JP5152072B2 - 統計多重装置、エンコーダ、及び統計多重方法 - Google Patents

Description

本発明は、統計多重装置、統計多重装置に利用されるエンコーダ、及び統計多重方法に関する。

デジタルテレビ放送では、複数のチャネルの放送信号を統計多重装置により符号多重化することで、複数の放送プログラム（映像信号や音声信号）を狭帯域の伝送路に送出している。統計多重装置は、複数の放送信号を符号化する複数のエンコーダを有する。複数のエンコーダのそれぞれは、複数の放送プログラムのそれぞれに応じたビットレートで放送信号を符号化する。

複数のエンコーダに入力されるビットレートは、放送プログラムの内容（画質や音質）に応じて動的に変更することができる。例えば、画質を劣化させても良い放送プログラムの場合、低いビットレートで符号化され、高画質及び高音質を求められる放送プログラムに対しては高いビットレートで符号化される。

ビットレートの割り当ては、割り当て可能な帯域を無駄にすることなく複数のエンコーダに分配する必要がある。又、ビットレートは、符号化される対象となる放送信号に応じて決められることが好ましく、高いビットレートを割り当てる放送信号と他の放送信号とを区別して、ビットレートの割り当てを行なう必要がある。例えば、画質や音質を優先する放送信号に対しては高いビットレートが割り当て、その他の放送信号には、低いビットレートが割り当てる。あるいは、複数の放送信号に平均したビットレートが割り当てられても良い。

このため、統計多重装置には、複数のエンコーダに割り当てるビットレートを統一的に設定する統計多重制御装置が設けられることが一般的である。統計多重制御装置により、複数の放送プログラムのそれぞれに応じたビットレートを、制約条件化において効率的に割り当てルことが可能となる。

統計多重制御装置が設けられた統計多重装置が、例えば、特開２００１−３５９０９４（特許文献１参照）や特開２００５−１５１０９５（特許文献２参照）に記載されている。

特許文献１に記載の統計多重制御装置は、番組データの符号化の難易度に基づいて番組データのフレーム毎の目標ビットレートを設定する。又、プルダウン処理された番組データを扱う場合、特許文献１に記載の統計多重制御装置は、次のフレームの目標ビットレートに応じて目標ビットレートを修正する。これによりプルダウン処理された番組データにも対応した統計多重処理を行なうことができる。

特許文献２に記載の統計多重制御装置は、複数のビデオデータを解析して設定した要求符号量と、以前設定した目標符号量とに基づいて、今回の目標符号量を設定する。統計多重制御装置は、遅延させた複数のビデオデータを今回の目標符号量を用いて符合化する。これにより、瞬間的に複雑になる映像ソースに対して適切な帯域を割り当てることが可能となる。

特開２００１−３５９０９４ 特開２００５−１５１０９５

しかし、統計多重制御を行うエンコーダシステムでは、上位制御装置によってエンコーダと統計多重制御部の両方を制御する必要があるため、制御が複雑になり、システム全体の信頼性を低下させる要因となっている。

又、エンコーダの数が増加した場合、統計多重制装置に負荷が集中してしまう。この場合、所定の数のエンコーダを１グループとし、グループ毎に統計多重制装置を配置することで負荷の集中が緩和される。しかし、統計多重制御装置が増加すると、システムを構築するためのコスト（メンテナンスコストを含む）が増加してしまう。

以上のことから、本発明の目的は、信頼性の高い統計多重制御が可能な統計多重装置を提供することにある。

又、本発明の他の目的は、統計多重装置のコストを低減することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための形態］で使用される番号・符号が付加されている。ただし、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。

本発明による統計多重装置は、複数の入力データ（１１〜１ｎ）を、それぞれに割り当てられたビットレートに応じて符号化する複数のエンコーダ（２０１〜２０ｎ）と、複数のエンコーダ（２０１〜２０ｎ）によって符号化された複数の符号化データ（２１〜２ｎ）を多重化して出力する多重化装置（４０１）とを具備する。ここで、複数のエンコーダの１つ（例えば２０１）は、複数のエンコーダ（２０１〜２０ｎ）のそれぞれに対してビットレートを割り当てる。

又、本発明によるエンコーダ（例えば２０１）は、上述の統計多重装置に利用される。エンコーダ（例えば２０１）は、自身を含む複数のエンコーダ（２０１〜２０ｎ）に対するビットレートの割り当てを行なうことが可能な統計多重制御部（例えば２１３）を備える。

更に、本発明による統計多重方法は、複数のエンコーダ（２０１〜２０ｎ）のうちの１つが、複数のエンコーダ（２０１〜２０ｎ）のそれぞれに対してビットレートを割り当てるステップと、複数のエンコーダ（２０１〜２０ｎ）が、複数の入力データ（１１〜１ｎ）を、割り当てられたビットレートに応じて符号化するステップと、符号化された複数の符号化データ（２１〜２ｎ）を多重化するステップとを具備する。

本発明によれば、統計多重装置の信頼性を向上させることができる。

又、統計多重装置のコストを低減することができる。

図１は、本発明による統計多重装置の実施の形態における構成を示す図である。 図２は、本発明によるエンコーダ及び多重化装置の実施の形態における構成の詳細を示す図である。 図３は、複数のエンコーダ群を有する本発明による統計多重装置の実施の形態における構成を示す図である。 図４は、本発明による統計多重装置の初期化設定動作を示すフロー図である。 図５は、マスタエンコーダにおける統計多重制御動作を示すフロー図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図面において同一、又は類似の参照符号は、同一、類似、又は等価な構成要素を示し、同一構成が複数の場合、追い番を付して説明する。本発明による統計多重装置は、ＢＳ放送やＣＳ放送、あるいはＩＰ放送等で利用される放送機器に適用されることが好適である。本実施の形態では、デジタル放送信号（映像データや音声データを含む）を送信する放送機器に使用される統計多重装置を一例に説明する。

（構成）
図１及び図２を参照して、本発明による統計多重装置の構成を説明する。図１は、本発明による統計多重装置の実施の形態における構成を示す図である。図２は、本発明によるエンコーダ２０１〜２０３及び多重化装置４０１の実施の形態における構成を示す図である。

図１を参照して、本発明による統計多重装置は、エンコーダ制御装置１０１、複数のエンコーダ２０１〜２０ｎ、多重化装置４０１（ＴＳ ＭＵＸ）を具備する。エンコーダ制御装置１０１は、エンコーダ２０１〜２０ｎ及び多重化装置４０１の上位装置であり、図示しない構成を含む放送機器全体を制御するコンピュータ装置である。エンコーダ制御装置１０１は、従来技術においてエンコーダや統計多重制御装置を制御する上位装置に相当する。エンコーダ制御装置１０１は、通信路３０１を介してエンコーダ２０１〜２０ｎ及び多重化装置４０１に接続される。又、エンコーダ２０１〜２０ｎのそれぞれは、通信路３０２を介して相互に接続される。通信路３０１、３０２はイーサネット（登録商標）に例示されるネットワークであることが好ましい。

エンコーダ制御装置１０１は、通信路３０１を介してエンコーダ２０１〜２０ｎ及び多重化装置４０１に対して設定情報３０、３１〜３ｎを送信することで、統計多重の開始や終了を制御する。設定情報３０には、多重化装置４０１への設定値情報（例えば、サービス多重化決定、ＥＰＧ情報、ＳＩ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）情報）が含まれる。又、設定情報３１〜３ｎには、各エンコーダに対しマスタ又はスレーブを指定する情報が含まれる。このため、エンコーダ２０１〜２０ｎは、設定情報３１〜３ｎに基づいてマスタ又はスレーブに設定されるとともに、マスタに設定されたエンコーダ（以下、マスタエンコーダと称す）やスレーブに設定されたエンコーダ（以下、スレーブエンコーダと称す）を特定することができる。更に、設定情報３１〜３ｎには、エンコーダ２０１〜２０ｎが属するグループを指定する情報が含まれることが好ましい。この場合、エンコーダ２０１〜２０ｎは、設定情報に基づいて自身が属するグループを特定するとともに、当該グループ内のマスタエンコーダを特定することができる。

又、マスタエンコーダを指定する設定情報には、グループに割り当てられる帯域を指定する情報やビットレートを割り当てるための制約条件等が含まれる。マスタエンコーダは、制約条件に基づき、帯域内でビットレートの割り当てを行なう。

エンコーダ制御装置１０１には、通信路３０１を介してエンコーダ２０１〜２０ｎ及び多重化装置４０１から監視情報４０、４１〜４ｎが送信される。監視情報４０には、多重化装置４０１からの制御応答（例えば、サービス多重化設定やビットレート監視等）やアラーム通知情報が含まれる。又、監視情報４１〜４ｎには、エンコーダ２０１〜２０ｎからの制御応答（例えば、番組情報やサービス識別子等）やアラーム情報が含まれる。

エンコーダ２０１〜２０ｎは、入力された放送信号（例えば、映像データ（入力映像１１〜１ｎ））を符号化し、符号化データ２１〜２ｎとして多重化装置４０１に出力する。この際、エンコーダ２０１〜２０ｎは、マスタエンコーダによって割り当てられたビットレートに応じて映像信号１１〜１ｎを符号化する。エンコーダ２０１〜２０ｎの符号化形式として、例えば、ＭＰＥＧ２やＨ．２６４等が利用できる。

ここで、エンコーダ２０１がマスタとして設定され、他のエンコーダ２０２〜２０ｎがスレーブとして設定されている場合、エンコーダ２０１は、通信路３０２を介してエンコーダ２０２〜２０ｎにビットレート指示５２〜５ｎを送信する。この際、エンコーダ２０１は、自身に設けられた符号化部２１２に対してもビットレート指示５１を送信する（図２参照）。エンコーダ２０１〜２０ｎは、ビットレート指示５１〜５ｎに応じたビットレートで映像信号１１〜１ｎの符号化を行なう。

又、エンコーダ２０１〜２０ｎは、マスタエンコーダに対して符号化解析情報を通知する。マスタエンコーダは、符号化解析情報を利用してビットレートの割り当てを行なう。符号化解析情報は、後述する符号化情報及び解析情報を含む。

ここで、エンコーダ２０１がマスタとして設定され、他のエンコーダ２０２〜２０ｎがスレーブとして設定されている場合、エンコーダ２０２〜２０ｎは、通信路３０２を介して符号化解析情報６２〜６ｎを送信する。エンコーダ２０１は、自身で生成した符号化解析情報（図２に示す解析情報６２１及び符号化情報６１２）とスレーブエンコーダから受信した符号化解析情報６２〜６ｎとを用いてビットレートの割り当てを行なう。

多重化装置４０１は、入力された符号化データ２１〜２ｎを多重化し、多重化データストリームＴＳｍ（トランスポートストリーム）として出力する。

次に、図２を参照して、エンコーダ２０１〜２０３を１つのグループとしたときの統計多重装置の構成の詳細を説明する。ここでは、エンコーダ２０１がマスタとして設定され、他のエンコーダ２０２、２０３がスレーブとして設定されているものとして説明する。又、図２では、通信路３０１、３０２、エンコーダ制御装置１０１は省略されている。

エンコーダ２０１〜２０３は同様な構成であり、映像解析部２１１、２２１、２３１、符号化部２１２、２２２、２３２、統計多重解析部２１３、２２３、２３３を備える。マスタに設定されたエンコーダ２０１の統計多重解析部２１３は動作するが、スレーブに設定されたエンコーダ２０２、２０３の統計多重解析部２２３、２３３は、その機能を停止する。

映像解析部２１１、２２１、２３１は、入力映像１１〜１３の特徴を解析して、画像複雑度、シーンチェンジ情報、Ｑスケール値、エンコーダのバッファ充足度等を取得し、解析情報６１１、６２１、６３１として、マスタエンコーダの統計多重解析部（ここでは統計多重解析部２１３）に出力する。例えば、マスタとして設定されたエンコーダ２０１における映像解析部２１１は、入力映像１１を解析して解析情報６１１を統計多重解析部２１３に出力する。又、スレーブとして設定されたエンコーダ２０２の映像解析部２２１は、入力映像１２を解析して解析情報６２１を統計多重解析部２１３に出力する。

符号化部２１２、２２２、２３２には、マスタエンコーダの統計多重解析部（ここでは統計多重解析部２１３）からのビットレート指示５１〜５３が入力される。符号化部２１２、２２２、２３２は、ビットレート指示５１〜５３に応じたビットレートで入力映像１１〜１３を符号化する。このとき、符号化部２１２、２２２、２３２は、符号化した際の動作ビットレート等を含む符号化情報６１２、６２２、６３２をマスタエンコーダの統計多重解析部２１３に送信する。統計多重解析部２１３は、符号化部２１２、２２２、２３２によって、エンコーダ２０１〜２０３で使用される現在のビットレートを確認することができる。

統計多重解析部２１３は、グループ内のエンコーダ２０１〜２０３から送信された解析情報６１１、６２１、６３１と、符号化情報６１２、６２２、６３２を用いて、各エンコーダに必要な映像符号化ビットレートの目標値を算出し、ビットレート指示５１〜として通知する。この際、統計多重解析部２１３は、グループに割り当てられた帯域内で解析情報６１１、６２１、６３１に応じたビットレートを、対応するエンコーダ２０１〜２０３に割り当てる。

マスタエンコーダにおいて行なわれるビットレートの算出方法（割り当て方法）は、現在知られている算出方法や、将来開発される新規な算出方法が利用され得る。算出方法として例えば以下の方法がある。マスタエンコーダは、解析情報６１１、６２１、６３１内の画像複雑度やエンコーダのバッファ充足度を用いて、ビットレートを減じるエンコーダを設定し、当該エンコーダの帯域減少制御を完了する時間を予測する。そして、その時間が経過したときにおける帯域の差分を他のエンコーダに割り当てることで、当該エンコーダのビットレートを増加させる（帯域増加制御）。この際、帯域増加制御を行なうエンコーダのビットレートと、当該エンコーダに割り当て予定のビットレートとの差が大きいエンコーダを優先的に帯域の差分を割り当てる。

多重化装置４０１は、エンコーダ２０１〜２０３に対応するバッファ４１１〜４１３と、多重化部４３１とを備える。エンコーダ２０１〜２０３から出力された符号化データ２１〜２３は、対応するバッファ４１１〜４１３に一時格納された後、多重化部４３１に入力される。多重化部４３１は、エンコーダ制御装置１０１によって設定されたビットレートで符号化データ２１〜２３を多重化し、多重化データストリームＴＳｍとして出力する。

以上のように、マスタに設定されたエンコーダ２０１の統計多重解析部２１３は、同じグループに属する全てのエンコーダ２０１〜２０３のそれぞれに必要な符号化ビットレートを算出する。

統計多重装置に設けられるエンコーダの数が多い場合、マスタエンコーダにおける処理負荷が増大する。このような場合、エンコーダ制御装置１０１は、所定の数のエンコーダを１つのグループとして設定し、グループ毎にマスタエンコーダと、スレーブとなるエンコーダとを設定することが好ましい。例えば、図３に示すように、６つのエンコーダ２０１−１〜２０３−２、２０１−２〜２０３−２は、２つのグループＧ１（エンコーダ２０１−１〜２０３−２）、グループＧ２（エンコーダ２０１−２〜２０３−２）に分類される。そして、それぞれのグループにおいて、マスタエンコーダと、スレーブエンコーダが設定される。例えば、グループＧ１においてエンコーダ２０１−１がマスタ、エンコーダ２０２−１、２０３−１がスレーブに設定され、グループＧ２においてエンコーダ２０１−２がマスタ、エンコーダ２０２−２、２０３−２がスレーブに設定される。

本発明による統計多重装置には、ビットレートの割り当てを行なう機能を有する統計多重解析部が、全てのエンコーダに備わっている。このため、エンコーダ制御装置１０１によって、統計多重解析部の機能を有効とするか否かを設定することで、ビットレートの割り当てをエンコーダのいずれかに実行させることができる。すなわち、エンコーダ制御装置１０１は、ビットレートを割り当てるための制御を、用意されたエンコーダの設定を変更するだけで実現できる。

（動作）
次に、図２及び図４を参照して、本発明による統計多重装置の初期化設定動作を説明する。図４は、本発明による統計多重装置の初期化設定動作を示すフロー図である。

本発明による統計多重装置では、最初にエンコーダ制御装置１０１による初期化設定が行なわれる。このとき、エンコーダ制御装置１０１から出力された設定情報３１〜３ｎによって、エンコーダ２０１〜２０ｎはグルーピングされる。例えば、図２に示すように、エンコーダ２０１〜２０３が１つのグループとして設定される。又、設定情報３１〜３ｎによってグループ内のマスタとスレーブが設定される。以下では、エンコーダ２０１がマスタに設定され、他のエンコーダ２０２、２０３がスレーブに設定されたものとして説明する。

図４を参照して、エンコーダ２０１〜２０３は、マスタに設定されるかスレーブに設定されるかで異なる初期設定動作を行なう（ステップＳ１００）。

先ず、マスタとして設定されたエンコーダ２０１（以下、マスタエンコーダ２０１と称す）の初期化設定動作を説明する。マスタエンコーダ２０１は、エンコーダ制御装置１０１（上位制御装置）からマスタとして設定されているため、スレーブとして設定されたエンコーダ２０２、２０３（以下、スレーブエンコーダ２０２、２０３と称す）の設定値（設定情報３２、３３）を確認する（ステップＳ１００Ｙｅｓ、Ｓ１０１）。この際、マスタエンコーダ２０１は、通信路３０２を介して、スレーブエンコーダ２０２、２０３の設定値（設定情報３２、３３）を取得する。

設定情報３１〜３３には、共通してマスタエンコーダを特定する情報、自身が属するグループを特定する情報、当該グループに属する全てのエンコーダ（メンバ）を特定する情報が含まれる。マスタエンコーダ２０１は、設定情報３１に含まれるこれらの情報と、ステップＳ１００において取得した設定情報３２、３３に含まれる情報とが一致するかを確認する（ステップＳ１０２）。これにより、マスタエンコーダ２０１は、エンコーダ２０２、２０３が、マスタエンコーダ２０１と同一グループに属するスレーブエンコーダに設定されていることを確認することができる。又、エンコーダ２０２、２０３がエンコーダ２０１をマスタエンコーダとして認識しているかどうかを確認することができる。すなわち、マスタエンコーダ２０１は、ステップＳ１０２の処理によって、制御対象（ビットレートの割り当て対象）となるエンコーダを確認することができる。

ステップＳ１０２において、設定情報３１〜３３に含まれるグループ内のメンバやマスタ・スレーブを特定する情報が一致しない場合、すなわちエンコーダ２０１〜２０３の設定値が一致しない場合、エラー処理に移行する（ステップＳ１０２Ｎｏ、Ｓ１０３）。一方、ステップＳ１０２において、エンコーダ２０１〜２０３の設定値が一致する場合、ステップＳ１０４に移行する。この際、マスタエンコーダ２０１は、スレーブエンコーダとして確認したスレーブエンコーダ２０２、２０３に対し設定情報３２、３３の取得完了を通知する。

ステップＳ１０４では、統計多重解析に必要な情報が蓄積されているかどうかが確認される。詳細には、マスタエンコーダ２０１は、スレーブエンコーダ２０２、２０３と、自身の映像解析部２１１及び符号化部２１２とから、解析情報６１１、６２１、６３１及び符号化情報６１２、６２２、６３２を取得する。この際、マスタエンコーダ２０１（統計多重解析部６１２）が、所定の時間内に、統計多重解析に必要な解析情報６１１、６２１、６３１及び符号化情報６１２、６２２、６３２を取得できない場合、エラー処理に移行する（ステップＳ１０４Ｎｏ、Ｓ１０３）。一方、マスタエンコーダ２０１（統計多重解析部６１２）が統計多重解析に必要な情報を取得している場合、初期化設定動作を終了し、統計多重解析処理に移行する（ステップＳ１０４Ｙｅｓ）。ここで、解析情報６１１、６２１、６３１及び符号化情報６１２、６２２、６３２を取得は、所定の周期で行なわれる。

以上のように、マスタエンコーダ２０１は、初期化設定動作において、同一グループ内のスレーブエンコーダ２０２、２０３の確認と、取得データの確認を行なう。

次に、スレーブエンコーダ２０２、２０３の初期化設定動作を説明する。エンコーダ２０２、２０３は、エンコーダ制御装置１０１（上位制御装置）からスレーブとして設定されているため、エンコーダ制御装置１０１からの設定値（設定情報３２、３３）をマスタエンコーダ２０１に送信する（ステップＳ１０１Ｎｏ、Ｓ１０５）。この際、スレーブエンコーダ２０２、２０３は、設定情報３２、３３に基づいてマスタエンコーダを特定し、マスタエンコーダ宛てのアドレスに設定情報３２、３３を送信する。

そして、スレーブエンコーダ２０２、２０３は、入力映像１２、１３に対する符号化解析情報６２、６３（解析情報６２１、６３１及び符号化情報６２２、６３２）を、マスタマスタエンコーダ２０１に送信する（ステップＳ１０６）。詳細には、スレーブエンコーダ２０２、２０３は、マスタエンコーダ２０１から設定情報３２、３３の取得完了通知を受領すると、符号化解析情報６２、６３をマスタエンコーダ２０１に送信する。以後、スレーブエンコーダ２０２、２０３は、符号化解析情報６２、６３を周期的に取得し、マスタエンコーダ２０１に送信する。

以上のように、スレーブエンコーダ２０２、２０３は、初期化設定動作において、自身が属するグループのマスタエンコーダを特定するとともに、自身の設定情報をマスタエンコーダに通知する。又、設定情報の取得完了通知により、マスタエンコーダ２０１と同一グループ内であることが確認されたスレーブエンコーダ２０２、２０３は、周期的に符号化解析情報６２、６３を送信する。マスタエンコーダ２０１は、送信された符号化解析情報６２、６３及び自身で得られた解析情報６１１、符号化情報６１２を用いて、自身を含めたグループ内のエンコーダ２０１〜２０３の統計多重制御（ビットレートの割り当て）を実行する。

図５を参照して、本発明による統計多重装置における統計多重制御動作を説明する。図５は、マスタエンコーダにおける統計多重動作を示すフロー図である。マスタエンコーダ２０１は、グループ内のエンコーダ２０１〜２０３から取得した解析情報６１１、６２１、６３１を解析することでビットレートの目標値を設定する。例えば、入力映像の複雑度が高い場合、高いビットレートが目標値として設定され、入力映像の複雑度が低い場合、低いビットレートが目標値として設定される。解析情報６１１、６２１、６３１の取得及び解析は所定の周期で行なわれるため、ビットレートの割り当て処理も所定の周期で行なわれる。

マスタエンコーダ２０１は、解析対象のエンコーダをグループ内のエンコーダ２０１〜２０３から選択し、図５に示すフローに従い、ビットレートの割り当て処理を行なう。以下では、エンコーダ２０２を解析対象として選択し、ビットレートの割り当て処理を行なう場合について説明する。尚、他のエンコーダ２０１、２０３に対するビットレートの割り当ても同様に行なわれる。

先ず、マスタエンコーダ２０１は、目標値に基づいて、解析対象のエンコーダ２０２のビットレートを変更する必要があるかどうかを判断する（ステップＳ２００、Ｓ２０１）。例えば、現在のビットレートが設定された目標値より低い場合、ビットレートを上げる制御が必要となり、現在のビットレートが設定された目標値より高い場合、ビットレートを下げる制御が必要となる。マスタエンコーダ２０１は、解析の結果、ビットレートの変更が必要ないと判断すると、エンコーダ２０２のビットレートを変更せずに、所定の時間、エンコーダ２０２に対する割り当て処理を停止する。例えば、マスタエンコーダ２０１は、次のフレーム（入力映像１２）の入力まで、エンコーダ２０２に対する割り当て処理を待機する（ステップＳ２０１Ｎｏ、Ｓ２００）。この間、他のエンコーダ２０１又は２０３に対するビットレートの割り当て処理が行なわれる。

一方、ステップＳ２０１においてビットレートの変更が必要であると判断すると、マスタエンコーダ２０１は、解析対象となるエンコーダ２０２の映像符号化ビットレートを上げる制御か、下げる制御かを判別する（ステップＳ２０２）。これは、グループ内の全てのエンコーダ２０１〜２０３に割り当てるビットレートの合計が所定の値に設定されているため、使用可能帯域の有効活用の観点からビットレートを下げる制御を上げる制御の前に行なう必要があるためである。

マスタエンコーダ２０１は、使用可能帯域の確保のため、ビットレートを下げる制御を先に行なう。このため、ステップＳ２０２において、ビットレートを下げる制御が必要であると判定すると、マスタエンコーダ２０１は、他のエンコーダに対するビットレートを上げる処理に優先して、ビットレートを目標値に引き下げるためのビットレート指示５２を、エンコーダ２０２に送信する（ステップＳ２０３）。エンコーダ２０２は、次に入力される入力映像１２に対して新たに設定されたビットレートで符号化処理を行なう。

ステップＳ２０２において、ビットレートを上げる制御が必要であると判定すると、マスタエンコーダ２０１は、ビットレートを上げるのに必要な帯域を確保できるか否かを検証する（ステップＳ２０２Ｎｏ、Ｓ２０３）。この検証の結果、ビットレートを上げるために必要な帯域を確保できないと判定した場合、ステップＳ２００に移行し、所定の時間（例えば次の入力映像１２の入力まで）エンコーダ２０２へのビットレートの割り当て処理を待機する。あるいは、グループ内の他のエンコーダ２０１、２０３に対するビットレートの割り当てが終わるまで待機していても良い。

一方、ビットレートを上げるために必要な帯域を確保できる場合、マスタエンコーダ２０１は、解析対象となったエンコーダ２０２に割り当てるビットレートを目標値に引き上げるためのビットレート指示５２を、エンコーダ２０２に送信する。エンコーダ２０２は、次に入力される入力映像１２に対して新たに設定されたビットレートで符号化処理を行なう。

グループ内の他のエンコーダ２０１、２０３に対するビットレートの割り当ても同様に行なわれる。

以上のように、本発明による統計多重装置では、マスタに設定されたエンコーダによって、同一グループ内のエンコーダに対するビットレートの割り当てが行なわれる。

本発明によれば、統計多重制御機能（ビットレートの割り当て機能等）をエンコーダへ組み込むことで、従来、必要であった統計多重制御装置が不要となり、統計多重制御を行うエンコーダシステムの制御を簡単にすることができる。すなわち、本発明を用いることで単純にエンコーダを配置するだけで統計多重制御を行うことができる。このため、システム全体のコストを低減することができる。

又、統計多重制御に必要な解析情報やビットレート指示が、各エンコーダグループの外部装置に影響されることが無いため、ビットレートの割り当て等の統計多重制御が簡略化され、システムの信頼性が向上する。

更に、本発明では、統計多重装置内の全てのエンコーダが統計多重制御機能（統計多重制御部２１３、２２３、２３３）を有している。このため、上位制御装置（エンコーダ制御装置１０１）によってマスタとスレーブを設定するだけで、グループ数や、グループに属するエンコーダの数を簡易かつ自由に設定することができる。このため、本発明によれば、エンコーダの組み合せの自由度が向上し、システムの可用性が向上する。

以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。本実施の形態では、映像データの統計多重化について説明したが、これに限らず、音声データや番組データの統計多重化にも利用可能である。又、本実施の形態では、全てのエンコーダ２０１〜２０ｎを同一の構成としていたが、これに限らず、マスタエンコーダとして予定されているエンコーダのみに統計多重制御機能を設けても良い。この場合、上述したエンコーダの組み合せの自由度が低下するが、システムの形態が決定している場合は、装置のサイズを減少させる効果がある。

１０１：エンコーダ制御装置
２０１〜２０ｎ、２０１−１、２０２−１、２０３−１、２０１−２、２０２−２、２０３−２：エンコーダ
３０１、３０２：通信路
４０１：多重化装置
１１〜１ｎ：入力映像
３０、３１〜３ｎ：設定情報
４０、４１〜４ｎ：監視情報
５１〜５ｎ：ビットレート指示
６２〜６ｎ：符号化解析情報
６１１、６２１、６３１：解析情報
６１２、６２２、６３２：符号化情報
２１１、２２１、２３１：映像解析部
２１２、２２２、２３２：符号化部
２１３、２２３、２３３：統計多重解析部
４１１〜４１３：バッファ
４３１：多重化部

Claims (12)

1. 複数の入力データを、それぞれに割り当てられたビットレートに応じて符号化する複数のエンコーダと、
   前記複数のエンコーダによって符号化された複数の符号化データを多重化して出力する多重化装置と、
   を具備し、
   前記複数のエンコーダのそれぞれは、ビットレートの割り当てを行なうことが可能な統計多重制御部を備え、
   前記複数のエンコーダのうち、マスタに設定されたエンコーダにおける統計多重制御部は、前記複数のエンコーダのそれぞれに対してビットレートを割り当て、スレーブに設定された他のエンコーダの統計多重制御部は、ビットレートの割り当て機能を停止する
   統計多重装置。
2. 請求項１に記載の統計多重装置において、
   複数のエンコーダが属するグループを、複数備え、
   前記複数のグループのそれぞれにおいてマスタとして設定されたエンコーダは、自身が属するグループ内の全てのエンコーダのそれぞれに対してビットレートを割り当てる
   統計多重装置。
3. 請求項２に記載の統計多重装置において、
   スレーブに設定されたエンコーダは、前記マスタに設定されたエンコーダに、自身の属するグループを特定する設定情報を送信し、
   前記マスタに設定されたエンコーダは、前記スレーブに設定されたエンコーダが自身と同じグループに属しているかどうかを、前記設定情報によって確認する
   統計多重装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の統計多重装置において、
   前記複数のエンコーダのそれぞれは、入力されるデータの複雑度を含む解析情報を、前記マスタに設定されたエンコーダに送信し、
   前記マスタに設定されたエンコーダは、前記解析情報を用いて前記複数のエンコーダのそれぞれに割り当てるビットレートの目標値を設定する
   統計多重装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の統計多重装置において、
   前記複数のエンコーダ及び前記多重化装置を制御するエンコーダ制御装置を更に具備し、
   前記エンコーダ制御装置は、前記複数のエンコーダから１つのエンコーダをマスタとして設定し、他のエンコーダをスレーブとして設定する
   統計多重装置。
6. 請求項５に記載の統計多重装置において、
   前記エンコーダ制御装置は、前記複数のエンコーダのそれぞれが属するグループ及び、当該グループにおいてマスタとなるエンコーダを特定する情報を、前記複数のエンコーダに設定する
   統計多重装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の前記複数のエンコーダの一であって、
   ビットレートの割り当てを行なうことが可能な統計多重制御部を備え、
   前記統計多重制御部は、自身がマスタに設定された場合、前記複数のエンコーダのそれぞれに対してビットレートを割り当て、自身がスレーブに設定された場合、ビットレートの割り当て機能を停止する
   エンコーダ。
8. 複数のエンコーダのそれぞれは、ビットレートの割り当てを行なうことが可能な統計多重制御部を備え、
   前記複数のエンコーダのうちの１つが、前記複数のエンコーダのそれぞれに対してビットレートを割り当てるステップと、
   前記複数のエンコーダが、複数の入力データを、前記割り当てられたビットレートに応じて符号化するステップと、
   前記符号化された複数の符号化データを多重化するステップと、
   前記複数のエンコーダのうちの１つを、マスタエンコーダに設定するステップと、
   前記複数のエンコーダのうち、前記マスタエンコーダ以外のエンコーダをスレーブエンコーダに設定するステップと、
   前記スレーブエンコーダにおける統計多重制御部が、ビットレートの割り当て機能を停止するステップと
   を具備し、
   前記ビットレートを割り当てるステップは、
   前記マスタエンコーダにおける統計多重制御部が、前記複数のエンコーダのそれぞれに対してビットレートを割り当てるステップを備える
   統計多重方法。
9. 請求項８に記載の統計多重方法において、
   前記マスタエンコーダに設定するステップは、
   複数のエンコーダを複数のグループに分類するステップと、
   前記複数のグループのそれぞれに、マスタエンコーダを設定するステップと
   を備え、
   前記ビットレートを割り当てるステップは、前記マスタエンコーダが、自身が属するグループ内の全てのエンコーダのそれぞれに対してビットレートを割り当てるステップを備える
   統計多重方法。
10. 請求項９に記載の統計多重方法において、
    スレーブに設定されたエンコーダが、前記マスタエンコーダに、自身の属するグループを特定する設定情報を送信するステップと、
    前記マスタエンコーダが、前記スレーブに設定されたエンコーダが自身と同じグループに属しているかどうかを、前記設定情報によって確認するステップと
    を更に具備する
    統計多重方法。
11. 請求項８から１０のいずれか１項に記載の統計多重方法において、
    前記ビットレートを割り当てるステップは、
    前記複数のエンコーダのそれぞれが、入力されるデータの複雑度を含む解析情報を、前記マスタエンコーダに送信するステップと
    前記マスタエンコーダが、前記解析情報を用いて前記複数のエンコーダのそれぞれに割り当てるビットレートの目標値を設定するステップと
    を備える
    統計多重方法。
12. 請求項８から１１のいずれか１項に記載の統計多重方法において、
    前記複数のエンコーダのそれぞれが属するグループ及び、当該グループにおいてマスタとなるエンコーダを特定する情報を、前記複数のエンコーダに設定するステップを更に具備する
    統計多重方法。

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