereafter, in step S23, TS packets including 1-bit audio signals are embedded in all INTs. Finally, TS packet information including a 1-bit audio signal is added to a TS packet including information necessary for MPEG2-TS transmission. As a result, as shown in FIG. 16D, by inserting the same number (dΣΔ-dun) of TS packets between two adjacent INTs, the bit rate of the entire MPEG2-TS is changed to that shown in FIG. ), The B bit rate can be higher than the A bit rate.

なお、図1に示した多重化装置1は、MPEG2-TS信号編集機5の代わりに、図17に示す構成のMPEG2-TS信号編集機75を用いてもよい。このMPEG2-TS信号編集機75がMPEG2-TS信号編集機5と異なるのは、不必要パケット数算出部64で算出されたパケット数の不要パケットを無効データ置き換え部76でNULLデータに置き換える点である。無効データ置き換え部76で不要パケットに置き換えられたすべての時間間隔INTのNULLパケットは、最小パケット数検出部68により最小パケット数が検出される。この最小パケット数検出部68で検出されたNULLパケットの最小値(B)は、データ埋め込み部69内部にて、PCR間のINTに必要な1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの数(A)と比較される。   Note that the multiplexing apparatus 1 shown in FIG. 1 may use an MPEG2-TS signal editor 75 having the configuration shown in FIG. 17 instead of the MPEG2-TS signal editor 5. The MPEG2-TS signal editor 75 is different from the MPEG2-TS signal editor 5 in that unnecessary packets having the number of packets calculated by the unnecessary packet number calculation unit 64 are replaced with null data by the invalid data replacement unit 76. is there. The minimum number of packets is detected by the minimum packet number detection unit 68 for all null packets of the time interval INT that have been replaced with unnecessary packets by the invalid data replacement unit 76. The minimum value (B) of the NULL packet detected by the minimum packet number detection unit 68 is the number of TS packets including a 1-bit audio signal necessary for INT between PCRs in the data embedding unit 69 (A). Compared with

データ埋め込み部69は、NULLパケットの最小値(B)と1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの数(A)とを比較した結果、(A−B)>0でなければ、つまりNULLパケットの最小値(B)が1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの数(A)よりも大であるならば、NULLパケット部分を1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットに置き換える。また、(A−B)>0であれば、つまりNULLパケットの最小値(B)が1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの数(A)よりも小であるならば、(A−B)個のNULLパケットをMPEG2-TS信号全体に亘ってINT毎に挿入してから、NULLパケット部分を1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットに置き換える。   The data embedding unit 69 compares the minimum value (B) of the null packet with the number (TS) of TS packets including the 1-bit audio signal. As a result, if (A−B)> 0 is not satisfied, If the minimum value (B) is larger than the number (A) of TS packets including a 1-bit audio signal, the NULL packet portion is replaced with a TS packet including a 1-bit audio signal. If (A−B)> 0, that is, if the minimum value (B) of the NULL packet is smaller than the number (A) of TS packets including a 1-bit audio signal, (A−B) Null packets are inserted into the entire MPEG2-TS signal for each INT, and the null packet portion is replaced with a TS packet including a 1-bit audio signal.

このMPEG2-TS信号編集機75の処理手順を図18のフローチャートを用いて説明する。先ず、MPEG2-TS信号編集機75は、図11に構成を示した不必要パケット数算出部64の第1のパケット数算出部65、第2のパケット数算出部及びパケット数差算出部67により、不必要パケットを算出し、無効データ置き換え部76にてNULLデータに置き換える(ステップS31)。   The processing procedure of the MPEG2-TS signal editor 75 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the MPEG2-TS signal editor 75 uses the first packet number calculation unit 65, the second packet number calculation unit, and the packet number difference calculation unit 67 of the unnecessary packet number calculation unit 64 shown in FIG. Unnecessary packets are calculated and replaced with NULL data by the invalid data replacement unit 76 (step S31).

次に、MPEG2-TS信号編集機75は、データ埋め込み部69により、ステップS32にて上記図14のステップS21と同様に、所定時間間隔INTに必要な1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの数(A)を算出する。   Next, the MPEG2-TS signal editor 75 uses the data embedding unit 69 to determine the number of TS packets including the 1-bit audio signal necessary for the predetermined time interval INT in step S32 as in step S21 of FIG. (A) is calculated.

これと同時又は以前にMPEG2-TS信号編集機75は、ステップS33にて最小パケット数検出部68により、全INTにおけるNULLパケット数の最小値(B)を算出する。   At the same time or before, the MPEG2-TS signal editor 75 calculates the minimum value (B) of the number of null packets in all INTs by the minimum packet number detection unit 68 in step S33.

そして、MPEG2-TS信号編集機75は、データ埋め込み部69により、ステップS34にて、NULLパケットの最小値(B)と1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの数(A)とを比較する。その結果、(A−B)>0でなければ(NO)、ステップS35に進み、NULLパケット部分を1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットに置き換える。ここで、NULLパケットが余った場合は、NULLパケットのままとする。   Then, the MPEG2-TS signal editor 75 uses the data embedding unit 69 to compare the minimum value (B) of the NULL packet with the number (A) of TS packets including the 1-bit audio signal in step S34. As a result, if (A−B)> 0 is not satisfied (NO), the process proceeds to step S35, and the NULL packet portion is replaced with a TS packet including a 1-bit audio signal. Here, if there is a surplus of null packets, the null packet remains unchanged.

ステップS34にて、(A−B)>0であれば、ステップS36に進み、(A−B)個のNULLパケットをMPEG2-TS信号全体に亘ってINT毎に挿入する。その後、ステップS35に進み、NULLパケット部分を1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットに置き換える。ここで、NULLパケットが余った場合は、NULLパケットのままとする。   If (A−B)> 0 in step S34, the process proceeds to step S36, and (A−B) NULL packets are inserted for each INT over the entire MPEG2-TS signal. Thereafter, the process proceeds to step S35, where the NULL packet portion is replaced with a TS packet including a 1-bit audio signal. Here, if there is a surplus of null packets, the null packet remains unchanged.

最後に、ステップS35にて、MPEG2-TS信号編集機75は、データ埋め込み部69により、MPEG2-TSの伝送に必要な情報を含むTSパケットに1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの情報を追加する。   Finally, in step S35, the MPEG2-TS signal editor 75 adds the information of the TS packet including the 1-bit audio signal to the TS packet including the information necessary for MPEG2-TS transmission by the data embedding unit 69. To do.

図19及び図20は、映像信号を含むTSパケット90とNULLパケット91の数と、ビットレートとの関係を概念的に表した図である。図19(a)に示すように、AビットレートのMPEG2-TSストリームにあって、映像信号を含むTSパケット90を除いた不要なTSパケットをNULLパケット91に置き換えたとき、充分なNULLパケット91が確保されているのであれば、図19(b)に示すようにNULLパケット91部分を1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット92に置換しても、Aビットレートを変更することがないため、MPEG2-TSの伝送に影響はない。   19 and 20 are diagrams conceptually showing the relationship between the number of TS packets 90 and NULL packets 91 including a video signal and the bit rate. As shown in FIG. 19A, when an unnecessary TS packet except an TS packet 90 including a video signal in an MPEG2-TS stream of A bit rate is replaced with a NULL packet 91, a sufficient NULL packet 91 is obtained. If the NULL packet 91 portion is replaced with a TS packet 92 including a 1-bit audio signal as shown in FIG. 19B, the A bit rate does not change. There is no effect on MPEG2-TS transmission.

しかし、図20(a)に示すように充分なNULLパケットが確保されいていない場合、NULLパケット部分を1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット92に置換しようとしても、MPEG2-TSのAビットレートからあふれてしまう。そこで、MPEG2-TS信号編集機75は、図18のステップS36にて(A−B)個のNULLパケットをMPEG2-TS信号全体にわたってPCR間、つまり全INTに挿入してビットレートを高くすることで対応する。MPEG2-TSストリーム全体のビットレートを、BビットレートのようにAビットレートよりも高くし、充分なNULLパケット部分を確保する。その後、確保したNULLパケット部分をステップS35にて1ビット・オーディオ信号を含むTSパケット92に置換することで、図20(b)に示すように1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットがあふれることなく、MPEG2-TS信号として伝送できるようになる。すなわち、可変ビットレートの映像信号との多重化ができたことになる。最後に、MPEG2-TS信号の伝送に必要な情報を含むTSパケットに1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの情報を追加し、多重化を終了させる。   However, as shown in FIG. 20 (a), when a sufficient NULL packet is not secured, even if an attempt is made to replace the NULL packet portion with a TS packet 92 including a 1-bit audio signal, the MPEG2-TS A bit rate is determined. It overflows. Therefore, the MPEG2-TS signal editor 75 increases the bit rate by inserting (AB) NULL packets between the PCRs, that is, all INTs over the entire MPEG2-TS signal in step S36 of FIG. Correspond with. The bit rate of the entire MPEG2-TS stream is set higher than the A bit rate like the B bit rate, and a sufficient NULL packet portion is secured. Thereafter, the secured NULL packet portion is replaced with a TS packet 92 including a 1-bit audio signal in step S35, so that the TS packet including the 1-bit audio signal does not overflow as shown in FIG. It can be transmitted as an MPEG2-TS signal. That is, multiplexing with a variable bit rate video signal has been completed. Finally, the information of the TS packet including the 1-bit audio signal is added to the TS packet including the information necessary for transmission of the MPEG2-TS signal, and the multiplexing is finished.

なお、本実施の形態では、2chの1ビット・オーディオ信号を用いたが、マルチチャンネルの1ビット・オーディオ信号でも対応可能である。この場合、所定時間間隔INTに必要な1ビット・オーディオ信号を含むTSパケットの数(A)は、2chのときよりも多くなる。   In this embodiment, a 2-channel 1-bit audio signal is used. However, a multi-channel 1-bit audio signal can be used. In this case, the number (A) of TS packets including the 1-bit audio signal necessary for the predetermined time interval INT is larger than that in the case of 2ch.

また、図21には、上記図1の多重化装置1によって多重化されて、伝送されて来たMPEG2-TSを復号するMPEG2-TS基準デコーダ100の構成を示す。入力端子に供給されたMPEG2-TSは、各々の復号装置に対するトランスポート・パケットを時分割多重したものであり、切り換えスイッチ101によってヘッダ情報の内容識別情報であるPIDに応じて切り換えられ、ビデオデコーダ部103、1ビット・オーディオ信号デコーダ部104・・・及びその他のデコーダ部105の、それぞれ対応するTSバッファ106、112及び115にそれぞれ送られる。   FIG. 21 shows the configuration of an MPEG2-TS reference decoder 100 that decodes MPEG2-TS multiplexed and transmitted by the multiplexer 1 of FIG. The MPEG2-TS supplied to the input terminal is a time-division multiplexed transport packet for each decoding device, and is switched by the changeover switch 101 according to the PID which is the content identification information of the header information. Are sent to the corresponding TS buffers 106, 112, and 115 of the decoder 103, the 1-bit audio signal decoder 104,.

ビデオデコーダ部103のTSバッファ106、オーディオデコーダ部104のTSバッファ112、その他のデコーダ部105のTSバッファ115は、各512バイトの容量を持つ。TSバッファ106、112及び115にて各512バイトの容量でバッファリングされたビデオデータ、DSDオーディオデータ、及びその他のデータは、システムターゲットデコーダ(STD:System Target Decoder)バッファとなるメインバッファ107、113、及び116にてバッファリングされる。   The TS buffer 106 of the video decoder unit 103, the TS buffer 112 of the audio decoder unit 104, and the TS buffer 115 of the other decoder units 105 each have a capacity of 512 bytes. Video data, DSD audio data, and other data buffered by the TS buffers 106, 112, and 115 with a capacity of 512 bytes each are main buffers 107, 113 that serve as system target decoder (STD) buffers. , And 116.

メインバッファ107でバッファリングされたビデオデータは、エレメンタリーストリームESバッファ108を介してビデオデコーダ109に送られ、オーディオ用メインバッファ113から読み出されたデータは、オーディオデコーダ114に送られ、その他のメインバッファ116から読み出されたデータはシステムデコーダ117に送られる。   The video data buffered in the main buffer 107 is sent to the video decoder 109 via the elementary stream ES buffer 108, and the data read from the audio main buffer 113 is sent to the audio decoder 114, and the other Data read from the main buffer 116 is sent to the system decoder 117.

システムデコーダ117からのシステム制御に関するデコードデータは、ビデオデコーダ109及びオーディオデコーダ114に送られる。   Decoded data related to system control from the system decoder 117 is sent to the video decoder 109 and the audio decoder 114.

ビデオデコーダ145は、上記システムデコーダ117からのシステム制御に関するデコードデータにしたがって上記ビデオデータをデコードする。このとき、デコードデータが、いわゆるIピクチャ(フレーム内符号化画像)やPピクチャ(順方向予測符号化画像)の場合には、遅延バッファ110を介して切り換えスイッチ111の一方の被選択端子に送られ、Bピクチャ(双方向予測符号化画像)の場合には他方の被選択端子に送られて、この切り換えスイッチ111からの出力がビデオ出力として取り出される。   The video decoder 145 decodes the video data according to the decode data related to system control from the system decoder 117. At this time, if the decoded data is a so-called I picture (intra-frame encoded image) or P picture (forward prediction encoded image), the decoded data is sent to one selected terminal of the changeover switch 111 via the delay buffer 110. In the case of a B picture (bidirectional predictive encoded image), it is sent to the other selected terminal, and the output from the changeover switch 111 is taken out as a video output.

オーディオデコーダ114は、上記システムデコーダ117からのシステム制御に関するデコードデータにしたがって上記DSDデータをデコードし、オーディオ出力として導出する。   The audio decoder 114 decodes the DSD data in accordance with the decode data related to system control from the system decoder 117, and derives it as an audio output.

本発明の実施の形態の多重化装置のブロック図である。It is a block diagram of the multiplexing apparatus of embodiment of this invention. MPEG2多重化装置のブロック図である。1 is a block diagram of an MPEG2 multiplexing device. トランスポートストリーム(TS)の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a transport stream (TS). アダプテーションフィールドがあるTSパケット構造を示す図である。It is a figure which shows TS packet structure with an adaptation field. PSI(プログラム仕様情報:Program Specific Information)が入るTSパケットのペイロード部分を示す図である。It is a figure which shows the payload part of TS packet in which PSI (Program Specification Information: Program Specific Information) enters. 階層データ構造の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a hierarchical data structure. 多重化部にて多重化され、MPEG2-TS信号編集機に入力するトランスポートストリーム(TS)の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the transport stream (TS) multiplexed by the multiplexing part and input into an MPEG2-TS signal editing machine. ΔΣ変調器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a delta-sigma modulator. 1ビット量子化器の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of a 1 bit quantizer. 5次のΔΣ変調器の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a fifth-order ΔΣ modulator. MPEG2-TS信号編集機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an MPEG2-TS signal editing machine. MPEG2-TS信号編集機の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of an MPEG2-TS signal editing machine. 不必要パケット数算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an unnecessary packet number calculation process. パケット埋め込み処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a packet embedding process. MPEG2-TS信号編集機の動作を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating operation | movement of an MPEG2-TS signal editing machine. MPEG2-TS信号編集機の他の動作を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating other operation | movement of an MPEG2-TS signal editing machine. MPEG2-TS信号編集機の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of an MPEG2-TS signal editing machine. 他のMPEG2-TS信号編集機の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the other MPEG2-TS signal editing machine. 他のMPEG2-TS信号編集機の動作を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating operation | movement of the other MPEG2-TS signal editing machine. 他のMPEG2-TS信号編集機の他の動作を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating other operation | movement of other MPEG2-TS signal editing machines. MPEG2-TS基準デコーダの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an MPEG2-TS reference | standard decoder.

符号の説明Explanation of symbols

1 多重化装置、3 ΔΣ変調器、5 MPEG2-TS信号編集機、63 PCR間隔INT検出部、64 不必要パケット数算出部、65 第1のパケット数算出部、66 第2のパケット数算出部、67 パケット数差算出部、68 最小不要パケット数値検出部、69 データ埋め込み部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multiplexer, 3 delta-sigma modulator, 5 MPEG2-TS signal editor, 63 PCR interval INT detection part, 64 Unnecessary packet number calculation part, 65 1st packet number calculation part, 66 2nd packet number calculation part , 67 packet number difference calculation unit, 68 minimum unnecessary packet numerical value detection unit, 69 data embedding unit

Claims (12)

アナログオーディオ信号にΔΣ変調処理を施して得られた1ビットオーディオ信号を固定ビットレートのままに、可変ビットレートの映像信号に多重化する多重化装置であって、
可変ビットレートの映像信号を含む連続する複数パケットに所定の時間間隔で配置されている基準クロックを抽出し、抽出した基準クロック間における上記所定の時間間隔を検出する時間間隔検出手段と、
上記時間間隔検出手段によって検出された所定の各時間間隔における伝送に不必要なパケットのパケット数を算出する不要パケット数算出手段と、
上記不要パケット数算出手段によって算出された不要パケット数の全時間間隔における最小値を算出する最小不要パケット数値検出手段と、
上記最小不要パケット数値検出手段によって検出された最小不要パケット数よりも上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含むパケット数が少なければ、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数のパケットを埋め込む埋め込み手段と
を備えることを特徴とする多重化装置。
A multiplexing device for multiplexing a 1-bit audio signal obtained by subjecting an analog audio signal to ΔΣ modulation processing to a video signal with a variable bit rate while maintaining a fixed bit rate,
Time interval detection means for extracting a reference clock arranged at a predetermined time interval in a plurality of continuous packets including a video signal of a variable bit rate, and detecting the predetermined time interval between the extracted reference clocks;
Unnecessary packet number calculating means for calculating the number of packets unnecessary for transmission in each predetermined time interval detected by the time interval detecting means;
Minimum unnecessary packet numerical value detecting means for calculating a minimum value in all time intervals of the number of unnecessary packets calculated by the unnecessary packet number calculating means;
If the number of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval is smaller than the minimum unnecessary packet number detected by the minimum unnecessary packet numerical value detecting means, the 1-bit audio per predetermined time interval in all time intervals. A multiplexing apparatus comprising: an embedding unit that embeds a plurality of packets including a signal.
上記不要パケット数算出手段は、
上記所定の時間間隔における伝送可能パケット数を算出する第1のパケット数算出手段と、
上記時間間隔検出手段によって検出された所定の各時間間隔における上記映像信号を含むパケット中の映像信号とパケット化のための必須情報との合計の第2のパケット数を算出する第2のパケット数算出手段と、
上記第1のパケット数算出手段によって算出された上記所定の各時間間隔における第1のパケット数と上記第2のパケット数算出手段によって算出された上記所定の各時間間隔における第2のパケット数との各パケット数差を算出するパケット数差算出手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載の多重化装置。
The above unnecessary packet number calculating means
First packet number calculating means for calculating the number of transmittable packets in the predetermined time interval;
Second packet number for calculating the total second packet number of the video signal in the packet including the video signal and the essential information for packetization in each predetermined time interval detected by the time interval detection means A calculation means;
A first packet number at each of the predetermined time intervals calculated by the first packet number calculation means, and a second packet number at the predetermined time intervals calculated by the second packet number calculation means; The multiplexing apparatus according to claim 1, further comprising: a packet number difference calculating unit that calculates a difference in each packet number.
上記埋め込み手段は、
上記所定時間間隔当たりに必要な1ビット・オーディオ信号を含むパケット数を算出し、上記不要パケット数の最小値と比較し、不要パケット数よりも少ないときには、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数のパケットを埋め込むことを特徴とする請求項1記載の多重化装置。
The embedding means is
The number of packets including the 1-bit audio signal necessary per the predetermined time interval is calculated, and compared with the minimum value of the number of unnecessary packets. 2. The multiplexing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of packets including the 1-bit audio signal are embedded.
上記埋め込み手段は、上記所定時間間隔当たりに必要な1ビット・オーディオ信号を含むパケット数を算出し、上記不要パケット数の最小値と比較し、不要パケット数よりも多いときには、その差分のパケット数と同数の無効データパケットを全時間間隔に埋め込んでから、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを埋め込むことを特徴とする請求項3記載の多重化装置。   The embedding means calculates the number of packets including a 1-bit audio signal necessary per the predetermined time interval, compares the number with the minimum value of the number of unnecessary packets, and if the number is larger than the number of unnecessary packets, the difference packet number 4. The multiplexing apparatus according to claim 3, wherein the same number of invalid data packets are embedded in all time intervals, and then a plurality of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval are embedded in all time intervals. 上記不要パケット数算出手段によって算出された上記所定の各時間間隔における不要パケットを、同じパケット数の無効データパケットに置き換える無効データパケット置き換え手段をさらに有し、
上記最小不要パケット数値検出手段は上記無効データパケット置き換え手段によって置き換えられたすべての各時間間隔における各無効データパケットの内、最小値に相当する無効データパケットのパケット数を検出し、
上記埋め込み手段は、上記最小不要パケット数値検出手段により検出された最小値パケット数の無効データパケットよりも少ないパケット数の上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを上記すべての各時間間隔における、無効データに埋め込むことを特徴とする請求項1記載の多重化装置。
Further comprising invalid data packet replacing means for replacing unnecessary packets in the predetermined time intervals calculated by the unnecessary packet number calculating means with invalid data packets having the same number of packets;
The minimum unnecessary packet numerical value detection means detects the number of invalid data packets corresponding to the minimum value among the invalid data packets in each time interval replaced by the invalid data packet replacement means,
The embedding unit includes a plurality of packets including the 1-bit audio signal having a smaller number of packets than the invalid data packet having the minimum number of packets detected by the minimum unnecessary packet numerical value detecting unit. The multiplexing apparatus according to claim 1, wherein the multiplexing apparatus is embedded in the apparatus.
上記埋め込み手段は、上記最小不要パケット数値検出手段により検出された最小値パケット数の無効データパケットよりも、上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットが多いときには、その差分のパケット数と同数の無効データパケットを全時間間隔に埋め込んでから、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを埋め込むことを特徴とする請求項5記載の多重化装置。   When the number of packets including the 1-bit audio signal is larger than the number of invalid data packets with the minimum number of packets detected by the minimum unnecessary packet numerical value detection unit, the embedding unit has the same number of invalid data as the difference number of packets. 6. The multiplexing apparatus according to claim 5, wherein a plurality of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval are embedded in all time intervals after packets are embedded in all time intervals. アナログオーディオ信号にΔΣ変調処理を施して得られた1ビットオーディオ信号を固定ビットレートのままに、可変ビットレートの映像信号に多重化する多重化方法であって、
可変ビットレートの映像信号を含む連続する複数パケットに所定の時間間隔で配置されている基準クロックを抽出し、抽出した基準クロック間における上記所定の時間間隔を検出する時間間隔検出工程と、
上記時間間隔検出工程によって検出された所定の各時間間隔における伝送に不必要なパケットのパケット数を算出する不要パケット数算出工程と、
上記不要パケット数算出工程によって算出された不要パケット数の全時間間隔における最小値を算出する最小不要パケット数値検出工程と、
上記最小不要パケット数値検出工程によって検出された最小不要パケット数よりも上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含むパケット数が少なければ、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数のパケットを埋め込む埋め込み工程と
を備えることを特徴とする多重化方法。
A multiplexing method for multiplexing a 1-bit audio signal obtained by subjecting an analog audio signal to ΔΣ modulation processing to a video signal having a variable bit rate while maintaining a fixed bit rate,
A time interval detection step of extracting a reference clock arranged at a predetermined time interval in a plurality of continuous packets including a video signal having a variable bit rate, and detecting the predetermined time interval between the extracted reference clocks;
An unnecessary packet number calculating step of calculating the number of packets unnecessary for transmission in each predetermined time interval detected by the time interval detecting step;
A minimum unnecessary packet numerical value detecting step for calculating a minimum value in all time intervals of the number of unnecessary packets calculated by the unnecessary packet number calculating step;
If the number of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval is smaller than the minimum unnecessary packet number detected by the minimum unnecessary packet numerical value detection step, the 1-bit audio per predetermined time interval in all time intervals An embedding step of embedding a plurality of packets including a signal.
上記不要パケット数算出工程は、
上記所定の時間間隔における伝送可能パケット数を算出する第1のパケット数算出工程と、
上記時間間隔検出工程によって検出された所定の各時間間隔における上記映像信号を含むパケット中の映像信号とパケット化のための必須情報との合計の第2のパケット数を算出する第2のパケット数算出工程と、
上記第1のパケット数算出工程によって算出された上記所定の各時間間隔における第1のパケット数と上記第2のパケット数算出手段によって算出された上記所定の各時間間隔における第2のパケット数との各パケット数差を算出するパケット数差算出工程と
を備えることを特徴とする請求項7記載の多重化方法。
The unnecessary packet number calculating step
A first packet number calculating step of calculating the number of transmittable packets in the predetermined time interval;
The second packet number for calculating the total second packet number of the video signal in the packet including the video signal and the essential information for packetization in each predetermined time interval detected by the time interval detection step. A calculation process;
A first number of packets in each of the predetermined time intervals calculated by the first packet number calculation step, and a second number of packets in the predetermined time intervals calculated by the second packet number calculating means; The multiplexing method according to claim 7, further comprising: a packet number difference calculating step of calculating each packet number difference.
上記埋め込み工程は、
上記所定時間間隔当たりに必要な1ビット・オーディオ信号を含むパケット数を算出し、上記不要パケット数の最小値と比較し、不要パケット数よりも少ないときには、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数のパケットを埋め込むことを特徴とする請求項7記載の多重化方法。
The embedding step is
The number of packets including the 1-bit audio signal necessary per the predetermined time interval is calculated, and compared with the minimum value of the number of unnecessary packets. 8. The multiplexing method according to claim 7, wherein a plurality of packets including the 1-bit audio signal are embedded.
上記埋め込み工程は、上記所定時間間隔当たりに必要な1ビット・オーディオ信号を含むパケット数を算出し、上記不要パケット数の最小値と比較し、不要パケット数よりも多いときには、その差分のパケット数と同数の無効データパケットを全時間間隔に埋め込んでから、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを埋め込むことを特徴とする請求項9記載の多重化方法。   In the embedding step, the number of packets including the 1-bit audio signal necessary per the predetermined time interval is calculated, and compared with the minimum value of the number of unnecessary packets. 10. The multiplexing method according to claim 9, wherein the same number of invalid data packets are embedded in all time intervals, and then a plurality of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval are embedded in all time intervals. 上記不要パケット数算出工程によって算出された上記所定の各時間間隔における不要パケットを、同じパケット数の無効データパケットに置き換える無効データパケット置き換え工程をさらに有し、
上記最小不要パケット数値検出工程は上記無効データパケット置き換え工程によって置き換えられたすべての各時間間隔における各無効データパケットの内、最小値に相当する無効データパケットのパケット数を検出し、
上記埋め込み工程は、上記最小不要パケット数値検出工程により検出された最小値パケット数の無効データパケットよりも少ないパケット数の上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを上記すべての各時間間隔における、無効データに埋め込むことを特徴とする請求項7記載の多重化方法。
An invalid data packet replacement step of replacing unnecessary packets in the predetermined time intervals calculated by the unnecessary packet number calculation step with invalid data packets having the same number of packets;
The minimum unnecessary packet numerical value detection step detects the number of invalid data packets corresponding to the minimum value among the invalid data packets in all the time intervals replaced by the invalid data packet replacement step,
In the embedding step, invalid data in each of the time intervals is divided into a plurality of packets including the 1-bit audio signal having a smaller number of packets than the invalid data packet having the minimum number of packets detected in the minimum unnecessary packet numerical value detection step. The multiplexing method according to claim 7, wherein the multiplexing method is embedded in.
上記埋め込み工程は、上記最小不要パケット数値検出工程により検出された最小値パケット数の無効データパケットよりも、上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットが多いときには、その差分のパケット数と同数の無効データパケットを全時間間隔に埋め込んでから、全時間間隔に上記所定時間間隔当たりの上記1ビットオーディオ信号を含む複数パケットを埋め込むことを特徴とする請求項11記載の多重化方法。
In the embedding step, when there are more plural packets including the 1-bit audio signal than the invalid data packet having the minimum number of packets detected in the minimum unnecessary packet numerical value detecting step, the same number of invalid data as the number of packets of the difference is included. 12. The multiplexing method according to claim 11, wherein a plurality of packets including the 1-bit audio signal per predetermined time interval are embedded in all time intervals after packets are embedded in all time intervals.
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