JPH07240749A - セル送信方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変長パケットの映像信号とそれに付随する
固定長のデータ信号を多重化するセル送信装置におい
て、伝送路でのバースト的な誤りに対して強くし、かつ
装置規模を小さくする。 【構成】 可変長パケットの映像信号は、映像バッファ
110に入力され、データ信号群も各々バッファ111,112に
入力される。セル化開始信号が入力されると、バッファ
監視手段120により映像バッファ110を監視して、同一の
メディアの情報ができるだけ連続しないように映像バッ
ファ110が空になるまで映像信号とデータ信号を交互に
読み出す。その結果は誤り訂正符号付加手段160に入力
され、セル化手段170でヘッダ情報が付加され、伝送路
に送出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パケット形式の映像信
号とそれに付随するデータ信号をセル化して多重するセ
ル送信方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化社会の進展に伴い、動画像
を距離や時間の壁を越え、第三者に伝えたいという要望
が高まっている。ディジタル技術の本格的な実用化の時
代を迎え、動画像を記録装置で記録・再生したり、通信
網を用いて遠距離間を伝送することが可能になってき
た。動画像のディジタル信号は、音声信号に比べて非常
に情報量が多いため、これを効率よく記録および伝送す
るには動画像の高能率符号化と、それに適した記録・伝
送方式の開発が不可欠となっている。

【０００３】動画像の符号化方式としては、シーンチェ
ンジの際にも高画質な符号化が可能な可変ビットレート
（Variable Bit Rate、以下、ＶＢＲと書く。）符号化
が注目されている。また伝送方式としては、次世代のデ
ィジタル公衆網として期待されている広帯域ＩＳＤＮで
導入予定の非同期転送モード（Asynchronous Transfer
Mode、以下、ＡＴＭと書く。）が注目されている。

【０００４】ＡＴＭは、伝送すべき情報が発生した時
に、情報をセルと呼ばれる固定長のパケットに分解して
伝送する方式で、情報発生量が時刻によって変化するＶ
ＢＲ符号化方式との親和性が高いといわれている。ま
た、ＡＴＭでは複数のメディアの情報をセル毎に多重す
ることから、映像信号などのように、それに付随する音
声信号や制御信号が存在する場合、それらを一緒に多重
化することが容易であるという特徴がある。

【０００５】はじめに、図７を用いてＡＴＭの伝送原理
について説明する。図７において、（Ａ）はセルのフォ
ーマットを示す図、（Ｂ）は伝送原理を示す図である。

【０００６】全ての情報は、図７（Ａ）に示すように、
ヘッダと呼ばれる伝送先を表す部分と、ペイロードと呼
ばれる伝送するメディアの情報を収容する部分から構成
されるパケットで伝送される。このパケットは、ヘッダ
部分は５オクテット、ペイロード部分は４８オクテット
の固定長になっており、全体をセルと呼んでいる。図７
（Ｂ）は、３種類のメディアの情報をＡＴＭで伝送する
場合を示す図である。

【０００７】情報Ａは固定ビットレート（Constant Bit
Rate、以下ＣＢＲという）で発生する比較的情報量の
多いメディア、情報ＢはやはりＣＢＲで比較的情報量の
少ないメディア、情報Ｃは時刻によって発生頻度が異な
る、すなわち、ＶＢＲのメディアである。

【０００８】送信側において、それぞれの情報はセルの
ペイロードの大きさに分解され、ヘッダを付加されて伝
送路に送出される。この時、情報量の違いはセルの数に
反映される。すなわち、作られるセルの数は、情報Ａは
多く情報Ｂは少ない。また、ＶＢＲの情報Ｃは、発生情
報が存在する区間のみセルを作る。作られたセルは、時
間軸上で多重され単一の出力から送出する。送るべきメ
ディアの情報が全くない時は、空セルと呼ばれる無効情
報を送出する。受信側では、伝送路上のセル流をヘッダ
の情報をもとにメディア別に分離する。分離されたセル
は、ヘッダを取り除かれた後、復元された情報として個
別に出力される。

【０００９】以上がＡＴＭの伝送原理であるが、メディ
ア毎に専用線を用意することなく単一のＡＴＭ伝送路で
済むことから、映像信号、音声信号や各種データ信号を
含むマルチメディア情報に適しており、また、ＣＢＲ情
報やＶＢＲ情報もその性質に関わらず伝送できることか
ら、効率的な伝送が可能になると期待されている。

【００１０】しかし、送信側の多重化の際に送信バッフ
ァにおいてオーバーフローが発生したり、伝送路の途中
に設置されているＡＴＭ交換機において確率的にセルが
廃棄されることがあり、情報が欠落した場合でも受信側
で破綻をきたさない処理が必須とされている。

【００１１】従来、複数のメディアの情報の多重化に
は、特開平４−１５７８４４号公報に示すようなバッフ
ァ構成が一般的であった。以下では、図面を参照しなが
ら、上述した構成を用いた従来のセル送信方法及びその
装置の一例について説明する。

【００１２】図５に従来のセル送信装置のブロック図を
示す。図５において、５００は映像信号の入力端子、５
０１、５０２はデータ信号の入力端子、５１０、５１
１、５１２は誤り訂正符号付加手段、５７０、５７１、
５７２はセル化手段、５２０、５２１、５２２はバッフ
ァ、５３０はバッファ監視手段、５４０は多重メディア
決定手段、５５０はバッファ読み出し制御手段、５６０
は選択手段、５８０はセルの出力端子である。

【００１３】以上のように構成されたセル送信装置につ
いて、以下、図５及び図６を用いてセル送信方法及びそ
の装置の動作について説明する。

【００１４】まず、図５のセル送信装置の動作を説明す
る。映像信号の入力端子５００に入力された映像信号
は、誤り訂正符号付加手段５１０に入力され誤り訂正符
号が付加される。同様に、入力端子５０１、５０２にそ
れぞれ入力されたＮ種類（Ｎは１以上の整数）のデータ
信号１、…、データ信号Ｎは、それぞれ誤り訂正符号付
加手段５１１、５１２で誤り訂正符号が付加される。誤
り訂正符号付加手段５１０、５１１、５１２ではインタ
リーブ処理を施してから誤り訂正符号が付加されること
もある。この後、映像信号と各データ信号はそれぞれセ
ル化手段５７０、５７１、５７２に入力され、ＡＴＭヘ
ッダが付加されてセル化される。

【００１５】セル化後は、映像信号はバッファ５２０に
入力され、各データ信号もバッファ５２１、５２２に蓄
積される。各バッファの占有度はバッファ監視手段５３
０により常に監視されており、バッファがあふれてセル
が失われないように、多重メディア決定手段５４０が適
切に多重メディアを決定し、バッファ読み出し制御手段
５５０でそのメディアのバッファ読み出し制御信号を発
生する。その結果は選択手段５６０に入力され、多重メ
ディア決定手段５４０で決定したメディアが一つ選択さ
れ、出力端子５８０より伝送路に送出される。出力端子
５８０より出力されるセルは、例えば図６のようになっ
ている。

【００１６】多重メディア決定手段５４０での決定基準
の例として、特に予め指定された優先すべきメディアを
選択する、セルの遅延時間に対する制約が厳しいメディ
アを選択する、セルの廃棄特性に対する制約が厳しいメ
ディアを選択する、等が提案されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の構成では、多重すべきメディアを決定する
際にバッファの占有度のみを基準にしているため、実際
に多重化された後では連続的に同一のメディアが選択さ
れることがある。また、セルがバースト的に廃棄された
場合には、連続して多重化されたメディアの情報が集中
的に失われることになり、受信側でこれらの情報が正し
く復元されないことになる。このため、誤り訂正符号を
個々のメディアの情報に繰り込んだり、メディアの情報
に対してインタリーブ処理を施したりして連続的な情報
の欠落や誤りを補償することが行われるが、個々のメデ
ィア毎に廃棄補償を行うことから装置の複雑化につなが
り、この回路の規模の削減という課題があった。

【００１８】本発明は以上の課題に鑑み、簡単な多重メ
ディアの決定方法と小規模な誤り訂正符号回路の付加に
より、バースト的なセル廃棄に耐性を持つセル送信方法
及びその装置を提供するものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達するため、
本発明のセル送信方法は、パケット形式の映像信号とそ
れに付随するＮ種類（Ｎは１以上の整数）のデータ情報
を多重化して送信するセル送信装置において、セル化開
始信号が入力されるとセル化を開始し、送出するセルの
多重メディアを決定する際、映像信号を蓄積する映像バ
ッファに情報が存在する間、映像バッファの情報と、Ｎ
種のデータ情報をそれぞれ蓄積するＮ個のデータバッフ
ァのうち情報が存在するデータ情報とを交互に多重メデ
ィアとし、映像バッファに情報が存在しなくなれば、Ｎ
個のデータバッファのうち情報が存在するデータ情報を
多重メディアとし、映像バッファとＮ個のデータバッフ
ァのいずれにも情報が存在しない場合、セル化を中断
し、セル化開始信号は一定時間毎のパルス信号または映
像パケットの到着信号であって、映像信号とＮ種類のデ
ータ情報の各々を蓄積するバッファより読み出した情報
に対して誤り訂正処理を行い、セル化を中断したのち前
記誤り訂正処理の結果をセル化することを特徴とする。

【００２０】また、本発明のセル送信装置は、パケット
形式の映像信号とそれに付随するＮ種類（Ｎは１以上の
整数）のデータ情報とセル化開始信号を入力とし、映像
信号を蓄積する映像バッファと、Ｎ種類のデータ情報を
蓄積するＮ個のデータバッファと、映像バッファとＮ個
のデータバッファの占有度を監視するバッファ監視手段
と、映像バッファとＮ個のデータバッファの出力のうち
送出するセルの多重メディアに対応するバッファの出力
を選択し、映像信号とＮ種類のデータ情報を多重化する
選択手段と、バッファ監視手段の出力をもとに多重メデ
ィアを決定する多重メディア決定手段と、多重メディア
決定手段の出力を入力とし多重メディアに対応するバッ
ファの読み出し制御信号を発生するバッファ読み出し制
御手段と、選択手段の出力を入力とし誤り訂正符号を付
加する誤り訂正符号付加手段と、誤り訂正符号付加手段
の出力を入力としセル化を行うセル化手段を具備し、多
重メディア決定手段とバッファ読み出し制御手段と誤り
訂正符号付加手段はセル化開始信号で初期化される構成
である。

【００２１】

【作用】本発明は上記した構成により、伝送路に送出さ
れるセルは同一のメディアが連続しにくくなるので、バ
ースト的にセル廃棄が起こった時でも同一のメディアに
その影響が集中しにくくなる。また、セル廃棄の補償
は、複数のメディアをまとめて行うので、装置が簡単に
できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例のセル送信方法及び
その装置について、図面を参照しながら説明する。本発
明の一実施例のセル送信装置のブロック図を図１に、セ
ル送信方法のフローチャートを図２に示す。

【００２３】図１において、１００は映像信号の入力端
子、１０１、１０２はデータ信号の入力端子、１１０は
映像バッファ、１１１、１１２はデータバッファ、１２
０はバッファ監視手段、１３０は多重メディア決定手
段、１４０はバッファ読み出し制御手段、１５０は選択
手段、１６０は誤り訂正符号付加手段、１７０はセル化
手段、１８０はセルの出力端子である。

【００２４】以上のように構成されたセル送信装置につ
いて、以下、図１、図２、図３及び図４を用いて、セル
送信方法及びその装置の動作について説明する。

【００２５】まず、図１のセル送信装置の動作を説明す
る。映像信号の入力端子１００に入力された映像信号
は、映像バッファ１１０に入力され蓄積される。同様
に、入力端子１０１、１０２にそれぞれ入力されたＮ種
類（Ｎは１以上の整数）のデータ信号１、…、データ信
号Ｎは、それぞれデータバッファ１１１、１１２に入力
され蓄積される。各バッファの占有度はバッファ監視手
段１２０により常に監視されており、バッファがあふれ
てデータが失われないように、多重メディア決定手段１
３０が適切に多重メディアを決定し、バッファ読み出し
制御手段１４０で読み出し制御信号を発生し、そのメデ
ィアのバッファを読み出す。

【００２６】この時、入力端子１０３よりセル化開始信
号が入力された時刻から多重メディアの決定とバッファ
読み出しを開始し、読み出すべきデータが一切なくなる
とセル化を中断する。映像バッファ１１０とデータバッ
ファ１１１、１１２から読み出された情報は誤り訂正符
号付加手段１６０で誤り訂正符号が付加された後、セル
化手段１７０でＡＴＭヘッダが付加されてセル化され
て、出力端子１８０より伝送路に送出される。

【００２７】次に、バッファ監視手段１２０、多重メデ
ィア決定手段１３０及びバッファ読み出し制御手段１４
０の動作過程の一例を図２に示し、その過程を説明す
る。

【００２８】セル化開始信号が入力されると（工程１
０）、まず「前回参照時に映像バッファに情報なし」を
示すフラグを０にし（工程１１）、データ情報番号Ｍを
１にセットし（工程１２）、初期化する。次にフラグを
参照し（工程１３）、フラグが０すなわちセル化すべき
情報が前回あれば、今回映像バッファが空か調べる（工
程１４）。もし空でなければ映像バッファより１セル分
の情報に相当する分だけ読み出す（工程１５）。空なら
ばフラグを１にして他は何もしない（工程１６）。

【００２９】次にＭ番目のデータ情報に対応するデータ
バッファＤ_Mのバッファ占有度を参照し（工程１７）、
もしそれが予め設定したしきい値ｋよりも小さくなけれ
ば、すなわちバッファ残量が多ければデータバッファＤ
_Mより１セル分の情報に相当する分だけ読み出す（工程
１８）。もし、しきい値ｋよりも小さければ、すなわち
バッファ残量が少なければ、フラグを参照し（工程１
９）、フラグが１ならばそこで読み出しを終了する（工
程２２）。フラグが０ならば何もしない。

【００３０】次に、データ情報番号Ｍを１だけインクリ
メントし（工程２０）、Ｍとデータ情報のメディアの数
Ｎとを比較する（工程２１）。もしＭ＞Ｎならば工程１
２に戻り、Ｍ≦Ｎならば工程１３に戻る。

【００３１】以上で行っている処理は、映像バッファに
情報が存在する間、映像バッファの情報と、Ｎ個のデー
タバッファのうち情報が存在するデータ情報とを交互に
１セルの情報分だけ読み出し、映像バッファに情報が存
在しなくなれば、Ｎ個のデータバッファのうち情報が存
在するデータ情報を１セルの情報分だけ読み出し、映像
バッファとＮ個のデータバッファにいずれにも情報が存
在しない場合、読み出しを終了することに相当する。

【００３２】出力端子１８０より出力されるセルは、例
えば図３のようになっている。すなわち、伝送路では映
像信号とデータ信号が交互に配列される。映像信号がな
い時はデータ信号ができるだけ連続しないようにセルが
配列される。

【００３３】セル化開始信号は、一定周期のパルス信号
または映像パケットの先頭タイミングを用いる。本来、
受信側で送信側の映像パケットの生成過程を再生する意
味からは映像パケットの先頭タイミングを用いることが
望ましいが、一定周期のパルスを用いることで、映像信
号のブランキング期間等にほとんど映像パケットが発生
しない場合にも、他のデータ信号のセル生成が待たされ
ることが少なくなる。

【００３４】次に、誤り訂正符号付加手段１６０での処
理の一例について説明する。誤り訂正は一般に一定長の
データを用意し、それらに対して一括して訂正符号を生
成する。

【００３５】この時、用意されたデータは、例えば図４
のように２次元に配列される。この例では横方向にＰ個
の情報単位を並べて、（Ｐ＋１）個目から次の段に並べ
ることを、セル化が中断するまで繰り返す。ここでの情
報単位とは、１セル分の情報に相当する大きさの情報ブ
ロックであり、図１の選択手段１５０からの出力に対応
し、１ブロックごとにメディアは独立である。セル化を
中断した時点で、各列の情報単位に対して縦方向に符号
化した誤り訂正符号を付加する。誤り訂正符号には演算
が簡単な、情報単位間で同一ビット位置毎のパリティ等
が適している。このような方式を採用すれば、同じ列に
ない限り連続的なセル廃棄に耐性を持たせられるうえ、
各メディア毎に独立した誤り訂正符号付加手段を設けな
くても済む。一般にデータ信号としては、音声信号や各
種制御信号など、場合によっては映像信号そのものより
も重要な信号が含まれるため、そのようなメディアへの
セル廃棄の影響が低減できる効果がある。

【００３６】なお、以上でデータ信号は音声信号であっ
てもよい。また、映像バッファ、データバッファはファ
ースト・イン・ファースト・アウト（ＦＩＦＯ）メモ
リ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）であっても
よい。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明は、多重メディア決
定手段において、多重メディア決定手段は、映像バッフ
ァに情報が存在する間、映像バッファの情報と、Ｎ個の
データバッファのうち情報が存在するデータ情報とを交
互に多重メディアとし、映像バッファに情報が存在しな
くなれば、Ｎ個のデータバッファのうち情報が存在する
データ情報を多重メディアとし、映像バッファとＮ個の
データバッファにいずれにも情報が存在しない場合、多
重化を中断することにより、伝送路に送出されるセルは
同一のメディアが連続しにくくなるので、バースト的に
セル廃棄が起こった時でも同一のメディアにその影響が
集中しないようにすることができる。また、セル廃棄の
補償は、複数のメディアをまとめて行うので、装置が簡
単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるセル送信装置の構成
を示すブロック図

【図２】本実施例のセル送信装置のセル送信方法を示す
フローチャート

【図３】本発明のセル送信装置から出力されるセルの模
式図

【図４】図１における誤り訂正符号付加手段の誤り訂正
フレームを示す図

【図５】従来のセル送信装置の構成を示すブロック図

【図６】従来のセル送信装置から出力されるセルの模式
図

【図７】（Ａ）はＡＴＭ伝送におけるセルのフォーマッ
トを示す図（Ｂ）はＡＴＭの伝送原理を示す図

【符号の説明】

１１０ 映像バッファ １１１ データバッファ １１２ データバッファ １２０ バッファ監視手段 １３０ 多重メディア決定手段 １４０ バッファ読み出し制御手段 １５０ 選択手段 １６０ 誤り訂正符号付加手段 １７０ セル化手段

フロントページの続き (72)発明者 岸本 了造 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パケット形式の映像信号と前記映像信号に
   付随するＮ種類（Ｎは１以上の整数）のデータ情報を多
   重化して送信するセル送信方法であって、セル化開始信
   号が入力されるとセル化を開始し、送出するセルの多重
   メディアを決定する際、前記映像信号を蓄積する映像バ
   ッファに情報が存在する間、前記映像バッファの情報
   と、前記Ｎ種のデータ情報をそれぞれ蓄積するＮ個のデ
   ータバッファのうち情報が存在するデータ情報とを交互
   に前記多重メディアとし、前記映像バッファに情報が存
   在しなくなれば、前記Ｎ個のデータバッファのうち情報
   が存在するデータ情報を前記多重メディアとし、前記映
   像バッファと前記Ｎ個のデータバッファのいずれにも情
   報が存在しない場合、セル化を中断することを特徴とす
   るセル送信方法。
2. 【請求項２】セル化開始信号は一定時間毎のパルス信号
   であることを特徴とする請求項１記載のセル送信方法。
3. 【請求項３】セル化開始信号はパケット形式の映像信号
   の到着信号であることを特徴とする請求項１記載のセル
   送信方法。
4. 【請求項４】映像バッファとＮ個のデータバッファより
   読み出した情報に対して誤り訂正処理を行い、セル化を
   中断したのち前記誤り訂正処理の結果をセル化すること
   を特徴とする請求項１記載のセル送信方法。
5. 【請求項５】パケット形式の映像信号と前記映像信号に
   付随するＮ種類（Ｎは１以上の整数）のデータ情報とセ
   ル化開始信号を入力とし、前記映像信号を映像バッファ
   に蓄積し、前記Ｎ種類のデータ情報を前記Ｎ種類のデー
   タ情報にそれぞれ対応したＮ個のデータバッファに蓄積
   し、前記映像バッファと前記Ｎ個のデータバッファの占
   有度をバッファ監視手段で監視し、前記映像バッファと
   前記Ｎ個のデータバッファの出力のうち送出するセルの
   多重メディアに対応するバッファの出力を選択手段で選
   択し、前記映像信号と前記Ｎ種類のデータ情報を多重化
   して送信するセル送信装置であって、 前記バッファ監視手段の出力をもとに前記多重メディア
   を決定する多重メディア決定手段と、前記多重メディア
   決定手段の出力を入力とし前記多重メディアに対応する
   バッファの読み出し制御信号を発生するバッファ読み出
   し制御手段と、前記選択手段の出力を入力とし誤り訂正
   符号を付加する誤り訂正符号付加手段と、前記誤り訂正
   符号付加手段の出力を入力としセル化を行うセル化手段
   を具備し、前記多重メディア決定手段と前記バッファ読
   み出し制御手段と前記誤り訂正符号付加手段はセル化開
   始信号で初期化されることを特徴とするセル送信装置。