(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像，音声およびその他のメディア情報が符号化された複数の入力ストリームに対して、当該入力ストリームのパケット化および多重化を行い、出力パケットストリームを生成するメディア多重装置であって、
他のメディア多重装置から出力されたパケットストリームを受け取る転送パケット入力手段と、
他のメディア多重装置と入出力制御信号を送受信する制御信号伝達手段と、
該制御信号伝達手段で送受信する入出力制御信号に従って、前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットの出力と、自身で生成したパケットの出力とを切り替える出力選択手段と
を備えることを特徴とするメディア多重装置。
【請求項２】
請求項１に記載のメディア多重装置であって、
前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットと、自身で生成したパケットのみを出力するモード（スレーブモード）、および、前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットと、自身で生成したパケットを出力すると共に、出力可能なパケットが無い場合には、情報を持たない埋め合わせのためのパケット（ヌルパケット）を挿入して、一定レートのメディア多重ストリームを生成して出力するモード（マスターモード）の２つの動作モードを持つことを特徴とするメディア多重装置。
【請求項３】
請求項２に記載のメディア多重装置ｎ個からなり、
ｋ（１≦ｋ≦ｎ−１）番目のメディア多重装置の出力をｋ＋１番目のメディア多重装置の転送パケット入力手段に接続し、
１番目からｎ−１番目までのメディア多重装置がスレーブモードで動作し、ｎ番目のメディア多重装置がマスタモードで動作することを特徴とするメディア多重装置。
【請求項４】
前記スレーブモードのメディア多重装置の前記出力選択手段は、自身が生成したパケットがあれば一定の出力レートで出力するとともに、前記転送パケット入力手段から受け取ったパケットがあれば当該パケットを随時出力することを特徴とする、請求項２または３に記載のメディア多重装置。
【請求項５】
請求項３に記載のメディア多重装置であって、
前記１番目からｎ−１番目のメディア多重装置のそれぞれに存在する前記出力選択手段は、
通常は前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットが存在すればそれを出力する状態にあって、
前記制御信号伝達手段により、他のメディア多重装置から出力権委譲信号を受信したら、前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットの出力を終了するとともに、自身が生成したパケットの出力を開始し、
自身が生成したパケットの出力終了を指示する信号を受けたら、前記制御信号伝達手段により、他のメディア多重装置へ出力権委譲信号を送信するとともに、自身のパケット出力を終了して、前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットを出力する状態へ戻る
ことを特徴とするメディア多重装置。
【請求項６】
前記マスターモードのメディア多重装置は、各メディア多重装置で並列に生成されたパケットのＩＤ番号またはシーケンス番号（通し番号）を付け直して出力することを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載のメディア多重装置。
【請求項７】
前記メディア多重装置は、ＭＰＥＧ‐２準拠のトランスポートストリームパケットを生成し、前記マスターモードのメディア多重装置は、出力ストリームとしてトランスポートストリームを生成することを特徴とする、請求項２〜６のいずれか１項に記載のメディア多重装置。
【請求項８】
請求項１もしくは請求項２のいずれか１項に記載のメディア多重装置と、
前記動画像，音声およびその他のメディア情報を符号化し、前記メディア多重装置に入力する入力ストリームを生成する手段と
を有することを特徴とする符号化装置。
【請求項９】
請求項３から請求項７のいずれか１項に記載のｎ個のメディア多重装置と、
前記動画像，音声およびその他のメディア情報を符号化し、前記ｎ個の各メディア多重装置のそれぞれに入力する入力ストリームを生成するｎ個の手段と
を有することを特徴とする符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画像や音声その他のメディア情報が符号化された複数の入力ストリーム（時系列なデータ）、および分割符号化されたメディア情報の入力ストリームをシンタックス処理（データの組立，分解，挿入，削除，加工，並び替えなどの処理）し、パケット化および多重化して出力するメディア多重装置において、複数の符号化装置でシンタックス処理を並列に行い、結果を統合して出力するに好適なメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置に関する。特に、ＭＰＥＧ‐２システムパートの規定に準拠したトランスポートストリーム出力を実現するに好適なメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動画像や音声などのディジタル信号を圧縮符号化する技術として、例えばＭＰＥＧ（Ｍoving Ｐicture Ｅxperts Ｇroup ）方式が知られている。こうした圧縮符号化を処理する装置は、しばしば大規模集積回路（ＬＳＩ）化され、符号化機能を必要とする機器（テレビ会議装置，ディジタルビデオ録画装置，ＤＶＤ編集装置，ディジタル放送装置など）に組み込まれて広く普及している。
【０００３】
上述のような符号化装置は、図１４に示すように、動画像符号化を行う機能のみならず、音声の符号化機能や、メディア多重機能（動画像，音声およびその他のデータを多重化して１本のストリームを構成する機能）までを含めて集積されることが多い。すなわち、１つの符号化装置によって、動画像，音声，付加データ（字幕情報など）を含めた１チャネルの符号化およびメディア多重化を全て処理できる。ここでチャネルとは、テレビジョン番組のように、動画像や音声およびその他のデータから構成される一組のメディア情報を表わす概念である。
【０００４】
メディア多重を行うためのストリームフォーマットとしては、ＩＳＯ／ＩＥＣ13818−1に規定されるＭＰＥＧ‐２トランスポートストリーム（ＴＳ）が知られており、ディジタル衛星放送やディジタル地上波放送などに広く採用されている。ＭＰＥＧ‐２  ＴＳは図１５のように、１８８バイト固定長のトランスポートストリームパケット（ＴＳパケット）の連続によって構成される。
【０００５】
典型的なＴＳパケットは４バイトのヘッダと１８４バイトのペイロードからなり、動画像，音声，付加データのストリームはそれぞれ１８４バイト以下に分割されてペイロードに収容される。ペイロードの内容は、ヘッダに存在する１３ビットのＰＩＤ番号によって識別される（例：ＰＩＤ＝0x11は動画像、ＰＩＤ＝0x12は音声、ＰＩＤ＝0x13は付加データ）。
このＴＳパケットを時系列に並べ、１本のトランスポートストリームとして送出することにより、メディア多重が実現される。
【０００６】
図１６は、トランスポートストリームを出力するメディア多重装置の構成法の一例を示している（特許第３１２８０５８号「プロトコル処理装置」公報参照）。圧縮符号化された動画像や音声および付加データのストリームは、書き込み制御部を経てメモリに格納される。メディア多重処理を低遅延に行うため、ここでのメモリは高速かつ小容量のものが選択され、通常、各種別ごとにＴＳパケット１〜３個分の容量を持っている。
【０００７】
ＣＰＵは、事前にプログラムされた手順に従って、メモリ内のストリームに対してヘッダなどを付加し、ＴＳパケットを作成する。また、ＣＰＵは、基準時刻情報を格納したＰＣＲパケット、番組構成の情報を格納したＰＡＴパケットやＰＭＴパケット、情報を何も持たないヌルパケットなど、ストリーム制御のために挿入されるＴＳパケットもメモリ内に作成する。
【０００８】
一般的にトランスポートストリームの出力は一定のビットレートで行われる。ここでは、出力ビットレートは外部から供給される読み出しクロックによって決定される。１秒間にｎビット、すなわちｎ（bps）の速度でトランスポートストリームを出力する場合には、１秒間にｎ／８（回）の読み出しクロックを外部から与える。この読み出しクロックに同期して、１クロックごとに１バイト（＝８ビット）のストリームが外部に出力される。
【０００９】
このとき、１８８バイトごとに、次に出力するべきＴＳパケットの種別を決定しなければならない。出力選択器はこのタイミング（選択要求トリガ）に従って、次に出力すべきＴＳパケットの種別を選択する。動画像や音声，付加データについては、ＴＳパケットの作成が完了したものから順次出力される。出力候補が複数ある場合には、ビットレートが低く、リアルタイム条件の厳しいパケット種別が優先的に選択される（例：音声パケット＞付加データパケット＞動画像パケット）。
【００１０】
ＰＣＲパケットやＰＡＴ，ＰＭＴパケットは、一定時間ごとに出力対象とされる。ヌルパケットは、他のどのＴＳパケットも出力対象とならない場合のみ選択される。このようにして、メディア多重されたトランスポートストリームが一定のビットレートで出力される。
【００１１】
さて、複数チャネルの番組を多重化したストリームを生成するために、これまで述べてきたような符号化装置を複数使用して、並列に符号化を行う場合がある。図１７に、複数チャネルを符号化する装置の構成例を示す。この場合、各符号化装置から出力されるメディア多重ストリームを、１本の出力ストリームに再多重する必要があるため、符号化装置の外部にメディア再多重装置を設ける必要がある。
【００１２】
ＭＰＥＧ‐２トランスポートストリームの場合、メディア再多重装置は、各符号化装置から受け取ったＴＳパケットからヌルパケットを削除し、混合して時系列に再配置する。ＰＩＤ番号の重複があった場合は当該ＰＩＤ番号を書き換える。そして、出力レートを一定とするためにヌルパケットを挿入しながら、１本のトランスポートストリームとして出力する。
【００１３】
このとき、番組の構成情報であるＰＡＴとＰＭＴは図１８に示すように、ＰＡＴが全チャネルのＰＭＴのＰＩＤ番号を格納し、ＰＭＴが各チャネルを構成する動画像や音声などのＴＳパケットのＰＩＤ番号を格納することによって、複数チャネルのＰＩＤ番号が階層的に示される。
【００１４】
符号化装置を複数使用するもう一つの例として、高品位テレビ（ＨＤＴＶ）など、符号化する画面サイズが大きく、１個の符号化装置では処理速度が不足する場合が挙げられる。例えば、図１９のように、大きな動画像を水平方向に分割して複数の符号化装置に入力し、並列に符号化する。
【００１５】
この場合、図２０の例のように、各符号化装置から並列に出力される分割動画像ストリームを結合し、時系列で連続した動画像ストリームに再構成する装置を外部に設ける（特開２０００‐１０２００３号「動画像符号化装置および動画像符号化方法」公報参照）。
具体的には、符号化した画像１枚ごとに、分割動画像ストリームを１〜ｎの順に繋ぎ合わせる。さらに、音声やその他のメディア情報は、分割動画像ストリームの結合後に多重化する必要があるため、メディア多重装置も外部に新しく設置する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
符号化装置は図１４のように、動画像符号化機能のみならず、付随する音声の符号化機能、更にメディア多重機能も集積されていることが多い。すなわち、１チャネルを構成する動画像，音声，その他データの符号化およびメディア多重を１つの符号化装置ですべて処理できる。
しかしながら、図１７に示すように、複数の符号化装置を用いて複数チャネルを並列に符号化する場合は、メディア再多重装置を別途外部に用意しなければならない。
【００１７】
また、図２０に示すように、画面分割による複数の符号化装置の並列処理構成をとった場合、並列に生成された動画像ストリームを再構成するための装置を外部に配置する必要がある。さらに、音声の符号化およびメディア多重は、たとえ符号化装置内部にその機能があったとしてそれを使用できず、外部に同等の装置を別途用意する必要がある。
【００１８】
このように、符号化装置を並列構成で使用する場合においては、たとえ内部に同等機能が存在していても、外部装置を別途用意せざるを得ないという問題があった。また、符号化装置は、並列化によって高い出力ビットレートが得られる反面、メディア多重およびメディア再多重は単体の装置に処理が集中し、十分なスループットが得られないという問題があった。
【００１９】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、符号化装置を並列構成で使用する場合においても、外部装置を不要とし、内部に搭載されたメディア多重機能を有効に使用して、ストリームを統合し出力可能なメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置を提供することを目的とするものである。
本発明の他の目的は、メディア多重装置およびこれを用いる符号化装置の並列処理を可能にすることで、出力ビットレートの上限を引き上げようとするものである。
【００２０】
より具体的には、本発明は、前述のように、一般的な複数チャネルの並列符号化処理を行う場合、もしくは、画面分割による複数の符号化装置を用いての並列符号化処理を行う場合に共通に用い得る、ＬＳＩ化し易いメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置を提供することを目的とするものである。
なお、前記メディア多重装置およびこれを用いる符号化装置における出力選択処理方法は、極めてユニークなものであり、この処理方法並びにこの方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することも、本発明の目的に含まれるものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るメディア多重装置は、動画像，音声およびその他のメディア情報が符号化された複数の入力ストリームに対して、シンタックス処理によって当該入力ストリームのパケット化および多重化を行い、出力パケットストリームを生成するメディア多重装置であって、他のメディア多重装置から出力されたパケットストリームを受け取る転送パケット入力手段と、他のメディア多重装置と入出力制御信号を送受信する制御信号伝達手段と、所定の手順に従って、前記転送パケット入力手段で受け取ったパケットの出力と、自身のシンタックス処理で生成したパケットの出力とを切り替える出力選択手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係るメディア多重装置は、それぞれが、他のメディア多重装置へ中間出力を転送するモード（スレーブモード）、および最終的な出力ストリームを生成するモード（マスターモード）の２つの動作モードを持つことを特徴とする。さらに、本発明に係るメディア多重装置は、前記スレーブモードのメディア多重装置の前記出力選択手段は、前記転送パケット入力手段から受け取ったパケットに、自身のシンタックス処理によって生成したパケットを付加して随時出力することを特徴とする。
【００２３】
一方、本発明に係る符号化装置は、前記メディア多重装置を複数直列に接続して、これらの複数のメディア多重装置でシンタックス処理を並列に実施し、処理結果を出力ストリームに統合しながら出力することを特徴とする。
ここで、前記複数のメディア多重装置の１つが前記マスターモードで動作し、それ以外のメディア多重装置が前記スレーブモードで動作し、このスレーブモードのメディア多重装置から出力されたパケットは、他のスレーブモードのメディア多重装置を経由して前記マスターモードのメディア多重装置へ順次転送されることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る符号化装置は、前記スレーブモードのメディア多重装置の前記出力選択手段は、前記転送パケット入力手段から受け取ったパケットに、自身のシンタックス処理によって生成したパケットを付加して随時出力することを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明に係る符号化装置は、分割符号化されたメディア情報の入力ストリームが複数のメディア多重装置に入力され、並列にシンタックス処理を行う場合において、スレーブモードのメディア多重装置の前記出力選択手段は、通常は転送パケット入力手段で受け取ったパケットを随時出力し、前記制御信号伝達手段により、他のメディア多重装置から出力権委譲信号を受信したら、自身のシンタックス処理で生成したパケットの出力を開始し、並列符号化の分割点までパケット出力を終了したら、前記制御信号伝達手段により、他のメディア多重装置へ出力権委譲信号を送信し、通常の状態へ戻ることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る符号化装置においては、前記マスターモードのメディア多重装置は、各メディア多重装置で並列に生成されたパケットのＩＤ番号またはシーケンス番号（通し番号）を付け直して出力することを特徴とする。またさらに、本発明に係る符号化装置においては、前記各メディア多重装置は、シンタックス処理によってＭＰＥＧ‐２準拠のトランスポートストリームパケットを生成し、前記マスターモードのメディア多重装置は、出力ストリームとしてトランスポートストリームを生成することを特徴とする。
【００２７】
なお、前述のように、本発明に係るメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置における出力選択処理方法は、極めてユニークなものであり、この処理方法並びにこの方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、さらには、このプログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体も、本発明の権利範囲に含まれるものである。
【００２８】
本発明によれば、複数チャネルの符号化や大画面の分割符号化など、符号化装置を並列構成で使用する場合においても、外部装置を不要とし、内部に搭載されたメディア多重機能を有効に使用してストリームを統合し出力することができる。さらには、メディア多重装置の並列処理を可能にすることで、出力ビットレートの上限を引き上げることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す好適実施例に基づいて、詳細に説明する。
【００３０】
〔実施例１〕
図１は、本発明の一実施形態に係るメディア多重装置を示すブロック図である。以下、図１６に示した、従来のメディア多重装置と比較して、その差異の概要を説明する。
まず、隣接装置からの転送パケットを受信するために、転送制御３３と、隣接装置との接続端子３３１〜３３３が設けられる。隣接装置から受け取った転送パケット３３１は、転送パケットバッファ３４１に蓄積される。転送パケットバッファ３４１が満杯のときには、それ以上のパケット転送を抑制するためにバッファフル信号３３３が出力される。なお、出力権委譲信号３３２は本実施例では使用しない。
【００３１】
書き込み制御３２に入力されるストリームは、図１４に示したものと同様、符号化装置に内蔵の符号化回路から出力される動画像，音声ストリーム並びに付加データストリームである。なお、１ピクチャ終了信号３２３は本実施例で使用しない。出力選択器３６は、選択要求トリガ３５４の入力に対応して、次に出力すべきパケットの種別を選択し、結果を選択信号３６９として、読み出し制御３８に伝達する。この例では、選択要求トリガ３５４は読み出しクロック３５２を分周器３５３で分周して得ている。
【００３２】
パケット長が１８８バイトであるＭＰＥＧ‐２トランスポートストリームの場合、分周器３５３は読み出しクロック３５２を１／１８８で分周することにより、１８８バイト単位で出力パケット種別の選択を要求できる。
出力選択器３６には、従来からの作成完了信号３１１に追加して、１ピクチャ終了信号３２３、隣接装置からのバッファフル信号３５５，転送パケットバッファ３４１にパケットが存在することを示す転送要求３４２，自出力レート発生器３５から出力される自出力パルス３５１などが入力される。
【００３３】
自出力レート発生器３５は、従来のメディア多重回路（図１６）における選択要求トリガに相当するものであり、自らがパケット化を担当する動画像，音声ストリームならびに付加データストリームの出力レートを決定する。例えば、自らが担当するTSパケットの出力レートを１５.０４Mbpsに設定する場合には、１秒間に１５.０４×１０6／１８８／８＝１００００個のＴＳパケットを出力すればよいから、自出力パルス３５１は１／１０００秒単位に設定される。なお、自出力パルス３５１はメディア多重装置の外部から供給されてもよい。
【００３４】
出力選択器３６はこれらの信号を基に、出力すべきパケット種別を判定して選択信号３６９を出力するが、その判定方法については後述する。出力権委譲信号３６７は本実施例で使用しない。
読み出し制御３８は、選択信号３６９に従って、メモリ３４および転送パケットバッファ３４１からパケットを読み出し、読み出しクロック３５２に従ってパケット出力３７１する。通番付替器３７は本実施例で使用しない。
【００３５】
以下、複数チャネルの番組を多重化したストリームを生成する場合について、複数のメディア多重装置が生成したパケットを統合しながら出力する手法について述べる。
複数チャネルの番組を多重化したストリームを生成する際、各チャネルのシンタックス処理を担当するメディア多重装置は、図２に示すように接続される。すなわち、スレーブモードのメディア多重装置１１〜１ｎ−１が直列に接続され、マスターモードのメディア多重装置が最下部に配置される。
【００３６】
スレーブモードのメディア多重装置１１〜１ｎ−１は中間出力である転送パケットを、隣接する下位のメディア多重装置へ伝達し、マスターモードのメディア多重装置２が最終的なメディア多重ストリームを出力する。このとき、各メディア多重装置が出力するパケットのＰＩＤ番号は、互いに重複しないよう事前に調整される。
ＭＰＥＧ‐２トランスポートストリームの場合、番組構成の情報であるＰＡＴやＰＭＴは、マスターモードのメディア多重装置２が一括して作成するか、ＰＭＴのみ各メディア多重装置が作成してもよい。また、基準時刻情報であるＰＣＲを含むパケットは転送によるタイミングの狂いを避けるため、マスターモードのメディア多重装置2が生成するＰＣＲを全チャネル共通で使用する。
【００３７】
中間出力の転送パケットを統合しつつ、最終的なメディア多重ストリームを生成する本発明の機能は、主に出力選択器３６の動作による。出力選択器３６の構成を図３に示す。出力選択器３６は、選択要求トリガ３５４に応じて、次に出力すべきパケット種別を選択信号３６９として出力するが、本実施例において選択のため使用される信号端出力パルス３５１，転送要求３４２，作成完了信号３１１，バッファフル信号３５５の4つである。
【００３８】
自出力カウンタ３６１は、初期状態でゼロであり、自出力パルス３５１が入力されるごとに１づつカウントアップされる。転送要求３４２は、出力可能な転送パケットが転送パケットバッファ３４１に存在するか否かを示す。作成完了信号テーブル３６４は、作成完了信号３１１に基づいて、各パケット種別ごとに出力可能なパケットが存在するか否かを示す。
【００３９】
出力選択３６２に含まれる次出力優先度選択３６３は、図１６に示す従来のメディア多重装置の出力選択器と同様、作成完了信号テーブル３６４を参照して、自らがパケット化を担当したパケットの出力優先度順を判定するものである。
出力選択３６２が出力パケット種別を判定する手順は、スレーブモードとマスターモードによって異なる。以下に、それぞれの動作を詳述する。
【００４０】
図４は、スレーブモードにおける出力選択３２の動作をフローチャートで示したものである。前述のように、選択要求トリガ３５４の入力に応じて出力選択３６２は動作を開始する（Ｓ１）。まず、バッファフル信号３５５がアクティブの場合は、転送先のメディア多重装置の転送パケットバッファ３４１が満杯であることを意味するため、これが解消するまで待機する（Ｓ２）。
【００４１】
続いて、自出力カウンタ３６１が１以上の値であり、かつ作成完了信号テーブル３６４に出力可能なパケットが存在するか否かを判定する（Ｓ３）。真の場合、自出力優先度選択３６３によって、自らがパケット化を担当したパケットの出力優先度順を判定し、判定結果を選択信号３６９として出力する（Ｓ４）。そして、自出力カウンタを−1する（Ｓ５）。Ｓ３が偽の場合には、転送パケットの出力処理に移行する。転送要求３４２がアクティブの場合は（Ｓ６）、転送パケットの出力を選択し、選択信号３６９として出力する（Ｓ７）。偽の場合はＳ３の評価に戻る。
【００４２】
以上の動作により、スレーブモードのメディア多重装置は受信した転送パケットを随時出力するとともに、自らがパケット化を担当したパケットを、自出力レート発生器３５が発生する一定の出力レートで出力することになる。選択要求トリガ３５４の入力に対して、送出するパケットがない場合には、送出するパケットが準備されるまで待機することになり、ヌルパケットは送出しない。
【００４３】
図５は、マスターモードにおける出力選択３２の動作をフローチャートで示したものである。マスターモードのメディア多重装置は、最終出力である一定レートのメディア多重ストリームを生成するため、バッファフル信号による待ち合わせ（図４のＳ２）は必要ない。また、出力可能なパケットが何もない場合（Ｓ１５が偽の場合）にはヌルパケットを送出し（Ｓ１７）、一定レートのストリーム出力を行う。
【００４４】
以上のように、本実施例によれば、各メディア多重装置によって生成されたパケットが、転送の過程で順次混合され、最終的に一定レートのメディア多重ストリームとして出力される。よって、図１８に示すようなメディア再多重装置を外部に用意する必要なく、複数チャネルの多重化出力が可能である。
また、複数チャネルに限定することなく、例えばステレオ画像の符号化によって生成された２本の動画像ストリームを統合して出力する場合などにおいても、同様の方法が適用できることは容易に類推可能である。
【００４５】
〔実施例２〕
本実施例では、画面分割によって並列に符号化された動画像ストリームを統合して出力する場合について、複数のメディア多重装置が生成したパケットを統合しながら出力する手法について述べる。メディア多重回路の構成は図１と同様であるが、本実施例に特有の信号について説明する。
【００４６】
画像分割によって、各メディア多重装置には、水平方向に分割された原画像が１ピクチャずつ符号化された動画像ストリームが入力される。このとき、動画像ストリームにおいて、各分割画像の終了点を示す１ピクチャ終了信号３２３も併せて入力される。１ピクチャ終了信号３２３は、図６に示すように、分割画像を符号化する符号化装置から、動画像ストリームと対になって供給されるものとする。
【００４７】
この信号を利用して、パケット化された動画像ストリームを順次つなぎ合わせるために、出力権委譲信号３３２，３６７が隣接メディア多重装置で送受される。通番付替器３７はマスターモードのみ使用するため、後述する。
【００４８】
メディア多重装置間の接続を、図７に示す。実施例１と同様、メディア多重装置が直列に接続され、最終的なストリームを担当するマスターモードのメディア多重装置が最下部に配置される。
スレーブモードのメディア多重装置は動画像ストリームのみをシンタックス処理する。このとき、各メディア多重装置が出力する動画像パケットのＰＩＤ番号が一致するよう事前に調整される。他の音声ストリームや付加データストリーム、およびＰＡＴやＰＭＴ，ＰＣＲなどはすべてマスターモードのメディア多重装置が担当する。
【００４９】
本実施例における出力選択器３６の構成を図８に示す。出力選択器３６は、選択要求トリガ３５４に呼応して、次に出力すべきパケット種別を選択信号３６９として出力するが、選択のために本実施例において使用される信号は転送要求３４２，出力権委譲信号３３２，１ピクチャ終了信号３２３，作成完了信号３１１，バッファフル信号３５５の５つである。また、隣接するメディア多重装置へ出力権委譲信号３６７を出力する。
【００５０】
出力選択３６２が出力パケット種別を判定する手順は、スレーブモードとマスターモードによって異なる。以下に、それぞれの動作を詳述する。
【００５１】
図９は、スレーブモードにおける出力選択３２の動作をフローチャートで示したものである。初期状態において出力選択３２は、受信した転送パケットを随時出力するパケット転送状態Ｍ１にあり、出力権委譲信号３３２を受信するまでこの状態に留まる。
【００５２】
転送パケットバッファ３４１に転送パケットが到着し、転送要求３４２がアクティブになると（Ｓ２１）、選択要求トリガの入力に従い（Ｓ２２）、バッファフル信号がアクティブでないことを確認して（Ｓ２３）、転送パケットの出力を選択信号３６９として出力する（Ｓ２４）。
【００５３】
隣接するメディア多重装置から出力権委譲信号３３２を受信すると（Ｓ２０）、自パケット転送状態Ｍ２への移行を開始する。まず、転送パケットバッファ３４１に転送パケットが残っている間は（Ｓ２６）、パケット転送状態Ｍ１に留まって同様の動作を続け（Ｓ２７〜Ｓ２９）、転送パケットをすべて出力し終ったら、自パケット転送状態Ｍ２へ移行する。次パケット出力状態Ｍ２では、自ら生成する動画像パケットの出力を、１ピクチャ終了信号３２３が入力されるまで継続する。パケット化処理を完了した動画像パケットが存在することを確認し（Ｓ３１）、選択要求トリガの入力に従い（Ｓ２２）、バッファフル信号がアクティブでないことを確認して（Ｓ２３）、動画像パケットの出力を選択信号３６９として出力する（Ｓ２４）。
【００５４】
１枚の分割画像の終了点を示す１ピクチャ終了信号３２３が入力されると（Ｓ３０）、パケット転送状態Ｍ１への以降を開始する。まず、１ピクチャ終了点までの動画像ストリームをすべてシンタックス処理して出力し終わるまで（Ｓ３６）、同様の動作を続ける（Ｓ３７〜Ｓ３９）。そして、出力権委譲信号３６７を隣接するメディア多重装置へ出力し（Ｓ４０）、パケット転送状態Ｍ１へ戻る。
【００５５】
さて、マスターモードのメディア多重装置は図７で説明したように、分割動画像ストリームだけではなく、音声や付加データストリーム、およびその他のすべてのパケットの生成を担当し、優先度選択を行って出力する。その際、動画像パケットについては、スレーブチップから転送されたパケットと自ら生成した動画像パケットを切り替えつつ出力しなければならない。
【００５６】
従って、マスターモードの出力選択器３６は、パケット転送状態のとき、図１０に示すように、動画像パケットの優先度選択を転送パケットに差し替える機能を持つ。具体的には、自出力優先度選択３６３は、転送要求３４２がアクティブであることを、作成完了テーブル３６４において動画像パケットが作成完了しているものと解釈して、優先度選択を行う。
その結果、動画像パケットの出力が選択された場合には、動画像パケットではなく転送パケットの出力を、選択信号３６９として指示する。
【００５７】
図１１は、マスターモードにおける出力選択３２の動作をフローチャートで示したものである。パケット転送状態Ｍ３においては、前述のように、動画像パケットの優先度選択は転送パケットに差し替えられている。選択要求トリガ３５４の入力に対して（Ｓ５１）、作成が完了したパケットがあれば（Ｓ５２）、優先度に基づいて出力パケット種別を選択し、選択信号３６９として出力する（Ｓ５３）。
【００５８】
作成の完了したパケットがない場合はヌルパケットを選択する（Ｓ５４）。出力権委譲信号３３２を受信すると（Ｓ５０）、転送パケットバッファ３４１に残っている転送パケットをすべて出力し終わるまで同様の動作を続け（Ｓ５６〜Ｓ５８）、その後、自パケット出力状態Ｍ４に移行する。このとき、出力権委譲信号３６７を最上位のスレーブモードのメディア多重装置（図７の１１）に向けて送信する（Ｓ５９）。
【００５９】
自パケット出力状態M4では、動画像パケットを含め、自ら生成したパケットの選択と出力を行う（Ｓ６１〜Ｓ６４）。そして、1ピクチャ終了信号を受け取ったら（Ｓ６０）、終了点までの動画像ストリームをシンタックス処理してすべて出力し終わるまで（Ｓ３６）同様の動作を継続し、その後、パケット転送状態Ｍ３に戻る。ここで、出力権委譲信号３６７の出力（Ｓ５９）がスレーブモードの場合（図９のＳ４０）と比較して早いのは、最上位のスレーブモードのメディア多重装置１１から動画像パケットが転送されてくるまでの遅延を考慮しているためである。
【００６０】
結果、マスターモードのメディア多重装置２がまだ自パケット出力状態Ｍ４にある間に、最上位のスレーブモードのメディア多重装置１１が自パケット出力状態Ｍ２に移行して動画像パケットの出力を開始し、順次転送されたパケットがマスターモードのメディア多重装置２の転送パケットバッファ３４１に入ることになるが、バッファが一杯になればバッファフル信号３３３が上位のメディア多重装置へ順次伝達され、最上位のスレーブモードのメディア多重装置１１の動画像パケット出力は停止させられる。
【００６１】
その後、マスターモードのメディア多重装置２がパケット転送状態Ｍ３に移行した際には、転送パケットがすでに転送パケットバッファ３４１に入っているため、遅滞なく転送パケットを優先度選択（Ｓ５３）に加えることができ、結果として動画像パケットが途切れることなく出力される。
【００６２】
最後に、通番付替器３７は、各メディア多重装置で並列に生成されたパケットに対して、時系列に通し番号を付け直す。ＭＰＥＧ‐２トランスポートストリームの場合、ＴＳパケットには４ビットの連続性カウンタフィールドがあり、各パケット種別ごとに遠し番号を付与する規定になっている。しかし、本実施例の動画像パケットのように複数のメディア多重装置で並列にパケットを生成すると、この通し番号が連続しないため、通番付替器３７が通し番号を付与する。
【００６３】
通番付替器３７は、例えば図１２（ａ）のような構成をとる。出力されるすべてのパケットは一旦バッファ３７２に格納される。ＰＩＤチェック３７３は、図１２（ｂ）に示すように、ＴＳパケットのＰＩＤ番号を照合し（Ｓ８０）、並列処理された動画像パケットである場合には通し番号の付け直しを行う。
【００６４】
ＭＰＥＧ‐２トランスポートストリームの規定では、ペイロードの存在するＴＳパケットの場合のみ通し番号をカウントアップするので、ペイロードチェック３７４によってペイロードの存在が確認されれば（Ｓ８１）カウンタ３７５のカウントアップを行う（Ｓ８２）。そして、カウンタ３７５の値を、ＴＳパケットの連続性カウンタフィールドに書き入れる（Ｓ８３）。
【００６５】
以上のように、本実施例によれば、画像分割により並列に符号化された動画像ストリームを、並列のままシンタックス処理して動画像パケットを生成し、その後、出力権の委譲によって動画像パケットを順次結合しながら出力していくことにより、最終的なメディア多重ストリームを形成することができる。
これにより、図２０に示すような外部のストリーム再構成装置やメディア多重装置を必要とせず、各符号化装置に内蔵のメディア多重装置のみによって並列符号化出力が可能となる。
【００６６】
さらに、図１のメモリ３４は前述のように、数パケット分の容量しか持たないが、シンタックス処理によって完成した動画像パケットを１ピクチャ分蓄積するバッファメモリを別途設置することもできる。この場合、図９および図１１のフローチャートにおけるパケット転送状態Ｍ１，Ｍ３においても、ＣＰＵ３１は動画像パケットの生成を継続し、バッファメモリに蓄積しておくことができる。
これにより、個々のメディア多重装置では対応できない高ビットレートの動画像ストリームをシンタックス処理することが可能である。
【００６７】
〔実施例３〕
図１３は、本発明の第３の実施例によるメディア多重回路３の一部を示した図である。
実施例１および２との差異は、転送パケットバッファ３４１が、メモリ３４内に設置されている点である。これにより、ＣＰＵ３１は、転送パケット３３１に対してもシンタックス処理を行うことが可能となる。
【００６８】
そして、これにより、ＣＰＵ３１は、例えば転送パケット３３１中のＰＭＴパケットを解釈し、もし自身が生成するパケットと重複するＰＩＤ番号が存在した場合には、転送パケットのＰＩＤを書き換えることができる。よって、実施例１においてパケットのＰＩＤ番号が互いに重複しないよう事前に調整する必要がない。また、通し番号の付け替え処理をＣＰＵ３１で行うことで、実施例２において通番付替器３７を必要とせずに同様の機能が実現できる。
【００６９】
なお、転送パケット３３１のビットレートが高く、ＣＰＵ３１単体では転送パケットのシンタックス処理に無理がある場合には、転送パケットバッファ３４１をメモリ３４から分離し、転送パケットに専用のプロトコル処理を実施する回路を設けることもできる。
【００７０】
なお、上記各実施例はいずれも本発明の一例を示すものであり、本発明はこれらに限定されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、適宜の変更・改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【００７１】
また、前述のように、本発明に係るメディア多重装置およびこれを用いる符号化装置における出力選択処理方法は、極めてユニークなものであり、この処理方法並びにこの方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、さらには、このプログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体も、本発明の権利範囲に含まれるものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のメディア多重装置によれば、複数チャネルの符号化や大画面の分割符号化など、符号化装置を並列構成で使用する場合においても、外部装置を不要とし、内部に搭載されたメディア多重機能を有効に使用してストリームを統合し出力することが可能になる。さらには、メディア多重装置の並列処理を可能にすることで、出力ビットレートの上限を引き上げることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるメディア多重装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるメディア多重装置の接続を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による出力選択器３６の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によるスレーブモードのメディア多重装置における、出力選択３６２の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態によるマスターモードのメディア多重装置における、出力選択３６２の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態において、１ピクチャ終了信号３２３の概念を示す図である。
【図７】本発明の第2の実施形態によるメディア多重装置の接続を示す図である。
【図８】本発明の第2の実施形態による出力選択器３６の構成を示す図である。
【図９】本発明の第2の実施形態によるスレーブモードのメディア多重装置における、出力選択３６２の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第2の実施形態による出力選択器３６において、動画像パケットの優先度選択を転送パケットに差し替えた状態を示す図である。
【図１１】本発明の第2の実施形態によるマスターモードのメディア多重装置における、出力選択３６２の動作を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）は本発明の第2の実施形態によるスレーブモードのメディア多重装置における通番付替器３７の構成を示す図、（ｂ）は同通番付替器３７の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第3の実施形態によるメディア多重装置の一部を示す図である。
【図１４】従来の符号化装置において、各メディアの符号化機能とメディア多重機能が集積された状態を示す図である。
【図１５】ＭＰＥＧ‐２トランスポートストリームパケットにおけるＰＩＤの配置を説明する図である。
【図１６】従来のメディア多重装置の構成例を示す図である。
【図１７】従来の構成による、複数チャネルの並列符号化を示す図である。
【図１８】従来の複数チャネルの並列符号化における、ＰＩＤ情報の階層構成を示す図である。
【図１９】大画面の画像分割による並列符号化を説明する図である。
【図２０】従来の構成による大画面の並列符号化装置を示す図である。
【符号の説明】
１１〜１ｎ−１  スレーブモード１〜スレーブモードｎ−１（のメディア多重装置）
２  マスターモード（のメディア多重装置）
３  メディア多重装置
３１  ＣＰＵ
３１１  作成完了信号
３２  書き込み制御
３２２  動画像ストリーム
３２３  １ピクチャ終了信号
３３  転送制御
３３１  転送パケット
３３２  出力権委譲信号
３３３  バッファフル信号
３４  メモリ
３４１  転送パケットバッファ
３４２  転送要求
３５  自出力レート発生器
３５１  自出力パルス
３５２  読み出しクロック
３５３  分周器
３５４  選択要求トリガ
３６  出力選択器
３６１  自出力カウンタ
３６２  出力選択
３６３  自出力優先度選択
３６４  作成完了信号テーブル
３６７  出力権委譲信号
３６９  選択信号
３７  通番付替器
３７１  パケット出力
３７２  バッファ
３７３  ＰＩＤチェック
３７４  ペイロードチェック
３７５  カウンタ（4ビット）
３８  読み出し制御
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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