JPH02246432A - 映像・音声多重化方式 - Google Patents

映像・音声多重化方式

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JPH02246432A
JPH02246432A JP1066784A JP6678489A JPH02246432A JP H02246432 A JPH02246432 A JP H02246432A JP 1066784 A JP1066784 A JP 1066784A JP 6678489 A JP6678489 A JP 6678489A JP H02246432 A JPH02246432 A JP H02246432A
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JP
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video
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JP1066784A
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English (en)
Inventor
Riyouichi Danki
亮一 段木
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02246432A publication Critical patent/JPH02246432A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/236Assembling of a multiplex stream, e.g. transport stream, by combining a video stream with other content or additional data, e.g. inserting a URL [Uniform Resource Locator] into a video stream, multiplexing software data into a video stream; Remultiplexing of multiplex streams; Insertion of stuffing bits into the multiplex stream, e.g. to obtain a constant bit-rate; Assembling of a packetised elementary stream
    • H04N21/2368Multiplexing of audio and video streams
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/434Disassembling of a multiplex stream, e.g. demultiplexing audio and video streams, extraction of additional data from a video stream; Remultiplexing of multiplex streams; Extraction or processing of SI; Disassembling of packetised elementary stream
    • H04N21/4341Demultiplexing of audio and video streams

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概  要〕 音声情報と映像情報を符号化し多重化して伝送する方式
に関し、 受信側において再生映像出力と再生音声出力を一致させ
ることができる映像・音声多重化方式を提供することを
目的とし、 音声入力をディジタル音声に変換するA/D変換器と、
該ディジタル音声を符号化する音声符号化部と、映像入
力をディジタル映像に変換するA/D変換器と、該ディ
ジタル映像を符号化する映像符号化部と、該符号化され
た音声情報をマルチ・フレーム化して音声再生出力に対
する映像再生出力の平均遅延時間分だけ該符号化音声を
遅延させてから該符号化された映像情報を多重化して伝
送する音声遅延・多重化部とで構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は映像・音声多重化方式に関し、特に音声情報と
映像情報を符号化し多重化して伝送する方式に関するも
のである。
近年、テレビ会議やテレビ電話等のように音声情報と映
像情報の双方を伝送する通信が盛んになって来ており、
このような多重化通信方式では、両者の符号化・復号化
を高能率に行うと共に音声情報と映像情報のバランスを
保つことも重要になっている。
〔従来の技術と課題〕
このような映像・音声多重化方式に用いられる映像符号
化部では、フレーム間予測符号化、フレーム内予測符号
化、動き補償予測符号化、可変長符号化等の符号化手法
により、映像情報の冗長度圧縮を図っているが、音声信
号に比べて、映像信号の情報量の方が遥かに多いため音
声信号の符号化/復号化処理時間に対して遅延が生じて
しまう。
そのため、受信側において映像と音声の同期(リップ・
シンク)を確保出来ず、映像と音声が一致しない不自然
な再生がなされていた。
従って、本発明は、受信側において再生映像出力と再生
音声出力を一致させることができる映像・音声多重化方
式を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、音声信号の処理時間に比べた時の映像信号
の処理遅延時間の平均値を予め求めておくことにより固
定的な遅延制御を行おうとするものである。
即ち、本発明に係る映像・音声多重化方式では、第1図
に原理的に示すように、音声入力をディジタル音声に変
換するA/D変換器1と、該ディジタル音声を符号化す
る音声符号化部2と、映像入力をディジタル映像に変換
するA/D変換器3と、該ディジタル映像を符号化する
映像符号化部4と、該符号化された音声情報をマルチ・
フレーム化して音声再生出力に対する映像再生出力の平
均遅延時間分だけ該符号化音声を遅延させてから該符号
化された映像情報を多重化して伝送する音声遅延・多重
化部7と、を備えている。
〔作   用〕
映像信号の映像符号化部及び復号化部での符号化・復号
化処理に要する遅延時間Tvから、音声信号の符号化部
及び復号化部での符号化・復号化処理遅延時間Taを引
いた処理遅延時間Td−Tv−Taが、映像再生出力と
音声再生出力との非同期状態をもたらしている。従って
、この遅延時間Tdの平均値を予め測定しておけば、両
者の平均的な同期状態を得ることができる。
このため、本発明では、第1図に示すように、多重化部
7での映像・音声の多重化において音声符号化部2で符
号化された音声フレームをマルチ・フレーム化する。
そして、この場合のマルチ・フレーム化は第2図に示す
ように、出力タイミングクロックCLKにより音声符号
化部2から出力される音声フレーム■・・・[相]・・
・を例えばフレーム■〜■、■〜[相]、■〜■という
ように蓄積を行うことにより、音声情報を遅延させるこ
とができるので、この音声フレームの蓄積による遅延時
間T、の後に映像情報の多重化を行い伝送路に送出する
ことにより映像再生出力と音声再生出力とを同期させる
ことができる。
〔実 施 例〕
第3図は第1図に示した本発明の映像・音声多重化方式
の送信側及び受信側の実施例を示したもので、この実施
例では、音声符号化部2は、ディジタル音声に対する符
号化ビット数が各々異なっている複数の適応符号化部(
例えばADPCM)2、〜2nと、各適応符号化部2I
〜2nの再生出力及び該ディジタル音声から雑音評価法
に基づいて符号化とットレートを決定し符号化ビットレ
ート情報を発生する評価部5と、その符号化ビットレー
ト情報により対応する適応符号化部の出力音声情報を選
択する選択部6とで構成されている。
また、受信側は、伝送路8からの多重化された信号を映
像情報とそれ以外の情報とに分離する分離部11と、そ
の映像情報以外の情報を更に上記の符号化ビットレート
情報と音声情報とに分離する分離部12と、その符号化
ビットレート情報に従って音声情報を復号化する音声復
号化部13と、復号化されたディジタル音声を音声信号
に変換するD/A変換器14と、映像情報を復号化する
映像復号化部15と、復号化されたディジタル映像出力
を映像出力に変換するD/A変換器16とで構成されて
いる。
適応符号化部2.〜2.から出力される音声情報のフレ
ーム(パケット)フォーマットは第4図に示す通りであ
り、フレームへラダaと、このフレームへラダaに続く
一連の音声データで構成され、最適な雑音評価を受けた
適応符号化部の符号化ビット数に×サンプリングレート
n (n=8kHz )のビット数で構成され、選択部
6を経て音声遅延・多重化部7へ送られる。
第5図は音声遅延・多重化部7の一実施例を示したもの
で、この実施例では、CPU21と、CPUバス22と
、第6図に示すフレームフォーマットで伝送路にデータ
を送出するための手順プログラムを格納したROM23
と、映像情報、音声情報、及び符号化ビットレート情報
をそれぞれバス22に取り込むためのインタフェース(
f/F)24〜26と、これらインタフェース24〜2
6からの映像情報、音声情報、及び符号化ビットレート
情報を一時的に書き込むためのアドレス空間を有するR
AM27と、各情報を伝送路に送出するためのインタフ
ェース28とで構成されている。
第6図に示す伝送フレームフォーマットは、CCITT
勧告案Y、221に基づいてビット割当を行ったもので
あり、各マルチフレームは16伝送フレームで1単位を
構成しく1マルチフレーム−16伝送フレーム)、横8
ビット×縦80ビットー合計640ピットが1伝送フレ
ームを構成しており、また、1伝送フレームは音声情報
と映像情報と制御情報(A C(Applicatio
n Channel)情報)としてのFA S (Fr
ame Alignment Signal)情報及び
BAS(Bit Al1ocation Signal
)情報で構成されている。
尚、1マルチフレームは上述の如(16伝送フレームで
構成されているが、データは第6図(a)、(ロ)に示
すように■→[相]の方向に2つの伝送フレーム、例え
ばF l−1〜F +−16とF、−1〜F!−14、
がl対になって構成され且つ送出される。但し、FAS
情報、BAS情報は伝送フレームF、とF8とでは別々
である。
FAS情報は、フレーム情報であり、(1) Y、22
1フレ一ム同期、及び(2)マルチ・フレーム同期の同
期手順により同期を確立するために使用される。
即ち、上記(1)によりフレーム単位の区別ができ、(
2)により各フレームの識別が可能となる。尚、全フレ
ーム識別の必要性は、後述するR A S (Bit 
A11ocation Signal)情報の変化に対
する応答単位を認識する為である。
BAS情報は送信側において音声情報量と映像情報量の
符号化情報(例えば両者の比率)を設定したもので、第
3図の評価部5から符号化ビットレート情報を受けるこ
とによりこの符号化ビットレートをRAS情報に取り込
んで伝送し、フレーム同期確立後に受信側で各データの
分離を行うために使用される(第8図参照)、このBA
S情報は、lサブ・マルチフレーム毎(1マルチフレー
ム−2サブ・マルチフレーム)に判定され、1つ前のB
AS情報から多数決の論理(8フレーム中の5フレ一ム
以上)により次の符号化ビットレートが検出される(第
9図参照)、尚、BAS情報は符号化部が単数で然もビ
ットレートが一定の場合には予め多重化部7に記憶して
おいてもよい。
次に、この実施例による音声のマルチ・フレーム化遅延
動作を説明する。
上記のような伝送フレーム構成(第6図)を用いた場合
の多重化部7では、CPU21によりBAS情報として
記憶された符号化ビットレートに従ってビット配分が決
定され、上述したように各フレームはフレーム・ヘッダ
を除くと”8Xnビツト構成となるため、第7図に示す
ようにフレーム割当が最適に行う事が出来る。
即ち、例えば縦方向の8ビット単位(例えば第7図(1
)〜(8)で示す)毎に右方向に1〜7ビツト(横軸)
まで音声データが埋められると、下段の8ビツトの組へ
と移行し、選択された符号化ビットレートに対応した形
で順次音声データが詰められて行く。
ここで、音声フレームヘッダをBAS情報に含める為、
一定フレーム数分同一符号化レートとする必要があり、
この単位が上記の″1マルチフレーム(−16フレーム
)″となる。従って、適応符号化を行う場合には1マル
チ伝送フレーム毎に、音声符号化レートが可変となる。
そして、音声情報及び映像情報をRAM27に格納し、
伝送フレームが完成した時点で伝送速度に一敗したレー
トでデータを伝送路8に送出する。
ここで、第7図に示す伝送フレームは、上述の如く横方
向8ビツト、縦方向80ビツトであり、1伝送フレーム
は640ビツトとなるが、今、伝送速度を64kb/s
とすると、単位時間当たり、100伝送フレームを送信
する事ができ、又、単位伝送フレーム当たりの時間は、
10m5ecとなる。従って、1マルチ・フレームを1
6伝送フレームと定義した関係で、1マルチ・伝送フレ
ーム分の伝送時間は160 m5ecとなる。
これは、路上述した音声−映像間の遅延時間Tdの測定
平均値に非常に近い。
そこで、10マルチ・音声フレームから成る1伝送フレ
ームを16個用意して160マルチ・音声フレーム分だ
け音声情報をRAM27上に蓄えた後にバッファ43か
ら映像情報を書き込み、これにより伝送フレームが完了
したとして伝送路8に送出すれば、映像情報に対して音
声情報を所望に遅延させることができ、音声遅延のため
の独立した遅延部を設けることなく映像・音声の再生同
期(リップ・シンク)を確保することができる。
また、先頭データ位置を一定のフレーム番号上から配置
すると、分離部での動作は簡略化されて処理時間も短縮
される。
一方、受信側における分離部11は第5図に示した多重
化部7と丁度矢印を逆方向にした形で同様の構成を有し
ている。
即ち、伝送路からの入力データに対して、上述したよう
に、このFAS情報を解析することにより(1) Y、
221フレ一ム同期、及び(2)マルチ・フレーム同期
を確立する。そして、RAS情報に基づいて各データを
分離部11で分離し、分離された各信号データを、各々
のインタフェースを介して映像情報以外の情報は分離部
12へ、そして映像情報は映像復号化部15へ送る。そ
して、分離部12では更に音声情報(BAS情報に基づ
いて各フレーム毎にフレーム・ヘッダが付加される)と
BAS情報中の符号化ビットレート情報とに分離する。
そして、音声復号化部13では分離部12からの符号化
ビットレート情報を受けてそのビットレートに従うて音
声情報を復号化する。
この結果、音声復号化部13の音声再生出力と映像復号
化部15の映像再生出力とは略同じ時刻に発生されるこ
ととなって同期を確保することができる。
尚、上記の実施例では、音声符号化部2に複数の適応符
号化部を用いたが、予めビットレートが固定されている
単一の符号化部からの音声フレームを用いても全く同様
の動作が行われることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に係る映像・音声多重化方式によ
れば、符号化された音声フレームをマルチ・フレーム化
して音声再生出力と映像再生出力とを一敗させるための
遅延時間が経過した後に映像情報を多重化するように構
成したので、特別な遅延回路を設けることなく映像と音
声の同期(リップシンク)を確保する事ができ、自然な
再生ができると共に、伝送路の効率を最大限に活用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る映像・音声多重化方式を原理的
に示したブロック構成図、 第2図は、本発明による音声のマルチ・フレーム化遅延
動作を説明するためのタイムチャート図、第3図は、本
発明方式の一実施例を示したブロック図、 第4図は、本発明に用いる音声フレームを示した図、 第5図は、本発明に用いる多重化/分離部の構成例を示
したブロック図、 第6図は、本発明に用いる伝送フレームの構成図、 第7図は、本発明の実施例による音声のマルチ・パケッ
ト化を示した伝送フレーム構成図、第8図は、本発明に
用いるBAS情報の映像・音声割当コードの実施例を示
した図、 第9図は、BAS情報による映像・音声分離を説明する
図、である。 第1図において、 1.3・・・A/D変換器、 2・・・音声符号化部、 4・・・映像符号化部、 7・・・音声遅延・多重化部。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)音声入力をディジタル音声に変換するA/D変換
    器(1)と、 該ディジタル音声を符号化する音声符号化部(2)と、 映像入力をディジタル映像に変換するA/D変換器(3
    )と、 該ディジタル映像を符号化する映像符号化部(4)と、 該符号化された音声情報をマルチ・フレーム化して音声
    再生出力に対する映像再生出力の平均遅延時間分だけ該
    符号化音声を遅延させてから該符号化された映像情報を
    多重化して伝送する音声遅延・多重化部(7)と、 を備えたことを特徴とする映像・音声多重化方式。
  2. (2)該音声情報のマルチ・フレーム化の周期が、情報
    処理単位としての1マルチ・伝送フレームの周期に対応
    していることを特徴とした請求項1記載の映像・音声多
    重化方式。
  3. (3)該音声符号化部(2)が、該ディジタル音声に対
    する符号化ビット数が各々異なっている複数の適応符号
    化部(2_1−2n)と、各適応符号化部(2_1〜2
    n)の再生出力及び該ディジタル音声から雑音評価法に
    基づいて符号化ビットレートを決定し符号化ビットレー
    ト情報を発生する評価部(5)と、該符号化ビットレー
    ト情報により対応する適応符号化部の出力音声情報を選
    択する選択部(6)と、を備えたことを特徴とする請求
    項1記載の映像・音声多重化方式。
  4. (4)伝送路からの多重化された信号を該映像情報とそ
    れ以外の情報とに分離する分離部(11)と、該映像情
    報以外の情報を更に該符号化ビットレート情報と該音声
    情報とに分離する分離部(12)と、該符号化ビットレ
    ート情報に従って該音声情報を復号化する音声復号化部
    (13)と、 該復号化されたディジタル音声を音声信号に変換するD
    /A変換器(14)と、 該映像情報を復号化する映像復号化部(15)と、該復
    号化されたディジタル映像出力を映像出力に変換するD
    /A変換器(16)と、 を備えたことを特徴とする請求項2記載の映像・音声多
    重化方式。
JP1066784A 1989-03-18 1989-03-18 映像・音声多重化方式 Pending JPH02246432A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05235883A (ja) * 1991-11-01 1993-09-10 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 低帯域幅の通信チャネルを高帯域幅の通信チャネルに変換するための方法及び装置
EP0634870A3 (en) * 1993-07-16 1995-04-19 Pioneer Electronic Corp Synchronization system for time-shared picture and sound signals.
WO2004010695A1 (ja) * 2002-07-18 2004-01-29 Sharp Kabushiki Kaisha 伝送システム、伝送装置、並びに、そのプログラムおよび記録媒体

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EP0634870A3 (en) * 1993-07-16 1995-04-19 Pioneer Electronic Corp Synchronization system for time-shared picture and sound signals.
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