JP3891035B2 - メディア多重装置およびこれを用いる符号化装置 - Google Patents

メディア多重装置およびこれを用いる符号化装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画像や音声その他のメディア情報が符号化された複数の入力ストリーム(時系列なデータ)、および分割符号化されたメディア情報の入力ストリームをシンタックス処理(データの組立,分解,挿入,削除,加工,並び替えなどの処理)し、パケット化および多重化して出力するメディア多重装置において、複数の符号化装置でシンタックス処理を並列に行い、結果を統合して出力するに好適なメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置に関する。特に、MPEG‐2システムパートの規定に準拠したトランスポートストリーム出力を実現するに好適なメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
動画像や音声などのディジタル信号を圧縮符号化する技術として、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group )方式が知られている。こうした圧縮符号化を処理する装置は、しばしば大規模集積回路(LSI)化され、符号化機能を必要とする機器(テレビ会議装置,ディジタルビデオ録画装置,DVD編集装置,ディジタル放送装置など)に組み込まれて広く普及している。
【0003】
上述のような符号化装置は、図14に示すように、動画像符号化を行う機能のみならず、音声の符号化機能や、メディア多重機能(動画像,音声およびその他のデータを多重化して1本のストリームを構成する機能)までを含めて集積されることが多い。すなわち、1つの符号化装置によって、動画像,音声,付加データ(字幕情報など)を含めた1チャネルの符号化およびメディア多重化を全て処理できる。ここでチャネルとは、テレビジョン番組のように、動画像や音声およびその他のデータから構成される一組のメディア情報を表わす概念である。
【0004】
メディア多重を行うためのストリームフォーマットとしては、ISO/IEC13818−1に規定されるMPEG‐2トランスポートストリーム(TS)が知られており、ディジタル衛星放送やディジタル地上波放送などに広く採用されている。MPEG‐2 TSは図15のように、188バイト固定長のトランスポートストリームパケット(TSパケット)の連続によって構成される。
【0005】
典型的なTSパケットは4バイトのヘッダと184バイトのペイロードからなり、動画像,音声,付加データのストリームはそれぞれ184バイト以下に分割されてペイロードに収容される。ペイロードの内容は、ヘッダに存在する13ビットのPID番号によって識別される(例:PID=0x11は動画像、PID=0x12は音声、PID=0x13は付加データ)。
このTSパケットを時系列に並べ、1本のトランスポートストリームとして送出することにより、メディア多重が実現される。
【0006】
図16は、トランスポートストリームを出力するメディア多重装置の構成法の一例を示している(特許第3128058号「プロトコル処理装置」公報参照)。圧縮符号化された動画像や音声および付加データのストリームは、書き込み制御部を経てメモリに格納される。メディア多重処理を低遅延に行うため、ここでのメモリは高速かつ小容量のものが選択され、通常、各種別ごとにTSパケット1〜3個分の容量を持っている。
【0007】
CPUは、事前にプログラムされた手順に従って、メモリ内のストリームに対してヘッダなどを付加し、TSパケットを作成する。また、CPUは、基準時刻情報を格納したPCRパケット、番組構成の情報を格納したPATパケットやPMTパケット、情報を何も持たないヌルパケットなど、ストリーム制御のために挿入されるTSパケットもメモリ内に作成する。
【0008】
一般的にトランスポートストリームの出力は一定のビットレートで行われる。ここでは、出力ビットレートは外部から供給される読み出しクロックによって決定される。1秒間にnビット、すなわちn(bps)の速度でトランスポートストリームを出力する場合には、1秒間にn/8(回)の読み出しクロックを外部から与える。この読み出しクロックに同期して、1クロックごとに1バイト(=8ビット)のストリームが外部に出力される。
【0009】
このとき、188バイトごとに、次に出力するべきTSパケットの種別を決定しなければならない。出力選択器はこのタイミング(選択要求トリガ)に従って、次に出力すべきTSパケットの種別を選択する。動画像や音声,付加データについては、TSパケットの作成が完了したものから順次出力される。出力候補が複数ある場合には、ビットレートが低く、リアルタイム条件の厳しいパケット種別が優先的に選択される(例:音声パケット>付加データパケット>動画像パケット)。
【0010】
PCRパケットやPAT,PMTパケットは、一定時間ごとに出力対象とされる。ヌルパケットは、他のどのTSパケットも出力対象とならない場合のみ選択される。このようにして、メディア多重されたトランスポートストリームが一定のビットレートで出力される。
【0011】
さて、複数チャネルの番組を多重化したストリームを生成するために、これまで述べてきたような符号化装置を複数使用して、並列に符号化を行う場合がある。図17に、複数チャネルを符号化する装置の構成例を示す。この場合、各符号化装置から出力されるメディア多重ストリームを、1本の出力ストリームに再多重する必要があるため、符号化装置の外部にメディア再多重装置を設ける必要がある。
【0012】
MPEG‐2トランスポートストリームの場合、メディア再多重装置は、各符号化装置から受け取ったTSパケットからヌルパケットを削除し、混合して時系列に再配置する。PID番号の重複があった場合は当該PID番号を書き換える。そして、出力レートを一定とするためにヌルパケットを挿入しながら、1本のトランスポートストリームとして出力する。
【0013】
このとき、番組の構成情報であるPATとPMTは図18に示すように、PATが全チャネルのPMTのPID番号を格納し、PMTが各チャネルを構成する動画像や音声などのTSパケットのPID番号を格納することによって、複数チャネルのPID番号が階層的に示される。
【0014】
符号化装置を複数使用するもう一つの例として、高品位テレビ(HDTV)など、符号化する画面サイズが大きく、1個の符号化装置では処理速度が不足する場合が挙げられる。例えば、図19のように、大きな動画像を水平方向に分割して複数の符号化装置に入力し、並列に符号化する。
【0015】
この場合、図20の例のように、各符号化装置から並列に出力される分割動画像ストリームを結合し、時系列で連続した動画像ストリームに再構成する装置を外部に設ける(特開2000‐102003号「動画像符号化装置および動画像符号化方法」公報参照)。
具体的には、符号化した画像1枚ごとに、分割動画像ストリームを1〜nの順に繋ぎ合わせる。さらに、音声やその他のメディア情報は、分割動画像ストリームの結合後に多重化する必要があるため、メディア多重装置も外部に新しく設置する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
符号化装置は図14のように、動画像符号化機能のみならず、付随する音声の符号化機能、更にメディア多重機能も集積されていることが多い。すなわち、1チャネルを構成する動画像,音声,その他データの符号化およびメディア多重を1つの符号化装置ですべて処理できる。
しかしながら、図17に示すように、複数の符号化装置を用いて複数チャネルを並列に符号化する場合は、メディア再多重装置を別途外部に用意しなければならない。
【0017】
また、図20に示すように、画面分割による複数の符号化装置の並列処理構成をとった場合、並列に生成された動画像ストリームを再構成するための装置を外部に配置する必要がある。さらに、音声の符号化およびメディア多重は、たとえ符号化装置内部にその機能があったとしてそれを使用できず、外部に同等の装置を別途用意する必要がある。
【0018】
このように、符号化装置を並列構成で使用する場合においては、たとえ内部に同等機能が存在していても、外部装置を別途用意せざるを得ないという問題があった。また、符号化装置は、並列化によって高い出力ビットレートが得られる反面、メディア多重およびメディア再多重は単体の装置に処理が集中し、十分なスループットが得られないという問題があった。
【0019】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、符号化装置を並列構成で使用する場合においても、外部装置を不要とし、内部に搭載されたメディア多重機能を有効に使用して、ストリームを統合し出力可能なメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置を提供することを目的とするものである。
本発明の他の目的は、メディア多重装置およびこれを用いる符号化装置の並列処理を可能にすることで、出力ビットレートの上限を引き上げようとするものである。
【0020】
より具体的には、本発明は、前述のように、一般的な複数チャネルの並列符号化処理を行う場合、もしくは、画面分割による複数の符号化装置を用いての並列符号化処理を行う場合に共通に用い得る、LSI化し易いメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置を提供することを目的とするものである。
なお、前記メディア多重装置およびこれを用いる符号化装置における出力選択処理方法は、極めてユニークなものであり、この処理方法並びにこの方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することも、本発明の目的に含まれるものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るメディア多重装置は、動画像,音声およびその他のメディア情報が符号化された複数の入力ストリームに対して、シンタックス処理によって当該入力ストリームのパケット化および多重化を行い、出力パケットストリームを生成するメディア多重装置であって、他のメディア多重装置から出力されたパケットストリームを受け取る転送パケット入力手段と、他のメディア多重装置と入出力制御信号を送受信する制御信号伝達手段と、所定の手順に従って、前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットの出力と、自身のシンタックス処理で生成したパケットの出力とを切り替える出力選択手段とを備えることを特徴とする。
【0022】
また、本発明に係るメディア多重装置は、それぞれが、他のメディア多重装置へ中間出力を転送するモード(スレーブモード)、および最終的な出力ストリームを生成するモード(マスターモード)の2つの動作モードを持つことを特徴とする。さらに、本発明に係るメディア多重装置は、前記スレーブモードのメディア多重装置の前記出力選択手段は、前記転送パケット入力手段から受け取ったパケットに、自身のシンタックス処理によって生成したパケットを付加して随時出力することを特徴とする。
【0023】
一方、本発明に係る符号化装置は、前記メディア多重装置を複数直列に接続して、これらの複数のメディア多重装置でシンタックス処理を並列に実施し、処理結果を出力ストリームに統合しながら出力することを特徴とする。
ここで、前記複数のメディア多重装置の1つが前記マスターモードで動作し、それ以外のメディア多重装置が前記スレーブモードで動作し、このスレーブモードのメディア多重装置から出力されたパケットは、他のスレーブモードのメディア多重装置を経由して前記マスターモードのメディア多重装置へ順次転送されることを特徴とする。
【0024】
また、本発明に係る符号化装置は、前記スレーブモードのメディア多重装置の前記出力選択手段は、前記転送パケット入力手段から受け取ったパケットに、自身のシンタックス処理によって生成したパケットを付加して随時出力することを特徴とする。
【0025】
さらに、本発明に係る符号化装置は、分割符号化されたメディア情報の入力ストリームが複数のメディア多重装置に入力され、並列にシンタックス処理を行う場合において、スレーブモードのメディア多重装置の前記出力選択手段は、通常は転送パケット入力手段で受け取ったパケットを随時出力し、前記制御信号伝達手段により、他のメディア多重装置から出力権委譲信号を受信したら、自身のシンタックス処理で生成したパケットの出力を開始し、並列符号化の分割点までパケット出力を終了したら、前記制御信号伝達手段により、他のメディア多重装置へ出力権委譲信号を送信し、通常の状態へ戻ることを特徴とする。
【0026】
また、本発明に係る符号化装置においては、前記マスターモードのメディア多重装置は、各メディア多重装置で並列に生成されたパケットのID番号またはシーケンス番号(通し番号)を付け直して出力することを特徴とする。またさらに、本発明に係る符号化装置においては、前記各メディア多重装置は、シンタックス処理によってMPEG‐2準拠のトランスポートストリームパケットを生成し、前記マスターモードのメディア多重装置は、出力ストリームとしてトランスポートストリームを生成することを特徴とする。
【0027】
なお、前述のように、本発明に係るメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置における出力選択処理方法は、極めてユニークなものであり、この処理方法並びにこの方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、さらには、このプログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体も、本発明の権利範囲に含まれるものである。
【0028】
本発明によれば、複数チャネルの符号化や大画面の分割符号化など、符号化装置を並列構成で使用する場合においても、外部装置を不要とし、内部に搭載されたメディア多重機能を有効に使用してストリームを統合し出力することができる。さらには、メディア多重装置の並列処理を可能にすることで、出力ビットレートの上限を引き上げることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す好適実施例に基づいて、詳細に説明する。
【0030】
〔実施例1〕
図1は、本発明の一実施形態に係るメディア多重装置を示すブロック図である。以下、図16に示した、従来のメディア多重装置と比較して、その差異の概要を説明する。
まず、隣接装置からの転送パケットを受信するために、転送制御33と、隣接装置との接続端子331〜333が設けられる。隣接装置から受け取った転送パケット331は、転送パケットバッファ341に蓄積される。転送パケットバッファ341が満杯のときには、それ以上のパケット転送を抑制するためにバッファフル信号333が出力される。なお、出力権委譲信号332は本実施例では使用しない。
【0031】
書き込み制御32に入力されるストリームは、図14に示したものと同様、符号化装置に内蔵の符号化回路から出力される動画像,音声ストリーム並びに付加データストリームである。なお、1ピクチャ終了信号323は本実施例で使用しない。出力選択器36は、選択要求トリガ354の入力に対応して、次に出力すべきパケットの種別を選択し、結果を選択信号369として、読み出し制御38に伝達する。この例では、選択要求トリガ354は読み出しクロック352を分周器353で分周して得ている。
【0032】
パケット長が188バイトであるMPEG‐2トランスポートストリームの場合、分周器353は読み出しクロック352を1/188で分周することにより、188バイト単位で出力パケット種別の選択を要求できる。
出力選択器36には、従来からの作成完了信号311に追加して、1ピクチャ終了信号323、隣接装置からのバッファフル信号355,転送パケットバッファ341にパケットが存在することを示す転送要求342,自出力レート発生器35から出力される自出力パルス351などが入力される。
【0033】
自出力レート発生器35は、従来のメディア多重回路(図16)における選択要求トリガに相当するものであり、自らがパケット化を担当する動画像,音声ストリームならびに付加データストリームの出力レートを決定する。例えば、自らが担当するTSパケットの出力レートを15.04Mbpsに設定する場合には、1秒間に15.04×106/188/8=10000個のTSパケットを出力すればよいから、自出力パルス351は1/1000秒単位に設定される。なお、自出力パルス351はメディア多重装置の外部から供給されてもよい。
【0034】
出力選択器36はこれらの信号を基に、出力すべきパケット種別を判定して選択信号369を出力するが、その判定方法については後述する。出力権委譲信号367は本実施例で使用しない。
読み出し制御38は、選択信号369に従って、メモリ34および転送パケットバッファ341からパケットを読み出し、読み出しクロック352に従ってパケット出力371する。通番付替器37は本実施例で使用しない。
【0035】
以下、複数チャネルの番組を多重化したストリームを生成する場合について、複数のメディア多重装置が生成したパケットを統合しながら出力する手法について述べる。
複数チャネルの番組を多重化したストリームを生成する際、各チャネルのシンタックス処理を担当するメディア多重装置は、図2に示すように接続される。すなわち、スレーブモードのメディア多重装置11〜1n−1が直列に接続され、マスターモードのメディア多重装置が最下部に配置される。
【0036】
スレーブモードのメディア多重装置11〜1n−1は中間出力である転送パケットを、隣接する下位のメディア多重装置へ伝達し、マスターモードのメディア多重装置2が最終的なメディア多重ストリームを出力する。このとき、各メディア多重装置が出力するパケットのPID番号は、互いに重複しないよう事前に調整される。
MPEG‐2トランスポートストリームの場合、番組構成の情報であるPATやPMTは、マスターモードのメディア多重装置2が一括して作成するか、PMTのみ各メディア多重装置が作成してもよい。また、基準時刻情報であるPCRを含むパケットは転送によるタイミングの狂いを避けるため、マスターモードのメディア多重装置2が生成するPCRを全チャネル共通で使用する。
【0037】
中間出力の転送パケットを統合しつつ、最終的なメディア多重ストリームを生成する本発明の機能は、主に出力選択器36の動作による。出力選択器36の構成を図3に示す。出力選択器36は、選択要求トリガ354に応じて、次に出力すべきパケット種別を選択信号369として出力するが、本実施例において選択のため使用される信号端出力パルス351,転送要求342,作成完了信号311,バッファフル信号355の4つである。
【0038】
自出力カウンタ361は、初期状態でゼロであり、自出力パルス351が入力されるごとに1づつカウントアップされる。転送要求342は、出力可能な転送パケットが転送パケットバッファ341に存在するか否かを示す。作成完了信号テーブル364は、作成完了信号311に基づいて、各パケット種別ごとに出力可能なパケットが存在するか否かを示す。
【0039】
出力選択362に含まれる次出力優先度選択363は、図16に示す従来のメディア多重装置の出力選択器と同様、作成完了信号テーブル364を参照して、自らがパケット化を担当したパケットの出力優先度順を判定するものである。
出力選択362が出力パケット種別を判定する手順は、スレーブモードとマスターモードによって異なる。以下に、それぞれの動作を詳述する。
【0040】
図4は、スレーブモードにおける出力選択32の動作をフローチャートで示したものである。前述のように、選択要求トリガ354の入力に応じて出力選択362は動作を開始する(S1)。まず、バッファフル信号355がアクティブの場合は、転送先のメディア多重装置の転送パケットバッファ341が満杯であることを意味するため、これが解消するまで待機する(S2)。
【0041】
続いて、自出力カウンタ361が1以上の値であり、かつ作成完了信号テーブル364に出力可能なパケットが存在するか否かを判定する(S3)。真の場合、自出力優先度選択363によって、自らがパケット化を担当したパケットの出力優先度順を判定し、判定結果を選択信号369として出力する(S4)。そして、自出力カウンタを−1する(S5)。S3が偽の場合には、転送パケットの出力処理に移行する。転送要求342がアクティブの場合は(S6)、転送パケットの出力を選択し、選択信号369として出力する(S7)。偽の場合はS3の評価に戻る。
【0042】
以上の動作により、スレーブモードのメディア多重装置は受信した転送パケットを随時出力するとともに、自らがパケット化を担当したパケットを、自出力レート発生器35が発生する一定の出力レートで出力することになる。選択要求トリガ354の入力に対して、送出するパケットがない場合には、送出するパケットが準備されるまで待機することになり、ヌルパケットは送出しない。
【0043】
図5は、マスターモードにおける出力選択32の動作をフローチャートで示したものである。マスターモードのメディア多重装置は、最終出力である一定レートのメディア多重ストリームを生成するため、バッファフル信号による待ち合わせ(図4のS2)は必要ない。また、出力可能なパケットが何もない場合(S15が偽の場合)にはヌルパケットを送出し(S17)、一定レートのストリーム出力を行う。
【0044】
以上のように、本実施例によれば、各メディア多重装置によって生成されたパケットが、転送の過程で順次混合され、最終的に一定レートのメディア多重ストリームとして出力される。よって、図18に示すようなメディア再多重装置を外部に用意する必要なく、複数チャネルの多重化出力が可能である。
また、複数チャネルに限定することなく、例えばステレオ画像の符号化によって生成された2本の動画像ストリームを統合して出力する場合などにおいても、同様の方法が適用できることは容易に類推可能である。
【0045】
〔実施例2〕
本実施例では、画面分割によって並列に符号化された動画像ストリームを統合して出力する場合について、複数のメディア多重装置が生成したパケットを統合しながら出力する手法について述べる。メディア多重回路の構成は図1と同様であるが、本実施例に特有の信号について説明する。
【0046】
画像分割によって、各メディア多重装置には、水平方向に分割された原画像が1ピクチャずつ符号化された動画像ストリームが入力される。このとき、動画像ストリームにおいて、各分割画像の終了点を示す1ピクチャ終了信号323も併せて入力される。1ピクチャ終了信号323は、図6に示すように、分割画像を符号化する符号化装置から、動画像ストリームと対になって供給されるものとする。
【0047】
この信号を利用して、パケット化された動画像ストリームを順次つなぎ合わせるために、出力権委譲信号332,367が隣接メディア多重装置で送受される。通番付替器37はマスターモードのみ使用するため、後述する。
【0048】
メディア多重装置間の接続を、図7に示す。実施例1と同様、メディア多重装置が直列に接続され、最終的なストリームを担当するマスターモードのメディア多重装置が最下部に配置される。
スレーブモードのメディア多重装置は動画像ストリームのみをシンタックス処理する。このとき、各メディア多重装置が出力する動画像パケットのPID番号が一致するよう事前に調整される。他の音声ストリームや付加データストリーム、およびPATやPMT,PCRなどはすべてマスターモードのメディア多重装置が担当する。
【0049】
本実施例における出力選択器36の構成を図8に示す。出力選択器36は、選択要求トリガ354に呼応して、次に出力すべきパケット種別を選択信号369として出力するが、選択のために本実施例において使用される信号は転送要求342,出力権委譲信号332,1ピクチャ終了信号323,作成完了信号311,バッファフル信号355の5つである。また、隣接するメディア多重装置へ出力権委譲信号367を出力する。
【0050】
出力選択362が出力パケット種別を判定する手順は、スレーブモードとマスターモードによって異なる。以下に、それぞれの動作を詳述する。
【0051】
図9は、スレーブモードにおける出力選択32の動作をフローチャートで示したものである。初期状態において出力選択32は、受信した転送パケットを随時出力するパケット転送状態M1にあり、出力権委譲信号332を受信するまでこの状態に留まる。
【0052】
転送パケットバッファ341に転送パケットが到着し、転送要求342がアクティブになると(S21)、選択要求トリガの入力に従い(S22)、バッファフル信号がアクティブでないことを確認して(S23)、転送パケットの出力を選択信号369として出力する(S24)。
【0053】
隣接するメディア多重装置から出力権委譲信号332を受信すると(S20)、自パケット転送状態M2への移行を開始する。まず、転送パケットバッファ341に転送パケットが残っている間は(S26)、パケット転送状態M1に留まって同様の動作を続け(S27〜S29)、転送パケットをすべて出力し終ったら、自パケット転送状態M2へ移行する。次パケット出力状態M2では、自ら生成する動画像パケットの出力を、1ピクチャ終了信号323が入力されるまで継続する。パケット化処理を完了した動画像パケットが存在することを確認し(S31)、選択要求トリガの入力に従い(S22)、バッファフル信号がアクティブでないことを確認して(S23)、動画像パケットの出力を選択信号369として出力する(S24)。
【0054】
1枚の分割画像の終了点を示す1ピクチャ終了信号323が入力されると(S30)、パケット転送状態M1への以降を開始する。まず、1ピクチャ終了点までの動画像ストリームをすべてシンタックス処理して出力し終わるまで(S36)、同様の動作を続ける(S37〜S39)。そして、出力権委譲信号367を隣接するメディア多重装置へ出力し(S40)、パケット転送状態M1へ戻る。
【0055】
さて、マスターモードのメディア多重装置は図7で説明したように、分割動画像ストリームだけではなく、音声や付加データストリーム、およびその他のすべてのパケットの生成を担当し、優先度選択を行って出力する。その際、動画像パケットについては、スレーブチップから転送されたパケットと自ら生成した動画像パケットを切り替えつつ出力しなければならない。
【0056】
従って、マスターモードの出力選択器36は、パケット転送状態のとき、図10に示すように、動画像パケットの優先度選択を転送パケットに差し替える機能を持つ。具体的には、自出力優先度選択363は、転送要求342がアクティブであることを、作成完了テーブル364において動画像パケットが作成完了しているものと解釈して、優先度選択を行う。
その結果、動画像パケットの出力が選択された場合には、動画像パケットではなく転送パケットの出力を、選択信号369として指示する。
【0057】
図11は、マスターモードにおける出力選択32の動作をフローチャートで示したものである。パケット転送状態M3においては、前述のように、動画像パケットの優先度選択は転送パケットに差し替えられている。選択要求トリガ354の入力に対して(S51)、作成が完了したパケットがあれば(S52)、優先度に基づいて出力パケット種別を選択し、選択信号369として出力する(S53)。
【0058】
作成の完了したパケットがない場合はヌルパケットを選択する(S54)。出力権委譲信号332を受信すると(S50)、転送パケットバッファ341に残っている転送パケットをすべて出力し終わるまで同様の動作を続け(S56〜S58)、その後、自パケット出力状態M4に移行する。このとき、出力権委譲信号367を最上位のスレーブモードのメディア多重装置(図7の11)に向けて送信する(S59)。
【0059】
自パケット出力状態M4では、動画像パケットを含め、自ら生成したパケットの選択と出力を行う(S61〜S64)。そして、1ピクチャ終了信号を受け取ったら(S60)、終了点までの動画像ストリームをシンタックス処理してすべて出力し終わるまで(S36)同様の動作を継続し、その後、パケット転送状態M3に戻る。ここで、出力権委譲信号367の出力(S59)がスレーブモードの場合(図9のS40)と比較して早いのは、最上位のスレーブモードのメディア多重装置11から動画像パケットが転送されてくるまでの遅延を考慮しているためである。
【0060】
結果、マスターモードのメディア多重装置2がまだ自パケット出力状態M4にある間に、最上位のスレーブモードのメディア多重装置11が自パケット出力状態M2に移行して動画像パケットの出力を開始し、順次転送されたパケットがマスターモードのメディア多重装置2の転送パケットバッファ341に入ることになるが、バッファが一杯になればバッファフル信号333が上位のメディア多重装置へ順次伝達され、最上位のスレーブモードのメディア多重装置11の動画像パケット出力は停止させられる。
【0061】
その後、マスターモードのメディア多重装置2がパケット転送状態M3に移行した際には、転送パケットがすでに転送パケットバッファ341に入っているため、遅滞なく転送パケットを優先度選択(S53)に加えることができ、結果として動画像パケットが途切れることなく出力される。
【0062】
最後に、通番付替器37は、各メディア多重装置で並列に生成されたパケットに対して、時系列に通し番号を付け直す。MPEG‐2トランスポートストリームの場合、TSパケットには4ビットの連続性カウンタフィールドがあり、各パケット種別ごとに遠し番号を付与する規定になっている。しかし、本実施例の動画像パケットのように複数のメディア多重装置で並列にパケットを生成すると、この通し番号が連続しないため、通番付替器37が通し番号を付与する。
【0063】
通番付替器37は、例えば図12(a)のような構成をとる。出力されるすべてのパケットは一旦バッファ372に格納される。PIDチェック373は、図12(b)に示すように、TSパケットのPID番号を照合し(S80)、並列処理された動画像パケットである場合には通し番号の付け直しを行う。
【0064】
MPEG‐2トランスポートストリームの規定では、ペイロードの存在するTSパケットの場合のみ通し番号をカウントアップするので、ペイロードチェック374によってペイロードの存在が確認されれば(S81)カウンタ375のカウントアップを行う(S82)。そして、カウンタ375の値を、TSパケットの連続性カウンタフィールドに書き入れる(S83)。
【0065】
以上のように、本実施例によれば、画像分割により並列に符号化された動画像ストリームを、並列のままシンタックス処理して動画像パケットを生成し、その後、出力権の委譲によって動画像パケットを順次結合しながら出力していくことにより、最終的なメディア多重ストリームを形成することができる。
これにより、図20に示すような外部のストリーム再構成装置やメディア多重装置を必要とせず、各符号化装置に内蔵のメディア多重装置のみによって並列符号化出力が可能となる。
【0066】
さらに、図1のメモリ34は前述のように、数パケット分の容量しか持たないが、シンタックス処理によって完成した動画像パケットを1ピクチャ分蓄積するバッファメモリを別途設置することもできる。この場合、図9および図11のフローチャートにおけるパケット転送状態M1,M3においても、CPU31は動画像パケットの生成を継続し、バッファメモリに蓄積しておくことができる。
これにより、個々のメディア多重装置では対応できない高ビットレートの動画像ストリームをシンタックス処理することが可能である。
【0067】
〔実施例3〕
図13は、本発明の第3の実施例によるメディア多重回路3の一部を示した図である。
実施例1および2との差異は、転送パケットバッファ341が、メモリ34内に設置されている点である。これにより、CPU31は、転送パケット331に対してもシンタックス処理を行うことが可能となる。
【0068】
そして、これにより、CPU31は、例えば転送パケット331中のPMTパケットを解釈し、もし自身が生成するパケットと重複するPID番号が存在した場合には、転送パケットのPIDを書き換えることができる。よって、実施例1においてパケットのPID番号が互いに重複しないよう事前に調整する必要がない。また、通し番号の付け替え処理をCPU31で行うことで、実施例2において通番付替器37を必要とせずに同様の機能が実現できる。
【0069】
なお、転送パケット331のビットレートが高く、CPU31単体では転送パケットのシンタックス処理に無理がある場合には、転送パケットバッファ341をメモリ34から分離し、転送パケットに専用のプロトコル処理を実施する回路を設けることもできる。
【0070】
なお、上記各実施例はいずれも本発明の一例を示すものであり、本発明はこれらに限定されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、適宜の変更・改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【0071】
また、前述のように、本発明に係るメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置における出力選択処理方法は、極めてユニークなものであり、この処理方法並びにこの方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、さらには、このプログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体も、本発明の権利範囲に含まれるものである。
【0072】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のメディア多重装置によれば、複数チャネルの符号化や大画面の分割符号化など、符号化装置を並列構成で使用する場合においても、外部装置を不要とし、内部に搭載されたメディア多重機能を有効に使用してストリームを統合し出力することが可能になる。さらには、メディア多重装置の並列処理を可能にすることで、出力ビットレートの上限を引き上げることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態によるメディア多重装置を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施形態によるメディア多重装置の接続を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施形態による出力選択器36の構成を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施形態によるスレーブモードのメディア多重装置における、出力選択362の動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の第1の実施形態によるマスターモードのメディア多重装置における、出力選択362の動作を示すフローチャートである。
【図6】本発明の第2の実施形態において、1ピクチャ終了信号323の概念を示す図である。
【図7】本発明の第2の実施形態によるメディア多重装置の接続を示す図である。
【図8】本発明の第2の実施形態による出力選択器36の構成を示す図である。
【図9】本発明の第2の実施形態によるスレーブモードのメディア多重装置における、出力選択362の動作を示すフローチャートである。
【図10】本発明の第2の実施形態による出力選択器36において、動画像パケットの優先度選択を転送パケットに差し替えた状態を示す図である。
【図11】本発明の第2の実施形態によるマスターモードのメディア多重装置における、出力選択362の動作を示すフローチャートである。
【図12】(a)は本発明の第2の実施形態によるスレーブモードのメディア多重装置における通番付替器37の構成を示す図、(b)は同通番付替器37の動作を示すフローチャートである。
【図13】本発明の第3の実施形態によるメディア多重装置の一部を示す図である。
【図14】従来の符号化装置において、各メディアの符号化機能とメディア多重機能が集積された状態を示す図である。
【図15】MPEG‐2トランスポートストリームパケットにおけるPIDの配置を説明する図である。
【図16】従来のメディア多重装置の構成例を示す図である。
【図17】従来の構成による、複数チャネルの並列符号化を示す図である。
【図18】従来の複数チャネルの並列符号化における、PID情報の階層構成を示す図である。
【図19】大画面の画像分割による並列符号化を説明する図である。
【図20】従来の構成による大画面の並列符号化装置を示す図である。
【符号の説明】
11〜1n−1 スレーブモード1〜スレーブモードn−1(のメディア多重装置)
2 マスターモード(のメディア多重装置)
3 メディア多重装置
31 CPU
311 作成完了信号
32 書き込み制御
322 動画像ストリーム
323 1ピクチャ終了信号
33 転送制御
331 転送パケット
332 出力権委譲信号
333 バッファフル信号
34 メモリ
341 転送パケットバッファ
342 転送要求
35 自出力レート発生器
351 自出力パルス
352 読み出しクロック
353 分周器
354 選択要求トリガ
36 出力選択器
361 自出力カウンタ
362 出力選択
363 自出力優先度選択
364 作成完了信号テーブル
367 出力権委譲信号
369 選択信号
37 通番付替器
371 パケット出力
372 バッファ
373 PIDチェック
374 ペイロードチェック
375 カウンタ(4ビット)
38 読み出し制御

Claims (9)

  1. 動画像,音声およびその他のメディア情報が符号化された複数の入力ストリームに対して、当該入力ストリームのパケット化および多重化を行い、出力パケットストリームを生成するメディア多重装置であって、
    他のメディア多重装置から出力されたパケットストリームを受け取る転送パケット入力手段と、
    他のメディア多重装置と入出力制御信号を送受信する制御信号伝達手段と、
    該制御信号伝達手段で送受信する入出力制御信号に従って、記転送パケット入力手段で受け取ったパケットの出力と、自身で生成したパケットの出力とを切り替える出力選択手段と
    を備えることを特徴とするメディア多重装置。
  2. 請求項1に記載のメディア多重装置であって、
    前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットと、自身で生成したパケットのみを出力するモード(スレーブモード)、および、前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットと、自身で生成したパケットを出力すると共に、出力可能なパケットが無い場合には、情報を持たない埋め合わせのためのパケット(ヌルパケット)を挿入して、一定レートのメディア多重ストリームを生成して出力するモード(マスターモード)の2つの動作モードを持つことを特徴とするメディア多重装置。
  3. 請求項2に記載のメディア多重装置n個からなり、
    k(1≦k≦n−1)番目のメディア多重装置の出力をk+1番目のメディア多重装置の転送パケット入力手段に接続し、
    1番目からn−1番目までのメディア多重装置がスレーブモードで動作し、n番目のメディア多重装置がマスタモードで動作することを特徴とするメディア多重装置。
  4. 前記スレーブモードのメディア多重装置の前記出力選択手段は、自身が生成したパケットがあれば一定の出力レートで出力するとともに、前記転送パケット入力手段から受け取ったパケットがあれば当該パケットを随時出力することを特徴とする、請求項2または3に記載のメディア多重装置。
  5. 請求項3に記載のメディア多重装置であって、
    前記1番目からn−1番目のメディア多重装置のそれぞれに存在する前記出力選択手段は、
    通常は前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットが存在すればそれを出力する状態にあって、
    前記制御信号伝達手段により、他のメディア多重装置から出力権委譲信号を受信したら、前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットの出力を終了するとともに、自身生成したパケットの出力を開始し、
    自身が生成したパケットの出力終了を指示する信号を受けたら、前記制御信号伝達手段により、他のメディア多重装置へ出力権委譲信号を送信するとともに、自身のパケット出力を終了して、前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットを出力する状態へ戻る
    ことを特徴とするメディア多重装置。
  6. 前記マスターモードのメディア多重装置は、各メディア多重装置で並列に生成されたパケットのID番号またはシーケンス番号(通し番号)を付け直して出力することを特徴とする、請求項3〜5のいずれか1項に記載のメディア多重装置。
  7. 記メディア多重装置は、MPEG‐2準拠のトランスポートストリームパケットを生成し、前記マスターモードのメディア多重装置は、出力ストリームとしてトランスポートストリームを生成することを特徴とする、請求項2〜6のいずれか1項に記載のメディア多重装置。
  8. 請求項1もしくは請求項2のいずれか1項に記載のメディア多重装置と、
    前記動画像,音声およびその他のメディア情報を符号化し、前記メディア多重装置に入力する入力ストリームを生成する手段と
    を有することを特徴とする符号化装置。
  9. 請求項3から請求項7のいずれか1項に記載のn個のメディア多重装置と、
    前記動画像,音声およびその他のメディア情報を符号化し、前記n個の各メディア多重装置のそれぞれに入力する入力ストリームを生成するn個の手段と
    を有することを特徴とする符号化装置。
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