JPH0358582A - テレビジョン信号のパケット伝送システムとパケット送信装置及びパケット受信装置 - Google Patents

テレビジョン信号のパケット伝送システムとパケット送信装置及びパケット受信装置

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JPH0358582A
JPH0358582A JP1192695A JP19269589A JPH0358582A JP H0358582 A JPH0358582 A JP H0358582A JP 1192695 A JP1192695 A JP 1192695A JP 19269589 A JP19269589 A JP 19269589A JP H0358582 A JPH0358582 A JP H0358582A
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JP
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signal
video
packet
audio
packets
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JP1192695A
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Tatsuya Ishikawa
達也 石川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】 [発明の11的] (律業上の利用分野) この発明は、広帯域ISDNの非同期転送モード(AT
M)網などに用いられるパケットLミ送によりテレビジ
ョン信号を広送するバケソl・転送システムに関する。
(従来の技シFi ) テレビジョン信号、すなわち映像信号とこれに付随する
音声(6号とを伝送する場合、後連のように符号化ノj
式及び伝送方式によって、複号出力端において映像イ≦
号と音声(,;号との間に相対的な遅延g.+;間差が
/l=じる。このト口χ・l迎延1’!r Hjl差を
約1msee以内に収めないと、映{象と音声のずれに
よって異和感を生ずる場合があるので、firらかの補
正川路が必要となる。また、この…対遅延11!j間塁
は7:)号化方式及び伝送方式によって穴なった(直を
とる。
従来、映像信号とこれに付随する音声信号を伝送する場
合、一般に各ユーザに固定レー1・のチャンネルを割当
でる四線モードの伝送網が用いられている。これは、い
わゆる同期形の時分割多重伝送であり、特に高い伝送レ
ートが必要な放送用テレビジョン信号の偵送に用いられ
る回線モードにおけるテレビジョン信号の多重化方式の
一例を説明する。第4図は、回線モードを用いるときの
送信側のブロック図を示している。人力の映像信号及び
音声信号は、それぞれ出力レートが固定の符号化器41
.,42により付号化され、さらに音声信号は時間軸圧
縮回路43により例えば映像信号の帰線期間などに多重
化できるように、時間軸圧縮処理される(;1シ5図参
照)。
また、一般に映像符号化にサする信号処理■j7間と音
声信号符号化に要する信号処理ljt間が5“4なり、
映像符号化の方がより長い時間を必要とするときには、
第4図に示されたように符号化映像信号と符号化音声信
号の…対遅延時間差を補正する目的でディレイ補正同路
44が用いられる。このディレイ袖正回路44は、単に
符号化側の十〇対遅延時間差だけでなく、復号側で生じ
るi目対遅延時間差の抽正を含める場含もあるが、いず
れにしても後述するように固定の遅延■、r間を与える
ものでよい。
符号化映像f.;号及び相対遅延111j間差が抽圧さ
れた符号化音声信号は、l:r分割多重回路45て第5
図のように多重化される。第5図に示す映像・音声多重
化信号において、映像信号Vか伝送される明間TVと音
声信号Aが伝送される明間TAは周期的かつ一定である
この映像・音7′!1多重化信号は、さらに第6図に示
すように回線網内で他のユーザから出力された信号と多
重化される。第6図において、dl+  d2+  a
3・・・はそれぞれ第5図にホされた映像・ぎ声多重化
信号である。回線モードでは、各ユーザに固定レートの
チャンネルが川意されている。これは第6図の時分割多
重フレームFn  (n−1.2,=−m>内に一定数
ノタイムスロットが確保されていることを意味する。
第6 V (b)には各■jI分割多重フレームFnの
2番目のタイムスロットにdが多重される様子が示され
ている。
第6図の(a)から(b)への多重化処理(マルチブレ
クス)及び(b)から(a)への逆の処狸(デマルチプ
レクス)において、l央f’4 (..=号と音声1。
号の相対迦延117間差については何ら変動する要因が
ない。即ち、同線網において映像信号と音声信号の相封
遅延時間差は生じない。これより第4図におけるディレ
イ袖W同路44は、映像信号71′号化(及び複号化)
と音声信号?汀号化(及び復号化)の処理11与間乙の
み補疋すれば良く、予め定められた固定ディレイ回路を
用いればよい。
一方、映像符号化方式としてijI ’l長?:)号化
(町女レート)と平滑化バッファを組み合わせて第4図
の固定レート符号化器41を{1が成することにより、
符号化効率を高める方式ち近年考えられている。この方
式においては、可変長符号化の゛1乙均的な固定遅延時
間を考慮してデイレイ補正回路44の遅延時間を定めれ
ばよい。
次に、テレビジョン信号をパケット広送する場合の問題
について述べる。パケット網は有眼の容量の仏送路をよ
り柔軟かつ効率的に使用できるものである。従来、パケ
ット網は高速の放送用テレビジョン信号などの伝送にお
いては、パケット網と送受信端子の接続プロトコル及び
パケット交換などが困難であったため、ほとんど用いら
れなかった。しかし、近年では広帯域ISDNの非同期
転送モード(ATM)の堤案に見られるように、上記の
プロトコルやパケ,ソト交換等を簡略化し、かつ固定長
パケットを用いることにより、パケット伝送の柔軟性の
メリットが多少失われるのと引き換えに高速処理(交換
・接続)が可能となってきた。
パケット網をテレビジョン信号の伝送に用いるときの送
信側のブロック図を第7図に示す。
映像信号とこれに付随する音声信号は、それぞれ符号化
器71.72により符号化され、さらにパケット化バッ
ファ73.74により適I2jな長さのパケットにされ
た後、パケット多重化回路75によって時分割多重され
る。
第7図において、入力映像信号は可表レートの拘号化出
力となってもパケット転送においては問題とならないか
ら、符号化器71でより効率的なnJ変レートn号化(
呵変長符号化)により符号化される。音声信号に関して
は放送用テレビジョン信号伝送の場合、元々映像情報量
と音声情報量の比が大きいことと、高品質の復号化音声
が及求されることから、符号化器72には固定レート符
号化が一般に用いられる。
第8図はパケット化伝送系における映像・音声信号の多
重化の一例を示す図であり、入力映像信号の一定期間が
それぞれ可変長符号化され、出力レート可変の符号化信
号となっており、音声信号は出力レート固定のままであ
ることを示している。従って、音声信号のパケット挿入
位置を周期的かつ一定に保てば、映像信号と音声信号の
複号化出力の柑対遅延時間差は、回線モードを用いた同
期形の時分割多重と同しになる。
しかし、パケット網内ではパケット神大位置は保存され
ず、一般的にt目対的遅延時間差に揺らぎを生じる。
第9図はパケット網内における揺らぎの発生を説明する
図である。同図(a)において、PP2.・・・は、あ
るユーザから一定周期で発生されたパケットであるとす
る。これらのパケットP,,P2,・・・は、同図(b
)に示すようにパケット網内で他のユーザから出力され
たパケットと時分割多重される。このとき、同図(b)
から明らかなようにP l +  P 2 + ・・・
の順序は保存されるが、押入位置は非同期な時分割多重
により周期的とならず、また一定間隔にもならない。
第10図はパケット網で伝送された場合の受信端におけ
る映像パケット及び音声パケットの到着を示すタイミン
グ図であり、揺らぎが生じていることが分かる。
このようにパケット伝送系では、符号化方式にかかわら
ず受信パケットのタイミングに揺らぎを土じる。このた
め、テレビジョン信号をパケット伝送する場合、映像信
号と音声信号のt0対迦延時間差をキャンセルする、ま
たは十分に小さくするためには、揺らぎも吸収できるn
J変ディ1ノイ補止回路が必要となる。
第1]図にテレビジョン信号をυゑ来のパケンl・伝送
系で伝送する場合の受信側の描或を示す。
同図においては映像パケット伝送系と音声バケッl・伝
送系を独立の系としている。故に送信側では、1千意の
タイミングで映像パケット、音声パケットを多重してバ
ケッ1・網に送出している。
第11図において、受信端1にはパケット網が接続され
、映像パケット及び音−声パケットの到着がそれぞれ倹
出目路2.3で検出される。パケットが検出されると、
その内容が映像及び音声バッファメモリ4.5にそれぞ
れ書込まれる。
各バッファメモリ4.5はパケット伝送系(網)で生じ
た時間的な揺らぎを吸収するように、タイミング制御回
路6,7によって制御される。
ただし、映像信号は可変長?}号化されているため、タ
イミング制御回路6は映像r+1変長復号化回路9の復
号桔果に基づいて、各符号の長さを識別しながら映像バ
ッファメモリ4の読出しを制御する。
映像と音i′!1の曳号化出力の相対遅延時間差を補正
するために、映像信号及び音声信号中に予め多重された
基準タイミング信号を用いる。これらの基準タイミング
信号はそれぞれ検出回路11.12で検出され、両タイ
ミング信号の時間差がディレイ検出回路13で求められ
る。そして、ディレイ検出回路13により、音声バッフ
ァメモリ5と音声固定長復号化同路]0との間に設けら
れた可変ディレイ回路8のディレイユが制御され、出力
端子14.16に出力される映像復号出力及び音声復号
出力の相対遅延■、r間差が補疋される。
この第11図の構成では、映像及び音声信号用のバッフ
ァメモリ4,5とこれらを制御するタイミング制御回路
6,7が必要であり、さらに映像信号とぎ声信号のト目
対遅延時間差を時間的揺らぎによる食動を含めて補正す
るための可嚢ディレイ回路8とこれを制御する基準タイ
ミング信号検出同路11.12及びディレイ検出回路1
3が必要であるため、回路規模が極めて大きくなってし
まう。
広・:;}域ISDNのA T M網では、高速の信号
を取り扱うために、簡略化されたパケット網となってい
る。このATM網を利用してテレビジョン信号を各家庭
に分配するシステムが検討されているか、上記のように
受信側の凹路規模が大きくなると、ユーザの経済的負担
が土曽す結果となり、普及の妨げにもなる。
(発明が解決しようとする課題) 」二連したように、放送用テレビジョンf5号などを対
象とする高速のパケット伝送においては、従来の映像パ
ケットと音畢パケットを独立した系と見なすような伝送
方式をとると、受信側に映1象信号及び音声信号別にバ
ッファメモリとその制御四路を設ける必要があり、さら
に映像信号と音声信号の社1対遅延時間差を時間的揺ら
ぎによる女動を含めて補正するための可変ディレイ回路
とこれを制御する回路が必要であるため、同路規模が極
めて大きくなってしまうという問題があった。
本発明は、受信側の構成を簡略化できるテレビジョン信
号のパケット伝送システムと、この伝送システムにおけ
るパケット送信装置及びパケット受信装置を提供するこ
とを目的とする。
[発明の構或] (課題をVl決するための手段) 上記の課題を達成するため、本允明によるテレビジョン
信号のパケット伝送システムは、送信側において所定の
単位期間分の映像信号及びこれに付随するli位期間分
の音声(m号をそれぞれ=1変長符号化及び符号化して
複数の映像パケット及び音声パケットに分割した後、こ
れら復数の映像パケット及び音声パケットを組にして連
続的にパケット網に送出し、受fci側においてパケッ
ト網を介して受信された(≦号から映像1.;号と音声
信号を分離した後、映像信号を可変長復号化し、音声信
号を復号化するようにしたことを特徴としている。
また、本発明のパケット送信装置は、所定の111位明
間分の映像信号を可変長符号化して複数の映像パケット
に分割する手段と、前記rat位期間分の音声信号を符
号化して複数の音声パケットに分割する手段と、前記複
数の映像パケット及び前記複数の音声パケットを組にし
て連続的にパケット網に送出する手段とを具備すること
を特徴としている。
さらに、本允明のパケット受信装置は、可変長n号化さ
れた所定の単位期間分の映像信号を担数のパケットに分
割してなる映像信号及び符号化された単位期間分の音h
信号を段数のパケットに分割してなる音声信号の組をパ
ケット網を介して受信する手段と、この千段により受信
された映像信号及び音声信号を少なくとも前把11j位
期間分一特記憶する共通のバッファメモリと、このバッ
ファメモリの出力信号から映像信号と受信f≦号を分離
する手段と、前記分離手段により分離された映像信号を
可変長復号化する手段と、前記分離手段により分離され
た音声信号を複号化するf段とを具備することを特徴と
している。
(作用) 木発明では、所定のili位期間分の可変長符号化され
た映像f..,号と符号化音声信号を組にして、すなわ
ちブロック化してパケット多重し、パケット網に送出す
る。これにより受信端のブロック内の各パケットの順番
は、送信側のそれと同じになる。
受信側で映像信号の可変長後号化を行なうために、映像
及び音声信号が書込まれた共通のバッファメモリから、
まずバッファメモリから順次映像信号を読出していくと
、単位期間分に相当する一定画素分だけ読出された時点
゛で音声信号の区間となる。促って、これ以降は予め既
知の音声信号のサンプル分だけ固定のクロツクでバッフ
ァメモリから音声信号を読出し、復号化を行なうことが
できる。
このように、映像信号と音声信号のバッファメモリが共
通化されることにより、バッファメモリ及びその制御回
路が簡単になる。また、パケット網で土じる映像信号及
び音声信号の時間的揺らぎは、相対的な遅延時間差の変
動を含めて、バッファメモリからの読出しの過程で吸収
される。これにより可変ディレイ回路により複雑な補正
が不要となり、映像信号と音声信号の相対遅延l′lJ
j間差を補ポする場合でも、四線モードの伝送と同杼に
固定遅延時間差のみを考慮すればよいことになる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の丈施例を説明する。
第1図は、本発明によるテレビジョン信号のパケット転
送システムにおけるパケット送信装置の一大施例の惜戊
を示すブロック図である。
第1図において、映像人力端子101に入力されたディ
ジタル映像信号(例えば8ビット/画素)は、映像nI
変長符号化器103で予め決められたビットレート以下
(例えば1ビット/画素)に可変長符号化される。
一方、音声入力端子102に入力されたディジタル音声
信号は、音声固定長符号化回路204で固定長符号化さ
れた後、時間軸j工縮回路105により一定の単位期間
、例えばフィールド毎に映像信号の垂直プランキング期
間内に入るように特開軸圧縮される。ここで、フィール
ド+1t位処理及び特開軸圧縮率(上記の例では音声信
号を映像信号の垂直プランキング期間(ハ)に入れるこ
とができるような圧縮率を意味する)は、説明を簡1l
1にするため用いた.ものであり、必ずしもこのように
する必要はな゜い。
可変長符号化同路103から出力される可変長符号化映
像信号と、時間軸圧縮回路105から出力される時間軸
圧縮された固定長7:)号化音声信号は、それぞれ映像
パケット化回路106及び音声パケット化回路107に
よって、フィールド単位で複数のパケット、に分割・横
戊された後、セレクタ108により時分割多重化され、
送信端109から図示しないパケット網に送出される。
このとき、ある特定の動作クロックにおいて映(゛℃パ
ケット化同路1(]6の出力か、音声パケットを11n
人できるように垂直プランキング明間に隙間を持つ−C
いると、映像信号及び音声信号の多重化が容晃てあり、
この例のように簡(Iiなセレクク108で実現するこ
とかできる。
第2図は、本允明によるテレビジョン色号のバケソl・
伝送システムにおけるパケット受信装IZ!4“の一実
施例のi,I,7成を冫八ずブロック図であり、第1園
の送1。側に対応した構成となっている。
第2国において、受f。端201はパケット網に接統さ
れている。受信端201に受信された受鎮信号は、パケ
ット検出川路202に人力され、昂望パケットの仔無が
1凋べられる。昂望パケットが検出された場合には、そ
の希望パケットの映1象信号及び音声信号が順次バッフ
ァメモリ203に書込まれる。
パッファメモリ203から読出された映像信号及び音声
信号は、映像パケット及び音声パケットに予め付加され
ている映像・音声識別符号に従って、映像・音声分離同
路205て映1象1.;′号と音ノ4i信号とに分けら
れる。映像・音声分離回詔205の出力のうち、映像信
号出力は映像11女長市号回路207に人力され曳号さ
れる。
同走長複号化回路と同様に、映像可な長徂号化11j』
路207においても人出力での画素111位でのスルー
プソトは等しい。従って、バッファメモリ203から1
フィールド画素分のデータを出力するのに要する時間は
、1フィールド明間となる。このバソファメモリ203
からの読出し制御は、映1象nJ変長復号化同路207
からハッファメモリ・タイミング制御目路204を経て
バッフ7メモリ203に至る帰還ループによって行なわ
れる。すなわち、バッファメモリ・タイミング制御団路
204は、映1象可変長復号化四路207の曳号拮果に
杜づいて、各7a号の長さを識別しなからバッファメモ
リ203の1b″.出し動作を制御する。
映1象信号曳号時に乗直ブランキング明間か到来すると
、バッファメモリ203から映像信号に代わって音声信
号が出力され始める。音声信号は固定長符号化なので、
映像信号のようにバッファメモリ203からの読出しに
際して特別な制御は必要なく、単純に周波数固定のクロ
ック信号で読出せばよい。
こうしてバッファメモリ203から読出された音声信号
は、映像・音声分離回路205により映像信号と分離さ
れ、さらに時間輔伸長回路20bを通った後、音声因定
徂号化回路208で復号化される。
第3図は、」二連した送信側及び受信側の動作を!J々
ずタイミング図である。
(a)は映像人力端子101へのディジタル映像人力を
示し、クロック周波数f5てサンプリングされ、かつ8
ビットに量子化されているものとする。
(1))は音声入力端子102へのディジタル音声人力
を示し、説明を簡単にするため、f,にフィールド周明
で同明したクロック周波数fAてサンプリングされてい
るものとする。
(C)は(b)のディジタル音声人力が固定長符号化さ
れた後、フィールドf11,位で時間軸圧縮される手、
l子を示している。
(d)は(a)の映像入力がフィールドjl1位でビッ
トレート=1ビット/画素以下に帯域圧縮された場音を
示している。この場音、映1!人力を1ビット4号に8
・fsなるクロックでパケット化すると(簡単のため、
パケットのヘッダ″.9を除いて乙゛える)、丞直プラ
ンキング期間分たけ必ず空く。uf=って、この垂直プ
ランキング期間に、(C)のように音声パケットを神人
してパケット多重を行なうことができる。
(1″)は受信端201における受Igバケッ1・の+
1子を示している。前述したように、パケット網では送
信1時のパケットの順番は保存されるか、各パケット間
の0,lj間差は保存されず到着11j間に揺らぎが牛
しる。このようなパケットのうちから必要なパケットの
みをパケット検出団路202て取出し、バッファメモリ
203に書込み、バッファメモリ203からバッファメ
モリ・タイミング制御同路204により前述のようにし
て読出すと、バッファメモリ203の出力は第3d (
g)に示した通り、音声信号の0.1j間揺らぎか吸収
され、フィールド周朋に同期したバーストデータとなる
。たたし、この場合においてハッファメモリ203は特
間的揺らぎを吸収するのに十分な容量を持っているもの
とする。
このように映像信号及び音声信号を共通のバッファメモ
リ203に書込んで読出す過程で、パケット網で生した
時間的揺らぎを簡単に補正できる。
また、映像信号と音声信号の{口対迦延時間差について
も、回線モードの場合と同様に既知の固定ディレイのみ
考慮すればよい。具体的には例えば第1図における時間
軸江縮回路105を{1I1成するディジタルメモリの
書込みと読出しのタイミングの差を、映像及び音声バケ
・ノト化回路106,107の処理ljr間差を桶償す
る値に選び、また第2図における0、′j間軸伸長同路
206を構成するディジタルメモリの書込みと読出しの
タイミングの差を、映像可粂長複号化凹路207及び音
声固定長後号化回路208の処理時間差を補償する値に
選べばよい。勿論、相対遅延時間の補正に時間軸圧縮回
路1υ5や時間軸伸長口路206の遅延を利用せずに、
別の固定ディレイ回路を設けてもよく、また送{≦側及
び受信側で総合的に生じる映像信号と音声1.;号の相
対遅延njf間差を送信側のみまたは受信側のみで同n
!jに補正することも可能である。
[発明の効果コ 本発明によれば、パケット網を用いるテレビジョン信号
の伝送において従来では複雑なh[i iTE処理を必
要とした映像信号と音声信号の柑対遅延時間差及び時間
的揺らぎの問題が従来の回線モードの場合と同等になり
、受信装置の構成を非當に簡単にできる。すなわち、受
信側でのバッファメモリの共通化と、可変ディレイ回路
及びその制御回路が不要となることにより、回路規模を
大きく削減することが可能となる。従って、広帯域IS
DNによるテレビジョン信号分配システムなどを構築す
る場合に最も重要な項目の一つである受信端末コストの
低減を図ることができ、崖業上の効果が大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるテレビジョン信号のパケット転送
システムにおけるパケット送信装置の一実施例を示すブ
ロック図、第2図は同じくパケット受fJ装置の一実施
例を示すブロック図、第3国は同実施例における信号処
理を説明するためのタイミング園、第4図はM線モード
における映像・音声ら号の送信側多重化同路のブロック
図、第5図は四線モードにおける映像・音声f.;゜号
の多重化を説明するためのタイミング図、第6図は同線
網内における多重化を説明するタイミング図、第7図は
パケット伝送系における映像・音声信号の送信側多重化
回路のブロック図、第8図はパケット(tg送系におけ
る映像・音声信号の多重化の一例を示す図、第9図はパ
ケット網内における多重化の説明図、第10図はバグッ
ト網出力における映像・音声信号の多重化のタイミング
図、第11図は従来のパケット受信回路のブロック図で
ある。 103・・・映像可食長符号化回路、104・・・音声
固定長符号化回路、105・・・時間軸圧縮回路、10
6・・・映像パケット化回路、207・・・音声パケッ
ト化回路、108・・・セレクタ(映保・音声パケット
多重化口路)、202・・・パケ・ソト検出(ロ)路、
203・・・バッファメモリ、204・・・バツファメ
モリ・タイミング制御間路、205・・・映像・音声分
離目路、206・・・11,lj間軸伸長回路、207
・・・映像6■変長復号化同路、208・・音声固定長
復号化同路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)可変長符号化された映像信号とこれに附随する音
    声信号とからなるテレビジョン信号をパケット伝送する
    テレビジョン信号のパケット伝送システムにおいて、 所定の単位期間分の映像信号を可変長符号化して複数の
    映像パケットに分割する手段と、前記単位期間分の音声
    信号を符号化して複数の音声パケットに分割する手段と
    、 前記複数の映像パケット及び前記複数の音声パケットを
    組にして連続的にパケット網に送出する手段と、 前記パケット網を介して受信された信号から映像信号と
    音声信号を分離する手段と、 前記分離手段により分離された映像信号を可変長復号化
    する手段と、 前記分離手段により分離された音声信号を復号化する手
    段と を具備することを特徴とするテレビジョン信号のパケッ
    ト伝送システム。
  2. (2)可変長符号化された映像信号とこれに附随する音
    声信号とからなるテレビジョン信号をパケット伝送する
    テレビジョン信号のパケット伝送システムにおけるパケ
    ット送信装置において、 所定の単位期間分の映像信号を可変長符号化して複数の
    映像パケットに分割する手段と、前記単位期間分の音声
    信号を符号化して複数の音声パケットに分割する手段と
    、 前記複数の映像パケット及び前記複数の音声パケットを
    組にして連続的にパケット網に送出する手段と を具備することを特徴とするテレビジョン信号のパケッ
    ト送信装置。
  3. (3)可変長符号化された映像信号とこれに附随する音
    声信号とからなるテレビジョン信号をパケット伝送する
    テレビジョン信号のパケット伝送システムにおけるパケ
    ット受信装置において、 可変長符号化された所定の単位期間分の映像信号を複数
    のパケットに分割してなる映像信号及び符号化された単
    位期間分の音声信号を複数のパケットに分割してなる音
    声信号の組をパケット網を介して受信する手段と、 この手段により受信された映像信号及び音声信号を少な
    くとも前記単位期間分一時記憶する共通のバッファメモ
    リと、 このバッファメモリの出力信号から映像信号と受信信号
    を分離する手段と、 前記分離手段により分離された映像信号を可変長復号化
    する手段と、 前記分離手段により分離された音声信号を復号化する手
    段と を具備することを特徴とするテレビジョン信号のパケッ
    ト受信装置。
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JP2007147676A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Kyocera Mita Corp 帯電装置

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