JPH11177520A - データ多重化装置 - Google Patents

データ多重化装置

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JPH11177520A
JPH11177520A JP9340414A JP34041497A JPH11177520A JP H11177520 A JPH11177520 A JP H11177520A JP 9340414 A JP9340414 A JP 9340414A JP 34041497 A JP34041497 A JP 34041497A JP H11177520 A JPH11177520 A JP H11177520A
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multiplexing
amount
invalid
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Osamu Matsunaga
修 松永
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数チヤンネルのデータストリームを多重化し
て出力するデータ多重化装置において、伝送系のデータ
伝送レートを有効に利用して多重化効率を向上し得るデ
ータ多重化装置を提案する。 【解決手段】入力されたデータストリームに割り当てら
れている無効データを検出すると共にこれを抜き取り、
無効データが抜き取られたデータストリームを多重化し
て出力することにより、有効データの多重化効率を向上
することができる。

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。
【０００２】発明の属する技術分野 従来の技術（図８） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 発明の実施の形態 （１）第１の実施の形態（図１〜図４） （２）第２の実施の形態（図５及び図６） （３）他の実施の形態（図７） 発明の効果
【０００３】
【発明の属する技術分野】本発明はデータ多重化装置に
関し、例えばデイジタル放送システムのデータ多重化装
置に適用して好適なものである。
【０００４】
【従来の技術】近年、映像及び音声の情報量を減らす方
法として、種々の圧縮符号化方法が提案されており、そ
の代表的なものにＭＰＥＧ２（Moving Picture Experts
GroupPhase 2）と呼ばれる方式がある。
【０００５】このＭＰＥＧ２方式は、ＩＴＵ−Ｔ（Inte
rnational Telecommunication Union-Telecommunicatio
n Standardization Sector: 国際電気通信連合電気通信
標準化部門）等の機関によつて標準化（例えば勧告、H.
222.0 等）され、映像データ及び音声データを圧縮符号
化し、これを多重化処理して伝送する目的で規格化され
ている。
【０００６】実際にこのＭＰＥＧ２方式では、圧縮符号
化した映像データ及び音声データを多重化処理するデー
タ形式としてプログラムストリーム（PS:Program Strea
m ）と呼ばれるデータ形式（以下、これをＰＳデータ形
式と呼ぶ）と、トランスポートストリーム（TS:Transpo
rt Stream ）と呼ばれるデータ形式（以下、これをＴＳ
データ形式と呼ぶ）とが規定されている。
【０００７】ＰＳデータ形式は、多重化処理された映像
データ及び音声データを所定のデイジタル蓄積媒体に蓄
積する場合に適用され、ＴＳデータ形式は、多重化され
た映像データ及び音声データを伝送する場合に適用され
る。またＰＳデータ形式及びＴＳデータ形式の各ストリ
ームは、それぞれ可変長のＰＥＳ（Packetized Element
ary Stream）パケツトを基本要素として両ストリーム間
で相互に変換し得るようになされている。
【０００８】このうち例えばＰＳデータ形式では、圧縮
符号化された映像データ及び音声データがそれぞれ所定
単位毎（例えば１ピクチヤ単位毎）にＰＥＳパケツト化
され、この結果得られる各ＰＥＳパケツトを時分割多重
化することによりＰＳパケツト列（いわゆるプログラム
ストリーム）を形成するように規定されている。
【０００９】ここで図８は、デイジタル放送システムの
送信装置１００を示すものであり、この送信装置１００
では、複数のチヤンネルに対応する各データ出力部（図
示せず）からそれぞれテレビジヨン番組に応じた画像デ
ータＤ１Ａ及びＤ１Ｂを対応する符号化器１０１Ａ及び
１０１Ｂに供給し、各符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂに
おいてそれぞれ対応する画像データＤ１Ａ及びＤ１Ｂを
ＭＰＥＧ２方式で圧縮符号化すると共に、このようにし
て得られた符号化データを順次１ピクチヤ単位毎にＰＥ
Ｓパケツト化することにより符号化データストリームＤ
３１Ａ及びＤ３１Ｂを形成して多重化装置１０２に供給
する。
【００１０】この多重化装置１０２は、各符号化器１０
１Ａ及び１０１Ｂから供給された符号化データストリー
ムＤ３１Ａ及びＤ３１Ｂを多重化する場合、当該各符号
化データストリームＤ３１Ａ及びＤ３１Ｂに含まれてい
る複数のＰＥＳパケツトを順次これらが到着した順番で
それぞれ対応するバツフア１０３Ａ及び１０３Ｂに格納
して一旦蓄積すると共に、各バツフアにおいて蓄積され
た順番で読み出して多重化部１０４に送出する。
【００１１】このとき各バツフア１０３Ａ及び１０３Ｂ
は蓄積したＰＥＳパケツトのデータ量をそれぞれデータ
蓄積信号Ｓ２Ａ及びＳ２Ｂとして多重化制御部１０５に
与えることより、多重化制御部１０５は各データ蓄積信
号Ｓ２Ａ及びＳ２Ｂに基づいて各バツフア１０３Ａ及び
１０３Ｂのデータ占有量を検出する。
【００１２】多重化制御部１０５は、この検出結果に基
づいて、当該各バツフア１０３Ａ及び１０３Ｂが蓄積可
能な最大許容量を越える前に当該各バツフア１０３Ａ及
び１０３Ｂに対してバツフア出力制御信号Ｓ３Ａ及びＳ
３Ｂを送出することにより、当該各バツフア１０３Ａ及
び１０３Ｂからは順次格納された順番でＰＥＳパケツト
を読み出すことができ、かくして過度のデータ蓄積によ
つて各バツフア１０３Ａ及び１０３Ｂが破綻するのを回
避することができる。
【００１３】続いて多重化部１０４は、各バツフア１０
３Ａ及び１０３Ｂから得られる符号化データストリーム
Ｄ３１Ａ及びＤ３１Ｂを受けると共に多重化制御部１０
５から多重化制御信号Ｓ４を受けると、当該各符号化デ
ータストリームＤ３１Ａ及びＤ３１Ｂに含まれている複
数のＰＥＳパケツトを順次所定単位毎（例えば188 バイ
トのデータ量毎）にパケツト（以下、これをＴＳ（Tran
sport Stream）パケツトと呼ぶ）化した後、この結果得
られる各ＴＳパケツトを時分割多重することにより１本
のＴＳパケツト列からなるＴＳストリーム（トランスポ
ートストリーム）Ｄ３２を形成する。
【００１４】この後、ＴＳストリームＤ３２は、図示し
ない変調器において所定方式で変調され、この結果得ら
れた送信信号がアンテナを介して放送衛星（図示せず）
に向けて送信される。かくしてこの送信装置１００は、
複数チヤンネル分のテレビジヨン番組を放送衛星を介し
て同時に放送し得る。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる送信
装置１００において、各符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂ
は、圧縮符号化された画像データ（符号化データストリ
ームＤ３１Ａ及びＤ３１Ｂ）を固定ビツトレートで多重
化装置部に供給するようになされている。この場合、入
力画像データＤ１Ａ及びＤ１Ｂの絵柄が平坦であると、
当該画像データＤ１Ａ及びＤ１Ｂの画像情報が極端に少
ないことに起因して、各符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂ
が順次生成する符号化データのデータ量が少なくなる。
【００１６】このため各符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂ
は、順次生成する符号化データを順次ピクチヤ単位毎に
ＰＥＳパケツト化する際に、本来符号化に不必要なダミ
ーのデータ（以下、これを無効データと呼ぶ）をバイト
単位で有効データに付加することにより、当該各ＰＥＳ
パケツト列からなる符号化データストリームＤ３１Ａ及
びＤ３１Ｂの伝送レートを一定に保つようになされてい
る。
【００１７】このように各符号化器１０１Ａ及び１０１
Ｂは、無効データを付加した符号化データストリームＤ
３１Ａ及びＤ３１Ｂを出力するため、符号化データスト
リームＤ３１Ａ及びＤ３１Ｂにおける有意情報の伝送レ
ートがそれぞれ無効データを付加した分だけ下がるとい
う問題があつた。
【００１８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、伝送系のデータ伝送レートを有効に利用して多重化
効率を向上させ得るデータ多重化装置を提案しようとす
るものである。
【００１９】
【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、入力されたデータストリームに割
り当てられている無効データを検出すると共にこれを抜
き取り、無効データが抜き取られたデータストリームを
多重化して出力することにより、有効データの多重化効
率を向上することができる。
【００２０】また抜き取られた無効データ量を検出し、
当該検出された無効データ量に応じて所定のデータスト
リームを上記無効データが抜き取られたデータストリー
ムに多重化することにより、無効データに変えて所定の
データストリームを多重化する分、多重化効率を向上し
得る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。
【００２２】（１）第１の実施の形態 図８との対応部分に同一符号を付して示す図１におい
て、１２０は全体として本発明を適用した第１の実施の
形態によるデイジタル放送シテスムの送信装置を示し、
この送信装置１２０では、複数のチヤンネルに対応する
各データ出力部（図示せず）からそれぞれテレビジヨン
番組を構成する画像データＤ１Ａ及びＤ１Ｂが対応する
符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂに供給される。
【００２３】ここで符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂはそ
れぞれ同一構成を有し、符号化器１０１Ａは図２に示す
ように、画像データＤ１Ａを前処理部１１Ａに入力す
る。前処理部１１Ａは、順次入力される画像データＤ１
Ａの各フレーム画像についてＩピクチヤ、Ｐピクチヤま
たはＢピクチヤの３つの画像タイプのうちのどの画像タ
イプとして処理するかを指定した後、当該フレーム画像
の画像タイプに応じて当該フレーム画像を符号化する順
番に並べ替え、さらに当該フレーム画像を１６画素×１
６ラインの輝度信号及び当該輝度信号に対応する色差信
号によつて構成されるマクロブロツクに分割し、これを
マクロブロツクデータＤ２Ａとして、演算回路１２Ａ及
び動きベクトル検出部２３Ａに供給する。
【００２４】動きベクトル検出部２３Ａは、マクロブロ
ツクデータＤ２Ａの各マクロブロツクの動きベクトル
を、当該マクロブロツクデータＤ２Ａ及びフレームメモ
リ２１Ａに記憶されている参照画像データＤ１４Ａを基
に算出し、動きベクトルデータＤ１８Ａとして動き補償
部２２Ａに送出する。
【００２５】演算回路１２Ａは、前処理部１１Ａから供
給されたマクロブロツクデータＤ２Ａについて、当該マ
クロブロツクデータＤ２Ａの各マクロブロツクの画像タ
イプに基づいて、イントラモード、順方向予測モード、
逆方向予測モードまたは双方向予測モードのいずれかの
予測モードの動き補償を行う。ここでイントラモードと
は、符号化対象となるフレーム画像をそのまま伝送デー
タとする方法であり、順方向予測モードとは、符号化対
象となるフレーム画像と過去参照画像との予測残差を伝
送データとする方法である。また逆方向予測モードと
は、符号化対象となるフレーム画像と未来参照画像との
予測残差を伝送データとする方法であり、双方向予測モ
ードとは、符号化対象となるフレーム画像と、過去参照
画像及び未来参照画像の２つの予測画像の平均値との予
測残差を伝送データとする方法である。
【００２６】まず、マクロブロツクデータＤ２ＡがＩピ
クチヤである場合について説明する。この場合、マクロ
ブロツクデータＤ２Ａはイントラモードで処理される。
すなわち、演算回路１２ＡはマクロブロツクデータＤ２
Ａのマクロブロツクを、そのまま演算データＤ３Ａとし
てＤＣＴ（Discrete Cosine Transform 、離散コサイン
変換）部１３Ａに送出する。ＤＣＴ部１３Ａは演算デー
タＤ３Ａに対しＤＣＴ変換処理を行いＤＣＴ係数化し、
ＤＣＴ係数データＤ４Ａとして量子化部１４Ａに送出す
る。量子化部１４ＡはＤＣＴ係数データＤ４Ａに対し量
子化処理を行い、量子化ＤＣＴ係数データＤ５Ａとして
ＶＬＣ部１５Ａ及び逆量子化部１８Ａに送出する。この
とき量子化部１４Ａは、制御部１４２Ａより供給される
量子化制御値Ｄ２１Ａに応じて、量子化処理における量
子化ステツプサイズを調整することにより、発生する符
号量が制御される。
【００２７】逆量子化部１８Ａに送出された量子化ＤＣ
Ｔ係数データＤ５Ａは逆量子化処理を受け、ＤＣＴ係数
データＤ１１Ａとして逆ＤＣＴ部１９Ａに送出される。
そしてＤＣＴ係数データＤ１１Ａは、逆ＤＣＴ部１９Ａ
において逆ＤＣＴ処理を受け、演算データＤ１２Ａとし
て演算回路２０Ａに送出され、参照画像データＤ１３Ａ
としてフレームメモリ２１Ａに記憶される。
【００２８】次に、マクロブロツクデータＤ２ＡがＰピ
クチヤである場合について説明する。この場合、演算回
路１２ＡはマクロブロツクデータＤ２Ａについて、イン
トラモードまたは順方向予測モードのいずれかの予測モ
ードによる動き補償処理を行う。
【００２９】予測モードがイントラモードの場合、上述
のＩピクチヤの場合と同様に、演算回路１２Ａはマクロ
ブロツクデータＤ２Ａのマクロブロツクをそのまま演算
信号Ｄ３ＡとしてＤＣＴ部１３Ａに送出する。
【００３０】これに対して、予測モードが順方向予測モ
ードの場合、演算回路１２ＡはマクロブロツクデータＤ
２Ａについて、動き補償部２２Ａより供給される順方向
予測画像データＤ１７Ａを用いて減算処理する。
【００３１】順方向予測画像データＤ１７Ａは、フレー
ムメモリ２１Ａに記憶されている参照画像データＤ１３
Ａを、動きベクトルデータＤ１８Ａに応じて動き補償す
ることにより算出される。すなわち動き補償部２２は順
方向予測モードにおいて、フレームメモリ２１Ａの読出
アドレスを動きベクトルデータＤ１８Ａに応じてずらし
て参照画像データＤ１３Ａを読み出し、これを順方向予
測画像データＤ１７Ａとして演算回路１２Ａ及び演算回
路２０Ａに供給する。演算回路１２Ａはマクロブロツク
データＤ２Ａから順方向予測画像データＤ１７Ａを減算
して予測残差としての差分データを得、演算データＤ３
ＡとしてＤＣＴ部１３Ａに送出する。
【００３２】また、演算回路２０Ａには動き補償部２２
Ａより順方向予測画像データＤ１７Ａが供給されてお
り、演算回路２０は演算データＤ１２Ａに当該順方向予
測画像データＤ１７Ａを加算することにより参照画像デ
ータＤ１３Ａ（Ｐピクチヤ）を局部再生し、フレームメ
モリ２１Ａに記憶する。
【００３３】次に、前処理部１１ＡからＢピクチヤのマ
クロブロツクデータＤ２Ａが演算回路１２Ａに供給され
た場合について説明する。この場合、演算回路１２Ａは
マクロブロツクデータＤ２Ａについて、イントラモー
ド、順方向予測モード、逆方向予測モードまたは双方向
予測モードのいずれかの動き補償処理を行う。
【００３４】予測モードがイントラモードまたは順方向
モードの場合、マクロブロツクデータＳ２は上述のＰピ
クチヤの場合と同様の処理を受ける。但し、Ｂピクチヤ
は他の予測参照画像として用いられないので、参照画像
データＤ１３Ａはフレームメモリ２１Ａには記憶されな
い。
【００３５】これに対して、予測モードが逆方向予測モ
ードの場合、演算回路１２ＡはマクロブロツクデータＤ
２Ａについて、動き補償部２２Ａより供給される逆方向
予測画像データＤ１６Ａを用いて減算処理する。
【００３６】逆方向予測画像データＤ１６Ａは、フレー
ムメモリ２１Ａに記憶されている参照画像データＤ１３
Ａを、動きベクトルデータＤ１８Ａに応じて動き補償す
ることにより算出される。すなわち動き補償部２２Ａは
逆方向予測モードにおいて、フレームメモリ２１Ａの読
出アドレスを動きベクトルデータＤ１８Ａに応じてずら
して参照画像データＤ１３Ａを読み出し、これを逆方向
予測画像データＤ１６Ａとして演算回路１２Ａ及び演算
回路２０Ａに供給する。演算回路１２Ａはマクロブロツ
クデータＤ２Ａから逆方向予測画像データＤ１６Ａを減
算して予測残差としての差分データを得、演算データＤ
３ＡとしてＤＣＴ部１３Ａに送出する。
【００３７】また、演算回路２０Ａには動き補償部２２
Ａより逆方向予測画像データＤ１６Ａが供給されてお
り、演算回路２０Ａは演算データＤ１２Ａに当該逆方向
予測画像データＤ１６Ａを加算することにより参照画像
データＤ１３Ａ（Ｂピクチヤ）を局部再生するが、Ｂピ
クチヤは他の予測参照画像として用いられないので、参
照画像データＤ１３Ａはフレームメモリ２１Ａには記憶
されない。
【００３８】予測モードが双方向モードの場合、演算回
路１２ＡはマクロブロツクデータＤ２Ａから、動き補償
部２２Ａより供給される順方向予測画像データＤ１７Ａ
及び逆方向予測画像データＤ１６Ａの平均値を減算し予
測残差としての差分データを得、演算データＤ３Ａとし
てＤＣＴ部１３Ａに送出する。
【００３９】また、演算回路２０Ａには動き補償部２２
Ａより順方向予測画像データＤ１７Ａ及び逆方向予測画
像データＤ１６Ａが供給されており、演算回路２０Ａは
演算データＤ１２Ａに当該順方向予測画像データＤ１７
Ａ及び逆方向予測画像データＤ１６Ａの平均値を加算す
ることにより参照画像データＤ１３Ａ（Ｂピクチヤ）を
生成するが、Ｂピクチヤは他の予測参照画像として用い
られないので、参照画像データＤ１３Ａはフレームメモ
リ２１Ａには記憶されない。
【００４０】かくして、符号化装置１０１Ａに入力され
た画像データＤ１Ａは、動き補償予測処理、ＤＣＴ処理
及び量子化処理を受け、量子化ＤＣＴ係数データＤ５Ａ
としてＶＬＣ部１５Ａに供給される。
【００４１】ＶＬＣ部１５Ａは、量子化ＤＣＴ係数デー
タＤ５Ａに対し、所定の変換テーブルに基づく可変長符
号化処理を行い、その結果得られるデータを可変長符号
化データＤ６Ａとしてバツフア部１４１Ａに送出する。
【００４２】制御部１４２Ａは、バツフア部１４１Ａに
おける可変長符号化データＤ６Ａの蓄積状態を常に監視
しており、かかる蓄積状態を占有量情報Ｄ２３Ａとして
得る。そして、制御部１４２Ａは占有量情報Ｄ２３Ａを
基に量子化制御値Ｄ２１Ａを生成して量子化部１４Ａに
送出し、量子化処理における量子化ステツプサイズを調
整することにより、バツフア１４１Ａのデータ占有量に
応じて、当該バツフア部１４１Ａがオーバーフロー又は
アンダーフローしないようなデータ量を発生させる。
【００４３】バツフア部１４１Ａは、制御部１４２Ａか
ら供給されるデータ送出制御信号Ｄ２２Ａによつて内部
に蓄積されている可変長符号化データＤ６Ａを１ピクチ
ヤごとにＰＥＳを構成する出力データストリームＤ８Ａ
として一定レートで多重化装置１２１（図１）に送出す
る。この場合、符号化器１０１Ａのバツフア部１４１Ａ
は、内部に蓄積した符号化データの占有量に基づき、そ
の占有量が極端に少ない場合には当該バツフア部１４１
Ａの出力段に設けられた無効データ付加部（図示せず）
においてダミーデータを出力データストリームＤ８Ａの
任意の位置に付加して送出することにより、量子化部１
４Ａにおいて発生するデータ量が極端に少なくなつてバ
ツフア１４１Ａに蓄積される可変長符号化データＤ６Ａ
のデータ占有量が少なくなつた場合であつても、バツフ
ア部１４１Ａから出力される出力データストリームＤ８
Ａのレートを一定に保つことができる。
【００４４】すなわち図３（Ａ）に示すように、符号化
器１０１Ａから出力される出力データストリームＤ８Ａ
を構成するＰＥＳパケツトはヘツダ部及びデータ部から
構成されており、ヘツダ部にはパケツト開始コード・プ
リフイツクスやＰＥＳヘツダオプシヨン及びその他の各
種パケツト制御データが格納され、データ部には符号化
データが格納されている。
【００４５】ここで符号化器１０１Ａに入力される画像
データＤ１Ａの絵柄が平坦であり、当該画像データＤ１
Ａに基づく画像情報が極端に少ない場合には、符号化器
１０１Ａは、バツフア１４１Ａから符号化データを１ピ
クチヤ単位でＰＥＳパケツト化して出力する際に、図３
（Ｂ）に示すように、ＰＥＳパケツトのデータ部のうち
ヘツダ部及び有効データ部の間（詳しくはヘツダ部の最
後）にスタツフイングバイト（stuffing byte)データと
呼ばれるダミーデータを割り当てた無効データ部を形成
する。この場合、ダミーデータとしては、符号化器１０
１Ａから出力される出力データストリームＤ８Ａの伝送
レートが予め設定されたレートに保持され得る程度のデ
ータ量がバイト単位で割り当てられる。
【００４６】因みに、ダミーデータが割り当てられる無
効データ部及び符号化された画像データ（有効データ）
が割り当てられる有効データ部の境界は、有効データの
先頭に付加される画像データのヘツダ部によつて検出す
ることができる。
【００４７】かくして、符号化器１０１ＡからＰＥＳパ
ケツト列でなる出力データストリームＤ８Ａが一定の伝
送レートを保ちながら多重化装置１２１に出力される。
【００４８】以上は第１の符号化器１０１Ａについて述
べたものであるが、他の符号化器１０１Ｂ及び１２４も
同様構成を有する。
【００４９】多重化装置１２１は、各符号化器１０１Ａ
及び１０１Ｂから供給された出力データストリームＤ８
Ａ及びＤ８Ｂを多重化する際、当該各出力データストリ
ームＤ８Ａ及びＤ８Ｂに含まれている複数のＰＥＳパケ
ツトをそれぞれ対応するバツフア１０３Ａ及び１０３Ｂ
に順次到着した順番で格納して一旦蓄積すると共に、各
バツフア１０３Ａ及び１０３Ｂにおいて蓄積されたデー
タは格納順に読み出され、無効データ抜き取り部１２２
に送出される。
【００５０】このとき各バツフア１０３Ａ及び１０３Ｂ
は蓄積したＰＥＳパケツトのデータ量をそれぞれデータ
蓄積信号Ｓ２Ａ及びＳ２Ｂとして多重化制御部１２３に
与えることより、多重化制御部１２３は各データ蓄積信
号Ｓ２Ａ及びＳ２Ｂに基づいて各バツフア１０３Ａ及び
１０３Ｂのデータ占有量を検出する。
【００５１】多重化制御部１２３は、この検出結果に基
づいて、当該各バツフア１０３Ａ及び１０３Ｂが蓄積可
能な最大許容量を越える前に当該各バツフア１０３Ａ及
び１０３Ｂに対してバツフア出力制御信号Ｓ３Ａ及びＳ
３Ｂを送出することにより、当該各バツフア１０３Ａ及
び１０３Ｂからはそれぞれにおいて順次格納された順番
でＰＥＳパケツトを読み出すことができ、かくして過度
のデータ蓄積によつて各バツフア１０３Ａ及び１０３Ｂ
が破綻するのを回避することができる。
【００５２】続いて無効データ抜き取り部１２２は、バ
ツフア１０３Ａ及び１０３Ｂから順次読み出された出力
データストリームＤ８Ａ及びＤ８Ｂの各ＰＥＳパケツト
の中からダミーデータを順次抜き出した後、それぞれ有
効データストリームＤ８Ａ′及びＤ８Ｂ′として多重化
部１２７に送出すると共に、当該抜き出したダミーテー
タの数をカウントし、カウント結果を無効データ量情報
信号Ｓ１０として多重化制御部１２３に送出する。
【００５３】具体的には図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すよ
うに、符号化器１０１Ａから出力される出力データスト
リームＤ８Ａを形成するＰＥＳパケツト列ＰA1、ＰA2、
ＰA3、ＰA4……のうち例えばＰＥＳパケツトＰA2及びＰ
A4に無効データ部ＮＤA2及びＮＤA4が形成されており、
符号化器１０１Ｂから出力される出力データストリーム
Ｄ８Ｂを形成するＰＥＳパケツト列ＰB1、ＰB2、ＰB3、
ＰB4……のうち例えばＰＥＳパケツトＰB1、ＰB2及びＰ
B3に無効データ部ＮＤB1、ＮＤB2及びＮＤB3が形成され
ているとき、無効データ抜き取り部１２２は、出力デー
タストリームＤ８Ａ及びＤ８Ｂについて、到来するＰＥ
Ｓパケツト列のヘツダ部ＨA1、ＨA2、ＨA3、ＨA4及びＨ
B1、ＨB2、ＨB3、ＨB4を順次検出し、各ヘツダ部に続い
て検出されるデータがダミーデータであるか否かを判別
する。ここで、ダミーデータは有効データとしては用い
られていないデータ（例えば「００」、「ＦＦ」等）で
あり、無効データ抜き取り部１２２は当該ダミーデータ
（ＮＤA2、ＮＤA4及びＮＤB1、ＮＤB2、ＮＤB3）を容易
に判別することができる。
【００５４】また、有効データの先頭部分には、有効デ
ータの始まりを表す画像データのヘツダ部が割り当てら
れており、無効データ抜き取り部１２２は当該画像デー
タのヘツダ部を検出することにより、有効データの開始
を判別することができる。
【００５５】かくして図４（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に
示すように、無効データ抜き取り部１２２はＰＥＳパケ
ツト列でなる各出力データストリームＤ８Ａ及びＤ８Ｂ
のうち、ダミーデータＮＤA2、ＮＤA4及びＮＤB1、ＮＤ
B2、ＮＤB3を通過させず、当該ダミーデータ以外の有効
データ及びヘツダ部のみを出力する。
【００５６】この結果、当該無効データ抜き取り部１２
２から出力される有効データストリームＤ８Ａ′及びＤ
８Ｂ′は、図４（Ｇ）及び（Ｈ）に示すように、ダミー
データＮＤA2、ＮＤA4及びＮＤB1、ＮＤB2、ＮＤB3を抜
き取つた分、データ長が短くなつたＰＥＳパケツト
ＰA2′、ＰA4′及びＰB1′、ＰB2′、ＰB3′から構成さ
れる。
【００５７】また、無効データ抜き取り部１２２は、図
４（Ｅ）に示すように、各出力データストリームＤ８Ａ
及びＤ８ＢからダミーデータＮＤA2、ＮＤA4及びＮ
ＤB1、ＮＤB2、ＮＤB3を抜き取るごとに、これを所定時
間カウントすることにより、図４（Ｆ）に示すように、
当該カウントされたダミーデータの量を無効データ量情
報信号Ｓ１０として多重化制御部１２３に送出する。多
重化制御部１２３は、無効データ抜き取り部１２２から
供給される無効データ量情報信号Ｓ１０によつて表され
るダミーデータ量を逐次カウントすることにより、符号
化器１０１Ａ及び１０１Ｂから出力される出力データス
トリームＤ８Ａ及びＤ８Ｂから抜き取られたダミーデー
タの総量を逐次検出する。
【００５８】かくして無効データ抜き取り部１２２から
出力される有効データストリームＤ８Ａ′及びＤ８Ｂ′
は、ダミーデータＮＤA2、ＮＤA4及びＮＤB1、ＮＤB2、
ＮＤB3が抜き取られた分、データ総量が少なくなつた状
態で多重化部１２７に出力されると共に、当該抜き取ら
れたデータ量は無効データ量情報信号Ｓ１０によつて多
重化制御部１２３において認識される。
【００５９】多重化制御部１２３は、バツフア１０３Ａ
及び１０３Ｂのデータ占有量に応じて得られる多重化計
画に基づき、多重化制御信号Ｓ１６を多重化部１２７に
送出する。多重化部１２７はＰＥＳ構成の有効データス
トリームＤ８Ａ′及びＤ８Ｂ′から固定データ長のＴＳ
(Transport Stream)パケツトを生成し、これを多重化す
ることにより多重化ストリーム（トランスポートストリ
ーム）Ｄ１５を生成し、これを送信アンテナを含む送信
設備（図示せず）に出力する。
【００６０】因みに、無効データ抜き取り部１２２にお
いてダミーデータが抜き取られた分、有効データストリ
ームＤ８Ａ′及びＤ８Ｂ′に対して時刻情報の打ち直し
を行う必要が生じる。従つて、多重化制御部１２３は多
重化制御信号Ｓ１６を多重化部１２７に送出することに
より、新たな時刻情報を付加する。
【００６１】かかる構成に加えて送信装置１２０では、
図示しないデータ出力部から例えばパソコン通信データ
や情報サービス用データ等のサービスデータＤ１Ｘが必
要に応じて符号化器１２４に供給され、当該符号化器１
２４において上述したＭＰＥＧ２方式による圧縮符号化
によつて、順次生成した符号化データを順次所定データ
単位毎にＰＥＳパケツト化することにより、出力データ
ストリームＤ８Ｘを形成して多重化装置１２１内の対応
するバツフア１２５に供給するようになされている。因
に、サービスデータＤ１Ｘはリアルタイムで伝送する必
要がない蓄積可能なデータであり、受信側で蓄積した
後、必要に応じて利用できるものである。
【００６２】このバツフア１２５には、出力データスト
リームＤ８Ｘに含まれている複数のＰＥＳパケツトが順
次到着した順番で格納されて蓄積される。このときバツ
フア１２５は蓄積したＰＥＳパケツトのデータ量をデー
タ蓄積信号Ｓ１２として多重化制御部１２３に与えるこ
とより、多重化制御部１２３は当該データ蓄積信号Ｓ１
２に基づいてバツフア１２５内のデータ蓄積量を認識す
ることができる。
【００６３】ここで多重化制御部１２３は外部のシステ
ムコントローラ１２６からサービスデータに対する多重
化要求信号Ｓ１５が供給されたとき、バツフア１２５内
に蓄積されているサービスデータＤ１Ｘのデータ量が伝
送可能な最低量だけ確保されているか否かを判断し、確
保されている場合には無効データ抜き取り部１２２にお
いて抜き取られているダミーデータの総量と一致又はそ
れ以下のデータ量を指定するバツフア出力制御信号Ｓ１
３を、サービスデータＤ１Ｘが蓄積されているバツフア
１２５に送出する。
【００６４】バツフア１２５は、バツフア出力制御信号
Ｓ１３に基づいて、蓄積されたＰＥＳパケツトを順次格
納された順番でダミーデータ量に割り当て得るデータ量
だけ読み出し、これをサービスデータストリームＤ８
Ｘ′として多重化部１２７に送出する。
【００６５】このとき多重化制御部１２３は、無効デー
タ抜き取り部１２２から出力される有効データストリー
ムＤ８Ａ′及びＤ８Ｂ′に加えて新たにサービスデータ
ストリームＤ８Ｘ′を多重化するべく新たな多重化計画
を生成し、これに応じてバツフア１０３Ａ及び１０３Ｂ
からの出力データストリームＤ８Ａ及びＤ８Ｂの読み出
し、及び多重化部１２７における多重化を制御する。
【００６６】かくして多重化部１２７は、無効データ抜
き取り部１２２から供給される有効データストリームＤ
８Ａ′及びＤ８Ｂ′並びにバツフア１２５から供給され
るサービスデータストリームＤ８Ｘ′から固定長のＴＳ
パケツトを生成し、これらを多重化することによりサー
ビスデータ（Ｄ１Ｘ）を含む多重化ストリーム（トラン
スポートストリーム）Ｄ１６を生成し、これを送信アン
テナを含む送信設備（図示せず）に出力する。
【００６７】かくして多重化部１２７から出力される多
重化ストリームＤ１５又はＤ１６は、送信設備の変調器
（図示せず）において所定方式で変調され、この結果得
られた送信信号がアンテナを介して放送衛星（図示せ
ず）に向けて送信される。かくして送信装置１２０は、
複数チヤンネル分のテレビジヨン番組に加えて、抜き取
られたダミーデータに代わるサービスデータＤ１Ｘが多
重化され、これらが放送衛星を介して同時に放送され
る。
【００６８】因に、送信すべきサービスデータＤ１Ｘが
無い場合、多重化制御部１２３は無効データ量に応じた
無効データストリームを多重化部１２７において有効デ
ータストリームに多重化する。
【００６９】以上の構成において、符号化器１０１Ａ及
び１０１Ｂにおいて圧縮符号化された結果出力される出
力データストリームＤ８Ａ及びＤ８Ｂは、それぞれを構
成するＰＥＳパケツトのヘツダ部及び有効データ部の間
（ヘツダ部の最後）にダミーデータ（スタツフイングバ
イトデータ）を挿入することにより、一定のレートを保
持している。この場合、符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂ
において発生する符号化データの発生量に応じて、ダミ
ーデータは任意のＰＥＳパケツトに点在するように挿入
されている。
【００７０】このダミーデータは、多重化装置１２１の
無効データ抜き取り部１２２において抜き取られ、当該
抜き取られた部分が詰められて有効データストリームＤ
８Ａ′及びＤ８Ｂ′が形成される。従つて、当該有効デ
ータストリームＤ８Ａ′及びＤ８Ｂ′は、ダミーデータ
が抜き取られた分、データ量が少なくなる。このデータ
削減量は、多重化制御部１２３が逐次検出し、ダミーデ
ータの抜き取りが行われる毎にカウンタによつて蓄積さ
れて行く。従つて、出力データストリームＤ８Ａ及びＤ
８Ｂに点在するダミーデータは、データ抜き取り部１２
２において抜き取られる毎に一連の空きデータとしてそ
のデータ量が蓄積されて行く。
【００７１】このデータ削減量（空きデータ量）が一定
量以上になると、このことは任意のタイミングで送信し
得る蓄積可能なサービスデータＤ１Ｘを、所定のデータ
単位で多重化ストリームＤ１６に多重化して送信し得る
状態となつたことを表している。
【００７２】多重化制御部１２３は、システムコントロ
ーラ１２６からサービスデータの多重化要求信号Ｓ１５
を受け取ると、当該受け取つた時点において無効データ
抜き取り部１２２でのダミーデータの抜き取りによるデ
ータ削減量がサービスデータＤ１Ｘを所定量だけ多重化
し得る程度に達しているか否かを判断する。
【００７３】ここで否定結果が得られると、このことは
無効データ抜き取り部１２２におけるダミーデータの抜
き取り量が、サービスデータＤ１Ｘを割り当て得る程度
に達していないことを表しており、このとき多重化制御
部１２３はダミーデータの抜き取り量が所定量に達する
まで待機する。
【００７４】これに対して、無効データ抜き取り部１２
２におけるダミーデータの抜き取り量が所定量に達する
と、多重化制御部１２３はバツフア１２５に対してバツ
フア出力制御信号Ｓ１３を送出することにより、ダミー
データを抜き取つた分だけバツフア１２５からサービス
データストリームを所定データ単位で読み出し、これを
多重化部１２７に供給する。
【００７５】かくして多重化部１２７においては、無効
データ抜き取り部１２２において抜き取られたダミーデ
ータの分だけ、サービスデータが多重化され、多重化ス
トリームＤ１６全体としては一定のレートを保ちながら
送信される。
【００７６】以上の構成によれば、符号化器１０１Ａ及
び１０１Ｂから出力される出力データストリームＤ８Ａ
及びＤ８Ｂのそれぞれにおいて、任意のＰＥＳパケツト
ごとに挿入されているダミーデータ（スタツフイングバ
イトデータ）を無効データ抜き取り部１２２において抜
き取りながら、当該抜き取つたダミーデータ量をカウン
トしておくことにより、不必要なダミーデータに代えて
有為なサービスデータを多重化して送信することがで
き、これにより多重化データＤ１６にダミーデータが含
まれない分、多重化効率を向上し得る。
【００７７】（２）第２の実施の形態 図１との対応部分に同一符号を付して示す図５は、第２
の実施の形態によるデイジタル放送シテスムの送信装置
１３０を示すものであり、多重化制御部１３２は図１に
ついて上述した多重化制御部１２３の構成及び機能に加
えて、符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂの符号発生量をそ
れぞれ制御し得るようになされている。
【００７８】この第２の実施の形態において、外部のシ
ステムコントローラ１２６から多重化要求信号Ｓ１５が
多重化制御部１３２に供給された場合、上述した第１の
実施の形態の場合と同様にしてダミーデータを抜き取つ
た分だけサービスデータＤ１Ｘを多重化する処理を行う
が、これに対して、システムコントローラ１２６から多
重化要求信号Ｓ１５が多重化制御部１３２に供給されな
かつた場合又は多重化要求があつてもサービスデータス
トリームＤ８Ｘの伝送レート以上にダミーデータの発生
量が多い場合、多重化制御部１３２は無効データ抜き取
り部１２２から得られた無効データ量情報信号Ｓ１０に
基づいて、符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂに対してそれ
ぞれ符号発生量制御信号Ｓ２０Ａ及びＳ２０Ｂをフイー
ドバツクする。
【００７９】ここで図２との対応部分に同一符号を付し
て示す図６は第２の実施の形態による符号化器１０１Ａ
を示し、制御部２４２Ａは図２について上述した制御部
１４２Ａの構成及び機能に加えて、多重化装置１３１か
ら供給される符号発生量制御信号Ｓ２０Ａを入力し、こ
れに基づいて量子化部１４Ａの量子化ステツプサイズを
切り換えることにより、発生する符号量を制御するよう
になされている。
【００８０】また、符号化器１０１Ｂにおいても同様に
して、多重化制御部１３２から符号発生量制御信号Ｓ２
０Ｂを受け取ることにより量子化ステツプサイズを切り
換えて符号発生量を制御する。
【００８１】従つて、多重化装置１３１（図５）におい
てサービスデータＤ１Ｘを多重化しない場合、多重化制
御部１３２は符号発生量制御信号Ｓ２０Ａ及びＳ２０Ｂ
を符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂに送出することによ
り、符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂにおいて発生する符
号量が全体として、それまでの発生量にダミーデータに
代わる量を上乗せした符号発生量となるような符号量制
御を行う。
【００８２】これに対して、多重化装置１３１（図５）
においてサービスデータＤ１Ｘを多重化するにつき、当
該サービスデータのデータ量よりも無効データ抜き取り
部１２２において抜き取られたダミーデータの量が多い
場合には、多重化制御部１３２は符号発生量制御信号Ｓ
２０Ａ及びＳ２０Ｂを符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂに
送出することにより、符号化器１０１Ａ及び１０１Ｂに
おいて発生する符号量が全体として、それまでの発生量
にダミーデータ量とサービスデータ量との差分を上乗せ
した符号発生量となるような符号量制御を行う。
【００８３】従つて量子化部１４Ａ（図６）において
は、一段と多くの符号が発生することにより、バツフア
１４１Ａに蓄積されるデータ量も多くなり、この結果バ
ツフア１４１Ａにおいては、ダミーデータ（スタツフイ
ングバイトデータ）を付加することなく、有為データ
（ヘツダ部及び有効データからなるＰＥＳパケツト列）
のみにより、決められたレートの出力データストリーム
Ｄ８Ａを出力することができる。また、第２の符号化器
１０１Ｂにおいても第１の符号化器１０１Ａと同様にし
て、有為データのみで所定レートの出力データストリー
ムＤ８Ｂを出力することができる。
【００８４】かくして以上の構成によれば、符号化器１
０１Ａ及び１０１Ｂから出力される出力データストリー
ムＤ８Ａ及びＤ８Ｂにダミーデータを付加することなく
一定レートを保持し得ることにより、有為データの伝送
効率を一段と高めることができる。
【００８５】（３）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、無効データ抜き取り
部１２２は、バツフア１０３Ａ及び１０３Ｂから順次読
み出された出力データストリームＤ８Ａ及びＤ８Ｂの各
ＰＥＳパケツトの中から無効データを順次バイト単位
（いわゆるスタツフイングバイトデータ単位）で抜き出
す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、ＰＥＳパケツトのヘツダで指定された領域すべて
がダミーデータとなつている場合には、当該ヘツダを含
めて、ダミーデータ全てを無効データとして取り扱うよ
うにしても良い。
【００８６】例えば図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すよう
に、符号化器１０１Ａから出力される出力データストリ
ームＤ８Ａを形成するＰＥＳパケツト列ＰA1、ＰA2、Ｐ
A3、ＰA4、……のうち例えばＰＥＳパケツトＰA2及びＰ
A4に無効データ部ＮＤA2及びＮＤA4が形成されており、
符号化器１０１Ｂから出力される出力データストリーム
Ｄ８Ｂを形成するＰＥＳパケツト列ＰB1、ＰB2、ＰB3、
ＰB4、……のうち例えばＰＥＳパケツトＰB1、ＰB2及び
ＰB3に無効データ部ＮＤB1、ＮＤB2及びＮＤB3が形成さ
れているとき、無効データ抜き取り部１２２（図１又は
図５）は無効データ部ＮＤA2、ＮＤA4、ＮＤB1、ＮＤB2
については図４について上述した場合と同様のダミーデ
ータ検出及び抜き取りを行うことにより、これらのダミ
ーデータ（無効データ部）のみを抜き取る。
【００８７】これに対して、ＰＥＳヘツダが指定する領
域すべてにダミーデータ（無効データ部ＮＤB3）が割り
当てられたＰＥＳパケツトＰB3については、無効データ
抜き取り部１２２は、当該ダミーデータから構成される
無効データ部ＮＤB3に加えて、当該ＰＥＳパケツトのヘ
ツダ部ＨB3も無効データ部として抜き取る。この場合、
ヘツダ部ＨB3には当該ヘツダ部ＨB3によつて指定されて
いる領域（ＰＥＳパケツトＰB3の無効データ部ＮＤB3）
に割り当てられているデータの種別（通常、画像データ
等の種別を表す）をダミーデータ（スタツフイングバイ
トデータ）を表すように符号化器１０１Ｂにおいて書き
換えられており、無効データ抜き取り部１２２は当該ヘ
ツダ部ＨB3を読み取ることにより、ＰＥＳパケツトＰB3
のヘツダＨB3によつて指定された領域のすべてにダミー
データが割り当てられていることを検出し得る。
【００８８】このように、ヘツダ部ＨB3によつて指定さ
れる領域のすべてにダミーデータが割り当てられている
場合、当該ヘツダ部ＨB3も無効データとして取り扱つて
良く、このとき無効データ抜き取り部１２２は、図７
（Ｆ）に示すように、ヘツダ部ＨB3を無効データとして
抜き取ることにより、無効データ抜き取り部１２２は、
ヘツダ部ＨB3を含むデータ削減量を無効テータ量情報Ｓ
１０として多重化制御部１２３（又は１３２）に送出す
る。かくして、多重化制御部１２３（又は１３２）は、
ヘツダ部ＨB3を含んだデータ量を無効データ量として認
識することにより、この分、サービスデータＤ１Ｘを多
重化するレートを高くしたり、又は符号化部１０１Ａ及
び１０１Ｂにおいて発生符号量を多くすることができ、
多重化効率を一段と高くすることができる。
【００８９】因みに、図７（Ｇ）及び（Ｈ）は、無効デ
ータを抜き取つた後の有効データストリームＤ８Ａ′及
びＤ８Ｂ′を示す。
【００９０】また上述の実施の形態においては、２つの
チヤンネルにそれぞれ対応させて符号化器１０１Ａ及び
１０１Ｂ並びにバツフア１０３Ａ及び１０３Ｂを設け、
２本の出力データストリームＤ８Ａ及びＤ８Ｂを多重化
処理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、チヤンネル数が３つ以上であつても良い。
この場合符号化器及びバツフアの数もチヤンネル数に対
応させて設け、当該チヤンネル数の出力データストリー
ムを上述した方法と同様に多重化処理するようにしても
良い。
【００９１】また上述の実施の形態においては、符号化
器１０１Ａ及び１０１Ｂから出力される出力データスト
リームＤ８Ａ及びＤ８ＢをそれぞれＰＥＳパケツト列か
らなるデータストリームとした場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、他の種々のデータ単位で出力す
る場合においても、本発明を適用することができる。ま
た上述の実施の形態においては、本発明をＭＰＥＧ２方
式によるデイジタル放送システムの送信装置１２０及び
１３０に適用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、他の圧縮符号化方式を適用した他
の種々の送信装置に適用するようにしても良い。
【００９２】また上述の実施の形態においては、無効デ
ータに代えて１チヤンネルのサービスデータＤ１Ｘを多
重化する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、２チヤンネル以上のサービスデータを多重化するよ
うにしても良い。この場合、符号化器１２４Ｘ及びバツ
フア１２５からなるチヤンネルを複数設けるようにすれ
ば良い。
【００９３】さらに上述の実施の形態においては、多重
化制御部１２３（又は１３２）から出力される符号発生
量制御信号Ｓ２０Ａ及びＳ２０Ｂによつて符号化器１０
１Ａ及び１０１Ｂの量子化ステツプサイズを制御する場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば符
号化器１０１Ａ及び１０１Ｂのバツフア部１４１Ａ（１
４１Ｂ）の出力段において出力するデータレートを切り
換えるようにしてもよい。
【００９４】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、入力され
たデータストリームに割り当てられている無効データを
検出すると共にこれを抜き取り、無効データが抜き取ら
れたデータストリームを多重化して出力することによ
り、有効データの多重化効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多重化装置の第１の実施の形態を
示すブロツク図である。
【図２】第１の実施の形態における符号化装置の構成を
示すブロツク図である。
【図３】ＰＥＳパケツトの構成を示す略線図である。
【図４】無効データの抜き取り処理の説明に供する略線
図である。
【図５】本発明による多重化装置の第２の実施の形態を
示すブロツク図である。
【図６】第２の実施の形態における符号化装置の構成を
示すブロツク図である。
【図７】他の実施の形態による無効データの抜き取り処
理の説明に供する略線図である。
【図８】従来の送信装置を示すブロツク図である。
【符号の説明】
１０１Ａ、１０１Ｂ、１２４……符号化装置、１２０、
１３０……送信装置、１２１、１３１……多重化装置、
１２２……無効データ抜き取り部、１２３、１３２……
多重化制御部、１２７……多重化部、１４０Ａ……符号
化部、１４１Ａ……バツフア部、１４２Ａ……制御部、
ＮＤAx、ＮＤBx……無効データ部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数チヤンネルのデータストリームを多重
    化して出力するデータ多重化装置において、 上記データストリームに割り当てられている無効データ
    を検出し抜き取る無効データ抜き取り手段と、 上記無効データが抜き取られたデータストリームを多重
    化して出力する多重化手段とを具えることを特徴とする
    データ多重化装置。
  2. 【請求項２】上記データ多重化装置は、 上記抜き取られた無効データ量を検出する無効データ量
    検出手段と、 上記無効データ量検出手段によつて検出された無効デー
    タ量に応じて所定のデータストリームを上記無効データ
    が抜き取られたデータストリームに多重化する上記多重
    化手段とを具え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】上記データ多重化装置は、 上記抜き取られた無効データ量を検出する無効データ量
    検出手段と、 上記無効データ量検出手段によつて検出された無効デー
    タ量に応じて上記データストリームに含まれる有効デー
    タの発生量を制御する制御信号を上記データストリーム
    の出力源であるデータ符号化装置に対して出力する出力
    手段とを具え、上記入力されるデータストリームに含ま
    れる無効データの量が多くなると上記データ符号化装置
    における有効データ発生量を多く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。
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