JP3617177B2 - 映像素材供給装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像素材を供給する映像素材供給装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年は、動画像信号の圧縮符号化の手法として、いわゆるＭＰＥＧ標準方式が提案されている。上記ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｍａｇｅ Ｃｏｄｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）とは、蓄積用動画像符号化の検討組織であり、１９８８年に国際標準化機構（ＩＳＯ）と国際電気標準会議（ＩＥＣ）の傘下に設立された動画像圧縮技術の標準化を検討する専門家の作業部会の略称である。このグループが標準化した動画や音声などのデータ圧縮方式がＭＰＥＧ方式と呼ばれている。
【０００３】
上記ＭＰＥＧ標準は、その標準化作業上のフェーズ１の標準であるＭＰＥＧ１とフェーズ２の標準であるＭＰＥＧ２とがある。両者の違いを簡単に説明すると、ＭＰＥＧ１は主にＣＤ−ＲＯＭなどの蓄積メディアのための標準であるが、ＭＰＥＧ２はＭＰＥＧ１のアプリケーションも含む広い範囲のための標準となっている。
【０００４】
ここで、上記ＭＰＥＧ２の出力ストリームには、２種類の方式があり、一つはプログラム・ストリーム（ＭＰＥＧ２−ＰＳ、ＰＳ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｔｒｅａｍ）と呼ばれ、ＭＰＥＧ１と同様に蓄積メディア（ｓｔｒａｇｅ ｍｅｄｉａ）を対象にした方式である。もう一つは、トランスポート・ストリーム（ＭＰＥＧ２−ＴＳ、ＴＳ：Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）と呼ばれ、複数のプログラムを構成できる方式である。
【０００５】
このＭＰＥＧ２システムによれば、複数のプログラムを１本のストリーム（データ列）にできるため、テレビ放送などにも対応でき、プログラム編成の自由度が高く、種々のアプリケーションのための付加機能をもっている。これら機能を実現するためのものとしては、例えば、ランダム・アクセスを容易にするためのディレクトリ情報や、個別のストリーム毎の種別を表す種別情報などがある。
【０００６】
上記ＭＰＥＧシステムにおける符号化から復号までの流れは、以下のようになる。
【０００７】
エンコーダにおける符号化の流れでは、先ず、ビデオ，オーディオなどの個別素材を、それぞれの連係を保ちながら個別に符号化する。次に、符号化された各個別のストリームをマルチプレクサ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：ＭＵＸ、多重化器）でアプリケーションに合わせてストリームの伝送媒体（蓄積メディアやネットワークなど）のフォーマットに適合した多重化を行い、伝送または記録する。
【０００８】
一方、受信デコーダにおける復号の流れでは、受信された多重ストリームは、デマルチプレクサ（ＤｅＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：ＤＭＵＸ、分離器）でビデオ、オーディオなどの各個別のストリーム部分を分離してそれぞれ復号器に送る。次に、復号器では個別にストリームを復号して、その後出力装置（ビデオモニタやスピーカなど）に出力する。
【０００９】
このように、ＭＰＥＧシステムでは、複数の個別符号化ストリームを時分割多重して１本のストリームにすることと、送信側で意図したように受信側で各個別ストリームを同期復号再生することが行われる。
【００１０】
上記ＭＰＥＧシステムにおける上記時分割多重方式としては、パケットによる多重方式を用いている。上記パケットによる多重化とは、例えばビデオとオーディオ信号を多重化する場合、ビデオとオーディオ信号をそれぞれパケットと呼ばれる適当な長さのストリームに分割し、ヘッダなどの付加情報を付けて、適宜ビデオとオーディオのパケットを切り換えて時分割伝送する方式である。これらパケットには、ヘッダと呼ばれる先頭部分にビデオかオーディオかの属性を識別するための情報などが付加される。また、場合によっては最後尾に伝送上のビットエラーを検出するためのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ、巡回冗長符号）と呼ばれる符号を付加することもある。
【００１１】
パケット長は、伝送媒体やアプリケーションに強く依存し、例えばＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ、非同期転送モード）のように短い（５３バイトのパケット長、セルと呼ばれる）ものや、光ディスクシステムのように長い（４０９６バイトのパケット長など）ものなどがある。ＭＰＥＧでは、種々の条件に適合するために、長さの上限を約２^１６（６４Ｋバイト）までとっており、フレキシビリティを持たせるために、各パケット毎に固定長でも可変長でもよいことになっている。さらに、可変伝送速度も許されており、断続的な伝送も可能となっている。ヘッダなどの固定的に必要な部分は、パケット長に依存しないため、短いパケットはオーバーヘッド（多重化のための追加データ）が大きく、伝送効率が低下するが、時分割多重の切り換え時間が短いために、多重に起因する遅延とバッファ・メモリ量が少なくて済むというメリットがある。
【００１２】
ＭＰＥＧ１とＭＰＥＧ２−ＰＳでは、ビデオやオーディオのパケットの上位にパック・レイヤと呼ばれる階層があるが、通常は複数のパケットを束ねたパックと呼ばれる構成単位で取り扱われる。パック・ヘッダ部分には、後述する同期再生用の時間基準参照用の付加情報などがある。パックの主目的は、ストリームの途中から復号再生することを可能にすることにある。
【００１３】
ここで、ＭＰＥＧの同期方式においては、ビデオ、オーディオの各アクセス・ユニットと呼ばれる復号再生の単位毎（ビデオは１フレーム、オーディオは１オーディオ・フレーム）に、いつ復号再生すべきかを示すタイム・スタンプと呼ばれる情報が付加される。また、タイム・スタンプに対しては、ＳＣＲ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、システム時刻基準参照値）と呼ばれる情報によって時間基準が与えられている。
【００１４】
タイム・スタンプとは、各アクセス・ユニット毎に付けられる復号再生処理の時刻管理のタグであり、２種類のタイム・スタンプがある。一つは、ＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）と呼ばれる再生出力の時刻管理情報で、他方はＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）と呼ばれる復号の時刻管理情報である。これらのタイム・スタンプは、あるパケットの中にアクセス・ユニットの先頭がある場合には、パケット・ヘッダに付加する。ただし、パケットの中にアクセス・ユニットの先頭がない場合には、パケット・ヘッダにタイム・スタンプは付加しないこととする。また、パケットの中に２つ以上のアクセス・ユニットの先頭があっても、最初のアクセス・ユニットに対応するタイム・スタンプだけをパケット・ヘッダに付加する。
【００１５】
上記ＰＴＳにおいては、ＭＰＥＧシステムの基準復号器内部のＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ、基本となる同期信号）がＰＴＳに一致したときに、そのアクセス・ユニットを再生出力する。上記ＤＴＳにおいては、ＭＰＥＧではＩピクチャとＰピクチャはＢピクチャよりも先行して符号化ストリームに送出されるために、復号する順序と再生出力する順序が異なることに対応したものである。ＰＴＳとＤＴＳが異なる場合には両方のタイム・スタンプをつけ、一致する場合にはＰＴＳだけを付けることになっている。
【００１６】
また、ＳＣＲ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、システム時刻基準参照値）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、プログラム時刻基準参照値）とは、ビデオとオーディオの復号器を含むＭＰＥＧシステム復号器において、時刻基準となるＳＴＣ（基本となる同期信号）の値を符号器側で意図した値にセット・校正するための情報である。これらＳＣＲ、ＰＣＲを利用するに際しては、単にその値だけでは不十分で、ＳＣＲ，ＰＣＲの値を運んでいるストリーム中のバイトのタイミング（復号器への到着時刻）の精度が必要である。ＭＰＥＧ２ではＳＣＲ，ＰＣＲとも６バイト（実データは４２ビット）で送られるが、復号器側ではその最終バイトの到着の瞬間に、ＳＴＣはＳＣＲまたはＰＣＲの示す値をセットすることが求められている。上記ＳＴＣと一体となったＰＬＬ（位相ロック・ループ）を構成すれば、復号器のシステム・クロックと完全に周波数が一致したＳＴＣを復号器でもつことができる。このＰＬＬ機能は後述するＭＰＥＧ２−ＴＳ（トランスポート・ストリーム）では復号器に義務付けられている。
【００１７】
また、前述したように、ＭＰＥＧ２では、複数のプログラム（番組）の伝送を可能とするマルチプログラム対応機能を有しており、この機能は多数の個別の符号化ストリームをトランスポート・パケットと呼ばれる比較的短い伝送単位で時分割多重するものである。上記マルチプログラム対応は、ＭＰＥＧ２だけの機能である。
【００１８】
当該ＭＰＥＧ２のストリームには、前述したように、ＰＳ（プログラム・ストリーム）と共に、トランスポート・ストリーム（ＴＳ）と呼ばれるマルチプログラム対応の多重・分離方式の２種類の方式がある。トランスポート・パケットのヘッダ部分には、パケット・データの内容識別情報があり、それによって目的とするプログラム再生に必要なパケットをＤＭＵＸ（分離器）を通じて取り出して復号することになる。
【００１９】
このトランスポート・パケットは、ＡＴＭとの接続性も考慮して、１８８バイト固定長の比較的短いパケットである。ＡＴＭのパケット長は実データ４７バイト（ＡＴＭセルのペイロード（ユーザ情報）部分４８バイトのうち１バイトは、シーケンスと同期用に使用する）で、一つのトランスポート・パケットを４つのＡＴＭパケット（セル）に乗せて伝送できるようになっている。上記トランスポート・ストリーム（ＴＳ）のプログラム・ストリーム（ＰＳ）との大きな違いは、複数のパケット（ＭＰＥＧ２ではＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ）パケットと呼ぶ）をグループ化してパックを構成するプログラム・ストリーム（ＰＳ）の方式に対して、トランスポート・ストリーム（ＴＳ）方式では逆にパケットを再分割して複数のトランスポート・パケットに乗せて伝送することにある。したがって、トランスポート・ストリーム（ＴＳ）におけるＰＥＳパケットは、ＰＳ（及びＭＰＥＧ１）におけるパックのような役割を果たすことになり、パック・ヘッダと同じような情報をＰＥＳパケットで伝送できるように拡張されている。
【００２０】
また、マルチプログラム対応のトランスポート・ストリームでは、多数のビデオ、オーディオの個別のストリームを伝送するため、複数のプログラムの中からどのプログラムを選び、どのパケットを取り出してどのように復号すればよいか、などの情報が必要になる。これらのプログラム仕様情報を総称してＰＳＩ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、プログラム仕様情報）と呼んでいる。ＰＳＩは、特定の識別コードをもったパケットや一次的なＰＳＩで指し示されたパケットなどで伝送される。トランスポート・ストリーム（ＴＳ）の基準復号器の中にあるシステム用のバッファ・メモリとシステムの復号器は、このＰＳＩ処理のために設けられている。なお、このＰＳＩについては、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１の２．４．４のＰｒｏｇｒａｍ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに詳細が記述されている。
【００２１】
次に、ＭＰＥＧ２−ＴＳのデータ構造について以下に説明する。
【００２２】
トランスポート・パケットのデータ構造は、複数プログラムを扱う目的からＩＴＵ−Ｔ（旧ＣＣＩＴＴ）で標準化されているＡＴＭの方式と類似している。図４にはトランスポート・パケットのデータ構造を階層的に示し、各情報項目の意味と目的を以下に説明する。なお、図４のトランスポート・ストリーム・シンタクスは、ＩＳＯ１３８１８−１にて規定されているものであるため、ここでは簡単な説明に止める。
【００２３】
図４の（Ａ）に示すように、トランスポート・ストリームは１８８バイトの固定長トランスポート・パケットによって多重・分離されるものである。このトランスポート・パケットは、それぞれヘッダ部とペイロード部とからなる。
【００２４】
上記トランスポート・パケットのヘッダ部はそれぞれ図４の（Ｂ）から図４の（Ｄ）に示すような構造となっている。
【００２５】
図４の（Ｂ）に示すように、トランスポート・パケットは、同期バイト部、誤り表示（エラー・インジケータ）部、ユニット開始表示部、トランスポート・パケット・プライオリティ部、ＰＩＤ部、スクランブル制御部、アダプテーション・フィールド制御部、巡回カウンタ部、アダプテーション・フィールド部からなるヘッダを有する。
【００２６】
上記同期バイト部には、復号器がトランスポート・パケットの先頭を検出するための８ビットの同期信号が配置される。誤り表示（エラー・インジケータ）部には、このパケット中のビット・エラーの有無を示す１ビットが配置され、ユニット開始表示部には、新たなＰＥＳパケットが当該トランスポート・パケットのペイロード（実効的なパケット・データ）から始まることを示す１ビットが配置される。トランスポート・パケット・プライオリティ（パケット優先度）部には、このパケットの重要度を示す１ビットが配置され、ＰＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、パケットの種別）部には、該当パケットの個別ストリームの属性を示す１３ビットのストリーム識別情報が配置される。スクランブル制御部には、このパケットのペイロードのスクランブルの有無，種別を示す２ビットが配置され、アダプテーション・フィールド制御部には、このパケットでのアダプテーション・フィールドの有無及びペイロードの有無を示す２ビットが配置される。巡回カウンタ部には、同じＰＩＤをもつパケットが途中で一部棄却されたかどうかを検出するための情報が配置され、４ビットの巡回カウンタ情報を連続性によって検出するようになされている。アダプテーション・フィールド部には、個別ストリームに関する付加情報やスタッフィング・バイト（無効データ・バイト）をオプションで入れることができる。このことから、個別ストリームの動的な状態変化の情報を伝送することができる。
【００２７】
上記アダプテーション・フィールド部は、図４の（Ｃ）に示すように、アダプテーション・フィールド長部、不連続表示部、ランダム・アクセス表示部、ストリーム・プライオリティ（優先）・表示部、５フラグ、オプショナル・フィールド部、スタッフィング・バイト部からなる。
【００２８】
上記アダプテーション・フィールド長部には、当該アダプテーション・フィールド部の長さを示す８ビットが配置され、不連続インジケータ（不連続表示）部には、次の同じＰＩＤのパケットで、システム・クロックがリセットされ、新たな内容になることを示す１ビットが配置される。ランダム・アクセス表示部は、ビデオのシーケンス・ヘッダまたはオーディオのフレームの始まりを示し、ランダム・アクセスのエントリー・ポイントであることを示す１ビットが配置される。ストリーム・プライオリティ（優先）・表示部は、この個別ストリームの重要部分が、当該パケットのペイロードにあることを示す１ビットが配置される。例えばビデオの場合はイントラ符号化部分がこれに相当する。オプショナル・フィールド部は、図４の（Ｄ）に示すように、４２ビットのＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）部、４２ビットのＯＰＣＲ（Ｏｒｉｇｉｎａｌ ＰＣＲ）部、８ビットのスプライス・カウントダウン部、トランスポート・プライベート・データ長とデータ部、アダプテーション・フィールド拡張部とからなる。上記スプライス・カウントダウン部には、編集可能な点（スプライス・ポイント、ＳＰ：Ｓｐｌｉｃｅ Ｐｏｉｎｔ）までの同一のＰＩＤのトランスポート・パケットの数を示す８ビットが配置される。この機能によって、例えば伝送中継点でのコマーシャル挿入（ストリームの一部入れ替え）などが可能となる。スタッフィング・バイト部には、８×Ｍビットのスタッフィング・バイトを配置可能となっている。
【００２９】
また、図４のオプショナル・フィールド部は、さらに図４の（Ｅ）に示すように、ｌｔｗ＿ｖａｌｉｄ＿ｆｌａｇ（ｌｅｇａｌ ｔｉｍｅ ｗｉｎｄｏｗ＿ｖａｌｉｄ＿ｆｌａｇ）部、ｌｔｗ＿ｏｆｆｓｅｔ（ｌｅｇａｌ ｔｉｍｅ ｗｉｎｄｏｗ＿ｏｆｆｓｅｔ）部、ピースワイズ・レート（ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ ｒａｔｅ）部、スプライス・タイプ部、ＤＴＳ＿ｎｅｘｔ＿ａｕ部からなる。スプライス・タイプ部には、ＭＰＥＧ２におけるＭＰ＠ＭＬ（Ｍａｉｎ Ｐｒｏｆｉｌｅ ａｔ Ｍａｉｎ Ｌｅｖｅｌ）の仕様を示す４バイトが配置される。ＤＴＳ＿ｎｅｘｔ＿ａｕ部には、スプライス・ポイントに続く最初のアクセス・ユニットの復号時間を示す３３ビットが配置される。
【００３０】
また、トランスポート・ストリームの復号・再生では、複数プログラムの中から一つを選択し、次にそのプログラムの復号・再生のために必要な個別ストリームのトランスポート・パケットのＰＩＤ（通常はビデオとオーディオのＰＩＤなど、複数が必要）を知ることが要求される。次に、それら個別ストリームのパラメータ情報や連係情報を知る必要がある。したがって、このような多くのステップ動作のため、幾つかの付加テーブル情報（ＰＳＩ）が必要となる。これらのＰＳＩは、セクションとよばれるデータ構造によって伝送されることになる。
【００３１】
このセクションにおいて、ＰＩＤ＝０のパケットで伝送される特別な情報としては、プログラム・アソシエーション・テーブル（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ：ＰＡＴ）がある。これは、各プログラム番号（１６ビット）ごとにそのプログラム構成を記述しているテーブル（プログラム・マップ・テーブル、Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ：ＰＭＴ、一つのプログラムのディレクトリ・テーブル）を伝送しているトランスポート・パケットのＰＩＤを指す。
【００３２】
上記プログラム・マップ・テーブルは、プログラムの識別番号と、プログラムを構成するビデオ、オーディオなどの個別ストリームが伝送されているトランスポート・パケットのＰＩＤのリストや付属情報を記述している。プログラム・アソシエーション・テーブルとプログラム・マップ・テーブルに分けて間接記述にした理由は、一つだけのテーブルで全てを記述するとテーブルが大きくなり過ぎて、テーブルを記憶しておくメモリが大きくなり、さらに、テーブルの後部に記述されているプログラムの情報アクセスに時間が長くかかるためである。
【００３３】
なお、上記セクションには、コンディショナル（条件付）アクセス・テーブルがある。このテーブルは必ずしも必要ないが、復号・再生の制限を行うためにスクランブルをかけたストリームを、許可されたユーザが復号・再生するための付属テーブルである。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したＭＰＥＧ２のような動画像圧縮符号化方式は、例えば放送番組等の映像素材（以下、放送素材或いは本編素材と呼ぶ）を供給する放送局（以下、本局と呼ぶ）から、当該放送のネットワークを構成する各局（以下、ネットワーク構成局と呼ぶ）に対して上記放送素材を伝送する場合に、上記本局において当該放送素材を圧縮符号化する場合に使用することが考えられている。このように、本局からネットワーク構成局に対して送られる上記圧縮符号化された放送素材の符号化ストリームは、前記トランスポート・ストリーム（ＴＳ）となっている。
【００３５】
上記本局から上記放送素材のトランスポート・ストリームを受けた上記ネットワーク構成局は、それぞれが例えばコマーシャル映像（以下、単にＣＭと呼ぶ）のような独自の素材を、上記放送素材のトランスポート・ストリームに挿入して再伝送または放送することになる。以下、上記放送素材に挿入される素材を挿入素材と呼ぶ。
【００３６】
ここで、上記ＣＭなどの挿入素材が複数あり、これら挿入素材を繋げたものを上記放送素材のトランスポート・ストリームに挿入したいような場合、上記複数の挿入素材は予めＭＰＥＧ２などの圧縮符号化手法によって圧縮符号化されるが、これら複数の挿入素材のビット・レートがそれぞれ異なるようなときには、以下のような問題が発生する。
【００３７】
すなわち、上記ＭＰＥＧ方式においては、符号化により生成されるビット・ストリームをＶＢＶ（ｖｉｄｅｏ ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ ｖｅｒｉｆｉｅｒ）と呼ばれる仮想的なバッファ検証器の要求する条件を満たすことが義務付けられているが、例えば２つの挿入素材を繋げるような場合において、これら挿入素材のそれぞれのビット・レートが異なるときには、上記挿入素材を符号化するときのバッファ占有量制御（ｂｕｆｆｅｒ ｏｃｃｕｐａｎｃｙ制御）が、次に繋がる挿入素材のビット・レートに引きずられるようになる。
【００３８】
また、上記ＭＰＥＧ方式においては、上記ＶＢＶのバッファ占有量は最初は空であり、ＭＰＥＧシンタクスのピクチャ・ヘッダに配置されるｖｂｖ＿ｄｅｌａｙで与えられる時間の間だけ、ビット・ストリームからデータが満たされることなどが規定されているが、上記複数の挿入素材ではｖｂｖ＿ｄｅｌａｙも一定ではない。したがって、複数の挿入素材のランダムな組み合わせができない。
【００３９】
さらに、複数の挿入素材を繋げた（スプライスした）結果、上記ＶＢＶのバッファ・メモリが仮に連続になったとしても、当該繋ぎ目で表示時間（プレゼンテイション・タイム、ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）が連続である保証はない。また、繋ぎ目が不連続になるときのスプライス・ポイントでは、後の復号化の際にピクチャがフリーズ（ｆｒｅｅｚｅ）になることが予想できる。
【００４０】
またさらに、符号化による各ピクチャのビット発生量は、符号化するまで正確には分からない。したがって、絵柄によってはバッファ・コントロールの予想を裏切ることが往々にしてある。このため、多くの挿入素材で目標のバッファ占有量にすることが困難である。
【００４１】
上述したように、複数の挿入素材をそれぞれ独立に符号化し、挿入素材の終わりのピクチャへのバッファ制限が完全でない場合において、ＭＰＥＧストリーム上で、それぞれの挿入素材をランダムにスイッチングし、組み合わせを行えば、ＶＢＶバッファのオーバーフロウ／アンダーフロウを引き起こすことになる。このため、複数の挿入素材を繋げて出来上がった素材は、ＩＳＯ１３８１８−２や、ＩＳＯ１１１７２−２のＡｎｎｅｘ Ｃの規定を満たせない。つまり、再生不能となる。
【００４２】
したがって、それぞれのＣＭなどの挿入単位の管理ができず、素材挿入区間内のＣＭなどの各素材は、それぞれの素材の組み合わせ毎に符号化し、これら挿入素材を格納する素材サーバで管理することになる。
【００４３】
ここで、上述したＶＢＶバッファのオーバーフロウやアンダーフロウが発生する状況について、以下の図５から図８を用いて説明する。
【００４４】
図５には、ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行くような受信デコーダ（復号器）を用いた場合において、目標のバッファ占有量の制約を満たせなかったときの様子を示す。すなわち、図５には、一定レートで到達するトランスポート・ストリーム（ＴＳ）とＶＢＶバッファとの関係、及び一定間隔で到達する入力ビデオデータ（ピクチャ順）とトランスポート・ストリーム（ＴＳ）との関係を示している。なお、図５の（Ａ）に示すバッファ占有量を示す折れ線の傾きはビット・レートを表し、当該折れ線で垂直に下がっている部分は各ピクチャ再生のためにビデオデコーダが引き出すビット量を表している。その引き出すタイミングが前記プレゼンテーション・タイムである。この図５から判るように、入力ビデオデータはそれぞれのピクチャの情報量に応じたビット量に圧縮され、異なるパケット数のトランスポート・ストリーム（ＴＳ）になされる。また、図５の（Ａ）には挿入素材として３つのＣＭ（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３）を繋げたときの受信デコーダ側でのＶＢＶバッファのバッファ占有量の変化を示し、図５の（Ｂ）には上記ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３の各ピクチャを符号化するエンコーダ側でのピクチャの入力順とトランスポート・パケットの伝送順を示している。また、図中ＩはＩピクチャ（Ｉｎｔｒａ−ｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ、イントラ符号化画像）を、図中ＰはＰピクチャ（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ、前方予測符号化画像）を、図中ＢはＢピクチャ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ、両方向予測符号化画像）を示している。さらに、図中ＳＰはスプライス・ポイント、すなわち繋ぎ目を示している。また、図中ｔｃはスプライス・ポイントでトランスポート・ストリームを接続したときに本来必要とされる目標のバッファ占有量（ｔａｒｇｅｔ ｏｃｃｕｐａｎｃｙ）を、図中ｉｇは入力ギャップ（ｉｎｐｕｔ ｇａｐ）を、図中ｉｏは入力オーバラップ（ｉｎｐｕｔ ｏｖｅｒｌａｐ）をそれぞれ示している。
【００４５】
この図５から判るように、ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行くような受信デコーダでは、図５の（Ａ）に示すｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ分だけバッファからのデータ引き出しを待つようになるため、当該ＶＢＶバッファの破綻は起こらない。
【００４６】
しかし、図５の（Ａ）に示すピリオドｐｅ_Ａでは、受信デコーダ側でピクチャがフリーズとなり、表示同期の乱れが起きる。また、図５の（Ａ）に示すピリオドｐｅ_Ｂでは、表示の間隔が短くなりデコーダ処理速度オーバーによるピクチャ破損が起きる。或いは表示同期乱れが起きる。
【００４７】
次に、図６には、ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行くことは行わない受信デコーダ（復号器）を用いた場合において、目標のバッファ占有量の制約を満たせなかったときの様子を示す。すなわち、図６には、一定レートで到達するトランスポート・ストリーム（ＴＳ）とＶＢＶバッファとの関係、及び一定間隔で到達する入力ビデオデータ（ピクチャ順）とトランスポート・ストリーム（ＴＳ）との関係を示している。この図６においても前記図５と同様に、入力ビデオデータはそれぞれのピクチャの情報量に応じたビット量に圧縮され、異なるパケット数のトランスポート・ストリーム（ＴＳ）になされ、図６に示すバッファ占有量を示す折れ線の傾きはビット・レートを表し、当該折れ線で垂直に下がっている部分は各ピクチャ再生のためにビデオデコーダが引き出すビット量を表している。また、この図６の例の受信デコーダは、ＭＰＥＧにて規定されているシーケンス・スタート・コード（ｓｅｑｕｅｎｃｅ＿ｓｔａｒｅ＿ｃｏｄｅ）があったときに、ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ見に行く。なお、図６の（Ａ）及び（Ｃ）には挿入素材として２つのＣＭ（ＣＭ１，ＣＭ２）を繋げたときの受信デコーダ側でのＶＢＶバッファのバッファ占有量の変化を示し、図６の（Ｂ）及び（Ｄ）には上記ＣＭ１，ＣＭ２の各ピクチャを符号化するエンコーダ側でのピクチャの入力順とトランスポート・パケットの伝送順を示し、図６の（Ａ）及び（Ｂ）はＶＢＶバッファのアンダーフロウが起きる場合を、図６の（Ｃ）及び（Ｄ）はＶＢＶバッファのオーバーフロウが起きる場合を示している。また、図中ＩはＩピクチャを、図中ＰはＰピクチャを、図中ＢはＢピクチャを示し、さらに図中ＳＰはスプライス・ポイントを、図中ｔｃはスプライス・ポイントでトランスポート・ストリームを接続したときに本来必要とされる目標のバッファ占有量を、図中ｉｇは入力ギャップを、図中ｉｏは入力オーバラップをそれぞれ示している。
【００４８】
この図６から判るように、ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行っていない受信デコーダでは、初期状態（シーケンス・スタート・コードがあったとき）のみｖｂｖ＿ｄｅｌａｙでＶＢＶバッファからのデータ引き抜き動作を行うため、図６の（Ａ）に示すポイントｐｏ_Ａではアンダーフロウが起きてＶＢＶバッファが破綻し、図６の（Ｃ）に示すポイントｐｏ_Ｂではオーバーフロウが起きてＶＢＶバッファが破綻する。
【００４９】
次に、図７には、ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行くような受信デコーダを用いた場合において、素材のビット・レートが異なるもの同士を接続した場合の様子を示す。すなわち、図７には、素材毎に異なるレートで到達するトランスポート・ストリーム（ＴＳ）とＶＢＶバッファとの関係、及び素材毎に異なる間隔で到達する入力ビデオデータ（ピクチャ順）とトランスポート・ストリーム（ＴＳ）との関係を示している。なお、図７の（Ａ）及び（Ｃ）にはビット・レートが異なる挿入素材同士を繋げたときの受信デコーダ側でのＶＢＶバッファのバッファ占有量の変化を示し、図７の（Ｂ）及び（Ｄ）にはこれら挿入素材の各ピクチャを符号化するエンコーダ側でのピクチャの入力順とトランスポート・パケットの伝送順を示し、図７の（Ａ）及び（Ｂ）は接続後の素材のビット・レートが小さくなる場合を、図７の（Ｃ）及び（Ｄ）は接続後の素材のビット・レートが大きくなる場合を示している。この図７も前述した図５と同様に、バッファ占有量を示す折れ線の傾きはビット・レートを表し、当該折れ線で垂直に下がっている部分は各ピクチャ再生のためにビデオデコーダが引き出すビット量を表している。また、図中ＩはＩピクチャを、図中ＰはＰピクチャを、図中ＢはＢピクチャを示し、さらに図中ＳＰはスプライス・ポイントを、図中ｓｔはパケットのスタッフィングが行われるポイントを示している。
【００５０】
この図７の（Ａ）及び（Ｂ）の例ではＶＢＶバッファの破綻は起こらないが前記プレゼンテーション・タイム（ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）が不連続となり、図７の（Ｃ）及び（Ｄ）の例ではＶＢＶバッファのオーバーフロウが起きる。
【００５１】
次に、図８には、ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行くことは行わない受信デコーダを用いた場合において、素材のビット・レートが異なるもの同士を接続した場合の様子を示す。すなわち、図８には、素材毎に異なるレートで到達するトランスポート・ストリーム（ＴＳ）とＶＢＶバッファとの関係、及び素材毎に異なる間隔で到達する入力ビデオデータ（ピクチャ順）とトランスポート・ストリーム（ＴＳ）との関係を示している。また、この図８の例の受信デコーダは、ＭＰＥＧにて規定されているシーケンス・スタート・コードがあったときに、ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙ見に行く。なお、図８の（Ａ）及び（Ｃ）にはビット・レートが異なる挿入素材同士を繋げたときの受信デコーダ側でのＶＢＶバッファのバッファ占有量の変化を示し、図８の（Ｂ）及び（Ｄ）にはこれら挿入素材の各ピクチャを符号化するエンコーダ側でのピクチャの入力順とトランスポート・パケットの伝送順を示し、図８の（Ａ）及び（Ｂ）は接続後の素材のビット・レートが小さくなる場合を、図８の（Ｃ）及び（Ｄ）は接続後の素材のビット・レートが大きくなる場合を示している。この図８も前述した図５と同様に、バッファ占有量を示す折れ線の傾きはビット・レートを表し、当該折れ線で垂直に下がっている部分は各ピクチャ再生のためにビデオデコーダが引き出すビット量を表している。また、図中ＩはＩピクチャを、図中ＰはＰピクチャを、図中ＢはＢピクチャを示し、さらに図中ＳＰはスプライス・ポイントを、図中ｓｔはパケットのスタッフィングが行われるポイントを示している。
【００５２】
この図８から判るように、ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行っていない受信デコーダでは、初期状態（シーケンス・スタート・コードがあったとき）のみｖｂｖ＿ｄｅｌａｙでＶＢＶバッファからのデータ引き抜き動作を行うため、図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示す例ではアンダーフロウが起きてＶＢＶバッファが破綻し、図８の（Ｃ）及び（Ｄ）に示す例ではオーバーフロウが起きてＶＢＶバッファが破綻する。
【００５３】
本発明は上述したことを考慮してなされたものであり、異なる挿入素材同士を接続したとしても、ＶＢＶバッファが破綻することなく、また繋ぎ目の連続性を保つことができ、復号化の際のピクチャがフリーズになることを防止し、さらに、複数の挿入素材のランダムな組み合わせも可能な映像素材供給装置及び方法を提供することを目的とする。
【００５４】
【課題を解決するための手段】
本発明の映像素材供給装置及び方法は、映像素材を圧縮符号化し、仮想的なバッファ検証器の要求する条件を満たした符号化ビット・ストリームを生成すると共に、符号化ビット・ストリームを接続する際の接続点の情報を付加して供給するものであって、映像素材を圧縮符号化する第１の圧縮符号化処理と、その映像素材と同一の映像素材を圧縮符号化する第２の圧縮符号化処理と、第１の圧縮符号化処理での圧縮符号化によるビット発生量の情報に基づいて、映像素材の圧縮符号化後の符号化ビット・ストリームのビット・レートを一定値にすると共に、接続点において仮想的なバッファ検証器が目標バッファ占有量となるように第２の圧縮符号化での符号化ビット・ストリームの生成を制御する制御処理とを有することにより、上述した課題を解決する。また、映像素材を圧縮符号化し、仮想的なバッファ検証器の要求する条件を満たした符号化ビット・ストリームを生成するものであって、上記映像素材の圧縮符号化後の符号化ビット・ストリームのビット・レートを一定値にするよう制御を行うと共に、上記符号化ビット・ストリームのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを統一し、上記符号化ビット・ストリーム同士を接続する際の接続点において仮想的なバッファ検証器が上記ビット・レート及び上記ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙに合わせて統一された目標バッファ占有量となるように上記符号化ビット・ストリームの生成を制御する制御処理を有することにより、上述した課題を解決する。
【００５５】
すなわち、本発明によれば、第１の圧縮符号化によって予め映像素材を圧縮符号化することで、符号化ビット・ストリームが仮想的なバッファ検証器の条件を満たすかどうかを予め知ることができ、したがって、第１の圧縮符号化によって映像素材を圧縮符号化した得たビット発生量の情報に基づいて、第２の圧縮符号化を制御すれば、この第２の圧縮符号化において仮想的なバッファ検証器の条件を満たすような符号化ビット・ストリームを生成することができる。また、第２の圧縮符号化における映像素材の圧縮符号化後の符号化ビット・ストリームのビット・レートを一定値にすると共に、接続点において仮想的なバッファ検証器が目標バッファ占有量となるように第２の圧縮符号化での符号化ビット・ストリームの生成を制御するようにしておけば、この符号化ビット・ストリームを接続したときにも、仮想的なバッファ検証器が破綻することを防止できる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００５７】
本発明の一実施の形態の映像素材供給装置は、例えば前述したＭＰＥＧ２のような動画像圧縮符号化方式にてＣＭなどの映像素材のプログラム・ソースを圧縮符号化し、この圧縮符号化により得られた符号化ビット・ストリームから上記ＭＰＥＧ２の伝送形態のトランスポート・ストリームを生成して格納しておき、この格納したＣＭなどのトランスポート・ストリームを必要に応じて出力すると共に、複数の挿入素材のトランスポート・ストリームをランダムに組み合わせて接続可能とするものである。ここで、上記ＣＭなどの映像素材は、後述するように例えば番組などの放送素材を提供する放送局（本局）から送られてくる当該放送素材のトランスポート・ストリームに対して挿入される素材であるため、以下の説明では上記ＣＭなどの映像素材を特に挿入素材と呼ぶ。さらに本発明の映像素材供給装置は、後述するように、上記本局からの放送素材のトランスポート・ストリームに上記挿入素材のトランスポート・ストリームを挿入して再伝送（又は放送）するネットワーク構成局に配されるものである。なお、本発明の内容は、ＩＳＯ１３８１８−２、ＩＳＯ１１１７２−２のＡｎｎｅｘ Ｃの規定とＩＳＯ１３８１８−１のＡｎｎｅｘ Ｌの規定を実現するためのものである。
【００５８】
本発明の映像素材供給装置では、上記複数の挿入素材のトランスポート・ストリームをランダムに組み合わせて接続可能とするために、上記複数の挿入素材をそれぞれ圧縮符号化して生成した符号化ビット・ストリームのビット・レートをそれぞれ同一とし、また、それぞれのトランスポート・ストリームを接続する点である前記スプライス・ポイントでのＶＢＶバッファ占有量を前記ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙに合わせて統一するようにしている。
【００５９】
このことを実現する具体的構成例を図１に示す。
【００６０】
この図１に示すネットワーク構成局２０は、挿入素材のプログラム・ソースｐｓ１，ｐｓ２，ｐｓ３，ｐｓ４，・・・をそれぞれ圧縮符号化してトランスポート・ストリーム（ＴＳ_１，ＴＳ_２，ＴＳ_３，ＴＳ_４，・・・）を生成する各挿入素材符号化器１１０，１２０，１３０，１４０，・・・と、これら挿入素材符号化器１１０，１２０，１３０，１４０，・・・にてそれぞれ生成された挿入素材のトランスポート・ストリーム（ＴＳ_１，ＴＳ_２，ＴＳ_３，ＴＳ_４，・・・）を格納する素材サーバ２１とを有する。
【００６１】
ここで、各挿入素材符号化器１１０，１２０，１３０，１４０，・・・では、それぞれ供給されるプログラム・ソースｐｓ１，ｐｓ２，ｐｓ３，ｐｓ４，・・・を符号化したときのビット・レートがそれぞれ同一となるような符号化を行うと共に、各トランスポート・ストリーム（ＴＳ_１，ＴＳ_２，ＴＳ_３，ＴＳ_４，・・・）を例えばランダムに組み合わせて接続するようにした時の接続点となるスプライス・ポイントにおけるＶＢＶバッファ占有量が、その後に接続されることになるトランスポート・ストリームの前記ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙに合わせた目標バッファ占有量となるように統一している。
【００６２】
すなわち、各挿入素材符号化器１１０，１２０，１３０，１４０，・・・では、それぞれが生成した各トランスポート・ストリーム（ＴＳ_１，ＴＳ_２，ＴＳ_３，ＴＳ_４，・・・）をランダムに組み合わせて接続するようなことを行ったときに、例えば図２に示すように、それぞれの挿入素材のビット・レートが同一となるようなコントロールを行うと共に、スプライス後のピクチャが連続になるように、スプライス・ポイントにおけるＶＢＶバッファ占有量のコントロールとを行うようにしている。
【００６３】
図２の（Ａ）には挿入素材として３つのＣＭ（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３）を繋げたときの受信デコーダ側でのＶＢＶバッファのバッファ占有量の変化を示し、図２の（Ｂ）には上記ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３の各ピクチャを符号化するエンコーダ側でのピクチャの入力順とトランスポート・パケットの伝送順を示している。この図２も前述同様に、バッファ占有量を示す折れ線の傾きはビット・レートを表し、当該折れ線で垂直に下がっている部分は各ピクチャ再生のためにビデオデコーダが引き出すビット量を表している。また、図中ＩはＩピクチャを、図中ＰはＰピクチャを、図中ＢはＢピクチャを示している。さらに、図中ＳＰはスプライス・ポイントを、ｔｃはスプライス・ポイントでトランスポート・ストリームを接続したときに本来必要とされる目標のバッファ占有量を示している。
【００６４】
この図２から判るように、それぞれ異なる挿入素材である３つのＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３を接続した場合、各挿入素材のＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３のビット・レートはそれぞれ同一となされており、また、各ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３のトランスポート・ストリームのスプライス・ポイント（ＳＰ）におけるＶＢＶバッファ占有量は、その後に接続されることになるトランスポート・ストリームのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙに合わせた目標バッファ占有量となるように統一されているため、これら３つのＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３のトランスポート・ストリームを接続したとしても、ＶＢＶバッファが破綻することなく、また繋ぎ目の連続性を保つことができる。これにより、復号化の際のピクチャがフリーズになることを防止でき、さらに、複数の挿入素材のランダムな組み合わせも可能となっている。
【００６５】
以下、上述したことを実現する図１の構成についてより具体的に説明する。なお、上記各挿入素材符号化器１１０，１２０，１３０，１４０は、それぞれ同じ構成を有しているため、以下に代表して挿入素材符号化器１１０を例に挙げて説明する。
【００６６】
図１において、挿入素材符号化器１１０の端子１１１にはＣＭ等の挿入素材のプログラム・ソースｐｓ１が供給され、端子１１２には上記端子１１１に供給されたものと同一のプログラム・ソースｐｓ１が供給される。ただし、上記端子１１２に供給されるプログラム・ソースｐｓ１は、少なくとも後述するＭＰＥＧエンコーダ１１３とホストＣＰＵ１１４での信号処理に要する時間以上、上記端子１１１に供給されるプログラム・ソースｐｓ１よりも時間遅延されている必要がある。
【００６７】
当該挿入素材符号化器１１０は、上記端子１１１を介して供給されるプログラム・ソースｐｓ１をＭＰＥＧ２の方式にて圧縮符号化する第１のＭＰＥＧエンコーダ１１３と、同じく端子１１２を介して供給される上記プログラム・ソースｐｓ１をＭＰＥＧ２の方式にて圧縮符号化する第２のＭＰＥＧエンコーダ１１５と、上記第１のＭＰＥＧエンコーダ１１３でのＭＰＥＧ符号化によるビット発生量の情報を受け取り、このビット発生量の情報に基づいて、上記第２のＭＰＥＧエンコーダ１１５での符号化をコントロールするホストＣＰＵ１１４と、上記第２のＭＰＥＧエンコーダ１１５からの符号化ビット・ストリームを多重化してトランスポート・ストリーム（ＴＳ_１）を生成出力するプライマリＭＵＸ（マルチプレクサ）１１６とを有してなるものである。
【００６８】
上記第１のＭＰＥＧエンコーダ１１３では、例えば固定の量子化ステップサイズを用いたＭＰＥＧ２の圧縮符号化処理にて上記プログラム・ソースｐｓ１を符号化し、得られたビット発生量の情報をホストＣＰＵ１１４に伝送する。
【００６９】
一方、上記第２のＭＰＥＧエンコーダ１１５では、上記第１のＭＰＥＧエンコーダ１１３でのＭＰＥＧ符号化によるビット発生量の情報に基づいた上記ホストＣＰＵ１１４のコントロールによって、前述したように各挿入素材でビット・レートが同一になるように上記プログラム・ソースｐｓ１を圧縮符号化すると共に、後に各挿入素材のトランスポート・ストリームを接続したときにスプライス後のピクチャが連続になるように前記スプライス・ポイントのＶＢＶバッファ占有量を前記ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙに合わせて統一するようにしている。
【００７０】
上述したようにして第２のＭＰＥＧエンコーダ１１５にてプログラム・ソースｐｓ１が圧縮符号化されて得られた符号化ビット・ストリーム（エレメンタリ・ストリーム、Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ：ＥＳ）は、プライマリＭＵＸ１１６にてトランスポート・ストリーム（ＴＳ_１）になされた後、素材サーバ２１に格納される。
【００７１】
上記素材サーバ２１には、上述した挿入素材符号化器１１０と同様の構成を有し且つ同様に動作する各挿入素材符号化器１２０，１３０，１４０，・・・からのトランスポート・ストリーム（ＴＳ_２，ＴＳ_３，ＴＳ_４，・・・）も格納される。
【００７２】
この素材サーバ２１からは、ユーザの要望に応じて各挿入素材のトランスポート・ストリームが取り出され、当該ユーザの所望する組み合わせで接続されて伝送されることになる。なお、この複数の挿入素材が組み合わされて接続されたトランスポート・ストリームは後述するように本局からの放送素材のトランスポート・ストリームに挿入されることになる。
【００７３】
上述した図１の構成では、それぞれ挿入素材符号化器においてプログラム・ソースを２パスでＭＰＥＧ符号化処理するようにし、１パス目のＭＰＥＧ符号化手段（第１のＭＰＥＧエンコーダ１１３）にて生成したビット発生量に基づいて、２パス目のＭＰＥＧ符号化手段（第２のＭＰＥＧエンコーダ１１５）のコントロールを行うようにしているが、このようにＣＭ等の挿入素材の符号化に上記２パスを使用することができるのは、以下の理由による。すなわち、本局がリアルタイムで伝送する放送素材のトランスポート・ストリームに対し、ネットワーク構成局では独自にＣＭなどの挿入素材を予め用意しておき、この挿入素材のトランスポート・ストリームを上記本局から送られてくる放送素材のトランスポート・ストリームに挿入して再伝送（或いは放送）するわけであるから、挿入素材の準備はリアルタイム性が要求されない。したがって、上述したような２パスを行う時間的余裕があり、また、ＣＭなどの品質を重視する素材という観点からも上記２パスで処理することは望ましい。
【００７４】
次に、図３を用いて、上記本局からの放送素材のトランスポート・ストリームに、上記ネットワーク構成局からのトランスポート・ストリームを挿入する構成の説明を行う。
【００７５】
この図３において、放送局（本局）１０は、放送番組等の放送素材のプログラム・ソースを上記ＭＰＥＧ２方式にて圧縮符号化し、トランスポート・ストリーム（ＴＳ_Ｍ）として各ネットワーク構成局２０，３０，４０，・・・に供給する。
【００７６】
上記本局１０からのトランスポート・ストリーム（ＴＳ_Ｍ）の供給を受ける各ネットワーク構成局２０，３０，４０，・・・は、それぞれが前記図１の構成を有するものであり、前述したように予めＣＭなどの挿入素材を上記ＭＰＥＧ２にて圧縮符号化したトランスポート・ストリームを素材サーバ２１に格納している。各ネットワーク構成局２０，３０，４０，・・・はそれぞれ同一の構成を有するため代表してネットワーク構成局２０を例に挙げて説明する。
【００７７】
ネットワーク構成局２０において、素材サーバ２１には予めＣＭなどの複数の挿入素材を前述したように上記ＭＰＥＧ２にて圧縮符号化した複数のトランスポート・ストリーム（ＴＳ_Ｃ２）を格納している。この素材サーバ２１は、インテリジェント・スイッチャ２２からの要求に合わせて、挿入素材のトランスポート・ストリーム（ＴＳ_Ｃ２）を出力する。
【００７８】
インテリジェント・スイッチャ２２は、上記本局１０から供給された放送素材のトランスポート・ストリーム（ＴＳ_Ｍ）を受信し、当該トランスポート・ストリーム（ＴＳ_Ｍ）内のスプライス・ポイント等から、ＣＭ等を挿入する素材挿入区間及びその長さを検出する。また、当該インテリジェント・スイッチャ２２は、当該ネットワーク構成局２０にて予めセットした挿入素材の送出表（例えばＣＭ送出表）を保持しており、当該挿入素材の送出表と上記検出した素材挿入区間及びその長さとを照らし合わせて、上記素材サーバ２１に対して該当する挿入素材の出力要求を出す。これにより、上記素材サーバ２１からは、当該インテリジェント・スイッチャ２２の要求に応じた挿入素材のトランスポート・ストリーム（ＴＳ_Ｃ２）が取り出される。インテリジェント・スイッチャ２２は、上記送出表に応じた取り出した各挿入素材（例えば前記ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，・・・）のトランスポート・ストリームを接続して上記放送素材のトランスポート・ストリーム（ＴＳ_Ｍ）の上記素材挿入区間に挿入する。
【００７９】
上記インテリジェント・スイッチャ２２の出力は、上記放送素材のトランスポート・ストリームに上記挿入素材のトランスポート・ストリームが挿入されたトランスポート・ストリーム（ＴＳ_Ｂ２）として、外部に再伝送（または放送）される。上記ネットワーク構成局２０から再伝送されたトランスポート・ストリーム（ＴＳ_Ｂ２）は、その後例えば各家庭等に送られ、ここで受信デコーダによって受信されると共に復号され、例えばビデオモニタやスピーカなどに送られることになる。
【００８０】
上述したように、本発明構成例においては、それぞれ組み合わせを作るＣＭなどの挿入素材を、同一ビット・レートとすることにより、挿入素材を符号化するときのバッファ占有量制御がそのままスプライス後のバッファ占有量に反映され、ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを統一できる。このように、スプライス・ポイントのＶＢＶバッファ占有量をｖｂｖ＿ｄｅｌａｙに合わせて統一できれば、挿入素材のトランスポート・ストリームを接続したときの繋ぎ目を１ピクチャ間隔で連続にすることができる。これにより、本発明構成例においては、ＶＢＶバッファのオーバーフロウ／アンダーフロウの発生を防止することができ、それぞれの挿入素材のランダムな組み合わせ接続が可能になる。また、本発明構成例によれば、上記挿入素材をＭＰＥＧストリーム上でランダムにスイッチングすることでランダムな組み合わせが可能であるため、従来のように挿入素材の組み合わせ毎に符号化して素材サーバで管理するようなことが不要となる。
【００８１】
さらに、本発明構成例においては、挿入素材のトランスポート・ストリームは、前述したように２パスによって予め作成するようにしているため、トランスポート・ストリームのスプライス後の連続性を保つために必要なＶＢＶバッファの占有量の条件を容易に満たすことができ、また、個々のＣＭ等の挿入素材単位で符号化しておけばよく、挿入素材単位の共有化によるフレキシブルな運用が可能になる。
【００８２】
【発明の効果】
本発明においては、映像素材を圧縮符号化する第１の圧縮符号化処理と、その映像素材と同一の映像素材を圧縮符号化する第２の圧縮符号化処理と、第１の圧縮符号化処理での圧縮符号化によるビット発生量の情報に基づいて、映像素材の圧縮符号化後の符号化ビット・ストリームのビット・レートを一定値にすると共に、接続点において仮想的なバッファ検証器（ＶＢＶバッファ）が目標バッファ占有量となるように第２の圧縮符号化処理での符号化ビット・ストリームの生成を制御する制御処理とを有することにより、異なる挿入素材同士を接続したとしても、仮想的なバッファ検証器が破綻することなく、また符号化ビット・ストリームを接続したときの繋ぎ目の連続性を保つことができ、復号化の際の映像（ピクチャ）がフリーズになることを防止し、さらに、複数の挿入素材のランダムな組み合わせも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の映像素材供給装置の一構成例のシステムを示すブロック回路図である。
【図２】本発明の映像素材供給装置にて挿入素材を接続したときのデコーダ側でのＶＢＶバッファ占有量と、各挿入素材の各ピクチャを符号化するエンコーダ側でのピクチャの入力順及びトランスポート・パケットの伝送順を示す図である。
【図３】本局とネットワーク構成局の構成を示す図である。
【図４】ＭＰＥＧ２のトランスポート・ストリームのデータ構造を示す図である。
【図５】ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行くような受信デコーダを用いた場合で、目標のバッファ占有量の制約を満たせなかったときのＶＢＶバッファ占有量とピクチャの入力順及びトランスポート・パケットの伝送順を示す図である。
【図６】ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行かないような受信デコーダを用いた場合で、目標のバッファ占有量の制約を満たせなかったときのＶＢＶバッファ占有量とピクチャの入力順及びトランスポート・パケットの伝送順を示す図である。
【図７】ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行くような受信デコーダを用いた場合で、素材のビット・レートが異なるもの同士を接続した場合のＶＢＶバッファ占有量とピクチャの入力順及びトランスポート・パケットの伝送順を示す図である。
【図８】ピクチャ・ヘッダのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを毎回見に行かないような受信デコーダを用いた場合で、素材のビット・レートが異なるもの同士を接続した場合のＶＢＶバッファ占有量とピクチャの入力順及びトランスポート・パケットの伝送順を示す図である。
【符号の説明】
２０ ネットワーク構成局、 ２１ 素材サーバ、 １１０ 挿入素材符号化器、 １１３ 第１のＭＰＥＧエンコーダ、 １１４ ホストＣＰＵ、 １１５第２のＭＰＥＧエンコーダ、 １１６ プライマリＭＵＸ

Claims (14)

1. 映像素材を圧縮符号化し、仮想的なバッファ検証器の要求する条件を満たした符号化ビット・ストリームを生成すると共に、当該符号化ビット・ストリームを接続する際の接続点の情報を付加して供給する映像素材供給装置において、
   映像素材を圧縮符号化する第１の圧縮符号化手段と、
   上記第１の圧縮符号化手段が圧縮符号化した映像素材と同一の映像素材を圧縮符号化する第２の圧縮符号化手段と、
   上記第１の圧縮符号化手段での圧縮符号化によるビット発生量の情報に基づいて、上記第２の圧縮符号化手段に対して、上記映像素材の圧縮符号化後の符号化ビット・ストリームのビット・レートを一定値にする制御を行うと共に、上記接続点において上記仮想的なバッファ検証器が目標バッファ占有量となるように上記符号化ビット・ストリームの生成を制御する制御手段と
   を有することを特徴とする映像素材供給装置。
2. 上記第２の圧縮符号化手段によって複数の映像素材を圧縮符号化して生成した複数の符号化ビット・ストリームを格納する格納手段を設けることを特徴とする請求項１記載の映像素材供給装置。
3. 上記格納手段に格納した複数の映像素材の符号化ビット・ストリームを任意に組み合わせて接続する接続手段を設けることを特徴とする請求項２記載の映像素材供給装置。
4. 上記接続手段は、上記組み合わせて接続された符号化ビット・ストリームを、別の符号化ビット・ストリーム内に挿入することも行うことを特徴とする請求項３記載の映像素材供給装置。
5. 上記第１，第２の圧縮符号化手段は、上記映像素材をＭＰＥＧ２方式にて圧縮符号化することを特徴とする請求項１記載の映像素材供給装置。
6. 上記第２の圧縮符号化手段により生成された符号化ビット・ストリームから、上記ＭＰＥＧ２方式の伝送形態のビット・ストリームを生成する伝送形態ビット・ストリーム生成手段を備えることを特徴とする請求項５記載の映像素材供給装置。
7. 映像素材を圧縮符号化し、仮想的なバッファ検証器の要求する条件を満たした符号化ビット・ストリームを生成すると共に、当該符号化ビット・ストリームを接続する際の接続点の情報を付加して供給する映像素材供給方法において、
   映像素材を圧縮符号化する第１の圧縮符号化工程と、
   上記第１の圧縮符号化工程で圧縮符号化した映像素材と同一の映像素材を圧縮符号化する第２の圧縮符号化工程と、
   上記第１の圧縮符号化工程での圧縮符号化によるビット発生量の情報に基づいて、上記第２の圧縮符号化工程に対して、上記映像素材の圧縮符号化後の符号化ビット・ストリームのビット・レートを一定値にする制御を行うと共に、上記接続点において上記仮想的なバッファ検証器が目標バッファ占有量となるように上記符号化ビット・ストリームの生成を制御する制御工程と
   を有することを特徴とする映像素材供給方法。
8. 上記第２の圧縮符号化工程によって複数の映像素材を圧縮符号化して生成した複数の符号化ビット・ストリームを格納する格納工程を設けることを特徴とする請求項７記載の映像素材供給方法。
9. 上記格納工程にて格納した複数の映像素材の符号化ビット・ストリームを任意に組み合わせて接続する接続工程を設けることを特徴とする請求項８記載の映像素材供給方法。
10. 上記接続工程では、上記組み合わせて接続された符号化ビット・ストリームを、別の符号化ビット・ストリーム内に挿入することも行うことを特徴とする請求項９記載の映像素材供給方法。
11. 上記第１，第２の圧縮符号化工程では、上記映像素材をＭＰＥＧ２方式にて圧縮符号化することを特徴とする請求項７記載の映像素材供給方法。
12. 上記第２の圧縮符号化工程により生成された符号化ビット・ストリームから、上記ＭＰＥＧ２方式の伝送形態のビット・ストリームを生成する伝送形態ビット・ストリーム生成工程を備えることを特徴とする請求項１１記載の映像素材供給方法。
13. 映像素材を圧縮符号化し、仮想的なバッファ検証器の要求する条件を満たした符号化ビット・ストリームを生成する映像素材供給装置において、
    上記映像素材の圧縮符号化後の符号化ビット・ストリームのビット・レートを一定値にするよう制御を行うと共に、上記符号化ビットストリームのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを統一し、上記符号化ビット・ストリーム同士を接続する際の接続点において仮想的なバッファ検証器が上記ビット・レート及び上記ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙに合わせて統一された目標バッファ占有量となるように上記符号化ビット・ストリームの生成を制御する制御手段を有する
    ことを特徴とする映像素材供給装置。
14. 映像素材を圧縮符号化し、仮想的なバッファ検証器の要求する条件を満たした符号化ビット・ストリームを生成する映像素材供給方法において、
    上記映像素材の圧縮符号化後の符号化ビット・ストリームのビット・レートを一定値にするよう制御を行うと共に、上記符号化ビットストリームのｖｂｖ＿ｄｅｌａｙを統一し、上記符号化ビット・ストリーム同士を接続する際の接続点において仮想的なバッファ検証器が上記ビット・レート及び上記ｖｂｖ＿ｄｅｌａｙに合わせて統一された目標バッファ占有量となるように上記符号化ビット・ストリームの生成を制御する制御工程を有する
    ことを特徴とする映像素材供給方法。

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