(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる上記各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定する受信比率決定手段と、
上記受信比率決定手段によって決定された受信比率からビットレートを算出するビットレート算出手段と、
上記ビットレート算出手段によって算出されたビットレートに基づいた制御信号を生成する制御信号生成手段と、
上記制御信号生成手段よって生成された制御信号に応じて上記プログラムを上記ビットレートに圧縮する符号化手段とを備えること
を特徴とするビットレート制御装置。
【請求項２】
上記ビットレート算出手段は、上記プログラムを送信するのに最低限必要なビットレートである基本ビットレートをＡi、上記受信比率決定手段によって決定される受信比率をＸi、上記受信比率Ｘiによって決まる付加ビットレートをＴ、算出するビットレートをＢiとするとき、
【数１】
0004277415.tif 000006
に基づいてビットレートＢiを算出すること
を特徴とする請求項１記載のビットレート制御装置。
【請求項３】
上記ビットレート算出手段は、上記各チャンネルで送信されるプログラムを符号化処理することで発生するデータ量に対応したピクチャ毎の符号化困難度に応じて上記各チャンネルの基本ビットレートＡiを算出する際に、送信するプログラムの平均ビットレートを優先させるチャンネルにおいては、上記符号化困難度の所定の時間の時間平均値と平均ビットレートとが対応する時間平均関数を各チャンネル毎に設定し、上記ピクチャ毎の符号化困難度と上記時間平均関数とから算出されるビットレートを上記基本ビットレートＡiとし、
送信するプログラムの画質を優先させるチャンネルにおいては、上記符号化困難度の所定の時間分の時間平均値からさらにチャンネル間で平均をとったチャンネル平均値と平均ビットレートとが対応する共通のチャンネル平均関数を設定し、上記ピクチャ毎の符号化困難度と上記チャンネル平均関数とから算出されるビットレートを上記基本ビットレートＡiとすること
を特徴とする請求項２記載のビットレート制御装置。
【請求項４】
所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる上記各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定し、
決定された上記受信比率からビットレートを算出し、
算出された上記ビットレートに基づいた制御信号を生成し、
生成された上記制御信号に応じて上記プログラムを上記ビットレートに圧縮すること
を特徴とするビットレート制御方法。
【請求項５】
上記プログラムを送信するのに最低限必要なビットレートである基本ビットレートをＡi、上記受信比率決定手段によって決定される受信比率をＸi、上記受信比率Ｘiによって決まる付加ビットレートをＴ、算出するビットレートをＢiとするとき、
【数２】
0004277415.tif 000007
に基づいてビットレートＢiを算出すること
を特徴とする請求項４記載のビットレート制御方法。
【請求項６】
上記各チャンネルで送信されるプログラムを符号化処理することで発生するデータ量に対応したピクチャ毎の符号化困難度に応じて上記各チャンネルの基本ビットレートＡiを算出する際に、
送信するプログラムの平均ビットレートを優先させるチャンネルにおいては、上記符号化困難度の所定の時間の時間平均値と平均ビットレートとが対応する時間平均関数を各チャンネル毎に設定し、
上記ピクチャ毎の符号化困難度と上記時間平均関数とから算出されるビットレートを上記基本ビットレートＡiとし、
送信するプログラムの画質を優先させるチャンネルにおいては、上記符号化困難度の所定の時間分の時間平均値からさらにチャンネル間で平均をとったチャンネル平均値と平均ビットレートとが対応する共通のチャンネル平均関数を設定し、
上記ピクチャ毎の符号化困難度と上記チャンネル平均関数とから算出されるビットレートを上記基本ビットレートＡiとすること
を特徴とる請求項５記載のビットレート制御方法。
【請求項７】
所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる上記各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定する受信比率決定手段と、上記受信比率決定手段によって決定された受信比率からビットレートを算出するビットレート算出手段と、上記ビットレート算出手段によって算出されたビットレートに基づいた制御信号を生成する制御信号生成手段と、上記制御信号生成手段よって生成された制御信号に応じて各プログラムを上記ビットレートに圧縮し送出する符号化手段と、上記符号化手段によって送出された複数のプログラムを多重化して送信する多重化手段とを有するプログラム送信装置と、
上記多重化手段によって送信された複数のプログラムを受信する受信手段と、上記受信手段によって受信した複数のプログラムの中からユーザの入力により所望のプログラムを選択する選択手段と、上記選択手段によって所望のプログラムを選択していることを上記受信比率決定手段に送信するプログラム選択状況送信手段と、上記選択手段によって選択されたプログラムを逆多重化する逆多重化手段と、上記逆多重化手段によって逆多重化されたプログラムを復号化する復号化手段と、上記復号化手段によって復号化されたプログラムを出力表示する出力表示手段とを有するプログラム受信装置とを備えること
を特徴とするプログラム送信システム。
【請求項８】
上記プログラム送信装置のビットレート算出手段は、上記プログラムを送信するのに最低限必要なビットレートである基本ビットレートをＡi、上記受信比率決定手段によって決定される受信比率をＸi、上記受信比率Ｘiによって決まる付加ビットレートをＴ、算出するビットレートをＢiとするとき、
【数３】
0004277415.tif 000008
に基づいてビットレートをＢi算出すること
を特徴とする請求項７記載のプログラム送信システム。
【請求項９】
上記プログラム送信装置のビットレート算出手段は、上記各チャンネルで送信されるプログラムを符号化処理することで発生するデータ量に対応したピクチャ毎の符号化困難度に応じて上記各チャンネルの基本ビットレートＡiを算出する際に、
送信するプログラムの平均ビットレートを優先させるチャンネルにおいては、上記符号化困難度の所定の時間の時間平均値と平均ビットレートとが対応する時間平均関数を各チャンネル毎に設定し、上記ピクチャ毎の符号化困難度と上記時間平均関数とから算出されるビットレートを上記基本ビットレートＡiとし、
送信するプログラムの画質を優先させるチャンネルにおいては、上記符号化困難度の所定の時間分の時間平均値からさらにチャンネル間で平均をとったチャンネル平均値と平均ビットレートとが対応する共通のチャンネル平均関数を設定し、上記ピクチャ毎の符号化困難度と上記チャンネル平均関数とから算出されるビットレートを上記基本ビットレートＡiとすること
を特徴とする請求項８記載のプログラム送信システム。
【請求項１０】
所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる上記各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定し、
決定された上記受信比率からビットレートを算出し、
算出された上記ビットレートに基づいた制御信号を生成し、
生成された上記制御信号に応じて上記ビットレートで各プログラムを圧縮して送出し、
圧縮され送出された複数のプログラムを多重化して送信し、
送信された上記複数のプログラムを受信し、
受信した上記複数のプログラムの中からユーザの入力により所望のプログラムを選択し、
どのプログラムを選択したかというプログラムの選択状況を送信し、
選択された上記プログラムを逆多重化し、
逆多重化された上記プログラムを復号化し、
復号化された上記プログラムを出力表示すること
を特徴とするプログラム送信方法。
【請求項１１】
上記プログラムを送信するのに最低限必要なビットレートである基本ビットレートをＡi、決定される上記受信比率をＸi、上記受信比率Ｘiによって決まる付加ビットレートをＴ、算出するビットレートをＢiとするとき、
【数４】
0004277415.tif 000009
に基づいてビットレートをＢi算出すること
を特徴とする請求項１０記載のプログラム送信方法。
【請求項１２】
上記各チャンネルで送信されるプログラムを符号化処理することで発生するデータ量に対応したピクチャ毎の符号化困難度に応じて上記各チャンネルの基本ビットレートＡi算出する際に、
送信するプログラムの平均ビットレートを優先させるチャンネルにおいては、上記符号化困難度の所定の時間の時間平均値と平均ビットレートとが対応する時間平均関数を各チャンネル毎に設定し、
上記ピクチャ毎の符号化困難度と上記時間平均関数とから算出されるビットレートを上記基本ビットレートＡiとし、
送信するプログラムの画質を優先させるチャンネルにおいては、上記ピクチャ毎の符号化困難度の所定の時間分の時間平均値からさらにチャンネル間で平均をとったチャンネル平均値と平均ビットレートとが対応する共通のチャンネル平均関数を設定し、
上記ピクチャ毎の符号化困難度と上記チャンネル平均関数とから算出されるビットレートを上記基本ビットレートＡiとすること
を特徴とする請求項１１記載のプログラム送信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルデータ送信に関するものであり、詳しくはデジタルデータを多重化してプログラムを送信するビットレート制御装置、ビットレート制御方法、プログラム送信システム及びプログラム送信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタルデータ送信においては、例えばＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）の手法により映像、音声信号を圧縮、多重化して伝送することで、限られた帯域を多くのチャンネルに割り当て有効に利用している。
【０００３】
このように既定の帯域を複数のチャンネルに割り当てて各チャンネルで映像、音声信号を伝送するデジタルデータ送信において、伝送される映像信号、音声信号の圧縮、符号化のしにくさの指標である困難度に応じて動的にビットレートを変動させることにより、高画質化を計る統計多重を利用した多重化装置及び多重化方法として、特開平１１−１７７９４５公報に記載されているものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、音声、映像信号を受信するプログラム受信装置の多いチャンネルと受信するプログラム受信装置の少ないチャンネルとを考慮しないと、例えば、受信するプログラム受信装置が多いチャンネルと受信するプログラム受信装置が少ないチャンネルの伝送速度を同じにした場合、受信するプログラム受信装置が多いチャンネルの画質が劣化してしまうといった問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は上述したような問題を解決するために案出されたものであり、各チャンネルの音声、映像信号の受信状況により動的にビットレートを割り当てることのできるビットレート制御装置、ビットレート制御方法、プログラム送信システム及びプログラム送信方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るビットレート制御装置は、所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定する受信比率決定手段と、受信比率決定手段によって決定された受信比率からビットレートを算出するビットレート算出手段と、ビットレート算出手段によって算出されたビットレートに基づいた制御信号を生成する制御信号生成手段と、制御信号生成手段よって生成された制御信号に応じてプログラムをビットレートに圧縮する符号化手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このビットレート制御装置は、ユーザによるプログラムの選択状況に応じて送信するプログラムのビットレートを制御する。
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明に係るビットレート制御方法は、所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定し、決定された受信比率からビットレートを算出し、算出されたビットレートに基づいた制御信号を生成し、生成された制御信号に応じてプログラムをビットレートに圧縮することを特徴とする。
【０００９】
このビットレート制御方法は、ユーザによるプログラムの選択状況に応じて送信するプログラムのビットレートを制御する。
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明に係るプログラム送信システムは、所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定する受信比率決定手段と、受信比率決定手段によって決定された受信比率からビットレートを算出するビットレート算出手段と、ビットレート算出手段によって算出されたビットレートに基づいた制御信号を生成する制御信号生成手段と、制御信号生成手段よって生成された制御信号に応じて各プログラムをビットレートに圧縮し送出する符号化手段と、符号化手段によって送出された複数のプログラムを多重化して送信する多重化手段とを有するプログラム送信装置と、多重化手段によって送信された複数のプログラムを受信する受信手段と、受信手段によって受信した複数のプログラムの中からユーザの入力により所望のプログラムを選択する選択手段と、選択手段によって所望のプログラムを選択していることを受信比率決定手段に送信するプログラム選択状況送信手段と、選択手段によって選択されたプログラムを逆多重化する逆多重化手段と、逆多重化手段によって逆多重化されたプログラムを復号化する復号化手段と、復号化手段によって復号化されたプログラムを出力表示する出力表示手段とを有するプログラム受信装置とを備えることを特徴とする。
【００１１】
このプログラム送信システムは、ユーザによるプログラムの選択状況に応じてプログラムのビットレートを制御してプログラムを送信する。
【００１２】
上述の目的を達成するために、本発明に係るプログラム送信方法は、所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定し、決定された受信比率からビットレートを算出し、算出されたビットレートに基づいた制御信号を生成し、生成された制御信号に応じてビットレートで各プログラムを圧縮して送出し、圧縮され送出された複数のプログラムを多重化して送信し、送信された複数のプログラムを受信し、受信した複数のプログラムの中からユーザの入力により所望のプログラムを選択し、どのプログラムを選択したかというプログラムの選択状況を送信し、選択されたプログラムを逆多重化し、逆多重化されたプログラムを復号化し、復号化されたプログラムを出力表示することを特徴とする。
【００１３】
このプログラム送信方法は、ユーザによるプログラムの選択状況に応じてプログラムのビットレートを制御してプログラムを送信する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図面を参照にして詳細に説明する。
【００１５】
本発明は、図１に示すようなプログラム送信システム１に適用される。
【００１６】
プログラム送信システム１は、プログラムを送信するビットレート制御装置２と、ビットレート制御装置２から送信されたプログラムを受信するプログラム受信装置３とを備えている。
【００１７】
ビットレート制御装置２は、ビットレートコントローラ１１と、エンコーダ１２と、マルチプレクサ１３とからなる。ビットレート制御装置２は、例えば、映像信号及び音声信号からなるプログラムをインターネット、衛星放送、地上波又はＣＡＴＶ（Community Antenna Television System）を使って送信する放送局である。
【００１８】
ビットレートコントローラ１１は、例えばパーソナルコンピュータで構成されており、インターネット経由で入力されたリアルタイムの各プログラム受信装置３のプログラム視聴情報を基に後述するエンコーダ１２から出力させるプログラムのビットレートを算出し、エンコーダ１２に対してＬＡＮ（Local Area Network）もしくはシリアル接続経由で算出したビットレートでプログラムが出力されるように制御する制御命令を送信する。ビットレートの算出については、後で詳細に説明する。
【００１９】
エンコーダ１２は、所定の周波数帯域が割り当てられたチャンネルに編成された映像信号、音声信号からなるプログラムを例えばＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）により圧縮、符号化しストリームとしてマルチプレクサ１３に出力する。また、エンコーダ１２は、マルチプレクサ１３に出力する映像信号、音声信号をストリームとして送信する際、ビットレートをビットレートコントローラ１１から送信された制御命令に応じて変更する。
【００２０】
マルチプレクサ１３は、エンコーダ１２から入力された複数のストリームを例えば、時分割多重化しインターネット、衛星放送、地上波又はＣＡＴＶ（Community Antenna Television System）を経由してプログラム受信装置３へ送信する。
【００２１】
プログラム受信装置３はＳＴＢ（Set Top Box）２１と、スピーカを内蔵したモニタ２２とからなり、マルチプレクサ１３から、例えば、時分割多重化されて送信されたプログラムを受信する。
【００２２】
ＳＴＢ２１は、インターネット又は衛星を経由してマルチプレクサ１３から送信される映像信号、音声信号からなるプログラムのストリームを受信し、ユーザが選択したチャンネルの映像信号、音声信号を逆多重化して復号し、所望のプログラムをモニタ２２に送出する。ＳＴＢ２１には、ユーザがプログラムを選択するためのスイッチが取り付けられており、ユーザは受信する所望のチャンネルのプログラムをスイッチ操作によって選択する。なお、チャンネルの選択はリモートコントローラによる遠隔操作にて行ってもよい。
【００２３】
モニタ２２は、例えば、表示部としてＣＲＴ（Cathode Ray Tube）又はＬＣＤ(Liquid Crystal Display)を有し、スピーカが内蔵されている。モニタ２２は、ＳＴＢ２１から入力される映像信号、音声信号からなるプログラムを映像、音声に変換して出力する。
【００２４】
続いて、図２に示すフローチャートを用い、プログラム送信システム１のプログラム送信の動作について説明する。
【００２５】
ステップＳ１において、エンコーダ１２に入力し圧縮された各プログラムは、プログラム受信装置３で受信するのに最低限必要な基本ビットレートＡiでマルチプレクサ１３にストリームとして送出され、マルチプレクサ１３で、例えば、時分割多重化されてプログラム受信装置３に送信される。なお、このステップ１で実行される工程は、プログラム送信システム１において、ユーザがビットレート制御装置２から送信されるプログラムの中からどのプログラムを選択しているかを示すプログラム視聴情報を取得するための初期動作である。ステップＳ１が終了すると工程はステップＳ２へと進む。
【００２６】
ステップＳ２において、ＳＴＢ２１は、ユーザがどのプログラムを選択したかを示すプログラム視聴情報をインターネット経由でビットレートコントローラ１１に送信する。ステップＳ２が終了すると工程はステップＳ３へと進む。
【００２７】
ステップＳ３において、ビットレートコントローラ１１は、ＳＴＢ２１から送信されたプログラム視聴情報を基にチャンネルＮの受信比率ＸNを算出する。
【００２８】
ここで受信比率について説明をする。ビットレート制御装置２がプログラム受信装置３へ送信するためのチャンネルをチャンネル１〜ＮまでのＮ個としチャンネルＮの受信比率をＸNとすると受信比率ＸNは、「ある時刻において、チャンネル１〜Ｎで送信されている各番組を受信している全プログラム受信装置３の数に対するチャンネルＮを受信しているプログラム受信装置３の数の割合」と定義できる。チャンネル１〜Ｎの受信比率をＸ1〜ＸNとすると、以下に示す（１）式のようになる。
【００２９】
【数５】
0004277415.tif 000002
【００３０】
例えば、Ｎ＝４とし、４つのチャンネルをＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４と表す。また、ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４で送信する各プログラムのある時刻ｔにおけるプログラム受信装置３での受信率がそれぞれ１０％，２０％，３０％，４０％であったとする。このＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４から送信された各プログラムの受信率１０％，２０％，３０％，４０％より、受信比率Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3，Ｘ4を算出すると、上述した定義より受信比率はそれぞれ０．１，０．２，０．３，０．４となる。ステップＳ３が終了すると工程はステップＳ４へと進む。
【００３１】
ステップＳ４において、ビットレートコントローラ１１は、ステップＳ２で求めた受信比率ＸNから各チャンネルのビットレートを算出し、各エンコーダ１２から出力させるプログラムのビットレートが算出した各ビットレートになるように制御命令を各エンコーダ１２へ送信する。
【００３２】
ここで、例えば、ビットレート制御装置２で使用可能なビットレートをＳとし、ビットレート制御装置２のチャンネル１〜Ｎでプログラムを送信するのに最低限必要なビットレートである基本ビットレートＡiをそれぞれＡ1〜ＡNとする。また、ステップＳ２で求めた受信比率ＸNに応じて付加するビットレートを付加ビットレートＴとすると、（２）式のような関係が得られる。
【００３３】
【数６】
0004277415.tif 000003
【００３４】
さらにチャンネル１〜Ｎのプログラムを符号化する各エンコーダ１２から出力される際のビットレートをＢ1〜ＢNとすると、（３）式に示すようになる。
【００３５】
【数７】
0004277415.tif 000004
【００３６】
したがって、各エンコーダ１２から出力されるプログラムのビットレートＢiは、上述の（１）式、（２）式、（３）式より、（４）式に示すようになる。
【００３７】
【数８】
0004277415.tif 000005
【００３８】
ビットレートコントローラ１１は、ステップＳ３で求めたＸiと（４）式とを用いて、各ビットレートを算出する。
【００３９】
例えば、４つのチャンネル、ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４から送信されたプログラムの受信比率を０．１，０．２，０．３，０．４とし、ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４で送信するプログラムの基本ビットレートＡiをそれぞれ、Ａ1＝４Ｍｂｐｓ、Ａ2＝３Ｍｂｐｓ、Ａ3＝５Ｍｂｐｓ，Ａ4＝４．５Ｍｂｐｓとし、付加ビットレートＴをＴ＝１２Ｍｂｐｓとすると、チャンネル１ではＢ1＝Ａ1＋Ｘ1×Ｔ＝４＋０．１×１２＝５．２Ｍｂｐｓ、チャンネル２ではＢ2＝Ａ2＋Ｘ2×Ｔ＝３＋０．２×１２＝５．４Ｍｂｐｓ、チャンネル３ではＢ3＝Ａ3＋Ｘ3×Ｔ＝５＋０．３×１２＝８．６Ｍｂｐｓ、チャンネル４ではＢ4＝Ａ4＋Ｘ4×Ｔ＝４．５＋０．４×１２＝９．３Ｍｂｐｓというビットレートが算出される。
【００４０】
また、上述したプログラム送信に最低限必要なビットレートである基本ビットレートＡiは、特開平１１−１７７９４５公報に記載されている手法を用いてその値を決定することができる。図３に示すフローチャートを用いて、Ａiを求める動作について説明をする。
【００４１】
ここで、各プログラムを送信する各チャンネルついて説明をする。各チャンネルは、送信するプログラムの種類によってチャンネルの平均ビットレートが異なっている。例えば、送信するプログラムの画質を重視する画質優先チャンネルは、所定の画質のレベルを保つ必要があるため、平均ビットレートは全ての画質優先チャンネルで統一して設定されている。
【００４２】
また、送信するプログラムの平均のビットレートが重視される平均ビットレート優先チャンネルでは、各チャンネルで主に送信しているプログラムの種類毎に必要なビットレートが異なるため、各チャンネル毎に固有の平均ビットレートが設定される。
【００４３】
ビットレートコントローラ１１は、まず、符号化したプログラムの符号化量に基づいた困難度Ｄiに応じてビットレートが算出できるような関数を、上述した画質優先チャンネル、平均ビットレート優先チャンネルごとに求め、続いて、その関数から各ピクチャに対応したビットレートを算出している。上述のビットレートを算出するための関数は、所定の単位時間毎に更新されていく。また、上述の関数はどのような関数でもよい。
【００４４】
例えば、求める関数が１次関数なら２点の値が必要となってくる。関数が１次関数である場合、関数を求めるのに必要な初期値として、ユーザは、平均ビットレート優先チャンネル及び画質優先チャンネルのビットレートの平均値と、ビットレートの下限である最小値とをあらかじめ入力する必要がある。また、算出する関数を補正するために必要となるビットレートの最大値もあらかじめ入力する必要がある。上述した各チャンネルのビットレート平均値は、各チャンネルのビットレートの平均値の和と全チャンネルで送信することのできるビットレートである総合ビットレートが一致するようにその値が決定される。
【００４５】
例えば、ビットレート制御装置２のチャンネルがＣＨ１〜ＣＨ４で４チャンネルあり、４つのチャンネルのうち平均ビットレート優先のチャンネルがＣＨ１、ＣＨ２、画像優先チャンネルがＣＨ３、ＣＨ４となっていたとする。
【００４６】
また、総合ビットレートの値を１２Ｍｂｐｓ、ＣＨ１の平均値を２Ｍｂｐｓ、ＣＨ２の平均値を４Ｍｂｐｓとすると、ＣＨ３とＣＨ４には、総合ビットレート１２ＭｂｐｓからＣＨ１の平均値２ＭｂｐｓとＣＨ２の平均値４Ｍｂｐｓを減算した値１２−４−２＝６Ｍｂｐｓを、さらに等分した値３Ｍｂｐｓがビットレートの平均値としてそれぞれ割り当てられる。
【００４７】
ステップＳ１１において、エンコーダ１２は、各チャンネルで送信するプログラムを符号化処理した際の発生符号化量にほぼ対応する困難度Ｄiをピクチャー毎に検出する。エンコーダ１２は、検出した困難度Ｄiをビートレートコントローラ１１へ送信する。ステップＳ１１が終了すると工程はステップＳ１２へ進む。
【００４８】
ステップＳ１２において、ビットレートコントローラ１１は、エンコーダ１２から送信されたピクチャ毎の困難度Ｄiを所定の単位時間毎、例えば、１秒単位で平均化し困難度Ｄiの時間平均値ＡＤを各チャンネル毎に算出する。１秒間に、例えば、ピクチャが６０枚あるとすると、困難度Ｄiを６０個たし合わせ６０で割ることで、時間平均の困難度Ｄavgが算出される。この時間平均の困難度Ｄavgは、チャンネル毎に求まるのでチャンネルが４つあれば４個の時間平均の困難度Ｄavgが求まる。この時間平均の困難度Ｄavgは、上述した平均ビットレート優先チャンネルにおけるビットレートの平均値に相当する。
【００４９】
さらに、ビットレートコントローラ１１は、算出した各チャンネルの時間平均値ＡＤの和を取り、チャンネル数で割ってチャンネル平均の困難度Ｍｅａｎ  Ｄavgを算出する。例えば、ビットレート変換装置２のチャンネルが４チャンネルあるとすると、４個の時間平均値ＡＤの和を取り４で割ることでチャンネル平均の困難度Ｍｅａｎ  Ｄavgが算出される。チャンネル平均の困難度Ｍｅａｎ  Ｄavgは、上述した画質優先チャンネルにおけるビットレート平均値に相当する。ステップＳ１２が終了すると工程はステップＳ１３へ進む。
【００５０】
ステップＳ１３において、ビットレートコントローラ１１は、平均ビットレート優先チャンネルの各チャンネル毎に時間平均の困難度Ｄavgを満たす関数、時間平均関数と、画質優先チャンネル全てに共通で平均の困難度Ｍｅａｎ  Ｄavgを満たす関数、チャンネル平均関数とを算出する。
【００５１】
例えば、上述したＣＨ１の初期値として入力するビットレートの平均値を２Ｍｂｐｓ、最小値を０．５Ｍｂｐｓとし、求める時間平均関数を１次関数とする。求める関数、この場合１次関数は、ステップＳ１２で算出した時間平均の困難度Ｄavgによって平均のビットレート２Ｍｂｐｓが求まり、困難度Ｄiが０であるときビットレートの最小値０．５Ｍｂｐｓが求まるような関数である。
【００５２】
ＣＨ２でもＣＨ１の場合と同様にして、ステップＳ１２で算出した時間平均の困難度Ｄavgによって平均のビットレート４Ｍｂｐｓが求まり、困難度Ｄiが０であるときビットレートの最小値２Ｍｂｐｓが求まるような関数が算出される。
【００５３】
また、上述したＣＨ３、ＣＨ４の初期値として入力するビットレートの平均値を３Ｍｂｐｓ、最小値を１．０Ｍｂｐｓとし、求めるチャンネル平均関数を１次関数とする。求める関数、この場合１次関数は、ステップＳ１２で算出したチャンネル平均の困難度Ｍｅａｎ  Ｄavgによって平均のビットレート３Ｍｂｐｓが求まり、困難度Ｄiが０であるときビットレートの最小値１．０Ｍｂｐｓが求まるような関数である。
【００５４】
さらにまた、ビットレートコントローラ１１は、求めた時間平均関数又はチャンネル平均関数を用いて各チャンネルで送信されるプログラムのピクチャ毎の困難度Ｄiに対応するビットレートを算出する。ここで算出されるビットレートは仮のビットレートである。ステップＳ１３が終了すると工程はステップＳ１４へ進む。
【００５５】
ステップＳ１４において、ビットレートコントローラ１１は、ステップＳ１３で算出された仮のビットレートを上限値である最大値、下限値である最小値、全体のビットレートにより補正をし、補正され各ビットレートを基本ビットレートＡiとする。ステップＳ１４が終了すると工程はステップＳ１５へ進む。
【００５６】
ステップＳ１５において、ビットレートコントローラ１１は、所定の時間単位で時間平均の困難度Ｄavgを困難度Ｄiに応じて更新する。これに伴い、ビットレートコントローラ１１は、チャンネル平均の困難度Ｍｅａｎ  Ｄavgを更新する。
【００５７】
ステップＳ１６において、ビットレートコントローラ１１は、各チャンネルで送信されるプログラムがまだあるかどうかの判断をし、プログラムがなければ終了し、プログラムがあれば工程をステップＳ１２へと戻す。
【００５８】
ステップＳ１１〜ステップＳ１５の工程を実行することで、ビットレート制御装置２に画質優先処理をするチャンネルと平均ビットレート優先処理するチャンネルとが混在している場合でも、困難度に応じてビットレートを動的に変化させることができる。
【００５９】
ステップＳ４が終了すると工程はステップＳ５へ進む。
【００６０】
ステップＳ５において、ビットレートコントローラ１１は、Ｓ３で算出したビットレートに基づいて、各エンコーダ１２からプログラムが出力されるようにするための制御命令を各エンコーダ１２へ送信する。ステップＳ５が終了すると工程はステップＳ６へ進む。
【００６１】
ステップＳ６において、各エンコーダ１２は、ステップＳ４でビットレートコントローラ１１から送信された制御命令に基づいたビットレートで各プログラムをマルチプレクサ１３へ出力させる。ステップＳ６が終了すると工程はステップＳ２へと戻る。
【００６２】
このようにして、プログラム送信システム１では、ユーザがどのプログラムを選択したかのプログラム視聴情報をプログラム受信装置３のＳＴＢ２１で検出し、ビットレート制御装置２のビットレートコントローラ１１へ送信し、それに応じてビットレートコントローラ１１が受信比率を算出し、各チャンネルのプログラムに割り当てるビットレートを算出することで、プログラム受信装置３に送信する画像の画質を向上させることができる。
【００６３】
また、プログラム視聴情報に応じてビットレート変化させる手法と、プログラム送信システム１の各チャンネルで送信するプログラムの基本ビットレートをプログラムを符号化する際の困難度に応じて平均ビットレートを優先させるチャンネル及び画質を優先させるチャンネルで動的に変化させる手法とを組み合わせるることで、プログラム受信装置３に送信する画像の画質をさらに向上させることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明のビットレート制御装置は  所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定する受信比率決定手段と、決定された受信比率からビットレートを算出するビットレート算出手段と算出されたビットレートに基づいた制御信号を生成する制御信号生成手段と、生成された制御信号に応じて送信するプログラムを圧縮する符号化手段とを備え、プログラムを送信する各チャンネルに割り当てるビットレートを各プログラムの受信状況によって動的に配分し、プログラムの受信状況に影響されることなく高画質の画像を送信することを可能とする。
【００６５】
以上の説明からも明らかなように、本発明のビットレート制御方法は、所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定し、決定された受信比率からビットレートを算出し、算出されたビットレートに基づいた制御信号を生成し、生成された制御信号に応じて所定の周波数を有するチャンネルで送信するプログラムを圧縮することでプログラムを送信する各チャンネルに割り当てるビットレートを各プログラムの受信状況によって動的に配分し、プログラムの受信状況に影響されることなく高画質の画像を送信することを可能とする。
【００６６】
以上の説明からも明らかなように、本発明のプログラム送信システムは、所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定する受信比率決定手段と、受信比率に応じたビットレートを算出するビットレート算出手段と、算出されたビットレートに基づいた制御信号を生成する制御信号生成手段と、制御信号に応じてプログラムを符号化する符号化手段と、符号化された複数のプログラムを多重化して送信する多重化手段とを有するプログラム送信装置と、多重化手段によって送信された複数のプログラムを受信する受信手段と、受信した複数のプログラムからユーザの入力により所望のプログラムを選択する選択手段と、選択手段によって所望のプログラムを選択していることを受信比率決定手段に送信するプログラム選択状況送信手段と、選択手段によって選択されたプログラムを逆多重化する逆多重化手段と、逆多重化手段によって逆多重化されたプログラムを復号化する復号化手段と、復号化手段によって復号化されたプログラムを出力表示する出力表示手段とを有するプログラム受信装置とを備え、プログラムを送信する各チャンネルに割り当てるビットレートを各プログラムの受信状況によって動的に配分し、プログラムの受信状況に影響される事なくプログラム受信装置へ高画質の画像を送信することを可能とする。
【００６７】
以上の説明からも明らかなように、本発明のプログラム送信方法は、所定の時刻における、複数のチャンネルで送信される各プログラムの全受信数に対するユーザによる各プログラムのチャンネル毎の選択数である受信比率を決定し、決定された受信比率からビットレートを算出し、算出されたビットレートに基づいた制御信号を生成し、生成された制御信号に応じて所定の周波数を有する各チャンネルで伝送する各プログラムを圧縮して送出し、圧縮され送出された複数のプログラムを多重化して送信し、送信された複数のプログラムを受信し、受信した複数のプログラムの中からユーザの入力により所望のプログラムを選択し、どのプログラムを選択したかというプログラムの選択状況を送信し、選択されたプログラムを逆多重化し、逆多重化されたプログラムを復号化し、復号化されたプログラムを出力表示することでプログラムを送信する各チャンネルに割り当てるビットレートを各プログラムの受信状況によって動的に配分し、プログラムの受信状況に影響されることなく高画質の画像を送信することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態として示すプログラム送信システムの要部構成を説明するためのブロック図である。
【図２】同プログラム送信システムおいて、ビットレートを変化させてプログラムを送信する動作について説明するためのフローチャートである。
【図３】同プログラム送信システムにおいて、基本ビットレートを算出する動作について説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
０  プログラム送信システム、２  ビットレート制御装置、３  プログラム受信装置、１１  ビットレートコントローラ、１２  エンコーダ、１３  マルチプレクサ、２１  ＳＴＢ  ２２  モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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