JP3438564B2 - ディジタル信号多重化装置及び方法、記録媒体 - Google Patents

ディジタル信号多重化装置及び方法、記録媒体

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JP3438564B2
JP3438564B2 JP1300098A JP1300098A JP3438564B2 JP 3438564 B2 JP3438564 B2 JP 3438564B2 JP 1300098 A JP1300098 A JP 1300098A JP 1300098 A JP1300098 A JP 1300098A JP 3438564 B2 JP3438564 B2 JP 3438564B2
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幹太 安田
愼治 根岸
勝己 田原
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ソニー株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/16Time-division multiplex systems in which the time allocation to individual channels within a transmission cycle is variable, e.g. to accommodate varying complexity of signals, to vary number of channels transmitted
    • H04J3/1605Fixed allocated frame structures
    • H04J3/1623Plesiochronous digital hierarchy [PDH]
    • H04J3/1641Hierarchical systems

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、映像や音声等のデ
ィジタル信号を多重化して例えばテレビジョンの番組や
プログラム単位の一次多重化ストリームを生成し、これ
ら複数の一次多重化ストリームをさらに二次多重化して
生成した二次多重化ストリームの伝送や記録を行うディ
ジタル信号多重化装置及び方法、記録媒体に関するもの
である。 【0002】 【従来の技術】複数のプログラム(例えばテレビジョン
放送の番組)を1本の多重化ストリームに多重化して伝
送するためのトランスポートストリームがISO138
18−1に規定されており、従来より、このトランスポ
ートストリームを生成する多重化システムが知られてい
る。 【0003】図9に、ディジタル衛星放送等を用いて、
このトランスポートストリームの伝送を行う放送システ
ムの構成を示す。 【0004】送信装置101には、複数のプログラムP
a〜Pnに対応したベースバンドのビデオデータやオー
ディオデータ或いは図示しない字幕データ等が、サーバ
やビデオカメラ等から供給される。このビデオデータや
オーディオデータは、各プログラムPa〜Pnに対応す
るビデオエンコーダ102a〜102n及びオーディオ
エンコーダ103a〜103nに供給され、例えばMP
EG(ISO/IEC11172,ISO13818)等に対応した圧縮デー
タストリーム(エレメンタリストリーム)に符号化され
る。 【0005】符号化された各エレメンタリストリーム
は、各プログラムPa〜Pnに対応する一次多重化器1
04a〜104nに供給される。各一次多重化器104
a〜104nは、各プログラム毎に供給されたエレメン
タリストリームをISO13818−1で規定されたト
ランスポートパケット単位で時分割多重化して、各プロ
グラムPa〜Pnに対応した一次多重化ストリームを生
成する。 【0006】各一次多重化器104a〜104nにより
生成された各一次多重化ストリームは、二次多重化器1
05に供給される。二次多重化器105は、各一次多重
化ストリームをさらに上記トランスポートパケット単位
で時分割多重化して、一本の二次多重化ストリームを生
成する。 【0007】そして、この二次多重化器105は、生成
した二次多重化ストリームを伝送媒体110を介して受
信装置111に供給する。 【0008】ここで、各一次多重化器104a〜104
n及び二次多重化器105で多重化された一次多重化ス
トリーム及び二次多重化ストリームは、ISO1381
8−1に規定するトランスポートストリームに対応して
いる。 【0009】このように送信装置101では、各プログ
ラムPa〜Pnに対応したベースバンドのビデオデータ
やオーディオデータを圧縮符号化して、一本の二次多重
化ストリームを生成し、生成した二次多重化ストリーム
を伝送媒体110を介して受信装置111に供給する。 【0010】受信装置111には、二次多重化ストリー
ムが上記伝送媒体110を介して伝送される。二次多重
化ストリームは、分離器112に供給される。分離器1
12は、例えば視聴者等が指定したプログラムに対応す
るエレメンタリストリームのみを、二次多重化ストリー
ムから分離してデコーダに供給する。すなわち、分離器
112は、指定されたプログラムのビデオエレメンタリ
ストリームをビデオデコーダ113に供給し、指定され
たプログラムのオーディオエレメンタリストリームをオ
ーディオデコーダ114に供給する。 【0011】ビデオデコーダ113及びオーディオデコ
ーダ114は、それぞれ圧縮符号化されたデータに対応
した伸張復号処理を行い、ベースバンドのビデオデータ
及びオーディオデータを生成し、図示しない外部装置等
に供給する。 【0012】このように受信装置111では、供給され
た二次多重化ストリームを受信して、この二次多重化ス
トリームに含まれる複数のプログラムから所定のプログ
ラムを選択して、復号処理を行う。 【0013】図10に、ISO13818−1で規定さ
れたトランスポートストリームである上記一次多重化ス
トリーム及び二次多重化ストリームのデータ構造を示
す。 【0014】ビデオエンコーダ102a〜102nで符
号化されるビデオエレメンタリストリーム及びオーディ
オエンコーダ103a〜103nで符号化されるオーデ
ィオエレメンタリストリームは、PESパケットと呼ば
れるパケット単位に分割される。続いて対応する一次多
重化器104a〜104nは、各エレメンタリストリー
ムを、188Byteの固定長のトランスポートパケッ
トに分割して、分割したトランスポートパケット単位で
時分割で一次多重化処理を行い、一次多重化ストリーム
を生成する。続いて二次多重化器105は、各一次多重
化ストリームを、さらに、上記トランスポートパケット
単位で時分割で二次多重化処理を行い、二次多重化スト
リームを生成する。 【0015】図11に、上述したISO13818−1
で規定されたトランスポートストリームが供給される場
合における受信装置111のデコーダモデルを示す。 【0016】分離器112は、例えば視聴者に指定され
たプログラムに対応したトランスポートパケットのみを
二次多重化ストリームから選択し、各トランスポートバ
ッファ116,117,118に分配する。各トランス
ポートバッファ116,117,118は、対応するデ
ータのトランスポートパケットを一次格納する。例え
ば、トランスポートバッファ116は、選択されたプロ
グラムのビデオデータのトランスポートパケットを格納
し、トランスポートバッファ117は、選択されたプロ
グラムのオーディオデータのトランスポートパケットを
格納し、トランスポートバッファ118は、選択された
プログラムのプログラム制御用データのトランスポート
パケットを格納する。なお、ここでは、字幕用のデータ
等のトランスポートバッファ等を図示しないが、選択し
たプログラムに字幕用のデータ等が含まれていれば、こ
れらのトランスポートパケットが対応するトランスポー
トバッファに格納される。 【0017】各トランスポートバッファ116,11
7,118は、その容量が例えば512Byteとなっ
ており、データを格納している限り規定されたビットレ
ートでPESパケットをリークしていく。 【0018】トランスポートバッファ116からリーク
するビデオデータは、マルチプレクシングバッファ11
9に供給される。また、トランスポートバッファ11
7,118からリークするオーディオデータ及びプログ
ラム制御用データは、対応するエレメンタリバッファ1
21,122にそれぞれ供給される。 【0019】マルチプレシングバッファ119からは、
エレメンタリストリームのみが規定されたビットレート
でリークし、エレメンタリバッファ120に供給され
る。 【0020】デコーダ123,124,125は、各デ
コード時刻において、アクセスユニットと呼ばれるデコ
ード単位(ビデオデータであればピクチャ単位)毎に、
対応するエレメンタリバッファ120,121,122
からエレメンタリストリームを引き抜き、デコード処理
を行う。なお、ビデオデータのデコード処理は、時系列
で画面を表示するためにリオーダバッファ126を用い
てデコード処理がされる。デコード処理されたベースバ
ンドのビデオデータ,オーディオデータ,制御用データ
は、それぞれ外部装置或いはシステムコントローラ等に
供給される。 【0021】受信装置111では、以上のようなモデル
により、上述したISO13818−1で規定されたト
ランスポートストリームの復号処理を行う。 【0022】以上のようにディジタル衛星放送等を用い
た放送システムでは、送信装置101により複数のプロ
グラム毎に圧縮したデータを多重化したトランスポート
ストリームを伝送して、受信装置111によりそのデー
タを分離して復号することができる。 【0023】ここで、上述したマルチプレッシングバッ
ファ119及びエレメンタリバッファ120(121,
122)の合計サイズは、発生符号量の制御用の仮想バ
ッファであるVBV(Video Buffering Verifier)バッ
ファのバッファサイズと、ISO13818−2に規定
されているプロファイルとレベルにより一意に定まるサ
イズとを加えたもの(以下、デコーダバッファと呼
ぶ。)である。従って、送信装置101の各エンコーダ
では、このデコーダバッファをアンダーフロー又はオー
バーフローしないように、すなわち、このデコーダバッ
ファを破綻させないように、発生する符号量を制御して
いる。そして、一次多重化器104a〜104nも同様
に、このデコーダバッファがアンダーフロー又はオーバ
ーフローしないようにスケジューリングして多重化して
いる。 【0024】ところで、上述した放送システム等で用い
られるような多重化システム、つまり、一次多重化をし
た一次多重化ストリームをさらに多重化して一本の二次
多重化ストリームを生成する多重化システムでは、以下
の理由から、各一次多重化器がスケジューリングした一
次多重化ストリームの出力タイミングと、二次多重化ス
トリーム中に多重化された一次多重化ストリームの出力
タイミングとの間に時間的なずれが生じてしまう。 【0025】すなわち、この二次多重化システムでは、
二次多重化ストリームのビットレートにおけるトランス
ポートパケット単位の時間スロットにしか二次多重化を
することができないこと、二次多重化ストリームのビッ
トレートが一次多重化ストリームのビットレートよりも
高いこと、在る時間スロットへ二次多重化可能なトラン
スポートパケットは一つの一次多重化ストリームのトラ
ンスポートパケットのみであるからほぼ同時刻に一次多
重化器が出力した一次多重化ストリームのトランスポー
トパケットは待たされてしまうことなどの理由により、
二次多重化ストリーム中に多重化された一次多重化スト
リームの出力タイミングとの間に時間的なずれが生じて
しまう。ここで、この各一次多重化器がスケジューリン
グした一次多重化ストリームの出力タイミングと、二次
多重化ストリーム中に多重化された一次多重化ストリー
ムの出力タイミングとの間に生じる時間的なずれを二次
多重化ジッタと呼ぶ。 【0026】そのためこのような多重化システムでは、
各一次多重化器が、デコーダの前段に設けられるデコー
ダバッファを破綻させないようにスケジューリングして
多重化していても、この二次多重化ジッタにより、デコ
ーダバッファへのデータストリームの到着タイミングに
ずれが生じることによる影響や、また、二次多重化スト
リーム中にエンコードされている時刻基準参照値(ISO1
3818-1に規定されているトランスポートストリームであ
ればPCR:Program Clock Refernce)がずれることに
よる影響により、デコーダバッファが破綻してしまう場
合がある。 【0027】以下、この多重化システムによるこの2つ
の影響についてさらに詳細に説明する。 【0028】まず、二次多重化ジッタによるデコーダバ
ッファへのデータストリームの到着タイミングにずれが
生じてしまうことについて、図12を用いて説明する。
なお、図12(a)に、ビデオエレメンタリストリーム
とオーディオエレメンタリストリーム等が多重化された
所定のプログラムの一次多重化ストリームを示し、図1
2(b)に、上記所定のプログラムとその他のプログラ
ムが多重化された二次多重化ストリームを示す。また、
図12(c)に、一次多重化器が意図したデコーダバッ
ファのバッファ占有量を示し、図12(d)に、二次多
重化ジッタが乗っている場合のデコーダバッファのバッ
ファ占有量を示す。 【0029】一次多重化ストリームは、図12(a)に
示すように、ビデオデータやオーディオデータが、パケ
ットヘッダとエレメンタリストリームとから構成される
トランスポートパケット(N,N+1,N+2,N+3
・・・)単位で多重化されている。 【0030】二次多重化ストリームは、図12(b)に
示すように、一次多重化ストリームのビットレートより
高いビットレートで、図12(a)で示す一次多重化ス
トリームとその他の一次多重化ストリームが、二次多重
化されている。 【0031】ここで、一次多重化ストリームは、デコー
ダバッファをオーバーフロー又はアンダーフローさせな
いようにスケジューリングされ多重化されている。従っ
て、例えば、図12(c)に示すように、上記一次多重
化ストリームの所定のトランスポートパケット(例えば
N+1)に含まれるビデオデータは、デコーダバッファ
を破綻させることなくデコードされ、また、上記一次多
重化ストリームの所定のトランスポートパケット(例え
ばN+3)に含まれるオーディオデータも、デコーダバ
ッファを破綻させることなくデコードされる。 【0032】しかしながら、二次多重化ストリームは、
一次多重化ストリームのビットレートに対して高いビッ
トレートのストリームとなっているので、例えば、トラ
ンスポートパケットのデコーダバッファへの入力開始の
タイミングが同一であっても、パケットデータの格納終
了のタイミングが一次多重化ストリームにおけるタイミ
ングよりも速くなる場合がある。従って、デコーダバッ
ファへのパケットデータ格納終了のタイミングが一次多
重化器が意図するタイミングよりも速くなってしまい、
このようなトランスポートパケット(例えば、N+1)
では、図12(d)に示すように、バッファ占有量がデ
コーダバッファサイズを越えてオーバーフローを起こし
てしまう。 【0033】また、二次多重化ストリームは、二次多重
化ジッタが乗ってしまうため、トランスポートパケット
のデコーダバッファへの入力開始のタイミングが、一次
多重化ストリームにおけるタイミングよりも遅くなる場
合がある。従って、デコーダバッファへのパケットデー
タ格納開始のタイミングが、一次多重化器が意図するタ
イミングよりも遅くなってしまい、このようなトランス
ポートパケット(例えば、N+3)では、図12(d)
に示すように、バッファ占有量が零以下となりアンダー
フローを起こしてしまう。 【0034】続いて、二次多重化ジッタによる二次多重
化ストリーム中にエンコードされている時刻基準参照値
(PCR)にずれが生じてしまうことについて説明す
る。 【0035】PCRは、図12(a)に示すように、所
定のトランスポートパケットのパケットヘッダにエンコ
ードされている。このPCRは、デコーダへのデータ入
力時間を示しており、受信装置のデコーダは、このPC
Rのベースフィールドの最後のビットを含むバイトデー
タが実際に入力されるタイミングと、このPCRの値と
に基づき、送信装置のシステムクロックに同期させて動
作する。すなわち、このPCRは、その値自体と、デコ
ーダに到着するタイミング、すなわち、多重化器から実
際に出力されるタイミングとの2つが意味をもつもので
ある。従って、このPCRがエンコードされているトラ
ンスポートパケット(例えば図12に示すN+2)に二
次多重化ジッタが生じると、このPCRの出力タイミン
グと図12(b)に示すPCR′との値とに時間的なず
れが生じてしまい、デコーダで同期を合わせることがで
きなくなくなってしまう。ISO13818−1の規定
では、このPCRのずれは±500ナノ秒しか許容され
ていない。 【0036】そこで、従来の多重化システムでは、以上
のデコーダバッファへのデータストリームの到着タイミ
ングにずれが生じてしまうという問題、及び、二次多重
化ストリーム中にエンコードされている時刻基準参照値
(PCR)がずれてしまうという問題を解決するため
に、以下のような処理が一般に行われている。 【0037】すなわち、従来の多重化システムでは、一
次多重化器により一次多重化ストリームを生成する際
に、仮想的にデコーダバッファのバッファ占有量を想定
し、このデコーダバッファのバッファ占有量の上限及び
下限値に所定のマージンを設けて多重化を行っている。
そのため、従来の多重化システムでは、二次多重化ジッ
タによりデコーダバッファへのデータストリームの到着
タイミングが速くなったり遅くなったりしても、デコー
ダバッファを破綻させない二次多重化ストリームを生成
することができる。また、従来の多重化システムでは、
二次多重化器の後段に二次多重化ストリームのPCRを
補正するPCR補正部を設けている。そのため、従来の
多重化システムでは、二次多重化ジッタによりPCRが
ずれた場合であっても、デコーダが同期をとれる二次多
重化ストリームを生成することができる。 【0038】具体的に、この2つの問題を解決する従来
の多重化システムについて、図13を用いて説明する。 【0039】従来の多重化システム150は、複数の一
次多重化器151a〜151nと、二次多重化器152
とを備えている。この二次多重化器152は、一次多重
化器151a〜151nに対応して設けられる受信メモ
リ153a〜153nと、これら受信メモリ153a〜
153nに格納された一次多重化ストリームを切り換え
て多重化する切換部154と、この切換部154を制御
する制御部155と、切換部154が生成した二次多重
化ストリームのPCRを補正する時間情報補正部156
とを備えている。 【0040】各一次多重化器151a〜151nは、デ
コーダバッファのバッファ占有量の上限及び下限値に所
定のマージンを設けて、このデコーダバッファが破綻し
ないような符号量の一次多重化ストリームを生成する。
各一次多重化ストリームは、それぞれ対応する受信メモ
リ152a〜152nに供給される。 【0041】各受信メモリ152a〜152nは、一次
多重化器151a〜151nで生成された一次多重化ス
トリームを一次格納する。 【0042】制御部155は、各受信メモリ152a〜
152nのメモリ占有量をモニタして、一次多重化スト
リームの到着順或いはメモリ占有量が多い順に、二次多
重化する一次多重化ストリームを選択して、切換部15
4を制御する。 【0043】切換部154は、制御部155の制御に応
じて、受信メモリ152a〜152nを切り換えて多重
化し、二次多重化ストリームを生成する。 【0044】時間情報補正部156は、切換部154に
より生成した二次多重化ストリームのPCRの値を実際
に二次多重化したタイミングに書き換える。 【0045】以上のように従来の多重化システム150
では、各一次多重化器151a〜151nによりデコー
ダバッファが破綻しないようにマージンをもって多重化
し、かつ、時間情報補正部156によりPCRの値を書
き換えることにより、受信装置において、デコーダバッ
ファが破綻せず、かつ、デコーダで送信装置側と同期を
とることができる二次多重化ストリームを生成すること
ができる。 【0046】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の多重化システム150では、制御部155が、各受
信メモリ152a〜152nのメモリ占有量をモニタし
て、一次多重化ストリームの到着順或いはメモリ占有量
が多い順に、二次多重化する一次多重化ストリームを選
択している。そのため、一次多重化器151a〜151
nから受信メモリ152a〜152nへの一次多重化ス
トリームの転送は、実時間を保って行わなければならな
かった。すなわち、各受信メモリ152a〜152nへ
の転送が遅れると、その遅れた一次多重化ストリームの
トランスポートパケットの二次多重化される優先順位が
他の一次多重化ストリームよりも低くなってしまい、非
常に大きな二次多重化ジッタが生じてしまっていた。 【0047】そのため、従来の多重化システム150で
は、一次多重化器151a〜151nから受信メモリ1
52a〜152nへの一次多重化ストリームの転送は、
専用の転送方式を用いなければならず、例えば、一般の
コンピュータで用いられるPCI(Peripheral Compone
nt Interconnect)等のバースト的なデータの転送方式
を用いることができなかった。 【0048】また、従来の多重化システム150では、
全ての一次多重化ストリーム(一次多重化ストリームの
数をIとする。)のトランスポートパケットがほぼ同時
に各受信メモリ152a〜152nに到着した場合、二
次多重化ストリームに多重化すると最大でI−1パケッ
ト分の時間に相当する二次多重化ジッタが生じてしまっ
ていた。そのため、各一次多重化器151a〜151n
により多重化する際に設けるデコーダバッファのバッフ
ァ占有量のマージンが増大し、多重化の自由度が奪われ
てしまっていた。 【0049】また、従来の多重化システム150では、
時間情報補正部156によりPCRの補正を行っていた
ので、システムの構成が複雑となっていた。 【0050】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、二次多重化ジッタを少なく抑え、時刻基
準参照値を補正せず、一次多重化器の多重化の自由度を
確保して多重化することができるディジタル信号多重化
装置及び方法、記録媒体を提供することを目的とする。 【0051】 【課題を解決するための手段】本発明に係るディジタル
信号多重化装置は、1以上のディジタル信号のビットス
トリームをそれぞれパケット化して、このパケット単位
で各ビットストリームを多重化した複数の一次多重化ス
トリームを受信し、受信した複数の一次多重化ストリー
ムを多重化するディジタル信号多重化装置において、複
数の一次多重化ストリームを受信する受信手段と、上記
受信手段により受信した各一次多重化ストリームをパケ
ット単位で時分割多重化し、二次多重化ストリームを生
成する多重化手段と、パケットの時分割多重化の順序を
所定周期で繰り返されるインターリーブパターンとして
設定し、このインターリーブパターンに基づき上記多重
化手段を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、
上記インターリーブパターンを、二次多重化ジッタが最
小となるように設定する。 【0052】このディジタル信号多重化装置では、パケ
ットの時分割多重化の順序を、二次多重化ジッタが最小
となるように所定周期で繰り返されるインターリーブパ
ターンとして設定し、二次多重化ストリームを生成する 【0053】また、本発明に係るディジタル信号多重化
方法は、1以上のディジタル信号のビットストリームを
それぞれパケット化して、このパケット単位で各ビット
ストリームを多重化した複数の一次多重化ストリームを
受信し、パケットの時分割多重化の順序を、二次多重化
ジッタが最小となるように所定周期で繰り返されるイン
ターリーブパターンとして設定し、設定したインターリ
ーブパターンに基づき選択するパケットを制御して、受
信した各一次多重化ストリームをパケット単位で時分割
多重化し、二次多重化ストリームを生成する。 【0054】このディジタル信号多重化方法では、パケ
ットの時分割多重化の順序を、二次多重化ジッタが最小
となるように所定周期で繰り返されるインターリーブパ
ターンとして設定し、二次多重化ストリームを生成す
る。 【0055】 【0056】 【0057】 【0058】 【0059】 【0060】 【0061】 【0062】 【0063】本発明に係る記録媒体は、1以上のディジ
タル信号のビットストリームをそれぞれ多重化して、こ
のパケット単位で各ビットストリームを多重化した複数
の一次多重化ストリームを生成し、複数の一次多重化ス
トリームを受信し、パケットの時分割多重化の順序を、
二次多重化ジッタが最小となるように所定周期で繰り返
されるインターリーブパターンとして設定し、設定した
インターリーブパターンに基づき選択するパケットを制
御して、受信した各一次多重化ストリームをパケット単
位で時分割多重化した二次多重化ストリームが記録され
たことを特徴とする。 【0064】この記録媒体では、パケットの時分割多重
化の順序を、二次多重化ジッタが最小となるように所定
周期で繰り返されるインターリーブパターンとして設定
し、設定したインターリーブパターンに基づき選択する
パケットを制御して生成された二次多重化ストリームが
記録されている。 【0065】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の多重
化システムについて説明する。 【0066】この多重化システムは、複数のプログラム
(例えばテレビジョン放送の番組やチャンネル)毎にデ
ータを多重化したトランスポートストリームを伝送する
ディジタル衛星放送システムや、このトランスポートス
トリームを記録媒体に記録する記録システム等に適用さ
れる。この多重化システムは、オーディオやビデオ等の
圧縮データストリーム(エレメンタリストリーム)を時
分割で多重化した複数の一次多重化ストリームを、さら
に時分割で多重化して1つのトランスポンダで使用可能
な1本の二次多重化ストリームを生成するシステムであ
る。ここで、一次多重化ストリームに含まれるデータ
は、上述したテレビジョン放送の1つのチャンネル或い
は番組に相当するのである。なお、この一次多重化スト
リーム及び二次多重化ストリームは、ともにISO13
818−1で規定されるトランスポートストリームに対
応したデータストリームであるとして以下説明を行って
いく。 【0067】まず、本発明の第1の実施の形態の多重化
システムについて、図面を参照しながら説明する。 【0068】図1に、本発明の第1の実施の形態の多重
化システムのブロック構成図を示す。 【0069】多重化システム1は、一次多重化ストリー
ムを生成する複数の一次多重化器2a〜2nと、各一次
多重化器2a〜2nにより生成された一次多重化ストリ
ームをさらに多重化して二次多重化ストリームを生成す
る二次多重化器3とを備えている。また、この二次多重
化器3は、各一次多重化器2a〜2nにより生成された
一次多重化ストリームを受信してそのストリームを一次
格納する複数の受信メモリ4a〜4nと、受信メモリ4
a〜4nに格納された一次多重化ストリームを選択して
二次多重化する切換部5と、切換部5により多重化する
一次多重化ストリームの切換制御、及び、各一次多重化
器2a〜2nにより生成する一次多重化ストリームのビ
ットレートの制御をする制御部6とを備えている。 【0070】各一次多重化器2a〜2nは、図示しない
サーバやビデオカメラ等から供給されるビデオエレメン
タリストリームやオーディオエレメンタリストリーム
を、188Byte固定長のトランスポートパケット単
位で時分割で多重化して、各プログラムに対応した一次
多重化ストリームを生成する。各一次多重化器2a〜2
nにより生成された各一次多重化ストリームは、二次多
重化器3の受信メモリ4a〜4nに供給される。ここ
で、各一次多重化器2a〜2nから受信メモリ4a〜4
nへの一次多重化ストリームの転送方式は、特に実時間
を保って転送する必要はなく、例えば、バースト的にデ
ータを転送しても良い。また、各一次多重化器2a〜2
nによる生成される一次多重化ストリームのビットレー
トは、制御部6により制御される。 【0071】各受信メモリ4a〜4nは、一次多重化器
2a〜2nで生成された一次多重化ストリームを一次格
納する。 【0072】切換部5は、制御部6の制御に応じて、受
信メモリ4a〜4nに一次格納された一次多重化ストリ
ームを、このトランスポートパケット単位で時分割で多
重化し、二次多重化ストリームを生成する。生成した二
次多重化ストリームは、図示しない外部装置に供給さ
れ、例えば、通信インタフェースにより伝送媒体を介し
てユーザに供給され、或いは、記録装置により記録媒体
に記録される。 【0073】制御部6は、選択するトランスポートパケ
ットの順番を設定したインターリブパターンに基づき切
換部5の切換制御を行い、また、所定の時間範囲のレー
ト割当区間を設定して、このレート割当区間毎に一次多
重化ストリームのビットレートの制御する。このインタ
リーブパターン及びレート割当区間については詳細を後
述する。 【0074】つぎに、制御部6による各一次多重化スト
リームのビットレートの設定処理について図2を用いて
説明する。 【0075】まず、制御部6は、生成する二次多重化ス
トリームのビットレートに基づき、二次多重化ストリー
ムのトランスポートパケットの整数倍に相当する時間長
にレート割当区間Tを設定する。このレート割当区間T
は、二次多重化器3に供給される各一次多重化ストリー
ムのビットレートの設定区間である。制御部6は、この
レート割当区間T毎に各一次多重化ストリームのビット
レートを変更する。すなわち、制御部6は、このレート
割当区間T内では一次多重化ストリームのビットレート
を固定にして、このレート割当区間Tの境界で各一次多
重化ストリームのビットレートを変更する。 【0076】具体的には、二次多重化ストリームのビッ
トレートがRであれば、レート割当区間Tを(188×
8/R)の整数倍に設定する。なお、予めレート割当区
間Tが設定されている場合には、反対に、二次多重化ス
トリームのビットレートRを、(188×8/T)の整
数倍に設定すれば良い。このようにレート割当区間Tを
設定することにより、レート割当区間Tの境界が、トラ
ンスポートパケットの境界に一致する。例えば、制御部
6は、図2(a)に示すように、レート割当区間T
(k)を15個のトランスポートパケット分の時間長に
設定し、レート割当区間T(k+1)に6個のトランス
ポートパケット分の時間長に設定している。続いて、二
次多重化ストリームのレート割当区間T内を分割して、
インタリーブパターンIPに含まれるトランスポートパ
ケットの数を設定する。このインタリーブパターンIP
に含まれるトランスポートパケットの数は、同一のレー
ト割当区間T内に存在するインタリーブパターンIP全
てで、同一となるように設定される。 【0077】例えば、図2(b)に示すように、レート
割当区間T(k)では、5個のトランスポートパケット
から構成される3つのインターリブパターンIPに分割
されている。また、レート割当区間T(k+1)では、
3個のトランスポートパケットから構成される2つのイ
ンターリブパターンIPに分割されている。 【0078】続いて、インタリーブパターンIP内のト
ランスポートパケットの数を、それぞれ各一次多重化ス
トリームに分配して、二次多重化ストリームのビットレ
ートと分配したパケットの数から、それぞれの一次多重
化ストリームのビットレートを決定する。 【0079】例えば、図2(c)に示すように、2つの
一次多重化ストリームを多重化して二次多重化ストリー
ムを生成する場合には、レート割当区間T(k)では、
一方の一次多重化ストリームにインタリーブパターンI
P内で2個のトランスポートパケットを割当て、他方の
一次多重化ストリームにインタリーブパターンIP内で
3個のトランスポートパケットを割当てている。このこ
とから、二次多重化ストリームのビットレートがRであ
るとすると、一方の一次多重化ストリームのビットレー
トはR×2/5となり、他方の一次多重化ストリームの
ビットレートはR×3/5となる。 【0080】また、同様に、レート割当区間T(k+
1)では、一方の一次多重化ストリームにインタリーブ
パターンIP内で2個のトランスポートパケットを割当
て、他方の一次多重化ストリームにインタリーブパター
ンIP内で1個のトランスポートパケットを割当ててい
る。このことから、二次多重化ストリームのビットレー
トがRであるとすると、一方の一次多重化ストリームの
ビットレートはR×2/3となり、他方の一次多重化ス
トリームのビットレートはR×1/3となる。 【0081】以上のように、制御部6は、レート割当区
間Tを設定して各一次多重化ストリームのビットレート
を制御する。このことから、この制御部6は、レート割
当区間T毎に各一次多重化ストリームのビットレートを
変更することができる。なお、各一次多重化ストリーム
のビットレートが常に固定のシステムでは、このレート
割当区間Tを設定せず、以下に説明するインタリーブパ
ターンIPを直接設定しても良い。 【0082】つぎに、制御部6によるインタリーブパタ
ーンIPの設定処理について図3を用いて説明する。 【0083】ここで、インターリーブパターンIPと
は、二次多重化ストリームを生成する際に、各一次多重
化ストリームから選択するトランスポートパケットの順
序を定めた、トランスポートパケットの繰り返しパター
ンである。制御部6は、このインタリーブパターンIP
に従い、レート割当区間T内で指定されたトランスポー
トパケットを選択し、切換部5に二次多重化をさせる。
すなわち、インタリーブパターンIPは、切換部5によ
る選択する一次多重化ストリームの切り換えの順番を設
定したパターンであり、トランスポートパケット単位で
そのパターンが設定される。 【0084】以下、二次多重化ストリームのビットレー
トが15Mbpsであり、二次多重化ストリームにおけ
るレート割当区間T(k)内のインタリーブパターンI
P(k)のトランスポートパケットの数が15個であっ
て、ビットレートがPa〜Peに設定された5本の一次
多重化ストリームSa〜Seが供給される場合を例にと
って、このインタリーブパターンIPを設定する処理に
ついて、図3を用いて説明する。 【0085】制御部6は、所定のレート割当区間T
(k)において、各一次多重化ストリームSa〜Seの
ビットレートPa(k)〜Pe(k)及びインタリーブ
パターンIP(k)内のトランスポートパケット数を、
以下のように設定している。 【0086】 一次多重化ストリームSa: Pa(k)=2Mbp
s,2パケット 一次多重化ストリームSb: Pb(k)=2Mbp
s,2パケット 一次多重化ストリームSc: Pc(k)=3Mbp
s,3パケット 一次多重化ストリームSd: Pd(k)=3Mbp
s,3パケット 一次多重化ストリームSe: Pe(k)=5Mbp
s,5パケット 【0087】制御部6は、このトランスポートパケット
の選択順序を定めたインターリーブパターンIPを、以
下に示す(手順1)〜(手順4)に基づき定める。 【0088】(手順1)まず、インタリーブパターンI
Pの先頭では、各一次多重化ストリームに対して設定さ
れたビットレートとは関係なく、全ての一次多重化スト
リームから1つのトランスポートパケットを順番に選択
する。 【0089】例えば、所定のレート割当区間T(k)に
おいては、図3に示すように、各一次多重化ストリーム
Sa〜Seの先頭のパケットであるパケットa1〜e1
が“a1−b1−c1−d1−e1”の順番で選択され
る。 【0090】なお、この手順1で定まる区間を、インタ
リーブパターンIPにおける優先順固定範囲とする。 【0091】(手順2)続いて、上記手順1で全ての一
次多重化ストリームから1つのトランスポートパケット
が選択されると、以降、先頭バイトの二次多重化がされ
るまでの待ち時間が大きいトランスポートパケットを、
順番に選択する。 【0092】ここで、この制御部6は、トランスポート
パケットが188Byteの固定長であり、各一次多重
化ストリームSa〜SeのビットレートPa〜Peが既
知であるので、その順番を一意に決定して選択すること
ができる。 【0093】例えば、所定のレート割当区間T(k)に
おいては、図3に示すように、一次多重化ストリームS
eの先頭のパケットであるe1の次に多重化されるパケ
ットには、最もビットレートの高い多重化ストリームS
eのパケットe2が選択される。 【0094】このように二次多重化の待ち時間が大きい
順番でトランスポートパケットを選択することによっ
て、二次多重化ジッタを最小化することができる。 【0095】(手順3)続いて、上記手順2において二
次多重化がされるまでの待ち時間が等しい場合には、一
次多重化ストリームのビットレートが高いトランスポー
トパケットを選択する。 【0096】このように二次多重化の待ち時間が等しい
場合にビットレートの高い順番でトランスポートパケッ
トを選択することによって、二次多重化ジッタを最小化
することができる。 【0097】(手順4)続いて、上記手順3においてビ
ットレートが等しい場合には、上記手順1で定めた優先
順固定範囲の順序に従ってトランスポートパケットを選
択する。 【0098】例えば、所定のレート割当区間T(k)に
おいては、図3に示すように、多重化ストリームSeの
パケットe2の次に選択されるパケットは、手順3の処
理によりパケットc2或いはパケットd2が候補となる
が、この手順4において上記優先順固定の順序に従い、
パケットc2が選択される。 【0099】制御部6は、以上の(手順1)〜(手順
4)を行うことにより、トランスポートパケットの繰り
返しパターンであるインタリーブパターンIPを決定す
ることができる。 【0100】例えば、所定のレート割当区間T(k)に
おいては、図3に示すように、15個のトランスポート
パケットを、“a1−b1−c1−d1−e1−e2−
c2−d2−e3−a2−b2−e4−c3−d3−e
5”の順番で繰り返すインターリーブパターンIPを決
定することができる。 【0101】制御部6は、このように設定したインタリ
ーブパターンIPに基づき、切換部5の切り換え制御を
行う。このことによって、二次多重化器3では、各受信
メモリ4a〜4nのメモリ占有量をモニタする必要がな
くなり、各一次多重化器2a〜2nから受信メモリ4a
〜4nへのデータの転送に制限を設ける必要がなくな
る。従って、一次多重化ストリームの転送をする際に、
例えば、バースト的な転送方式を用いたPCIバス等を
用いることができる。 【0102】なお、一次多重化ストリームの転送にこの
ようなバースト的な転送方式を用いた場合には、図3に
示すように、二次多重化を開始する際に、一次多重化ス
トリームの選択すべきトランスポートパケットが予め受
信メモリ4a〜4nに到着する時間を補償するように、
二次多重化ディレイ時間を予め設定しても良い。 【0103】また、各一次多重化器2a〜2nは、上記
インタリーブパターンIPの優先順固定範囲のトランス
ポートパケットに、時刻基準参照値であるPCRをエン
コードしておき、インタリーブパターンIPのその他の
トランスポートパケットにはこのPCRはエンコードし
ないようにする。この優先順固定範囲のトランスポート
パケットは、全ての一次多重化ストリームのトランスポ
ートパケットが1つずつ選択されているとともに、一定
の順番で二次多重化されるため、PCRの二次多重化ジ
ッタは常に一定となる。そのため、各一次多重化器2a
〜2nは、二次多重化ジッタを0とするようにPCRを
予めエンコードすることができる。 【0104】なお、制御部6により定めるインターリー
ブパターンIPの時間長を、0.1秒以下とすることに
より、PCRを0.1秒以下の間隔でエンコードしなけ
ればならないというISO13818−1の規定を満足
させることができ、受信装置側で同期をとることができ
る二次多重化ストリームを生成することができる。 【0105】従って、二次多重化器3では、インタリー
ブパターンIPの優先順固定範囲のトランスポートパケ
ットのみにPCRをエンコードすることにより、PCR
の補正部を必要とせず、簡易なシステム構成となる。 【0106】つぎに、この二次多重化器3により生じる
二次多重化ジッタについて図4を用いて説明する。 【0107】二次多重化器3では、上述した手順に基づ
きインタリーブパターンを定めた場合、インタリーブパ
ターンIPの最大の二次多重化ジッタは、インタリーブ
パターンの先頭に二次多重化される一次多重化ストリー
ムに最大のビットレートが割り当てられた場合の、この
先頭に二次多重化される一次多重化ストリームの次のト
ランスポートパケットの先頭バイトとなる。従って、例
えば、二次多重化ストリームのビットレートをR、一次
多重化ストリームのストリーム数をIとする場合、二次
多重化ジッタの最大値は、一次多重化ストリームのビッ
トレートの最大値Pmaxを用いて以下の式で表すこと
ができる。 【0108】(二次多重化ジッタの最大値)=(188
×8×I)/R−(188×8)/Pmax (秒) 【0109】例えば、図4に示すように、二次多重化ス
トリームのビットレートが15Mbpsであり、二次多
重化ストリームにおけるレート割当区間T(k)内のイ
ンタリーブパターンIP(k)のトランスポートパケッ
トの数が15個であり、ビットレートがPa〜Peに設
定された5本の一次多重化ストリームSa〜Seが供給
されるとする。そして、また、所定のレート割当区間T
(k)において、各一次多重化ストリームSa〜Seの
ビットレートPa(k)〜Pe(k)及びインタリーブ
パターンIP(k)内のトランスポートパケット数が、
以下のように設定されているとする。 【0110】 一次多重化ストリームSa: Pa(k)=5Mbp
s,5パケット 一次多重化ストリームSb: Pb(k)=3Mbp
s,3パケット 一次多重化ストリームSc: Pc(k)=3Mbp
s,3パケット 一次多重化ストリームSd: Pd(k)=2Mbp
s,2パケット 一次多重化ストリームSe: Pe(k)=2Mbp
s,2パケット この場合、一次多重化ストリームSaのビットレートP
a(k)が、ビットレートの最大値(Pmax)とな
る。そして、一次多重化ストリームSaの1つのトラン
スポートパケット分の時間が、(188×8)/Pa
(k)=300.8μ秒となり、二次多重化ストリーム
のトランスポートパケットI個分の時間が、(188×
8×5)/R=501.33μ秒となる。 【0111】そして、この場合二次多重化ジッタが最大
値は、パケットa2の先頭バイトの二次多重化ジッタの
値となることから、以下のようにこのインタリーブパタ
ーンIPにおける二次多重化ジッタの最大値を求めるこ
とができる。 【0112】 (二次多重化ジッタの最大値) =(188×8×I)/R−(188×8)/Pmax =(188×8×5)/15M−(188×8)/5M =802.133μ秒 【0113】このように二次多重化器3では、上述した
手順で設定したインタリーブパターンIPに基づき二次
多重化ストリームを生成しているので、二次多重化ジッ
タの最大値を既知とすることができる。従って、各一次
多重化器2a〜2nは、この既知となっている二次多重
化ジッタの最大値に基づき、一次多重化ストリームを生
成する際に仮想バッファのバッファ占有量の上限及び下
限値に所定のマージンを設けて、デコーダバッファを破
綻させないようにすることができる。 【0114】以上この第1の実施の形態の多重化システ
ム1では、インタリーブパターンIPを用いることによ
り、予め二次多重化するトランスポートパケットの順番
を一意に決定することができ、一次多重化ストリームを
受信メモリ4a〜4nに転送する際に実時間性を保たな
いバースト的なバスを用いることが可能となる。また、
多重化システム1では、同時刻に複数の一次多重化スト
リームのトランスポートパケットが二次多重化の待ち状
態となっても、必ず一定の少ない二次多重化ジッタ以内
で二次多重化がされることが保証され、各一次多重化器
2a〜2nが予め既知の小さなマージンをデコーダバッ
ファの上下限にとって一次多重化することでデコーダバ
ッファを破綻させないことを保証することができる。ま
た、多重化システム1では、先頭の優先順固定範囲のト
ランスポートパケットのみにPCRをエンコードするの
でPCRの補正部を必要とせず、システムの構成が簡単
となる。また、多重化システム1では、インターリーブ
パターンを変更することで、一次多重化ストリームに割
り当てるビットレートを変更することができ、例えば、
一次多重化ストリームのビットレートを可変とし、それ
ら全体のビットレートである二次多重化ストリームのビ
ットレートを一定となるように制御する統計多重化によ
る制御を行うことができる。そのため、例えば、一次多
重化ストリームの符号化の難易度に応じてビットレート
を配分することができ、全体的な画質の向上を図ること
ができる。 【0115】なお、この多重化システム1では、一次多
重化ストリームとして、各ストリームに関するシステム
情報等を加えることも可能である。このシステム情報と
は、例えば、複数の番組の内、特定の番組を構成するビ
デオやオーディオのストリームをデコーダで選択する際
に参照するテーブル情報などの付加情報である。この多
重化システム1では、他の一次多重化ストリームと同様
にビットレートを配分することで、一次多重化ストリー
ムとしてシステム情報を多重化することができる。 【0116】また、多重化システム1において、レート
割当区間T、インタリーブパターンIP、一次多重化ス
トリームのビットレート、二次多重化ストリームのビッ
トレートは、それぞれ相互に関連するパラメータとなる
ことから、互いにパラメータを相互に調整して最適な二
次多重化を行うように制御を行ってもよい。 【0117】例えば、予め一次多重化ストリームに割り
当てるビットレートを定めておいたり、また、サーバ等
から所定のビットレートの一次多重化ストリームを供給
して、この各一次多重化ストリームのビットレートに基
づき、インタリーブパターンIPや二次多重化ストリー
ムのビットレートを設定しても良い。また、各一次多重
化器2a〜2nのデコーダバッファに対するデコーダの
マージンを予め定めておき、このマージン内で二次多重
化が行えるように、インタリーブパターンIPと、一次
多重化ストリームのビットレートとを設定しても良い。 【0118】つぎに、本発明の第2の実施の形態の多重
化システムについて、図面を参照しながら説明する。 【0119】なお、この本発明の第2の実施の形態の多
重化システムを説明するにあたり、上記第1の実施の形
態と同一の構成には、図面中に同一の符号を付け、その
詳細な説明を省略する。 【0120】図5に、本発明の第2の実施の形態の多重
化システムのブロック構成図を示す。 【0121】多重化システム50は、一次多重化ストリ
ームを生成する複数の一次多重化器2a〜2nと、各一
次多重化器2a〜2nにより生成された一次多重化スト
リームをさらに多重化して二次多重化ストリームを生成
する二次多重化器51とを備えている。また、この二次
多重化器51は、各一次多重化器2a〜2nにより生成
された一次多重化ストリームを受信してそのストリーム
を一次格納する複数の受信メモリ4a〜4nと、受信メ
モリ4a〜4nに格納された一次多重化ストリーム及び
レート制御用のヌルパケットを選択して二次多重化する
切換部52と、切換部52により多重化する一次多重化
ストリームの切換制御、及び、各一次多重化器2a〜2
nにより生成する一次多重化ストリームのビットレート
の制御をする制御部6と、切換部52により生成された
二次多重化ストリームにエンコードされているPCRを
補正する時間情報補正部53とを備えている。 【0122】この多重化システム50は、レート割当区
間Tにとらわれずに一次多重化ストリームのビットレー
ト又はインタリーブパターンIPを決定する場合、ま
た、整数個の二次多重化ストリームのトランスポートパ
ケットをレート割当区間T内に含むように設定できない
場合に適用されるものである。 【0123】二次多重化器51の切換部52には、ビッ
トレート調整用のヌルパケットが供給される。この切換
部52は、制御部6の制御に基づきこのヌルパケットを
二次多重化ストリームに挿入する。このヌルパケット
は、ISO13818−1で規定されているトランスポ
ートパケットであり、受信装置側においてデコーダバッ
ファに入力されることなく破棄されるデータである。こ
のヌルパケットは、インタリーブパターンIP及び各一
次多重化ストリームのビットレートをレート割当区間T
にとらわれずに設定した場合に、このレート割当区間T
の境界において一定の二次多重化ストリームのビットレ
ートを維持するために、必要に応じて挿入される。 【0124】時間情報補正53は、切換部52により生
成した二次多重化ストリームのPCRの値を実際に二次
多重化したタイミングに書き換える。この時間情報補正
部53は、整数個の二次多重化ストリームのトランスポ
ートパケットをレート割当区間T内に含むように設定で
きず、レート制御区間Tを跨ぐ二次多重化ストリームの
トランスポートパケットが存在する場合に、二次多重化
ジッタを0とするようにPCRを補正する。 【0125】まず、インタリーブパターンIP及び各一
次多重化ストリームのビットレートをレート割当区間T
にとらわれずに設定する場合について図6を用いて説明
する。 【0126】各一次多重化ストリームのビットレートを
レート割当区間Tにとらわれずに設定した場合、各一次
多重化ストリームSa〜Seのトランスポートパケット
の境界と、レート割当区間T(k)の境界とが一致しな
い。そこで、制御部6は、レート割当区間T(k)を跨
ぐ一次多重化ストリームのトランスポートパケットは、
このレート割当区間T(k)内で二次多重化せず、次の
新しいレート割当区間T(k+1)から二次多重化す
る。 【0127】同様に、インタリーブパターンIPをレー
ト割当区間Tにとらわれずに設定した場合、インタリー
ブパターンIPの境界と、レート割当区間T(k)の境
界とが一致しない。そこで、制御部6は、レート割当区
間T(k)を跨ぐインタリーブパターンIPは、レート
割当区間T(k)の境界で打ち切る。ここで、レート割
当区間T(k)の境界を跨ぐトランスポートパケットは
一次多重化出力がされていないため、インタリーブパタ
ーンIPが途中で打ち切られても、あるレート割当区間
T(k)に属する一次多重化ストリームのトランスポー
トパケットは必ずそのレート割当区間T(k)内に二次
多重化されることが保証される。 【0128】また、切換部52は、インタリーブパター
ンIP又は各一次多重化ストリームSa〜Seのトラン
スポートパケットの境界がレート割当区間T(k)の境
界を跨ぐために、二次多重化するトランスポートパケッ
トが存在しない場合には、二次多重化ストリームのビッ
トレートを一定に保つためヌルパケットを挿入する。以
上のように多重化システム50では、インタリーブパタ
ーンIP及び各一次多重化ストリームのビットレートを
レート割当区間Tにとらわれずに設定した場合であって
も、予め二次多重化するトランスポートパケットの順番
を一意に決定することができ、一次多重化ストリームを
受信メモリ4a〜4nに転送する際に実時間性を保たな
いバースト的なバスを用いることが可能となる。また、
多重化システム50では、必ず一定の少ない二次多重化
ジッタ以内で二次多重化がされることが保証される。ま
た、所定のインタリーブパターンIP内の二次多重化ジ
ッタの最大値を、上述した第1の実施の形態の多重化シ
ステム1と同様に求めることができ、各一次多重化器2
a〜2nが予め既知の小さなマージンをデコーダバッフ
ァの上下限にとって一次多重化することでデコーダバッ
ファを破綻させないことを保証することができる。ま
た、多重化システム50では、先頭の優先順固定範囲の
トランスポートパケットのみにPCRをエンコードして
いれば、PCRの補正は不要となる。また、多重化シス
テム50では、インタリーブパターンIPの時間長を
0.1秒以内に設定することにより、ISO13818
−1の規格に対応させることができる。 【0129】つぎに、整数個の二次多重化ストリームの
トランスポートパケットをレート割当区間T内に含むよ
うに設定できない場合について説明する。 【0130】整数個の二次多重化ストリームのトランス
ポートパケットをレート割当区間T内に含むように設定
できない場合とは、例えば、二次多重化ストリームのビ
ットレートが放送形態等により伝送路により決められて
おり、また、レート割当区間Tが画像データのフレーム
間隔等や各一次多重化器2a〜2nの制約等により決め
られている場合等である。 【0131】このような場合、図7及びこの図7のAの
部分を拡大した図8(a)に示すように、レート割当区
間Tの境界を跨ぐ二次多重化ストリームのトランスポー
トパケットが存在してしまう。このトランスポートパケ
ットは、削除すると、二次多重化ストリームのビットレ
ートが変化してしまう。このことから、二次多重化器5
1では、このレート割当区間Tの境界を跨ぐ二次多重化
ストリームのトランスポートパケットを以下のように取
り扱う。 【0132】すなわち、二次多重化器51は、図8
(b)に示すように、所定のレート割当区間T(k)と
その次のレート割当区間T(k+1)を跨ぐ二次多重化
ストリームのトランスポートパケットに、二次多重化す
るべきレート割当区間T(k)に属する一次多重化スト
リームのトランスポートパケットが残っているならば、
このレート割当区間T(k)に属するとみなして、その
トランスポートパケットを多重化する。 【0133】また、二次多重化器51は、図8(c)に
示すように、所定のレート割当区間T(k)とその次の
レート割当区間T(k+1)を跨ぐ二次多重化ストリー
ムのトランスポートパケットに、二次多重化するべきレ
ート割当区間T(k)に属する一次多重化ストリームの
トランスポートパケットが残っていなければ、次の新た
なレート割当区間T(k+1)に属するとみなして、そ
のトランスポートパケットを多重化する。 【0134】以上のように多重化システム50では、整
数個の二次多重化ストリームのトランスポートパケット
をレート割当区間T内に含むように設定できない場合で
あっても、予め二次多重化するトランスポートパケット
の順番を一意に決定することができ、一次多重化ストリ
ームを受信メモリ4a〜4nに転送する際に実時間性を
保たないバースト的なバスを用いることが可能となる。
また、多重化システム50では、必ず一定の少ない二次
多重化ジッタ以内で二次多重化がされることが保証され
る。 【0135】なお、整数個の二次多重化ストリームのト
ランスポートパケットをレート割当区間T内に含むよう
に設定できない場合には、所定のインタリーブパターン
IP内の二次多重化ジッタの最大値は、レート割当区間
Tの境界を跨ぐトランスポートパケットが存在すること
から以下の式に基づき求めることとなる。 【0136】(二次多重化ジッタの最大値)=(188
×8×(I+1))/R−(188×8)/Pmax
(秒) 【0137】このように、多重化システム50では、二
次多重化ジッタの最大値が定められるので、各一次多重
化器2a〜2nが予め既知の小さなマージンをデコーダ
バッファの上下限にとって一次多重化することでデコー
ダバッファを破綻させないことを保証することができ
る。 【0138】また、多重化システム50では、整数個の
二次多重化ストリームのトランスポートパケットをレー
ト割当区間T内に含むように設定できない場合には、レ
ート割当区間Tの境界を跨ぐトランスポートパケットが
存在することから、PCRがエンコードされた優先順固
定範囲のトランスポートパケットに二次多重化ジッタが
生じるため、時間情報補正部53によりPCRの値を補
正する。 【0139】 【発明の効果】本発明に係るディジタル信号多重化装置
及び方法では、パケットの時分割多重化の順序を、二次
多重化ジッタが最小となるように所定周期で繰り返され
るインターリーブパターンとして設定し、二次多重化ス
トリームを生成する。 【0140】このことから本発明では、二次多重化ジッ
タを少なく抑え、時刻基準参照値を補正せず、一次多重
化装置の多重化の自由度を確保して多重化をすることが
できる。 【0141】すなわち、本発明では、インタリーブパタ
ーンを用いることにより、予め二次多重化するトランス
ポートパケットの順番を一意に決定することができるこ
とから、二次多重化を予め既知とすることができ、か
つ、その二次多重化ジッタを少なく抑えることができ
る。従って、本発明では、デコーダバッファを破綻させ
ることのない二次多重化ストリームを生成することがで
きる。 【0142】また、本発明では、インタリーブパターン
を用いることにより、時刻基準参照値が付加されるパケ
ットの二次多重化ジッタを零とすることができ、そのた
め、この時刻基準参照値の補正の必要がなくなり、簡易
なシステム構成にすることができる。また、本発明で
は、インタリーブパターンを用いることにより、一次多
重化ストリームの転送に、実時間性を保たないバースト
的な転送方式を用いることができ、一次多重化装置の自
由度を確保することができる。 【0143】また、本発明では、レート割当区間を定
め、このレート割当区間毎にインターリーブパターンを
変更することで、一次多重化ストリームに割り当てるビ
ットレートを変更することができ、例えば、一次多重化
ストリームのビットレートを可変とし、それら全体のビ
ットレートである二次多重化ストリームのビットレート
を一定となるように制御する統計多重化による制御を行
うことができる。そのため、例えば、一次多重化ストリ
ームの符号化の難易度に応じてビットレートを配分する
ことができ、全体的な画質の向上を図ることができる。 【0144】また、本発明では、レート割当区間を跨ぐ
パケットが存在する場合には、ダミーパケットを挿入
し、また、インタリーブパターンを打ち切ることによ
り、インタリーブパターンを一次多重化ストリームのビ
ットレートと無関係に設定することができる。また、本
発明では、レート割当区間を跨ぐ二次多重化ストリーム
のパケットが存在する場合には、そのパケットが多重化
するべきレート割当区間に残っているならば、そのレー
ト割当区間に属するとみなし、そのパケットが多重化す
るべきレート割当区間に残っていなければ、そのレート
割当区間の次のレート割当区間に属するとみなして多重
化することにより、二次多重化ストリームのビットレー
トを一定に保ち、かつ、二次多重化ストリームのビット
レートと無関係にこのレート割当区間を設定することが
できる。 【0145】また、本発明に係る記録媒体には、パケッ
トの時分割多重化の順序を、所定周期で繰り返されるイ
ンターリーブパターンとして設定し、設定したインタリ
ーブパターンに基づき選択するパケットを制御して生成
された二次多重化ストリームが記録されている。 【0146】このことにより、本発明に係る記録媒体で
は、二次多重化ジッタを少なく抑え、時刻基準参照値を
補正せず、一次多重化装置の多重化の自由度を確保して
多重化された二次多重化ストリームを記録することがで
きる。

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施の形態の多重化システムの
ブロック構成図である。 【図2】上記多重化システムによる一次多重化ストリー
ムのビットレートの設定処理について説明する為の図で
ある。 【図3】上記多重化システムによるインタリーブパター
ンの設定処理を説明する為の図である。 【図4】上記多重化システムに生じる二次多重化ジッタ
の最大値について説明する為の図である。 【図5】本発明の第2の実施の形態の多重化システムの
ブロック構成図である。 【図6】レート割当区間にとらわれずにインタリーブパ
ターン及び各一次多重化ストリームのビットレートを設
定する場合における、上記多重化システムによるインタ
リーブパターンの設定処理を説明する為の図である。 【図7】整数個の二次多重化ストリームのトランスポー
トパケットをレート割当区間内に含むように設定できな
い場合における、上記多重化システムによる二次多重化
ストリーム取り扱いを説明する為の図である。 【図8】整数個の二次多重化ストリームのトランスポー
トパケットをレート割当区間内に含むように設定できな
い場合における、上記多重化システムによる二次多重化
ストリーム取り扱いを説明する為の図である。 【図9】ディジタル衛星放送等に用いられるトランスポ
ートストリームを伝送する放送システムのブロック構成
図である。 【図10】ISO13818−1で規定されるトランス
ポートストリームである一次多重化ストリーム及び二次
多重化ストリームのデータ構造を示す図である。 【図11】上記放送システムのデコーダモデルを説明す
るためのブロック構成図である。 【図12】二次多重化ジッタの影響による問題を説明す
るための一次多重化ストリーム及び二次多重化ストリー
ムのデータ構造並びにデコーダバッファのバッファ占有
量を示す図である。 【図13】従来の多重化システムのブロック構成図であ
る。 【符号の説明】 1,50 多重化システム、2(2a〜2n) 一次多
重化器、3,51 二次多重化器、4(4a〜4n)
受信メモリ、5,52 切換部、6 制御部、53 時
間情報補正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−297245(JP,A) 特開 平8−97795(JP,A) 特開 平9−116520(JP,A) 特公 平4−58213(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04J 3/00 H04L 12/56 H04N 7/08 H04N 7/081

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 1以上のディジタル信号のビットストリ
    ームをそれぞれパケット化して、このパケット単位で各
    ビットストリームを多重化した複数の一次多重化ストリ
    ームを受信し、受信した複数の一次多重化ストリームを
    多重化するディジタル信号多重化装置において、 複数の一次多重化ストリームを受信する受信手段と、上
    記受信手段により受信した各一次多重化ストリームをパ
    ケット単位で時分割多重化し、二次多重化ストリームを
    生成する多重化手段と、パケットの時分割多重化の順序
    を所定周期で繰り返されるインターリーブパターンとし
    て設定し、このインターリーブパターンに基づき上記多
    重化手段を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記インターリーブパターンを、二次
    多重化ジッタが最小となるように設定すること を特徴と
    するディジタル信号多重化装置。 【請求項2】 上記制御手段は、上記インターリーブパ
    ターン及び二次多重化ストリームのビットレートに基づ
    き、各一次多重化ストリームのビットレートを制御する
    ことを特徴とする請求項1に記載のディジタル信号多重
    化装置。 【請求項3】 上記制御手段は、各一次多重化ストリー
    ムのビットレート及び二次多重化ストリームのビットレ
    ートに基づき、上記インターリーブパターンを設定する
    ことを特徴とする請求項1に記載のディジタル信号多重
    化装置。 【請求項4】 上記制御手段は、レート割当区間を設定
    し、このレート割当区間毎に上記インターリーブパター
    ンを設定して各一次多重化ストリームのビットレートを
    制御することを特徴とする請求項1に記載のディジタル
    信号多重化装置。 【請求項5】 上記制御手段は、上記パケットの二次多
    重化されるまでの待ち時間が大きい順番でインターリー
    ブパターンを設定することを特徴とする請求項1に記載
    のディジタル信号多重化装置。 【請求項6】 上記制御手段は、上記インターリーブパ
    ターン及び二次多重化ストリームのビットレートから既
    知となる二次多重化ジッタの値に基づいて、一次多重化
    ストリームを生成する一次多重化器の仮想バッファのバ
    ッファ占有量における上限及び下限のマージンを制御す
    ることを特徴とする請求項1に記載のディジタル信号多
    重化装置。 【請求項7】 1以上のディジタル信号のビットストリ
    ームをそれぞれパケット化して、このパケット単位で各
    ビットストリームを多重化した複数の一次多重化ストリ
    ームを受信し、パケットの時分割多重化の順序を、二次
    多重化ジッタが最小となるように所定周期で繰り返され
    るインターリーブパターンとして設定し、設定したイン
    ターリーブパターンに基づき選択するパケットを制御し
    て、受信した各一次多重化ストリームをパケット単位で
    時分割多重化し、二次多重化ストリームを生成すること
    を特徴とするディジタル信号多重化方法。 【請求項8】 1以上のディジタル信号のビットストリ
    ームをそれぞれ多重化して、このパケット単位で各ビッ
    トストリームを多重化した複数の一次多重化ストリーム
    を生成し、複数の一次多重化ストリームを受信し、パケ
    ットの時分割多重化の順序を、二次多重化ジッタが最小
    となるように所定周期で繰り返されるインターリーブパ
    ターンとして設定し、設定したインターリーブパターン
    に基づき選択するパケットを制御して、受信した各一次
    多重化ストリームをパケット単位で時分割多重化した二
    次多重化ストリームが記録されたことを特徴とする記録
    媒体。
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