JP4206559B2 - 信号多重化方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変レート符号化された複数の信号を統計多重する信号多重化方法及び装置に関し、たとえば衛星や地上波でのデジタル多チャンネル放送システムにおけるＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームを多重化するような信号多重化方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、衛星や地上波でのデジタル多チャンネル放送システムにおいて、ＥＰＧ（電子番組ガイド）等の付加的なデータを伝送することによる種々のサービス、いわゆるデータ放送サービスの充実が望まれている。
【０００３】
このようなデータ放送サービスのコンテンツは、そのサービスをコンテンツ制作者が意図したとおりに受信機で表現できるような特定の記述形式を用いて作られる。この記述形式としては、例えばＭＨＥＧ（Multimedia and Hypermedia information coding Experts Group）規格が使われ、コンテンツ制作者は、ＭＨＥＧのオーサリングツールを用いてコンテンツ・データを作成する。また、このようなデータ放送サービスのコンテンツを伝送するための方式の一例として、ＤＳＭ−ＣＣ（ディジタル蓄積メディア−コマンド・アンド・コントロール）が提案されており、このＤＳＭ−ＣＣカルーセル伝送方式は、ＭＰＥＧ２−６（ＩＳＯ／ＩＥＣ １８１３８−６）で標準化されている。
【０００４】
従来の統計多重による多重化装置においては、ＤＳＭ−ＣＣ（ディジタル蓄積メディア−コマンド・アンド・コントロール）におけるデータカルーセル方式によるデータストリームの入力に関しては、入力された発生符号レートを積極的に制御する手段がなく、その符号レートを変えることなく多重を行っていた。
【０００５】
以下、図面を用いて従来の多重化装置の一例について説明する。図８は従来の統計多重による多重化装置の一例である。
【０００６】
この図８において、複数の信号、例えばＮ個の信号Ｓ1〜ＳNがそれぞれ可変レート符号化部６１1〜６１Nに入力されて可変レート符号化され、多重化部６０に送られて統計多重される。
【０００７】
この図８に示す統計多重による多重化装置では、それぞれの可変レート符号化部６１1〜６１Nに入力される信号の内容によって時間的に変動する符号化レートに応じて、動的に帯域割り当てを行う。しかしながら多重後の伝送路の伝送容量は限られているので、入力タイミングが同じデータを多重しようとした場合には、いずれかのデータが多重化装置内のバッファ内に蓄えられたまま待たされることになり、多重遅延が発生する。
【０００８】
次に、図８の多重化部６０に、図９に示すようなＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータ符号化部６３からのデータストリームが加わった場合の多重化装置の一例を考察する。
【０００９】
この図９では、データ放送サービスのコンテンツ等のデータＤがＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータ符号化部６３に送られて符号化され、このＤＳＭ−ＣＣデータ符号化部６３からのデータストリームが多重化部６０に入力されている。
【００１０】
ここで、このＤＳＭ−ＣＣカルーセル伝送方式について説明する。上述したようなデータ放送サービスのコンテンツの制作者は、例えば上記ＭＨＥＧのオーサリングツールを用いてコンテンツ・データを作成し、そのコンテンツ・データは、一例として図１０のようなディレクトリ構造を持つ。この図１０において、ファイルｉ（ｉ＝１，２…）は、それぞれ１つのシーンを構成するようなデータなどとされる。
【００１１】
ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式では、データを受信する単位をモジュールというが、通常モジュールは図１０でのそれぞれのファイルと対応付けられる。この図１０において、１つの放送プログラムに対応するルートディレクトリ３０に、例えば各シーンに対応するサブディレクトリ３１，３２が設けられ、サブディレクトリ３１内にビデオ、オーディオ、データ等に対応するファイル３３，３４，３５が設けられている。なお、ファイルは他のサブディレクトリやルートディレクトリに設けられるものもある。
【００１２】
次に図１１を用いてモジュールの１つをＤＳＭ−ＣＣセクション形式に変換する手順を説明する。
【００１３】
ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式では、データをＭＰＥＧ２の伝送形態の１つであるセクション形式に変換するが、セクションはＭＰＥＧ２規格によりその大きさが４ＫＢに制限されている。そこで図１１に示すように、上記１つのファイルに相当するモジュール４０は、ブロックサイズと呼ばれる共通の大きさのブロック４１に機械的に分割される。なお最後のブロック４２だけは上記ブロックサイズの大きさより小さくてもよい。
【００１４】
このように機械的に分割された１つのブロック４１にＤＳＭ−ＣＣヘッダ４３を付加して、ＤＤＢ（Download Data Block） と呼ばれる構造に変換し、さらにＭＰＥＧ２の伝送形態の１つであるセクション形式にするためのヘッダ４５とＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check Code）４６とを付加して、セクションとする。こうして作られるセクションは４ＫＢを超えないように、上記ブロックサイズが選ばれている。このＤＤＢ構造を格納したセクションを、これ以降ＤＤＢセクションと呼ぶことにする。こうして、１つのデータ放送サービスを構成する全てのモジュールからＤＤＢセクションを作り出す。ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式では、ＤＤＢセクションを正しく受信するために必要な制御情報としてＤＩＩ（Download Info Indication）とＤＳＩ（Download Server Initiate）という２つのダウンロード制御メッセージが用意されている。なお、これらに対してＤＤＢはダウンロードデータメッセージに分類される。
【００１５】
ここで、図１２はＤＳＭ−ＣＣセクションの上記ＤＤＢのパケット構造を、図１３は上記ＤＩＩのパケット構造をそれぞれ示している。これらの図１２、図１３において、DSMCC_section() の最初の項目（フィールド）であるtable_id（８ビット）が0x3C（１６進数表示で「３Ｃ」、十進数で「６０」）のとき上記ＤＤＢを示し、0x3Bのとき上記ＤＩＩ又はＤＳＩを示す。また、ＤＩＩ構造のメッセージヘッダのmessageId フィールドが 0x1002 のとき、ＤＩＩセクションを構成するＴＳ（トランスポートストリーム）であることを示す。さらに、DSMCC_section() のdsmcc_section_length（１２ビット）のフィールドは、以下に続くセクションの長さを表し、この長さは最大4093（バイト）である。
【００１６】
図１２に示すDSMCC_section() のＤＤＢのパケット構造において、table_id_extentionにはmoduleIdが、section_numberにはDownload_Data_Block() のblockNumber の下位８ビットが、last_section_number には最終セクション番号がそれぞれ記載される。また、Download_Data_Block() の先頭位置のヘッダであるdsmccDownloadDataHeader() には、protocalDiscriminatoer、dsmccType 、messageId 、downloadId、adaptationLength、messageLength 、dsmccadaptationHeader 等が設けられ、adaptationLengthはdsmccadaptationHeader の長さを、messageLength はdsmccadaptationHeader からDownload_Data_Block() のblockData の終端までの長さをそれぞれ表している。また、Download_Data_Block() のblockNumber にはブロック番号が記載され、このブロック番号の下位８ビットがDSMCC_section() の上記section_number に記載される。
【００１７】
図１３に示すDSMCC_section() のＤＩＩのパケット構造において、table_id_extentionにはtr_id の下位１６ビットが記載される。また、DownloadInfoIndication()（ＤＩＩ）には、カルーセルのタイムアウト値、ブロックサイズなどの情報や、モジュールそれぞれのサイズやバージョンなどの情報が記述されている。すなわち、downloadId、blocksize 、windowsize、ackPeriod 、tCDownloadWindow、tCDownloadSenario 、compatibilityDescriptor() 等、及びモジュール数を示すnumberOfModules や、各モジュール毎のmoduleId、moduleSize、moduleVersion 、moduleInfoLength、moduleInfoByte等である。図１０のような構成の場合には、サブディレクトリと対応付けられた複数のＤＩＩと、それらにリンクするための情報がＤＳＩに記述される。なお、コンテンツデータの構成が簡単な場合はＤＳＩが使われないこともある。
【００１８】
ＤＩＩとＤＳＩは、ＤＤＢと同じようにヘッダとＣＲＣを付け加えてセクション形式に変換される。これらのＤＩＩ構造、ＤＳＩ構造を格納したセクションを、これ以降それぞれＤＩＩセクション、ＤＳＩセクションと呼ぶことにする。ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式では、ＤＤＢセクション、ＤＩＩセクション、ＤＳＩセクションをＭＰＥＧ２トランスポートストリーム（以後ＴＳと略す）に変換して繰り返し伝送することになる。図１４に示すように、これらをカルーセル５８という仮想的な回転体の表面にそれぞれ貼り付けて、カルーセルの回転に合わせて順次多重化装置にデータを送り出す。
【００１９】
すなわち、この図１４において、Ｍ１，Ｍ２，・・・の各モジュール５１，５２，・・・の例えばＭ１のモジュール５１が、上記図１１と共に説明したようにいくつかのブロックに分割され、各ブロック毎にセクション化されて、ＤＤＢセクション５３1、５３2、５３3 とされ、各セクションがトランスポートストリーム化される。これらのトランスポートストリーム化されたＤＤＢセクション５５がカルーセル５８に配置される。
【００２０】
このように、カルーセル５８にはＤＳＩセクション５６、ＤＩＩセクション５７、ＤＤＢセクション５５が配置され、周期的に送出されることになるが、カルーセル上の全データが大きくなると、カルーセル１周期が長くなり、モジュールの情報を収めたＤＩＩセクションや、データ放送サービスを受信した際の最初のシーンを収めたＤＤＢセクションなど、受信時に短い待ち時間で受信できることが望ましい特定のセクションの周期もそれに従って長くなってしまう。そこでこのような短い待ち時間で受信できる方が望ましいセクションは、カルーセル上に複数、それもできるだけ相互に離して配置・送出することにより、その他のセクションより送信間隔を短くなされる。
【００２１】
以上のように構成されたＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータ符号化装置においては、符号化レートはカルーセルの全データ容量とカルーセルの周期で決まるものとなる。ただし、実際の符号化装置では、メモリ上に展開されたカルーセルのデータを、設定された符号化レートに従って順次多重化装置に送出することになるが、これを前記のように全データ容量とカルーセルの回転周期と捉えてもよい。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の多重化装置においては、入力されたＤＳＭ−ＣＣストリームの伝送制約を確実に守りながら多重を行う機能が存在していなかった。
【００２３】
ここでいう「伝送制約」とは、ＤＳＭ−ＣＣのストリームの伝送上で守らなくてはならないいくつかの規格を総称しているが、それらは次のとおりである。
（１）"tCDownloadScenario"：上述したＤＩＩというＤＳＭ−ＣＣの制御メッセージに格納されている４バイトのフィールドである。ＭＰＥＧ２−６（ＩＳＯ／ＩＥＣ １８１３８−６）規格では受信機においてモジュール取得のタイムアウトに利用する目的で、その値はカルーセル１周期以上とされている。
（２）"time_out_value_DII"：ＤＶＢデジタル放送規格(DVB specification for data broadcasting) に規定されている「データ放送記述子」に格納されている４バイトのフィールドで、ＤＩＩの受信時のタイムアウト値である。
（３）"time_out_value_DSI"：（２）と同様に「データ放送記述子」に格納されている４バイトのフィールドで、ＤＳＩというＤＳＭ−ＣＣ制御メッセージの受信時のタイムアウト値である。
【００２４】
ここで、上述したように、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームはモジュールの更新などの場合を除き、一定の符号化レートで多重化装置に送られるが、今までは、伝送制約を解析する手段も無く、伝送されてきたデータをそのまま多重をしていた。したがって、統計多重による多重化装置の場合には、多重時にストリーム同士の競合が生じた場合、すなわち入力タイミングが同じストリームを多重しようとした場合には、いずれかのストリームが多重化装置内のバッファで待たされるため多重遅延が生じ、この多重遅延によって、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームの本来守るべき上記伝送制約が守られない状態で伝送される可能性がある。
【００２５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、ＤＳＭ−ＣＣデータストリーム等の周期的にデータが送出されるデータストリームの伝送制約を守りながら多重することが可能な信号多重化方法及び装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る信号多重化方法及び装置は、可変レート符号化された複数の信号を統計多重する際に、入力される信号の少なくとも一つに周期的にデータが送出されるデータストリームが用いられ、そのデータストリームを分析して多重要求を出力し、上記多重要求に応じて上記データストリームを多重制御することにより、上記課題を解決するものである。
【００２７】
ここで、上記周期的なデータストリームはＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームであり、そのデータストリームの伝送制約に基づいて上記多重要求を出力することが挙げられる。
【００２８】
上記多重要求としては、データストリームの入力時刻からの多重遅延時間に基づいて、上記多重要求を段階的に行うことが挙げられる。また、上記入力される複数の信号についてのそれぞれの入力時刻からの各多重遅延時間を検出し、これらの各多重遅延時間の内の遅延量の多い信号から優先して多重することが挙げられる。また、上記入力される複数の信号についてのそれぞれの優先度に基づいて、優先度の高い信号から優先して多重することが挙げられる。これらを適宜組み合わせてもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る信号多重化方法及び装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
先ず図１は、本発明に係る第１の実施の形態の信号多重化装置の概略構成を示すブロック図である。この本発明の第１の実施の形態においては、入力される信号の少なくとも一つに周期的にデータが送出されるデータストリームが用いられ、そのデータストリームを分析して多重間隔あるいは周期を求め、その多重間隔に収まるようにデータストリームを多重化する。具体的には、上記周期的なデータストリームはＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームであり、上記伝送単位はセクションであり、ＤＳＭ−ＣＣストリームのタイムアウト値等の伝送制約を守るようにデータストリームを多重化制御する。
【００３１】
この図１において、それぞれ例えばＭＰＥＧ２（ＩＳＯ/ＩＥＣ １８１３８）方式等により可変レート符号化されて得られた複数の信号、例えばＮ個の符号化ストリームＣＳ1〜ＣＳNが多重化部１０に送られて統計多重される。また、データ放送サービスのコンテンツ等のデータがＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータ符号化部にて符号化されることによって得られたデータストリームＤＳが多重化部１０に入力されている。Ｎ個の符号化ストリームＣＳ1〜ＣＳNは、多重化部１０のバッファ１１1〜１１Nに送られ、データストリームＤＳは多重化部１０のバッファ１２に送られ、これらのバッファ１１1〜１１N、１２から読み出されてセレクタ１５に送られる。
【００３２】
多重化制御回路２０は、これらのバッファ１１1〜１１N、１２からのデータの読み出しを制御すると共に、セレクタ１５を選択制御している。多重要求部２２は、多重制御回路２０に対してＤＳＭ−ＣＣストリームの多重要求を行う部分である。多重要求部２２には、データ符号化装置等から、カルーセルの全データ量と、各タイムアウト値、すなわち、例えば前述したようなtCDownloadScenario、ＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩタイムアウトが付帯情報として端子２１を介して供給される。また、多重要求部２２には、ＤＳＭ−ＣＣのデータストリームＤＳを一時的に蓄えるバッファ１２への入力時刻ｔ１、及び多重時刻（バッファ１２からセレクタ１５を介しての出力時刻）ｔ２の情報が供給される。
【００３３】
この図１において、ＴＰ（トランスポートパケット）単位でバッファ１２に入力されたデータストリームＤＳについては、バッファ１２に入った時点でのＴＰの入力時刻ｔ１が多重要求部２２に送られて記録される。多重要求部２２では、取得した tCDownloadScenario の値を基に、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームの第１のＴＰ多重間隔Ｔ１を、以下の式、
Ｔ１＝ tCDownloadScenario /(カルーセル全データ量/1TP分のデータ量)
により求める。式中の１ＴＰ分のデータ量は、ＭＰＥＧ２の規定で１８８バイトとなる。
【００３４】
さらに、ＤＩＩの伝送間隔を示すＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩの多重間隔を示すＤＳＩタイムアウトの各値に基づいて、第２，第３のＴＰの多重間隔Ｔ２，Ｔ３を求める。まず、カルーセルに含まれているＴＰの数（ＴＰＣ）を、
ＴＰＣ ＝ カルーセル全データ量 ／ １ＴＰ分のデータ量
の式により求める。このＴＰＣを上限としてＴＰの数をカウントすることでカルーセルの一周期を知り、ＤＩＩとＤＩＩの間にあるＴＰの数（ｔｐｃ１）、及びＤＳＩとＤＳＩの間にあるＴＰの数（ｔｐｃ２）をそれぞれ計測する。ＤＩＩ，ＤＳＩがカルーセル中に複数存在した場合には、それぞれ最も値の大きいｔｐｃ１，ｔｐｃ２を用いる。
【００３５】
次に、ＤＩＩタイムアウト値Time_out_value_DIIを用いて、
Ｔ２ ＝ Time_out_value_DII ／ ｔｐｃ１
とすることでＴＰ多重間隔Ｔ２を求め、同様に、ＤＳＩのＴＰ多重間隔Ｔ３を、ＤＳＩタイムアウト値Time_out_value_DSIを用いて、
Ｔ３ ＝ Time_out_value_DSI ／ ｔｐｃ２
とすることで求める。これらのＴ１,Ｔ２,Ｔ３のうち、最も小さい値、すなわち最も厳しい値を、ＴＰの多重間隔Ｔとして定める。すなわち、
Ｔ ＝ min（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）
とする。
【００３６】
データストリーム中のＴＰは、常に周期Ｔ以下の間隔で多重することにより、いずれのタイムアウト値も遵守することができる。例えば多重要求として３段階のレベルを用いる場合、それぞれ、
レベルＬＶ１：他に競合するデータが無ければ多重するよう要求、
レベルＬＶ２：他のＡＶデータより優先的に多重するよう要求、
レベルＬＶ３：他のどんなデータよりも優先して多重するよう要求
とすることが挙げられる。
【００３７】
ここで図２は、上記ＭＰＥＧ２等のＡＶ（オーディオ・ビジュアル）データストリームを蓄えるＮ個のバッファ１１1〜１１Nと、上記ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームを蓄えるバッファ１２と、制御データであるＳＩデータを蓄えるバッファ１３とがセレクタ１５に接続され、これらのバッファ１１1〜１１N，１２，１３からのデータをセレクタ１５により選択して多重する場合を示している。通常は、これらのデータの内バッファ１３のＳＩデータ（制御データ）が最も優先度が高く、他のデータに優先して多重される。
【００３８】
この図２において、上記レベルＬＶ１では、ＡＶストリームを蓄えるＮ個のバッファ１１1〜１１Nと、ＤＳＭ−ＣＣストリームを蓄えるバッファ１２との内の優先度の高いバッファから順に、例えばバッファ占有量（データ蓄積量）の多いバッファから優先的に、データを読み出して多重する。ただし、ＳＩデータよりは優先度は低い。次に上記レベルＬＶ２では、ＤＳＭ−ＣＣストリームを蓄えるバッファ１２を、ＡＶストリームを蓄えるＮ個のバッファ１１1〜１１Nのいずれよりも優先して読み出して多重するが、ＳＩデータよりは優先度は低い。さらに上記レベルＬＶ３では、ＡＶストリームを蓄えるＮ個のバッファ１１1〜１１N、ＳＩデータを蓄えるバッファ１３のいずれよりも優先して、バッファ１２からＤＳＭ−ＣＣデータを読み出し、多重する。
【００３９】
これらの多重要求レベルＬＶ１〜ＬＶ３は、現在の時刻ｔ２と、多重されるデータのバッファに対する入力時間ｔ１の関係によって決まる。前記の最小多重間隔Ｔ以下で２つの閾値ＱＴ１，ＱＴ２を、ＱＴ１＜ＱＴ２＜Ｔとなるように設定し、ｔ２−ｔ１＜ＱＴ１の場合はレベル１の多重要求、ＱＴ１＜ｔ２−ｔ１＜ＱＴ２の場合はレベルＬＶ２の多重要求、ＱＴ２＜ｔ２−ｔ１＜Ｔの場合はレベルＬＶ３の多重要求を行う。多重制御回路では、多重要求部から出された要求にしたがって、セレクタを操作し多重を行う。常に上記のように多重要求をすることで常に一定のＴＰ多重間隔Ｔ以下での多重を守ることができ、ＤＳＭ−ＣＣストリームの伝送制約を守りながら多重を行うことができる。
【００４０】
次に、多重化間隔及び上記レベルＬＶ１〜ＬＶ３の多重化要求についてさらに詳細に説明する。
【００４１】
図３は、ＤＳＭ−ＣＣストリーム以外のストリームが多重されていない状態において、３種類のＤＳＭ−ＣＣストリームＤＳ1、ＤＳ2、ＤＳ3 のみを多重する例を示しており、それぞれのデータストリームＤＳ1、ＤＳ2、ＤＳ3 に対応した遅延量の推移を示している。この図３のような場合に、上記閾値ＱＴ１は、例えば、
ＱＴ１ ＝ （１パケット分のデータ量×多重チャンネル数）
／出力ビットレート
により決めることができる。これは、ＤＳＭ−ＣＣストリーム以外のストリームが多重されていない状態でＤＳＭ−ＣＣストリームのみが多重されている場合における遅延量の最大値に相当する。すなわち、この状態での遅延量を超える遅延が発生した場合は、レベルＬＶ２の多重要求を行うことになる。
【００４２】
また、上記閾値ＱＴ２については、実際の運用を考慮して決まる値であり、例えば、
ＱＴ２ ＝ Ｔ × ０.８
程度の値を用いることができる。
【００４３】
図４は、ＤＳＭ−ＣＣストリーム以外にも他のストリームパケットが多重されている例を示している。この図４の例では、他のＡＶストリームデータＳＴや、制御データＳＩ等が多重化されているため、遅延量が上記閾値ＱＴ１を超えて増大し、場合によっては上記閾値ＱＴ２を超えることもある。遅延量が閾値ＱＴ１を超えるまでは、上記多重要求レベルＬＶ１であるが、閾値ＱＴ１を超えると、多重要求レベルＬＶ２となり、さらに閾値ＱＴ２を超えると多重要求レベルＬＶ３となる。すなわち、遅延時間がＱＴ１〜ＱＴ２の範囲内にあるときにはレベルＬＶ２，ＱＴ２〜Ｔの範囲内にあるときはレベルＬＶ３とする。
【００４４】
以上説明したような本発明の第１の実施の形態の動作をまとめて、図５のフローチャートに示す。
【００４５】
図５において、最初のステップＳ１では上記伝送制約、すなわち、上述したような tCDownloadScenario 、ＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩタイムアウト等を検出する。次のステップＳ２では、上記 tCDownloadScenario の値に基づきＤＳＭ−ＣＣデータストリームのＴＰ多重間隔Ｔ１求め、ＤＩＩの伝送間隔を示すＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩの多重間隔を示すＤＳＩタイムアウトに基づきＴＰの多重間隔Ｔ２，Ｔ３をそれぞれ求めて、これらのＴ１，Ｔ２，Ｔ３の内の最も小さい値をＴＰの多重間隔Ｔとして決定する。次のステップＳ３では、上述した多重要求レベルの閾値ＱＴ１，ＱＴ２を設定する。
【００４６】
次に、ステップＳ４では、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームのバッファの遅延量、すなわち上記ｔ２−ｔ１を検出する。次のステップＳ５では、ステップＳ４で検出されたバッファ遅延量ｔ２−ｔ１が上記閾値ＱＴ１より小さい（ｔ２−ｔ１＜ＱＴ１）か否かを判別し、ＹＥＳのときはステップＳ６に進み、ＮＯのときはステップＳ７に進む。ステップＳ６では、上記レベルＬＶ１の多重要求を行う。ステップＳ７では、テップＳ４で検出されたバッファ遅延量ｔ２−ｔ１が、上記閾値ＱＴ１より大きくかつ上記閾値ＱＴ２より小さい（ＱＴ１＜ｔ２−ｔ１＜ＱＴ２）か否かを判別し、ＹＥＳのときはステップＳ８に進み、ＮＯのときはステップＳ９に進む。ステップＳ８では、上記レベルＬＶ２の多重要求を行い、ステップＳ９では、上記レベルＬＶ３の多重要求を行う。ステップＳ６，Ｓ８，Ｓ９の後は、ステップＳ４に戻って、上記バッファ遅延量ｔ２−ｔ１を検出する。
【００４７】
以上説明した本発明の第１の実施の形態によれば、ＤＳＭ−ＣＣ方式のデータストリームの伝送制約を守って多重することが可能となり、受信側で破綻を起こすことないような多重伝送することが可能となる。また、多重要求にレベルを設けることで、他のストリームの多重を妨げてＤＳＭ−ＣＣ方式のデータストリームだけを多重することなく、効率の良い多重が可能となる。
【００４８】
なお、上記第１の実施の形態では、カルーセルの全データ量と、各タイムアウト値である tCDownloadScenario 、ＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩタイムアウトとを、端子２１を介して外部から得るようにしているが、 tCDownloadScenario については、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームのＤＩＩセクションのシンタックスを解析して取得するようにしてもよい。
【００４９】
すなわち、図６に示すように、バッファ１２に蓄積されたＤＳＭ−ＣＣのデータ符号化ストリーム中のＤＩＩセクションについて、ストリーム解析部２３で上記図１２に示したシンタックスを解析することにより、 tCDownloadScenario の値を求め、多重要求部２２に送る。なお、端子２１からは、カルーセルの全データ量と、ＤＩＩタイムアウト及びＤＳＩタイムアウトの各値とが多重要求部２２に送られている。他の構成及び動作は、上記図１の場合と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
次に、本発明に係る信号多重化装置の第２の実施の形態について、図７を参照しながら説明する。
この図７において、Ｎ個の符号化ストリームＣＳ1〜ＣＳNが多重化部１０のバッファ１１1〜１１Nに送られ、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームＤＳはバッファ１２に送られ、これらのバッファ１１1〜１１N、１２から読み出されてセレクタ１５に送られる。多重化制御回路２０は、これらのバッファ１１1〜１１N、１２からのデータの読み出しを制御すると共に、セレクタ１５を切換選択制御する。端子２１には、外部のデータ符号化装置等から、カルーセルの全データ量と、上記ＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩタイムアウトとが供給され、多重要求部２５に送られる。多重要求部２５は、多重制御回路２０に対してＤＳＭ−ＣＣストリームの多重要求を行う。ストリーム解析部２３は、バッファ１２に蓄積されたＤＳＭ−ＣＣのデータ符号化ストリーム中のＤＩＩセクションのシンタックスを解析することにより、上記 tCDownloadScenario の値を取得し、多重要求部２５に送る。この第２の実施の形態の多重要求部２５は、セレクタ１５から出力される多重化されたＴＳストリームを常に監視している。すなわち、多重要求部２５では、ＤＳＭ−ＣＣのストリームのＰＩＤ（パケットＩＤ）と、そのパケットの多重間隔Δｔを調べ、上記第１の実施の形態と同様に計算したＴＰの多重間隔Ｔとの差を調べる。その結果を元に多重要求部２５は、多重制御回路２０に対して多重要求を行う。
【００５１】
具体的には、例えば上記第１の実施の形態と同様に、閾値ＱＴ１，ＱＴ２を設定し、Δｔ＜ＱＴ１の場合はレベルＬＶ１の多重要求、ＱＴ１＜Δｔ＜ＱＴ２の場合はレベルＬＶ２の多重要求、ＱＴ２＜Δｔ＜Ｔの場合はレベルＬＶ３の多重要求を行う。多重制御回路では、多重要求部からの多重要求に従いセレクタを操作して多重化を行う。
【００５２】
この第２の実施の形態の他の構成及び動作は、上述した第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５３】
以上のように多重要求を行い多重化を行うことで、ＤＳＭ−ＣＣストリームの伝送制約を守りながら多重伝送することが可能となる。
【００５４】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上述した実施の形態では、多重要求レベルを３つとしたが、この数に限定されるものではない。例えば、多重要求が出されていたら必ず多重するようにしたり、４段階あるいは５段階以上の多重要求レベルを用いて、より細かく多重要求を分けてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の信号多重化方法及び装置によれば、可変レート符号化された複数の信号を統計多重する際に、入力される信号の少なくとも一つに周期的にデータが送出されるデータストリームが用いられ、そのデータストリームを分析して多重要求を出力し、この多重要求に応じてデータストリームを多重制御することにより、データストリーム、例えばＤＳＭ−ＣＣ方式のデータストリームの伝送制約を守って多重することが可能となり、受信側で破綻を起こすことないような多重伝送することが可能となる。
【００５６】
また、多重要求にレベルを設けることで、他のストリームの多重を妨げてＤＳＭ−ＣＣ方式のデータストリームだけを多重することなく、効率の良い多重が可能となる。
【００５７】
さらに、データストリームの多重遅延時間と、データストリームの優先度との一方あるいは双方を考慮して、多重要求を行うことにより、受信側で破綻を起こすことなく、遅延時間や優先度についても最適化が行われたデータ伝送が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】複数種類のデータストリームを多重する多重化部の構成例を示す図である。
【図３】データストリーム多重の際のバッファ遅延量の変化の一例を示す図である。
【図４】データストリーム多重の際のバッファ遅延量の変化の他の例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態の他の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図８】統計多重による多重化装置の一例を示すブロック図である。
【図９】統計多重による多重化装置の他の例を示すブロック図である。
【図１０】データ放送サービスのコンテンツを説明するためのディレクトリ構造を示す図である。
【図１１】ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式におけるモジュールとセクションとを説明するための図である。
【図１２】ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式におけるＤＤＢセクションの構造を説明するための図である。
【図１３】ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式におけるＤＩＩセクションの構造を説明するための図である。
【図１４】ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式におけるデータ伝送を説明するための図である。
【符号の説明】
１０、６０ 多重化部、 １１，６１ 可変レート符号化部、 ２１，６３ ＤＳＭ−ＣＣデータ符号化部、 ２３ 多重バッファ、 ２４ レート制御手段、 ２５ セクション分離回路、 ２６ セクション分析回路、 ２８多重制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変レート符号化された複数の信号を統計多重する信号多重化方法及び装置に関し、たとえば衛星や地上波でのデジタル多チャンネル放送システムにおけるＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームを多重化するような信号多重化方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、衛星や地上波でのデジタル多チャンネル放送システムにおいて、ＥＰＧ（電子番組ガイド）等の付加的なデータを伝送することによる種々のサービス、いわゆるデータ放送サービスの充実が望まれている。
【０００３】
このようなデータ放送サービスのコンテンツは、そのサービスをコンテンツ制作者が意図したとおりに受信機で表現できるような特定の記述形式を用いて作られる。この記述形式としては、例えばＭＨＥＧ（Multimedia and Hypermedia information coding Experts Group）規格が使われ、コンテンツ制作者は、ＭＨＥＧのオーサリングツールを用いてコンテンツ・データを作成する。また、このようなデータ放送サービスのコンテンツを伝送するための方式の一例として、ＤＳＭ−ＣＣ（ディジタル蓄積メディア−コマンド・アンド・コントロール）が提案されており、このＤＳＭ−ＣＣカルーセル伝送方式は、ＭＰＥＧ２−６（ＩＳＯ／ＩＥＣ １８１３８−６）で標準化されている。
【０００４】
従来の統計多重による多重化装置においては、ＤＳＭ−ＣＣ（ディジタル蓄積メディア−コマンド・アンド・コントロール）におけるデータカルーセル方式によるデータストリームの入力に関しては、入力された発生符号レートを積極的に制御する手段がなく、その符号レートを変えることなく多重を行っていた。
【０００５】
以下、図面を用いて従来の多重化装置の一例について説明する。図８は従来の統計多重による多重化装置の一例である。
【０００６】
この図８において、複数の信号、例えばＮ個の信号Ｓ1〜ＳNがそれぞれ可変レート符号化部６１1〜６１Nに入力されて可変レート符号化され、多重化部６０に送られて統計多重される。
【０００７】
この図８に示す統計多重による多重化装置では、それぞれの可変レート符号化部６１1〜６１Nに入力される信号の内容によって時間的に変動する符号化レートに応じて、動的に帯域割り当てを行う。しかしながら多重後の伝送路の伝送容量は限られているので、入力タイミングが同じデータを多重しようとした場合には、いずれかのデータが多重化装置内のバッファ内に蓄えられたまま待たされることになり、多重遅延が発生する。
【０００８】
次に、図８の多重化部６０に、図９に示すようなＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータ符号化部６３からのデータストリームが加わった場合の多重化装置の一例を考察する。
【０００９】
この図９では、データ放送サービスのコンテンツ等のデータＤがＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータ符号化部６３に送られて符号化され、このＤＳＭ−ＣＣデータ符号化部６３からのデータストリームが多重化部６０に入力されている。
【００１０】
ここで、このＤＳＭ−ＣＣカルーセル伝送方式について説明する。上述したようなデータ放送サービスのコンテンツの制作者は、例えば上記ＭＨＥＧのオーサリングツールを用いてコンテンツ・データを作成し、そのコンテンツ・データは、一例として図１０のようなディレクトリ構造を持つ。この図１０において、ファイルｉ（ｉ＝１，２…）は、それぞれ１つのシーンを構成するようなデータなどとされる。
【００１１】
ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式では、データを受信する単位をモジュールというが、通常モジュールは図１０でのそれぞれのファイルと対応付けられる。この図１０において、１つの放送プログラムに対応するルートディレクトリ３０に、例えば各シーンに対応するサブディレクトリ３１，３２が設けられ、サブディレクトリ３１内にビデオ、オーディオ、データ等に対応するファイル３３，３４，３５が設けられている。なお、ファイルは他のサブディレクトリやルートディレクトリに設けられるものもある。
【００１２】
次に図１１を用いてモジュールの１つをＤＳＭ−ＣＣセクション形式に変換する手順を説明する。
【００１３】
ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式では、データをＭＰＥＧ２の伝送形態の１つであるセクション形式に変換するが、セクションはＭＰＥＧ２規格によりその大きさが４ＫＢに制限されている。そこで図１１に示すように、上記１つのファイルに相当するモジュール４０は、ブロックサイズと呼ばれる共通の大きさのブロック４１に機械的に分割される。なお最後のブロック４２だけは上記ブロックサイズの大きさより小さくてもよい。
【００１４】
このように機械的に分割された１つのブロック４１にＤＳＭ−ＣＣヘッダ４３を付加して、ＤＤＢ（Download Data Block） と呼ばれる構造に変換し、さらにＭＰＥＧ２の伝送形態の１つであるセクション形式にするためのヘッダ４５とＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check Code）４６とを付加して、セクションとする。こうして作られるセクションは４ＫＢを超えないように、上記ブロックサイズが選ばれている。このＤＤＢ構造を格納したセクションを、これ以降ＤＤＢセクションと呼ぶことにする。こうして、１つのデータ放送サービスを構成する全てのモジュールからＤＤＢセクションを作り出す。ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式では、ＤＤＢセクションを正しく受信するために必要な制御情報としてＤＩＩ（Download Info Indication）とＤＳＩ（Download Server Initiate）という２つのダウンロード制御メッセージが用意されている。なお、これらに対してＤＤＢはダウンロードデータメッセージに分類される。
【００１５】
ここで、図１２はＤＳＭ−ＣＣセクションの上記ＤＤＢのパケット構造を、図１３は上記ＤＩＩのパケット構造をそれぞれ示している。これらの図１２、図１３において、DSMCC_section() の最初の項目（フィールド）であるtable_id（８ビット）が0x3C（１６進数表示で「３Ｃ」、十進数で「６０」）のとき上記ＤＤＢを示し、0x3Bのとき上記ＤＩＩ又はＤＳＩを示す。また、ＤＩＩ構造のメッセージヘッダのmessageId フィールドが 0x1002 のとき、ＤＩＩセクションを構成するＴＳ（トランスポートストリーム）であることを示す。さらに、DSMCC_section() のdsmcc_section_length（１２ビット）のフィールドは、以下に続くセクションの長さを表し、この長さは最大4093（バイト）である。
【００１６】
図１２に示すDSMCC_section() のＤＤＢのパケット構造において、table_id_extentionにはmoduleIdが、section_numberにはDownload_Data_Block() のblockNumber の下位８ビットが、last_section_number には最終セクション番号がそれぞれ記載される。また、Download_Data_Block() の先頭位置のヘッダであるdsmccDownloadDataHeader() には、protocalDiscriminatoer、dsmccType 、messageId 、downloadId、adaptationLength、messageLength 、dsmccadaptationHeader 等が設けられ、adaptationLengthはdsmccadaptationHeader の長さを、messageLength はdsmccadaptationHeader からDownload_Data_Block() のblockData の終端までの長さをそれぞれ表している。また、Download_Data_Block() のblockNumber にはブロック番号が記載され、このブロック番号の下位８ビットがDSMCC_section() の上記section_number に記載される。
【００１７】
図１３に示すDSMCC_section() のＤＩＩのパケット構造において、table_id_extentionにはtr_id の下位１６ビットが記載される。また、DownloadInfoIndication()（ＤＩＩ）には、カルーセルのタイムアウト値、ブロックサイズなどの情報や、モジュールそれぞれのサイズやバージョンなどの情報が記述されている。すなわち、downloadId、blocksize 、windowsize、ackPeriod 、tCDownloadWindow、tCDownloadSenario 、compatibilityDescriptor() 等、及びモジュール数を示すnumberOfModules や、各モジュール毎のmoduleId、moduleSize、moduleVersion 、moduleInfoLength、moduleInfoByte等である。図１０のような構成の場合には、サブディレクトリと対応付けられた複数のＤＩＩと、それらにリンクするための情報がＤＳＩに記述される。なお、コンテンツデータの構成が簡単な場合はＤＳＩが使われないこともある。
【００１８】
ＤＩＩとＤＳＩは、ＤＤＢと同じようにヘッダとＣＲＣを付け加えてセクション形式に変換される。これらのＤＩＩ構造、ＤＳＩ構造を格納したセクションを、これ以降それぞれＤＩＩセクション、ＤＳＩセクションと呼ぶことにする。ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式では、ＤＤＢセクション、ＤＩＩセクション、ＤＳＩセクションをＭＰＥＧ２トランスポートストリーム（以後ＴＳと略す）に変換して繰り返し伝送することになる。図１４に示すように、これらをカルーセル５８という仮想的な回転体の表面にそれぞれ貼り付けて、カルーセルの回転に合わせて順次多重化装置にデータを送り出す。
【００１９】
すなわち、この図１４において、Ｍ１，Ｍ２，・・・の各モジュール５１，５２，・・・の例えばＭ１のモジュール５１が、上記図１１と共に説明したようにいくつかのブロックに分割され、各ブロック毎にセクション化されて、ＤＤＢセクション５３1、５３2、５３3 とされ、各セクションがトランスポートストリーム化される。これらのトランスポートストリーム化されたＤＤＢセクション５５がカルーセル５８に配置される。
【００２０】
このように、カルーセル５８にはＤＳＩセクション５６、ＤＩＩセクション５７、ＤＤＢセクション５５が配置され、周期的に送出されることになるが、カルーセル上の全データが大きくなると、カルーセル１周期が長くなり、モジュールの情報を収めたＤＩＩセクションや、データ放送サービスを受信した際の最初のシーンを収めたＤＤＢセクションなど、受信時に短い待ち時間で受信できることが望ましい特定のセクションの周期もそれに従って長くなってしまう。そこでこのような短い待ち時間で受信できる方が望ましいセクションは、カルーセル上に複数、それもできるだけ相互に離して配置・送出することにより、その他のセクションより送信間隔を短くなされる。
【００２１】
以上のように構成されたＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータ符号化装置においては、符号化レートはカルーセルの全データ容量とカルーセルの周期で決まるものとなる。ただし、実際の符号化装置では、メモリ上に展開されたカルーセルのデータを、設定された符号化レートに従って順次多重化装置に送出することになるが、これを前記のように全データ容量とカルーセルの回転周期と捉えてもよい。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の多重化装置においては、入力されたＤＳＭ−ＣＣストリームの伝送制約を確実に守りながら多重を行う機能が存在していなかった。
【００２３】
ここでいう「伝送制約」とは、ＤＳＭ−ＣＣのストリームの伝送上で守らなくてはならないいくつかの規格を総称しているが、それらは次のとおりである。
（１）"tCDownloadScenario"：上述したＤＩＩというＤＳＭ−ＣＣの制御メッセージに格納されている４バイトのフィールドである。ＭＰＥＧ２−６（ＩＳＯ／ＩＥＣ １８１３８−６）規格では受信機においてモジュール取得のタイムアウトに利用する目的で、その値はカルーセル１周期以上とされている。
（２）"time_out_value_DII"：ＤＶＢデジタル放送規格(DVB specification for data broadcasting) に規定されている「データ放送記述子」に格納されている４バイトのフィールドで、ＤＩＩの受信時のタイムアウト値である。
（３）"time_out_value_DSI"：（２）と同様に「データ放送記述子」に格納されている４バイトのフィールドで、ＤＳＩというＤＳＭ−ＣＣ制御メッセージの受信時のタイムアウト値である。
【００２４】
ここで、上述したように、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームはモジュールの更新などの場合を除き、一定の符号化レートで多重化装置に送られるが、今までは、伝送制約を解析する手段も無く、伝送されてきたデータをそのまま多重をしていた。したがって、統計多重による多重化装置の場合には、多重時にストリーム同士の競合が生じた場合、すなわち入力タイミングが同じストリームを多重しようとした場合には、いずれかのストリームが多重化装置内のバッファで待たされるため多重遅延が生じ、この多重遅延によって、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームの本来守るべき上記伝送制約が守られない状態で伝送される可能性がある。
【００２５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、ＤＳＭ−ＣＣデータストリーム等の周期的にデータが送出されるデータストリームの伝送制約を守りながら多重することが可能な信号多重化方法及び装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る信号多重化方法及び装置は、可変レート符号化された複数の信号を統計多重する際に、入力される信号の少なくとも一つに周期的にデータが送出されるデータストリームが用いられ、そのデータストリームを分析して多重要求を出力し、上記多重要求に応じて上記データストリームを多重制御することにより、上記課題を解決するものである。
【００２７】
ここで、上記周期的なデータストリームはＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームであり、そのデータストリームの伝送制約に基づいて上記多重要求を出力することが挙げられる。
【００２８】
上記多重要求としては、データストリームの入力時刻からの多重遅延時間に基づいて、上記多重要求を段階的に行うことが挙げられる。また、上記入力される複数の信号についてのそれぞれの入力時刻からの各多重遅延時間を検出し、これらの各多重遅延時間の内の遅延量の多い信号から優先して多重することが挙げられる。また、上記入力される複数の信号についてのそれぞれの優先度に基づいて、優先度の高い信号から優先して多重することが挙げられる。これらを適宜組み合わせてもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る信号多重化方法及び装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
先ず図１は、本発明に係る第１の実施の形態の信号多重化装置の概略構成を示すブロック図である。この本発明の第１の実施の形態においては、入力される信号の少なくとも一つに周期的にデータが送出されるデータストリームが用いられ、そのデータストリームを分析して多重間隔あるいは周期を求め、その多重間隔に収まるようにデータストリームを多重化する。具体的には、上記周期的なデータストリームはＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームであり、上記伝送単位はセクションであり、ＤＳＭ−ＣＣストリームのタイムアウト値等の伝送制約を守るようにデータストリームを多重化制御する。
【００３１】
この図１において、それぞれ例えばＭＰＥＧ２（ＩＳＯ/ＩＥＣ １８１３８）方式等により可変レート符号化されて得られた複数の信号、例えばＮ個の符号化ストリームＣＳ1〜ＣＳNが多重化部１０に送られて統計多重される。また、データ放送サービスのコンテンツ等のデータがＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータ符号化部にて符号化されることによって得られたデータストリームＤＳが多重化部１０に入力されている。Ｎ個の符号化ストリームＣＳ1〜ＣＳNは、多重化部１０のバッファ１１1〜１１Nに送られ、データストリームＤＳは多重化部１０のバッファ１２に送られ、これらのバッファ１１1〜１１N、１２から読み出されてセレクタ１５に送られる。
【００３２】
多重化制御回路２０は、これらのバッファ１１1〜１１N、１２からのデータの読み出しを制御すると共に、セレクタ１５を選択制御している。多重要求部２２は、多重制御回路２０に対してＤＳＭ−ＣＣストリームの多重要求を行う部分である。多重要求部２２には、データ符号化装置等から、カルーセルの全データ量と、各タイムアウト値、すなわち、例えば前述したようなtCDownloadScenario、ＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩタイムアウトが付帯情報として端子２１を介して供給される。また、多重要求部２２には、ＤＳＭ−ＣＣのデータストリームＤＳを一時的に蓄えるバッファ１２への入力時刻ｔ１、及び多重時刻（バッファ１２からセレクタ１５を介しての出力時刻）ｔ２の情報が供給される。
【００３３】
この図１において、ＴＰ（トランスポートパケット）単位でバッファ１２に入力されたデータストリームＤＳについては、バッファ１２に入った時点でのＴＰの入力時刻ｔ１が多重要求部２２に送られて記録される。多重要求部２２では、取得した tCDownloadScenario の値を基に、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームの第１のＴＰ多重間隔Ｔ１を、以下の式、
Ｔ１＝ tCDownloadScenario /(カルーセル全データ量/1TP分のデータ量)
により求める。式中の１ＴＰ分のデータ量は、ＭＰＥＧ２の規定で１８８バイトとなる。
【００３４】
さらに、ＤＩＩの伝送間隔を示すＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩの多重間隔を示すＤＳＩタイムアウトの各値に基づいて、第２，第３のＴＰの多重間隔Ｔ２，Ｔ３を求める。まず、カルーセルに含まれているＴＰの数（ＴＰＣ）を、
ＴＰＣ ＝ カルーセル全データ量 ／ １ＴＰ分のデータ量
の式により求める。このＴＰＣを上限としてＴＰの数をカウントすることでカルーセルの一周期を知り、ＤＩＩとＤＩＩの間にあるＴＰの数（ｔｐｃ１）、及びＤＳＩとＤＳＩの間にあるＴＰの数（ｔｐｃ２）をそれぞれ計測する。ＤＩＩ，ＤＳＩがカルーセル中に複数存在した場合には、それぞれ最も値の大きいｔｐｃ１，ｔｐｃ２を用いる。
【００３５】
次に、ＤＩＩタイムアウト値Time_out_value_DIIを用いて、
Ｔ２ ＝ Time_out_value_DII ／ ｔｐｃ１
とすることでＴＰ多重間隔Ｔ２を求め、同様に、ＤＳＩのＴＰ多重間隔Ｔ３を、ＤＳＩタイムアウト値Time_out_value_DSIを用いて、
Ｔ３ ＝ Time_out_value_DSI ／ ｔｐｃ２
とすることで求める。これらのＴ１,Ｔ２,Ｔ３のうち、最も小さい値、すなわち最も厳しい値を、ＴＰの多重間隔Ｔとして定める。すなわち、
Ｔ ＝ min（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）
とする。
【００３６】
データストリーム中のＴＰは、常に周期Ｔ以下の間隔で多重することにより、いずれのタイムアウト値も遵守することができる。例えば多重要求として３段階のレベルを用いる場合、それぞれ、
レベルＬＶ１：他に競合するデータが無ければ多重するよう要求、
レベルＬＶ２：他のＡＶデータより優先的に多重するよう要求、
レベルＬＶ３：他のどんなデータよりも優先して多重するよう要求
とすることが挙げられる。
【００３７】
ここで図２は、上記ＭＰＥＧ２等のＡＶ（オーディオ・ビジュアル）データストリームを蓄えるＮ個のバッファ１１1〜１１Nと、上記ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームを蓄えるバッファ１２と、制御データであるＳＩデータを蓄えるバッファ１３とがセレクタ１５に接続され、これらのバッファ１１1〜１１N，１２，１３からのデータをセレクタ１５により選択して多重する場合を示している。通常は、これらのデータの内バッファ１３のＳＩデータ（制御データ）が最も優先度が高く、他のデータに優先して多重される。
【００３８】
この図２において、上記レベルＬＶ１では、ＡＶストリームを蓄えるＮ個のバッファ１１1〜１１Nと、ＤＳＭ−ＣＣストリームを蓄えるバッファ１２との内の優先度の高いバッファから順に、例えばバッファ占有量（データ蓄積量）の多いバッファから優先的に、データを読み出して多重する。ただし、ＳＩデータよりは優先度は低い。次に上記レベルＬＶ２では、ＤＳＭ−ＣＣストリームを蓄えるバッファ１２を、ＡＶストリームを蓄えるＮ個のバッファ１１1〜１１Nのいずれよりも優先して読み出して多重するが、ＳＩデータよりは優先度は低い。さらに上記レベルＬＶ３では、ＡＶストリームを蓄えるＮ個のバッファ１１1〜１１N、ＳＩデータを蓄えるバッファ１３のいずれよりも優先して、バッファ１２からＤＳＭ−ＣＣデータを読み出し、多重する。
【００３９】
これらの多重要求レベルＬＶ１〜ＬＶ３は、現在の時刻ｔ２と、多重されるデータのバッファに対する入力時間ｔ１の関係によって決まる。前記の最小多重間隔Ｔ以下で２つの閾値ＱＴ１，ＱＴ２を、ＱＴ１＜ＱＴ２＜Ｔとなるように設定し、ｔ２−ｔ１＜ＱＴ１の場合はレベル１の多重要求、ＱＴ１＜ｔ２−ｔ１＜ＱＴ２の場合はレベルＬＶ２の多重要求、ＱＴ２＜ｔ２−ｔ１＜Ｔの場合はレベルＬＶ３の多重要求を行う。多重制御回路では、多重要求部から出された要求にしたがって、セレクタを操作し多重を行う。常に上記のように多重要求をすることで常に一定のＴＰ多重間隔Ｔ以下での多重を守ることができ、ＤＳＭ−ＣＣストリームの伝送制約を守りながら多重を行うことができる。
【００４０】
次に、多重化間隔及び上記レベルＬＶ１〜ＬＶ３の多重化要求についてさらに詳細に説明する。
【００４１】
図３は、ＤＳＭ−ＣＣストリーム以外のストリームが多重されていない状態において、３種類のＤＳＭ−ＣＣストリームＤＳ1、ＤＳ2、ＤＳ3 のみを多重する例を示しており、それぞれのデータストリームＤＳ1、ＤＳ2、ＤＳ3 に対応した遅延量の推移を示している。この図３のような場合に、上記閾値ＱＴ１は、例えば、
ＱＴ１ ＝ （１パケット分のデータ量×多重チャンネル数）
／出力ビットレート
により決めることができる。これは、ＤＳＭ−ＣＣストリーム以外のストリームが多重されていない状態でＤＳＭ−ＣＣストリームのみが多重されている場合における遅延量の最大値に相当する。すなわち、この状態での遅延量を超える遅延が発生した場合は、レベルＬＶ２の多重要求を行うことになる。
【００４２】
また、上記閾値ＱＴ２については、実際の運用を考慮して決まる値であり、例えば、
ＱＴ２ ＝ Ｔ × ０.８
程度の値を用いることができる。
【００４３】
図４は、ＤＳＭ−ＣＣストリーム以外にも他のストリームパケットが多重されている例を示している。この図４の例では、他のＡＶストリームデータＳＴや、制御データＳＩ等が多重化されているため、遅延量が上記閾値ＱＴ１を超えて増大し、場合によっては上記閾値ＱＴ２を超えることもある。遅延量が閾値ＱＴ１を超えるまでは、上記多重要求レベルＬＶ１であるが、閾値ＱＴ１を超えると、多重要求レベルＬＶ２となり、さらに閾値ＱＴ２を超えると多重要求レベルＬＶ３となる。すなわち、遅延時間がＱＴ１〜ＱＴ２の範囲内にあるときにはレベルＬＶ２，ＱＴ２〜Ｔの範囲内にあるときはレベルＬＶ３とする。
【００４４】
以上説明したような本発明の第１の実施の形態の動作をまとめて、図５のフローチャートに示す。
【００４５】
図５において、最初のステップＳ１では上記伝送制約、すなわち、上述したような tCDownloadScenario 、ＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩタイムアウト等を検出する。次のステップＳ２では、上記 tCDownloadScenario の値に基づきＤＳＭ−ＣＣデータストリームのＴＰ多重間隔Ｔ１求め、ＤＩＩの伝送間隔を示すＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩの多重間隔を示すＤＳＩタイムアウトに基づきＴＰの多重間隔Ｔ２，Ｔ３をそれぞれ求めて、これらのＴ１，Ｔ２，Ｔ３の内の最も小さい値をＴＰの多重間隔Ｔとして決定する。次のステップＳ３では、上述した多重要求レベルの閾値ＱＴ１，ＱＴ２を設定する。
【００４６】
次に、ステップＳ４では、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームのバッファの遅延量、すなわち上記ｔ２−ｔ１を検出する。次のステップＳ５では、ステップＳ４で検出されたバッファ遅延量ｔ２−ｔ１が上記閾値ＱＴ１より小さい（ｔ２−ｔ１＜ＱＴ１）か否かを判別し、ＹＥＳのときはステップＳ６に進み、ＮＯのときはステップＳ７に進む。ステップＳ６では、上記レベルＬＶ１の多重要求を行う。ステップＳ７では、テップＳ４で検出されたバッファ遅延量ｔ２−ｔ１が、上記閾値ＱＴ１より大きくかつ上記閾値ＱＴ２より小さい（ＱＴ１＜ｔ２−ｔ１＜ＱＴ２）か否かを判別し、ＹＥＳのときはステップＳ８に進み、ＮＯのときはステップＳ９に進む。ステップＳ８では、上記レベルＬＶ２の多重要求を行い、ステップＳ９では、上記レベルＬＶ３の多重要求を行う。ステップＳ６，Ｓ８，Ｓ９の後は、ステップＳ４に戻って、上記バッファ遅延量ｔ２−ｔ１を検出する。
【００４７】
以上説明した本発明の第１の実施の形態によれば、ＤＳＭ−ＣＣ方式のデータストリームの伝送制約を守って多重することが可能となり、受信側で破綻を起こすことないような多重伝送することが可能となる。また、多重要求にレベルを設けることで、他のストリームの多重を妨げてＤＳＭ−ＣＣ方式のデータストリームだけを多重することなく、効率の良い多重が可能となる。
【００４８】
なお、上記第１の実施の形態では、カルーセルの全データ量と、各タイムアウト値である tCDownloadScenario 、ＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩタイムアウトとを、端子２１を介して外部から得るようにしているが、 tCDownloadScenario については、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームのＤＩＩセクションのシンタックスを解析して取得するようにしてもよい。
【００４９】
すなわち、図６に示すように、バッファ１２に蓄積されたＤＳＭ−ＣＣのデータ符号化ストリーム中のＤＩＩセクションについて、ストリーム解析部２３で上記図１２に示したシンタックスを解析することにより、 tCDownloadScenario の値を求め、多重要求部２２に送る。なお、端子２１からは、カルーセルの全データ量と、ＤＩＩタイムアウト及びＤＳＩタイムアウトの各値とが多重要求部２２に送られている。他の構成及び動作は、上記図１の場合と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
次に、本発明に係る信号多重化装置の第２の実施の形態について、図７を参照しながら説明する。
この図７において、Ｎ個の符号化ストリームＣＳ1〜ＣＳNが多重化部１０のバッファ１１1〜１１Nに送られ、ＤＳＭ−ＣＣデータストリームＤＳはバッファ１２に送られ、これらのバッファ１１1〜１１N、１２から読み出されてセレクタ１５に送られる。多重化制御回路２０は、これらのバッファ１１1〜１１N、１２からのデータの読み出しを制御すると共に、セレクタ１５を切換選択制御する。端子２１には、外部のデータ符号化装置等から、カルーセルの全データ量と、上記ＤＩＩタイムアウト、ＤＳＩタイムアウトとが供給され、多重要求部２５に送られる。多重要求部２５は、多重制御回路２０に対してＤＳＭ−ＣＣストリームの多重要求を行う。ストリーム解析部２３は、バッファ１２に蓄積されたＤＳＭ−ＣＣのデータ符号化ストリーム中のＤＩＩセクションのシンタックスを解析することにより、上記 tCDownloadScenario の値を取得し、多重要求部２５に送る。この第２の実施の形態の多重要求部２５は、セレクタ１５から出力される多重化されたＴＳストリームを常に監視している。すなわち、多重要求部２５では、ＤＳＭ−ＣＣのストリームのＰＩＤ（パケットＩＤ）と、そのパケットの多重間隔Δｔを調べ、上記第１の実施の形態と同様に計算したＴＰの多重間隔Ｔとの差を調べる。その結果を元に多重要求部２５は、多重制御回路２０に対して多重要求を行う。
【００５１】
具体的には、例えば上記第１の実施の形態と同様に、閾値ＱＴ１，ＱＴ２を設定し、Δｔ＜ＱＴ１の場合はレベルＬＶ１の多重要求、ＱＴ１＜Δｔ＜ＱＴ２の場合はレベルＬＶ２の多重要求、ＱＴ２＜Δｔ＜Ｔの場合はレベルＬＶ３の多重要求を行う。多重制御回路では、多重要求部からの多重要求に従いセレクタを操作して多重化を行う。
【００５２】
この第２の実施の形態の他の構成及び動作は、上述した第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５３】
以上のように多重要求を行い多重化を行うことで、ＤＳＭ−ＣＣストリームの伝送制約を守りながら多重伝送することが可能となる。
【００５４】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上述した実施の形態では、多重要求レベルを３つとしたが、この数に限定されるものではない。例えば、多重要求が出されていたら必ず多重するようにしたり、４段階あるいは５段階以上の多重要求レベルを用いて、より細かく多重要求を分けてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の信号多重化方法及び装置によれば、可変レート符号化された複数の信号を統計多重する際に、入力される信号の少なくとも一つに周期的にデータが送出されるデータストリームが用いられ、そのデータストリームを分析して多重要求を出力し、この多重要求に応じてデータストリームを多重制御することにより、データストリーム、例えばＤＳＭ−ＣＣ方式のデータストリームの伝送制約を守って多重することが可能となり、受信側で破綻を起こすことないような多重伝送することが可能となる。
【００５６】
また、多重要求にレベルを設けることで、他のストリームの多重を妨げてＤＳＭ−ＣＣ方式のデータストリームだけを多重することなく、効率の良い多重が可能となる。
【００５７】
さらに、データストリームの多重遅延時間と、データストリームの優先度との一方あるいは双方を考慮して、多重要求を行うことにより、受信側で破綻を起こすことなく、遅延時間や優先度についても最適化が行われたデータ伝送が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】複数種類のデータストリームを多重する多重化部の構成例を示す図である。
【図３】データストリーム多重の際のバッファ遅延量の変化の一例を示す図である。
【図４】データストリーム多重の際のバッファ遅延量の変化の他の例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態の他の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図８】統計多重による多重化装置の一例を示すブロック図である。
【図９】統計多重による多重化装置の他の例を示すブロック図である。
【図１０】データ放送サービスのコンテンツを説明するためのディレクトリ構造を示す図である。
【図１１】ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式におけるモジュールとセクションとを説明するための図である。
【図１２】ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式におけるＤＤＢセクションの構造を説明するための図である。
【図１３】ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式におけるＤＩＩセクションの構造を説明するための図である。
【図１４】ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式におけるデータ伝送を説明するための図である。
【符号の説明】
１０、６０ 多重化部、 １１，６１ 可変レート符号化部、 ２１，６３ ＤＳＭ−ＣＣデータ符号化部、 ２３ 多重バッファ、 ２４ レート制御手段、 ２５ セクション分離回路、 ２６ セクション分析回路、 ２８多重制御部
Claims (12)
- 可変レート符号化された複数の信号を統計多重する信号多重化方法において、
入力される信号の少なくとも一つに周期的にデータが送出されるデータストリームが用いられ、そのデータストリームを分析して多重要求を出力する工程と、
上記多重要求に応じて上記データストリームを多重制御する工程と
を有することを特徴とする信号多重化方法。 - 上記周期的なデータストリームはＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームであり、そのデータストリームの伝送制約に基づいて上記多重要求を出力することを特徴とする請求項１記載の信号多重化方法。
- 上記周期的なデータストリームの入力時刻からの多重遅延時間に基づいて、上記多重要求を段階的に行うことを特徴とする請求項１記載の信号多重化方法。
- 上記入力される複数の信号についてのそれぞれの入力時刻からの各多重遅延時間を検出し、これらの各多重遅延時間の内の遅延量の多い信号から優先して多重することを特徴とする請求項１記載の信号多重化方法。
- 上記入力される複数の信号についてのそれぞれの優先度に基づいて、優先度の高い信号から優先して多重することを特徴とする請求項１記載の信号多重化方法。
- 上記入力される複数の信号についてのそれぞれの入力時刻からの各多重遅延時間を検出し、これらの各多重遅延時間と、上記優先度とに基づく順序に従って多重することを特徴とする請求項５記載の信号多重化方法。
- 可変レート符号化された複数の信号を統計多重する信号多重化装置において、
入力される信号の少なくとも一つに周期的にデータが送出されるデータストリームが用いられ、そのデータストリームを分析して多重要求を出力する多重要求手段と、
上記多重要求に応じて上記データストリームを多重制御する多重制御手段と、
を有することを特徴とする信号多重化装置。 - 上記周期的なデータストリームはＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームであり、上記多重要求手段は、ＤＳＭ−ＣＣデータカルーセル方式のデータストリームの伝送制約に基づいて上記多重要求を出力することを特徴とする請求項７記載の信号多重化装置。
- 上記多重要求手段は、上記周期的なデータストリームの入力時刻からの多重遅延時間に基づいて、上記多重要求を段階的に行うことを特徴とする請求項７記載の信号多重化装置。
- 上記多重要求手段は、上記入力される複数の信号についてのそれぞれの入力時刻からの各多重遅延時間を検出し、これらの各多重遅延時間の内の遅延量の多い信号から優先した多重要求を行うことを特徴とする請求項７記載の信号多重化装置。
- 上記多重要求手段は、上記入力される複数の信号についてのそれぞれの優先度に基づいて、優先度の高い信号から優先した多重要求を行うことを特徴とする請求項７記載の信号多重化装置。
- 上記多重要求手段は、上記入力される複数の信号についてのそれぞれの入力時刻からの各多重遅延時間を検出し、これらの各多重遅延時間と、上記優先度とに基づく順序に従った多重要求を行うことを特徴とする請求項１１記載の信号多重化装置。
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