JPH11112573A - データ多重化装置およびデータ多重化方法、データ処理装置装置およびデータ処理方法、並びに伝送媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多重化ストリームの中の差し替え対象エレメ
ンタリストリームを他の差し替え用エレメンタリストリ
ームに差し替える場合において、本編多重化ストリーム
を分離と再多重化を行わないようにする。 【解決手段】 多重化器１０１は、差し替え対象エレメ
ンタリストリームに規定されているアクセスユニットの
情報に基づいて、デコーダバッファに所定のマージンを
設けるように多重化し、本編トランスポートストリーム
を出力する。ＰＥＳパケットヘッダ書換器１０２は、差
し替え用エレメンタリストリームのアクセスユニット情
報に基づいて、差し替え対象エレメンタリストリームの
ＰＥＳパケットヘッダを書き換え、ＰＥＳパケットのサ
イズが差し替え用エレメンタリストリームのＰＥＳパケ
ットのサイズと等しくなるようにする。その後、差し替
えスイッチ１０３によって、差し替え対象エレメンタリ
ストリームが差し替え用エレメンタリストリームに差し
替られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ差し替え装
置およびデータ差し替え方法、並びに伝送媒体に関し、
特に、例えば、デジタルテレビジョン放送において、エ
レメンタリストリームの構成要素を調整することによ
り、エレメンタリストリームを分解したり再多重化する
ことなく、本編多重化ストリームの一部のエレメンタリ
ストリームを他のエレメンタリストリームに差し替える
ことができるようにしたデータ差し替え装置およびデー
タ差し替え方法、並びに伝送媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号や音響信号の差し替えは、放送
やスタジオにおける編集作業の際によく用いられる技術
である。例えば、本局から送出されてきた本編のコマー
シャルを、支局（地方局）において、その地域に属する
地域企業のコマーシャルに差し替えたり、全国ニュース
を地域ニュースに置き換える場合、画像信号や音響信号
の差し替えが必要になる。

【０００３】図１３は、アナログベースバンド信号を利
用した従来のデータ処理装置の構成例を示している。サ
ーバ５０１は、差し替えるデータを格納しており、選択
スイッチ５０２により選択された場合、格納しているデ
ータをスイッチ５０３に供給する。選択スイッチ５０２
は、差し替えるデータが録画または録音されているもの
ではない、いわゆるライブからのデータの場合、そのラ
イブ情報を選択し、スイッチ５０３に供給する。スイッ
チ５０３は、本編の中の差し替えられるデータと、サー
バ５０１またはライブ情報から供給される差し替えるデ
ータを同期信号に同期して差し替える。

【０００４】例えば、地方局において、本編の全国ニュ
ースを地域ニュースに差し替えたい場合、図１３の本編
が、本局から送出されてきた番組に、全国ニュースが差
し替えられるデータに、そして地域ニュースが差し替え
るデータに、それぞれ相当する。地域ニュースは録画さ
れている場合はサーバ５０１から、生放送の場合はライ
ブ情報として、スイッチ５０２に直接供給され、差し替
えが実行される。

【０００５】上記は、アナログベースバンド信号を利用
した例であるが、近年、画像信号や音響信号は、デジタ
ル信号として扱われることが多くなり、そのためデジタ
ル信号に対応する差し替え装置も多く利用されてきてい
る。

【０００６】デジタル信号化された画像信号や音響信号
は、所定の規則に準拠して符号化され、多重化されてい
る。符号化方式の代表的な例として、ＭＰＥＧ（Moving
Picture Experts Group)方式があげられる。これは、I
SO/IEC JTC1/SC29（International Organization for S
tandardization/International Electrotechnical Comm
ission, Joint Technical Commitee 1/Sub-Commitee 2
9：国際標準機構／国際電気標準会議 合同技術委員会
１／専門部会２９）によって標準化されている技術であ
る。

【０００７】現在、ＭＰＥＧ方式には、２つのシステム
が存在し、ISO11172において標準化され、比較的狭い範
囲のアプリケーションに対応するＭＰＥＧ１と、ISO138
18において標準化されている広い範囲のアプリケーショ
ンに対応するＭＰＥＧ２とがある。また、それぞれのシ
ステムにおいて、システム多重化の項目がISO11172-1お
よびISO13818-1により、映像符号化の項目がISO11172-2
およびISO13818-2により、そして音声符号化の項目がIS
O11172-3およびISO13818-3により、それぞれ標準化され
ている。

【０００８】図１４は、ISO/IEC13818-1に規定されてい
るトランスポートストリーム（いわゆるＭＰＥＧ２シス
テム規格）に基づくISO11172-3に規定されているオーデ
イオエレメンタリストリームの多重化の構造を示す。オ
ーデイオエレメンタリストリームとは、符号化されたオ
ーデイオビットストリームのことで、アクセスユニット
と呼ばれるデコード単位によって構成されている。

【０００９】このエレメンタリストリームはパケット化
され、ＰＥＳパケット（ＭＰＥＧ２システムで用いられ
るパケットの名称）と呼ばれる適当な長さのストリーム
に分割される。また、ＰＥＳパケットのヘッダには、ビ
デオかオーデイオかの属性を識別する情報や、ＰＥＳパ
ケット中で最初に開始するアクセスユニットの時刻情報
などが含まれている。

【００１０】トランスポートストリームは、複数の固定
長のトランスポートパケットにより構成され、オーデイ
オＰＥＳパケットは、所定のトランスポートパケットに
配置される。各トランスポートパケットには、制御情報
やビデオエレメンタリストリームのＰＥＳパケットなど
も配置される。また、トランスポートパケットには、ア
クセスユニットのデコード時刻、表示時刻、およびデコ
ーダバッファへの入力タイミングを表すクロックリファ
レンスなども多重化されている。

【００１１】つまり、受信側におけるデコーダの標準的
なモデルが想定され、このデコーダモデルにおいて、正
しくデコード処理できるように、各種の情報が時分割多
重化されている。

【００１２】図１５に、例えば、ISO13818-1（ＭＰＥＧ
２システム）およびISO11172-1（ＭＰＥＧ１システム）
で規定されているデコーダモデルの構成例を示す。

【００１３】このデコーダモデルは、オーデイオ部分の
みを示している。スイッチ６０１はトランスポートスト
リームに含まれるトランスポートパケットを、その種類
に応じで選択する。スイッチ６０１によって選択された
オーデイオのトランスポートパケットは、５１２バイト
固定のトランスポートバッファ６０２に供給される。ト
ランスポートバッファ６０２にデータが存在する限り、
デコーダバッファ６０３は一定のレートでデータを引き
抜き、その引き抜いたデータのうちＰＥＳパケットデー
タ部分（ペイロード部分）だけをデコーダ６０４に供給
する。つまり、デコーダバッファ６０３内のデータは、
デコードの単位であるアクセスユニットのデコード時刻
に基づいて、アクセスユニットのサイズ（バイト数）
分、瞬時にデコーダバッファ６０３からデコーダ６０４
に出力される。

【００１４】次に、上記に説明されたような多重化デジ
タル信号に対応する従来の差し替え装置の構成例を図１
６に示す。

【００１５】本編多重化ストリームが分離器７０１に供
給されるようになされており、そこでは、本編多重化ス
トリームの中の制御情報を参照しながら、本編多重化ス
トリームを、ビデオデータ、オーデイオデータ、その他
のデータのエレメンタリストリームに分離する。このよ
うに本編多重化ストリームをエレメンタリストリームご
とに分離することにより、差し替えられるエレメンタリ
ストリーム、いわゆる差し替え対象エレメンタリストリ
ームを取り出すことができる。

【００１６】一方、エレメンタリストリームサーバ７０
２は、差し替え対象エレメンタリストリームに代わって
本編多重化ストリームに差し替えられるエレメンタリス
トリーム、いわゆる差し替え用エレメンタリストリーム
をスイッチ７０３に供給する。

【００１７】スイッチ７０３は、システムコントローラ
７０４の指示に基づいて、差し替え対象エレメンタリス
トリームを差し替え用エレメンタリストリームに差し換
え、多重化器７０５に供給する。多重化器７０５は、差
し替え用エレメンタリストリームと、差し替え対象エレ
メンタリストリーム以外の本編多重化ストリームのエレ
メンタリストリームを多重化し、多重化ストリームを出
力する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の差し替え装置では、入力された本編多重化ス
トリームを分離し、差し替え後、再び多重化を行わなけ
ればならない。そのため、差し替え装置に分離と多重化
の機能が必要となり、装置の構成が煩雑になる。また放
送のような実時間性の高いアプリケーションでは、分離
と再多重化による遅延が問題となったり、スタジオにお
ける編集では、編集を繰り返すたびに分離と再多重化が
必要になり、手間がかかってしまう。

【００１９】本編多重化ストリームの中の差し替え対象
エレメンタリストリームを他の差し替え用エレメンタリ
ストリームに差し替えることができれば、分離と再多重
化を行う必要がなくなる。しかしながら、そのために
は、それぞれの差し替えられるデータのサイズ、つま
り、バイト数が等しくなければならない。またさらに、
差し替え後のデータの構造が準拠する多重化方式の規則
に反しないように、パケットのサイズおよびアクセスユ
ニットが等しくなけらばならない。

【００２０】ISO11172-3に規定されるオーデイオエレメ
ンタリストリームにおいて、アクセスユニットのサイズ
が一定でない場合の一例を図１７に示す。

【００２１】ISO11172-3では、オーデイオエレメンタリ
ストリームのアクセスユニットは、フレームと呼ばれ
る。フレームのサイズは次式によって定義される。

【００２２】フレームのサイズ（バイト）＝（ビットレ
ート）×（サンプル数）／（サンプリング周波数）／８

【００２３】サンプリング周波数の値によって、計算上
フレームサイズに端数が生じてしまう場合がある。フレ
ームのサイズは、バイト単位で整数値であるため、この
ような場合、端数を切り上げた数値をサイズとするフレ
ームと、端数を切りすてた数値をサイズとするフレーム
が存在する。例えば、サンプリング周波数＝44.1(KH
z)、ビットレート＝２２４(kbps)、およびサンプル数＝
１１２４(sample/frame)の場合、上記の式によると、計
算結果は、７１３．６５バイトとなり、端数が生じてし
まう。この場合、７１４バイトまたは７１３バイトの大
きさを持つフレームが存在することになる。

【００２４】多重化する際、フレームのサイズ情報は、
フレームのヘッダに書き込まれる。図１７に示すよう
に、フレームのヘッダにあるpadding-bitにそのフレー
ムのサイズ情報を書き込むことができる。たとえば、７
１４バイトのサイズを持つフレームのpadding-bitは
１、７１３バイトのサイズを持つフレームのpadding-bi
tには０が書き込まれる。

【００２５】上述のように、アクセスユニットのサイズ
が１つでない場合があり、そのため、差し替え対象エレ
メンタリストリームと差し替え用エレメンタリストリー
ムのアクセスユニットが異なる場合がある。またパケッ
トのサイズにおいても、パケットがアクセスユニットで
構成されているために、そのサイズが異なる場合も生じ
ることがある。

【００２６】次に、差し替えられるデータのサイズは等
しいが、パケットのサイズが異なるエレメンタリストリ
ームを差し替える場合に発生する問題点を説明する。

【００２７】トランスポートストリームによって多重化
されるISO11172-3に規定されているオーデイオエレメン
タリストリームの２つのＰＥＳパケットを差し替える場
合の例を図１８に示す。図１８（Ａ）は、差し替え対象
と差し替え用のエレメンタリストリームの２つのＰＥＳ
パケットを示す。差し替え対象エレメンタリストリーム
のｎ番目のＰＥＳパケットＰ(n)のパケットのサイズは
Ｘバイトで、ｎ＋１番目のＰＥＳパケットＰ(n+1)のサ
イズは（Ｘ＋１）バイト（Ｘプラス１の意味である）で
ある。２つのＰＥＳパケットのサイズの和は、（２Ｘ＋
１）バイトとなる。

【００２８】差し替え用エレメンタリストリームの２つ
のＰＥＳパケットのサイズの和を計算すると同様に（２
Ｘ＋１）となり、差し替えられるデータのサイズが等し
いことがわかる。しかしながら、ＰＥＳパケットごとに
サイズを比較すると、差し替え対象エレメンタリストリ
ームのＰＥＳパケットＰ(n)のサイズが、差し替え用エ
レメンタリストリームのＰＥＳパケットＰ'(n)のサイズ
より１バイト小さい。

【００２９】この２つのＰＥＳパケットの差し替えを実
行した場合、図１８（Ｂ）に示すように、差し替え前の
本編多重化ストリームにおいてＰＥＳパケットＰ(n+1)
の先頭データｂが多重化されていた場所に、差し替え後
の多重化ストリームでは、ＰＥＳパケットＰ'(n)の最後
のデータｃが多重化さる。ところで、ISO/IEC13818-1に
規定されているトランスポートストリームに基づく多重
化ストリームでは、ＰＥＳパケットの先頭バイトがトラ
ンスポートストリームのペイロード（ユーザ情報、つま
り、この場合トランスポートパケットヘッダの直後から
のデータ）の先頭に位置しなければならない規定があ
り、この場合、この規則に反する。

【００３０】このような場合、図１８（Ｃ）に示すよう
に、トランスポートヘッダにスタッフィング（ダミーバ
イトを付加してパケットの大きさを調整する領域）にダ
ミーバイト付加して、ＰＥＳパケットＰ'(n+1)の先頭デ
ータｄがトランスポートストリームのペイロードの先頭
で開始するようにアライメントしなけらばならない。し
かしながら、ダミーバイトを付加してしまうと、差し替
えるデータのサイズが大きくなってしまい、差し替え用
エレメンタリストリームのＰＥＳパケットが本編多重化
ストリームに入りきれなくなってしまう。

【００３１】以上のように、差し替えられるそれぞれの
データのサイズが同じ場合でも、パケットのサイズが異
なる場合は、差し替え用のデータが本編多重化ストリー
ムに入りきれなくなる問題が生じる。

【００３２】次に、差し替えられるデータのサイズは等
しいが、アクセスユニットのサイズが異なるエレメンタ
リストリームを差し替える場合に発生する問題点を説明
する。

【００３３】トランスポートストリームによって多重化
されるISO11172-3に規定されているオーデイオエレメン
タリストリームの２つのアクセスユニットを差し替える
場合の例を図１９に示す。ISO11172-３において、アク
セスユニットはフレームと呼ばれる。

【００３４】図１９（Ａ）は、差し替え対象と差し替え
用のエレメンタリストリーム２つのフレームを示す。差
し替え対象エレメンタリストリームのｎ番目のフレーム
Ｆ(n)のサイズはＸバイトで、ｎ＋１番目のフレームＦ
(n+1)のサイズは（Ｘ−１：Ｘマイナス１）バイトであ
る。２つのフレームのサイズの和は、（２Ｘ−１）バイ
トとなる。

【００３５】同様に、差し替え用エレメンタリストリー
ムのフレームのサイズの和を算出すると（２Ｘ−１）バ
イトとなり、差し替えられるデータのサイズと等しいこ
とがわかる。しかしながら、フレームごとにサイズを比
較すると、フレームＦ(n)とフレームＦ'(n)のサイズが
異なり、フレームＦ(n)のサイズはフレームＦ'(n)より
１バイト大きい。

【００３６】従って、差し替え前の本編多重化ストリー
ムにおいて、フレームＦ(n)はｋ番目のＰＥＳパケット
ｋに、最後のデータａまで含まれている。またフレーム
Ｆ(n+1)の先頭データｂは、ｋ＋１番目のＰＥＳパケッ
トk+1の先頭に位置する。しかしながら、差し替え後の
多重化ストリームにおいては、図１９（Ｂ）に示すよう
に、フレームＦ'(n+1)の先頭のデータｄがＰＥＳパケッ
トkのペイロードに含まれる。

【００３７】ISO13818-1に規定されているトランスポー
トストリームのＰＥＳパケットのヘッダには、フレーム
のデコード時刻と表示時刻を示す時刻情報が含まれてい
る。これらの時刻情報は、その時刻情報が書き込まれて
いるヘッダを持つＰＥＳパケットのペイロードに先頭デ
ータが位置するフレームに対応する。この場合、本編多
重化ストリームでは、ＰＥＳパケットk+1のペイロード
に先頭データが位置するフレームはフレームＦ(n+1)で
あるから、ＰＥＳパケットk+1のヘッダにはフレームＦ
(n+1)に対応する時刻が書き込まれている。

【００３８】しかしながら、差し替え後、フレームＦ(n
+1)に対応するフレームＦ'(n+1)の先頭データは、ＰＥ
Ｓパケットk内に位置することになり、ＰＥＳパケットk
+1のヘッダに書き込まれている時刻情報と対応しなくな
る。仮に、ＰＥＳパケットk+1のペイロード中に次のフ
レームＦ'(n+2)の先頭データが位置するならば、本来フ
レームＦ'(n+1)に対応づけられるべき時刻情報がフレー
ムＦ'(n+2)に対応づけられてしまい、デコーダの動作が
保証されなくなる。またＰＥＳパケットk+1のペイロー
ド中に、次のフレームＦ'(n+2)の先頭データが含まれな
い場合、そのＰＥＳパケットヘッダの時刻情報に対応す
るフレームが存在しないことになり、ISO/IEC13818-1の
規定に違反してしまう。

【００３９】つまり、差し替えられるＰＥＳパケットの
サイズが等しくても、アクセスユニットのサイズが異な
る場合には、ＰＥＳパケットヘッダに含まれているデコ
ーダの時刻情報とアクセスユニットの対応関係が崩れて
しまい問題となる。

【００４０】次に上げる問題は、アクセスユニットのサ
イズが異なるために生じる、デコーダバッファのアンダ
ーフロやオーバーフロである。図２０は、デコーダバッ
ファがアンダーフローする場合の例を示す。

【００４１】差し替え対象エレメンタリストリームのフ
レームのサイズを図２０（Ａ）に示す。図２０（Ｂ）に
示す実線は、差し替え前の本編多重化ストリームのフレ
ームＦ(n-1)、フレームＦ(n)、フレームＦ(n+1)がデコ
ードされる際のデコーダバッファの占有量の軌跡を示
す。デコーダは、フレームＦ(n)の最後のデータａがデ
コーダバッファに入力された直後に、フレームＦ(n)の
サイズ分だけ、デコーダバッファからデータを引き抜
く。

【００４２】図２０（Ｂ）に示す点線は、差し替えられ
た後の多重化ストリームのフレームＦ'(n-1)、フレーム
Ｆ'(n)、フレームＦ'(n+1)をデコードする際のデコーダ
バッファの占有量の軌跡を示す。差し替え対象のフレー
ムＦ(n)のサイズが、フレームＦ'(n)のサイズより１バ
イト小さいので、フレームＦ'(n)の最後のデータｄが入
力される前にデコード時刻となり、その瞬間、フレーム
Ｆ'(n)のサイズであるＸバイト分のデータがデコーダバ
ッファから引き抜かれてしまう。この時点では、デコー
ダバッファには、（Ｘ−１）バイトしかデコーダバッフ
ァに格納されていないので、アンダーフロが発生してし
まう。

【００４３】図２１に、デコーダバッファがオーバーフ
ロする例を示す。

【００４４】差し替え対象エレメンタリストリームのフ
レームのサイズを図２１（Ａ）に示す。図２１（Ｂ）の
実線は、差し替え前の本編多重化ストリームのフレーム
Ｆ(n-1)、フレームＦ(n)、フレームＦ(n+1)がデコード
される際のデコーダバッファの占有量の軌跡を示す。デ
コーダは、フレームＦ(n)のデコーダ時刻Ｔｎにフレー
ムＦ(n)のサイズ分だけのデータを引き抜ぬく。

【００４５】図２１（Ｂ）の点線は、差し替えられた後
の多重化ストリームのフレームＦ'(n-1)、フレームＦ'
(n)、フレームＦ'(n+1)がデコードされる際のデコーダ
バッファの占有量の軌跡を示す。

【００４６】差し替え対象のフレームＦ(n)のサイズが
差し替え用のフレームＦ'(n)のサイズより１バイト大き
いため、デコード時刻Ｔｎにおいて、Ｘバイトのデータ
がデコーダバッファに格納されているにもかかわらず、
デコーダは、フレームＦ'(n)のサイズ分の（Ｘ−１）バ
イトだけしかデコーダバッファから引き抜かない。その
ため、デコーダバッファに１バイト残ってしまい、次の
デコード時刻Ｔｎ+1の直前までに新たに蓄積された（Ｘ
−１）バイトによって、オーバーフロが発生してしま
う。

【００４７】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、上記にあげられた問題点を克服し、分離と
再多重化することなく、本編多重化ストリームの中の一
部の差し替え対象データを他の差し替え用データに差し
替えることができるようにするものである。

【００４８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のデータ
多重装置は、パケットの長さが一定となるように、１つ
のパケットに含まれるフレームの長さに対応するスタッ
フィングデータを、パケットのヘッダに付加して多重化
する多重化手段を備えることを特徴とする。

【００４９】請求項５に記載のデータ多重化方法は、パ
ケットの長さが一定となるように、１つのパケットに含
まれるフレームの長さに対応するスタッフィングデータ
を、パケットのヘッダに付加する付加ステップを備える
ことを特徴とする。

【００５０】請求項６に記載の伝送媒体は、パケットの
長さが一定となるように、１つのパケットに含まれるフ
レームの長さに対応するスタッフィングデータを、パケ
ットのヘッダに付加する付加ステップを備えるコンピュ
ータプログラムを伝送することを特徴とする。

【００５１】請求項７に記載のデータ処理装置は、差し
替え用データと差し替え対象データの一方のサイズを検
出する検出手段と、検出手段の検出結果に対応して、差
し替え用データと差し替え対象データの他方の長さを調
整する調整手段と、調整手段により調整された差し替え
対象データと差し替え用データとを差し替える差し替え
手段とを備えることを特徴とする。

【００５２】請求項１１に記載のデータ処理方法は、差
し替え用データと差し替え対象データの一方のサイズを
検出する検出ステップと、検出ステップの検出結果に対
応して、差し替え用データと差し替え対象データの他方
の長さを調整する調整ステップと、調整ステップにより
調整された差し替え対象データと差し替え用データとを
差し替える差し替えステップとを備えることを特徴とす
る。

【００５３】請求項１２に記載の伝送媒体は、差し替え
用データと差し替え対象データの一方のサイズを検出す
る検出ステップと、検出ステップの検出結果に対応し
て、差し替え用データと差し替え対象データの他方の長
さを調整する調整ステップと、調整ステップにより調整
された差し替え対象データと差し替え用データとを差し
替える差し替えステップとを備えるコンピュータプログ
ラムを伝送することを特徴とする。

【００５４】請求項１３に記載のデータ処理装置は、差
し替え用データとして、差し替え対象データに対応する
長さのデータを提供する提供手段と、差し替え対象デー
タの時刻情報を検出する検出手段と、検出手段により検
出された時刻情報に対応して、差し替え用のデータの時
刻情報を書き換える書き換え手段と、差し替え対象デー
タを、書き換え手段により書き換えられた時刻情報を有
する差し替え用データで差し替える差し替え手段とを備
えることを特徴とする。

【００５５】請求項１４に記載のデータ処理方法は、差
し替え用データとして、差し替え対象データに対応する
長さのデータを提供する提供ステップと、差し替え対象
データの時刻情報を検出する検出ステップと、検出ステ
ップにより検出された時刻情報に対応して、差し替え用
のデータの時刻情報を書き換える書き換えステップと、
差し替え対象データを、書き換えステップにより書き換
えられた時刻情報を有する差し替え用データで差し替え
る差し替えステップとを備えることを特徴とする。

【００５６】請求項１５に記載の伝送媒体は、差し替え
用データとして、差し替え対象データに対応する長さの
データを提供する提供ステップと、差し替え対象データ
の時刻情報を検出する検出ステップと、検出ステップに
より検出された時刻情報に対応して、差し替え用のデー
タの時刻情報を書き換える書き換えステップと、差し替
え対象データを、書き換えステップにより書き換えられ
た時刻情報を有する差し替え用データで差し替える差し
替えステップとを備えるコンピュータプログラムを伝送
することを特徴とする。

【００５７】請求項１に記載のデータ多重装置、請求項
５に記載のデータ多重化方法、および請求項６に記載の
伝送媒体においては、パケットの長さが一定となるよう
に、１つのパケットに含まれるフレームの長さに対応す
るスタッフィングデータが、パケットのヘッダに付加さ
れる。

【００５８】請求項７に記載のデータ処理装置、請求項
１１に記載のデータ処理方法、および請求項１２に記載
の伝送媒体においては、差し替え用データと差し替え対
象データの一方のサイズを検出し、検出結果に対応し
て、差し替え用データと差し替え対象データの他方の長
さを調整し、調整された差し替え対象データと差し替え
用データとが差し替えられる。

【００５９】請求項１３に記載のデータ処理装置、請求
項１４に記載のデータ処理方法、および請求項１５に記
載の伝送媒体においては、差し替え用データとして、差
し替え対象データに対応する長さのデータを提供し、差
し替え対象データの時刻情報を検出し、検出された時刻
情報に対応して、差し替え用のデータの時刻情報が書き
換えられ、差し替え対象データが、書き換えられた時刻
情報を有する差し替え用データと差し替えられる。

【００６０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の
実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段
の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を付
加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但
し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定するこ
とを意味するものではない。

【００６１】請求項１に記載のデータ多重化装置は、パ
ケットの長さが一定となるように、１つのパケットに含
まれるフレームの長さに対応するスタッフィングデータ
を、パケットのヘッダに付加して多重化する多重化手段
（例えば、図１の多重化器１０１）を備えることを特徴
とする。

【００６２】請求項７に記載のデータ処理装置は、差し
替え用データと差し替え対象データの一方のサイズを検
出する検出手段（例えば、図１のＰＥＳパケットサイズ
検出手段１０２）と、検出手段の検出結果に対応して、
差し替え用データと差し替え対象データの他方の長さを
調整する調整手段（例えば、図１の符号化器１０４）
と、調整手段により調整された差し替え対象データと差
し替え用データとを差し替える差し替え手段（例えば、
図１の差し替えスイッチ１０５）とを備えることを特徴
とする。

【００６３】請求項１３に記載のデータ処理装置は、差
し替え用データとして、差し替え対象データに対応する
長さのデータを提供する提供手段（例えば、図６のＰＥ
Ｓパケット化器２０７）と、差し替え対象データの時刻
情報を検出する検出手段（例えば、図６の時刻情報検出
器２０１）と、検出手段により検出された時刻情報に対
応して、差し替え用のデータの時刻情報を書き換える書
き換え手段（例えば、図６の時刻情報書換器２０３）
と、差し替え対象データを、書き換え手段により書き換
えられた時刻情報を有する差し替え用データで差し替え
る差し替え手段（例えば、図２の差し替えスイッチ２０
５）とを備えることを特徴とする。

【００６４】図１は、本発明のデータ処理装置を適用し
た差し替え装置の第１の実施の形態の構成例を示してい
る。

【００６５】多重化器１０１は、各テーダが、例えば、
ISO13818-１に準拠して符号化されたエレメンタリスト
リームを多重化し、本編トランスポートストリームを出
力する。

【００６６】ＰＥＳパケットヘッダ書換器１０２は、Ｐ
ＩＤ（Packet Identification)検出機能を備え、多重化
器１０１から出力される本編トランスポートストリーム
から、差し替えられるエレメンタリストリーム、いわゆ
る、差し替え対象エレメンタリストリームを検出し、後
述する差し替え用エレメンタリストリームサーバ１０３
または符号化器１０４から供給されるエレメンタリスト
リーム、いわゆる、差し替え用エレメンタリストリーム
のサイズ情報に基づいて、差し替え用エレメンタリスト
リームと同じＰＥＳパケットのサイズを持つように、差
し替え対象エレメンタリストリームのＰＥＳパケットの
ヘッダを書き換える。

【００６７】差し替え用エレメンタリストリームサーバ
１０３は、録音または録画されたエレメンタリストリー
ムを格納し、差し替えスイッチ１０５にエレメンタリス
トリームを供給する。また差し替え用エレメンタリスト
リームが録音または録画でない情報、いわゆるライブ情
報の場合、そのライブ情報は符号化器１０４に入力さ
れ、所定の規格に準拠して符号化された後、差し替えス
イッチ１０５に出力される。

【００６８】差し替え用エレメンタリストリームサーバ
１０３および符号化器１０４は、それぞれ差し替え用エ
レメンタリストリームのＰＥＳパケットのサイズ情報を
ＰＥＳパケットヘッダ書換器１０２に供給するが、ここ
でのサイズ情報とは、ＰＥＳパケットのサイズそのもの
である必要はなく、それを求めることができるような情
報であれば良い。

【００６９】システムコントローラ１０６は、ＰＥＳパ
ケットヘッダ書換器１０２と差し替えスイッチ１０５を
制御する。

【００７０】差し替えスイッチ１０５は、システムコン
トローラ１０６からの指示に基づいて、差し替え対象エ
レメンタリストリームと差し替え用エレメンタリストリ
ームを差し替え、差し替え後のトランスポートストリー
ムを出力する。差し替え対象エレメンタリストリーム以
外の本編トランスポートストリームは、そのまま出力さ
れる。

【００７１】次に、第１の実施の形態の動作例を説明す
る。はじめに、ISO/IEC13818-1に規定されるトランスポ
ートストリームのＰＥＳパケットのデータ構造を図２に
示す。ＰＥＳパケットは、スタッフィング領域にダミー
バイトを付加することによって、ＰＥＳパケットのサイ
ズを調整することができる。

【００７２】図３に、ISO11172-3に規定されているオー
デイオエレメンタリストリームのアクセスユニットのサ
イズの異なる差し替え対象エレメンタリストリームと差
し替え用エレメンタリストリームを差し替える例を示
す。

【００７３】差し替え対象エレメンタリストリームのフ
レームの最大サイズがＸバイトの場合で、各フレームの
サイズはそのＸバイトに対して、等しいかまたは１バイ
ト小さいかで表されている。例えば、フレームＦ(n+1)
のサイズは、サイズＸに等しく、フレームＦ(n)のサイ
ズは、サイズＸより１バイト小さい。

【００７４】多重化器１０１は、エレメンタリストリー
ムを多重化し、本編トランスポートストリームを出力す
るが、多重化にあたり、はじめに、エレメンタリストリ
ームのパケット化を行う。例えば、本編のＰＥＳパケッ
トＰ(K)は、フレームＦ(n)、フレームＦ(n+1)とフレー
ムＦ(n+2)の一部を含むように処理されている。

【００７５】パケット化する際、多重化器１０１は、差
し替えられるＰＥＳパケット内、フレームの最後のデー
タが含まれているフレームのサイズに基づいて、ＰＥＳ
パケットのスタッフィング領域に加えられるダミーバイ
トの量を決定する。例えば、ＰＥＳパケットＰ(K)にお
いては、フレームＦ(n)とフレームＦ(n+1)がそのダミー
バイト量算出の対象となる。フレームＦ(n)のサイズは
サイズＸより１バイト小さく、フレームＦ(n+1)のサイ
ズはサイズＸに等しいので、この時、１バイトがＰＥＳ
パケットＰ(K)のヘッダのスタッフィング領域に加えら
れる。

【００７６】多重化器１０１は、パケット化および多重
化終了後、本編トランスポートストリームをＰＥＳパケ
ットヘッダ書換器１０２に出力する。

【００７７】符号化器１０４または差し替え用エレメン
タリストリームサーバ１０３から供給されるサイズ情報
とは、差し替え用エレメンタリストリームのＰＥＳパケ
ットのサイズに関する情報であり、いま場合、差し替え
用エレメンタリストリームのフレームＦ'(n)、フレーム
Ｆ'(n+1)のサイズがそれぞれサイズＸに対して、１バイ
ト少ないことがサイズ情報となる。

【００７８】ＰＥＳパケットヘッダ書換器１０２は、差
し替え対象エレメンタリストリームのＰＥＳパケットヘ
ッドを、サイズ情報に基づいて書き換える。すなわち、
ここでは、スタッフィング領域に加えられるダミーバイ
トの量が調整される。いま場合、差し替え用エレメンタ
リストリームのフレームＦ'(n)とフレームＦ'(n+1)は、
いずれも１バイト小さいフレームであるので、差し替え
後のＰＥＳパケットＰ'(k)のスタッフィング領域に、２
バイトのダミーバイトが付加されることになる。このよ
うにして、ヘッダが書き換えられた後、本編のＰＥＳパ
ケットのペイロードが、差し替え用エレメンタリストリ
ームのＰＥＳパケットのペイロードと差し替えスイッチ
１０５で差し替えられる。

【００７９】以上ような処理を行うことより、第１の実
施の形態において、本編多重化ストリームの差し替え対
象エレメンタリストリームを他の差し替え用エレメンタ
リストリームで差し替えを行っても、それぞれのＰＥＳ
パケットのサイズが常に等しいので、差し替え用エレメ
ンタリストリームが本編多重化ストリームに入りきらな
くなることはない。また、アクセスユニット（フレー
ム）の先頭バイトが含まれるＰＥＳパケットは、差し替
え前後において変わらないため、ＰＥＳパケットに書き
込まれている時刻情報とそれに対応するアクセスユニッ
トの関係がずれることもない。

【００８０】しかしながら、アクセスユニットのサイズ
自体は異なるため、デコーダバッファのオーバーフロや
アンダーフロが発生してしまいデコーダバッファを破綻
させてしまう場合がある。

【００８１】例えば、図３におけるデータ差し替えの例
をみると、ＰＥＳパケットＰ'(k)には２バイトのダミー
バイトがＰＥＳパケットヘッダに付加されている。その
ため、フレームＦ(n)のデコード時刻において、フレー
ムＦ'(n)のデータが、まだ１バイト分だけデコーダバッ
ファへ入力されていない。この状態で、デコーダは、デ
コーダバッファからデータを引き抜いてしまうため、そ
の１バイト分アンダーフロになる。

【００８２】次に、デコーダバッファにマージンを設け
ることによって、デコーダの破綻を回避する方法につい
て説明する。図４は、デコーダバッファのアンダーフロ
を回避するためのマージンの算出例を示す。

【００８３】第１の実施の形態において、最大のアンダ
ーフロが発生する場合は、差し替えが行われた後、最も
多くのダミーデータが差し替え用エレメンタリストリー
ムのＰＥＳパケットのスタッフィングに加えられている
時である。つまりその場合でもアンダーフロが発生しな
いようなマージンを下限に設ければ、アンダーフロを防
止できる。

【００８４】図４に示す例において、１つのＰＥＳパケ
ットは最大３つのフレームを取り込むことができる。図
４（Ａ）に示すように、差し替え対象エレメンタリスト
リームのＰＥＳパケットを構成するフレームＦ(1)、Ｆ
(2)、およびＦ(3)のサイズが、それぞれ最大のフレーム
のサイズＸの時で、かつ、差し替え用エレメンタリスト
リームのＰＥＳパケットのフレームＦ'(1)、Ｆ'(2)およ
びＦ'(3)が、それぞれサイズＸに対して１バイト小さい
時、最も多くのダミーバイトがスタッフィングに付加さ
れる。この場合、３バイトのダミーバイトがスタッフィ
ング領域に加えられる。つまり、１つのＰＥＳパケット
に最大Ｎ個のフレームが取り込まれる場合、最大Ｎバイ
トのダミーデータが付加される。

【００８５】差し替え後の多重化ストリームのデコード
を実行すると、フレームＦ'(1)の最後から２バイト
（（Ｎ−１）バイト）がデコーダバッファに入力される
前に、フレームＦ'(1)のサイズ分のバイト数がデコーダ
に引き抜かれるため、その分アンダーフロが発生する。

【００８６】そこで、図４（Ｂ）に示すように、本編を
多重化する際、差し替え対象エレメンタリストリームの
デコーダバッファの下限に、（Ｎ−１）バイトのマージ
ンを設け、デコード直後のデコーダバッファのなかのデ
ータの占有量が、（Ｎ−１）バイト以上とすることによ
り、アンダーフロを回避することができる。

【００８７】次に、図５に、オーバーフロを回避するた
めのデコーダバッファに設けるマージンを算出する例を
示す。最大のオーバーフロが発生する場合は、差し替え
対象エレメンタリストリームのＰＥＳパケットに最大の
ダミーバイトがスタッフィング領域に加えられていて、
差し替え後のエレメンタリストリームのＰＥＳパケット
のスタッフィング領域にダミーバイトが存在しない時で
ある。例えば、図５（Ａ）に示すように、最大３つのフ
レームが１つのＰＥＳパケットに取り込むことができる
場合、差し替え対象エレメンタリストリームのＰＥＳパ
ケットを構成するフレームＦ(1)、Ｆ(2)、およびＦ(3)
のサイズが、それぞれ最大のフレームのサイズＸより１
バイト小さく、かつ、差し替え用エレメンタリストリー
ムのＰＥＳパケットのフレームＦ'(1)、Ｆ'(2)および
Ｆ'(3)のサイズが、それぞれサイズＸに等しい時であ
る。

【００８８】この場合、差し替え後の多重化ストリーム
をデコードすると、図５（Ｂ）に示すように、フレーム
Ｆ'(1)のデコード時刻では、（Ｎ−１）バイトがデータ
残量として、デコーダバッファに蓄積される。次に、フ
レームＦ'(2)のサイズ分のデータがデコーダバッファに
供給されたとき、（Ｎ−１）バイトのオーバーフロが発
生する。

【００８９】そこで、本編を多重化する際、差し替え対
象エレメンタリストリームのデコーダバッファの上限に
（Ｎ−１）バイトのマージンを設け、デコーダバッファ
の空き容量が常に（Ｎ−１）バイト以上とすることによ
って、オーバーフロを回避することができる。

【００９０】第１の実施の形態における多重化器１０１
が、上記のデコーダバッファにマージンを設けるように
多重化を行うことにより、分離と再多重化せず、するこ
となしに、本編多重化ストリームの中の差し替え対象エ
レメントリストリームを他の差し替え用エレメントリス
トリームに差し替えることができる。

【００９１】次に、本発明を適用した差し替え装置の第
２の実施の形態の構成例を図６に示す。なお、図中、図
１における場合と対応する部分については、同一の符号
を付してあり、以下では、その説明は適宜省略する。

【００９２】多重化器１０１は、本編トランスポートス
トリームを出力する。時刻情報検出器２０１は、システ
ムコントローラ２０２により指示された差し替え対象エ
レメンタリストリームのデコード時刻情報を検出し、時
刻情報書換器２０３に出力する。ここでのデコード時刻
情報は、時刻そのものである必要はなく、デコード時刻
を算出できるものであればよい。

【００９３】差し替え用ＰＥＳパケットサーバ２０４
は、予め定めた本編トランスポートストリームと等しい
ＰＥＳパケットのサイズを有する、パケット化された差
し替え用エレメンタリストリームが格納されている。時
刻情報書換器２０３は、時刻情報検出器２０１から検出
された差し替え対象エレメンタリストリームの時刻情報
を基に、差し替え用ＰＥＳパケットサーバ２０４に格納
されている差し替え用エレメンタリストリームの時刻情
報を書き換え、差し替えスイッチ２０５に出力する。

【００９４】差し替え用エレメンタリストリームが、ラ
イブ情報の場合、そのライブ情報は、符号化器２０６に
よって、所定の規定に準拠して符号化され、ＰＥＳパケ
ット化器２０７に供給される。ここでは、ＰＥＳパケッ
トサイズ検出器２０８により検出されたＰＥＳサイズ情
報に基づいて、符号化されたライブ情報をＰＥＳパケッ
ト化する。このことより、差し替え対象エレメンタリス
トリームと等しいＰＥＳパケットのサイズを持つ差し替
え用エレメンタリストリームを作成することができる。

【００９５】選択スイッチ２０９は、システムコントロ
ーラ２０２の指示により、差し替えＰＥＳパケットサー
バ２０４またはＰＥＳパケット化器２０７からのエレメ
ンタリストリームを選択し、時刻情報書換器２０３に供
給する。差し替えスイッチ２０５は、システムコントロ
ーラ２０２の指示に基づき、差し替え対象エレメンタリ
ストリームを差し替え用エレメンタリストリームに差し
替え、差し替え後のトランスポートストリームを出力す
る。

【００９６】システムコントローラ２０２は、ＰＥＳパ
ケットサイズ検出器２０８、ＰＥＳ時刻情報検出器２０
１、および差し替えスイッチ２０５の処理を制御する。

【００９７】第１の実施の形態は、差し替え対象エレメ
ンタリストリームのＰＥＳパケットのサイズを、差し替
え用エレメンタリストリームのＰＥＳパケットのサイズ
に等しくなるようにスタッフィングを調整し、図２
（Ａ）に示すスタッフィング領域とＰＥＳパケットデー
タ部を差し替えたものである。時刻情報を含む情報フィ
ールドは、本編トランスポートストリームに符号化され
ているものを使用している。

【００９８】それに対して、第２の実施の形態は、スタ
ッフィング領域とＰＥＳパケットデータ部に加え、情報
フィールドも同時に差し替えるものである。このことに
より、差し替え用エレメンタリストリームがライブで得
られる場合、ライブ情報を符号化しながら差し替えを行
うもので、あらかじめパケット化しておく必要がない。

【００９９】第２の実施の形態における多重化器１０１
も、第１の実施の形態と同じく、デコーダバッファにマ
ージンを設けるように多重化することより、分離と再多
重化することなしに、本編トランスポートストリームの
中の差し替え対象エレメントリストリームを、他の差し
替え用エレメントリストリームに差し替えることができ
る。

【０１００】上記の第１の実施の形態および第２の実施
の形態の構成例の動作例の説明は、ISO11172-3に規定さ
れているオーデイオエレメンタリストリームを差し替え
る例に基づいて行われた。しかしながら、これらは、そ
れに限定するものではない。図７に、第１の実施の形態
と第２の実施の形態の動作例の一般例を示す。

【０１０１】アクセスユニットの最大サイズをＸバイト
とし、ｉ番目のアクセスユニットのサイズをＸーＤ(i)と
する。つまり、ｉ番目のアクセスユニットのサイズは、
サイズＸよりＤ(i)バイト小さい。この場合、パケット
化する際、そのｉ番目のアクセスユニットの最後のデー
タまでを含むパケットのスタッフィング領域にＤ(i)バ
イト加える。

【０１０２】さらにアクセスユニットのサイズの最大値
と最小値の差をＤmaxとし、１つのパケットに最大Ｎ個
のアクセスユニットが含まれる場合、デコーダバッファ
の破綻を回避するためのデコーダバッファのマージンは
（Ｎ−１）＊Ｄmaxとなり、本編の多重化ストリームを
多重化する際、そのマージンを設けることで、デコーダ
が破綻しないことを保証することができる。

【０１０３】このように第１および第２の実施の形態
は、あらゆるエレメンタリストリームの差し替えに適用
でき、分離と再多重化することなしに、本編多重化スト
リームの中の差し替え対象エレメントリストリームを他
の差し替え用エレメントリストリームに差し替えること
ができる。

【０１０４】次に、第３の実施の形態の構成例を図８に
示す。

【０１０５】第１および第２の実施の形態の構成例にお
ける多重化器１０１は、多重化する際、スタッフィング
調整やデコーダバッファへのマージンの設定を行う必要
があったが、多重化器３０１は、このような制約を受け
ずに多重化することができる。サイズ検出器３０２は、
本編トランスポートストリームの差し替え対象エレメン
タリストリームのアクセスユニットのサイズを検出し、
その結果をサイズ変換器３０３に供給する。

【０１０６】差し替え用エレメンタリストリームサーバ
１０３は、差し替え用エレメンタリストリームを格納す
る。選択スイッチ３０４は、システムコントローラ３０
６の指示により、差し替え用エレメンタリストリームサ
ーバ１０３または符号化器３０５からエレメンタリスト
リームを引き出し、サイズ変換器３０３に供給する。

【０１０７】サイズ変換器３０３は、サイズ検出器３０
２によって検出されたサイズ情報に基づいて、差し替え
用エレメンタリストリームのアクセスユニットのサイズ
を変更する。即ち、サイズ変換器３０３から出力される
差し替え用エレメンタリストリームのアクセスユニット
のサイズは、差し替え対象エレメンタリストリームのア
クセスユニットのサイズと等しくなる。

【０１０８】差し替え用エレメンタリストリームがライ
ブ情報の場合、ライブ情報は符号化器３０５に入力さ
れ、符号化される。差し替えスイッチ３０７は、システ
ムコントローラ３０６の指示により、差し替え対象エレ
メンタリストリームのフレームと差し替え用エレメンタ
リストリームのフレームを差し替え、差し替え後のトラ
ンスポートストリームを出力する。

【０１０９】ISO11172-3に規定されているオーデイオエ
レメンタリストリームによる第３の実施の形態の動作例
を図９に示す。

【０１１０】第１の実施の形態および第２の実施の形態
は、アクセスユニットのサイズは異なるままで、差し替
え対象と差し替え用のエレメンタリストリームのＰＥＳ
パケットのサイズを等しくし、またＰＥＳパケットのヘ
ッダの時刻情報を書き換えることによって、差し替えを
実行するものである。第３の実施の形態は、差し替え用
エレメンタリストリームのアクセスユニットのサイズ
を、差し替え対象エレメンタリストリームのサイズに合
わせて変換することにより、差し替えを実行するもので
ある。

【０１１１】即ち、差し替え対象エレメンタリストリー
ムと差し替え用エレメンタリストリームのアクセスユニ
ットのサイズを等しくすることで、第１および第２の実
施の形態で考慮されているスタッフィングの調整やデコ
ーダバッファを破綻の回避するためのマージン設定を不
要とすることができる。

【０１１２】図１７に示したように、ISO11172-3に規定
されているオーデイオエレメンタリストリームのフレー
ム（アクセスユニット）は、サイズが最大のフレームの
サイズより１バイト小さい場合、フレームのヘッダのpa
dding-bitが０とされ、サイズが最大のフレームのサイ
ズと等しい場合はヘッダのpadding-bitが１とされる。

【０１１３】また、フレームの外部データ領域には、ユ
ーザ定義可能なデータを組み込むことが可能である。こ
の外部データのサイズはストリーム中には示されておら
ず、フレームのサイズからヘッダ、エラーチェック、お
よびオーデイオデータで使用されたビット数を減じて求
めることができる。

【０１１４】差し替え用エレメンタリストリームのフレ
ームのpadding-bitが０で、差し替え対象エレメンタリ
ストリームのフレームのpadding-bitが１であるとす
る。両方のフレームのサイズを等しくするには、差し替
え用エレメンタリストリームのフレームを１バイト分大
きくする必要がある（図９（Ａ））。

【０１１５】サイズ変換器３０３は、フレームのpaddin
g-bitの値を変更するもので、この場合、差し替え用エ
レメンタリストリームのフレームのpadding-bitが１に
変更され、フレームの最後にダミーとして１バイトが加
えられる。付加されたダミーデータは必ず外部データと
して扱われるため、オーデイオのデコードには影響しな
い。また外部データを有効なユーザデータとして使用す
る場合は、差し替え時のサイズ変換処理によりダミーデ
ータが加えられても良いようにユーザデータを定義して
おく。

【０１１６】一方、差し替え対象エレメンタリストリー
ムのフレームが差し替え用エレメンタリストリームのフ
レームより、１バイト分小さい場合、差し替え用エレメ
ンタリストリームのフレームを１バイト小さくする必要
がある（図９（Ｂ））。１バイト小さくするためには、
データから１バイトを削らなければならない。そのた
め、padding-bitが１である差し替え用エレメンタリス
トリームのフレームは、削除可能なダミーデータを１バ
イトリザーブして符号化される必要がある。

【０１１７】ここでサイズ変換器３０３は、差し替え用
エレメンタリストリームのフレームのpadding-bitを０
に変更し、フレームの最後にリザーブされているダミー
データを削除し、差し替え用エレメンタリストリームと
差し替え対象エレメンタリストリームのフレームのサイ
ズを等しくする。

【０１１８】以上のように、第３の実施の形態では、差
し替え対象エレメンタリストリームと差し替え用エレメ
ンタリストリームのアクセスユニットのサイズが等しく
なることから、第１および第２の実施の形態で考慮され
ているスタッフィングの調整や、デコーダバッファの破
綻を回避するためのマージンの設定が必要なく、分離と
再多重化することなしに、本編多重化ストリームの中の
差し替え対象エレメントリストリームを他の差し替え用
エレメントリストリームに差し替えることができる。

【０１１９】上述の第３の実施の形態の動作例は,ISO11
172-3に規定されているオーデイオエレメンタリストス
トリームにもとづいて説明されたが、本発明は、アクセ
スユニットサイズを変更可能なあらゆるエレメンタリス
トリームにおいて同様に実施することができる。例え
ば、ＡＴＳＣ(United States Advanced Television Sys
tem Committee)標準で規定されているDigital Audio Co
mpression（ＡＣ−３）を差し替える場合にも適用でき
る。

【０１２０】図１０に、ＡＴＳＣ ＡＣ−３に規定され
ているオーデイオエレメンタリストリームのアクセスユ
ニットの構成を示す。ＡＣ−３オーデイオのアクセスユ
ニットは、シンクフレームと呼ばる。シンクフレームの
サイズは、シンク情報中にある５バイト固定長のframes
izecodフィールドに示される。

【０１２１】サンプリング周波数が４４.１ＫＨｚの場
合、シンクフレームのサイズは一定ではなく、４８７バ
イトまたは４８８バイトの２つのシンクフレームのサイ
ズが存在する。フレームのサイズが４８７バイトの時、
このフレームのframesizecodフィールドの再下位ビット
は０となり、４８８バイトの時、framesizecodフィール
ドの再下位ビットは１となる。

【０１２２】シンクフレームは、ユーザが定義できる外
部データを符号化でき、外部データのサイズは、ストリ
ーム中に示されておらず、フレームのサイズから外部デ
ータ以外のフィールドで使用されたビット数を減じたも
のに等しい。また外部データの中で、有効な外部データ
が存在することを示すフラグが存在し、フラグが１の場
合は有効な外部データのサイズを示すフィールドが存在
することを意味する。有効な外部データとして用いられ
なかったビットは、フレームのサイズをあわせるための
ダミーデータである。

【０１２３】図１１に、シンクフレームのサイズの調整
例を示す。ＡＣ−３オーデイオのシンクフレームのシン
ク情報中にあるframesizecodの最下位ビットを１に変換
し、外部データの先頭に１バイトのダミデータを付加す
ることでサイズを１バイト大きくすることができる（図
１１（Ａ））。一方、サイズを小さくする場合、差し替
え用エレメンタリストリームのフレームに、外部データ
内に削除可能なダミーデータを１バイトリザーブしてお
く。ここでサイズ変換器３０３は、差し替え用エレメン
タリストリームのアクセスユニット（シンクフレーム）
のシンク情報中のframesizecodの最下位ビットを０に変
換し、外部データの先頭にあらかじめリザーブされてい
る１バイトのダミーデータを削除することでサイズを１
バイト小さくすることができる。

【０１２４】上記のように第３の実施の形態は、アクセ
スユニットのサイズを変更できるあらゆるエレメンタリ
ストリームに適用できる。サイズ変換によって書き換え
られたデータがエラーチェックの入力となっている場合
は、サイズ変換後にエラーチェクを計算し直すことでエ
ラーチェックを正当な値に保つことができる。

【０１２５】次に、本発明を適用した第４の実施の形態
の構成例を図１２に示す。サイズ検出器３０２は、シス
テムコントローラ４０１に指示された差し替え対象エレ
メンタリストリームのアクセスユニットのサイズ情報を
検出し、符号化器４０２に供給する。ここで符号化器４
０２は、サイズ情報に基づいてライブで入力されたライ
ブ情報を符号化する。即ち、差し替え対象エレメンタリ
ストリームと差し替え用エレメンタリストリームのアク
セスユニットのサイズが等しくなるように、ライブ情報
を符号化する。

【０１２６】第４の実施の形態の構成例は、第３の実施
の形態の構成例におけるライブ情報により差し替え用エ
レメンタリストリームが供給される場合に限り、さらに
簡素化したものである。

【０１２７】また、アクセスユニットのサイズ情報をア
クセスユニットのヘッダ内でなく、本編トランスポート
ストリーム内に多重化しておくことにより、サイズ検出
器３０２における検出処理をより単純にすることができ
る。

【０１２８】例えば、本編がISO/IEC13818-1に規定され
ているトランスポートストリームに基づいて多重化され
る場合、サイズ情報はトランスポートパケットのアダプ
テーション内のプライベートバイトのフィールドに多重
化しておくことができる。サイズ検出器３０２は差し替
えタイミングに先んじてサイズ情報を取り出すことが可
能となり、符号化器４０２は、差し替えタイミングに先
んじてサイズ変換および符号化を行うことができ、差し
替え処理の遅延を無くすることができる。

【０１２９】以上のようにして、分離と再多重化するこ
となしに、差し替られるデータを本編から差し替えるこ
とができる。

【０１３０】なお、上記したような処理を行うコンピュ
ータプログラムをユーザに伝送する伝送媒体としては、
磁気ディスク、CD-ROM、固体メモリなどの記録媒体の
他、ネットワーク、衛星などの通信媒体を利用すること
ができる。

【０１３１】

【発明の効果】請求項１に記載のデータ多重化装置、請
求項５に記載のデータ多重化方法、および請求項６に記
載の伝送媒体によれば、フレームの長さに対応するスタ
ッフィングデータをパケットのヘッダに付加して、パケ
ットの長さが一定になるようにしたので、差し替え対象
データを差し替え用データで差し替えることが容易とな
る。

【０１３２】請求項７に記載のデータ処理装置、請求項
１１に記載のデータ処理方法、および請求項１２に記載
の伝送媒体によれば、差し替え用データと差し替え対象
データの一方のサイズを検出し、その結果に対応して、
差し替え用データと差し替え対象データの他方の長さを
調整し、調整された差し替え対象データと差し替え用デ
ータを差し替えるようにしたので、分離あるいは再多重
化することなく、差し替え対象データを他の差し替え用
データに差し替えることができる。

【０１３３】請求項１３に記載のデータ処理装置、請求
項１４に記載のデータ処理方法、および請求項１５に記
載の伝送媒体によれば、差し替え用データとして、差し
替え対象データに対応する長さのデータを提供し、差し
替え対象データの時刻情報検に対応して、差し替え用の
データの時刻情報を書き換え、差し替え対象データを、
書き換えられた時刻情報を有する差し替え用データと差
し替えるようにしたので、正しく復号可能な差し替デー
タを生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したデータ差し替え装置の第１の
実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【図２】ISO/IEC13818-1に規定されているＰＥＳパケッ
トのデータ構造を示す図である。

【図３】ISO/IEC13818-1に規定されているＰＥＳパケッ
トのヘッダ書き換え処理を示す図である。

【図４】アンダーフロを回避するためのマージンを算出
する方法を示す図である。

【図５】オーバーフロを回避するためのマージンを算出
する方法を示す図である。

【図６】本発明を適用したデータ差し替え装置の第２の
実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【図７】パケットにスタッフィングを加えることによっ
てパケットのサイズを調整できる多重化ストリームのＰ
ＥＳパケットのヘッダ書き換え処理を示す図である。

【図８】本発明を適用したデータ差し替え装置の第３の
実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【図９】ISO11172-3に規定されているオーデイオのフレ
ーム（アクセスユニット）のサイズの変換処理を示す図
である。

【図１０】ＡＣ−３に規定されているオーデイオのシン
クフレーム（アクセスユニット）の構成を示す図であ
る。

【図１１】ＡＣ−３に規定されているオーデイオのシン
クフレーム（アクセスユニット）のサイズの変換処理を
示す図である。

【図１２】本発明を適用したデータ差し替え装置の第４
の実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【図１３】アナログベースバンド信号に対応する従来の
差し替え装置の構成例を示すブロック図である。

【図１４】ISO/IEC13818-1に規定されているトランスポ
ートストリームの構成例を示す図である。

【図１５】ISO/IEC13818-1に規定されているトランスポ
ートストリームに適用されるデコーダモデルの構成例を
示すブロック図である。

【図１６】デジタル信号に対応する従来の差し替え装置
の構成例を示すブロック図である。

【図１７】ISO11172-3に規定されているオーデイオのフ
レーム（アクセスユニット）の構成を示す図である。

【図１８】ＰＥＳパケットのサイズが異なる差し替え対
象と差し替え用のエレメンタリストリームを差し替えた
場合の例を示す図である。

【図１９】フレーム（アクセスユニット）のサイズが異
なる差し替え対象と差し替え用のエレメンタリストリー
ムを差し替えた場合の例を示す図である。

【図２０】デコーダバッファがアンダーフロになる場合
の例を示す図である。

【図２１】デコーダバッファがオーバーフロになる場合
の例を示す図である。

【符号の説明】

１０１ 多重化器， １０２ ＰＥＳパケットヘッダ書
換器， １０３ 差し替え用エレメンタリストリームサ
ーバ， １０４ 符号化器， １０５ 差し替えスイッ
チ， １０６ システムコントローラ， ２０１ 時刻
情報検出器，２０２ システムコントローラ，２０３
時刻情報書換器， ２０４ 差し替え用ＰＥＳパケット
サーバ， ２０５ 差し替えスイッチ， ２０６ 符号
化器，２０７ ＰＥＳパケット化器，２０８ ＰＥＳパ
ケットサイズ検出器， ２０９ 選択スイッチ， ３０
１ 多重化器， ３０２ サイズ検出器， ３０３サイ
ズ変換器， ３０４ 選択スイッチ ３０５ 符号化
器， ３０６ システムコントローラ， ３０７ 差し
替えスイッチ， ４０１ システムコントローラ，４０
２ 符号化器， ５０１ サーバ， ５０２ 選択スイ
ッチ， ５０３スイッチ， ６０１ スイッチ， ６０
２ トランスポートバッファ， ６０３ デコーダバッ
ファ， ６０４ デコーダ， ７０１ 分離器， ７０
２ エレメンタリストリームサーバ， スイッチ， シ
ステムコントローラＥ， ７０５ 多重化器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/24

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる長さの複数のフレームより構成さ
   れるエレメンタリストリームを、パケット化し、多重化
   するデータ多重化装置において、 パケットの長さが一定となるように、１つのパケットに
   含まれる前記フレームの長さに対応するスタッフィング
   データを、前記パケットのヘッダに付加して多重化する
   多重化手段を備えることを特徴とするデータ多重化装
   置。
2. 【請求項２】 前記多重化手段は、前記パケットに最後
   のデータが含まれるフレームの長さに対応して、前記ス
   タッフィングデータを付加することを特徴とする請求項
   １に記載のデータ多重化装置。
3. 【請求項３】 前記多重化手段は、前記パケットのサイ
   ズに関する情報をさらに付加することを特徴とする請求
   項１に記載のデータ多重化装置。
4. 【請求項４】 前記多重化手段は、前記スタッフィング
   に対応して、上限または下限にマージンを取って多重化
   を行うことを特徴とする請求項１に記載のデータ多重化
   装置。
5. 【請求項５】 異なる長さの複数のフレームより構成さ
   れるエレメンタリストリームを、パケット化し、多重化
   するデータ多重化方法において、 パケットの長さが一定となるように、１つのパケットに
   含まれる前記フレームの長さに対応するスタッフィング
   データを、前記パケットのヘッダに付加する付加ステッ
   プを備えることを特徴とするデータ多重化方法。
6. 【請求項６】 異なる長さの複数のフレームより構成さ
   れるエレメンタリストリームを、パケット化し、多重化
   するデータ多重化装置に用いるコンピュータプログラム
   であって、 パケットの長さが一定となるように、１つのパケットに
   含まれる前記フレームの長さに対応するスタッフィング
   データを、前記パケットのヘッダに付加する付加ステッ
   プを備えるコンピュータプログラムを伝送することを特
   徴とする伝送媒体。
7. 【請求項７】 １以上のデジタル信号を多重化した多重
   化ストリームの一部の差し替え対象データを他の差し替
   え用データに差し替えるデータ処理装置において、 前記差し替え用データと前記差し替え対象データの一方
   のサイズを検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に対応して、前記差し替え用デ
   ータと前記差し替え対象データの他方の長さを調整する
   調整手段と、 前記調整手段により調整された前記差し替え対象データ
   と前記差し替え用データとを差し替える差し替え手段と
   を備えることを特徴とするデータ処理装置。
8. 【請求項８】 前記検出手段は、前記差し替え用データ
   のパケットのサイズを検出し、 前記調整手段は、前記検出手段により検出されたサイズ
   に対応して、前記差し替え対象のデータのパケットのヘ
   ッダに、前記パケットの長さが一定となるように、スタ
   ッフィングデータを付加することを特徴とする請求項７
   に記載のデータ処理装置。
9. 【請求項９】 前記検出手段は、前記差し替え対象デー
   タのアクセスユニットのサイズを検出し、 前記調整手段は、前記検出手段により検出されたサイズ
   に対応して、前記差し替え用のデータのアクセスユニッ
   トに、外部データとして、スタッフィングデータを付加
   することを特徴とする請求項７に記載のデータ処理装
   置。
10. 【請求項１０】 前記差し替え対象データと差し替え用
    データは、長さを調整するために用いられる調整データ
    を有し、前記調整手段は、前記調整データを増減するこ
    とで、その長さを調整することを特徴とする請求項７に
    記載のデータ処理装置。
11. 【請求項１１】 １以上のデジタル信号を多重化した多
    重化ストリームの一部の差し替え対象データを他の差し
    替え用データに差し替えるデータ処理方法において、 前記差し替え用データと前記差し替え対象データの一方
    のサイズを検出する検出ステップと、 前記検出ステップの検出結果に対応して、前記差し替え
    用データと前記差し替え対象データの他方の長さを調整
    する調整ステップと、 前記調整ステップにより調整された前記差し替え対象デ
    ータと前記差し替え用データとを差し替える差し替えス
    テップとを備えることを特徴とするデータ処理方法。
12. 【請求項１２】 １以上のデジタル信号を多重化した多
    重化ストリームの一部の差し替え対象データを他の差し
    替え用データに差し替えるデータ処理装置に用いるコン
    ピュータプログラムであって、 前記差し替え用データと前記差し替え対象データの一方
    のサイズを検出する検出ステップと、 前記検出ステップの検出結果に対応して、前記差し替え
    用データと前記差し替え対象データの他方の長さを調整
    する調整ステップと、 前記調整ステップにより調整された前記差し替え対象デ
    ータと前記差し替え用データとを差し替える差し替えス
    テップとを備えるコンピュータプログラムを伝送するこ
    とを特徴とする伝送媒体。
13. 【請求項１３】 １以上のデジタル信号を多重化した多
    重化ストリームの一部の差し替え対象データを他の差し
    替え用データに差し替えるデータ処理装置において、 前記差し替え用データとして、前記差し替え対象データ
    に対応する長さのデータを提供する提供手段と、 前記差し替え対象データの時刻情報を検出する検出手段
    と、 前記検出手段により検出された時刻情報に対応して、前
    記差し替え用のデータの時刻情報を書き換える書き換え
    手段と、 前記差し替え対象データを、前記書き換え手段により書
    き換えられた時刻情報を有する前記差し替え用データで
    差し替える差し替え手段とを備えることを特徴とするデ
    ータ処理装置。
14. 【請求項１４】 １以上のデジタル信号を多重化した多
    重化ストリームの一部の差し替え対象データを他の差し
    替え用データに差し替えるデータ処理方法において、前
    記差し替え用データとして、前記差し替え対象データに
    対応する長さのデータを提供する提供ステップと、 前記差し替え対象データの時刻情報を検出する検出ステ
    ップと、 前記検出ステップにより検出された時刻情報に対応し
    て、前記差し替え用のデータの時刻情報を書き換える書
    き換えステップと、 前記差し替え対象データを、前記書き換えステップによ
    り書き換えられた時刻情報を有する前記差し替え用デー
    タで差し替える差し替えステップとを備えることを特徴
    とするデータ処理方法。
15. 【請求項１５】 １以上のデジタル信号を多重化した多
    重化ストリームの一部の差し替え対象データを他の差し
    替え用データに差し替えるデータ処理装置に用いるコン
    ピュータプログラムであって、 前記差し替え用データとして、前記差し替え対象データ
    に対応する長さのデータを提供する提供ステップと、 前記差し替え対象データの時刻情報を検出する検出ステ
    ップと、 前記検出ステップにより検出された時刻情報に対応し
    て、前記差し替え用のデータの時刻情報を書き換える書
    き換えステップと、 前記差し替え対象データを、前記書き換えステップによ
    り書き換えられた時刻情報を有する前記差し替え用デー
    タで差し替える差し替えステップとを備えるコンピュー
    タプログラムを伝送することを特徴とする伝送媒体。