JPH08280010A - 映像信号伝送方法及び映像信号伝送装置 - Google Patents

映像信号伝送方法及び映像信号伝送装置

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JPH08280010A
JPH08280010A JP10480095A JP10480095A JPH08280010A JP H08280010 A JPH08280010 A JP H08280010A JP 10480095 A JP10480095 A JP 10480095A JP 10480095 A JP10480095 A JP 10480095A JP H08280010 A JPH08280010 A JP H08280010A
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、符号化映像ストリームを任意の順番
で復号した場合でも、映像を途切らせることなく符号化
映像ストリームを連続的に復号し得る映像信号伝送方法
及びその装置を提案する。 【構成】符号化映像データD31にダミーデータD32
を付加することにより単位時間内のデータ長がほぼ一定
でなる符号化映像ストリームD33を形成し、当該符号
化映像ストリームを符号化時のレートよりも速いレート
で伝送し、当該符号化映像ストリームを符号化側のバツ
フアのほぼ3倍の容量でなるバツフアを有する復号手段
により復号する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図13及び図14) 発明が解決しようとする課題(図15) 課題を解決するための手段 作用 実施例 (1)第1実施例 (1−1)システム構成(図1) (1−2)エンコーダの構成(図2) (1−3)デコーダの構成(図3) (1−4)処理 (1−4−1)レートコントロール(図4) (1−4−2)ビツト量合せ(図4〜図6) (1−4−3)デコーダバツフア量(図7) (1−4−4)データストリームの連続(図8) (1−5)第1実施例の動作 (1−6)第1実施例の効果 (2)第2実施例 (2−1)エンコーダの構成(図10) (2−2)デコーダの構成(図11) (2−3)処理 (2−4)第2実施例の動作(図12) (2−5)第2実施例の効果 (3)他の実施例 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号伝送方法及びそ
の装置に関し、例えばMPEG(Moving Picture Exper
ts Group)規格に従つて符号化した映像信号を符号化時
とは異なる任意の順番で伝送する場合に適用して好適な
ものである。
【0003】
【従来の技術】近年、家庭用のビデオテープレコーダや
ビデオデイスクレコーダで映像を楽しむだけでなく、ユ
ーザがAV(Audio Vidual: 音響・映像)サーバにアク
セスすることにより、CATV(ケーブルテレビ)回線
や通信回線を介して映像や音声のサービスを好きなとき
に受けられるビデオ・オン・デマンドが普及しつつあ
る。
【0004】このようなAVサーバシステムにおいて
は、デイジタル化した映像信号や音声信号の相関を利用
して有意情報を効率的に符号化して記録情報量や伝送情
報量を削減することにより、限られた容量の記録媒体や
回線を効率良く利用するようになされている。このよう
な映像信号や音声信号の符号化方法として例えばMPE
G(Moving Picture Experts Group)規格が提案されて
いる。
【0005】ところで、MPEGの符号化映像データ
は、圧縮データであるため、全ての画像に対して同じ圧
縮率で符号化すると元の映像信号の絵柄によつてデータ
の発生レートが異なる。しかし、このデータを回線で送
る場合、一定レートとする必要がある。そのために、実
際には図13に示すように、符号器の出力側にバツフア
を設け(以下、これをエンコーダバツフアと呼ぶ)、こ
のバツフアのデータの占有率に応じて常にバツフア内で
データが変遷するように、エンコーダでの圧縮率を制御
することによりほぼ一定レートの符号化データを出力す
るようになされている(図13の太線の左側)。
【0006】例えばエンコーダバツフアの占有率が高く
なるとエンコーダでの圧縮率を高めて発生データ量を減
らし、逆にバツフア占有率が低くなると圧縮率を低くし
て発生データ量を増やすという制御を行つている。
【0007】符号化データは、図13の太線のレートで
デコーダへ送られる。このときデコーダにはエンコーダ
側と同サイズのバツフアが設けられており(以下、これ
をデコーダバツフアと呼ぶ)、このバツフアに所定量の
符号化データを蓄積しながら復号処理を施す。ここでデ
コーダバツフアをオーバーフロー及びアンダーフローさ
せないようにデコードするには、デコーダバツフアをエ
ンコーダバツフアと全く同じ状態で変遷させる必要があ
る(図13の太線の右側)。
【0008】そのためデコーダ側では、符号化データの
入力が始まつてから、図13におけるエンコーダバツフ
アでの符号化データの蓄積時間(VBV)と同じだけの
時間だけ待つてから復号を開始する(以下、これをスタ
ートアツプデイレイ(StartUp Delay)と呼ぶ)。すな
わちスタートアツプデイレイとは、デコーダバツフアに
データが入りはじめてから復号を開始するまでの時間を
言い、このため時間情報は符号化時に符号化データに書
込まれるようになされている。
【0009】しかしこれだけではエンコーダとデコーダ
との動作クロツクが微妙に異なり、その影響でデコーダ
バツフアが破綻するおそれがある。これを回避するため
には、デコーダをエンコーダと完全に一致するクロツク
で動作させる必要がある。このため、MPEGのシステ
ムレイヤでは、図14に示すように、エンコード時に内
部クロツクに基づくカウント値を使用したプログラム時
刻基準参照値PCRあるいはシステム時刻基準参照値S
CR、という時刻基準参照値を符号化データに付加して
デコーダへ送つている。デコーダでは、これを参照する
ことによりエンコーダのクロツクと同期したクロツクを
生成して復号動作を行う。
【0010】またエンコーダでは、符号化データに表示
タイムスタンプPTSあるいはデコードタイムスタンプ
DTSを付加し、デコーダ側では、これを見て表示タイ
ムスタンプPCRあるいはデコードタイムスタンプDT
Sによつて補正された時間情報と一致する時刻にビデオ
及びオーデイオデータを復号する。
【0011】すなわち図14に示すように、エンコーダ
側では、ビデオエンコーダ1及びオーデイオエンコーダ
2で形成した符号化ビデオデータD1及び符号化オーデ
イオデータD2をそれぞれビデオデータ処理回路3及び
オーデイオデータ処理回路4に送出し、当該ビデオデー
タ処理回路3及びオーデイオデータ処理回路4において
各符号化データにクロツクカウンタ5で生成した表示タ
イムスタンプPTS及びデコードタイムスタンプDTS
を付加する。
【0012】マルチプレクサ(MUX)6は、表示タイ
ムスタンプPTS及びデコードタイムスタンプDTSが
付加された符号化ビデオデータ及び符号化オーデイオデ
ータに、クロツクカウンタ5で生成したシステム時刻基
準参照値SCR及びプログラム時刻基準参照値PCRを
付加することにより、伝送データD3を形成する。
【0013】デコーダ側では、デマルチプレクサ(DE
MUX)7により伝送データD3を、ビデオデータD
4、オーデイオデータD5、システム時刻基準参照値S
CR及びプログラム時刻基準参照値PCRに分離し、こ
のうちビデオデータD4をデータ分離回路8に、オーデ
イオデータD5をデータ分離回路9に、システム時刻基
準参照値SCR及びプログラム時刻基準参照値PCRを
クロツクカウンタ10にそれぞれ送出する。
【0014】データ分離回路8はビデオデータD4を符
号化ビデオデータD6と表示タイムスタンプPTS及び
デコードタイムスタンプDTSとに分離し、符号化ビデ
オデータD6をビデオデコーダ13に送出すると共に表
示タイムスタンプPTS及びデコードタイムスタンプD
TSを比較回路11に送出する。同様に、データ分離回
路9はオーデイオデータD5を符号化オーデイオデータ
D7と表示タイムスタンプPTS及びデコードタイムス
タンプDTSとに分離し、符号化オーデイオデータD7
をオーデイオデコーダ14に送出すると共に表示タイム
スタンプPTS及びデコードタイムスタンプDTSを比
較回路12に送出する。
【0015】各比較回路11及び12は、表示タイムス
タンプPTS及びデコードタイムスタンプDTSと、ク
ロツクカウンタ10によつてシステム時刻基準参照値S
CR及びプログラム時刻基準参照値PCRに基づいて発
生した時間情報D8とを比較し、ビデオデコーダ13及
びオーデイオデコーダ14にそれぞれ制御信号D9及び
D10を送出する。ビデオデコーダ13及びオーデイオ
デコーダ14はそれぞれ制御信号D9及びD10に基づ
くタイミングで符号化ビデオデータD6及び符号化オー
デイオデータD7を復号することにより、復号ビデオデ
ータD11及び復号オーデイオデータD12を形成す
る。
【0016】かくして、MPEG規格では、エンコード
に同期したタイミングでデコードを行うことができるこ
とによりデコードバツフアの破綻を防止し得るようにな
されていると共にビデオとオーデイオの同期をとること
もできるようになされている。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うなデータ構造を持ちかつ別の時間に発生させた2つの
符号化データストリームを、連続してデコーダに送つた
場合を考えと、2つのデータストリームの接続面の前後
では、時間情報も基準時間も違うため、不連続が生じる
欠点がある。
【0018】また符号化データストリームの始めと終わ
りで、デコーダバツフア内のデータ占有量が異なること
により、デコーダバツフアはオーバーフロー又はアンダ
ーフローを起こし、そのため映像を数フレーム間、フリ
ーズ又はブラツクバースト状態にせざるを得ず、連続的
な復号再生ができない問題がある。
【0019】例えば、図15のような場合、2つの符号
化データストリームはそれぞれの発生データの占有量が
デコーダバツフア内に収まつているが、発生データ量が
目標レートよりも少ないため始めと終わりでバツフア内
のデータ占有量が異なる(図15(A)及び(B))。
このような2つのデータストリームを連続的に復号しよ
うとすると、単独ではエンコーダバツフア内に収まつて
いたものが、連続するとオーバーフローしてしまうこと
が分かる(図15(C))。
【0020】このように、表示タイムスタンプPTS及
びデコードタイムスタンプDTS等の時間情報を用いた
従来の方法では、符号化時とは異なる任意の順番で符号
化データストリームをデコーダに送出した場合に、これ
らの符号化データストリームを連続して復号できない問
題がある。このため例えばAVサーバシステムのように
ユーザの要求に応じて符号化時と異なる順番で符号化デ
ータストリームをデコーダに送出する場合や、符号化し
たデータを編集してデコーダに送出する場合に、デコー
ダバツフアが破綻して符号化データストリームを連続し
て復号できない不都合が生じる。
【0021】例えば放送局等で用いられるCM(コマー
シヤル)を送出するシステムでは、複数のCMデータス
トリームを様々な組み合わせで送出している。このとき
CMのスポツトは一部でも欠けることは許されない。ま
たニユース番組等でも、同じ素材を幾つかのスポツトで
使用する場合が多いため、結果的には複数の素材を組み
合わせて送出していることと同等である。
【0022】従来これらの作業は、それぞれのスポツト
毎に素材を一本化又は複数のVTR(ビデオテープレコ
ーダ)とスイツチヤを使用して行つているが、それぞれ
時間や人手を要すると共に設備が大規模となりメンテナ
ンスの点でも煩雑な問題があつた。
【0023】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、符号化データストリームを任意の順番で伝送した場
合でも、映像を途切らせることなく連続的に復号し得る
映像信号伝送方法及び映像信号伝送装置を提案しようと
するものである。
【0024】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、符号化映像データにダミーデータ
を付加することにより単位時間内のデータ長がほぼ一定
でなる符号化映像ストリームを形成し、当該符号化映像
ストリームを符号化時のレートよりも速いレートで伝送
し、当該符号化映像ストリームを符号化側のバツフアの
ほぼ3倍の容量のバツフアを有する復号手段により復号
するようにする。
【0025】また本発明においては、符号化された映像
信号と符号化された音声信号が多重化されてなる符号化
データにダミーデータを付加することにより単位時間内
のデータ長がほぼ一定でなる符号化データストリームを
形成し、当該符号化データストリームを符号化時のレー
トよりも速いレートで伝送し、当該符号化データストリ
ーム符号化側のバツフアのほぼ3倍の容量のバツフアを
有する復号手段により復号するようにする。
【0026】
【作用】ダミーデータが付加されることによりデータ長
が一定とされた符号化映像ストリーム又は符号化データ
ストリームが、符号化時のレートよりも速いレートで復
号手段のバツフアに入力される。この結果、符号化映像
ストリーム又は符号化データストリームを符号化時の順
序と異なる任意の順序で復号手段に伝送した場合でも、
復号手段のバツフアが破綻することなく連続的に符号化
映像ストリーム又は符号化データストリームを復号する
ことができる。
【0027】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0028】(1)第1実施例 (1−1)システム構成 図1において、20は全体として本発明を適用するAV
サーバシステムの構成を示し、ビデオテープレコーダ
(VTR)21等でなるデータ供給源22から出力され
る映像音声データD20をエンコード部23のエンコー
ダ24に与える。エンコーダ24は映像音声データD2
0をMPEG2の規格に従つたフオーマツトで符号化す
ることにより符号化データD21を形成し、当該符号化
データD21をサーバ部25に送出する。
【0029】サーバ部25は記録再生部26及びデコー
ダ部27により構成されており、符号化データD21
を、記録再生部26によつて所定の記録媒体に一旦記録
すると共にユーザからの要求信号S1に応じて符号化デ
ータD21を再生し、再生した符号化データD21をデ
コーダ部27によつて復号して例えばテレビジヨン受像
機でなる端末28A1 〜28AN-1 又は28AN に送出
するようになされている。
【0030】記録再生部26はメデイア制御部29と複
数のメデイアユニツト30A1 〜30A7 から構成され
ており、メデイア制御部29に入力した符号化データD
21を何れかのメデイアユニツト30A1 〜30A6
は30A7 によつてハードデイスク上に記録し、各端末
28A1 〜28AN-1 又は28AN からの要求信号S1
に応じてメデイアユニツト30A1 〜30A6 又は30
7 を駆動して要求に応じた符号化データを再生する。
【0031】また各メデイアユニツト30A1 〜30A
7 はそれぞれ複数のハードデイスク記録再生装置を内蔵
している。このように記録再生部26はそれぞれ複数の
ハードデイスク記録再生装置を内蔵した複数のメデイア
ユニツト30A1 〜30A7を有することにより、多数
のユーザ(端末28A1 〜28AN )から同時刻に多数
の要求があつた場合でも並列的に複数の符号化データを
再生し得るようになされている。
【0032】デコーダ部27は、端末28A1 〜28A
N の数及び記録再生部26が同時刻に再生し得る符号化
データの数に応じた個数のデコーダ31A1 〜31AM
により構成されており、記録再生部26によつて再生さ
れた符号化データを復号して要求があつた端末28A1
〜28AN-1 又は28AN に復号データD22を送出す
る。
【0033】なお、AVサーバシステム20において
は、データ供給源22による映像音声データD20の送
出動作、エンコーダ24の符号化動作及びメデイア制御
部29によるメデイアユニツト30A1 〜307 の符号
化データD21の記録再生動作をエンコード部23のコ
ントロール部32から出力する制御信号S2及びS3に
よつて制御する。またコントロール部32はデータ供給
源22及びエンコーダ24の動作状態を状態信号S4に
基づいて監視すると共に、メデイア制御部29の動作状
態を状態信号S5に基づいて監視するようになされてい
る。
【0034】(1−2)エンコーダの構成 ここでエンコーダ24は、図2に示すように構成されて
いる。エンコーダ24は映像音声データD20のうち映
像データD30をビデオエンコーダ部33のビデオ符号
化回路34に入力し、ここで符号化ビデオデータD31
を形成し、当該符号化ビデオデータD31をスイツチヤ
35の端子A及びカウンタ36に与える。またビデオエ
ンコーダ部33はスタツフイングデータ発生回路37で
発生したスタツフイングデータD32をスイツチヤ34
の端子Bに与える。
【0035】カウンタ35は符号化ビデオデータD31
のデータ量を測定し、所定の目標値に対するデータ量の
不足分を算出する。カウンタ36はこの算出結果に応じ
てスイツチヤ35に切換制御信号S6を送出することに
より、データ量の不足分に見合う期間だけスイツチヤ3
5の接続を端子B側に切り換える。このようにしてビデ
オエンコーダ部33は符号化ビデオデータD31の目標
データ量に対する不足分だけスタツフイングデータD3
2を付加することにより、続くエンコーダバツフア38
に常に単位時間内のデータ長が一定でなる符号化ビデオ
データD33を送出するようになされている。
【0036】エンコーダバツフア38は符号化ビデオデ
ータD33を所定量だけ蓄積しながら一定のレートで出
力する。因に、カウンタ36の目標データ量はコントロ
ール部32からの指定信号(図示せず)によつて指定す
ることができるようになされている。
【0037】一方、映像音声データD20のうち音声デ
ータD34はオーデイオ符号化回路39に入力され、当
該オーデイオ符号化回路39によつてMPEGの音声規
格に従つて符号化された後、バツフア40を介してマル
チプレクサ(MUX)41に与えられる。マルチプレク
サ41は符号化ビデオデータD33と符号化オーデイオ
データD35を多重化することにより符号化データD3
6を形成する。符号化データD31は図1について上述
したサーバ部25の記録再生部26によつて記録媒体に
記録される。
【0038】このようにこの実施例のエンコーダ24に
おいては、絵柄によつてデータ長が変化する符号化ビデ
オデータD31に対してダミーデータとしてスタツフイ
ングデータD32を付加することにより、常に単位時間
内のデータ長が一定でなる符号化ビデオデータD33を
形成して出力するようになされている。
【0039】(1−3)デコーダの構成 各デコーダ31A1 〜3AM はそれぞれ、図3に示すよ
うに構成されている。すなわちデコーダ31は記録再生
部26により再生された再生符号化データD37をデマ
ルチプレクサ(DEMUX)42によつて再生符号化ビ
デオデータD38及び再生符号化オーデイオデータD3
9に分流し、このうち再生符号化ビデオデータD38を
デコーダバツフア43に所定量だけ蓄積しながらビデオ
復号化回路44に送出すると共に再生符号化オーデイオ
データD39をバツフア45に所定量だけ蓄積しながら
オーデイオ復号化回路46に送出する。
【0040】このとき記録再生部26は、記録媒体から
符号化時よりも高速のレートR′で再生符号化データD
37を読み出すようになされている。またデコーダバツ
フア43は後述する理由によりエンコーダバツフア38
のほぼ3倍の容量を有するように構成されている。これ
により符号化時の順番と異なる任意の順番に配列された
符号化映像ストリームが入力された場合でも、デコーダ
バツフア43が破綻しないようになされている。
【0041】またデコーダ31は、再生符号化ビデオデ
ータD38をカウンタ47に与え、当該カウンタ47に
よつて再生符号化ビデオデータD38のデータ量をカウ
ントすることにより、デコーダバツフア43内のデータ
占有量を測定し、デコーダバツフア43内に一定量のデ
ータが蓄積された時点で、カウンタ47からビデオ復号
化回路44及びオーデイオ復号化回路46に開始制御信
号S7を送出することで復号動作を開始させる。
【0042】実際上、デコーダ31は最初の符号化映像
ストリームに対してはこのようにデコーダバツフア43
内に一定量のデータが蓄積されてからビデオ復号化回路
44での復号動作を開始させると共に、1つ目以降の符
号化映像ストリームは連続して復号するようになされて
いる。なお実施例のデコーダ31はデコーダバツフア4
3にエンコーダバツフア38の容量に等しいデータが蓄
積された時点で、最初の符号化映像ストリームの復号を
開始するようになされている。
【0043】ビデオ復号化回路44及びオーデイオ復号
化回路46は、再生符号化ビデオデータD38及び再生
符号化オーデイオデータD39に対して、上述したビデ
オ符号化回路34及びオーデイオ符号化回路39と逆の
処理を施すことにより、復号ビデオデータD40及び復
号オーデイオデータD41を形成し、これらを復号デー
タD22として出力する。
【0044】(1−4)処理 次に、上述したエンコーダ24及びデコーダ31によつ
て複数の符号化映像ストリームを連続的に復号するため
の原理及び構成について詳述する。
【0045】(1−4−1)レートコントロール ここで従来のMPEG規格によるエンコーダでは、符号
化の際のレートコントロールを次のようにして行つてい
る。図4に示すように、エンコーダ及びデコーダは、そ
れぞれサイズが「Bvbv」のバツフア(以下、これを VBV
バツフアと呼ぶ)を持ち、長い時間軸で見たときに、符
号化及び復号化のレートが目標のレートRとなるように
VBVバツフア内で制御されている。
【0046】ところが、図に示すように、ある単位時間
Tcm でデータを切り取つたときの発生データ量を見た場
合、同じ単位時間内でも、図中の、、の期間のそ
れぞれの発生データ量はDvbv、Dvbv、Dv
bvとなり、発生するデータ量に差が生じる。
【0047】このことによつて、任意の符号化映像スト
リーム(ここで符号化映像ストリームとは、符号化ビデ
オデータを単位時間Tcm で切り取つたデータのまとまり
を言う)を連続して復号する際に、次のような問題点が
存在することが分かる。すなわち各符号化映像ストリー
ムの先頭と終わりで、 VBVデイレイ(デコーダバツフア
の蓄積量を時間で示したもの)は等しくはならない。そ
のため、符号化映像ストリームごとのトータルビツト量
は一定(レート×時間)とはならない。さらに各符号化
映像ストリームのスタートアツプデイレイ(符号化映像
ストリームの先頭でのVBV デイレイのこと)は、不定で
ある。
【0048】(1−4−2)ビツト量合せ 発生するデータ量が、図4の各期間、、によつて
異なる現象は、それぞれの点での VBVデイレイが違うこ
とによつて生じるものである。ここで各点のデイレイを
それぞれTvbv0 、……、Tvbv3 する。そしてTvbv0 =Tv
bv1 とすると、期間における曲線の平均の傾きは、目
標レートRと等しくなり、そのときの発生データ量Dvbv
は正確に、次式
【数5】 により求められる値となる。
【0049】しかし期間では、デイレイTvbv2 がデイ
レイTvbv1 に比べて小さいため、発生データ量Dvbvは
目標ビツト量よりも大きくなり、逆に期間では、デイ
レイTvbv3 ≫デイレイTvbv2 の関係にあるので、発生デ
ータ量Dvbvは目標ビツト量より小さくなる。
【0050】このように変動する発生データ量Dvbvの最
大値と最小値は次のように求められる。すなわち発生デ
ータ量Dvbvが最小となる場合は、図5(A)に示すよう
に、デイレイTvbv0 が最小(0) で、デイレイTvbv1 が最
大(Bvbv/R)となる場合で、そのときの発生ビツト量Dvbv
(min) は、次式
【数6】 となる。また発生データ量Dvbvが最大となる場合は、図
5(B)に示すように、デイレイTvbv0 が最大(Bvbv/R)
で、デイレイTvbv1 が最小(0) となる場合で、そのとき
の発生ビツト量Dvbv(max) は、次式
【数7】 となる。これらのことから、発生ビツト量Dvbvは、次式
【数8】 で表わされる範囲内で変動する。すなわち±Bvbvだけ変
動することがわかる。
【0051】このため実施例においては、図6に示すよ
うに、デコーダ側に、(4)式で表わされる最大ビツト
量の符号化映像ストリームが連続して到来することを考
慮し、そのときのデータを時間Tcm で送ることができる
伝送レートR′を設定するようになされている。
【0052】またこの実施例においては、図6に示すよ
うに、これより小さいサイズのデータには、エンコーダ
24において、図中斜線で示すスタツフイングデータを
付加することにより、データ長を一定にするようになさ
れている。
【0053】またこのときの伝送レートR′は、図6よ
り次式
【数9】 となるように選定されている。
【0054】(1−4−3)デコーダバツフア量 ここで図7に、デコーダ31に伝送レートR′で1つの
符号化映像ストリームを送る場合にデコーダバツフア4
3で必要なバツフア量を示す。上述のように期間Tcm の
間に発生するデータ量は曲線W1のようなときに最大とな
り、曲線W2のようなときに最小となるので、デコーダバ
ツフア43内でのデータの推移は斜線部内となる。
【0055】デコーダバツフア43は、この変化を吸収
するため、デコーダバツフア43の上限と下限を示す直
線L1及びL2が斜線部にかからないように容量が設定
してある。これによりデコーダバツフア43は、データ
のアンダーフロー及びオーバーフローを防ぐことができ
るようになされている。。
【0056】実際上、このときに必要なデコーダバツフ
ア43のバツフア量は、図7におけるBdecである。この
デコーダバツフア量Bdecは以下の計算で求められる。す
なわち図中Tb及びTeは、それぞれ次式
【数10】 及び
【数11】 であるので、これらを使つて図中Tdecは、次式
【数12】 により求めることができる。従つてこれに必要なデコー
ダバツフア量Bdecは、次式
【数13】 となり、デコーダバツフア43の容量を、エンコーダバ
ツフア38の容量(Bvbv)の3倍とするば良いことが分
かる。また実施例のデコーダ31においては、図7から
も明らかなように、デコーダバツフア43にエンコーダ
バツフア38の容量に等しいデータ量Bvbvが入つてから
復号を開始すれば良いことが分かる。
【0057】(1−4−4)データストリームの連続 次に、符号化映像ストリームを連続してデコーダバツフ
ア43に送つたときの動作について説明する。スタツフ
イングデータD32はデコーダバツフア43に入つてく
るため、デコーダバツフア43内のデータ占有量は、図
8のようになる。
【0058】デコーダ31においては、デコーダバツフ
ア43にBvbv分のデータがたまつてから復号を始めるた
め、復号開始点′は直線L3上となる。また伝送レー
トR′に合わせるようにスタツフイングを行つているの
で、1つの符号化映像ストリームの復号終了点′も直
線L3上となる。因に、図8ではスタツフイングデータ
D32を斜線によつて表している。
【0059】このように画像の絵柄に依らず、全ての符
号化映像ストリームの始めと終わりは直線L3上となる
ことにより、符号化映像ストリームを幾つ連続して復号
したとしても、復号開始点及び終了点が直線L3上から
外れることはない。このことは連続して符号化映像スト
リームを復号しても、エンコーダバツフア43がオーバ
ーフロー又はアンダーフローすることがないことを表し
ている。かくして、この実施例のデコーダ31によれ
ば、符号化時の順序と異なる任意の順序で入力された符
号化映像ストリームを、途切れることなる連続して復号
することができる。
【0060】(1−5)第1実施例の動作 以上の構成において、実施例のAVサーバシステム20
においては、映像信号を符号化して符号化ビデオデータ
D31を形成した後、当該符号化ビデオデータD31に
スタツフイングデータD32を付加することにより、デ
ータ長が一定(=R×Tcm+Bvbv)でなる符号化
映像ストリームを形成する。
【0061】このようにして形成された符号化映像スト
リームは記録再生部26によるデータの読出し時に、符
号化時のレートRよりも高いレートR′(=(R×Tc
m+Bvbv)÷Tcm)とされ、この伝送レートR′
でデコーダ31に入力される。
【0062】デコーダ31はこの符号化映像ストリーム
をエンコーダバツフア38のほぼ3倍の容量を有するデ
コーダバツフア43に入力し、当該デコーダバツフア4
3にエンコーダバツフア38の容量に等しいデータが蓄
積されてから復号を開始する。
【0063】この結果例えば編集やユーザからの要求に
よつて、符号化の順番と異なる順番に並べ替えられた複
数の符号化映像ストリームを入力した場合でも、デコー
ダバツフア43をオーバーフロー又はアンダーフローさ
せることなく、当該複数の符号化映像ストリームを途切
れなく復号することができる。
【0064】ここで符号化映像ストリームのみを伝送レ
ートR′で送つた場合の映像信号の符号化レートRは、
次式
【数14】 となるので、これに実際の数値を当てはめると図9に示
すようになる。但し、ここでは、オーデイオデータは一
定レートであるので考慮していない。しかし、MPEG
の音声データは固定レートであるため、符号化映像スト
リームに音声データを多重化することにより容易に音声
データも含んだシステムを構成できる。
【0065】(1−6)第1実施例の効果 以上の構成によれば、符号化ビデオデータD31にスタ
ツフイングデータD32を付加することにより、単位時
間Tcm 内のデータ長が一定の符号化映像ストリームを形
成し、当該符号化映像ストリームを符号化時のレートR
よりも速いレートR′で伝送し、エンコーダバツフア3
8の3倍の容量を有するデコーダバツフア43に蓄積し
ながら復号するようにしたことにより、符号化した順番
と異なる任意の順番で連続してデコーダ31に入力され
る符号化映像ストリームを途切れなく復号することがで
きる。
【0066】また以上の構成でなるAVサーバシステム
20を放送局で用いれば、作業者は映像素材の組み合わ
せを設定するだけで、ランダムアクセス可能な記録再生
部26から任意の組み合わせで途切れることなく連続的
に映像素材を送出でき、この結果作業効率を上げること
が可能となる。
【0067】(2)第2実施例 (2−1)エンコーダの構成 図2との対応部分に同一符号を付して示す図10におい
て、50は全体として第2実施例のエンコーダを示し、
符号化ビデオデータD31及び符号化オーデイオデータ
D35を多重化してなるデータに対してパデイングデー
タを付加することより、単位時間内に伝送されるシステ
ムレイヤのデータ長を一定にするようになされている。
すなわち上述の第1実施例ではスタツフイングデータD
32を付加することによりビデオレイヤのデータ長を一
定としたのに対して、この実施例ではシステムレイヤの
データ長を一定とする。
【0068】エンコーダ50はエンコーダバツフア38
から出力される符号化ビデオデータD31とバツフア4
0から出力される符号化オーデイオデータD35をマル
チプレクサ51によつて多重化することにより符号化デ
ータD50を形成し、当該符号化データD50をスイツ
チヤ52の端子Aに与えると共にカウンタ53に与え
る。またスイツチヤ52の端子Bには、パデイングデー
タ発生回路54によつて発生されたパデイングデータD
51が与えられる。
【0069】カウンタ53は符号化データD50のデー
タ量を測定し、所定の目標値に対するデータ量の不足分
を算出する。カウンタ53はこの算出結果に応じてスイ
ツチヤ52に切換制御信号S8を送出することにより、
データ量の不足分に見合う期間だけスイツチヤ52の接
続を端子B側に切り換える。このようにしてエンコーダ
50は符号化データD50の目標データ量に対する不足
分だけパデイングデータD51を付加することにより、
続く記録再生部26に常に単位時間内のデータ長が一定
でなる符号化データD52を送出するようになされてい
る。
【0070】(2−2)デコーダの構成 図3との対応部分に同一符号を付して示す図11におい
て、60は全体として第2実施例のデコーダを示し、図
10について上述したエンコーダ50によつて形成され
た符号化データD52を復号する。実際には、記録再生
部26によつて記録媒体から符号化時によりも高速のレ
ートR′かつ任意の順番で読み出された再生符号化デー
タD60を復号するようになされている。
【0071】デコーダ60は再生符号化符号化データD
60をデマルチプレクサ61に入力し、当該デマルチプ
レクサ61において再生符号化データD61を再生符号
化ビデオデータD38、再生符号化オーデイオデータD
39及びパデイングデータD51に分流する。
【0072】このときデマルチプレクサ61は再生符号
化データD60の各パケツト毎に付加されているヘツダ
に基づいてスイツチヤ62に切換制御信号S9を送出
し、デマルチプレクサ61が再生符号化ビデオデータD
38を出力している期間の間スイツチヤ62を端子Aに
接続し、再生符号化オーデイオデータD39を出力して
いる期間の間スイツチヤ62を端子Bに接続し、パデイ
ングデータD51を出力している期間の間スイツチヤ6
2を端子Cに接続する。この結果スイツチヤ62におい
て、再生符号化データD60に付加されていたパデイン
グデータD51が除去される。
【0073】再生符号化ビデオデータD38は一旦デコ
ーダバツフア43に蓄えられた後、ビデオ復号化回路4
4に送出される。ここでデコーダバツフア43は第1実
施例で上述したようにエンコーダバツフア38の3倍の
容量で構成されており、これにより再生符号化ビデオデ
ータD38のデコーダバツフア43でのオーバーフロー
又はアンダーフローを回避できるようになされている。
また再生符号化ビデオデータD38はカウンタ47に与
えられる。カウンタ47は再生符号化ビデオデータD3
8のデータ量をカウントすることによりデコーダバツフ
ア43内のデータ占有量を測定し、デコーダバツフア4
3にエンコーダバツフア38の容量に等しい量の再生符
号化ビデオデータD38が蓄積された時点で、ビデオ復
号化回路44に復号開始を指示する開始制御信号S7を
送出する。
【0074】再生符号化オーデイオデータD39はバツ
フア45に所定量だけ蓄えられながらオーデイオ復号化
回路46に送出される。このときオーデイオ復号化回路
46もカウンタ47から開始制御信号S7が与えられた
時点から復号動作を開始する。因に、ビデオ復号化回路
44及びオーデイオ復号化回路46は、2つ目以降の符
号化データストリームについては連続して復号するよう
になされている。
【0075】(2−3)処理 次に、記録再生部26から送出された再生符号化データ
D60(すなわち任意の順序でなる符号化データストリ
ーム)を、デコーダ60によつて連続して復号したとき
の動作について説明する。
【0076】パデイングデータD51はデコーダバツフ
ア43に入つてこないためパデイングデータD51が伝
送されてくる間は、図12に示すようにデコーダバツフ
ア43への入力は期間Ts1の間休止することになる。
【0077】このとき、休止期間Ts1はパデイングの
データ量Bs1をレートR′で送る時間なので、続くフ
アイルFile2の曲線は必ずL3′線上から始まる。
同様に以降のフアイルFile2、File3、……の
曲線も必ずL3″、L3″′、……線上から始まる。こ
のことは、連続して符号化データストリームを復号して
もデコーダバツフア43がオーバーフロー又はアンダー
フローすることが無いことを示している。
【0078】かくして、システムレイヤにパデイングデ
ータD51を付加して各符号化データストリームのデー
タ長を一定としたことにより、任意の順番に並べ替えら
れたMPEGデータストリームを、途切れることなく復
号することができる。
【0079】(2−4)第2実施例の動作 以上の構成において、この実施例のAVサーバシステム
においては、符号化ビデオデータD31及び符号化オー
デイオデータD35を含むシステムレイヤにパデイング
データD51を付加することにより、単位時間内のデー
タ長がほぼ一定でなる符号化データストリーム(すなわ
ち符号化データD52)を形成する。
【0080】このようにして形成された符号化データス
トリームは記録再生部26によるデータ読出しの時に、
符号化時のレートRより高いレートR′とされると共に
任意の順番に配列されてデコーダ60に入力される。
【0081】デコーダ60は先ずシステムレイヤからパ
デイングデータD51を除去した後、エンコーダバツフ
ア38の3倍の容量を有するデコーダバツフア43に蓄
積しながら復号する。このとき最初に到来する符号化デ
ータストリームについては、デコーダバツフア43にエ
ンコーダバツフア38の容量と等しいデータが蓄積され
てから復号を開始する。
【0082】この結果例えば編集やユーザからの要求に
よつて、符号化の順番と異なる順番に並べ替えられた複
数の符号化データストリームを入力した場合でも、デコ
ーダバツフア43をオーバーフロー又はアンダーフロー
させることなく、当該複数の符号化データストリームを
途切れなく復号することができる。
【0083】(2−5)第2実施例の効果 以上の構成によれば、符号化ビデオデータD31と符号
化オーデイオデータD35を多重化したものにパデイン
グデータD51を付加することにより、単位時間Tcm 内
のデータ長が一定の符号化データストリームを形成し、
当該符号化データストリームを符号化時のレートRより
も速いレートR′で伝送し、エンコーダバツフア38の
3倍の容量を有するデコーダバツフア43に蓄積しなが
ら復号するようにしたことにより、符号化した順番と異
なる任意の順番で連続してデコーダ60に入力される符
号化データストリームを途切れなく復号することができ
る。
【0084】(3)他の実施例 なお上述の実施例においては、本発明による画像信号伝
送方法をAVサーバシステム20に適用した場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、符号化処理により
得られた符号化映像ストリーム又は符号化データストリ
ームを、符号化の順番と異なる任意の順番で復号手段に
伝送するような画像信号伝送装置に広く適用できる。
【0085】また上述の実施例においては、サーバ部で
の再生レートを記録レートよりも速くすることにより、
デコーダに符号化時のレートRよりも速いレートR′の
符号化データを入力するようにした場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、例えば複数のエンコーダで
形成した複数の符号化データを多重化手段で多重化して
1つのデコーダに伝送することによりデコーダに符号化
時のレートRよりも速いレートR′の符号化データを伝
送するようにしても良い。
【0086】また上述の実施例においては、符号化映像
ストリーム又は符号化データストリームを符号化時のレ
ートよりも速いレートかつ任意の順番で伝送する伝送手
段としてハードデイスク上にデータを記録し再生する記
録再生部26を用いた場合について述べたが、本発明は
これに限らず、要は符号化映像ストリーム又は符号化デ
ータストリームを符号化時のレートよりも速いレートか
つ任意の順番で伝送し得るものであれば良い。
【0087】また上述の実施例においては、符号化デコ
ーダを符号化時のレートRよりも高いレートR′(=
(R×Tcm+Bvbv)÷Tcm)で伝送する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、伝送レート
R′が固定の場合には、符号化時のレートをこの伝送レ
ートR′よりも低いレートR(=(R′×Tcm−Bv
bv)÷Tcm)で行うようにすれば良い。
【0088】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、符号化映
像データにダミーデータを付加することにより単位時間
内のデータ長がほぼ一定でなる符号化映像ストリームを
形成し、当該符号化映像ストリームを符号化時のレート
よりも速いレートで伝送し、当該符号化映像ストリーム
を符号化側のバツフアのほぼ3倍の容量でなるバツフア
を有する復号手段により復号するようにしたことによ
り、符号化映像ストリームを任意の順番で復号した場合
でも、映像が途切れることなく連続的に復号することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により映像信号伝送方法を適用したAV
サーバシステムの構成を示すブロツク図である。
【図2】第1実施例によるエンコーダの構成を示すブロ
ツク図である。
【図3】第1実施例によりデコーダの構成を示すブロツ
ク図である。
【図4】MPEG規格によるエンコーダバツフア及びデ
コーダバツフアのレートコントロールの説明に供する略
線図である。
【図5】MPEG規格によるエンコーダバツフア及びデ
コーダバツフアの発生データ量の変動の説明に供する略
線図である。
【図6】スタツフイングデータ及び伝送レートR′を説
明するため、期間Tcm 内の発生データ量の変動を示す略
線図である。
【図7】デコーダバツフアで必要な容量の説明に供する
略線図である。
【図8】第1実施例の動作の説明の供する略線図であ
る。
【図9】実施例の映像信号伝送方法を用いた場合の数値
例を示す図表である。
【図10】第2実施例によるエンコーダの構成を示すブ
ロツク図である。
【図11】第2実施例によるデコーダの構成を示すブロ
ツク図である。
【図12】第2実施例の動作の説明に供する略線図であ
る。
【図13】MPEG規格によるバツフアの状態を示す略
線図である。
【図14】従来の時間情報を用いた符号化及び復号処理
を実現するエンコーダ及びデコーダの構成を示すブロツ
ク図である。
【図15】従来のデコーダに連続しない符号化データを
送出した場合のデコーダバツフアの状態を示す略線図で
ある。
【符号の説明】
20……AVサーバシステム、22……データ供給源、
23……エンコード部、24、50……エンコーダ、2
5……サーバ部、26……記録再生部、27……デコー
ダ部、31(31A1 〜31AM )、60……デコー
ダ、33……ビデオエンコーダ部、34……ビデオ符号
化回路、37……スタツフイングデータ発生回路、38
……エンコーダバツフア、41、51……マルチプレク
サ、42、61……デマルチプレクサ、43……デコー
ダバツフア、44……ビデオ復号化回路、54……パデ
イングデータ発生回路、D20……映像音声データ、D
21……符号化データ、D22……復号データ、D30
……映像データ、D31、D33……符号化ビデオデー
タ、D32……スタツフイングデータ、D34……音声
データ、D35……符号化オーデイオデータ、D36…
…符号化データ、D37……再生符号化データ、D38
……再生符号化ビデオデータ、D39……再生符号化オ
ーデイオデータ、S1……要求信号、S2、S3……制
御信号、S4、S5……状態信号、S6、S7……切換
制御信号。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】映像信号を符号化して伝送すると共に、伝
    送された符号化映像データを復号する映像信号伝送方法
    において、 上記映像信号を符号化することにより符号化映像データ
    を形成する符号化ステツプと、 上記符号化映像データにダミーデータを付加することに
    より、単位時間内のデータ長がほぼ一定でなる符号化映
    像ストリームを形成するダミーデータ付加ステツプと、 上記符号化映像ストリームを、符号化時のレートよりも
    速いレートかつ任意の順番で伝送する伝送ステツプと、 伝送される上記符号化映像ストリームを、符号化側のバ
    ツフアのほぼ3倍の容量のバツフアを有する復号手段に
    よつて復号する復号ステツプとを具えることを特徴とす
    る映像信号伝送方法。
  2. 【請求項2】上記伝送ステツプでは、 符号化時のレートをR、上記単位時間をTcm 、符号化側
    のバツフアの容量をBvbvとしたとき、上記符号化映像デ
    ータを次式で表わされるレートR′で伝送する 【数1】 ことを特徴とする請求項1に記載の映像信号伝送方法。
  3. 【請求項3】上記復号ステツプでは、上記バツフアに符
    号化側のバツフアの容量にほぼ等しい量の上記符号化映
    像ストリームを蓄積した後、復号を開始することを特徴
    とする請求項1に記載の映像信号伝送方法。
  4. 【請求項4】映像信号及び音声信号を符号化して伝送す
    ると共に、伝送された符号化データを復号する映像信号
    伝送方法において、 上記映像信号及び音声信号をそれぞれ符号化する符号化
    ステツプと、 符号化された映像信号と音声信号を多重化し、多重化さ
    れてなる符号化データにダミーデータを付加することに
    より、単位時間内のデータ長がほぼ一定でなる符号化デ
    ータストリームを形成するダミーデータ付加ステツプ
    と、 上記符号化データストリームを、符号化時のレートより
    も速いレートかつ任意の順番で伝送する伝送ステツプ
    と、 伝送される上記符号化データストリームから上記ダミー
    データを除去する除去ステツプと、 ダミーデータが除去された上記符号化データストリーム
    を、符号化側のバツフアのほぼ3倍の容量のバツフアを
    有する復号手段によつて復号する復号ステツプとを具え
    ることを特徴とする映像信号伝送方法。
  5. 【請求項5】上記伝送ステツプでは、 符号化時のレートをR、上記単位時間をTcm 、符号化側
    のバツフアの容量をBvbvとしたとき、上記符号化映像デ
    ータを次式で表わされるレートR′で伝送する 【数2】 ことを特徴とする請求項4に記載の映像信号伝送方法。
  6. 【請求項6】上記復号ステツプでは、上記バツフアに符
    号化側のバツフアの容量にほぼ等しい量の上記符号化デ
    ータストリームを蓄積した後、復号を開始することを特
    徴とする請求項4に記載の映像信号伝送方法。
  7. 【請求項7】映像信号を符号化して伝送すると共に、伝
    送された符号化映像データを復号する映像信号伝送装置
    において、 上記映像信号を符号化することにより符号化映像データ
    を形成する符号化手段と、 上記符号化映像データにダミーデータを付加することに
    より、単位時間内のデータ長がほぼ一定でなる符号化映
    像ストリームを形成するダミーデータ付加手段と、 上記符号化映像ストリームを、符号化時のレートよりも
    速いレートかつ任意の順番で伝送する伝送手段と、 符号化側のバツフアのほぼ3倍の容量でなるバツフアを
    有し、伝送される上記符号化映像ストリームを当該バツ
    フアに所定量だけ蓄積しながら復号する復号手段とを具
    えることを特徴とする映像信号伝送装置。
  8. 【請求項8】上記伝送手段は、上記符号化映像ストリー
    ムを記録し、指定された任意の順番で上記符号化映像ス
    トリームを再生する記録再生手段でなることを特徴とす
    る請求項7に記載の映像信号伝送装置。
  9. 【請求項9】上記伝送手段は、上記符号化手段による符
    号化レートをR、上記単位時間をTcm 、上記符号化手段
    のバツフアの容量をBvbvとしたとき、上記符号化映像デ
    ータを次式で表わされるレートR′で伝送する 【数3】 ことを特徴とする請求項7に記載の映像信号伝送装置。
  10. 【請求項10】上記復号手段は、上記バツフアに符号化
    側のバツフアの容量にほぼ等しい量の上記符号化映像ス
    トリームを蓄積した後、復号を開始することを特徴とす
    る請求項7に記載の映像信号伝送装置。
  11. 【請求項11】映像信号及び音声信号を符号化して伝送
    すると共に、伝送された符号化データを復号する映像信
    号伝送装置において、 上記映像信号及び音声信号をそれぞれ符号化する符号化
    手段と、 符号化された映像信号と音声信号を多重化する多重化手
    段と、 多重化されてなる符号化データにダミーデータを付加す
    ることにより、単位時間内のデータストリームのデータ
    長がほぼ一定でなる符号化データストリームを形成する
    ダミーデータ付加手段と、 上記符号化データストリームを、符号化時のレートより
    も速いレートかつ任意の順番で伝送する伝送手段と、 伝送される上記符号化データストリームから上記ダミー
    データを除去する除去手段と、 上記符号化側のバツフアのほぼ3倍の容量でなるバツフ
    アを有し、ダミーデータが除去された上記符号化データ
    ストリームを当該バツフアに所定量だけ蓄積しながら復
    号する復号手段とを具えることを特徴とする映像信号伝
    送装置。
  12. 【請求項12】上記伝送手段は、上記符号化データスト
    リームを記録し、指定された任意の順番で上記符号化デ
    ータストリームを再生する記録再生手段でなることを特
    徴とする請求項11に記載の映像信号伝送装置。
  13. 【請求項13】上記伝送手段は、上記符号化手段による
    符号化レートをR、上記単位時間をTcm 、上記符号化手
    段のバツフアの容量をBvbvとしたとき、上記符号化デー
    タストリームを次式で表わされるレートR′で伝送する 【数4】 ことを特徴とする請求項11に記載の映像信号伝送装
    置。
  14. 【請求項14】上記復号手段は、上記バツフアに符号化
    側のバツフアの容量にほぼ等しい量の上記符号化データ
    ストリームを蓄積した後、復号を開始することを特徴と
    する請求項11に記載の映像信号伝送装置。
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