JP3364335B2 - ビットレート制御機能を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン映像や音
声からなる複数のプログラム（マルチプログラム）を１
つのビットストリームに多重して伝送する技術に係わ
り、特にマルチプログラムを構成する各番組ごとの情報
量に従ってそれぞれのプログラムの伝送ビットレートを
制御することによって伝送容量の効率利用を図ったマル
チプログラム符号化・伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル圧縮技術の進歩によって、上
記種類のマルチプログラムを１つのビットストリームに
多重して伝送することが可能となる。この場合、全伝送
ビットレートが一定のもとで、すべてのプログラムを固
定のビットレートで符号化・伝送する方法と、プログラ
ムの内容に応じてビットレートを可変的に配分して符号
化・伝送する方法が考えられる。

【０００３】プログラム内容によって各プログラムで発
生する情報量は変化し、その時間的な変動はプログラム
毎に異なっている。言い換えれば、あるプログラムの発
生情報量が多くとも、その時に他のプログラムの発生情
報量が少なければ、全体の伝送量を一定に保ったまま伝
送容量の融通が可能となる。各プログラムを固定ビット
レートで符号化する場合では、発生情報量が多い時は粗
い量子化を行ってデータ量を減少させようとし、逆に発
生情報量が少ない時は必要以上に細かい量子化を行って
データ量を増加させようとする。すなわち、一方では伝
送容量の不足を生じ、他方では無駄を生じている。した
がって、マルチプログラム符号化・伝送では、効率的な
伝送を行うため各プログラムを固定ビットレートで符号
化・伝送するのではなく、画像内容に依存して変動する
符号化の難易度に応じてプログラム間でビットレートを
配分する可変ビットレートで符号化・伝送することが望
ましい。

【０００４】このような考えのもとに、マルチプログラ
ムの符号化・伝送を可変ビットレートで行うものとし
て、酒澤茂之、和田正裕「マルチエンコーダシステムに
おける符号化制御に関する検討」（テレビジョン学会技
術研究報告 Vol. 18, No.39, pp.31−36, ICS '94-47(J
uly, 1994)) による方法が提案されている。この方法に
よれば、全伝送ビットレートが定められたとき、画像の
性質に応じて各プログラムの符号化器に対するビットレ
ート配分が制御されるが、ここでは、符号化歪みの総和
が最小になるように各プログラムのビットレート配分を
制御している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】マルチプログラムの符
号化・伝送においては、プログラムの内容に依存してプ
ログラム間でビットレートを配分する可変ビットレート
が望ましいことは上述したとおりである。しかしなが
ら、符号化歪みの総和が最小になるように各プログラム
のビットレートを配分する従来の可変ビットレートによ
る符号化・伝送では、ビットレート配分の制御のための
情報として信号毎にビットレート対歪み特性を求める必
要があるほか、各符号化器の目標ビットレートを直接導
出しようとしているため、計算量が多くなって符号化・
伝送装置の規模が大きくなるという欠点がある。

【０００６】本発明の目的は、上記問題点を解決するた
めより簡易な方法で同等の効果が得られるビットレート
制御機能を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、この
ようなマルチプログラム符号化・伝送においてプログラ
ム間で適正なビットレート配分を容易に実現するため
に、各プログラムを符号化する符号化器が有するデータ
バッファにデータの占めるバッファ占有量を監視し、占
有量の大きい符号化器からのデータを優先的に選択・伝
送するようにマルチプログラム符号化・伝送装置を構成
する。これによれば、優先的に選択・伝送された符号化
器のバッファ占有量は減少し、その間に他の符号化器の
バッファ占有量は増加し、全ての符号化器のバッファ占
有量は相互に同一の値に近づいて行く。また、バッファ
占有量は符号化器を構成する符号化手段（具体的には量
子化器）にフィードバックされ、全てのプログラムが同
等の量子化特性で符号化されるようになり、これによっ
てプログラム相互の品質の均等化と総合的な品質改善が
可能となる。これに加え、また、優先度指定信号によっ
て予めプログラム間に品質差を設ける場合には、各プロ
グラムが適当な量子化特性で符号化されて、適当な品質
差を保つことが可能となる。

【０００８】さらに本発明においては、符号化器中の符
号化手段の量子化特性の制御に上述したバッファ占有量
のみからでなく、入力信号の局所的な高域成分の大きさ
やエントロピーなど符号化の難易度、すなわちクリティ
カリティを測定し、これによって量子化特性を制御する
ようにしたり、あるいは、上述のように量子化器でデー
タ量を制御することに加えて、入力信号に対するプリフ
ィルタの通過帯域幅をもバッファ占有量で制御したりす
ることで、符号化に際し発生する特有の画質劣化を一層
軽減することができる。

【０００９】すなわち、本発明によるビットレート制御
機能を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置は、符
号化手段、データバッファ、情報量制御手段およびデー
タバッファ制御手段をそれぞれ含んでなる複数の符号化
器と、優先度制御手段、多重化手段、主バッファおよび
主バッファ制御手段を含んでなるデータ多重化器とによ
り構成したビットレート制御機能を具えたマルチプログ
ラム符号化・伝送装置であって、前記符号化手段は、該
符号化手段の量子化特性に関し前記情報量制御手段から
の量子化特性制御信号による制御のもとに入力信号を符
号化して該符号化データを前記データバッファに供給
し、前記データバッファは、該供給された符号化データ
を一時蓄積し、前記データバッファ制御手段からの出力
制御信号による制御のもとに前記多重化手段に供給し、
前記情報量制御手段は、前記データバッファにデータの
占めるデータバッファ占有量を測定し、該測定結果に基
づいて、前記データバッファ制御手段、前記優先度制御
手段および前記符号化手段にそれぞれデータバッファ占
有量情報および前記量子化特性制御信号を供給し、前記
データバッファ制御手段は、前記情報量制御手段からの
前記データバッファ占有量情報および前記優先度制御手
段からのビットレート制御信号によって前記出力制御信
号を生成して前記データバッファに供給し、前記優先度
制御手段は、前記主バッファ制御手段から供給される主
ビットレート制御信号、前記複数の符号化器にそれぞれ
含まれる情報量制御手段から供給されるデータバッファ
占有量情報、および優先度指定信号に基づいて、前記多
重化手段および前記複数の符号化器にそれぞれ含まれる
前記データバッファ制御手段にそれぞれ選択信号および
前記ビットレート制御信号を供給し、前記多重化手段
は、前記複数の符号化器にそれぞれ含まれる前記データ
バッファからの符号化データを前記優先度制御手段から
の選択信号に基づいて選択し１つのビットストリームに
多重した信号となし、該信号を前記主バッファに供給
し、前記主バッファは、該供給された１つのビットスト
リームに多重した信号を一時蓄積して前記主バッファ制
御手段からの出力制御信号による制御のもとに伝送信号
として出力し、前記主バッファ制御手段は、前記主バッ
ファにデータの占める主バッファ占有量を測定し、該測
定結果に基づいて、前記優先度制御手段および前記主バ
ッファにそれぞれ前記主ビットレート制御信号および前
記出力制御信号を供給するように構成したビットレート
制御機能を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置に
おいて、前記複数の符号化器は、それぞれ前記符号化手
段に前置され、入力信号の局所的な符号化の難易度を示
すクリティカリティ測定手段をさらに含み、該クリティ
カリティ測定手段からのクリティカリティ測定結果を前
記情報量制御手段に供給するように構成したことを特徴
とするものである。

【００１０】また、本発明によるビットレート制御機能
を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置は、符号化
手段、データバッファ、情報量制御手段およびデータバ
ッファ制御手段をそれぞれ含んでなる複数の符号化器
と、優先度制御手段、多重化手段、主バッファおよび主
バッファ制御手段を含んでなるデータ多重化器とにより
構成したビットレート制御機能を具えたマルチプログラ
ム符号化・伝送装置であって、前記符号化手段は、該符
号化手段の量子化特性に関し前記情報量制御手段からの
量子化特性制御信号による制御のもとに入力信号を符号
化して該符号化データを前記データバッファに供給し、
前記データバッファは、該供給された符号化データを一
時蓄積し、前記データバッファ制御手段からの出力制御
信号による制御のもとに前記多重化手段に供給し、前記
情報量制御手段は、前記データバッファにデータの占め
るデータバッファ占有量を測定し、該測定結果に基づい
て、前記データバッファ制御手段、前記優先度制御手段
および前記符号化手段にそれぞれデータバッファ占有量
情報および前記量子化特性制御信号を供給し、前記デー
タバッファ制御手段は、前記情報量制御手段からの前記
データバッファ占有量情報および前記優先度制御手段か
らのビットレート制御信号によって前記出力制御信号を
生成して前記データバッファに供給し、前記優先度制御
手段は、前記主バッファ制御手段から供給される主ビッ
トレート制御信号、前記複数の符号化器にそれぞれ含ま
れる情報量制御手段から供給されるデータバッファ占有
量情報、および優先度指定信号に基づいて、前記多重化
手段および前記複数の符号化器にそれぞれ含まれる前記
データバッファ制御手段にそれぞれ選択信号および前記
ビットレート制御信号を供給し、前記多重化手段は、前
記複数の符号化器にそれぞれ含まれる前記データバッフ
ァからの符号化データを前記優先度制御手段からの選択
信号に基づいて選択し１つのビットストリームに多重し
た信号となし、該信号を前記主バッファに供給し、前記
主バッファは、該供給された１つのビットストリームに
多重した信号を一時蓄積して前記主バッファ制御手段か
らの出力制御信号による制御のもとに伝送信号として出
力し、前記主バッファ制御手段は、前記主バッファにデ
ータの占める主バッファ占有量を測定し、該測定結果に
基づいて、前記優先度制御手段および前記主バッファに
それぞれ前記主ビットレート制御信号および前記出力制
御信号を供給するように構成したビットレート制御機能
を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置において、
前記複数の符号化器は、それぞれ前記符号化手段に前置
され、入力信号の通過帯域幅を制限する可変帯域プリフ
ィルタをさらに含み、前記情報量制御手段は該可変帯域
プリフィルタにも帯域制御信号を供給するように構成し
たことを特徴とするものである。

【００１１】

【００１２】

【００１３】また、本発明によるビットレート制御機能
を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置は、前記符
号化手段の量子化特性が該符号化手段の量子化ステップ
特性で、かつ前記量子化特性制御信号は量子化ステップ
特性制御信号であることを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明によるビットレート制御機能
を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置は、前記入
力信号が、１つの映像信号を時空間領域または周波数領
域において複数に分割して得られた映像信号であり、そ
れら複数に分割して得られた映像信号の各々が前記マル
チプログラムを構成していることを特徴とするものであ
る。

【００１５】また、本発明によるビットレート制御機能
を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置は、符号化
手段、データバッファ、情報量制御手段およびデータバ
ッファ制御手段をそれぞれ含んでなる複数の符号化器
と、優先度制御手段、多重化手段、主バッファおよび主
バッファ制御手段を含んでなるデータ多重化器とにより
構成したビットレート制御機能を具えたマルチプログラ
ム符号化・伝送装置であって、前記符号化手段は、該符
号化手段の量子化特性に関し前記情報量制御手段からの
量子化特性制御信号による制御のもとに入力信号を符号
化して該符号化データを前記データバッファに供給し、
前記データバッファは、該供給された符号化データを一
時蓄積し、前記データバッファ制御手段からの出力制御
信号による制御のもとに前記多重化手段に供給し、前記
情報量制御手段は、前記データバッファにデータの占め
るデータバッファ占有量を測定し、該測定結果に基づい
て、前記データバッファ制御手段、前記優先度制御手段
および前記符号化手段にそれぞれデータバッファ占有量
情報および前記量子化特性制御信号を供給し、前記デー
タバッファ制御手段は、前記情報量制御手段からの前記
データバッファ占有量情報および前記優先度制御手段か
らのビットレート制御信号によって前記出力制御信号を
生成して前記データバッファに供給し、前記優先度制御
手段は、前記主バッファ制御手段から供給される主ビッ
トレート制御信号、前記複数の符号化器にそれぞれ含ま
れる情報量制御手段から供給されるデータバッファ占有
量情報、および優先度指定信号に基づいて、前記多重化
手段および前記複数の符号化器にそれぞれ含まれる前記
データバッファ制御手段にそれぞれ選択信号および前記
ビットレート制御信号を供給し、前記多重化手段は、前
記複数の符号化器にそれぞれ含まれる前記データバッフ
ァからの符号化データを前記優先度制御手段からの選択
信号に基づいて選択し１つのビットストリームに多重し
た信号となし、該信号を前記主バッファに供給し、前記
主バッファは、該供給された１つのビットストリームに
多重した信号を一時蓄積して前記主バッファ制御手段か
らの出力制御信号による制御のもとに伝送信号として出
力し、前記主バッファ制御手段は、前記主バッファにデ
ータの占める主バッファ占有量を測定し、該測定結果に
基づいて、前記優先度制御手段および前記主バッファに
それぞれ前記主ビットレート制御信号および前記出力制
御信号を供給するように構成し、かつ前記入力信号が、
１つの映像信号を時空間領域または周波数領域において
複数に分割して得られた映像信号であり、それら複数に
分割して得られた映像信号の各々が前記マルチプログラ
ムを構成しているビットレート制御機能を具えたマルチ
プログラム符号化・伝送装置において、該装置は、前記
複数に分割して得られた映像信号が確保できるようにす
るための、前記複数の符号化器に前置され、入力端子に
映像信号が供給され、複数の出力端子が前記複数の符号
化器のそれぞれの入力端子に接続された信号分割手段を
具えてなることを特徴とするものもである。

【００１６】

【実施例】以下に添付図面を参照し実施例により本発明
を詳細に説明する。図１は、本発明によるビットレート
制御機能を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置の
一例の構成を示すブロック線図である。

【００１７】本発明は、プログラムの数（Ｎ個とする）
に相当する複数個の符号化器１０−１，１０−２，---
-, １０−Ｎと、それらにより符号化された各符号化デ
ータを１つのビットストリームに多重した信号にするデ
ータ多重化器１００とにより構成される。

【００１８】本例においては、それぞれ入力信号＃１，
＃２，----, ＃Ｎが供給されて符号化を行う符号化器１
０−１から１０−Ｎはすべて同一のブロック構成である
ものとする。各符号化器は、図示のように、符号化手段
１１、データバッファ１２、情報量制御手段１３および
データバッファ制御手段１４から構成されている。ま
ず、映像信号など入力信号＃１は、符号化器１０−１の
符号化手段１１によって符号化される。この符号化手段
は、例えばＤＰＣＭ符号化器、ＤＣＴ符号化器、あるい
はそれらを組み合わせた符号化器などを用い、また、発
生データ量を制御するための量子化器や符号化データを
効率的に表現するためのエントロピー符号化機能などを
有している。

【００１９】符号化手段１１によって符号化されたデー
タは、データバッファ１２に入力され、データバッファ
制御手段１４からの出力制御信号による制御のもとに出
力される。データバッファ１２は発生データ量の時間的
な変動を制御するために用いられる。このデータバッフ
ァ１２をデータが占有している量（以下、データバッフ
ァ占有量という）が情報量制御手段１３によって測定さ
れ、その結果が量子化ステップ幅に変換されて符号化手
段１１内の量子化器にフィードバックされる。

【００２０】ここで、データバッファ占有量と量子化ス
テップ幅との関係について、それら関係の一例を示す線
図２（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。一般に符号
化伝送においては、これら両者の関係は、データバッフ
ァ占有量の増加とともに量子化ステップ幅が粗くなる特
性にしてある。従来の固定ビットレート符号化の場合に
は、データバッファ占有量が小さいときはデータバッフ
ァのアンダーフローを避けるため、図２（ａ）に示すよ
うに、より細かい量子化を行い発生データ量を増加させ
るようにしていた。これに対し、本発明のように可変ビ
ットレート符号化の場合は、データバッファ占有量が小
さいとき有効なデータの送出を停止すればよいから、過
度に細かい量子化を行う必要はなく、図２（ｂ）に示す
特性とする。また、バッファ占有量が大きいときは、固
定ビットレート符号化、可変ビットレート符号化のいず
れにおいても、データバッファのオーバーフローを避け
るためにより粗い量子化を行って発生データ量を抑制す
るものとする（図２（ａ），（ｂ）参照）。

【００２１】また、データバッファ制御手段１４の入力
信号は、情報量制御手段１３から供給されるデータバッ
ファ占有量情報と後述するデータ多重化器１００内の優
先度制御手段１０１から優先度に応じて供給されるビッ
トレート制御信号である。いま、ビットレート制御信号
を考えないことにすると、データバッファ占有量情報の
みがデータバッファ制御手段１４へ入力され、データバ
ッファ占有量に応じてデータバッファ１２からのデータ
出力が制御されることになる。例えば、図２（ｂ）に示
すようにデータバッファ占有量が零に近いときは有効デ
ータの出力を停止し、データが無効データであることを
示す信号（フラグ）を出力する。無効データ時には、デ
ータ多重化器１００における多重化においてこれを他の
符号化器（例えば、符号化器１０−２〜１０−Ｎ）から
のデータに置き換えることが可能である。

【００２２】次に、上述の各符号化器１０−１，１０−
２，----，１０−Ｎによって符号化された各データ出力
を１つのビットストリームに多重して伝送路に送出する
データ多重化器１００について説明する。図１に示すよ
うに、データ多重化器１００は、優先度制御手段１０
１、多重化手段１０２、主バッファ１０３および主バッ
ファ制御手段１０４から構成されている。

【００２３】複数の符号化器１０−１，１０−２，---
-，１０−Ｎからの各符号化データは多重化手段１０２
へ入力され、優先度制御手段１０１からの選択信号に応
じて選択されると共に符号化器識別信号が付加されて主
バッファ１０３へ供給される。なお、ここで多重化手段
１０２で選択されて主バッファ１０３に供給されるのは
有効データ部分のみである。主バッファ１０３に供給さ
れた符号化データは全伝送ビットレートに応じた速度で
読み出され送出データとなる。また、主バッファ１０３
をデータが占有している量（以下、主バッファ占有量と
いう）が主バッファ制御手段１０４によって測定され、
その測定結果は、一方では主バッファ１０３からのデー
タ送出を制御するとともに、他方では主ビットレート制
御信号として優先度制御手段１０１へ供給される。これ
は、全体の送出ビットレートを一定に制御するためであ
る。

【００２４】優先度制御手段１０１には、複数の符号化
器１０−１，１０−２，----，１０−Ｎのデータバッフ
ァ占有量情報を各符号化器の情報量制御手段１３から入
力し、これを基に選択すべき符号化器を決定する。この
とき、例えば、高品質で伝送すべきプログラムを優先に
するなど、予め定めた優先度（図示の優先度指定入力）
に応じて複数の符号化器を分類しておき、その分類に基
づいて優先度判定に重み付けをすることもできる。選択
結果は、符号化器１０−１，１０−２，----，１０−Ｎ
に対してはビットレート制御信号としてデータバッファ
制御手段１４に送られ、データバッファ１２からのデー
タ出力を制御するために使用される。ビットレート制御
信号は、具体的にはＯＮ／ＯＦＦ信号であり、データバ
ッファ１２からの有効データ出力を制御する。通常は、
ある時刻において、符号化器１０−１，１０−２，---
-，１０−Ｎのうち１つの符号化器のみが有効なデータ
を出力しているが、主ビットレート制御信号が主バッフ
ァ１０３のオーバーフローの危険性を示すときは、優先
度制御手段１０１は、全ての符号化器からの有効データ
の出力を停止するようなビットレート制御信号を生成す
ることもある。

【００２５】このようにデータバッファ占有量を基にし
た優先度制御は、以下の考え方に基づく。すなわち、前
述のように、データバッファ占有量が大きい符号化器で
は粗い量子化器が用いられている。符号化された信号の
品質は量子化ステップ幅に大きく依存し、量子化ステッ
プ幅が同じであればほぼ同等の品質が得られる筈であ
る。全伝送ビットレートが一定（殆どの伝送路はこの状
態にある）の場合、この伝送路内に多重して伝送する複
数のプログラムに伝送容量を配分するとき、均等に配分
するのでなく、用いられる量子化ステップ幅が等しくな
るように伝送容量を配分するのが、プログラム間の品質
差を最小にして効率的に伝送することができる方法であ
ると考えられるからである。

【００２６】この考え方に基づいて、データバッファ占
有量の大きい符号化器からのデータを優先的に選択・伝
送する２通りの優先度制御アルゴリズムを、符号化器を
４個（符号化器１〜４）とした場合について、それぞれ
図３，図４に示す。まず、第１の方法は、図３に示すよ
うに、所定の時間間隔毎にバッファ占有量を比較して、
バッファ占有量最大の符号化器を選択信号に基づいて選
択する方法、また第２の方法は、図４に示すように、所
定の時間間隔毎にバッファ占有量の総和を求め、総和に
対する個々のバッファ占有量の割合から伝送ビットレー
トを配分（ビットレート配分比）し、全伝送ビットレー
トに占める各割当ビットレートの比で示される時間率
で、選択信号に基づいて各符号化器を順次切り替え選択
する方法である。

【００２７】図５は、本発明によるビットレート制御機
能を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置を構成す
る符号化器の他の例を示すブロック線図である。本例で
は、符号化手段１１内の量子化器の制御に、データバッ
ファ１２のデータバッファ占有量からのフィードバック
制御に加えて、入力信号の局所的性質を表すクリティカ
リティを用いてのフィードフォワード制御をも採用して
いる。クリティカリティは、図示のクリティカリティ測
定手段１５０によって測定され、例えば、入力信号の小
ブロック内のＡＣ電力で表わされる量である。

【００２８】図６は、本発明によるビットレート制御機
能を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置を構成す
る符号化器のさらに他の例を示すブロック線図である。
本例では、データバッファ占有量からのフィードバック
制御による符号化手段１１内の量子化器の制御に加え
て、同じくデータバッファ占有量からのフィードバック
制御により入力信号の帯域も併せ制御するようにする。
この場合、図示のように、可変帯域プリフィルタ１６０
を用いてデータバッファ占有量が大きいほど通過帯域が
低域側に狭くなる特性にするのが好ましい。

【００２９】最後に、本発明によるビットレート制御機
能を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置の一つの
応用例として、ハイビジョン信号のようにきわめて帯域
幅の広い、言い換えればきわめて高速の映像信号を並列
信号化して低速処理を可能にした装置を挙げることがで
きる。

【００３０】図７は、本発明装置を高精細度テレビジョ
ン（ＨＤＴＶ）の符号化・伝送に応用した場合のシステ
ム構成を示すブロック線図である。本例では、図示のよ
うに、映像入力信号を信号分割手段５００によって４つ
に分割し、分割した信号それぞれを符号化器１０−１〜
１０−４によって符号化し、データ多重化器１００によ
って１つのビットストリームに多重して伝送する。ここ
で用いる信号分割手段５００は、映像入力信号を複数の
低速信号に分割して並列に信号処理するためのもので、
例えば、空間的に水平、垂直方向に各２等分する方法
や、周波数的に水平周波数、垂直周波数を各２等分する
方法などにもとづく各種装置をあてることが考えられ
る。

【００３１】また、伝送路を介して送られてきたビット
ストリームを受信してもとの映像信号を復元する装置の
構成も図７に示され、ここでは、データ多重分離器６０
０において、伝送されて来た符号化器識別信号をもとに
受信ビットストリームが４つに分割され、それぞれ対応
する復号化器７００−１〜７００−４に入力される。復
号化器は７００−１〜７００−４は、それぞれ符号化器
１０−１〜１０−４に対応した復号動作を行うもので、
データバッファ、復号化手段およびそれらの制御手段等
によって構成され、その出力端子には各分割信号の復号
信号が得られ、これら信号を前述の信号分割手段５００
に対応した信号合成手段８００にて合成することによ
り、もとの映像信号を再現する。

【００３２】本例においては、信号分割手段５００によ
って４分割した信号それぞれの符号化の難易度は映像内
容によって異なり、従って分割したそれぞれの映像信号
を均等の固定ビットレートで符号化したのでは分割した
映像間で大きな品質差が生じることとなる。ところが、
各分割映像信号に伝送容量を均等に配分するのでなく、
本発明に基づいてバッファ占有量の大きい符号化器から
のデータを優先的に選択・伝送することによって、各符
号化器で用いられる量子化ステップ幅が等しくなるよう
に伝送容量が配分され、従って分割信号間の品質差を最
小にして効率的に伝送することができるようになる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、データバッファ占有量
に応じて、占有量の大きい符号化器からのデータを優先
的に選択・伝送するようにしているため、従来の可変ビ
ットレート方式のように、ビットレート対歪み特性を求
めるなどの必要がなく、従って小規模な装置により効率
的な符号化・伝送が可能となる。さらに、また、優先度
指定信号によって予めプログラム間に品質差を設ける場
合には、各プログラムが適当な量子化特性で符号化され
て、適当な品質差を保つことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるビットレート制御機能を具えたマ
ルチプログラム符号化・伝送装置の一例の構成を示すブ
ロック線図である。

【図２】データバッファ占有量と量子化ステップ幅との
関係の一例を示す線図である。

【図３】本発明装置において、データバッファ占有量の
大きい符号化器からのデータを優先的に選択・伝送する
第１の優先度制御アルゴリズムを示す線図である。

【図４】本発明装置において、データバッファ占有量の
大きい符号化器からのデータを優先的に選択・伝送する
第２の優先度制御アルゴリズムを示す線図である。

【図５】本発明装置を構成する符号化器の他の例を示す
ブロック線図である。

【図６】本発明装置を構成する符号化器のさらに他の例
を示すブロック線図である。

【図７】本発明装置を高精細度テレビジョン（ＨＤＴ
Ｖ）の符号化・伝送に応用した場合のシステム構成を示
すブロック線図である。

【符号の説明】

１０−１，１０−２，----，１０−Ｎ 符号化器 １１ 符号化手段 １２ データバッファ １３ 情報量制御手段 １４ データバッファ制御手段 １００ データ多重化器 １０１ 優先度制御手段 １０２ 多重化手段 １０３ 主バッファ １０４ 主バッファ制御手段 １５０ クリティカリティ測定手段 １６０ 可変帯域プリフィルタ ５００ 信号分割手段 ６００ データ多重分離器 ７００−１，７００−２，７００−３，７００−４ 復
号化器 ８００ 信号合成手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−13390（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−233272（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−32386（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−170118（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−43435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−135033（ＪＰ，Ａ) 酒澤，マルチエンコーダシステムにお ける符号化制御に関する検討，テレビジ ョン学会技術報告，日本，社団法人テレ ビジョン学会，1994年７月７日，第18 巻、第39号，第31〜36頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 3/00 - 3/26 H04L 5/22 - 5/26 H04L 12/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号化手段、データバッファ、情報量制
   御手段およびデータバッファ制御手段をそれぞれ含んで
   なる複数の符号化器と、優先度制御手段、多重化手段、
   主バッファおよび主バッファ制御手段を含んでなるデー
   タ多重化器とにより構成したビットレート制御機能を具
   えたマルチプログラム符号化・伝送装置であって、 前記符号化手段は、該符号化手段の量子化特性に関し前
   記情報量制御手段からの量子化特性制御信号による制御
   のもとに入力信号を符号化して該符号化データを前記デ
   ータバッファに供給し、 前記データバッファは、該供給された符号化データを一
   時蓄積し、前記データバッファ制御手段からの出力制御
   信号による制御のもとに前記多重化手段に供給し、 前記情報量制御手段は、前記データバッファにデータの
   占めるデータバッファ占有量を測定し、該測定結果に基
   づいて、前記データバッファ制御手段、前記優先度制御
   手段および前記符号化手段にそれぞれデータバッファ占
   有量情報および前記量子化特性制御信号を供給し、 前記データバッファ制御手段は、前記情報量制御手段か
   らの前記データバッファ占有量情報および前記優先度制
   御手段からのビットレート制御信号によって前記出力制
   御信号を生成して前記データバッファに供給し、 前記優先度制御手段は、前記主バッファ制御手段から供
   給される主ビットレート制御信号、前記複数の符号化器
   にそれぞれ含まれる情報量制御手段から供給されるデー
   タバッファ占有量情報、および優先度指定信号に基づい
   て、前記多重化手段および前記複数の符号化器にそれぞ
   れ含まれる前記データバッファ制御手段にそれぞれ選択
   信号および前記ビットレート制御信号を供給し、 前記多重化手段は、前記複数の符号化器にそれぞれ含ま
   れる前記データバッファからの符号化データを前記優先
   度制御手段からの選択信号に基づいて選択し１つのビッ
   トストリームに多重した信号となし、該信号を前記主バ
   ッファに供給し、 前記主バッファは、該供給された１つのビットストリー
   ムに多重した信号を一時蓄積して前記主バッファ制御手
   段からの出力制御信号による制御のもとに伝送信号とし
   て出力し、 前記主バッファ制御手段は、前記主バッファにデータの
   占める主バッファ占有量を測定し、該測定結果に基づい
   て、前記優先度制御手段および前記主バッファにそれぞ
   れ前記主ビットレート制御信号および前記出力制御信号
   を供給するように構成したビットレート制御機能を具え
   たマルチプログラム符号化・伝送装置において、前記複数の符号化器は、それぞれ前記符号化手段に前置
   され、入力信号の局所的な符号化の難易度を示すクリテ
   ィカリティ測定手段をさらに含み、該クリティカリティ
   測定手段からのクリティカリティ測定結果を前記情報量
   制御手段に供給する ように構成したことを特徴とするビ
   ットレート制御機能を具えたマルチプログラム符号化・
   伝送装置。
2. 【請求項２】 符号化手段、データバッファ、情報量制
   御手段およびデータバッファ制御手段をそれぞれ含んで
   なる複数の符号化器と、優先度制御手段、多重化手段、
   主バッファおよび主バッファ制御手段を含んでなるデー
   タ多重化器とにより構成したビットレート制御機能を具
   えたマルチプログラム符号化・伝送装置であって、 前記符号化手段は、該符号化手段の量子化特性に関し前
   記情報量制御手段からの量子化特性制御信号による制御
   のもとに入力信号を符号化して該符号化データを前記デ
   ータバッファに供給し、 前記データバッファは、該供給された符号化データを一
   時蓄積し、前記データバッファ制御手段からの出力制御
   信号による制御のもとに前記多重化手段に供給し、 前記情報量制御手段は、前記データバッファにデータの
   占めるデータバッファ占有量を測定し、該測定結果に基
   づいて、前記データバッファ制御手段、前記優先度制御
   手段および前記符号化手段にそれぞれデータバッファ占
   有量情報および前記量子化特性制御信号を供給し、 前記データバッファ制御手段は、前記情報量制御手段か
   らの前記データバッフ ァ占有量情報および前記優先度制
   御手段からのビットレート制御信号によって前記出力制
   御信号を生成して前記データバッファに供給し、 前記優先度制御手段は、前記主バッファ制御手段から供
   給される主ビットレート制御信号、前記複数の符号化器
   にそれぞれ含まれる情報量制御手段から供給されるデー
   タバッファ占有量情報、および優先度指定信号に基づい
   て、前記多重化手段および前記複数の符号化器にそれぞ
   れ含まれる前記データバッファ制御手段にそれぞれ選択
   信号および前記ビットレート制御信号を供給し、 前記多重化手段は、前記複数の符号化器にそれぞれ含ま
   れる前記データバッファからの符号化データを前記優先
   度制御手段からの選択信号に基づいて選択し１つのビッ
   トストリームに多重した信号となし、該信号を前記主バ
   ッファに供給し、 前記主バッファは、該供給された１つのビットストリー
   ムに多重した信号を一時蓄積して前記主バッファ制御手
   段からの出力制御信号による制御のもとに伝送信号とし
   て出力し、 前記主バッファ制御手段は、前記主バッファにデータの
   占める主バッファ占有量を測定し、該測定結果に基づい
   て、前記優先度制御手段および前記主バッファにそれぞ
   れ前記主ビットレート制御信号および前記出力制御信号
   を供給するように構成したビットレート制御機能を具え
   たマルチプログラム符号化・伝送装置において、 前記複数の符号化器は、それぞれ前記符号化手段に前置
   され、入力信号の通過帯域幅を制限する可変帯域プリフ
   ィルタをさらに含み、前記情報量制御手段は該可変帯域
   プリフィルタにも帯域制御信号を供給するように構成し
   たことを特徴とするビットレート制御機能を具えたマル
   チプログラム符号化・伝送装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のビットレート制
   御機能を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置にお
   いて、前記符号化手段の量子化特性は該符号化手段の量
   子化ステップ特性で、かつ前記量子化特性制御信号は量
   子化ステップ特性制御信号であることを特徴とするビッ
   トレート制御機能を具えたマルチプログラム符号化・伝
   送装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項記載のビ
   ットレート制御機能を具えたマルチプログラム符号化・
   伝送装置において、前記入力信号は、１つの映像信号を
   時空間領域または周波数領域において複数に分割して得
   られた映像信号であり、それら複数に分割して得られた
   映像信号の各々が前記マルチプログラムを構成している
   ことを特徴とするビットレート制御機能を具えたマルチ
   プログラム符号化・伝送装置。
5. 【請求項５】 符号化手段、データバッファ、情報量制
   御手段およびデータバッファ制御手段をそれぞれ含んで
   なる複数の符号化器と、優先度制御手段、多重化手段、
   主バッファおよび主バッファ制御手段を含んでなるデー
   タ多重化器とにより構成したビットレート制御機能を具
   えたマルチプログラム符号化・伝送装置であって、 前記符号化手段は、該符号化手段の量子化特性に関し前
   記情報量制御手段からの量子化特性制御信号による制御
   のもとに入力信号を符号化して該符号化データを前記デ
   ータバッファに供給し、 前記データバッファは、該供給された符号化データを一
   時蓄積し、前記データバッファ制御手段からの出力制御
   信号による制御のもとに前記多重化手段に供給し、 前記情報量制御手段は、前記データバッファにデータの
   占めるデータバッファ占有量を測定し、該測定結果に基
   づいて、前記データバッファ制御手段、前記優先度制御
   手段および前記符号化手段にそれぞれデータバッファ占
   有量情報および前記量子化特性制御信号を供給し、 前記データバッファ制御手段は、前記情報量制御手段か
   らの前記データバッファ占有量情報および前記優先度制
   御手段からのビットレート制御信号によって前記出力制
   御信号を生成して前記データバッファに供給し、 前記優先度制御手段は、前記主バッファ制御手段から供
   給される主ビットレート制御信号、前記複数の符号化器
   にそれぞれ含まれる情報量制御手段から供給されるデー
   タバッファ占有量情報、および優先度指定信号に基づい
   て、前記多重化手段および前記複数の符号化器にそれぞ
   れ含まれる前記データバッファ制御手段にそれぞれ選択
   信号および前記ビットレート制御信号を供給し、 前記多重化手段は、前記複数の符号化器にそれぞれ含ま
   れる前記データバッファからの符号化データを前記優先
   度制御手段からの選択信号に基づいて選択し１つのビッ
   トストリームに多重した信号となし、該信号を前記主バ
   ッファに供給し、 前記主バッファは、該供給された１つのビットストリー
   ムに多重した信号を一時蓄積して前記主バッファ制御手
   段からの出力制御信号による制御のもとに伝送信号とし
   て出力し、 前記主バッファ制御手段は、前記主バッファにデータの
   占める主バッファ占有量を測定し、該測定結果に基づい
   て、前記優先度制御手段および前記主バッファにそれぞ
   れ前記主ビットレート制御信号および前記出力制御信号
   を供給するように構成し、かつ 前記入力信号が、１つの映像信号を時空間領域または周
   波数領域において複数に分割して得られた映像信号であ
   り、それら複数に分割して得られた映像信号の各々が前
   記マルチプログラムを構成しているビットレート制御機
   能を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置におい
   て、該装置は、 前記複数に分割して得られた映像信号が確保できるよう
   にするための、前記複数の符号化器に前置され、入力端
   子に映像信号が供給され、複数の出力端子が前記複数の
   符号化器のそれぞれの入力端子に接続された信号分割手
   段を具えてなることを特徴とするビットレート制御機能
   を具えたマルチプログラム符号化・伝送装置。