(57)【要約】【課題】  複数のビデオ信号を同時に伝送する際の帯域幅の利用を改善する。【解決手段】  本発明は、各チャンネル・ビデオ・セグメントが、対応する各チャンネル・ビデオ・エンコーダ７０９によって処理されて、規定フレーム・タイプのグループに構成された各フレームに符号化されるマルチ・チャンネル・ビデオ伝送システムに於いて、様々なチャンネル間で、規定フレーム・タイプの処理について、時間的スタガー配列を行う装置に関する。一実施例では、この装置は、各チャンネル・ビデオ・エンコーダ７０９に対応するリセット信号を同期化するフレーム・カウンタ７０１と、個々の対応するチャンネルについて、選択されたフレーム・スタガー配列に対応する各チャンネル・ビデオ・エンコーダにタイミング・オフセットを付与する手段とを含んでいる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各チャンネル・ビデオ・セグメントが、対応する各チャンネル・ビデオ・エンコーダ（７０９）により処理されて、規定フレーム・パターンを有する各フレーム・グループに構成された複数のフレームに符号化されるマルチ・チャンネル・ビデオ伝送システムに於いて、各チャンネル間で、前記フレーム・グループのうちの対応するものを時間的にスタガー配列する装置であって、
前記各チャンネル・ビデオ・エンコーダ（７０９）に対応するリセット信号を同期化するフレーム・カウンタ（７０１）と、
前記各チャンネル・ビデオ・エンコーダのうち、前記各チャンネルの所定のチャンネルについて選択されたフレーム・スタガー配列に対応するチャンネル・ビデオ・エンコーダにタイミング・オフセットを付与する手段と、
を含む、前記スタガー配列する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国仮特許出願第６０／４２６，６４６号（出願日は２００２年１１月１５日、発明の名称は「スタガー配列統計的多重化のための方法およびシステム（ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＳＴＡＧＧＥＲＥＤ  ＳＴＡＴＩＳＴＩＣＡＬ  ＭＵＬＴＩＰＬＥＸＩＮＧ）」）の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般に、ディジタル・ビデオ信号の符号化／圧縮に関し、詳しくは、複数のビデオ信号を同時に伝送する際の帯域幅の利用の改善に関する。
【背景技術】
【０００３】
ビデオ信号は、本来非常に複雑であり、このような信号を伝送するように構成された伝送媒体に対して、相当な資源（帯域幅と伝送電力の両方）を要求する。帯域幅（しばしば電力も）は、一般に限られた資源（リソース）であるため、ビデオ信号を伝送する前に圧縮し、必要な伝送帯域幅を低減する様々な技術が開発されている。一般に、それらの技術は、先ずビデオ信号をディジタル化することにより、圧縮処理の効率を高め、更に、エラー補正を含むその他の伝送処理の効率を高めている。
【０００４】
ディジタル・ビデオ信号の圧縮と符号化について広く使用されている技法としては、ＩＳＯ１３８１８−２に解説され体系化されているＭＰＥＧ―２がある。ＭＰＥＧ―２技法は、ＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ：アドバンスト・テレビジョン・システム委員会）が採用している高度化テレビジョン・システム規格の一部を構成しているが、また、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）に準拠する素材（マテリアル）の伝送および／またはレコーディング（記録）、特に、ケーブル伝送、衛星伝送、および、ＤＶＤレコーディングにも、広く使用されている。符号化／圧縮のアルゴリズムのＭＰＥＧ系の新しい技法で、ＭＰＥＧ―４と称されるものは、帯域幅の圧縮を大幅に改善できるが、ＡＴＳＣ或いはＮＴＳＣのテレビジョン用には、未だ採用されていない。
【０００５】
複数の実質的に互いに無関係であるビデオ信号を、共通伝送媒体、例えば、放送テレビジョン・チャンネル或いはＣＡＴＶチャンネル等を介して、同時に伝送する場合、「統計的多重化（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）」として知られる技術を使用して、必要な伝送帯域幅を更に低減できる。統計的多重化（これ以降、「ｓｔａｔ  ｍｕｘ」と略記することもある）の基本的な思想は、複数の信号または複数のチャンネルの間で、トータルな伝送帯域幅を動的に広げることである。例えば、所定の時点で、チャンネル３が、込み入った、即ち、複雑なシーンのために、より多くのビット／ピクセル数を必要とする一方、チャンネル５がそれ程多くのビット／ピクセル数を必要としない場合、統計的多重化は、チャンネル３に対して、チャンネル５よりも多くのビットを割り当てる（チャンネル５からビットを借用する）。この状況は常に変化しており、従って、統計的多重化のコントローラは、所定のチャンネルに於けるビデオ複雑度の変化に迅速に対応できるように設計する必要がある。
【０００６】
ビデオ複雑度は非常にバースティ（ｂｕｒｓｔｙ）（データ・レートが変わりやすいこと）であり、統計的多重化（ｓｔａｔ  ｍｕｘ）により、放送事業者は、所定のチャンネルに於ける複雑度の高いビデオ・セグメントの期間の間、高品質な映像を提供できる。更に一層有益な事として、放送事業者は、より多くのビデオ・チャンネルを１つの伝送帯域幅に収めることが出来る。即ち、殆どのチャンネルに於いて平均ビデオ複雑度が低いことを利用して、割り増しのスペースを作り、ビデオ・チャンネル数を増やすことが出来る。
【０００７】
しかし、どのチャンネルが最も多くのビットを受けるべきであるかを判定するのは困難であり、特に放送用リアルタイム符号化システムに於いて、困難である。既知の解決法の殆どは、各チャンネルに於ける入力ビデオ・フレームから複雑度を測定して、一定数のビットを、当該チャンネル上の次のグループの画像（通常、１２または１５ビデオ・フレーム）或いは、時として、次の１画像に、割り当てる。これらのシステムはフレーム同期していないため（たとえ、フレーム同期していたとしても）、どの任意の統計的多重化（ｓｔａｔ  ｍｕｘ）割り当て時に於いても、ビットを要求するフレームのタイプは、不決定である。
【０００８】
本願の譲受人であるトムソン・コンシューマ・エレクトロニクス（Ｔｈｏｍｓｏｎ  Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）社が、衛星テレビジョン・サービス用に開発した既知の統計的多重化システムは、分散されたハードウェアのビデオ・エンコーダと共に、標準規格ＭＰＥＧ―２システム内で動作する。しかし、このシステムで統計的多重化を実施するには難点がある。それは、ＭＰＥＧ―２ビデオ・エンコーダの各々は、それ自身のレート制御システムを備えており、統計的多重化は、その制御システムの上に階層化する必要がある点である。ビットの割り当てはＧＯＰレベルのみで行われ、フレーム・レベルの同期化は、不可能である。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、各チャンネル・ビデオ・セグメントが、対応する各チャンネル・ビデオ・エンコーダにより処理されて、規定フレーム・パターンを有する各フレーム・タイプに構成された複数のフレームに符号化されるマルチ・チャンネル・ビデオ伝送システムに於いて使用される装置と方法である。共通伝送媒体を介して同時に伝送される複数のチャンネル間で、フレーム伝送整列が調整される。規定フレーム・タイプが、各チャンネルでの伝送について、調整されて、他のチャンネル内の同じ規定フレーム・タイプと時間的に整列しないようにされる。
【００１０】
本質的に、本発明は、複数のビデオ伝送／符号化チャンネルを同期化して、各圧縮フレーム・タイプをスタガー配列して、ビット割り当てを均等に配分する。
【００１１】
ビデオ信号のＭＰＥＧ符号化／圧縮法の使用に基づく一推奨実施例では、イントラ符号化（Ｉ（Ｉｎｔｒａ））フレームを時間的に相互にずらして、共通伝送媒体を共用する選択されたグループの各チャンネル間で、各イントラ（Ｉ）フレームが時間的に整列しないようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の原理に従って、統計的多重化を組み込んだ放送ビデオ伝送システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の原理に従って、単一のチャンネル内に於けるＭＰＥＧ符号化ビデオ・フレームのシーケンスについての表示順序と符号化順序との対比を例示する図である。
【図３】図３は、本発明の原理に従って、４チャンネル・ビデオ放送システムについての同期化された符号化ビデオ・フレームを例示する図である。
【図４】図４は、本発明の原理に従って、スタガー配列されたＩフレームを使用する４チャンネル・ビデオ放送システムについての同期化された符号化ビデオ・フレームを例示する図である。
【図５】図５は、本発明の原理に従って、スタガー配列されたＩフレームを使用し、且つ、９ビデオ・チャンネルを有するビデオ放送システムを例示する図である。
【図６】図６は、本発明の原理に従って、マルチ・チャンネル・ビデオ放送システムに本発明を実施するためのＧＯＰ構造を例示する図である。
【図７】図７は、本発明をビデオ放送システムに実施した例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、複数の実質的に互いに無関係であるディジタル信号を搬送する伝送媒体に於いて、統計的多重化を実施する方法の改良に向けられたものであるが、以下、推奨実施例として、ビデオ信号が、放送ビデオ・システム、ＣＡＴＶシステム、或いは、衛星システムを介して伝送される場合について、説明する。この推奨実施例は、ＭＰＥＧ符号化技法に従って開発されたイントラ（Ｉｎｔｒａ）符号化フレーム（Ｉフレーム）のスタガー配列（ｓｔａｇｇｅｒｉｎｇ）を前提にしているが、本発明の原理体系は、その他の符号化／圧縮技法のフレーム・シーケンスに於いて、独自に符号化されたフレームのスタガー配列にも適用できることを意図している。本発明の方法は、共通伝送媒体を介して伝送される任意の複数の実質的に互いに無関係である信号に対するスタガー配列統計的多重化の実施に適用でき、識別可能な独自に符号化されたフレームが、該複数の信号の所定のセグメントについて、特定される。
【００１４】
図１には、Ｎ個の入力ビデオ・チャンネルで構成された放送ビデオ伝送システムのブロック図が示されている。各ビデオ・チャンネルは、フレーム同期装置１０１により、共通ビデオ・クロック信号にフレーム同期化される（その他のタイミング機能の間で、フレーム期間が設定される）。従って、ビデオ・エンコーダ１０３の全てが、同じビデオ・フレーム・レートに固定される。複雑度（ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ）が、各エンコーダにより測定され、統計的多重化コントローラ１０５に送られる。この統計的多重化コントローラ１０５は、トータルな利用可能ビット・レートを、Ｎ個のエンコーダ１０３の間で、割り当てる。統計的多重化コントローラ１０５からの信号に基づいて、多重化装置（ＭＵＸ）１０７が、Ｎ個のビデオ・チャンネルを統計的多重化し、その出力が、変調器１０９の入力として供給される。本実施例では、統計的多重化アルゴリズムにより、新たなビット予算（ｂｉｔ  ｂｕｄｇｅｔ）が、各フレーム期間について、各チャンネルに割り当てられる。
【００１５】
ＭＰＥＧビデオ符号化／圧縮規格により、各ビデオ・フレームは、３つのフレーム・タイプ、即ち、Ｉ（Ｉｎｔｒａ（イントラ））フレーム、Ｐ（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ（予測））フレームおよびＢ（Ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ（双方向予測））フレームに構成されている。Ｉ（イントラ）フレームは、前のフレームからの動き推定を行わない。Ｐ（予測）フレームは、前のアンカー（ａｎｃｈｏｒ）フレームを使用して動き推定を行う。Ｂ（双方向予測）フレームは、前後のアンカー・フレームを使用して動き推定を行う。一般に、１ピクセル当たりの圧縮ビットに換算すると、Ｉフレームが最も大きく、続いてＰフレーム、その次にＢフレームの順になる。しかし、相対的なサイズは、以下の本発明の説明にとっては、重要でない。
【００１６】
Ｉフレーム相互の間隔（これはグループ・オブ・ピクチャーズ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）（ＧＯＰ）の長さに相当し、即ち、ＧＯＰ１つ当たりにＩフレームは１つだけしか存在しない）と、アンカー・フレーム相互の間隔、および、ＧＯＰのその他のアスペクト（ａｓｐｅｃｔ）は、圧縮規格には定義されていない。従って、圧縮技術を実施する際、ＧＯＰ構造をどのように構成するかを決める必要がある。ここでは、説明の便宜上、ＧＯＰサイズを９フレームとし、アンカー・フレーム相互の間隔を３と仮定する。（これらは、当該技術の簡略表現として、Ｎ＝９、Ｍ＝３として知られている。）尚、ここに説明する本発明の原理体系は、任意タイプのＧＯＰ構造に適用可能である。
【００１７】
周知の如く、ＧＯＰ内の各フレーム・タイプの順序付けは、表示順序と符号化順序との間で、異なる。例えば、表示順序に於けるＩフレームはＧＯＰの中央のどこかに来ることもある一方、符号化時では、各フレームは、Ｂフレームが符号化用に後続のアンカー・フレームを必要とするので、再順序付けされる。この再順序付けを図２に例示する。図２には、表示順序と符号化順序（伝送順序としても知られている）に於けるＧＯＰ例についての時間に対するフレーム・タイプとフレーム・サイズが示されている。
【００１８】
図３には、同期化フレームを有する４チャンネル・ビデオ放送システム例の各チャンネルについてのＧＯＰシーケンスが示されている。この図から明らかなように、全てのチャンネルについてのＩフレームは同じ時点に現れ、従って、統計的多重化コントローラは、全てのＩフレーム・ビットを同時に割り当てる必要がある。これは、次の２つの理由で、不利である。
（１）イントラ（ＩＮＴＲＡ）フレームは、当該ＧＯＰについての最初のアンカー・フレームであるので、ＧＯＰシーケンス中で最も重要なフレームである。即ち、ＧＯＰ中の全てのフレームは、イントラ・フレームに対する依存性を有する。この点は、全てチャンネルが高品質を必要とするので、統計的多重化アルゴリズムについて、相当な困難をもたらす。
（２）後続フレームについては、何も分からない（例えば、複雑度が増すのか減るのか分からない）、従って、ビットを均一に分配するしかない。（個々のチャンネル上の番組素材、例えば、スポーツや映画等の番組素材についての統計的特徴は、基礎的なレベルの複雑度予測を行うために、統計的多重化に利用でき、任意の統計的多重化アルゴリズムに加えられる。）後続フレーム情報は作成できるが、これは、それらのフレームをバッファリングすることのみにより可能であり、コスト高になる。
【００１９】
図４には、各フレーム期間が同期化された同様な４チャンネル・ビデオ放送システムについてのＧＯＰシーケンスが示されている。しかし、ここでは、本発明の原理に従って、各Ｉ（イントラ）フレームがスタガー配列されている。図４中、実線で示す各フレーム・シーケンスが、本発明のフレーム・スタガー配列法の開始時点に於ける各チャンネルについてのＧＯＰを表している。また、この図では、時間に伴う各ＧＯＰの繰り返しパターンを例示するため、各処理期間に於ける各チャンネルについてのＩフレームに先立つ各フレーム位置に於いて現れる各フレームを点線で示している。各Ｉフレームが図示の例の如くスタガー配列されているので、統計的多重化コントローラは、各フレーム期間にビットを割り当てる際、格段に大きな自由度が与えられる。統計的多重化コントローラは、最初のフレーム期間についてビットを割り当てる際、優先権を、先ずチャンネル１のイントラ・フレーム（ＩＮＴＲＡ）、次にチャンネル４のＰフレーム（ＰＲＥＤ）、その後チャンネル２と３のＢフレーム（Ｂ）に与えることが出来る。若しこのタイム・スロットで十分なビットが得られない場合、上記各Ｂフレームは、（アンカー・フレームでないので）品質を低下させることが出来る。
【００２０】
本発明の原理に従って、スタガー配列されたＩフレームの別の利点として、Ｉフレームから遠く離れたフレームも、Ｉフレームに近いフレームよりも品質を低下させることが出来る。これは、各Ｐフレームが前のＰフレームから予測されるからである。従って、フレームが最初のＩフレームから遠く離れるほど、そのフレームの劣化が後続の画像に及ぼす影響は小さくなる。
【００２１】
本発明のフレーム・スタガー配列法の特に重要な利点の一つは、全統計的多重化アルゴリズムが、各チャンネル間でのビットの割り当てを決める際に、複雑度を測定しなくて済むことである。当業者であれば十分理解できるように、統計的多重化アルゴリズムは、一般に、ＧＯＰの複雑度を測定して、各チャンネルについての各ＧＯＰ毎に一定数のビットを割り当てる。本発明の原理に従えば、マルチ・チャンネルの各ＧＯＰ内の優先度の高い各フレームをスタガー配列することにより、そのような複雑度の測定の必要が無くなる。尚、本発明のスタガー配列法を（複雑度測定機能を取り除けることに加えて）既知の統計的多重化アルゴリズムと組み合わせることも可能である。また、統計的な制約条件（例えば、スポーツのチャンネルには映画のチャンネルよりも多くのビットを与えること等）は、本発明と共に使用可能である。
【００２２】
スタガー配列法の更に別の利点は、１フレーム期間当たりの平均ビット予算が、より均一になることである。即ち、非スタガー配列の場合に於けるような大きなＩフレーム・スパイクは無い。１フレーム期間当たりのビット割り当てがより均一になることにより、チャンネル多重化装置は、各ビデオ圧縮エンコーダと変調器との間、最終的に受信機との間の遅延を小さくできる。この利点の見方を変えると、多重化装置は、各エンコーダから入力される各ピーク・ビット・レートの差違を吸収するために、それ程多くのバッファリングを必要としない。
【００２３】
本発明のフレーム・スタガー配列法を、以下、多重化すべきビデオ・チャンネルが多い放送システムについて、説明する。後段で理解できるように、チャンネル数が多い場合、システム全体は、均一ビット割り当て法が使用できるように構成できる。
【００２４】
先ず述べておくべき点として、最適なスタガー配列の順序は、単にＩ（イントラ）フレームを時間的にスタガー配列することではない。寧ろ、最適なスタガー配列の順序は、Ｉフレーム相互の間隔を概ね最大限に維持することにより、達成される。勿論、ビデオ・チャンネル数は、実際の間隔のあけ方に影響を及ぼす。図４に例示した４ビデオ・チャンネルの場合、交互に間隔をあけることにより、幾つかの割り増しスペース（２フレーム期間）が得られる。９ビデオ・チャンネル（および９のＧＯＰ）の場合、Ｉフレーム相互の間隔は、１フレーム期間だけである。
【００２５】
更に本発明の原理を説明するため、図５に、ビデオ・チャンネル数が９であり、各ＧＯＰ長が９フレームであるシステムについてのフレーム・スタガー配列構成を示す。図示の例の如くチャンネル／ＧＯＰが規則性を有し、Ｉフレーム相互の間隔が全てのチャンネルについて１であるので、スタガー配列の順序は問題ではない。従って、各フレーム期間についてのトータルなビット割り当ては、均等になる。このような構成であるので、スタガー配列／ビット割り当てのアルゴリズムは、簡単明瞭になる。所定のフレーム期間について、Ｉフレーム（ＩＮＴＲＡ）を有するチャンネルが所定のビット割り当て（優先度が最も高い）を受け、次に、Ｐフレーム（ＰＲＥＤ）を有する各チャンネルが上記Ｉフレームからの間隔に基づく階層ビット割り当てを受け、次に、優先度が最も低いフレームとしてＢフレーム（Ｂ）について、同様の処理が為される。このアルゴリズムは、統計的多重化コントローラ内のルック・アップ・テーブルを用いて実施できることは、容易に理解できる。
【００２６】
図５の９チャンネルの場合について示されたＩフレームの均一な分布（即ち、連続する各チャンネルのＩフレームが、直前のチャンネルに於けるＩフレームのフレーム位置から１フレーム分ずつシフトしている）は、ＧＯＰ構造を選択的に操作することにより、より大ききなシステムに拡大できる。各Ｉフレームを均一に分布させるために、ＧＯＰ構造をこのように最適化することは可能である。その理由は、ＧＯＰ構造が然程制限的なものではなく、フレーム順序付け情報がビット・ストリーム内に含まれるので、デコーダが正確な順序を特定できるからである。従って、均一なフレーム分布のシステムを得るために、ＧＯＰ構造の操作が可能である。そのような均一なフレーム分布を実現できるＧＯＰ構造は、幾つか考えられ、当業者であれば、容易に導き出せるが、次の方法は、１つの具体的なそのような構造を提供し、また、本発明の１つの推奨実施例と看做すことが出来る。
（１）本発明の統計的多重化の処理対象となるシーケンス内のフレーム数は、チャンネル数に等しいか、或いは、その整数倍に等しくする。
（２）単一のＧＯＰの長さは、一般に、放送環境では、０．５乃至１秒以下にし、非放送環境（例えば、インターネットのダウンロード）では、それより長くてもよい。
（３）通常、２つのＢフレームがアンカー・フレーム相互間に在るＧＯＰ構造が望ましい。しかし、これは、上記（１）および（２）の条件を満たす実行可能なＧＯＰ長に対して大きな制約を課すことになる。従って、この制約を緩和するために、ＧＯＰ内の任意のＢフレーム区間を、圧縮効果の損失が最小で済むようにして、短縮してもよい。
【００２７】
図６の表には、９乃至３０チャンネルで動作する各ビデオ放送システムについて、上述の方法に従って構成された各ＧＯＰの例が示されている。単一のＧＯＰの長さの制約条件を満たすために、チャンネル数が多い場合、本発明の統計的多重化の処理対象となるフレーム・シーケンスは２つ以上のＧＯＰで構成する必要がある。そのような状況の場合、当然、統計的多重化は、そのフレーム・シーケンスから成る各ＧＯＰの全てを一度に処理する。ＧＯＰ全長を保証する場合、ＧＯＰ内の最初のＢフレーム・パターンを短縮する。しかし、ＧＯＰ内のその他の任意のＢフレーム列を選択して短縮してもよい。
【００２８】
このようなマルチ・チャンネルＧＯＰ構造を導き出す際の不可欠な制約条件は、上述の如く、ＧＯＰ構造内のフレーム数をビデオ・チャンネル数に等しくする（或いは、その整数倍に等しくする）ことである。
【００２９】
本発明のフレーム・スタガー配列法を実施するＧＯＰ構造を定義するその他の選択肢がある。例えば、３０チャンネルの場合、各々が１０フレームから成る３つのＧＯＰを使用できる（例えば、ＩＰＢＢＰＢＢＰＢＢ、ＩＰＢＢＰＢＢＰＢＢ、ＩＰＢＢＰＢＢＰＢＢ）。妥協点（ｔｒａｄｅｏｆｆ）は、各Ｉフレーム期間を短くすることであるが、スタガー配列統計的多重化アルゴリズムによる処理では、Ｉフレームの一部重畳度が高くなる。
【００３０】
その他の選択可能な任意のＧＯＰ構造についても、ＧＯＰ構造設計についての規定の妥協点を考慮しなければならない。特に、Ｉフレームが最も大きなフレームであるので、ＧＯＰが短くなるほど、圧縮処理の効率はそれだけ小さくなる。しかし、各ＧＯＰが短くなると、チャンネル変更時間が短くなり、且つ、エンコーダのドリフト期間が減少する利点もある。
【００３１】
本発明のスタガー配列フレーム統計的多重化を実行するシステム・アーキテクチャは、簡単で十分に規定された素子を用いて、実施できる。更に、このシステム・アーキテクチャにより、従来の統計的多重化システムに比べて、設計上の複雑性が低減される。本発明の利点には、次の点が含まれている。
・スタガー配列統計的多重化放送システムは、各エンコーダによるリアルタイムの複雑度の測定の必要なしに、使用できる。これにより、各エンコーダおよび統計的多重化コントローラの構成が簡単になる。
・放送システムについて最適化された簡単なビット割り当て方法が使用できる。即ち、各フレーム期間について同じビット割り当て値を使用できる（Ｉフレームがより大きな値を得て、次いで各Ｐフレーム、各Ｂフレームの順となる）。
【００３２】
システム・アーキテクチャには、フレーム同期装置が含まれるが、これは、通常、リアルタイム符号化システムに設けられて、これにより、エンコーダが入来アナログ・ビデオと同期が取れる。また、種々の設計が知られており、種々の設計を使用できる。本発明の原理に従えば、全てのエンコーダがフレーム同期されるので、フレーム期間が同一の位相と期間である限り、使用する個々の技術は、問題ではない。
【００３３】
各チャンネル・エンコーダについて各Ｉフレーム（およびＧＯＰ内の後続の各フレーム）をスタガー配列する目的で、エンコーダ・リセット信号をフレーム・レート・クロック分だけ遅延させる簡単なレジスタ遅延線を設けてもよい。しかし、この結果、エンコーダ全てについてリセットが共有される。このようなアプローチは、マルチ・チャンネル放送システムでは問題がある。即ち、実際上、エンコーダは時折アップグレード或いはリセットする必要があるが、サービス・プロバイダは、この作業が実行される度に、全てのチャンネルを同時にリセットするような事はしたくない。
【００３４】
従って、本発明の推奨実施例としてのフレーム・スタガー配列アプローチでは、各エンコーダについて、フレーム・レート・カウンタとレジスタに基づく比較器とを設ける。比較器の出力により、各エンコーダに対するリセットについての正確な位相が得られる。このようにして、各エンコーダは、個々に、リセットできる。図７に、この推奨アプローチを実施するためのアーキテクチャの例を簡略的に示す。この図では、フレーム・レート・カウンタ７０１が、フレーム・レート・クロックにより駆動され、通常、ディジタル・カウンタとして実施される。フレーム・レート・カウンタ７０１は、各ビデオ・エンコーダ７０９についてのリセット信号を同期化するように動作する。各エンコーダは、異なるフレーム境界でリセットされることにより、本発明の原理に従って、スタガー配列されたＩフレームの開始時点を実現する適切な時点で、そのシーケンスを開始させる。この目的を達成する為に、各エンコーダ位相レジスタ７０３には、それに対応するビデオ・エンコーダについてのフレーム・オフセットが設定されている。図７のタイミング図には、位相例４、７、１０および１３についての各位相レジスタのフレーム・オフセットが示されている。比較器７０５が、フレーム・レート・カウンタ７０１の出力と適切なエンコーダ位相レジスタ７０３の出力とを各入力として受信し、フレーム・レート・カウンタ値と位相レジスタのオフセットとが等しい時に「アクティブＨｉｇｈ（ハイ、高）」になる出力を供給する。この比較器出力信号は、ＡＮＤゲート７０７で、リセット信号（図７のタイミング図に示す）によりゲートされる。従って、エンコーダ・リセット信号（ＲＥ）が、対応するＡＮＤゲート７０７の出力端子に於いて、「Ｈｉｇｈ（ハイ、高）」になった時に、エンコーダは、本発明のフレーム・スタガー配列原理に従って、そのエンコーダについて設定されたフレーム・オフセットにより、その適切な位相で、リセットされる。
【００３５】
尚、図７に示すアーキテクチャは、本発明の原理の単なる例示に過ぎない。このアーキテクチャを、例えば図７に示すような統計的多重化システム全体のコンテキスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）内に設けると、この構成により実施されるフレーム・スタガー配列により、複雑度とビット割り当ての各信号が不要になり、更に、図１に示すシステムの統計的多重化コントローラとフレーム同期装置の各ブロックが不要になる。換言すれば、図７のフレーム・スタガー配列回路が、全統計的多重化システムの実施に於いて、図１の統計的多重化コントローラとフレーム同期装置の各ブロックと置き換わったことになる。
【００３６】
新たなにチャンネルを、システムに追加する、或いは、システムから削除する場合、各比較器用レジスタに新たなリセット位相を設定することにより、新たなＧＯＰ構造とフレーム・スタガー配列の順序を容易に使用できる。
【００３７】
強調すべき点として、本発明のスタガー配列フレーム統計的多重化法を用いれば、統計的多重化コントローラは、静的チャンネル特性のみ考慮すればよく、動的な複雑度の測定は無視できる。勿論、本システムをそのような複雑度の測定も行えるように構成でき、ビット割り当ての効率を更に一層改善するようにしてもよいが、本発明の原理は、複雑度の測定に依存せざるを得ないシステムから、大幅に簡略された効率的な統計的多重化機能を導き出すものである。
【００３８】
上述の説明から、当業者であれば、本発明の変形例や別の実施例を数多く容易に考えられる筈である。特に、本発明の原理体系をその他のＧＯＰ構造の構成、或いは、付加的なＧＯＰ構造の構成に適用することは、本発明の思想の範囲内である。また、ＭＰＥＧ―４、Ｈ．２６Ｌ、各社が独自に開発したシステム（Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  Ｍｅｄｉａ  Ｐｌａｙｅｒ（米国に於ける登録商標）、Ｒｅａｌ  Ｐｌａｙｅｒ（米国に於ける登録商標）等）のその他の符号化／圧縮規格の下で動作するシステム内に、本発明の原理を適用することも意図する。
【００３９】
従って、上述の説明は、単なる例として解釈すべきであり、本発明を実施する最良のモードを当業者に開示する目的のものであり、本発明の全ての可能な形態を説明するものではない。更に、上述の説明で使用した用語および表現は、単なる説明のためのものであり、限定的なものではない。また、本発明の構成の細部は、本発明の精神から実質的に逸脱することなく変更および変形式できるものである。本願特許請求の範囲内に在る全ての変更および変形形態の独占的使用を保持する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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