DE69716365T2

DE69716365T2 - Vorrichtung zur datenmultiplexierung

Info

Publication number: DE69716365T2
Application number: DE69716365T
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Kitazawa; Satoshi Miyazawa; Nobuhisa Obikane; Toshiaki Setogawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2017-03-19
Also published as: DE69716365D1; EP0826289A1; KR19990021831A; EP0826289B1; US6185229B1; WO1997035435A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Datenmultiplexgerät. Eine bevorzugte Ausführungsform zum Durchführen der Erfindung, die anschließend beschrieben wird, bezieht sich auf ein Gerät zum Multiplexen von Videodaten, Audiodaten und von Zusatzdaten, beispielsweise Untertiteln, und zum Erzeugen eines Transportdatenstroms zur Übertragung, wobei die Videodaten und Audiodaten gemäß einem MPEG = Standard oder dgl. komprimiert und codiert sein können.
Bei den digitalen Fernseh-Rundfunksystemen können Audiodaten und Videodaten für bestimmte Anwendungen, beispielsweise Filme oder Musikaufführungen verarbeitet werden. Insbesondere können bei diesen digitalen Fernseh-Rundfunksystemen Daten in Daten verarbeitet sein, die für ein sogenanntes Surround-System geeignet sind, Audiodaten können so verarbeitet sein, daß diese in mehreren Sprachen dargestellt werden, oder Audiodaten, Videodaten und Zusatzdaten können so verschachtelt sein, um einen Transportdatenstrom zu erzeugen, wobei ein Dialog in einer Anzahl von Sprachen überlagert und zu den Zuschauern gesendet werden kann.
Die EP-A 0 515 101 offenbart ein Bewegtbild-Verarbeitungsgerät und ein Verfahren einschließlich eines Datenmultiplexgeräts gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die EP-A 0 515 101 offenbart eine Puffersteuerung für einen variablen Bitratenkanal, bei der Probleme eines damit verbundenen Pufferüberlaufs und eines Pufferunterlaufs gelöst werden, wenn tatsächlich variable oder effektiv-variable Bitratenkanäle zum Mitteilen codierter Videobilder überwunden werden, wobei gemeinschaftlich die Anzahl von Bits, um jeden Videorahmen zu transportieren, und die Übertragungs-Bitrate des variablen Bitraten-Kanals gesteuert wird, wie durch den Codierer nachgewiesen wird. Die Auswahl der Anzahl von Bits, die verwendet wird, jeden Videorahmen zu codieren, und daher der Codierbitrate, wie auch der damit verknüpften Kanalbitrate werden von dem Füllzustand des Codierpuffers, einer Bestimmung des Füllzustands des Decodierpuffers und jeglicher Nebenbedingung festgelegt, die dem Kanal auferlegt ist. Der Codierer ist somit verantwortlich, die Codierbitrate auszuwählen und entsprechend seine Codierparameter einzustellen, um die ausgewählte Codierbitrate zu erzielen.
Gemäß der Erfindung wird ein Datenmultiplexgerät bereitgestellt, welches ein Multiplexsystem aufweist, um einen codierten Videodatenstrom und einen codierten Audiodatenstrom miteinander zu verschachteln, um einen Multiplexdatenstrom zu erzeugen, und separat vom Multiplexsystem ein Steuersystem, um einen Multiplexplan zu erzeugen, wobei
das Multiplexsystem eine Puffereinrichtung aufweist, die geschaltet ist, um codierte Video- und Audiodatenströme über eine Datenleitungs-Versorgungseinrichtung zu empfangen und betreibbar ist, den codierten Video- und den Audiodatenstrom zu puffern, und eine Kombinationseinrichtung, die betreibbar ist, die gepufferten Daten gemäß dem Multiplexplan miteinander zu verschachteln, um den Multiplexdatenstrom in einer Datenausgabe- Leitungseinrichtung zu bilden, und
das Steuersystem eine entsprechende Datengrößen-Ermittlungseinrichtung aufweist, um Datengrößen der codierten Video- und Audiodatenströme zu ermitteln und um eine Größeninformation, die dafür repräsentativ ist, zu erzeugen, und eine Steuerung (424), die auf die Größeninformation antwortet, um den Multiplexplan zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerung ein Computer ist, der betreibbar ist, den Multiplexplan durch Software-Verarbeitung zu formulieren, jedesmal dann, wenn ein Multiplexdatenstrom erzeugt wird;
die entsprechende Datengrößen-Ermittlungseinrichtung geschaltet ist, um die Größeninformation, die für die Datengrößen der codierten Video- und Audiodatenströme repräsentativ ist, nicht zum Multiplexsystem, sondern zum Computer des Steuersystems über einen gemeinsamen Computerbus zu liefern, der separat von der Datenleitungs-Liefereinrichtung und der Datenausgangs-Leitungseinrichtung ist; und
das Steuersystem eine Datenempfangseinrichtung aufweist, um außerdem Daten zu empfangen, um diese über den gemeinsamen Computer-Bus zu einem Eingang der Kombinationseinrichtung unter der Steuerung der Steuerung zu leiten, wobei die Kombinationseinrichtung betreibbar ist, die gepufferten Daten und die weiteren Daten gemäß dem Multiplexplan miteinander zu verschachteln, um den Multiplexdatenstrom in der Datenausgabeleitungs-Einrichtung zu bilden.
Die bevorzugte Ausführungsform zum Ausüben der vorliegenden Erfindung, die anschließend beschrieben wird, liefert:
einen Datenmultiplexer, der Audiodaten, Videodaten und Zusatzdaten freigibt, um in einem digitalen Fernseh-Rundfunksystem oder dgl. verschachtelt zu werden; und
einen Datenmultipler, wie oben genannt, wo die Daten mit einer relativ hohen Geschwindigkeit verschachtelt werden können und wobei Änderungen im Typus der Zusatzdaten und bei der Verarbeitung schnell untergebracht werden können.
Herausragende Merkmale der bevorzugten Ausführungsform zum Ausüben der Erfindung, wie diese ausführlich mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, werden nun beschrieben.
Die bevorzugte Ausführungsform umfaßt ein Codiergerät (Codiergeräte), um die Videodaten, die Audiodaten und erste Zusatzdaten zu codieren und um die codierten Daten zur Datengrößen-Ermittlungseinrichtung und zur Puffereinrichtung zu liefern. Außerdem weist die bevorzugte Ausführungsform eine Datenempfangseinrichtung auf, um zweite Zusatzdaten von außerhalb zu empfangen, um diese zu einer Datenauswahleinrichtung zu liefern.
Der bevorzugte Datenmultiplexer kann Videodaten, Audiodaten und erste Zusatzdaten, beispielsweise Untertitel zur Verwendung bei einem digitalen Fernseh-Rundfunksystem verschachteln; und er kann außerdem zweite Zusatzdaten (Privatdaten), beispielsweise einen Überlagerungsdialog in Multiplexdaten verschachteln, um damit einen Transportdatenstrom zu erzeugen. Bei diesem Datenmultiplexer sind ein Multiplexsystem zum unmittelbaren Verschachteln von Videodaten und anderen Daten (beispielsweise Audiodaten usw.) und ein Steuersystem separat vom Multiplexsystem, um das Multiplexen zu steuern, vorgesehen und angeordnet, so daß die Videodaten und weiteren Daten, die verschachtelt werden, und Daten in Verbindung mit der Multiplexsteuerung entsprechend im entsprechenden System verarbeitet werden können.
Bei dem vorliegenden Datenmultiplexer kann die Datengrößenbestimmungs- oder die Zähleinrichtung oder die Einrichtung innerhalb des Steuersystems angeordnet sein und kann Videodaten, Audiodaten und erste Zusatzdaten zählen, nachdem diese Daten komprimiert und gemäß einem MPEG-Standard oder dgl. codiert wurden, um eine Datengrößeninformation davon zu erhalten. Die Puffereinrichtung kann innerhalb des Multiplexsystems angeordnet sein oder sie kann FIFO-Speicher oder dgl. aufweisen, um die Videodaten, die Audiodaten und die ersten Zusatzdaten zu puffern. Der erste und der zweite Datenmultiplexbereich kann innerhalb des Multiplexsystems vorgesehen sein, wobei der erste Datenmultiplexbereich die gepufferten Videodaten, die Audiodaten und/oder die ersten Zusatzdaten auswählen und multiplexen kann, und der zweite Datenmultiplexbereich die Videodaten, die Audiodaten und die ersten Zusatzdaten auswählen kann, die durch den ersten Datenmultiplexbereich ausgewählt sind und verschachtelt wurden, oder die zweiten Zusatzdaten, beispielsweise die überlagerten Dialogdaten, unter der Steuerung des Steuersystems, und Videodaten, Audiodaten und die ersten Zusatzdaten verschachteln kann, die verschachtelt sind, und die zweiten Zusatzdaten auswählen kann. Die Steuerung ist innerhalb des Steuersystems angeordnet und bildet einen Plan, um die Videodaten, die Audiodaten, die ersten Zusatzdaten und die zweiten Zusatzdaten, die Zeitsteuerungseinstellung, das Planen oder dgl. auf der Basis der Datengröße der Videodaten, der Audiodaten und der Zusatzdaten zu verschachteln, wie dies durch die Datengröße-Zähleinrichtung bestimmt oder gezählt wird. Die Steuerung kann außerdem die Auswahl durch den ersten und den zweiten Datenmultiplexbereich auf der Basis des Multiplexplans steuern, um so das Multiplexen der Daten im ersten und im zweiten Datenmultiplexbereich zu steuern.
Die vorliegende Erfindung wird nun weiter mittels eines Beispiels mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und in denen:
Fig. 1 ein Diagramm eines Datenmultiplexers ist;
Fig. 2 ein Diagramm des Datenmultiplexers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 ein Diagramm eines Videocodierers im Datenmultiplexer von Fig. 2 ist;
Fig. 4 ein Diagramm eines Audiocodierers im Datenmultiplexer von Fig. 2 ist, und
Fig. 5 ein Flußdiagramm ist, auf welches bei der Erläuterung der Verarbeitung, die durch die eine CPU im Datenmultiplexer von Fig. 2 durchgeführt wird, bezuggenommen wird.
Fig. 1 zeigt einen Datenmultiplexer 1. Wie hier gezeigt ist, weist dieser Datenmultiplexer einen Videocodierer 20, einen Audiocodierer 24, ein Untertitel-Codierer 2B und einen Multiplexer 10 auf, die einen Pufferspeicher 100 und einen Transportdatenstromerzeuger 102 aufweisen. Der Datenmultiplexer 1 kann einen Videostrom, einen Audiostrom und einen Untertitelstrom (für Film- oder Musikaufführung) empfangen und codieren, und er kann diese in einen Datenstrom verschachteln, um so einen Transportdatenstrom zu erzeugen, wie anschließend ausführlicher beschrieben wird.
Insbesondere kann der Videocodierer 20 Videodaten von einem externen Gerät (nicht gezeigt) aufnehmen, beispielsweise einem Editiergerät usw., und kann die empfangenen Videodaten gemäß einem vorher festgelegten Standard (beispielsweise einem MPEG2- Standard oder dgl.) komprimieren und codieren und die erhaltenen Daten als Videostrom an den Pufferspeicher 100 ausgeben. Der Audiocodierer 24 kann Audiodaten von einem externen Gerät (nicht gezeigt) empfangen und kann die empfangenen Audiodaten gemäß einem vorher festgelegten Standard (beispielsweise einem MPEG2-Standard oder dgl.) komprimieren und codieren und die erhaltenen Daten als Audiostrom an den Pufferspeicher 100 ausgeben. Der Untertitel-Codierer 28 kann die Untertiteldaten von einem externen Untertitel-Datenerzeugungsgerät (nicht gezeigt) empfangen und kann die empfangenen Untertiteldaten mit einem vorher festgelegten Prozeß (beispielsweise einem linearen Quantisierungsprozeß und einem Fest-Längen-Codier-Prozeß) codieren und das erhaltene Ergebnis als Untertitel-Datenstrom an den Pufferspeicher 100 ausgeben.
Der Pufferspeicher 100 puffert den Videostrom, den Audiostrom und den Untertitel-Strom, die entsprechend vom Videocodierer 20, vom Audiocodierer 24 und vom Untertitel-Codierer 28 geliefert werden, und liefert ein Ausgangssignal zum Transportdatenstrom- Hersteller 102. Der Transportdätenstrom-Erzeuger 102, der einen Hochgeschwindigkeits- Computer aufweisen kann, der einen Mikroprozessor (CPU) oder dgl. hat, kann den Videodatenstrom, den Audiodatenstrom und den Untertitel-Datenstrom (wobei jeder als Elementardatenstrom bezeichnet werden kann) vom Pufferspeicher 100 erhalten und lesen, eine Planung durchführen und einen Datenkopf oder dgl. gemäß einem Übertragungsformat hinzufügen, um somit einen Transportdatenstrom zu erzeugen, um diesen davon auszugeben.
Im Datenmultiplexer 1 speichert der Pufferspeicher 100 vorübergehend alle Elementardatenströme, und die CPU des Transportdafenstrom-Erzeugers 102 führt die Verarbeitung durch, beispielsweise das Planen und das Hinzufügen eines Datenkopfs, um ein Transportdatenstrom zu erzeugen. Beim Durchführen dieser Verarbeitung jedoch kann die CPU auf jedes Wort (Byte) in den Elementardatenströmen über einen Datenbus in einer Weise zu greifen, so daß ein sogenannter Bushals oder dgl. im Datenbus des Transportdatenstroms-Erzeugers 10 erzeugt werden kann, welcher eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung behindern oder verhindern kann. Somit ist eine solche Verarbeitungsweise zum Bilden eines Transportdatenstroms nicht akzeptierbar.
Ein Datenmultiplexer 2 wird anschließend mit Hilfe von Fig. 2-5 beschrieben, mit dem die oben beschriebenen Schwierigkeiten des Datenmultiplexers 1 behoben werden können. Bei diesem Multiplexer 2 kann durch Trennen eines Steuersystems zum Durchführen des Planens zum Multiplexen der Elementardatenströme von einem Multiplexsystem zum unmittelbaren Multiplexen von Elementarströmen eine Hochgeschwindigkeitsproduktion eines Transportdatenstroms erhalten werden, wie anschließend ausführlicher beschrieben wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, besitzt der Datenmultiplexer 2 allgemein den Videocodierer 20, den Audiocodierer 24, den Untertitel-Codierer 28 und ein Steuersystem 42. Das Multiplexsystem 12 kann FIFO-Speicher 32a, 32b und 32c, einen RAM 430, eine erste Schaltschaltung 34, eine zweite Schaltschaltung 36, einen FIFO-Speicher 38 und eine SCSI- Schaltung 40 aufweisen, die so geschaltet sein können, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Das Steuersystem 42 kann Datengrößen-Zähl-Schnittstellenschaltungen 30a, 30b und 30c, eine Ethernet- Schnittstelle (ENIF)-Schaltung 420, eine serielle Schnittstellenschaltung (SIF) 422, eine CPU 424, einen Verarbeitungs-RAM 426 und einen Steuerdaten-RAM 428 aufweisen, welche miteinander über einen CPU-Bus gekoppelt sind, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Der Videocodierer 20 kann Addierschaltungen 202 und 212, eine diskrete Kosinustransformationsschaltung (DCT) 204, eine Quantisierungsschaltung 206, eine inverse Quantisierungsschaltung 208, eine inverse DCT-Schaltung 210, eine Rahmenspeicherschaltung 216, eine Variabel-Längen-Codierschaltung (VLC) 218, eine Bitraten-Steuerschaltung 220 und einen Variabel-Längen-Codierpuffer (VLC) 222 aufweisen, die angeordnet sein können, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Der Videocodierer 20 ist eingerichtet, Eingangsvideodaten (Video-IN) von einem externen Gerät zu empfangen und diese zu komprimieren und gemäß einer vorher festgelegten Norm zu codieren, beispielsweise der MPEG2 oder dgl., und um einen Videostrom zu erzeugen (MPEG-Videostrom), um die Datengröße-IF 30a und den FIFO- Speicher 32a (Fig. 2) zu beliefern. Eine weitere Beschreibung eines derartigen Videocodierers kann aus der US 5 822 024 erhalten werden, die am 26. Februar 1997 angemeldet wurde, mit dem Titel "Image Data Processing Method and Apparatus of Same".
Der Audiocodierer 24 kann eine Hilfsband-Analysierungs-Filterbank (SAFB) 240, eine lineare Quantisierungsschaltung 242, eine Bitkompressionsschaltung 244, eine schnelle Fourier-Transformationsschaltung (FFT) 246, ein psychologisches Hörmodell 248, eine dynamische Bitzuteilungsschaltung 250, eine Maßstabsfaktor-Auswahlinformations-Speicherschaltung 252, eine Maßstabsfaktor-Extrahierschaltung 254, eine Seiteninformations-Codierschaltung 256 und eine Bitstrom-Erzeugungsschaltung 258 aufweisen, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Der Audiocodierer 24 ist ausgebildet, Audiodaten (Audio-Input) von einem externen Gerät zu empfangen und diese gemäß einer vorher festgelegten Norm zu komprimieren und zu codieren, beispielsweise der MPEg2-Norm oder dgl., und um einen Audiodatenstrom (MPEG-Audio-Datenstrom) zu erzeugen, um diesen zur Datengröße-IF 30b und zum FIFO- Speicher 32b zu liefern (Fig. 2). Eine weitere Beschreibung eines derartigen Audiocodierers kann aus einem Artikel mit dem Titel "ISO-MPEG-1 Audio: A Generic Standard for Coding of High-Quality Digital Audio" durch K. Brandenburg et al., J. Audio Eng. Soc., Band 42, Nr. 10, Oktober 1994, Seite 780-792 erhalten werden.
Der Hilfstitel-Codierer 28 ist ausgebildet, um die Zusatzdaten zu empfangen, beispielsweise Untertiteldaten, von einem externen Gerät, und um diese zu codieren, in einer Weise ähnlich der, die oben beschrieben wurde, und um einen Untertiteldatenstrom zu erzeugen, um diese zum Datengrößen-IF 30c und zum FIFO-Speicher 32c zu liefern (Fig. 2).
Weiter können die codierten Daten, beispielsweise die Untertiteldaten, die geschlossen-erfaßten Daten usw., von einem externen Gerät geliefert werden. Beispielsweise können codierte Untertiteldaten über ein LAN (local area network), beispielsweise das Ethernet, zur ENIF-Schaltung 420 geliefert werden, oder codierte Untertiteldaten können über eine serielle Leitung zur seriellen Schnittstelle 422 geliefert werden, und somit können empfangene codierte Untertiteldaten über den CPU-Bus zum RAM 430 geliefert werden, um dort gespeichert zu werden. Da die Menge von codierten Untertiteldaten verglichen zur Menge von codierten Videodaten und/oder codierten Audiodaten relativ klein ist, kann das Liefern von codierten Untertiteldaten auf dem CPU-Bus den CPU-Busverkehr nicht nachteilig beeinträchtigen. In dieser Situation kann die ENIF-Schaltung 420 oder die serielle Schnittstelle 422 Information, beispielsweise den Datenkopf und/oder die Größeninformation (welche in den Datenkopf geschrieben sein kann) in den codierten Untertiteldaten ermitteln, und die ermittelte Information kann über den CPU-Bus zur CPU 424 geliefert werden.
Bei dem Multiplexsystem 12 (Fig. 2) puffern die FIFO-Speicher 32a, 32b bzw. 32c den Videostrom, den Audiostrom und den Untertitelstrom, die vom Videocodierer 20, vom Audiocodierer 24 und vom Untertitel-Codierer 28 erhalten werden, und liefern Abgabeströme zu den Eingangsanschlüssen a, b und c der Schaltschaltung 34. Zusätzlich können die codierten Untertiteldaten, die im ROM 430 gespeichert sind, zu einem Eingangsanschluß d der Schaltschaltung 34 unter der Steuerung der CPU 424 geliefert werden. Gemäß einem Steuersignal, welches von CPU 424 geliefert werden kann, wählt die Schaltschaltung 34 einen der Eingangsanschlüsse a, b, c oder d aus und liefert den entsprechenden Elementardatenstrom, der zum ausgewählten Eingangsanschluß geliefert wird, zu einem Eingangsanschluß b der Schaltschaltung 36. Als Ergebnis kann ein Multiplexsignal oder ein Multiplexdatenstrom gebildet werden und zum Eingangsanschluß b der Schaltschaltung 36 geliefert werden. Die Schaltschaltung 34 kann keinen der Eingangsanschlüsse a, b, c und d auswählen und beispielsweise vorher festgelegte Leerdaten ausgeben, beispielsweise aufeinanderfolgende Werte von 1 oder 0, wenn der Elementardatenstrom z einem der Eingangsanschlüsse geliefert wird oder wenn ein sogenannter Auffüllprozeß durchgeführt wird.
Der RAM 426 kann ein Signal oder einen Zusatzdatenstrom, der für einen Datenkopf repräsentativ sein kann, zu einem Eingangsanschluß a der Schaltschaltung 36 liefern. Gemäß einem Steuersignal, welches durch die CPU 424 geliefert sein kann, kann die Schaltschaltung 36 den Eingangsanschluß a oder b auswählen, um somit die Elementardatenströme, die von der Schaltschaltung 34 geliefert werden, mit dem Eingangsanschluß b der Schaltschaltung 36, und den Zusatzdatenstrom (Kopfinformation), der vom Verarbeitungs-RAM 426 zum Eingangsanschluß a der Schaltschaltung 36 geliefert wird, zu verschachteln. Ein Multiplex- oder ein Auswahl-Datenstrom wird von der Schaltschaltung 36 zum FIFO-Speicher 38 und zur SCSIIF-Schaltung 40 geliefert.
Der FIFO-Speicher 38 puffert den Multiplexdatenstrom, der von der Schaltschaltung 36 empfangen wird, und liefert ein Ausgangssignal oder einen Transportdatenstrom zu einem externen Gerät (nicht gezeigt), beispielsweise einer Kommunikationsleitung usw.. Die SCSIIF-Schaltung 40 empfängt den Multiplexdatenstrom von der Schaltschaltung 36 und liefert diesen zur Speichereinrichtung (nicht gezeigt), beispielsweise einem Festplattenlaufwerk (HDD) oder einem magneto-optischen Plattenlaufwerk (MOD), wo der Datenstrom gespeichert wird.
Im Steuersystem 42 können die Datengrößen-IF 30a, 30b und 30c die Datengröße für jeden Rahmen des Videostroms, des Audiostroms, und des Hilfstiteldatenstroms zählen, die vom Videocodierer 20, vom Audiocodierer 24 und vom Untertitel-Codierer 28 geliefert werden, und können das erhaltene Ergebnis zur CPU 424 über den CPU-Bus liefern. Dieses Zählen von Datengrößen kann unter Verwendung von Zählern erreicht werden, die in den Datengrößen-IF 30a, 30b und 30c enthalten sein können. Alternativ dazu kann die Datengrößeninformation durch den jeweiligen Codierer erhalten werden und als Ausgangssignal davon geliefert werden, worauf dieses Datengrößen-Informationssignal ermittelt und zur CPU 424 geliefert werden kann.
Die ENIF-Schaltung 420 kann Privatdaten über ein LAN (nicht gezeigt), beispielsweise das Ethernet, empfangen, und kann Daten an die CPU 424 über den CPU-Bus ausgeben. Die SIF-Schaltung 422 kann Privatdaten empfangen, welche ein serielles Format aufweisen, von beispielsweise einem Computer oder dgl., und kann Daten zur CPU 424 ausgeben. Dieses sogenannten Privatdaten können codierte Untertiteldaten, geschlossen-aufgenommene Daten, Benutzerdaten usw. aufweisen.
Die CPU 424 kann einen Mikroprozessor und einen ROM zum Speichern von Programmen aufweisen. Diese CPU ist ausgelegt, Datengrößen von den Datengrößen-IF 30a, 30b und 30c zu empfangen und zu speichern, sowie Daten von der ENIF-Schaltung 420 und der SIF-Schaltung 422. Die CPU ist außerdem ausgebildet, einen Multiplexplan zu formulieren oder den Multiplexbetrieb des vorliegenden Datenmultiplexers zu steuern. Das heißt, die CPU 424 kann das Multiplexen von den Elementardatenströmen, die Zeitsteuerungseinstellung und das Planen zum Multiplexen auf der Basis der Datengrößen steuern, die im Verarbeitungs-RAM 426 gespeichert sind, und den Betrieb der Schaltschaltungen 34 und 36 gemäß dem Multiplexplan über den CPU-Bus schalten oder verschachteln.
Die Steuerungsdaten zum Verarbeiten durch die CPU 424 können im Steuerungsdaten-RAM 428 gespeichert sein. Zusätzlich kann die CPU den Verarbeitungs-RAM 426 steuern oder nutzen, um Daten zu verarbeiten, zu speichern und/oder zu liefern. Beispielsweise kann die CPU 424 den Verarbeitungs-RAM 426 verwenden, um die Datenkopfinformation zu erzeugen, diese Kopfinformation zu speichern und diese an den Eingangsanschluß a der Schaltschaltung 36 auf der Basis einer Planungsprozedur oder dgl. gemäß den Steuerdaten ausgeben, die im Steuerungsdaten-RAM 428 gespeichert sind. Alternativ kann die Datenkopfinformation oder ein Bereich davon auf der Basis von Privatdaten (beispielsweise Benutzerdaten), die von der ENIF-Schaltung 420 oder der SIF-Schaltung 422 geliefert werden und die im RAM 426 gespeichert wurden, erzeugt werden.
Eine Arbeitsweise des Datenmultiplexers 2 wird anschließend erläutert. Videodaten, Audiodaten und Untertiteldaten werden entsprechend zum Videocodierer 20, zum Audiocodierer 24 und zum Untertitel-Codierer 28 geliefert und dort codiert. Die Datengröße des codierten Videostroms, des Audiostroms und des Untertitelstroms wird durch Zählen der Daten in den Datengrößen-IF 30a, 30b und 30c erhalten, und die erhaltenen gezählten Datengrößen werden zur CPU 424 geliefert.
Wenn andererseits die codierten Untertiteldaten über ein LAN (beispielsweise das Ethernetzwerk) zur ENIF-Schaltung 420 geliefert werden, oder wenn codierte Untertiteldaten über eine serielle Leitung zu einer seriellen Schnittstelle 422 geliefert werden, kann die ENIF- Schaltung 410 oder die serielle Schnittstelle 422 die Datengröße ermitteln, worauf die ermittelte Datengröße zur CPU 424 über den CPU-Bus geliefert wird. In diesem Fall können die codierten Subcodedaten zum RAM 430 geliefert werden und von diesem an den Eingangsanschluß d der Schaltschaltung 34 unter der Steuerung der CPU 424 ausgegeben werden.
Daten können unter Verwendung der Schaltschaltungen 34 und 36 gemäß Steuersignalen von der CPU 424 geschaltet oder verschachtelt werden. Ein Ausgangssignal von der Schaltschaltung 34 wird zum FIFO 38 und zur SCSIIF-Schaltung 40 geliefert. Der FIFO 38 puffert die Empfangdaten und gibt einen Transportdatenstrom aus, der über eine Kommunikationsleitung oder dgl. geliefert werden kann. Die SCSIIF-Schaltung 40 überträgt die Empfangsdaten zu einer Festplattenansteuerung oder dgl., um diese auszuzeichnen.
Die Verarbeitung, die durch die CPU 424 durchgeführt wird, wird anschließend mit Hilfe des Flußdiagramms von Fig. 5 erläutert.
Im Schritt S102 empfängt die CPU 424 die Datengrößen eines Rahmens (von Rahmen) für einen Videostrom, einen Audiostrom und einen Untertitelstrom für die Datengröße IF 30a, 30b und 30c und speichert die empfangenen Datengrößen im Verarbeitungs- RAM 426. Die CPU 424 kann Datengrößen von der ENIF-Schaltung 420 und der SIF-Schaltung 422 empfangen, worauf die CPU 424 diese Datengrößen speichert. Die Verarbeitung läuft dann weiter zum Schritt S103, wo die Parameter durch die CPU 424 initialisiert werden können. Die Verarbeitung läuft dann weiter zum Schritt S 104.
Im Schritt S104 vom formuliert die CPU 424 einen Multiplexplan. Das heißt, es wird eine Schleifenwiederholungszahl N festgelegt. Diese Schleifenwiederholungszahl N kann die Anzahl von Paketen zeigen, die in einem Videorahmen eingefügt werden können, oder deren Dauer, wobei die Größe eines Pakets einen festen vorher festgelegten Wert haben kann, beispielsweise 188 Bytes. Damit kann die Schleifenwiederholungszahl N auf der Basis der Datenrate des Transportstroms bestimmt werden. Beispielsweise kann die Schleifenwiederholungszahl N als Datenrate (Bytes) des Transportstroms/30 Rahmen pro Sekunde festgelegt sein (wenn ein NTSC-System verwendet wird) /188 (Bytes). Das Auflisten des Multiplexens wird der Basis der Schleifenwiederholungszahl N und der empfangenen jeweiligen Datengrößen festgelegt.
Die Verarbeitung läuft dann weiter zum Schritt S106, wo durch die CPU 424 bestimmt wird, ob der Multiplexplan zeigt, daß ein Videostrom auszugeben ist. Wenn diese Bestimmung bejahend ist, läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S107. Im Schritt S107 steuert die CPU 424 die Schaltschaltung 36, so daß die Datenkopfinformation vom Eingangsanschluß a ausgewählt wird, die wiederum vom RAM 426 geliefert werden kann. Danach läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S108, wo die CPU 424 die Schaltschaltung 34 steuert, um den Videostrom auszuwählen (der vom Anschluß a der Schaltschaltung 34 erhalten werden kann) und steuert die Schaltschaltung 36, den Datenstrom von der Schaltschaltung 34 auszuwählen (der vom Anschluß b der Schaltschaltung 36 erhalten werden kann), so daß der Videostrom mit dem Transportstrom verschachtelt wird. Die Verarbeitung läuft dann weiter zum Schritt S110.
Wenn dagegen die Bestimmung im Schritt S106 negativ ist, läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S110.
Im Schritt S110 wird durch die CPU 424 bestimmt, ob der Multiplexplan zeigt, daß ein Audiostrom auszugeben ist. Wenn diese Bestimmung bejahend ist, läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S111. Im Schritt S111 steuert die CPU 424 die Schaltschaltung 36, so daß die Datenkopfinformation vom Eingangsanschluß a ausgewählt wird, die wiederum vom RAM 426 geliefert werden kann. Danach läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S112, wo die CPU 424 die Schaltschaltung 34 steuert, um den Audiostrom auszuwählen (der vom Anschluß b der Schaltschaltung 34 erhalten werden kann) und steuert die Schaltschaltung 36, um den Datenstrom von der Schaltschaltung 34 auszuwählen (der vom Anschluß b der Schaltschaltung 36 erhalten werden kann), so daß der Audiostrom mit dem Transportstrom verschachtelt wird.
Die Verarbeitung läuft dann weiter zum Schritt S114.
Wenn dagegen die Bestimmung im Schritt S110 negativ ist, läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S114.
Im Schritt S114 wird durch die CPU 424 bestimmt, ob der Multiplexplan (Prozedur) zeigt, daß ein Untertitelstrom vom Untertitel-Codierer auszugeben ist. Wenn diese Bestimmung bejahend ist, läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S115. Im Schritt S115 steuert die CPU 424 die Schaltschaltung 36, so daß die Datenkopfinformation vom Eingangsanschluß a ausgewählt wird, die wiederum vom RAM 426 geliefert werden kann. Danach läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S116, wo die CPU 424 die Schaltschaltung 34 steuert, um den Untertiteldatenstrom auszuwählen (der vom Anschluß c der Umschaltschaltung 34 erhalten werden kann), und steuert die Schaltschaltung 36, um den Datenstrom von der Schaltschaltung 34 auszuwählen (der vom Anschluß b der Schaltschaltung 36 erhalten werden kann), so daß der Untertiteldatenstrom mit dem Transportstrom verschachtelt wird. Die Verarbeitung läuft dann weiter zum Schritt S118.
Wenn dagegen die Bestimmung im Schritt S114 negativ ist, läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S118.
Im Schritt S118 wird durch die CPU 424 bestimmt, ob der Multiplexplan zeigt, daß ein zusätzlicher oder privater Datenstrom (Kopfinformation) auszugeben ist. Wenn diese Bestimmung bejahend ist, läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S119. Im Schritt S119 steuert die CPU 424 die Schaltschaltung 36, um den zusätzlichen Datenstrom auszuwählen, um den zusätzlichen Datenstrom (Kopfinformation) mit dem Transportstrom zu verschachteln. Die Verarbeitung läuft dann weiter zum Schritt S120, wo die CPU 424 die Schaltschaltung 34, die Schaltschaltung 36 und den RAM 430 steuert, um die privaten Daten vom RAM 430 auszugeben, was zur Folge hat, daß diese mit dem Transportstrom verschachtelt werden. Danach läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S122.
Wenn dagegen die Bestimmung im Schritt S118 negativ ist, läuft die Verarbeitung weiter zum Schritt S122.
Im Schritt S122 wird durch die CPU 424 bestimmt, ob n = N. Wenn diese Bestimmung bejahend ist, d. h., wenn n = N, ist die Bearbeitung dann beendet. Wenn jedoch diese Bestimmung negativ ist, d. h., wenn n + N, wird n um eins inkrementiert und die Verarbeitung kehrt zurück zum Schritt S106.
Daher kann im Datenmultiplexer 2 Information, die die Größe der Videodaten, der Audiodaten und/oder der Zusatzdaten zeigt, über eine CPU oder Datenbus zur CPU geliefert werden, während die Videodaten, die Audiodaten und/oder die Zusatzdaten oder Elementarströme davon, die eine relativ große Datenmenge haben können, nicht zur CPU über den CPU-Bus übertragen werden müssen. Anstelle davon können die Videodaten, die Audiodaten und/oder die Zusatzdaten über eine Anzahl von Schaltschaltungen geliefert werden, um so einen Transportstrom oder Multiplexstrom zu bilden. Damit wird die Wahrscheinlichkeit eines Engpasses (Flaschenhalses) oder eines Busengpasses, der im CPU-Bus auftritt, stark reduziert, so daß das Hochgeschwindigkeits-Multiplexen des Elementarstroms zum Transportstrom erreicht werden kann.
Außerdem können sowohl der Untertitel-Codierer 28 als auch die privaten Datenleitungen genutzt werden, Information zu liefern. Beispielsweise kann die Untertitelinformation über den Untertitel-Codierer 28 geliefert werden und geschlossen-eingefangen über die privaten Datenleitungen geliefert werden. Als weiteres Beispiel kann die Untertitelinformation über die privaten Datenleitungen geliefert werden, und die andere Information kann über den Untertitel-Codierer 28 geliefert werden. Wie man sieht, können in vorteilhafter Weise entweder die privaten Datenleitungen oder der Codierer 28 in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung oder Verwendung weggelassen werden.
Da außerdem ein Multiplexplan durch Software-Verarbeitung formuliert wird, die durch die CPU 424 durchgeführt wird, ermöglicht es, jedesmal, wenn der Transportstrom erzeugt wird, die vorliegende Erfindung, daß der Typus oder die Anzahl des zusätzlichen Datenstroms (Kopfinformation) hinzugefügt werden kann, um schnell geändert zu werden, verglichen zu der Anordnung, wo ein Elementarstrom mit dem Transportstrom unter Verwendung von Hardware verschachtelt wird.
Obwohl der Datenmultiplexer von Fig. 2 so beschrieben wurde, daß eine bestimmte Anzahl von Elementenarten aufweist, ist der vorliegende Datenmultiplexer nicht darauf beschränkt, und er kann eine andere Anzahl dieser Elemente aufweisen. Beispielsweise können keine oder mehr als eine ENIF-Schaltung 420 oder SIF-Schaltung 422 verwendet werden. Weiter kann eine beliebige Zahl von Elementarströmen verschachtelt werden, um einen Transportstrom zu erzielen.
Zusätzlich kann der Datenmultiplexer 2 multipliziert werden, um einen Transportstrom zu erhalten, der für eine bestimmte Anwendung gewünscht sein kann. Beispielsweise kann der Datenmultiplexer 2 so modifiziert werden, daß ein Datenstrom in Verbindung mit einem Editierprozeß oder einem Sendeprozeß verschachtelt wird, anstelle des Untertitelstroms, um den Transportstrom zu erzielen.
Somit kann wie oben beschrieben es der vorliegende Datenmultiplexer ermöglichen, daß Audiodaten, Videodaten und Zusatzdaten in einem digitalen Fernseh-Rundfunksystem oder dgl. mit einer relativ hohen Geschwindigkeit verschachtelt werden können, und er kann Änderungen in der Art von Zusatzdaten und beim Bearbeiten ermöglichen, die schnell eingebunden werden können.
Ob wohl hier bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Modifikationen davon ausführlich beschrieben wurden, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen und Modifikationen beschränkt ist und daß weitere Modifikationen und Variationen durch den Fachmann durchgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Datenmultiplexgerät (2), welches ein Multiplexsystem (12) aufweist, um einen codierten Videodatenstrom und einen codierten Audiodatenstrom miteinander zu verschachteln, um einen Multiplexdatenstrom zu erzeugen, und separat vom Multiplexsystem (12) ein Steuersystem (42), um einen Multiplexplan zu erzeugen, wobei

das Multiplexsystem (12) eine Puffereinrichtung (32) aufweist, die geschaltet ist, um codierte Video- und Audiodatenströme über eine Datenleitungs-Versorgungseinrichtung (VIDEOSTROM, AUDIOSTROM) zu empfangen und betreibbar ist, den codierten Video- und den Audiodatenstrom zu puffern, und eine Kombinationseinrichtung (34), die betreibbar ist, die gepufferten Daten gemäß dem Multiplexplan miteinander zu verschachteln, um den Multiplexdatenstrom in einer Datenausgabe-Leitungseinrichtung zu bilden, und

das Steuersystem (42) eine entsprechende Datengrößen-Ermittlungseinrichtung (30a, 30b) aufweist, um Datengrößen der codierten Video- und Audiodatenströme zu ermitteln und um eine Größeninformation, die dafür repräsentativ ist, zu erzeugen, und eine Steuerung (424), die auf die Größeninformation antwortet, um den Multiplexplan zu erzeugen,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Steuerung (424) ein Computer ist, der betreibbar ist, den Multiplexplan durch Software-Verarbeitung zu formulieren, jedesmal dann, wenn ein Multiplexdatenstrom erzeugt wird;

die entsprechende Datengrößen-Ermittlungseinrichtung (30a, 30b) geschaltet ist, um die Größeninformation, die für die Datengrößen der codierten Video- und Audiodatenströme repräsentativ ist, nicht zum Multiplexsystem (12), sondern zum Computer (424) des Steuersystems (42) über einen gemeinsamen Computerbus (CPU BUS) zu liefern, der separat von der Datenleitungs-Liefereinrichtung (VIDEOSTROM, AUDIOSTROM) und der Datenausgangs-Leitungseinrichtung ist; und

das Steuersystem (42) eine Datenempfangseinrichtung (420, 422) aufweist, um außerdem Daten zu empfangen, um diese über den gemeinsamen Computer-Bus (CPU BUS) zu einem Eingang der Kombinationseinrichtung (34) unter der Steuerung der Steuerung (424) zu leiten, wobei die Kombinationseinrichtung (34) betreibbar ist, die gepufferten Daten und die weiteren Daten gemäß dem Multiplexplan miteinander zu verschachteln, um den Multiplexdatenstrom in der Datenausgabeleitungs-Einrichtung zu bilden.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die entsprechende Datengrößen-Ermittlungseinrichtung (30a, 30b) die Größeninformation durch Zählen der Videodaten und der Audiodaten erzeugt.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Empfangseinrichtung (420, 422) eingerichtet ist, die Größeninformation der weiteren Daten zu ermitteln und diese Größeninformation zur Steuerung (424) über den gemeinsamen Computer-Bus (CPU BUS) zur Verwendung beim Erzeugen des Multiplexplans zu liefern.

4. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei:

das. Multiplexsystem (12) betreibbar ist, einen codierten zusätzlichen Datenstrom mit den codierten Videodatenstrom, den codierten Audiodatenstrom und die weiteren Daten miteinander zu verschachteln, um den Multiplexdatenstrom zu erzeugen;

die Puffereinrichtung (32) geschaltet ist, um den codierten Audiodatenstrom über die Datenleitungs-Liefereinrichtung (SUBTITEL-STROM) zu empfangen und betreibbar ist, den codierten zusätzlichen Datenstrom zu puffern;

das Steuersystem (42) eine zusätzliche Datengrößen-Ermittlungseinrichtung (30c) aufweist, um eine Datengröße des zusätzlichen codierten Datenstroms zu ermitteln und um zusätzliche Größeninformation, die dafür repräsentativ ist, zu erzeugen;

der Computer (424) auf die zusätzliche Größeninformation anspricht, um den Multiplexplan zu erzeugen; und

die zusätzliche Datengrößen-Ermittlungseinrichtung (30c) mit dem Steuersystem (42) verbunden ist, um die weitere Größeninformation zum Computer (424) über den gemeinsamen Computer-Bus (CPU BUS) zu liefern.

5. Gerät nach Anspruch 4, wobei die weitere Datengrößen-Ermittlungseinrichtung (30c) die weitere Größeninformation durch Zählen der zusätzlichen Daten erzeugt.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, wobei der codierte zusätzliche Datenstrom Subtitel-Daten aufweist.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Multiplexsystem (12) eine Datenauswahleinrichtung (36) aufweist, wobei die weiteren Daten selektiv zu entweder der Datenauswahleinrichtung (36) geliefert werden oder zum Eingang der Kombinationseinrichtung (34), wenn die weiteren Daten zur Datenauswahleinrichtung (36) geliefert werden, wobei die Datenauswahleinrichtung betreibbar ist, die weiteren Daten im Multiplexdatenstrom gemäß dem Multiplexplan einzugliedern.