JP2000078189A - マルチメディア情報通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケットサイズの変動を吸収して伝送路への
送出ビット量を所定範囲内で一定化し、これにより固定
レートの汎用伝送路を使用できるようにする。 【解決手段】 多重化制御部８において、“０”ビット
挿入処理後における多重化ビットストリームの１０msec
ごとのビット量を検出して正規のビット量との差分を算
出し、この差分値を集計して限界値と比較する。そし
て、差分集計値が限界値を超えると、多重化制御部８か
ら多重部（ＭＵＸ）４に指示を与えて音声のみを含むパ
ケットを生成させて送出させるようにしている。一方差
分集計値が負の値になった場合には、多重化制御部８か
ら多重部（ＭＵＸ）４に指示を与えてフラグ・パターン
を差分集計値が正の値に復帰するまで繰り返し挿入させ
るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、音声、映像及び
コンピュータ・データ等の複数種の情報を多重して伝送
するマルチメディア情報通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル信号処理技術の進歩に伴っ
て、音声、映像及びコンピュータ・データ等の多様なマ
ルチメディア情報を圧縮伸張する符号復号方式や、符号
化されたマルチメディア情報を伝送するための多重分離
方式が検討され、ＩＴＵ−Ｔ等の国際標準機関で規格化
されている。

【０００３】例えば、音声を高効率で符号化する標準方
式として、ＩＴＵ−Ｔ G.723 やG.729 が規定されてい
る。しかし、これらの方式はいずれも出力ビットレート
を原則として一定に保つものであり、コンピュータ間で
送受されるパケット情報のように、可変長データでかつ
発生頻度に規則性のない情報を伝送する場合には適さな
い。

【０００４】このように特性の異なる情報をＩＳＤＮ回
線等の汎用の伝送路を使用して伝送するには、符号量の
変動を吸収して伝送路への送出ビット量を一定にするよ
うな多重方式が必要である。すなわち、音声情報は遅延
変動によって品質が大きく劣化するため一定のビットレ
ートのまま多重する必要があり、またコンピュータ・デ
ータのように情報量が大きく変動する情報を多重しても
音声情報等には影響を与えず効率的に伝送を行えるよう
な多重方式が必要となる。

【０００５】そこで、音声、映像及びコンピュータ・デ
ータを多重する方式として、ＩＴＵ−Ｔ H.223 が規定
されている。ＩＴＵ−Ｔ H.223 は、多重化のためのＭ
ＵＸ（Multiplex ）レイヤと、情報メディア・ストリー
ムへのアダプテーション・レイヤ（ＡＬ）とから構成さ
れる。ＡＬには、制御或いはデータ情報用のＡＬ１、音
声情報用のＡＬ２、映像情報用のＡＬ３があり、誤り検
出、シーケンス番号、再送等の点で異なった機能を持っ
ている。図８はH.223 のフォーマットを示すもので、Ｍ
ＵＸパケットはヘッダに続いて音声４バイト、データ１
バイト、映像２バイト、データ１バイト、及び映像２バ
イトを順に配置したものとなっている。ヘッダは、３ビ
ットのヘッダ誤り制御（ＨＥＣ）と、４ビットの多重化
コード（ＭＣ）と、１ビットのパケット・マーカ（Ｐ
Ｍ）とから構成される。なお、この図の例では映像デー
タが１つのＭＵＸパケットの途中で終わっているため、
最後のＬＣＮ３には本来２バイトのところを１バイトだ
けが収容され、次のＭＵＸパケットのヘッダ内のＰＭビ
ットを“１”とすることで、映像データが途中で終了し
ていることを表している。

【０００６】ところで、情報ビット・ストリーム上に多
重化された各ＭＵＸパケット間には、パケットの切れ目
を表すフラグ・パターン（ＦＧ）が挿入される。このフ
ラグ・パターンは、“０１１１１１１０”と定義されて
いる。このフラグ・パターンと同一のビットパターン
は、パケット内部のペイロードにも存在する可能性があ
る。そこで、ペイロード中に存在する“０１１１１１１
０”をフラグ・パターンとして誤認識しないようにする
ために、次のような対策が施されている。すなわち、送
信側ではパケットの情報ビットパターンをモニタリング
して、“１”が５個続いたならばその後ろに“０”を挿
入する。図９にその様子の一例を示す。これに対し受信
側では、“１”が５個続いたならばその後ろの“０”を
削除する。このような対策を施すことにより、フラグ・
パターンはユニークになり、受信側ではパケットの切れ
目を確実に検出することが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ペイロード中
に存在する“０１１１１１１０”の数はパケットごとに
異なるため、上記フラグ・パターンのユニーク性を保証
するために挿入される“０”の数はパケットごとに異な
り、この結果パケットサイズ、つまりパケットのビット
長は一定でなくなる。このため、ＩＳＤＮ回線等の固定
レートの汎用伝送路を使用することが困難になる。

【０００８】この発明は上記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、パケットサイズの変動
を吸収して伝送路への送出ビット量を所定範囲内で一定
化し、これにより固定レートの汎用伝送路を使用できる
ようにしたマルチメディア情報通信装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、情報を分割してそれぞれパケットに入
れ、これらのパケットを多重したのち固定レートの伝送
路を介して伝送するマルチメディア情報通信装置におい
て、上記伝送路へ送出するパケットの長さが変動する場
合に、当該パケット長を正規のパケット長と比較して上
記パケット長の変動量を検出するための変動量検出手段
と、その検出結果に基づいて動作する多重化制御手段と
を備える。そして、上記変動量検出手段により検出され
たパケット長の変動量が、上記伝送路の伝送レートをも
とに設定した所定範囲を超えた場合に、上記多重化制御
手段により、超過量を吸収するための調整用パケットを
生成して多重化させるように構成したものである。

【００１０】上記多重化制御手段の具体例としては次の
二つの構成が考えられる。すなわち、その一つは、パケ
ット長の変動量が所定範囲の上限を超えた場合に、正規
のパケット長より少なくともこの超過量だけ短い短縮パ
ケットを生成して多重させるものである。短縮パケット
としては、例えば音声情報のみにより構成されるパケッ
トが用いられる。

【００１１】このように構成することで、例えばフラグ
・パターンのユニーク性を保証するために、ペイロード
中のフラグ・パターンと同一のビットパターンに“０”
を挿入する処理が行われ、これによりパケット長が増加
した場合でも、その増加量が許容量を超えると短縮パケ
ットが生成されて多重化される。このため、伝送路へ送
出される多重化パケットのビット量は低減され、これに
より当該送出ビット量は所定範囲内で一定に保たれる。
従って、ＩＳＤＮ回線等の固定レートの汎用伝送路を使
用した伝送が可能となる。

【００１２】また多重化制御手段の他の構成は、パケッ
ト長の変動量が所定範囲の下限を超えた場合に、パケッ
ト間の区切りを表すフラグ・パターンもしくはそれに代
わるヌルパケットを生成して多重化させるものである。

【００１３】このように構成することで、例えば一時的
に音声情報以外の情報の入力が途絶え、この結果正規の
長さに満たないパケットしか多重されずパケット長が減
少すると、その減少量が所定範囲の下限を超えた時点
で、フラグ・パターンもしくはそれに代わるヌルパケッ
トが生成されて多重化される。このため、伝送路へ送出
されるビット量の減少は止まり、この結果当該送出ビッ
ト量は所定範囲内で一定に保持される。従って、この場
合にもＩＳＤＮ回線等の固定レートの汎用伝送路を使用
した伝送が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係わるマルチ
メディア情報通信装置の一実施形態を示す送信回路ブロ
ック図である。同図において、図示しないソースから出
力された音声ストリーム、映像ストリーム及びコンピュ
ータ・データのストリームはそれぞれ、音声符号器１、
映像符号器２及びデータ符号器３に入力されて符号化さ
れる。そして、これらの符号器１，２，３からそれぞれ
出力された符号化音声ストリーム、符号化映像ストリー
ム及び符号化コンピュータ・データのストリームは多重
部（ＭＵＸ）４に入力される。この多重部４では、上記
符号化音声ストリーム、符号化映像ストリーム及び符号
化コンピュータ・データのストリームがそれぞれ図８に
示すように所定の長さに分割されたのち１個のＭＵＸパ
ケットに多重化され、さらにヘッダ（ＨＤ）が付加され
る。そして、このように生成された各ＭＵＸパケット間
にはフラグ・パターン（ＦＧ）が挿入される。

【００１５】ここで上記ヘッダは、図８に示したように
３ビットのヘッダ誤り制御（ＨＥＣ）と、多重化コード
（ＭＣ）と、１ビットのパケット・マーカ（ＰＭ）とか
ら構成される。多重化コード（ＭＣ）は４ビットであ
り、１６種類の値を選択できる。各多重化コードには多
重方法を示すMultiple Entry Descriptor が対応付けら
れており、これは送信側と受信側とで同一内容になるよ
うに管理されている。

【００１６】例えば、音声の論理チャネル番号をＬＣＮ
１、映像の論理チャネル番号をＬＣＮ３とした場合のMu
ltiple Entry Descriptor の例を図２に示す。この例で
は、行番号１〜３まで３エントリが登録されているが、
ＭＣフィールドは４ビットであり、１６エントリまで登
録可能である。

【００１７】いま仮に図３に示すように、１０オクテッ
トに分割された音声ストリームのみを、さらに分割しな
いでＭＵＸパケットを生成する場合には、行番号１が選
択され、ＭＣ＝“０００１”、パケット長が１２オクテ
ットのＭＵＸパケットが生成される。

【００１８】また図４に示すように、６４オクテットに
分割された映像ストリームを、さらに分割せずにＭＵＸ
パケットを生成する場合には、行番号２が選択されて、
ＭＣ＝“０００２”、パケット長が６７オクテットのＭ
ＵＸパケットが生成される。

【００１９】さらに図５に示すように、１０オクテット
に分割された音声ストリームと、１２８オクテットに分
割された映像ストリームとからＭＵＸパケットを生成す
る場合には、行番号３が選択され、ＭＣ＝“０００
３”、パケット長が１４２オクテットのＭＵＸパケット
が生成される。

【００２０】なお、Multiple Entry Descriptor の行番
号を決定する最も簡単な方法は、音声ストリームの入力
しかない場合には行番号１で多重し、映像ストリームし
かない場合には行番号２で多重する。もし、音声ストリ
ームと映像ストリームが両方とも入力されている場合に
は、行番号３で多重する。

【００２１】そうして多重部４から出力されたＭＵＸパ
ケットのストリームはビット挿入部５に入力される。ビ
ット挿入部５は、フラグ・パターンのユニーク性を保証
する処理を行うもので、上記多重部４から出力されたＭ
ＵＸパケットのペイロードの情報ビットパターンをモニ
タリングして、図９に示したように“１”が５個続いた
ならばその後ろに“０”を挿入する。そして、このビッ
ト挿入部５から出力されたＭＵＸパケットのストリーム
は、回線インタフェース部６からＩＳＤＮ回線７へ送出
される。

【００２２】ところで、この実施形態に係わる装置は多
重化制御部８を備えている。この多重化制御部８は、上
記ビット挿入部５から出力された各ＭＵＸパケットごと
にそのビット量を検出し、このビット量の検出値を正規
のパケットのビット量と比較してその差分値を算出す
る。そして、この差分値を複数のＭＵＸパケットにわた
って集計する。また、この差分値の集計結果をＩＳＤＮ
回線７の伝送レートを基に設定した限界値と比較する。
そして、集計値が限界値を上回ると、多重部４に音声の
みのパケットを生成させ、この音声パケットをＭＵＸパ
ケットストリームに多重させる。一方、上記差分値の集
計結果が負になった場合には、多重部４にフラグ・パタ
ーン（ＦＧ）を生成させて、このフラグ・パターンを上
記集計結果が正になるまで繰り返しＭＵＸパケットスト
リームに挿入する。

【００２３】次に、以上のように構成された装置の動作
を説明する。図６は、多重部４及び多重化制御部８の動
作手順を示すフローチャートである。多重部４は、ステ
ップ６ａにおいて音声データの入力監視を行っており、
この状態で一定量の音声データが入力されると音声のパ
ケットを生成してＭＵＸパケットストリームとして出力
する。

【００２４】例えば、いまＩＳＤＮ回線７の伝送レート
が６４kbps、音声符号化のビットレートが８kbpsで固定
されているが、他のストリームのビットレートは変動す
るものと仮定する。この条件の下、多重部４は、後述す
るビット挿入部５による“０”ビット挿入前のＭＵＸパ
ケット長が７９オクテットになるように、音声ストリー
ムについては１０msecごとに１０オクテットずつに分割
してパケット化し、一方映像ストリーム等の他のストリ
ームについては６５オクテットに分割してパケット化す
る。そして、これらのパケット間に１オクテットのフラ
グ・パターンを挿入し、これにより１０msec周期で８０
オクテットのビットストリームを出力する。

【００２５】ビット挿入部５は、上記多重部４からＭＵ
Ｘパケットが出力されると、そのペイロード中の情報ビ
ットパターンをモニタリングして、“１”が５個続いた
ならばその後ろに“０”を挿入する。したがって、回線
インタフェース部６からＩＳＤＮ回線７へ送出される１
０msecごとのビットストリームは８０オクテットを超え
てしまう。

【００２６】ところで、上記ＭＵＸパケットの多重送出
動作中に、多重化制御部８は上記ビット挿入部５から出
力された１０msecごとのビットストリームのビット量を
検出し、このビット量の検出値を正規のパケットのビッ
ト量、つまり８０オクテット（６４０ビット）と比較し
てその差分値を算出する。例えば、ビット挿入部５で
“０”ビット挿入が３回行われていれば、差分値は３ビ
ットとなる。そして、こうして得た１０msecごとの差分
値を順次加算して集計値を求め、この集計値をステップ
６ｂにおいて限界値と比較する。この比較の結果、差分
集計値が限界値を超えていなければ、ステップ６ｃに移
行する。

【００２７】このステップ６ｃは多重部４の処理であ
り、多重部４は他のストリームの入力があるか否かを判
定し、例えば映像ストリームの入力があればステップ６
ｄに移行して、ここで音声及び映像を含むパケットを生
成してそのビットストリームを出力する。このビットス
トリームについても、そのペイロード中に“１”が５個
連続するビットパターンがあると、ビット挿入部５で
“０”が挿入される。

【００２８】そして多重化制御部８では、上記音声パケ
ットと同様に、上記ビット挿入部５から出力された１０
msecごとのビットストリームのビット量が検出され、こ
のビット量の検出値が正規のパケットのビット量、つま
り８０オクテット（６４０ビット）と比較されて、その
差分値が算出される（ステップ６ｅ）。そして、この差
分値はステップ６ｆで順次加算されて集計値が求められ
る。

【００２９】さて、そうして複数のＭＵＸパケットが送
出される過程において、多重化制御部８において算出し
た差分集計値が徐々に増加し、任意のパケットにおいて
限界値を超えたとする。例えば、図７（ａ）に示すよう
にパケットＰ４において差分集計値ＢＵが限界値を超え
たとする。そうすると多重化制御部８は、ステップ６ｂ
からステップ６ｇに移行して、ここで音声のみを含むパ
ケットを生成するように多重部４に指示する。このため
多重部４では、図７（ａ）に示すごとく音声のみを含む
パケットＶＰが生成されて出力される。ここで、音声の
みを含むパケットは、先に図３に示したように１２オク
テットから構成される。このため、このとき送出される
ＭＵＸパケットのビット量は、フラグ・パターンの１オ
クテットを加えても１０４ビットとなり、この結果差分
集計値は５３６ビット減少する。従って、差分集計値が
限界値を超えたまま、ビットストリームがＩＳＤＮ回線
７へ送出され続ける事態は回避される。

【００３０】なお、上記音声のみを含むパケットの送出
後においても、多重化制御部８ではステップ６ｈ及びス
テップ６ｉで差分集計値の算出が行われる。そして、こ
の差分集計値が限界値を下回ると、再び音声及び映像を
含むパケットが生成されてＩＳＤＮ回線７へ送出され
る。

【００３１】一方、何らかの原因で例えば映像ストリー
ムの入力が途絶え、この結果音声のみを含むパケットの
送出が続いたとする。この場合には、ビット挿入部５で
“０”ビットの挿入が行われても、差分集計値は減少し
続けて負の値になり、この負の値から抜け出せなくな
る。

【００３２】しかるに本実施形態の装置では、多重化制
御部８において、ステップ６ｊによる音声パケットの生
成、及びステップ６ｋ，６ｍによる差分集計値の算出後
に、ステップ６ｎで差分集計値が負の値になったことが
検出されると、ステップ６ｎからステップ６ｏに移行
し、ここで多重部４に対しフラグ・パターン（ＦＧ）の
挿入を指示する。このため多重部４では、図７（ｂ）に
示すごとく上記指示に従ってフラグ・パターンを生成し
てＭＵＸパケットに挿入する。このフラグ・パターンの
挿入は、差分集計値が正の値に回復するまで繰り返し行
われる。したがって、差分集計値は正の値に復帰し、差
分集計値が負の値のままビットストリームがＩＳＤＮ回
線７へ送出され続ける事態は回避される。

【００３３】以上述べたようにこの実施形態では、多重
化制御部８において、“０”ビット挿入処理後における
多重化ビットストリームの１０msecごとのビット量を検
出して正規のビット量との差分を算出し、この差分値を
集計して限界値と比較する。そして、差分集計値が限界
値を超えると、多重化制御部８から多重部４に指示を与
えて音声のみを含むパケットを生成させて送出させるよ
うにしている。一方差分集計値が負の値になった場合に
は、多重化制御部８から多重部４に指示を与えてフラグ
・パターンを差分集計値が正の値に復帰するまで繰り返
し挿入させるようにしている。

【００３４】従って本実施形態によれば、“０”ビット
挿入処理により差分集計値が増加して限界値を超えて
も、音声のみを含むパケットの多重によって差分集計値
は減少し、この結果差分集計値が限界値を超えたままビ
ットストリームがＩＳＤＮ回線７へ送出され続ける事態
は回避される。

【００３５】また、映像ストリームが途絶えて入力スト
リームが音声ストリームのみとなり、これにより差分集
計値が減少し続けて負の値になっても、フラグ・パター
ンの挿入により差分集計値は確実に正の値に復帰する。
したがって、差分集計値が負の値のままビットストリー
ムがＩＳＤＮ回線７へ送出され続ける事態は回避され
る。

【００３６】なお、この発明は上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、上記実施形態では、差分集計
値が負の値になった場合にフラグ・パターンを挿入する
ようにしたが、代わりにヌルパケットを生成して多重す
るように構成してもよい。この場合、ヌルパケットは１
オクテットのものとし、このヌルパケットを差分集計値
が正の値に復帰するまで繰り返し挿入するようにしても
よく、また差分集計値を正の値にするに必要なオクテッ
ト数からなるヌルパケットを生成して多重するように構
成してもよい。

【００３７】また前記実施形態では、差分集計値が限界
値になった時点で音声のみを含むパケットを多重するよ
うにしたが、限界値よりも小さく設定した値になった時
点で音声パケットを多重して差分集計値を減少させるよ
うにしてもよい。このようにすると、差分集計値の平均
値を低く抑えることができ、これにより実効的な平均伝
送速度を６４kbpsにより近い値に保つことができる。

【００３８】その他、差分集計値が所定値を超えた場合
に多重する短縮パケットの種類や構成、多重化制御部に
よる制御手順とその内容、装置の種類とその構成、多重
化する情報ストリームの種類と数等についても、この発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明に係わるマ
ルチメディア情報通信装置では、伝送路へ送出するパケ
ットの長さが変動する場合に、当該パケット長を正規の
パケット長と比較して上記パケット長の変動量を検出
し、この検出されたパケット長の変動量が上記伝送路の
伝送レートをもとに設定した所定範囲を超えた場合に、
上記超過量を吸収するための調整用パケットを生成して
多重化させるようにしている。

【００４０】したがってこの発明によれば、パケットサ
イズの変動を吸収して伝送路への送出ビット量を所定範
囲内で一定化することができ、これにより固定レートの
汎用伝送路を使用できるようにしたマルチメディア情報
通信装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係わるマルチメディア情報通信装
置の一実施形態を示す送信回路ブロック図。

【図２】 Multiple Entry Descriptor の一例を示す
図。

【図３】 音声ストリームのみを含むＭＵＸパケットの
フォーマットを示す図。

【図４】 映像ストリームを含むＭＵＸパケットのフォ
ーマットの一例を示す図。

【図５】 音声ストリームと映像ストリームとからなる
ＭＵＸパケットのフォーマットの一例を示す図。

【図６】 図１に示した装置の多重部及び多重化処理部
の動作手順とその内容を示すフローチャート。

【図７】 図１に示した装置による多重化制御動作の一
例を説明するための図。

【図８】 H.223 のフォーマットを示す図。

【図９】 フラグ・パターンのユニーク性を保証するた
めの“０”ビット挿入処理の一例を示す図。

【符号の説明】 １…音声符号器 ２…映像符号器 ３…データ符号器 ４…多重部（ＭＵＸ） ５…ビット挿入部 ６…回線インタフェース部 ７…ＩＳＤＮ回線 ８…多重化制御部 ＦＧ…フラグ・パターン ＶＰ…音声パケット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報を分割してそれぞれパケットに入
   れ、これらのパケットを多重したのち固定レートの伝送
   路を介して伝送するマルチメディア情報通信装置におい
   て、 前記伝送路へ送出するパケットの長さが変動する場合
   に、当該パケット長を正規のパケット長と比較して前記
   パケット長の変動量を検出するための変動量検出手段
   と、 この変動量検出手段により検出されたパケット長の変動
   量が、前記伝送路の伝送レートをもとに設定した所定範
   囲を超えた場合に、この超過量を吸収するための調整用
   パケットを生成して多重化させる多重化制御手段とを具
   備したことを特徴とするマルチメディア情報通信装置。
2. 【請求項２】 前記多重化制御手段は、パケット長の変
   動量が所定範囲の上限を超えた場合に、前記正規のパケ
   ット長より少なくともこの超過量だけ短い短縮パケット
   を生成して多重させることを特徴とする請求項１記載の
   マルチメディア情報通信装置。
3. 【請求項３】 前記多重化制御手段は、パケット長の変
   動量が所定範囲の下限を超えた場合に、パケット間の区
   切りを表すフラグ・パターンもしくはそれに代わるヌル
   パケットを生成して多重化させることを特徴とする請求
   項１記載のマルチメディア情報通信装置。