JP3541413B2 - Information signal transmission method and apparatus - Google Patents

Description

を単位として圧縮符号化される。すなわち、図１０のＢに示す１チャンネル当たり１サンプル１６ビットの５１２サンプル分の２チャンネル（ステレオ）分、すなわち５１２×１６ビット×２チャンネル分を圧縮符号化して、図１０のＣに示す２１２×８ビット×２チャンネルの固定長データとしている。この固定長データの単位時間、例えば１秒当りのデータ量、すなわちデータレートＲ_A は、
Ｒ_A ＝２１２×２×８／Ｔ_A （ビット／秒＝ｂｐｓ）
である。このようなオーディオ信号の圧縮の単位時間Ｔ_A は、上記ビデオ信号の圧縮の単位時間Ｔ_V とは無関係であり、簡単な整数比の関係にはない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したビデオデータのような可変長データを伝送する場合、あるいは可変長のビデオデータと固定長のオーディオデータとを合成して伝送する場合等において、可変長データのままでは取り扱いが不便であることから、ダミーデータを付加して固定レート化することが多く行われている。
【００１２】
しかしながら、このダミーデータを生成して付加するためには、可変長データ量の計測や、伝送データバスの伝送レートとの差分の計算等が必要となり、演算処理や回路構成が複雑化する。また、データバスと可変長データの動作クロックとが非同期で動作している場合には、データバスのレートと可変長データのレートとが正確に合わず誤差が生じ、例えばビデオデータの場合にフィールド画面が連続すると、徐々にこの誤差が蓄積される。そのため、これを補正する回路がさらに必要になったりする。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、可変長データを伝送する場合に、固定レート化するためのダミーデータの生成付加が容易に行え、回路構成も簡単な情報信号伝送方法及び装置の提供を目的とする。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、可変長データと固定長データとを合成して伝送する場合に、ダミーデータを付加して固定レート化することにより、これらのデータの合成や分離が容易にかつ簡単な回路構成で行えるような情報信号伝送方法及び装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る情報信号伝送方法は、入力データを一定時間毎に圧縮符号化して得られた単位時間当りのデータ量が変化する可変長データを、一定の伝送単位時間毎にブロック化して伝送する情報信号伝送方法において、上記可変長データを記憶する記憶手段の蓄積データ量が所定値に達したときにオン状態となるフラグを用い、上記一定時間に対応する可変長データの終端で上記フラグを検出して、オン状態のときには上記記憶手段から上記可変長データを読み出し続け、オフ状態のときには上記記憶手段からのデータ読み出しを停止してダミーデータを出力し、上記ブロック化して伝送する。
【００１６】
また、本発明に係る情報信号伝送装置は、入力データを一定時間毎に圧縮符号化して得られた単位時間当りのデータ量が変化する可変長データを、一定の伝送単位時間毎にブロック化して伝送する情報信号伝送装置において、上記圧縮符号化されて得られた可変長データを記憶し、蓄積データ量が所定値に達したときにオン状態となるフラグを出力する記憶手段と、この記憶手段から読み出された上記可変長データが入力され、上記一定時間に対応する可変長データの終端で上記フラグを検出して、オン状態のときには上記記憶手段から上記可変長データを読み出し続け、オフ状態のときには上記記憶手段からのデータ読み出しを停止してダミーデータを出力する手段とを有している。
【００１７】
ここで、上記記憶手段の蓄積データ量の所定値としては、例えば全記憶容量の半分の値を挙げることができる。また、上記可変長データと、単位時間当りのデータ量が一定の固定長データとを合成して、上記伝送単位時間毎にブロック化して伝送することが挙げられる。上記可変長データとしては、ビデオ信号のフィールド単位あるいはフレーム単位で圧縮符号化されたビデオデータを用いることが好ましい。
【００１８】
【作用】
記憶手段の蓄積データ量が所定値に達したか否かに応じてダミーデータの生成付加を制御しているため、容易かつ簡単な構成でダミーデータを付加することができ、誤差の蓄積もない。
【００１９】
また、可変長データと固定長データとを合成して伝送する場合にも、これらのデータの合成や分離が容易にかつ簡単な回路構成で行える。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明に係る実施例について、図面を参照しながら説明する。
この実施例においては、オーディオ、ビデオデータを複数の端末装置との間で送受信するいわゆるＡＶサーバ内の記録再生装置に対してデータの記録、再生を行う場合の情報信号伝送を想定している。
【００２１】
図１は、上述したようなビデオ、オーディオ信号を合成しブロック化して伝送する場合、すなわち記録媒体に対して記録再生したり通信系を介して送受信する場合の信号伝送装置のエンコーダ側の構成の一例を示している。
【００２２】
この図１において、入力端子１１にはアナログビデオ信号が、入力端子２１にはアナログオーディオ信号がそれぞれ供給されている。入力端子１１からのアナログビデオ信号は、アンプ１２を介してＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器１３に送られ、ディジタルビデオ信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１３からのディジタルビデオ信号は、ビデオエンコーダ１４に送られて、単位時間当りのデータ量が変動する可変長データに圧縮符号化される。この可変長データは、圧縮符号化の単位時間Ｔ_V 毎に一定の最大データ量以下の可変データ量のデータとして得られる。ビデオエンコーダ１４としては、例えば、いわゆるＪＰＥＧ（Joint Photographic Coding Experts Group ）で規定されている符号化方式を実現するエンコーダを用いることができる。
【００２３】
ビデオエンコーダ１４からの可変長データは、ビデオバッファ１５を介してエンド検出回路１６に送られており、これらのビデオバッファ１５及びエンド検出回路１６は、ダミーデータ付加部１７を構成している。このダミーデータ付加部１７では、後述するようにダミーデータの付加が行われて、データレートが固定化される。これは、圧縮符号化の単位時間毎に上記最大データ量となるまで可変長データにダミーデータを付加することで、固定レートのデータとする。
【００２４】
一方、入力端子２１からのアナログオーディオ信号は、アンプ２２を介してＡ／Ｄ変換器２３に送られディジタルオーディオ信号に変換された後、オーディオエンコーダ２４に送られて圧縮符号化され、固定長のオーディオデータとなる。このオーディオエンコーダ２４としては、例えば、記録可能な小型オーディオ光ディスク装置や、ディジタルの小型オーディオテープレコーダ等に採用されている圧縮符号化方式のエンコーダを用いることができる。
【００２５】
このオーディオエンコーダ２４からの固定長データは、オーディオバッファ２５を介してデータ合成回路２６に送られている。データ合成回路２６には、上記ダミーデータ付加部１６からの固定レート化された可変長ビデオデータと、ＣＰＵ２９からのヘッダ情報データとが送られており、これらが合成されて、後述する図４のＣあるいは図６のＡやＢに示すようなブロックフォーマットのデータとされる。アンプ１２からの入力ビデオ信号に付加されているタイムコード情報や文字情報等の付加データは、圧縮処理時に失われるため、付加データ検出回路１８で抜き出している。付加データ検出回路１８により取り出された付加データはＣＰＵ２９に送られ、このＣＰＵ２９で上記ヘッダ情報データが形成される。ＣＰＵ２９はコントローラ２８との間で制御信号が入出力されており、コントローラ２８は、データ合成回路２６及び各バッファ１５、２５をそれぞれ制御する。出力バッファ２７からの合成データは、ＡＶサーバのインターフェースバス３１に送られ、このインターフェースバス３１を介して、例えば、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、あるいはこれらの複数台より成るディスクアレイ装置等の記録装置に送られて記録される。
【００２６】
次に、図２〜図４は、上記ダミーデータ付加部１７の具体的な構成及び動作を説明するための図であり、図２において、ビデオバッファ１５にはいわゆるＦＩＦＯ（First In First Out）メモリを用いている。このビデオバッファ１５は、蓄積されたデータ量が全データ容量の半分以上か否かに応じてＯＮ、ＯＦＦされるＨＦ（ハーフフル）フラグを出力する。ビデオバッファ１５には、ビデオエンコーダ１４からの書き込み制御信号Ｗと、エンド検出回路１６からの読み出し制御信号Ｒとが供給され、エンド検出回路１６には上記図１のコントローラ２８からの読み出し制御信号Ｒが供給されている。
【００２７】
図１のＡに示すように、ビデオバッファ１５内に蓄えられているビデオデータＶが全データ容量の半分以上のとき、ＨＦフラグはＯＮ状態にある。エンド検出回路１６は、ビデオバッファ１５からビデオデータを読み出して上記図１のデータ合成回路２６に送っており、ビデオデータのフィールドの終端、すなわちエンドオブピクチャ（ＥＯＰ）あるいはエンドオブイメージ（ＥＯＩ）が検出されると、上記ＨＦフラグを読む。このときのＨＦフラグがＯＮであれば、そのままビデオバッファ１５からビデオデータを読み続けて、上記図１のデータ合成回路２６に送る。
【００２８】
ビデオバッファ１５内に蓄えられているビデオデータＶが全データ容量の半分より少なくなると、図３のＢに示すようにＨＦフラグがＯＦＦ状態となる。エンド検出回路２６がビデオデータのフィールドの終端、すなわち上記ＥＯＰあるいはＥＯＩを検出したとき、ＨＦフラグがＯＦＦであると、エンド検出回路２６はビデオバッファ１５からのビデオデータの読み出しを中止し、図３のＢに示すようにダミーデータを上記データ合成回路２６に出力する。この間もビデオバッファ１５にはビデオエンコーダ１４からのビデオデータが書き込まれ続けるため、徐々にデータ量が増加してゆき、全データ容量の半分以上となる時点で上記ＨＦフラグがＯＮとなる。このＨＦフラグがＯＮとなった時点で、エンド検出回路１６はダミーデータの出力を停止すると共にビデオバッファ１５からのビデオデータの読み出しを開始し、読み出されたビデオデータを上記データ合成回路２６に送る。
【００２９】
以上のような動作の各部の動作波形及び合成された出力データを図４に示す。この図４のＡがエンド検出出力信号を、図４のＢがＨＦフラグを、図４のＣが上記データ合成回路２６からの合成出力データをそれぞれ示している。このようにして、例えばＡＶサーバに書き込むダミーデータの量を調節し、伝送路のデータレートに合わせ込むことができる。しかも、図２の回路を用いることにより、簡単な回路構成でダミーデータ生成が行える。
【００３０】
次に、このようなデコーダ側構成において用いられるビデオとオーディオとの合成データについて、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００３１】
図５は、前述した図９のビデオ信号と図１０のオーディオ信号との合成信号の具体例を示す図であり、いずれの信号も圧縮符号化処理されて、ビデオデータをＶ、オーディオデータをＡでそれぞれ表している。ビデオデータＶは、前述した第１の一定時間であるＴ_V 、例えばＴ_V ＝１フィールド＝１／６０（秒）単位でビデオ信号が圧縮符号化処理されて得られた可変長データであり、オーディオデータＡは、前述した第２の一定時間であるＴ_A 単位でオーディオ信号が圧縮処理されて得られた固定長データである。このオーディオの固定長データのレートはＲ_A である。
【００３２】
先ず、図５のＡは、可変長のビデオデータＶの終端Ｅ、すなわちいわゆるエンドオブピクチャ（ＥＯＰ）に続けて固定長のオーディオデータＡを付加したものであり、このときのオーディオデータＡの一連あるいは１かたまりは、上記固定レートＲ_A のオーディオデータのＴ_V 分、すなわちＲ_A ×Ｔ_V である。
【００３３】
ここで具体例として、ビデオ信号のサンプリング周波数Ｆｓを１３．５ＭＨｚとし、コンポジットビデオ信号を輝度（Ｙ）信号と色（Ｃ）信号とに分け、それぞれ１３．５ＭＨｚでサンプリングし８ビットずつに量子化した２１６Ｍｂｐｓ（メガビット／秒）のビデオ信号データを、Ｔ_V ＝１フィールド単位で圧縮しており、１フィールド当り３．６Ｍビットあるいは４５０Ｋワードのビデオ信号データを、１フィールド当り最大２００Ｋビット、すなわち１ワード８ビットのワード数で最大２５Ｋワードの可変長データにしている。また、オーディオ信号については、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚで、ステレオの左右のチャンネルがそれぞれ１６ビットでディジタル化されたオーディオＰＣＭデータを５１２サンプル毎に２１２バイトの固定長データに圧縮しており、圧縮の単位時間である時間Ｔ_A は、５１２／（４４．１×１０³ ）（秒）、圧縮された固定長データのデータレートＲ_A は、Ｒ_A ＝２１２×２×８／Ｔ_A （ｂｐｓ：ビット／秒）となる。
【００３４】
このとき、上記Ｔ_V ＝１フィールド毎のオーディオデータＡのデータ量Ｒ_A ×Ｔ_V は、

であり、ＡＶサーバのデータバス上でデータを１６ビット幅で扱うとき、すなわち１ワード１６ビットとするときには、
Ｒ_A ×Ｔ_V ≒３０４．３３６×１６ （ビット）
となる。これは、Ｔ_V ＝１／６０（秒）当り３０４ワード又は３０５ワードとなることを意味する。
【００３５】
ここで、一定スループット、あるいは固定レートのＡＶサーバにＡＶデータを記録する場合を考える。
いま、ＡＶデータの１チャンネル当りのデータ転送容量がＲ_S のサーバがあり、このサーバに対してデータを記録再生するときのデータ量の最小単位がＡ×Ｎであるとする。これらのＡとＮは自然数であり、Ｎは記録再生装置、例えばハードディスクの台数、Ａはこの記録再生装置が扱えるデータの最小単位、いわゆるセクタのデータ量である。具体例として、上記Ｒ_S が１４Ｍｂｐｓであり、ハードディスクの台数Ｎが１４で、１セクタのデータ量Ａが５１２バイト＝５１２×８ビットのときを想定すると、１４Ｍｂｐｓのデータレートで、Ａ×Ｎビットのデータを送るのに要する時間Ｔ_S は、

である。
【００３６】
このＡＶサーバは、データをＴ_S 毎に分割あるいは組立していることになる。従って、ＡＶサーバとの入出力のデータの時間単位をｔとすると、ｔは上記時間Ｔ_S との整数比の関係、すなわちｔ＝ｎＴ_S になっている方が、リアルタイムで記録、再生するＡＶサーバにとっては都合がよいことになる。この実施例においては、ｎ＝１、すなわちｔ＝Ｔ_S としている。このサーバの伝送単位ｔ＝Ｔ_S のブロックで図５のＡのデータを区分した状態を図５のＢに示している。
【００３７】
上記時間Ｔ_S は、上記各圧縮の単位時間Ｔ_V ともＴ_A とも関連のないものであるので、ＡＶ合成データのビデオデータのスタートＳとエンドＥとは、上記時間Ｔ_S 単位のサーバのデータブロックのどこに位置するか不定である。従って、そのまま記録すると、再生時にオーディオデータとビデオデータとを分離するのが困難になる。
【００３８】
ところで、ビデオデータＶは、上述したように可変長データであるので、データ内のスタート位置ＳにＳＯＰ：スタートオブピクチャ、エンド位置ＥにＥＯＰ：エンドオブピクチャをそれぞれ示すデータパターンが設けられていることが多い。再生時にこれらを判別できれば、ビデオデータを抜き出すことは可能である。また、オーディオデータは固定長であるから、ビデオのエンドＥＯＰから一定量のデータがオーディオデータであると予め設定しておけば、オーディオデータを抜き出すことも可能である。
【００３９】
しかしながら、これらのＳＯＰやＥＯＰのような特殊なデータパターン、あるいは制御用データパターンは、そのビデオデータの中には現れないように規定されていることもあり、無関係のオーディオデータの場合にデータ中に現れることもあり得る。これはオーディオ、ビデオ以外のデータを付加する場合も同様である。また、オーディオデータは、一度上記Ｔ_A 時間単位で圧縮したものを、上記Ｔ_V 時間単位で合成しており、これをさらに上記Ｔ_S 時間単位に分割あるいは組立していることになる。
【００４０】
このような問題点を解決するために、本発明の実施例においては、図５のＣに示すように、一定スループットあるいは固定レートのＡＶサーバのデータブロックを、固定量のオーディオデータで区分し、その隙間にビデオデータを入れるように構成している。すなわち、上記可変長のビデオデータＶにダミーデータＤを付加して一定のデータレートの固定レート化可変長データを形成しておき、伝送の単位となる１ブロックの上記時間ｔ内に、固定長のオーディオデータＡを所定量（Ｒ_A ×ｔ）を配分し、残りの部分に上記固定レート化可変長データを配置している。
【００４１】
具体的には、上記Ｔ_A 時間単位で圧縮されたオーディオデータＡを時間ｔ毎のデータに直す。今、ｔ＝Ｔ_S とすると、

となり、１ワード１６ビットとすると、オーディオデータＡは、１ブロック当り７４ワード又は７５ワード分用意すればよいことになる。現在のブロックのオーディオデータが７４ワードか７５ワードかは、ブロック毎にマークデータをつけること等により判別することができる。ブロック内のオーディオデータ領域としては７５ワード分を設定しておき、７４ワードのときは１ワード捨てるようにすればよい。
【００４２】
図６のＡは、１ブロック内のデータの構造、いわゆるブロックフォーマットの一具体例を示しており、ブロック先頭位置から、例えば３ワードのヘッダデータＨ、７５ワードのオーディオデータＡ、３５０６ワードのオーディオデータＶが順次配置されており、１ブロックは３５８４ワードとなっている。なお、オーディオデータ領域には７４ワードのオーディオデータが入ることもあり、３５０６ワードのビデオデータ領域にはエンドと次のフィールドのスタートとの間に空き領域が含まれてダミーデータが入ることもある。
【００４３】
すなわち、固定レートのサーバに可変長のビデオデータを記録するので、空き領域が発生する。この空き領域には、図６のＢのようにダミーデータＤが入る。これは、記録時に、ビデオデータのエンドＥＯＰに続けて後述するようにダミーデータを生成して付加している。再生時には、ビデオデータのエンドＥＯＰから次のフィールドのスタートＳＯＰまでを空き領域と判別し、その部分のデータをビデオデコーダあるいはデータ伸張回路に送らないようにする。ヘッダＨ内に上記ＳＯＰ、ＥＯＰの位置情報、すなわちブロック先頭位置からのワード数情報が記述されていれば、この情報に基づいて空き領域を予め予測することもできる。また、デコーダや伸張回路が自動的に無視するようなダミーデータを空き領域に書き込んでおけば、ＳＯＰ、ＥＯＰを読み取らなくても上記空き領域を飛ばしてビデオデータのみをデコード処理にまわすことができる。
【００４４】
このようなデータブロック単位でサーバに記録することにより、再生時は、そのファイルのデータブロックの構成、すなわち各領域のワード数が予め分かっていれば、ブロック先頭からのデータのワード数をカウントするだけで、ヘッダ領域、オーディオ領域、ビデオ領域の各データをそれぞれ判別でき、各データの分離を単純化できる。
【００４５】
また、このブロック内のデータ構造について、固定的に設定しておく以外に、合成・分離回路等の外側から設定を変更し得るようにしておけば、データファイル毎やシステム毎に設定を変えることも可能である。
【００４６】
各データ領域のデータが正しく分離されれば、各データの制御データ、例えば上記ビデオのフィールドデータの先端、終端を表すＳＯＰ、ＥＯＰ等も利用できるため、ビデオデータはどのように分割されていてもよい。
【００４７】
また、実際には、ヘッダ領域に、ビデオの上記ＳＯＰ、ＥＯＰの有無とそれらの位置、すなわちブロック内のアドレス、ブロック先頭からのワード数、を書き込んでおくことにより、ビデオフィールドの始まりが分かる。これを利用して、圧縮時に失われてしまうビデオ信号に付随する付加データ、例えば、垂直ブランキング期間中のデータで、タイムコード、フレーム番号、クローズキャプションデータ等を、上記ヘッダ領域に書き込んでおき、再生時に対応するフレーム画像に付加することもできる。
【００４８】
以上のようにオーディオデータとビデオデータとを同時にブロック化すれば、各データの時間軸はそれぞれ同時進行している。従って、ファイルの先頭等でブロックの先頭とオーディオ、ビデオ各データの先頭が一致するようにすれば、そのまま時間ははずれることなく、オーディオとビデオの同時性は保たれる。
【００４９】
なお、上記図６のＢに示す空き領域のダミーデータＤは、本来不要なデータであるから、サーバの記録媒体を有効活用するために、この部分を記録しないようにすることが考えられる。すなわち、図６のＣに示すように、上記空き領域の部分をつめて記録しておき、ヘッダＨ内にそのダミーデータ量あるいは空き領域のデータ量等の情報を記述しておき、再生時には空きデータ量分だけサーバからデータがこないように制御すること、又はサーバに対してデータを要求しないこと等によって、仮想的に空き領域を再生系で生成することも可能である。このときのサーバのスループットは、この時間で固定ではなく、変動していることになる。なお、この場合、図６のＣのように記録しても、再生系では図６のＢのように解釈する。
【００５０】
次に、図７は、上記図１のエンコーダ側構成に対応するデコーダ側の構成の一例を示している。
【００５１】
この図７において、上述した例えばＡＶサーバ等のインターフェースバス３１からのデータが入力ラッチ４１を介してデータ分離回路４２に供給される。また入力ラッチ４１からのデータは、ヘッダ検出回路４３に送られて、上述した図６のＡやＢに示すようなデータブロックの先頭位置のヘッダＨが検出される。このヘッダ検出回路４３は、ブロック先頭からのデータ数又はクロックをカウントして、データブロックのフォーマットに従って、上記図６のＡやＢに示すヘッダ領域、オーディオ領域、ビデオ領域の各データを分離するための制御信号をデータ分離回路４２に送る。なお、データブロックのフォーマットは、固定ではなく、例えばシステム制御回路３０からＣＰＵ４４へ変更情報を送って、ＣＰＵ４４がヘッダ検出回路４３を制御することにより、任意のフォーマットのデータブロックについての各領域の分離が行える。
【００５２】
データ分離回路４２で分離されたビデオデータは、ビデオデコーダ４６に送られて、上記図１のビデオエンコーダ１４での圧縮符号化処理と対称的な伸張復号化処理が施され、Ｄ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換器４７でアナログビデオ信号に変換される。Ｄ／Ａ変換器４７からのアナログビデオ信号は、アンプ４８を介して出力端子４９より取り出される。
【００５３】
データ分離回路４２で分離されたオーディオデータは、オーディオデコーダ５６に送られて、上記図１のオーディオエンコーダ２４での圧縮符号化処理と対称的な伸張復号化処理が施され、Ｄ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換器５７でアナログオーディオ信号に変換される。Ｄ／Ａ変換器５７からのアナログオーディオ信号は、アンプ５８を介して出力端子５９より取り出される。
【００５４】
また、データ分離回路４２は、上記ヘッダ領域等に存在するその他のデータ、例えば回路制御用データやビデオ信号に付随するタイムコードや文字情報等の付加データを分離して、ＣＰＵ４４に送っている。このＣＰＵ４４により、ビデオ信号に付随させる付加データ信号が付加データ出力回路５４を介して上記ビデオアンプ４８に送られ、Ｄ／Ａ変換器４７からのビデオ信号に加算される。
【００５５】
次に、本発明に係る情報信号伝送方法あるいは情報信号伝送装置が適用される情報データ信号記録再生システムについて、図８を参照しながら説明する。この情報データ記録再生システムは、ディスク状記録媒体を用いた記録再生装置を複数台備え、ビデオ信号やオーディオ信号を記録、再生するシステム、即ちＡＶサーバ・システムである。
【００５６】
具体的には、このＡＶサーバ・システムは、コマーシャルや映画等のアナログ信号のＡＶ素材をディジタル化したデータを多数記録しておき、要求に応じてＡＶ素材を複数チャンネルに同時に供給することが可能なシステムである。ＡＶデータの記録媒体として複数のハードディスクを使用することにより、従来のテープを利用したビデオテープレコーダ、即ちＶＴＲ等を用いた場合とは異なり、各ＡＶ素材にランダムにアクセスすることができる。このＡＶサーバ・システムは、コマーシャルの自動送出、カラオケの提供、語学学習等の様々な用途への利用が考えられる。
【００５７】
先ず、データ記録時には、アナログＡＶデータが複数の入力チャンネルから入力される。図８の具体例では、アナログＡＶデータは信号入力端子１０４、１０５等から入力される。それぞれの入力されたアナログＡＶデータはアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１０８、１０９でディジタル化された後、エンコーダ１１２、１１３で圧縮される。これは、ディジタル化されたデータはサイズが大きいので、圧縮することによりデータの転送レートを上げるためである。この圧縮方法としては、カラー動画像符号化方式のＭＰＥＧやカラー静止画像符号化方式のＪＰＥＧ等の方法が一般的である。
【００５８】
複数の入力チャンネルから入力され、ディジタル符号化されたデータは、タイミング・コントローラ１１５によってチャンネル毎に少しずつ時間がずらされて時分割多重化ブロック１１４に順に入力される。ある１つのチャンネルからのデータは、ある単位、例えば２バイト毎にハードディスクの台数分に分割されて各ハードディスクに記録される。ここで、ＡＶサーバ・システムのデータ転送能力に関して一般的に問題となるのはハードディスクである。そこで、データを複数のハードディスクに分割して記録することにより、ハードディスク群のデータ転送レートをほぼ台数分倍に高めることができる。
【００５９】
上記時分割多重化ブロック１１４で時分割多重化されたデータは、タイミング・コントローラ１１６の制御により、ある単位、例えば２バイト毎に少しずつ時間ずらされてバッファ１１７、１１８、１１９に書き出される。このとき、タイミング・コントローラ１１６は、どの時間のデータをどのバッファに書き込むかという制御を行う。上記バッファ１１７、１１８、１１９に書き出されたデータは、それぞれデバイス制御ブロック１２０、１２１、１２２によりハードディスク１２３、１２４、１２５に記録される。
【００６０】
なお、上記タイミング・コントローラ１１６と各デバイス制御ブロック１２０、１２１、１２２との動作タイミングはサーバ制御ブロック１２６により制御される。また、上記ハードディスク１２３、１２４、１２５に分割されて記録されたデータに関するアプリケーション情報、例えばタイトル等の情報は、図示しないホスト・コンピュータ１０１の入力装置から入力され、アプリケーション制御ブロック１２７で管理される。
【００６１】
次に、データ再生時には、ホスト・コンピュータ１０１により、どの出力チャンネルにどのデータを出力するのかが指定される。この指定は、アプリケーション制御ブロック１２７からサーバ制御ブロック１２６に伝達され、所望のデータがハードディスクのどこに記録されているかが特定される。この情報は各デバイス制御ブロック１２０、１２１、１２２に伝達される。各デバイス制御ブロック１２０、１２１、１２２の制御により、上記情報に基づいて各ハードディスク１２３、１２４、１２５からデータが読み出されて各バッファ１１７、１１８、１１９に書き込まれる。各バッファ１１７、１１８、１１９に分割されて存在するデータは、タイミング・コントローラ１１５の制御により時分割多重化ブロック１１４に送られて、この時分割多重化ブロック１１４で元の圧縮されたデータに組み立て直される。このデータはタイミング・コントローラ１１５の制御により所望の出力チャンネルに供給される。タイミング・コントローラ１１５の制御により時分割多重化ブロック１１４からの圧縮データはデコーダ１１０、１１１に送られる。デコーダ１１０、１１１では送られた圧縮データを伸長する。この伸長されたデータはディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１０６、１０７で元のアナログＡＶ素材に変換され、信号出力端子１０２、１０３より出力される。
【００６２】
なお、本発明は上述したような実施例のみに限定されるものではなく、例えば、上記可変長データや固定長データとしてはビデオデータやオーディオデータ以外にも他の種々のデータを用いることができる。また、可変長データや固定長データは、それぞれ１種類ずつ用いる以外に、それぞれ複数種類を用いるようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る情報信号伝送方法によれば、可変長データを記憶する記憶手段の蓄積データ量が所定値に達したときにオン状態となるフラグを用い、上記一定時間に対応する可変長データの終端で上記フラグを検出して、オン状態のときには上記記憶手段から上記可変長データを読み出し続け、オフ状態のときには上記記憶手段からのデータ読み出しを停止してダミーデータを出力することにより、容易かつ簡単な構成でダミーデータを付加することができる。また、可変長データのレートと伝送レートとの差分の計算等を行う必要がなく、これらのレートが非同期であってレートが正確に合っていなくとも誤差が蓄積することもない。
【００６４】
また、本発明に係る情報信号伝送装置によれば、圧縮符号化されて得られた可変長データを記憶し、蓄積データ量が所定値に達したときにオン状態となるフラグを出力する記憶手段と、この記憶手段から読み出された上記可変長データが入力され、上記一定時間に対応する可変長データの終端で上記フラグを検出して、オン状態のときには上記記憶手段から上記可変長データを読み出し続け、オフ状態のときには上記記憶手段からのデータ読み出しを停止してダミーデータを出力する手段とを有することにより、簡単な構成でダミーデータの付加が行える。
【００６５】
また、上記可変長データと、単位時間当りのデータ量が一定の固定長データとを合成して、上記伝送単位時間毎にブロック化して伝送する場合にも、これらのデータの合成や分離が容易にかつ簡単な回路構成で行える。
【００６６】
ここで、ビデオ信号をディジタル化する場合には一般にデータ量が膨大なものとなるため、可変長圧縮符号化等の高能率圧縮符号化が適しており、圧縮符号化されたデータは可変長データとなるから、上記可変長データとしてビデオデータを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に用いられるビデオ、オーディオ各データのエンコーダ側の構成を一例を示すブロック図である。
【図２】図３中のダミーデータ付加部の具体例を示すブロック図である。
【図３】図４の構成の動作を説明するための図である。
【図４】図４の構成の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施例に用いられるデータフォーマットを示す図である。
【図６】本発明の一実施例に用いられるデータブロックのブロックフォーマットを示す図である。
【図７】本発明の一実施例に用いられるビデオ、オーディオ各データのデコーダ側の構成を一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例が適用される情報データ記録再生システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図９】ビデオ信号のディジタル化及び圧縮符号化の一例を説明するための図である。
【図１０】オーディオ信号のディジタル化及び圧縮符号化の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１４ ビデオエンコーダ
１５ ビデオバッファ
１６ エンド検出回路
１７ ダミーデータ付加部
２４ オーディオエンコーダ
２５ オーディオバッファ
２６ データ合成回路
２７ 出力バッファ
２８ コントローラ
２９、４４ ＣＰＵ
４１ 入力ラッチ
４２ データ分離回路
４３ ヘッダ検出回路
４６ ビデオデコーダ
５６ オーディオデコーダ[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an information signal transmission method and apparatus, and more particularly to an information signal transmission method and apparatus that records and reproduces variable-length data such as compression-encoded video data on a disk-shaped recording medium.
[0002]
[Prior art]
Generally, when an analog video signal is digitized, the amount of data becomes enormous, and it becomes difficult or expensive to record and communicate as it is. Therefore, data is often compressed and recorded and communicated. In particular, since the data amount of a video signal is much larger than that of an audio signal, it is important to employ an encoding method with a high compression rate. An encoding method in which the amount of coded output data changes, for example, a so-called variable-length encoding method, has been widely adopted.
[0003]
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of compression of video signal data, where A indicates an analog video signal. Generally, a video signal constitutes one image in one frame or one field. Therefore, the analog video signal in FIG. 9A is sampled (sampled) in a unit of one frame or one field in the time axis direction. ) Has been. This information is preserved even when it is digitized and compressed / decompressed. In the compression of moving images, when motion information is compressed using correlation between frames or fields, the processing of compression / expansion extends over several frames or several fields. Is an original frame or field unit image.
[0004]
FIG. 9 shows a time unit T of video signal compression. _V Is an example of intra-field compression where 1 field = (1/60) second, and the sampling frequency Fs is 13.5 MHz. In this example, the composite video signal is divided into a luminance (Y) signal and a chrominance (C) signal, each of which is sampled at Fs = 13.5 MHz, quantized into 8 bits, and the signal of FIG. I have data. This means that 13.5 MHz.times.8-bit data is 216 Mbps (megabits / second) for two channels of Y and C, and 3.6 Mbits per field, that is, one field has a word number of 8 bits. This is 450K words.
[0005]
When this is compressed for each field to obtain variable-length data of a maximum of 12 Mbps, the maximum is 200 K bits per field, that is, the maximum number of words of 8 bits per word is 25 K words. This is because the above-mentioned video data of 3.6M bits = 450K words per field is compressed to 1/18 or less, and is compressed to data within 200K bits per field, that is, data within 25K words as shown in FIG. 9C. Will do.
[0006]
In the case of such compression encoding, the compression ratio is almost constant when averaged over a plurality of fields, but often fluctuates in units of one field time.
[0007]
By the way, in recent years, when transmitting information signals including video information and audio information, that is, for recording / reproducing or transmitting / receiving, in recent years, in consideration of application to a so-called multimedia system, each information is digitally converted. , Encoding and combining are increasing.
[0008]
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of data compression of an audio signal, where A indicates an analog audio signal. Since the audio signal is a continuous signal unlike the video signal, the compression unit can be arbitrarily selected. In this case, it is conceivable to compress the video signal in a unit time of the compression of the video signal, that is, in a unit of time which is the same as the field or frame time or an integer ratio. The compression unit times do not match.
[0009]
Here, as a compression method developed for a commercially available recording / playback type small audio disk, audio PCM data in which the sampling frequency is 44.1 kHz and the left and right stereo channels are 16 bits each are sampled every 512 samples. An example of a method of compressing to 212 bytes will be described.
[0010]
The analog audio signal shown in FIG. 10A has a time T corresponding to 512 samples when the sampling frequency is 44.1 kHz. _A That is,

Is compressed and encoded in units of. That is, as shown in FIG. Per channel 512 samples of 16 bits per sample 2 channels (stereo), that is, 512 × 16 bits × 2 channels Is compression-encoded, and 212 shown in FIG. × 8 bits × 2 channels Fixed-length data. The unit time of this fixed-length data, for example, the data amount per second, that is, the data rate R _A Is
R _A = 212 × 2 × 8 / T _A (Bits / second = bps)
It is. The unit time T of such audio signal compression _A Is the unit time T of compression of the video signal _V And has no simple integer ratio relationship.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of transmitting variable-length data such as the above-described video data, or in the case of transmitting by combining variable-length video data and fixed-length audio data, it is inconvenient to handle the variable-length data as it is. For this reason, a fixed rate is often added by adding dummy data.
[0012]
However, in order to generate and add the dummy data, it is necessary to measure the amount of variable-length data, calculate a difference from the transmission rate of the transmission data bus, and the like, which complicates arithmetic processing and a circuit configuration. When the data bus and the operation clock of the variable-length data operate asynchronously, an error occurs because the rate of the data bus and the rate of the variable-length data do not exactly match. As the screens continue, this error gradually accumulates. For this reason, a circuit for correcting this may be required.
[0013]
The present invention has been made in view of such circumstances, and when transmitting variable-length data, it is possible to easily generate and add dummy data for achieving a fixed rate and to transmit an information signal with a simple circuit configuration. It is intended to provide a method and apparatus.
[0014]
Another object of the present invention is to easily combine and separate these data by adding dummy data to a fixed rate when combining variable-length data and fixed-length data for transmission. Another object of the present invention is to provide an information signal transmission method and apparatus which can be performed with a simple circuit configuration.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In the information signal transmission method according to the present invention, variable-length data in which the amount of data per unit time obtained by compressing and encoding input data at fixed time intervals is changed and transmitted at fixed transmission unit time intervals. In the information signal transmission method, a flag that is turned on when the amount of data stored in the storage unit that stores the variable length data reaches a predetermined value is used, and the flag is set at the end of the variable length data corresponding to the fixed time. Upon detection, the variable-length data is continuously read from the storage means when in the ON state, and data reading from the storage means is stopped and dummy data is output when the state is OFF, and the data is blocked and transmitted.
[0016]
Further, the information signal transmission apparatus according to the present invention, the variable-length data that changes the amount of data per unit time obtained by compressing and encoding the input data every fixed time, is divided into blocks every fixed transmission unit time In an information signal transmission device for transmission, storage means for storing the variable-length data obtained by the compression encoding, and outputting a flag that is turned on when the amount of stored data reaches a predetermined value; The variable-length data read from the memory is input, the flag is detected at the end of the variable-length data corresponding to the predetermined time, and when the variable-length data is on, the variable-length data is continuously read from the storage means, Means for stopping data reading from said storage means and outputting dummy data.
[0017]
Here, the predetermined value of the amount of data stored in the storage means may be, for example, a half of the total storage capacity. Further, the variable length data and the fixed length data having a constant data amount per unit time are combined, and the data is divided into blocks for each transmission unit time and transmitted. As the variable-length data, it is preferable to use video data that has been compression-encoded in units of fields or frames of a video signal.
[0018]
[Action]
Since the generation and addition of the dummy data are controlled according to whether or not the amount of data stored in the storage means has reached a predetermined value, the dummy data can be added with an easy and simple configuration and there is no accumulation of error. .
[0019]
In addition, even when variable-length data and fixed-length data are combined and transmitted, the combination and separation of these data can be performed easily and with a simple circuit configuration.
[0020]
【Example】
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, it is assumed that an information signal is transmitted when recording and reproducing data in a recording and reproducing apparatus in a so-called AV server that transmits and receives audio and video data to and from a plurality of terminal devices.
[0021]
FIG. 1 shows a configuration of an encoder side of a signal transmission apparatus in a case where the above-described video and audio signals are synthesized and blocked and transmitted, that is, in a case where recording / reproduction is performed on a recording medium or transmission / reception is performed via a communication system. An example is shown.
[0022]
In FIG. 1, an input terminal 11 is supplied with an analog video signal, and an input terminal 21 is supplied with an analog audio signal. An analog video signal from the input terminal 11 is sent to an A / D (analog / digital) converter 13 via an amplifier 12 and converted into a digital video signal. The digital video signal from the A / D converter 13 is sent to the video encoder 14 and is compression-encoded into variable-length data in which the amount of data per unit time varies. This variable-length data is obtained by compressing and encoding a unit time T. _V Each time, it is obtained as data having a variable data amount equal to or less than a certain maximum data amount. As the video encoder 14, for example, an encoder that realizes an encoding method defined by the so-called JPEG (Joint Photographic Coding Experts Group) can be used.
[0023]
The variable length data from the video encoder 14 is sent to an end detection circuit 16 via a video buffer 15, and the video buffer 15 and the end detection circuit 16 constitute a dummy data adding unit 17. In the dummy data adding section 17, dummy data is added as described later, and the data rate is fixed. This is done by adding dummy data to variable-length data until the maximum data amount is reached for each unit time of compression encoding, thereby obtaining fixed-rate data.
[0024]
On the other hand, an analog audio signal from the input terminal 21 is sent to an A / D converter 23 via an amplifier 22 to be converted into a digital audio signal, and then sent to an audio encoder 24 where it is compression-encoded and has a fixed length. It becomes audio data. As the audio encoder 24, for example, a compression-encoding encoder used for a small-sized recordable audio optical disk device or a small digital audio tape recorder can be used.
[0025]
The fixed-length data from the audio encoder 24 is sent to a data synthesis circuit 26 via an audio buffer 25. The fixed-rate variable-length video data from the dummy data adding unit 16 and the header information data from the CPU 29 are sent to the data synthesizing circuit 26, and these are synthesized, and are combined as shown in FIG. C or data in a block format as shown in FIGS. Since additional data such as time code information and character information added to the input video signal from the amplifier 12 is lost during the compression processing, the additional data is extracted by the additional data detection circuit 18. The additional data extracted by the additional data detection circuit 18 is sent to the CPU 29, where the header information data is formed. The CPU 29 inputs and outputs control signals to and from a controller 28, and the controller 28 controls the data synthesizing circuit 26 and the buffers 15 and 25, respectively. The synthesized data from the output buffer 27 is sent to the interface bus 31 of the AV server, and the data is recorded via the interface bus 31 on a hard disk device, a magneto-optical disk device, or a disk array device including a plurality of these devices. It is sent to the device and recorded.
[0026]
Next, FIGS. 2 to 4 are diagrams for explaining a specific configuration and operation of the dummy data adding unit 17. In FIG. 2, the video buffer 15 has a so-called FIFO (First In First Out) memory. Is used. The video buffer 15 outputs an HF (half-full) flag that is turned ON and OFF depending on whether the accumulated data amount is equal to or more than half of the total data amount. A write control signal W from the video encoder 14 and a read control signal R from the end detection circuit 16 are supplied to the video buffer 15, and the read control signal R from the controller 28 in FIG. Is supplied.
[0027]
As shown in FIG. 1A, when the video data V stored in the video buffer 15 is more than half of the total data capacity, the HF flag is in the ON state. The end detecting circuit 16 reads out the video data from the video buffer 15 and sends it to the data synthesizing circuit 26 shown in FIG. 1, and detects the end of the field of the video data, that is, the end of picture (EOP) or the end of image (EOI). Then, the HF flag is read. If the HF flag at this time is ON, the video data is continuously read from the video buffer 15 and sent to the data synthesizing circuit 26 in FIG.
[0028]
When the video data V stored in the video buffer 15 becomes smaller than half of the total data capacity, the HF flag is turned off as shown in FIG. 3B. When the end detection circuit 26 detects the end of the video data field, that is, the EOP or EOI, and the HF flag is OFF, the end detection circuit 26 stops reading the video data from the video buffer 15, and The dummy data is output to the data synthesizing circuit 26 as shown in FIG. During this time, the video data from the video encoder 14 continues to be written to the video buffer 15, so that the data amount gradually increases, and the HF flag is turned on when the data amount becomes half or more of the total data capacity. When the HF flag is turned ON, the end detection circuit 16 stops outputting the dummy data and starts reading the video data from the video buffer 15, and sends the read video data to the data synthesizing circuit 26. send.
[0029]
FIG. 4 shows the operation waveforms of the respective units in the above operation and the combined output data. 4A shows the end detection output signal, FIG. 4B shows the HF flag, and FIG. 4C shows the combined output data from the data combining circuit 26. In this way, for example, the amount of dummy data to be written to the AV server can be adjusted to match the data rate of the transmission path. Moreover, by using the circuit of FIG. 2, dummy data can be generated with a simple circuit configuration.
[0030]
Next, synthesized data of video and audio used in such a decoder-side configuration will be described with reference to FIGS.
[0031]
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of a composite signal of the above-described video signal of FIG. 9 and the audio signal of FIG. 10. All of the signals are subjected to compression encoding processing, and video data is V, and audio data is A. Are represented by. The video data V is the above-mentioned first fixed time T _V , For example T _V = 1 field = 1/60 (seconds), which is variable-length data obtained by subjecting a video signal to compression encoding processing, and audio data A is T, which is the above-mentioned second fixed time. _A This is fixed-length data obtained by compressing an audio signal in units. The fixed-length data rate of this audio is R _A It is.
[0032]
First, A in FIG. 5 is obtained by adding fixed-length audio data A to the end E of variable-length video data V, that is, a so-called end-of-picture (EOP). One lump is the fixed rate R _A T of audio data of _V Minutes, ie R _A × T _V It is.
[0033]
Here, as a specific example, the sampling frequency Fs of the video signal is set to 13.5 MHz, the composite video signal is divided into a luminance (Y) signal and a color (C) signal, and each is sampled at 13.5 MHz and quantized into 8 bits. 216 Mbps (megabits / second) video signal data _V = Compression in units of one field, converting video signal data of 3.6 Mbits or 450 Kwords per field into variable length data of a maximum of 200 Kbits per field, that is, a maximum of 25 Kwords with a word number of 8 bits per word. ing. As for the audio signal, the sampling frequency is 44.1 kHz, and the left and right stereo channels are compressed into 16-bit digital audio PCM data into 512-byte fixed-length data every 512 samples. Time T which is the unit time of _A Is 512 / (44.1 × 10 ^Three ) (Sec), data rate R of compressed fixed-length data _A Is R _A = 212 × 2 × 8 / T _A (Bps: bits / second).
[0034]
At this time, T _V = Data amount R of audio data A per field _A × T _V Is

When data is handled with a 16-bit width on the data bus of the AV server, that is, when one word is 16 bits,
R _A × T _V $ 304.336 x 16 (bit)
It becomes. This is T _V = 304 words or 305 words per 1/60 (second).
[0035]
Here, a case where AV data is recorded in an AV server having a fixed throughput or a fixed rate is considered.
Now, the data transfer capacity per AV data channel is R _S It is assumed that the minimum unit of the data amount when recording and reproducing data with respect to this server is A × N. A and N are natural numbers, N is the number of recording / reproducing devices, for example, hard disks, and A is the minimum unit of data that can be handled by the recording / reproducing device, that is, the so-called sector data amount. As a specific example, the above R _S Is 14 Mbps, the number N of hard disks is 14, and the data amount A of one sector is 512 bytes = 512 × 8 bits. It is necessary to transmit A × N bits of data at a data rate of 14 Mbps. Time T _S Is

It is.
[0036]
This AV server stores data in T _S It is divided or assembled every time. Therefore, if the time unit of data input to and output from the AV server is t, t is the time T _S , Ie, t = nT _S Is more convenient for an AV server that records and reproduces data in real time. In this embodiment, n = 1, ie, t = T _S And Transmission unit of this server t = T _S FIG. 5B shows a state in which the data of FIG.
[0037]
The above time T _S Is the unit time T of each compression _V Tomo T _A The start S and the end E of the video data of the AV combined data are not related to the time T. _S It is indeterminate where in the unit's server data block it is located. Therefore, if recorded as it is, it becomes difficult to separate audio data and video data during reproduction.
[0038]
By the way, since the video data V is variable length data as described above, a data pattern indicating SOP: start of picture at the start position S and an EOP: end of picture at the end position E in the data is provided. There are many. If these can be determined at the time of reproduction, it is possible to extract video data. Further, since the audio data has a fixed length, it is possible to extract the audio data if a predetermined amount of data is set as the audio data from the end EOP of the video in advance.
[0039]
However, special data patterns such as SOP and EOP, or control data patterns are sometimes defined so as not to appear in the video data. May appear in This is the same when data other than audio and video is added. The audio data is once stored in the T _A What was compressed in time units is _V It is synthesized in units of time, and this _S It is divided or assembled in units of time.
[0040]
In order to solve such a problem, in an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5C, a data block of an AV server having a fixed throughput or a fixed rate is divided by a fixed amount of audio data, The video data is inserted into the gap. That is, dummy data D is added to the variable-length video data V to form fixed-rate variable-length data at a fixed data rate, and the fixed-length variable-length data is transmitted within the time t of one block serving as a transmission unit. Audio data A of a predetermined amount (R _A × t), and the fixed-rate variable length data is arranged in the remaining portion.
[0041]
Specifically, the above T _A The audio data A compressed in time units is converted into data for each time t. Now, t = T _S Then

Assuming that one word has 16 bits, the audio data A may be prepared for 74 words or 75 words per block. Whether the audio data of the current block is 74 words or 75 words can be determined by attaching mark data to each block. 75 words may be set as the audio data area in the block, and one word may be discarded for 74 words.
[0042]
FIG. 6A shows a specific example of the structure of data in one block, that is, a so-called block format. From the head of the block, for example, header data H of 3 words, audio data A of 75 words, audio data of 3506 words Data V is sequentially arranged, and one block has 3584 words. Note that the audio data area may contain 74 words of audio data, and the 3506 word video data area may contain empty space between the end and the start of the next field and may contain dummy data. .
[0043]
That is, since variable-length video data is recorded on a fixed-rate server, an empty area is generated. Dummy data D enters this empty area as shown in B of FIG. In this case, at the time of recording, dummy data is generated and added following the end EOP of the video data as described later. At the time of reproduction, the area from the end EOP of the video data to the start SOP of the next field is determined as an empty area, and the data in that part is not sent to the video decoder or the data expansion circuit. If the position information of the SOP and EOP, that is, the number of words from the block head position, is described in the header H, the empty area can be predicted in advance based on this information. If dummy data which is automatically ignored by a decoder or a decompression circuit is written in an empty area, the above empty area can be skipped and only video data can be sent to decoding processing without reading SOP and EOP. .
[0044]
By recording in the server in such data block units, at the time of reproduction, if the configuration of the data blocks of the file, that is, the number of words in each area is known in advance, the number of words of data from the head of the block is counted. With only this, each data of the header area, the audio area, and the video area can be distinguished, and the separation of each data can be simplified.
[0045]
In addition to setting the data structure in this block fixedly, if the setting can be changed from outside the synthesis / separation circuit, etc., the setting can be changed for each data file or each system. Is also possible.
[0046]
If the data in each data area is correctly separated, control data of each data, for example, SOP and EOP indicating the start and end of the video field data can be used. Good.
[0047]
In practice, the start of the video field can be determined by writing the presence or absence of the SOP and EOP of the video and their positions, that is, the address in the block and the number of words from the beginning of the block, in the header area. By utilizing this, additional data accompanying the video signal which is lost at the time of compression, for example, data during a vertical blanking period, time code, frame number, close caption data, etc. are written in the header area. Can be added to the corresponding frame image at the time of reproduction.
[0048]
As described above, if the audio data and the video data are simultaneously blocked, the time axes of the respective data proceed simultaneously. Therefore, if the beginning of a block and the beginning of each of audio and video data coincide with each other at the beginning of a file or the like, the synchronization of audio and video is maintained without time lag.
[0049]
Since the dummy data D in the empty area shown in FIG. 6B is essentially unnecessary data, it is conceivable that this part is not recorded in order to effectively use the recording medium of the server. That is, as shown in FIG. 6C, the empty area is packed and recorded, and information such as the dummy data amount or the data amount of the empty area is described in the header H. By controlling so that data does not come from the server by the amount of data or not requesting data to the server, it is also possible to virtually generate an empty area in the reproduction system. The server throughput at this time is not fixed at this time, but fluctuates. In this case, even if recording is performed as shown in FIG. 6C, the reproduction system interprets it as shown in FIG. 6B.
[0050]
Next, FIG. 7 shows an example of a configuration on the decoder side corresponding to the configuration on the encoder side in FIG.
[0051]
In FIG. 7, data from the interface bus 31 of the above-described AV server or the like is supplied to a data separation circuit 42 via an input latch 41. The data from the input latch 41 is sent to the header detection circuit 43, and the header H at the head position of the data block as shown in A and B in FIG. 6 is detected. The header detection circuit 43 counts the number of data or the clock from the head of the block, and separates each data of the header area, the audio area, and the video area shown in FIGS. 6A and 6B according to the format of the data block. Is sent to the data separation circuit 42. The format of the data block is not fixed. For example, by sending change information from the system control circuit 30 to the CPU 44 and the CPU 44 controlling the header detection circuit 43, the separation of each area of the data block of an arbitrary format is performed. Can be performed.
[0052]
The video data separated by the data separation circuit 42 is sent to a video decoder 46, where the video data is subjected to decompression decoding processing symmetrical to the compression encoding processing by the video encoder 14 shown in FIG. (/ Analog) converter 47 converts the signal into an analog video signal. An analog video signal from the D / A converter 47 is taken out from an output terminal 49 via an amplifier 48.
[0053]
The audio data separated by the data separation circuit 42 is sent to an audio decoder 56, where the data is subjected to decompression decoding processing symmetrical to the compression encoding processing by the audio encoder 24 shown in FIG. (Analog) converter 57 converts the signal into an analog audio signal. An analog audio signal from the D / A converter 57 is extracted from an output terminal 59 via an amplifier 58.
[0054]
Further, the data separation circuit 42 separates other data existing in the header area and the like, for example, additional data such as time code and character information attached to circuit control data and video signals, and sends them to the CPU 44. The CPU 44 sends an additional data signal to be attached to the video signal to the video amplifier 48 via the additional data output circuit 54, and adds it to the video signal from the D / A converter 47.
[0055]
Next, an information data signal recording / reproducing system to which the information signal transmission method or the information signal transmission device according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. This information data recording / reproducing system is a system that includes a plurality of recording / reproducing devices using a disk-shaped recording medium and records and reproduces video signals and audio signals, that is, an AV server system.
[0056]
Specifically, this AV server system can record a large number of digitized data of AV materials of analog signals such as commercials and movies, and supply the AV materials to multiple channels at the same time as required. System. By using a plurality of hard disks as recording media for AV data, unlike a conventional video tape recorder using a tape, that is, a VTR or the like, each AV material can be randomly accessed. This AV server system can be used for various applications such as automatic transmission of commercials, provision of karaoke, and language learning.
[0057]
First, at the time of data recording, analog AV data is input from a plurality of input channels. In the specific example of FIG. 8, analog AV data is input from the signal input terminals 104 and 105 and the like. Each input analog AV data is digitized by analog / digital (A / D) converters 108 and 109 and then compressed by encoders 112 and 113. This is because the digitized data has a large size and is compressed to increase the data transfer rate. As this compression method, a method such as MPEG of a color moving picture coding method or JPEG of a color still picture coding method is generally used.
[0058]
Digitally encoded data input from a plurality of input channels is sequentially input to the time division multiplexing block 114 by the timing controller 115 with the time being slightly shifted for each channel. Data from a certain channel is divided into a certain unit, for example, every two bytes, and is recorded on each hard disk. Here, the hard disk generally poses a problem with respect to the data transfer capability of the AV server system. Therefore, by dividing and recording data on a plurality of hard disks, the data transfer rate of the group of hard disks can be almost doubled by the number of hard disks.
[0059]
The data time-division multiplexed by the time-division multiplexing block 114 is written out to the buffers 117, 118, and 119 under the control of the timing controller 116 while being slightly shifted by a certain unit, for example, every two bytes. At this time, the timing controller 116 controls which time data is written to which buffer. The data written to the buffers 117, 118, and 119 are recorded on the hard disks 123, 124, and 125 by the device control blocks 120, 121, and 122, respectively.
[0060]
The operation timing of the timing controller 116 and each of the device control blocks 120, 121, and 122 is controlled by a server control block 126. Further, application information on data divided and recorded on the hard disks 123, 124, and 125, for example, information such as titles is input from an input device (not shown) of the host computer 101 and managed by an application control block 127.
[0061]
Next, at the time of data reproduction, the host computer 101 specifies which data is to be output to which output channel. This designation is transmitted from the application control block 127 to the server control block 126 to specify where desired data is recorded on the hard disk. This information is transmitted to each device control block 120, 121, 122. Under the control of the device control blocks 120, 121, and 122, data is read from the hard disks 123, 124, and 125 based on the information and written into the buffers 117, 118, and 119. The data divided and stored in each of the buffers 117, 118, and 119 is sent to the time division multiplexing block 114 under the control of the timing controller 115, and is assembled into the original compressed data by the time division multiplexing block 114. Will be fixed. This data is supplied to a desired output channel under the control of the timing controller 115. Under the control of the timing controller 115, the compressed data from the time division multiplex block 114 is sent to the decoders 110 and 111. The decoders 110 and 111 decompress the transmitted compressed data. The decompressed data is converted into original analog AV materials by digital / analog (D / A) converters 106 and 107 and output from signal output terminals 102 and 103.
[0062]
Note that the present invention is not limited to only the above-described embodiments. For example, various data other than video data and audio data can be used as the variable length data and the fixed length data. . In addition to the variable length data and the fixed length data, a plurality of types may be used instead of using one type each.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the information signal transmission method of the present invention, the flag that is turned on when the amount of data stored in the storage unit that stores variable-length data reaches a predetermined value is used, The flag is detected at the end of the corresponding variable-length data. When the flag is on, the variable-length data is continuously read from the storage unit. When the flag is off, data reading from the storage unit is stopped and dummy data is output. Thus, dummy data can be added with an easy and simple configuration. Further, there is no need to calculate the difference between the rate of the variable-length data and the transmission rate, and errors are not accumulated even if these rates are asynchronous and the rates do not match exactly.
[0064]
Further, according to the information signal transmission device of the present invention, the storage means for storing the variable length data obtained by compression encoding and outputting a flag which is turned on when the accumulated data amount reaches a predetermined value. And the variable length data read from the storage means is input, the flag is detected at the end of the variable length data corresponding to the predetermined time, and when the variable length data is on, the variable length data is read from the storage means. Means for stopping the data reading from the storage means and outputting the dummy data when the reading means is in the OFF state, whereby the dummy data can be added with a simple configuration.
[0065]
Also, when combining the variable-length data and the fixed-length data having a fixed data amount per unit time and transmitting the data in blocks for each transmission unit time, it is easy to combine and separate these data. And a simple circuit configuration.
[0066]
Here, when a video signal is digitized, the amount of data generally becomes enormous, so high-efficiency compression coding such as variable-length compression coding is suitable. Therefore, it is preferable to use video data as the variable length data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an encoder for video and audio data used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of a dummy data adding unit in FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the configuration of FIG. 4;
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the configuration of FIG. 4;
FIG. 5 is a diagram showing a data format used in one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a block format of a data block used in one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a configuration of a decoder for video and audio data used in an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of an information data recording / reproducing system to which an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of digitization and compression encoding of a video signal.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of digitization and compression encoding of an audio signal.
[Explanation of symbols]
14 Video encoder
15 Video buffer
16 End detection circuit
17 Dummy data addition section
24 audio encoder
25 audio buffer
26 Data synthesis circuit
27 Output buffer
28 Controller
29, 44 CPU
41 Input latch
42 Data Separation Circuit
43 Header Detection Circuit
46 Video Decoder
56 audio decoder

Claims (4)

An information signal transmission method for transmitting variable-length data in which the amount of data per unit time obtained by compressing and encoding input data at fixed time intervals is changed at fixed transmission unit time intervals,
Using a flag that is turned on when the amount of data stored in the storage means for storing the variable length data reaches a predetermined value, detecting the flag at the end of the variable length data corresponding to the predetermined time, and Wherein the variable length data is continuously read out from the storage means when the data is in the off state, the data reading from the storage means is stopped when the data is in the off state, dummy data is output, and the data is transmitted in the form of blocks. . 2. The information signal transmission method according to claim 1, wherein the fixed length data having a constant data amount per unit time and the variable length data are combined, and the data is divided into blocks for each transmission unit time and transmitted. 2. The information signal transmission method according to claim 1, wherein the variable length data is video data that is compression-encoded in a field unit or a frame unit of a video signal. In an information signal transmission apparatus for transmitting variable-length data in which the amount of data per unit time obtained by compressing and encoding input data at fixed time intervals changes per fixed transmission unit time,
Storage means for storing the variable-length data obtained by compression-encoding and outputting a flag that is turned on when the amount of accumulated data reaches a predetermined value;
The variable length data read from the storage means is input, the flag is detected at the end of the variable length data corresponding to the predetermined time, and when the variable length data is on, the variable length data is continuously read from the storage means. Means for stopping reading of data from the storage means and outputting dummy data when in the OFF state.

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