WO2009098744A1 - ストリームデータの多重化装置および多重化方法 - Google Patents

ストリームデータの多重化装置および多重化方法 Download PDF

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stream data
time
buffer memory
multiplexed
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PCT/JP2008/003379
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Inventor
Yoshiaki Mimata
Kenji Iwahashi
Tomokazu Uchida
Original Assignee
Panasonic Corporation
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    • H04N21/434—Disassembling of a multiplex stream, e.g. demultiplexing audio and video streams, extraction of additional data from a video stream; Remultiplexing of multiplex streams; Extraction or processing of SI; Disassembling of packetised elementary stream
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    • H04N21/2368—Multiplexing of audio and video streams

Definitions

  • the present invention relates to a multiplexing apparatus and a multiplexing method for multiplexing a plurality of types of stream data such as moving image data and audio data.
  • multiplexing is performed when multiple types of stream data such as moving image data and audio data are recorded on a recording medium such as a disk or sent out on a transmission path.
  • a buffer for temporarily storing stream data that has been generated (encoded) or transmitted is temporarily stored, and each stream data is stored in an amount that can be multiplexed. There is something to multiplex.
  • the first stream data (for example, moving image data) is multiplexed every time it is accumulated in the buffer by an amount that can be multiplexed, while the second stream data (for example, audio data).
  • the second stream corresponding to the first stream data (to be reproduced at the same time) at the time of multiplexing the first stream data is not immediately multiplexed even if the amount that can be multiplexed is accumulated.
  • the size of the buffer required for the multiplexing device can be kept small. Therefore, the multiplexing position of the moving image data and audio data to be reproduced at the same time tends to be separated. For this reason, the size of the buffer required for the playback device that plays back the multiplexed data increases.
  • the virtual buffer fullness must be small. Since the buffer is not multiplexed and the actual buffer fullness continues to increase, the buffer size cannot always be reduced.
  • the present invention has been made in view of the above points, and it is possible to easily reduce the buffer size and to make the multiplexed position of the stream data to be reproduced at the same time close to each other in the multiplexed data.
  • the purpose is to be.
  • An apparatus for multiplexing stream data includes: A multiplexing device for multiplexing a plurality of types of stream data, A buffer memory for temporarily storing each stream data, A multiplexing unit that multiplexes the stream data stored in each buffer memory; A multiplexing control unit that controls stream data to be multiplexed; With The multiplexing controller is A multiplexing reference time determined based on time information included in the stream data stored in the buffer memory; When there is a buffer memory that does not store stream data, the stream data to be multiplexed is controlled based on the predicted multiplexing time that is predicted as the multiplexing reference time for the stream data that is stored in the buffer memory later. It is characterized by that.
  • the stream data to be multiplexed can be easily arranged.
  • the stream data to be multiplexed can be determined even when there is unstored stream data. It is possible to multiplex quickly.
  • the buffer size can be kept small, and the multiplexed position of stream data to be reproduced at the same time in the multiplexed data can be easily approached.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a multiplexing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the buffer accumulation monitoring process.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the multiplexing control process.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a specific example of multiplexing.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a multiplexing device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the multiplexing device according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a specific example of multiplexing.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a multiplexing device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the multiplexing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the stream data to be multiplexed is, for example, audio data and video data, and the number (type) thereof is two.
  • This multiplexing apparatus includes first and second stream data generation units 101 and 111, buffer memories 102 and 112, a multiplexing control unit 103, a multiplexing unit 104, and a selector 105.
  • the first and second stream data generation units 101 and 111 are for generating stream data by encoding analog signals such as audio and video. It should be noted that the present invention is not limited to generating and outputting new stream data, but may be one that receives and outputs stream data transmitted by broadcasting or a network. Further, the first and second stream data generation units 101 and 111 are not necessarily provided in the multiplexing apparatus, and stream data may be directly input from the outside.
  • the buffer memories 102 and 112 temporarily store the stream data input from the first and second stream data generation units 101 and 111.
  • the selector 105 selects stream data stored in one of the buffer memories 102 and 112.
  • the multiplexing unit 104 multiplexes the stream data selected by the selector 105 and outputs multiplexed data composed of, for example, fixed-length packets.
  • the multiplexing control unit 103 controls selection by the selector 105 and multiplexing operation by the multiplexing unit 104. More specifically, for example, a multiplexing reference time indicated by time information such as a time stamp of the stream data and PCR (Program Clock Reference) for synchronizing the reproduction time included in the stream data stored in the buffer memory 102. Is used as a comparison time, and control is performed so that the first or second stream data is selected and multiplexed in the order of the comparison time, that is, in the order of the timing to be reproduced. If the buffer memory 102 is empty, a predicted multiplexing time is obtained as a multiplexing reference time for the next accumulated stream data, and the stream data to be multiplexed is determined using this as the comparison time. It is supposed to be.
  • the multiplexing prediction time is, for example, an average required for the amount of first and second stream data that can be multiplexed to be accumulated in the buffer memories 102 and 112 at the multiplexing reference time of the last multiplexed stream data. It is obtained by adding time (accumulation cycle such as accumulation start cycle and accumulation completion cycle).
  • the accumulation cycle is such that, for example, the first and second stream data are accumulated in the buffer memories 102 and 112 at an average constant rate (for example, encoding rate), and the multiplexed data is composed of fixed-length packets. Then, the packet length / encoding rate can be obtained.
  • the multiplexing reference time of the accumulated first and second stream data (the leading stream data when a plurality of each is accumulated) is held as a comparison time, and these are compared and multiplexed in that order. Is done. As a result, the multiplexing positions of the first and second stream data to be reproduced at the same time can be multiplexed so as to be close to each other.
  • the predicted multiplexing time is held as the comparison time for the second stream data, and the multiplexing reference time for the first stream data is more than this. If it is earlier, the first stream data is multiplexed, while if it is later, multiplexing is waited. Thus, in the former case, the first stream data is multiplexed without waiting until the second stream data is actually accumulated, whereas in the latter case, the second stream data is accumulated and multiplexed. Then, the first stream data is multiplexed.
  • the comparison prediction time is the multiplexed prediction time, so that the newly accumulated stream data is updated to update this.
  • the multiplexing reference time is obtained based on the included time information.
  • the same processing is performed on the second stream data, and the accumulation in the buffer memory 112 is monitored and the comparison time is updated.
  • Multiplex control (S111) First, it is determined whether or not the first stream data is stored in the buffer memory 102 in an amount that can be multiplexed. If not, monitoring is repeated until multiplexing is possible.
  • the first stream data is selected by the selector 105 and multiplexed by the multiplexing unit 104.
  • the same processing is performed on the second stream data, and multiplexing is performed while the comparison time is compared and updated.
  • the accumulation cycle of the first stream data is 10 and the accumulation cycle of the second stream data is 4.
  • the numbers in parentheses attached to the names of the stream data in FIG. 4 and below indicate the reference time of each stream data (for example, “0” of the first stream data (0)).
  • the first and second stream data are multiplexed in the same manner.
  • the stream data indicates two types of multiplexers.
  • the present invention is not limited to this, and three or more types of multiplexers may be configured.
  • it is determined whether accumulation from the empty state of the buffer memory is completed or multiplexing is completed for any of the stream data. That's fine.
  • the comparison time of each stream data is compared with the comparison times of all other stream data, or at least the updated comparison time is other stream data. It may be compared with the comparison time.
  • the stream data to be multiplexed is determined according to the preset priority. However, the comparison times are the same. Depending on the priority, one stream data is multiplexed if the difference is within a predetermined range even if the comparison time is late, while the other stream data has a comparison time earlier. If the difference is within a predetermined range, multiplexing may be waited. In addition, when the comparison time for comparison is the multiplexed prediction time, if the difference is within a predetermined range, multiplexing is performed, or is the comparison time for comparison the multiplexed prediction time? The predetermined range may be varied depending on how, or such control and control according to priority may be combined. Further, whether or not to multiplex may be controlled based on the buffer capacity, the accumulation amount, the type of stream data, and the like.
  • the buffer control that is normally performed such as data discard at overflow or stuffing at underflow, may be variously applied as long as there is no logical contradiction.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the multiplexing apparatus according to the second embodiment of the present invention, which differs from the configuration of FIG. 1 mainly in that it includes skip determination units 201 and 211.
  • the skip determination units 201 and 211 determine that a skip has occurred and This is transmitted to the multiplexing control unit 103.
  • the multiplexing control unit 103 forcibly updates the multiplexing reference time of the stream data on which the skip has occurred, for example, to the next multiplexing prediction time obtained by adding the accumulation period, and the comparison time and To do.
  • the other stream data is multiplexed if the comparison time is later than the comparison time before the update in the stream data on which the skip occurs, but is earlier than the comparison time after the update. Is done.
  • the buffering amount of the buffer memories 102 and 112 can be reduced. Therefore, the capacity of the buffer memories 102 and 112 can be kept small.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the multiplexing apparatus according to the third embodiment of the present invention, which is different from the configuration of FIG. 1 mainly in that buffer monitoring units 301 and 311 are provided.
  • the buffer monitoring units 301 and 311 monitor whether or not the accumulated amounts of the buffer memories 102 and 112 have reached a predetermined threshold value, and if so, the multiplexing control unit 103 determines the other stream data. For example, the comparison time is forcibly updated to the next comparison time obtained by adding the accumulation period.
  • the threshold value of the accumulation amount in the buffer monitoring units 301 and 311 is two times of multiplexing.
  • the second stream data (0), (4), and (8) are sequentially stored in the buffer memory 112 and multiplexed as described in the specific example of the first embodiment (FIG. 1).
  • the first stream data is not input and stored in the buffer memory 102 due to the occurrence of a skip at time t10.
  • the comparison time of the first stream data is not updated with the multiplexed prediction time “10”.
  • the comparison time “12” in that case is later than the comparison time “10” of the first stream data.
  • the second stream data is not multiplexed and remains stored in the buffer memory 112.
  • the multiplexing reference time (the value set as the sequential comparison time) of the second stream data (12) (16) stored in the buffer memory 112 is earlier than the updated comparison reference time. Therefore, the data is sequentially multiplexed without waiting for the first stream data (10) to be actually input.
  • the buffer memories 102 and 112 can be The capacity can be easily kept small.
  • the buffer monitoring units 301 and 311 are provided to monitor the accumulated amounts of the buffer memories 102 and 112.
  • the present invention is not limited to this, and the type of stream data, the capacity of the buffer, and the like In response to this, only one of the buffers may be monitored.
  • the threshold value of the accumulation amount is not limited to the same for each buffer and can be set variously.
  • addition value when the comparison time is forcibly updated is not limited to the above-described accumulation cycle, and may be any value that can at least reduce the accumulation amount of the buffer.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the multiplexing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, which is different from the configuration of FIG. 1 mainly in that timer monitoring units 401 and 411 are provided.
  • the timer monitoring units 401 and 411 have built-in timers, and notify the multiplexing control unit 103 that the stream data has not arrived when the stream data has not arrived in the buffer memories 102 and 112 for a certain period of time. To do.
  • the multiplexing control unit 103 forcibly updates the comparison time of the unarrived stream data to the next comparison time.
  • the stream data stored in the other buffer memories 102 and 112 can be quickly multiplexed.
  • unmonitored monitoring may be performed only for one of the buffers.
  • the constituent elements described in each embodiment or modification may be combined in various ways as long as it is logically possible.
  • the comparison time may be updated when any of stream data generation skip, buffer memory accumulation amount increase, or stream data non-arrival occurs.
  • multiplexing reference time and the multiplexing prediction time are not limited to being held as comparison times, but may be obtained, for example, as needed or referenced from accumulated stream data.
  • the multiplexing device and the multiplexing method according to the present invention have an effect that the buffer size can be reduced and the multiplexing position of the stream data to be reproduced at the same time can be easily approached in the multiplexed data.
  • it is useful as a multiplexing device and a multiplexing method for multiplexing a plurality of types of stream data such as moving image data and audio data.

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Abstract

　バッファメモリに蓄積された第１ストリームデータは、第１、第２ストリームデータの比較用時刻が比較されて（Ｓ１１３）、第１ストリームデータの方が早ければ、多重化される（Ｓ１１４）一方、遅ければ多重化は待機される。上記比較用時刻は、各ストリームデータがバッファメモリに蓄積されている場合には、それらのストリームデータに含まれる時間情報等に基づいて得られた、そのストリームデータの再生タイミングを示す多重化基準時刻が用いられる一方（Ｓ１１６）、蓄積されていない場合には、次に蓄積されるストリームデータの多重化基準時刻として予測される多重化予測時刻が用いられる（Ｓ１１７）。そこで、小さいバッファサイズでも、同時刻に再生すべきストリームデータを整列されて多重化されやすくなる。

Description

ストリームデータの多重化装置および多重化方法
　本発明は、例えば動画データや音声データ等の複数種類のストリームデータを多重化する多重化装置および多重化方法に関するものである。
　例えば、ディジタルカメラなどでは、動画データや音声データ等の複数種類のストリームデータがディスクなどの記録媒体に記録されたり、伝送路上に送り出されたりする際には、多重化が行われる。
　従来の多重化装置としては、例えば、生成（符号化）されたり伝送されたりして入力されたストリームデータを一旦蓄積するバッファを備え、各ストリームデータがそれぞれ多重化可能な量だけ蓄積されるごとに多重化するものがある。
　また、別の多重化装置としては、第１ストリームデータ（例えば動画データ）については、多重化可能な量だけバッファに蓄積されるごとに多重化する一方、第２のストリームデータ（例えば音声データ）は、多重化可能な量だけ蓄積されても直ちには多重化せず、第１ストリームデータを多重化する時点で、その第１ストリームデータに対応する（同時刻に再生されるべき）第２ストリームデータを多重化するものがある。
　さらに、ストリームデータがバースト的に入力される場合でも、ストリームデータの符号化レート等に基づく演算によって仮想的なバッファ充足量を求め、これに基づいて多重化のタイミングを制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９－１３９７２０号公報
　しかしながら、各ストリームデータがそれぞれ多重化可能な量だけ蓄積されるごとに多重化する多重化装置では、その多重化装置に必要とされるバッファのサイズを小さく抑えることはできるが、多重化データにおける、同時刻に再生すべき動画データと音声データ等の多重化位置が離れがちになる。そのため、多重化されたデータを再生する再生装置に必要なバッファのサイズが大きくなる。
　一方、第１ストリームデータの多重化時点まで第２ストリームデータの多重化を待つ装置では、第２ストリームデータをバッファリングするバッファのサイズを大きくする必要がある。特に、第１ストリームデータが多重化される時点の間隔が長くなるほど、バッファサイズを大きくする必要がある。
　また、仮想的なバッファ充足量に基づいて多重化のタイミングを制御する装置では、ストリームデータがバースト的に入力されて実際のバッファ充足量が多くなっても、仮想的なバッファ充足量が少なければ多重化されないことになり、実際のバッファ充足量が増加し続けるため、必ずしもバッファサイズを小さくできるとは限らない。
　本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、バッファサイズを小さく抑え、しかも、多重化データにおける、同時刻に再生すべきストリームデータの多重化位置を近づけることなどが容易にできるようにすることを目的としている。
　上記の課題を解決するため、
　本発明の例のストリームデータの多重化装置は、
　複数種類のストリームデータを多重化する多重化装置であって、
　それぞれ、各ストリームデータを一旦蓄積するバッファメモリと、
　各バッファメモリに蓄積されたストリームデータを多重化する多重化部と、
　多重化するストリームデータを制御する多重化制御部と、
　を備え、
　上記多重化制御部は、
　　バッファメモリに蓄積されたストリームデータに含まれる時間情報に基づいて求められた多重化基準時刻と、
　　ストリームデータが蓄積されていないバッファメモリがある場合に、後にそのバッファメモリに蓄積されるストリームデータの多重化基準時刻として予測される多重化予測時刻と
　　に基づいて、多重化するストリームデータを制御することを特徴とする。
　これにより、例えば、多重化基準時刻が比較されて、多重化されるストリームデータが決定されることにより、多重化されるストリームデータが整列されやすくなる。また、多重化基準時刻と多重化予測時刻とが比較されて多重化されるストリームデータが決定されることにより、蓄積されていないストリームデータがある場合でも、多重化するストリームデータを決定することができ、迅速に多重化を進めることができる。
　本発明によれば、バッファサイズを小さく抑え、しかも、多重化データにおける、同時刻に再生すべきストリームデータの多重化位置を近づけることなどが容易にできる。
図１は、実施形態１の多重化装置の構成を示すブロック図である。 図２は、同、バッファ蓄積監視処理を示すフローチャートである。 図３は、同、多重化制御処理を示すフローチャートである。 図４は、同、多重化の具体例を示す説明図である。 図５は、実施形態２の多重化装置の構成を示すブロック図 図６は、実施形態３の多重化装置の構成を示すブロック図 図７は、同、多重化の具体例を示す説明図である。 図８は、実施形態４の多重化装置の構成を示すブロック図
符号の説明
　　　　１０１，１１１　　第１、第２ストリームデータ生成部
　　　　１０２，１１２　　バッファメモリ
　　　　１０３　　　　　　多重化制御部
　　　　１０４　　　　　　多重化部
　　　　１０５　　　　　　セレクタ
　　　　２０１，２１１　　スキップ判断部
　　　　３０１，３１１　　バッファ監視部
　　　　４０１，４１１　　タイマ監視部
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、他の実施形態と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
　《発明の実施形態１》
　図１は、本発明に係る実施形態１の多重化装置の構成を示すブロック図である。説明簡略化のため、以下の例では多重化されるストリームデータが、例えば音声データと映像データなどであり、その数（種類）が２つであるとして説明する。
　この多重化装置は、第１、第２ストリームデータ生成部１０１，１１１と、バッファメモリ１０２，１１２と、多重化制御部１０３と、多重化部１０４と、セレクタ１０５とを備えている。
　第１、第２ストリームデータ生成部１０１，１１１は、音声や映像等のアナログ信号を符号化してストリームデータを生成するものである。なお、新たなストリームデータを生成して出力するのに限らず、放送やネットワークなどで伝送されたストリームデータを受信して出力するものなどが用いられてもよい。また、第１、第２ストリームデータ生成部１０１，１１１は必ずしも多重化装置に備えられなくてもよく、ストリームデータが外部から直接入力されるなどしてもよい。
　バッファメモリ１０２，１１２は、第１、第２ストリームデータ生成部１０１，１１１から入力されたストリームデータを一旦蓄積するものである。セレクタ１０５は、バッファメモリ１０２，１１２の一方に蓄積されているストリームデータを選択するものである。多重化部１０４は、セレクタ１０５によって選択されたストリームデータを多重化して、例えば固定長のパケットから成る多重化データを出力するものである。
　多重化制御部１０３は、上記セレクタ１０５による選択、および多重化部１０４による多重化動作を制御するようになっている。より詳しくは、バッファメモリ１０２に蓄積されているストリームデータに含まれる、例えばストリームデータのタイムスタンプや、再生時刻を同期させるためのＰＣＲ（Program Clock Reference）などの時間情報によって示される多重化基準時刻を比較用時刻として、この比較用時刻の順に、すなわち、再生すべきタイミングの順に、第１または第２ストリームデータが選択されて多重化されるように制御する。また、バッファメモリ１０２が空の場合には、次に蓄積されるストリームデータの多重化基準時刻として予測される多重化予測時刻を求め、これを上記比較用時刻として多重化されるストリームデータを決定するようになっている。
　上記多重化予測時刻は、例えば、最後に多重化したストリームデータの多重化基準時刻に、多重化可能な量の第１、第２ストリームデータがバッファメモリ１０２，１１２に蓄積されるのに要する平均時間（蓄積開始周期や蓄積完了周期等の蓄積周期）を加算して求められる。また、上記蓄積周期は、例えば、第１、第２ストリームデータが平均的に一定のレート（例えば符号化レート）でバッファメモリ１０２，１１２に蓄積され、多重化データが固定長のパケットから成るとすると、パケット長／符号化レートとして求めることなどができる。
　すなわち、蓄積されている第１、第２ストリームデータ（それぞれ複数蓄積されているときは先頭のストリームデータ）の多重化基準時刻が比較用時刻として保持され、これらが比較されて、その順に多重化される。これにより、同時刻に再生すべき第１、第２のストリームデータの多重化位置が互いに近くなるように多重化できる。
　また、例えば第２ストリームデータがバッファメモリ１１２に蓄積されていない場合には、第２ストリームデータの比較用時刻としては多重化予測時刻が保持され、これよりも第１ストリームデータの多重化基準時刻の方が早い場合には、第１ストリームデータが多重化される一方、遅い場合には、多重化が待機される。これにより、前者の場合には、実際に第２ストリームデータが蓄積されるまで待つことなく第１ストリームデータが多重化される一方、後者の場合には、第２ストリームデータが蓄積されて多重化された後に、第１ストリームデータが多重化される。それゆえ、バッファメモリ１０２，１１２の容量を小さく抑えつつ、多重化順序の逆転を防止したり、逆転する場合でも多重化位置のずれを小さく抑えたりするなど、同時刻のパケットをより整列させて多重化することができる。
　次に、上記のような制御のための具体的な処理内容の例を図２、図３に基づいて説明する。これらの処理は、ストリームデータごとに、繰り返し実行されるが、以下では、主として第１ストリームデータに対して実行される場合として説明する。
　（バッファ蓄積監視）
　（Ｓ１０１）　まず、第１ストリームデータ生成部１０１により生成された第１ストリームデータが、多重化可能な量だけバッファメモリ１０２に格納されたかどうかが判定され、格納されていなければ、この監視が繰り返される。
　（Ｓ１０２）　バッファメモリ１０２に多重化可能な量だけのストリームデータが格納されると、その蓄積前にバッファメモリ１０２が空だったかどうかが判定され、空でなければ、比較用時刻としては、既に蓄積されている先頭のストリームデータについての多重化基準時刻をそのまま比較に用いればよいので、上記（Ｓ１０１）に戻り、さらに監視が繰り返される。
　（Ｓ１０３）　一方、上記蓄積前にバッファメモリ１０２が空だった場合には、比較用時刻として保持されていたのは多重化予測時刻なので、これを更新すべく、新たに蓄積されたストリームデータに含まれる時間情報に基づいて多重化基準時刻が求められる。
　（Ｓ１０４）　比較用時刻として保持されていた多重化予測時刻が、上記求められた多重化基準時刻に更新される。以下、上記（Ｓ１０１）以降の処理が繰り返される。
　同じ処理は第２ストリームデータに対しても行われ、バッファメモリ１１２への蓄積の監視、比較用時刻の更新が行われる。
　（多重化制御）
　（Ｓ１１１）　まず、バッファメモリ１０２に第１ストリームデータが多重化可能な量だけ蓄積されているかどうかが判定され、蓄積されていなければ、多重化可能になるまで監視が繰り返される。
　（Ｓ１１２）　一方、蓄積されていれば、次に、何れかのストリームデータについて、バッファメモリ１０２，１１２が空の状態から多重可能な量だけの蓄積が完了したか、または後述する多重化が完了したかどうかが判定され、何れもなされていなければ、（Ｓ１１１）に戻ってバッファメモリ１０２への蓄積の監視が繰り返される。一方、何れかがなされていれば、以下の処理が行われる。すなわち、何れかがなされている場合には、そのストリームデータについての比較用時刻が更新されるので、これに対して以下の比較（Ｓ１１３）が行われる。なお、必ずしも、このような判定が行われるようにするのに限らず、例えば、各バッファメモリ１０２，１１２にストリームデータが蓄積されている場合には常に（Ｓ１１３）の比較が行われるようにしたりしてもよい。
　（Ｓ１１３）　第１、第２ストリームデータの比較用時刻が比較され、第１ストリームデータの比較用時刻の方が早ければ、第１ストリームデータを多重化すべく（Ｓ１１４）に移行する一方、遅ければ、多重化を待機すべく（Ｓ１１１）に戻る。すなわち、比較用時刻がより早いストリームデータの多重化を優先させる。ここで、第１、第２ストリームデータの比較用時刻が互いに等しい場合には、例えば、あらかじめ設定されたストリームデータごとの優先度に従って第１ストリームデータの方が先に多重化される。なお、これに限らず、先に（Ｓ１１３）の判定処理が実行された方が多重化されるようにしたりしてもよい。
　（Ｓ１１４）　セレクタ１０５によって第１ストリームデータが選択され、多重化部１０４によって多重化される。
　（Ｓ１１５）　上記多重化後、バッファメモリ１０２に、さらに多重化可能な量の第１ストリームデータが残っているかどうかが判定され、残っていれば（Ｓ１１６）に移行する一方、残っていなければ（Ｓ１１７）に移行する。
　（Ｓ１１６）　バッファメモリ１０２に多重化可能な量の第１ストリームデータが残っていれば、その（複数回多重化可能な量であれば先頭の）第１ストリームデータに含まれる時間情報に基づいて多重化基準時刻が求められ、これによって比較用時刻が更新された後、（Ｓ１１２）以降の処理が繰り返される。すなわち、実際に蓄積されている第１ストリームデータの多重化基準時刻によって、その第１ストリームデータを多重化するかどうかの判定がなされる。
　（Ｓ１１７）　一方、バッファメモリ１０２が空になれば、前記のように多重化予測時刻が求められ、これによって比較時刻が更新された後、（Ｓ１１２）以降の処理が繰り返される。すなわち、実際に第１ストリームデータが蓄積されていない場合でも、他のストリームデータの多重化をすべきかどうかの判定が多重化予測時刻に基づいてなされる。
　同じ処理は第２ストリームデータに対しても行われ、比較用時刻が比較、更新されつつ、多重化が行われる。
　上記のような制御によって行われる多重化の具体的な例を図４に基づいて説明する。この例では、第１ストリームデータの蓄積周期を１０、第２ストリームデータの蓄積周期を４として説明する。また、図４および以下でストリームデータの名称に付した括弧内の数字は、各ストリームデータの基準時刻を示す（例えば第１ストリームデータ（０）の“０”など）。
　まず、時刻ｔ０で、第１、第２ストリームデータ（０）の蓄積が共に完了したとすると、これらの多重化基準時刻“０”が、それぞれのストリームデータのバッファ蓄積監視処理（図２）で比較用時刻として保持される（Ｓ１０１～Ｓ１０４）。
　また、それぞれのストリームデータの多重化制御処理で、各ストリームデータの蓄積の有無の確認等が行われた後（Ｓ１１１～Ｓ１１２）、それぞれの比較時刻（多重化予測時刻）が比較される（Ｓ１１３）。そこで、第１、第２ストリームデータの比較用時刻が共に“０”で等しいことから、前述のとおり、第１ストリームデータ（０）が多重化される一方（Ｓ１１４）、第２ストリームデータ（０）についての多重化は待機される。第１ストリームデータの多重化が完了するとバッファメモリ１０２は空になるので（Ｓ１１５）、多重化が完了した第１ストリームデータ（０）の多重化基準時刻“０”と蓄積周期“１０”とが加算された多重化予測時刻“０＋１０＝１０”が比較用時刻として保持される（Ｓ１１７）。
　第１ストリームデータ（０）の多重化完了後、第２ストリームデータの多重化制御処理においては、第２ストリームデータ（０）の比較用時刻“０”の方が第１ストリームデータの比較用時刻“１０”より早くなるため（Ｓ１１３）、第２ストリームデータ（０）が多重化される（Ｓ１１４）。第２ストリームデータ（０）の多重化が完了すると、新たな多重化予測時刻“０＋４＝４”が比較用時刻として保持される（Ｓ１１７）。
　その後、時刻ｔ４で、次の第２ストリームデータ（４）の蓄積が完了すると、その多重化基準時刻“４”が比較用時刻として保持される（この例では結果の数値は同じ。）（Ｓ１０１～Ｓ１０４）。この場合には、上記第２ストリームデータの比較用時刻“４”の方が第１ストリームデータの比較用時刻“１０”より早いので（Ｓ１１１～Ｓ１１３）、次の第１ストリームデータが蓄積されるのを待つことなく、第２ストリームデータ（４）が多重化される（Ｓ１１４）。多重化後、多重化予測時刻“４＋４＝８”が第２ストリームデータの比較用時刻として保持される（Ｓ１１７）。
　以下、同様にして第１、第２ストリームデータが多重化される。
　なお、上記の例ではストリームデータが２種類の多重化装置を示したが、これに限らず３種類以上の多重化装置を構成してもよい。具体的には、例えば図３の（Ｓ１１２）において、全てのストリームデータのうちの何れかに対して、バッファメモリが空の状態からの蓄積が完了したか多重化が完了したかが判定されればよい。また、（Ｓ１１３）においては、各ストリームデータの比較用時刻と、それぞれ他の全てのストリームデータの比較用時刻とが比較されるようにしたり、または少なくとも更新された比較用時刻が他のストリームデータの比較用時刻と比較されるようにすればよい。
　また、上記の例では第１、第２ストリームデータの比較用時刻が等しい場合に、あらかじめ設定された優先度に従って多重化されるストリームデータが決定される例を示したが、比較用時刻が等しい場合に限らず、優先度に応じて、一方のストリームデータは、比較用時刻が遅くても差が所定の範囲内であれば多重化される一方、他方のストリームデータは比較用時刻が早くても差が所定の範囲内であれば多重化が待機されるようにしてもよい。また、比較対象の比較用時刻が多重化予測時刻である場合に、上記差が所定の範囲内であれば多重化されるようにしたり、比較対象の比較用時刻が多重化予測時刻であるかどうかに応じて上記所定の範囲を異ならせたりしてもよく、また、そのような制御と優先度に応じた制御とを組み合わせたりしてもよい。さらに、バッファの容量や蓄積量、ストリームデータの種類などにも基づいて、多重化されるかどうかが制御されるようにしてもよい。
　また、通常行われるバッファ制御等、例えばオーバフロー時のデータ破棄やアンダフロー時のスタッフィングなども、論理的に矛盾しない限り、種々適用してもよい。
　《発明の実施形態２》
　図５は、本発明に係る実施形態２の多重化装置の構成を示すブロック図であり、図１の構成とは、主としてスキップ判断部２０１，２１１を有している点で異なっている。この多重化装置では、第１、第２ストリームデータ生成部１０１，１１１において何らかの理由でストリームデータが生成できなかった場合は、スキップ判断部２０１，２１１がスキップが発生したと判断し、その発生を多重化制御部１０３に伝える。多重化制御部１０３はこれを受けて、スキップが発生した方のストリームデータの多重化基準時刻を、例えば蓄積周期を加算した次の多重化予測時刻に強制的に更新して、比較用時刻とする。
　そこで、他方のストリームデータは、その比較用時刻が上記スキップが発生した方のストリームデータにおける更新前の比較用時刻と比べれば遅かったとしても、更新後の比較用時刻よりも早ければ、多重化される。このように速やかな多重化が行われることによって、バッファメモリ１０２，１１２のバッファリング量を減少させることができる。したがって、バッファメモリ１０２，１１２の容量を小さく抑えることができる。
　《発明の実施形態３》
　図６は、本発明に係る実施形態３の多重化装置の構成を示すブロック図であり、図１の構成とは、主としてバッファ監視部３０１，３１１を有している点で異なっている。この多重化装置では、バッファ監視部３０１，３１１は、バッファメモリ１０２，１１２の蓄積量が所定の閾値に達したかどうか監視し、達した場合に、多重化制御部１０３が他方のストリームデータの比較用時刻を例えば蓄積周期を加算した次の比較用時刻に強制的に更新するようになっている。
　具体的な動作の例を図７に基づいて説明する。ここで、バッファ監視部３０１，３１１における上記蓄積量の閾値は多重化２回分であるとする。
　この例では、第２ストリームデータ（０）（４）（８）については、実施形態１（図１）の具体例で説明したのと同様に順次バッファメモリ１１２に蓄積され、多重化される。一方、第１ストリームデータは、ｔ１０の時点でスキップの発生等によって入力されずバッファメモリ１０２に蓄積されなかったとする。その場合、第１ストリームデータの比較用時刻は多重化予測時刻“１０”のまま更新されないことになる。
　そこで、ｔ１２の時点で次の第２ストリームデータ（１２）が入力されて蓄積されても、その場合の比較用時刻“１２”は第１ストリームデータの比較用時刻“１０”よりも遅いので、第２ストリームデータの多重化は行われず、バッファメモリ１１２に蓄積されたままの状態となる。
　次に、ｔ１６の時点で第２ストリームデータ（１６）が入力されて蓄積されると、蓄積量が多重化２回分に達することになるので、バッファ監視部３１１は蓄積量が閾値に達したことを多重化制御部１０３に伝える。そこで、第１ストリームデータの比較用時刻は例えば蓄積周期を加算された“１０＋１０＝２０”に更新される。この場合、バッファメモリ１１２に蓄積されている第２ストリームデータ（１２）（１６）の多重化基準時刻（順次比較用時刻にされる値）は何れも上記更新された比較用基準時刻よりも早いことになるので、実際に第１ストリームデータ（１０）が入力されるのを待つことなく、順次多重化される。
　上記のように、例えば、第１ストリームデータの生成がスキップされるなどによりバッファメモリ１０２に到着しない状態が続いたり、第２ストリームデータがバースト的に到着するなどして、バッファメモリ１１２の蓄積量が多くなった場合などでも、実施形態２で説明したのと同様に、蓄積量が閾値を超えるなどした第２ストリームデータを速やかに多重化させることができるので、やはり、バッファメモリ１０２，１１２の容量を容易に小さく抑えることができる。
　なお、上記の例では、バッファ監視部３０１，３１１を設けてバッファメモリ１０２，１１２の蓄積量が何れも監視される例を示したが、これに限らず、ストリームデータの種類やバッファの容量などに応じて、何れかのバッファだけが監視されるようにしたりしてもよい。
　また、バッファごとに蓄積量の閾値は同一に限らず種々設定可能である。
　また、強制的に比較用時刻を更新する際の加算値は、上記のような蓄積周期に限らず、少なくともバッファの蓄積量を減少させ得る値であればよい。
　《発明の実施形態４》
　図８は、本発明に係る実施形態４の多重化装置の構成を示すブロック図であり、図１の構成とは、主として、タイマ監視部４０１，４１１を有している点で異なっている。この多重化装置では、タイマ監視部４０１，４１１は、タイマを内蔵し、各バッファメモリ１０２，１１２にストリームデータが一定期間以上到着しなかった場合、多重化制御部１０３にストリームデータ未着を通知する。多重化制御部１０３は、これを受けて、未着のストリームデータの比較用時刻を、次の比較用時刻に強制的に更新させる。これにより、やはり他方のバッファメモリ１０２，１１２に蓄積されているストリームデータを速やかに多重化させることができる。
　なお、本実施形態４においても、未着の監視は、何れかのバッファに対してだけ行われるようにしたりしてもよい。
　また、各実施形態や変形例で説明した構成要素は、論理的に可能な限り、種々組み合わせてもよい。具体的には、例えば、ストリームデータ生成のスキップ、バッファメモリ蓄積量増大、ストリームデータ未着の何れが生じた場合でも、比較用時刻の更新が行われるようにしたりしてもよい。
　また、多重化基準時刻や多重化予測時刻は、比較用時刻として保持されるのに限らず、例えば必要に応じて求められたり蓄積されているストリームデータから参照されたりするようにしてもよい。
　本発明にかかる多重化装置および多重化方法は、バッファサイズを小さく抑え、しかも、多重化データにおける、同時刻に再生すべきストリームデータの多重化位置を近づけることなどが容易にできる効果を有し、例えば動画データや音声データ等の複数種類のストリームデータを多重化する多重化装置および多重化方法等として有用である。

Claims (18)

  1. 　複数種類のストリームデータを多重化する多重化装置であって、
    　それぞれ、各ストリームデータを一旦蓄積するバッファメモリと、
    　各バッファメモリに蓄積されたストリームデータを多重化する多重化部と、
    　多重化するストリームデータを制御する多重化制御部と、
    　を備え、
    　上記多重化制御部は、
    　　バッファメモリに蓄積されたストリームデータに含まれる時間情報に基づいて求められた多重化基準時刻と、
    　　ストリームデータが蓄積されていないバッファメモリがある場合に、後にそのバッファメモリに蓄積されるストリームデータの多重化基準時刻として予測される多重化予測時刻と
    　　に基づいて、多重化するストリームデータを制御することを特徴とする多重化装置。
  2. 　請求項１の多重化装置であって、
    　上記多重化部は、各バッファメモリに蓄積されたストリームデータを固定長のデータ単位で多重化することを特徴とする多重化装置。
  3. 　請求項１の多重化装置であって、
    　上記バッファメモリに蓄積されるストリームデータは、平均的に一定のレートで与えられることを特徴とする多重化装置。
  4. 　請求項１の多重化装置であって、
    　上記多重化制御部は、第１および第２のストリームデータがバッファメモリに蓄積されている場合に、多重化基準時刻が早い方の第１のストリームデータを多重化させることを特徴とする多重化装置。
  5. 　請求項４の多重化装置であって、
    　上記多重化制御部は、バッファメモリに蓄積されている第１のストリームデータの多重化基準時刻が、バッファメモリに蓄積されていない第２のストリームデータについて予測される多重化予測時刻よりも早い場合に、第１のストリームデータを多重化させることを特徴とする多重化装置。
  6. 　請求項４の多重化装置であって、
    　上記多重化制御部は、さらに、上記多重化基準時刻どうしの差が、あらかじめ設定された所定の範囲内である場合に、第１のストリームデータを多重化させることを特徴とする多重化装置。
  7. 　請求項５の多重化装置であって、
    　上記多重化制御部は、さらに、上記多重化基準時刻と多重化予測時刻との差が、あらかじめ設定された所定の範囲内である場合に、第１のストリームデータを多重化させることを特徴とする多重化装置。
  8. 　請求項１の多重化装置であって、
    　上記多重化制御部は、バッファメモリが空になる際に多重化されたストリームデータの多重化基準時刻に所定の加算時間を加算して、上記多重化予測時刻を更新することを特徴とする多重化装置。
  9. 　請求項８の多重化装置であって、
    　上記所定の加算時間は、ストリームデータの蓄積周期であることを特徴とする多重化装置。
  10. 　請求項１の多重化装置であって、
    　上記多重化制御部は、さらに、上記複数種類のストリームデータごとの優先度に基づいて、ストリームデータを多重化させることを特徴とする多重化装置。
  11. 　請求項１の多重化装置であって、
    　上記多重化制御部は、空のバッファメモリに蓄積されることが予定されるストリームデータに欠落が生じた場合に、上記多重化予測時刻を更新することを特徴とする多重化装置。
  12. 　請求項１の多重化装置であって、
    　上記多重化制御部は、バッファメモリの蓄積量が、あらかじめ設定された所定量に達した場合に、他の空のバッファメモリに対応するストリームデータの多重化予測時刻を更新することを特徴とする多重化装置。
  13. 　請求項１の多重化装置であって、
    　上記多重化制御部は、空のバッファメモリにストリームデータの蓄積されない時間が、あらかじめ設定された所定の時間に達した場合に、上記多重化予測時刻を更新することを特徴とする多重化装置。
  14. 　複数種類のストリームデータを多重化する多重化方法であって、
    　多重化するストリームデータを決定する多重化制御ステップと、
    　多重化制御ステップの決定に従って、バッファメモリに蓄積されたストリームデータを多重化する多重化ステップと、
    　を有し、
    　上記多重化制御ステップは、
    　　バッファメモリに蓄積されたストリームデータに含まれる時間情報に基づいて求められた多重化基準時刻と、
    　　ストリームデータが蓄積されていないバッファメモリがある場合に、後にそのバッファメモリに蓄積されるストリームデータの多重化基準時刻として予測される多重化予測時刻と
    　　に基づいて、多重化するストリームデータを決定することを特徴とする多重化方法。
  15. 　請求項１４の多重化方法であって、
    　上記多重化制御ステップは、さらに、上記複数種類のストリームデータごとの優先度に基づいて、多重化するストリームデータを決定することを特徴とする多重化方法。
  16. 　請求項１４の多重化方法であって、
    　上記多重化制御ステップは、空のバッファメモリに蓄積されることが予定されるストリームデータに欠落が生じた場合に、上記多重化予測時刻を更新することを特徴とする多重化方法。
  17. 　請求項１４の多重化方法であって、
    　上記多重化制御ステップは、バッファメモリの蓄積量が、あらかじめ設定された所定量に達した場合に、他の空のバッファメモリに対応するストリームデータの多重化予測時刻を更新することを特徴とする多重化方法。
  18. 　請求項１４の多重化方法であって、
    　上記多重化制御ステップは、空のバッファメモリにストリームデータの蓄積されない時間が、あらかじめ設定された所定の時間に達した場合に、上記多重化予測時刻を更新することを特徴とする多重化方法。
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