JP3671098B2 - データ送出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばビデオサーバ等のように圧縮されたデータをデータ再生装置側に供給するデータ送出装置に関し、特に、圧縮データの供給速度を調整してデータ再生装置側での再生データの破綻などの不都合を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のディジタル信号処理技術の発展により、画像圧縮処理においても、画像信号をディジタル化した後に、ディジタル信号処理技術によってデータ量の大幅な圧縮を行なうことが可能となっている。このような画像圧縮技術の標準としては、例えば動画像圧縮規格であるＭＰＥＧ（Ｍoving Ｐicture Ｉmage Ｃoding Ｅxperts Ｇroup ）規格などがある。
【０００３】
このように画像信号がディジタル化されるに従って、画像再生のためのデータ送出装置が必要となってくる。この画像データ用の送出装置を一般にビデオサーバと呼んでおり、画像データの符号化処理に応じた速度で連続的に画像データを送出し続ける機能が要求される。なぜなら、画像信号は一般的に数時間にわたるものであり、このデータ量は圧縮された場合であってもやはり膨大であるため、再生側ではデータを受信すると同時にデータ伸張と再生を行い、再生側には必要最低限のバッファだけで済むようにするためである。
【０００４】
従来のＭＰＥＧ方式では、画像データのビットレートは固定であった。従ってビデオサーバは固定ビットレートで画像データを送出するための機能を有していた。この従来のビデオサーバの概略構成を図３に示す。ビデオサーバは、画像データを記憶している記憶装置１０１と、一定時間毎に基準信号ＳＴＡを出力する計時回路１０２と、記憶装置１０１から出力されるデータを制限するためのデータ抑止回路１０３と、記憶装置１０１から出力されるデータ量の計数するためのデータ量計数回路１０４と、固定値の格納されている固定値レジスタ１０５と、比較回路１０６とを備えている。
【０００５】
この構成において、データ抑止回路１０３は、計時回路１０２から基準信号ＳＴＡを受け取ると、データ出力許可信号ＥＮＢを記憶装置１０１へ出力する。また、比較回路１０６からはＳＴＯＰ信号を受け取ると上記データ出力許可信号ＥＮＢは中断され、記憶装置１０１からのデータ出力は停止する。
【０００６】
そして、比較回路１０６からのＳＴＯＰ信号は次のように出力される。前提として、固定値レジスタ１０５には、ビットレートの基準となる単位時間当りのデータ量ＬＩＭが予め格納されており、比較回路１０６は固定値レジスタ１０５からのＬＩＭとデータ量計数回路１０４からの計数値が等しくなったときにデータ抑止回路１０３に対してＳＴＯＰ信号を出力するのである。
【０００７】
このようにすることで、基準信号ＳＴＡで示す単位時間において上記ＬＩＭに等しいデータ量を送出するデータ送出装置を実現することができる。そして、この装置においてビットレートを変更させる場合には、固定値レジスタ１０５の格納値を変更することで実現可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の圧縮効率向上に対する要求の中、ＶＢＲ（Variable Bit Rate ）と呼ばれる技術が利用されるようになっている。これは画像特性に応じて、データ中の部分毎に圧縮比を変更したものであり、例えば比較的動きの少ない部分ではビットレートを低く設定し、逆に、動きの激しい部分だけを高いビットレートで符号化するといったように、必要に応じてビットレートを変更し、データ全体での平均ビットレートを低減させることが可能になるのである。
【０００９】
しかしながら、このようにＶＢＲ技術を利用して作成された画像データは、従来のビデオサーバにおいてはデータ送出が正しく行えないという問題がある。それは、上述した従来例ではデータ送出速度は常に一定になるようにされており、データの途中で画像データのビットレートの変更が不可能であることに起因する。つまり、途中からビットレートが高くなるような画像データの場合は、時間と共に必要なデータの送出が遅くなってしまうこととなり、結果として、再生装置側において再生するタイミングにおいても必要なデータが来ておらず、再生できないという不都合が生じてしまう。また、逆に途中からビットレートが低くなるような画像データの場合には、ビデオサーバから供給されてきたデータ量の方が再生装置にて再生していくデータ量よりも多くなってしまうと、再生が追いつかずに破綻し、例えば画像データであればコマ落ちなどが発生して見るに耐えないような状態になるという不都合が考えられる。
【００１０】
なお、画像データとしては例えば映画に関するものが代表的なものとして挙げられるが、映画情報に限定されることなく、ビデオ付き音楽情報やいわゆる映像カラオケのような背景画を伴うもの、あるいはゲーム情報等が考えられる。そして、近年のマルチメディア技術の発展に伴い、適用範囲はますます拡大していくと思われる。
【００１１】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、放送メディア系や通信メディア系のように片方向でのデータ送出を前提したシステムに用いることが期待されるデータ送出装置においても、符号化ビットレートを可変にするＶＢＲを適切に実現可能とすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の圧縮データ供給装置は、再生装置側への片方向でのデータ送出を前提したシステムに用いられ、所定の情報圧縮用符号化規格に基づいて圧縮されたデータを記憶している記憶手段から読み出した圧縮データを再生装置側に送出するデータ送出装置において、前記圧縮データは、ＶＢＲ（ Variable Bit Rate ）のＭＰＥＧ画像データであり、前記記憶手段から読み出した圧縮データに含まれる画面データ毎に設定された画面先頭情報を識別し、画面数を検知する第１の検知手段と、前記記憶手段から読み出した圧縮データの総データ量を検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段によって検知された総データ量を前記第１の検知手段によって検知された画面数で割って、基準データ量を算出する基準データ量算出手段と、一定時間毎に前記記憶手段からの前記圧縮データの読み出しを許可すると共に、その圧縮データの読み出しを許可してから前記第２の検知手段によって検知された総データ量が前記基準データ量算出手段によって算出された基準データ量と等しくなった場合には、前記記憶手段からの前記圧縮データの読み出しを禁止するデータ読み出し制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
本圧縮データ送出装置は、再生生装置側への片方向でのデータ送出を前提したシステムに用いられ留装置であり、所定の情報圧縮用符号化規格に基づいて圧縮されたデータが記憶されている記憶手段から読み出した圧縮データを再生装置側に送出する。
記憶手段に記憶されている圧縮データは、ＶＢＲ（ Variable Bit Rate ）のＭＰＥＧ画像データであり、第１の検知手段が、記憶手段から読み出した圧縮データに含まれる画面データ毎に設定された画面先頭情報を識別する。また、第２の検知手段が、記憶手段から読み出した圧縮データの総データ量を検知する。そして、基準データ量算出手段が、第２の検知手段によって検知された総データ量を第１の検知手段によって検知された画面数で割って、基準データ量を算出する。そして、データ読み出し制御手段が、一定時間毎に記憶手段からの前記圧縮データの読み出しを許可すると共に、その圧縮データの読み出しを許可してから第２の検知手段によって検知された総データ量が基準データ量算出手段によって算出された基準データ量と等しくなった場合には、記憶手段からの圧縮データの読み出しを禁止する。
【００１４】
このようにすることで、たとえ途中からビットレートが高くなるようなデータを送出する場合であっても、そのビットレートに対応したデータ送出速度でのデータ送出が実現できる。そのため、時間と共に必要なデータの送出が遅くなって再生装置側において再生するタイミングに必要なデータが来ておらず、再生できないという不都合や、逆に途中からビットレートが低くなるようなデータの場合に、供給されてきたデータ量の方が再生装置にて再生していくデータ量よりも多くて再生が追いつかずに破綻してしまうといった不都合を防止できる。したがって、放送メディア系や通信メディア系のように片方向でのデータ送出を前提したシステムに用いることが期待されるデータ送出装置においても、符号化ビットレートを可変にするＶＢＲを適切に実現できる。
【００１５】
なお、本圧縮データ送出装置が扱う圧縮データはＭＰＥＧ画像データであるため、第１の検知手段の検知対象は画面先頭情報である。例えば、ＭＰＥＧ等の圧縮規格においては、Ｉ（Intra coded ）ピクチャ、Ｐ（Predictive coded）ピクチャ及びＢ（Bidirectionally Predictive coded）ピクチャの３種類のピクチャが規定されているが、これらはどのピクチャであっても、ピクチャスタートコード（ＰＳＣ）を有しているので、それを見つければ画面数を検知することができる。ＭＰＥＧ画像データの場合には一般的にデータ量が多くまたＶＢＲにする有効性が高いので、本装置の扱うデータとしてはその効果が大きく期待できるものの一つである。
【００１６】
また、請求項２に示すように、 前記第１の検知手段によって検知された画面毎に対応する前記第２の検知手段によって検知された総データ量を、最新の所定画面数分だけ順次更新しながら蓄積しておく蓄積手段をさらに備えると共に、前記基準データ量算出手段は、前記蓄積手段に蓄積されている最新の所定画面数分の総データ量の総和を前記第１の検知手段によって検知された画面数で割って、前記基準データ量を算出するよう構成してもよい。
【００１７】
例えば「最新の所定画面数」を１０画面とした場合には、最新の１０画面分のデータ量を蓄積して、このデータ量の総和から平均のデータ送出速度、すなわち平均ビットレートを得るようにするのである。仮に１画面ずつ更新してデータ量を蓄積していく場合には、最初は第１画面から第１０画面までの平均ビットレートが得られ、次は第２画面から第１１画面までの平均ビットレートが得られる。この場合には、より細かなビットレートの変化にも対応でき、追従性の向上が期待できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態であるデータ供給装置は、所定の情報圧縮用符号化規格（例えばＭＰＥＧ）に基づいて圧縮された画像データを記憶しており、要求に従って画像データを出力する記憶装置１と、一定時間毎に基準信号ＳＴＡを出力する計時回路２と、記憶装置１から出力されるデータを制限するためのデータ抑止回路３と、記憶装置１から出力されるデータ量を計数するためのデータ量計数回路４と、基準値の格納されている基準値レジスタ１０と、比較回路６と、先頭データ計数回路７と、データ量計数回路８と、基準データ量算出回路９とを備えている。
【００１９】
この構成において、データ抑止回路３は、計時回路２から基準信号ＳＴＡを受け取ると、データ出力許可信号ＥＮＢを記憶装置１へ出力する。このデータ出力許可信号ＥＮＢが出力されることで記憶装置１はデータ出力が可能となる。また、比較回路６からＳＴＯＰ信号を受け取ると上記データ出力許可信号ＥＮＢは中断され、記憶装置１からのデータ出力は停止する。
【００２０】
そして、比較回路６からのＳＴＯＰ信号は次のように出力される。まず、前提として、基準値レジスタ１０にはビットレートの基準となる単位時間当りのデータ量ＬＩＭが予め格納されている、比較回路６は基準値レジスタ１０からの基準値とデータ量計数回路４からの計数値が等しくなったときにデータ抑止回路３に対してＳＴＯＰ信号を出力するのである。
【００２１】
さらに、この基準値は次のようにして決定される。すなわち、先頭データ計数回路７が記憶装置１から出力される画像データの画面先頭データを検出し、これを計数して所定数に達したら指示信号ＴＭＧをデータ量計数回路８に出力する。なお、画面先頭データについて補足説明しておく。例えば、ＭＰＥＧ等の圧縮規格においては、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャの３種類のピクチャが規定されているが、これらはどのピクチャであっても、ピクチャスタートコード（ＰＳＣ）を有しているので、それを検知すればよい。
【００２２】
また、データ量計数回路８は、記憶装置１から出力される画像データのデータ量を計数しており、先頭データ計数回路７からＴＭＧ信号を受け取ったら、その時点でのデータ量を基準データ量算出回路９へ出力する。そして、基準データ量算出回路９では、データ量計数回路８から出力されたデータ量を受け取り、これを先頭データ計数回路７にて計数した先頭データの数、つまり画面数に応じた数で割る。これが基準値、すなわち単位時間当りの送出データ量となり、基準値レジスタ１０へ格納する。上述したように、比較回路６は基準値レジスタ１０からの基準値とデータ量計数回路４からの計数値が等しくなったときにデータ抑止回路３に対してＳＴＯＰ信号を出力するため、基準値が変更されれば、それに応じてＳＴＯＰ信号を出力するタイミングも変わってくる。
【００２３】
このようにすることで、途中からビットレートが高くなるようなデータが記憶装置１から送出される場合であっても、そのビットレートに対応したデータ送出速度でのデータ送出が実現できる。そのため、時間と共に必要なデータの送出が遅くなって再生装置側において再生するタイミングに必要なデータが来ておらず、再生できないという不都合や、逆に途中からビットレートが低くなるようなデータの場合に、供給されてきたデータ量の方が再生装置にて再生していくデータ量よりも多くて再生が追いつかずに破綻してしまうといった不都合を防止できる。したがって、放送メディア系や通信メディア系のように片方向でのデータ送出を前提したシステムに用いることが期待されるデータ送出装置に適用した場合においても、符号化ビットレートを可変にするＶＢＲを適切に実現できる。
【００２４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態では、扱うデータを画像データとして説明したが、それに限らずその他のデータであってもよく、その場合にはデータ種類に応じた所定の単位データ毎に設定された先頭情報を見つければよい。但し、画像データの場合には一般的にデータ量が多くまたＶＢＲにする有効性が高いので、本データ送出装置の扱うデータとしてはその効果が大きく期待できるものの一つではある。
【００２５】
また、別実施形態として図２に示すような構成も考えられる。図１に示す上記実施形態の場合には、データ量計数回路８にて計数したデータ量を基準データ量算出回路９に出力していたが、本別実施形態では、データ量計数回路８と基準データ量算出回路９の間にデータ量メモリ１１を追加している。なお、その他の構成は同じなので説明は省略する。
【００２６】
本別実施形態の場合、記憶装置１から出力される画像データのデータ量を計数しているデータ量計数回路８は、先頭データ計数回路７からＴＭＧ信号を受け取ったら、その時点でのデータ量をデータ量メモリ１１に出力する。そして、データ量メモリ１１は、データ量計数回路８から出力されたデータ量を、最新の所定画面数分だけ順次更新しながら蓄積していき、基準データ量算出回路９では、このデータ量メモリ１１から出力されたデータ量の総和を受け取り、これを所定画面数に応じた数で割る。
【００２７】
例えば、最新の１０画面分のデータ量を蓄積して、このデータ量の総和から平均のデータ送出速度、すなわち平均ビットレートを得る。そして１画面ずつ更新してデータ量を蓄積していく場合には、最初は第１画面から第１０画面までのデータ量の総和から基準データ量を算出し、次は第２画面から第１１画面までのデータ量の総和から基準データ量を算出する。
【００２８】
このようにすれば、より細かなビットレートの変化にも対応でき、追従性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態のデータ供給装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 別実施形態のデータ供給装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】 従来のビデオサーバの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…記憶装置 ２…計時回路
３…データ抑止回路 ４…データ量計数回路
６…比較回路 ７…先頭データ計数回路
８…データ量計数回路 ９…基準データ量算出回路
１０…基準値レジスタ １１…データ量メモリ
１０１…記憶装置 １０２…計時回路
１０３…データ抑止回路 １０４…データ量計数回路
１０５…固定値レジスタ １０６…比較回路

Claims (2)

1. 再生装置側への片方向でのデータ送出を前提したシステムに用いられ、所定の情報圧縮用符号化規格に基づいて圧縮されたデータを記憶している記憶手段から読み出した圧縮データを再生装置側に送出するデータ送出装置において、
   前記圧縮データは、ＶＢＲ（ Variable Bit Rate ）のＭＰＥＧ画像データであり、
   前記記憶手段から読み出した圧縮データに含まれる画面データ毎に設定された画面先頭情報を識別し、画面数を検知する第１の検知手段と、
   前記記憶手段から読み出した圧縮データの総データ量を検知する第２の検知手段と、
   前記第２の検知手段によって検知された総データ量を前記第１の検知手段によって検知された画面数で割って、基準データ量を算出する基準データ量算出手段と、
   一定時間毎に前記記憶手段からの前記圧縮データの読み出しを許可すると共に、その圧縮データの読み出しを許可してから前記第２の検知手段によって検知された総データ量が前記基準データ量算出手段によって算出された基準データ量と等しくなった場合には、前記記憶手段からの前記圧縮データの読み出しを禁止するデータ読み出し制御手段と、
   を備えていることを特徴とするデータ送出装置。
2. 前記第１の検知手段によって検知された画面毎に対応する前記第２の検知手段によって検知された総データ量を、最新の所定画面数分だけ順次更新しながら蓄積しておく蓄積手段をさらに備えると共に、
   前記基準データ量算出手段は、前記蓄積手段に蓄積されている最新の所定画面数分の総データ量の総和を前記第１の検知手段によって検知された画面数で割って、前記基準データ量を算出することを特徴とする請求項１記載のデータ送出装置。

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