专利名称：数据复用器和数据复用方法
技术领域：
本发明涉及数据复用器和数据复用方法。更具体地说，它适合运用于数字广播系统的数据复用器。
近来，已经提出了各种被建议作为减少图像和声音信息量的方法压缩编码的方法，运动图像专家小组阶段2(MPEG2)是一个典型的压缩编码方法。
为了压缩编码、复用并传输图像信息和声音数据，MPEG2方法由诸如国际电信联盟的电信标准部(ITUT)组织进行标准化(例如H.222.0建议)和具体化。
实际上，MPEG2方法将称作为节目流的数据格式(此后被称作PS数据格式)和称作为传输流的数据格式(此后被称作TS数据格式)规定为用于复用压缩编码的图像数据和声音数据的数据格式。
PS数据格式用来在预定的数字存放介质中存放复用的图像数据和声音数据，而TS数据格式用来传输复用的图像数据和声音数据。此外，具有PS数据格式和TS数据格式的流可以与作为一个基本要素的可变长度分组单元流(PES)数据包相互转化。
在PS数据格式的情况下，例如，将规定压缩编码的图像数据和声音数据对于每个预定的单位(例如每个图像)被分别形成为PES数据包，以通过时分和复用每个最终的PES数据包来形成PS数据包串(所谓的节目流)。
图1表示数字广播系统的发射器100。发射器100将来自与多个频道相应的数据输出部分(未显示)的、与各个电视广播节目相应的图像数据D1A和D1B提供到相应的编码器101A和101B，在相应的编码器101A和101B中按照MPEG2方法将图像数据D1A和D1B进行压缩编码，并且对于每个图像连续地形成这样获得的编码数据PES数据包，以形成并且提供所编码的数据流D31A和D31B到复用器102。
为了复用从各个编码器101A和101B提供的编码数据流D31A和D31B，复用器102在相应缓冲器103A和103B中以到达次序存储和临时累积包括在编码的数据流D31A和D31B中的多个PES数据包，并按照先进先出方法从缓冲器到复用部分104读出并传输这些PES数据包。
在这种情况下，缓冲器103A和103B分别将在PES数据包上累积的数据量作为数据累积信号S2A和S2B提供到复用控制部分105，进而，基于数据累积信号S2A和S2B，复用控制部分105分别检测在缓冲器103A和103B上所累积的数据量。
在数据量超过缓冲器103A和103B的最大数据累积容量之前，基于检测结果，复用控制部分105向各个缓冲器103A和103B传输缓冲器输出控制信号S3A和S3B。进而，按照先进先出方法，部分105能从缓冲器103A和103B中读出PES数据包，这样，就可能阻止缓冲器103A和103B因为额外数据累积而发生故障。
然后，复用部分104从各个缓冲器103A和103B接收编码的数据流D31A和D31B，此外，从复用控制部分105接收复用控制信号S4，并且然后，对于每个预定单位(例如每个188字节数据)，连续地将各个编码的数据流D31A和D31B中所包括的多个PES数据包形成为一个数据包(此后称作为传输流“TS”数据包)此后，通过时分和复用最终的TS数据包而形成包括一TS数据包串D32的传输流(TS流)。
然后，TS流D32按照一种预定的方法由未表示出的调制器调制，同时最终的传输信号通过天线(未表示)朝着广播卫星发射。按这种方法，发射器100能通过广播卫星广播多个频道的电视节目。
在发射器100的情况下，编码器101A和101B以一种固定的比特速率将各个压缩编码的图像数据(编码的数据流D31A和D31B)提供到复用器。在这种情况下，当输入图像数据D1A和D1B的模式是坦平的时，由编码器101A和101B连续地产生的编码数据量减少，因为图像数据D1A和D1B的图像信息的量极端小。
因此，当编码器101A和101B对于每个图像将连续产生编码数据形成为PES数据包，通过将对于编码是无用的空白(dummy)数据加到有效数据的字节中来保持包括PES数据包串的编码数据流D31A和D31B的传输速率是恒定的。
在所编码的数据流D31A和D31B中的重要信息的传输速率会有由于等同于附加的无效数据的值而减少的问题，因为编码器101A和101B分别输出附加有无效数据的编码数据流D31A和D31B。
综上所述，本发明的目的是要提供一种数据复用器，其中复用效率能通过有效地利用传输系统的数据传输速率而被提高。
本发明的上述目的以及其它目的通过提供这种数据复用器实现了，它检测和提取分配到一个输入数据流的无效数据并且复用和输出已经提取了无效数据的数据流。进而，就可能提高无效数据的复用效率。
此外，通过检测所提取的无效数据的量并且按照所检测的无效的数据的量将预定的数据流复用到已经提取了无效数据的数据流上，通过将等同于复用的预定数据流来代替无效数据，就可能提高复用效率。
通过下面结合附图所进行的详尽描述，本发明的性质，原理以及效用将变得更清楚，在附图中相同部件由相同的标号或者字符表示。
其中图1是表示与本发明有关的发射器的方框图；图2是表示根据本发明第一实施例的复用器的方框图；图3是表示第一实施例中的编码器的结构的方框图；图4A和4B是显示PES数据包的结构的示意图；图5A至5H是解释提取无效数据的过程的示意图；图6是根据本发明显示复用器的第二实施例的方框图；图7是表示第二实施例中的编码器的结构的方框图；和图8A至8H是解释按照本发明的另一实施例提取无效数据的过程的示意图；本发明的最佳实施例将结合图像来描述(1)第一实施例在图2中，与图1对应的部分采用了相同的标号，按照第一实施例，数字120表示数字广播系统的发射器，对于该实施例本发明是作为一个整体被应用的。在发射器120中，构成电视广播节目的图像数据D1A和D1B从与多个频道相应的数据输出部分(未表示)被分别提供到编码器101A和101B。
在这种情况下，编码器101A和101B有相同的结构。如图3中所示，编码器101A将图像数据D1A输入到处理部分11A。处理部分11A指定在I图像、P图像、以及B图像三种图像类型中连续输入的图像数据D1A的每帧图像的那种类型应该被处理，然后按照该帧的图像类型以编码次序重新排列帧图像，划分帧图像成为宏块，这些宏块用16象素×16行的亮度信号和相应于该亮度信号的色差信号分别构成，并且将宏块作为宏块数据D2A提供到运算电路12A和运动矢量检测部分23A。
运动矢量检测部分23A按照该宏块数据D2A和存储在帧存储器21A中的参考图像数据D14A来计算每一个宏块数据D2A的宏块的运动矢量，并且将所计算的运动矢量作为运动矢量数据D18A传输到运动补偿部分22A。
运算电路12A按照宏块数据D2A的每个宏块的图像类型把帧内方式(intramode)、前向估算方式，后向估算方式，以及双向估算方式的运动补偿施加于从处理部分11A提供的宏块数据D2A。在这种情况下，帧内方式是利用直接作为传输数据要被编码的帧图像的方法，而前向估算方式是利用在要编码的帧图像和作为传输数据的过去参考图像之间的估算冗余的方法。后向估算方式是利用在要编码的帧图像和作为传输数据的一种未来的参考图像之间的估算冗余的方法，而双向估算方式是利用在要编码的帧图像和一幅过去参考图像与作为传输数据的一种未来的参考图像的平均值之间的估算冗余的方法。
首先，描述宏块数据D2A为I图像的情况。在这种情况下，宏块数据D24以帧内方式被处理。即，运算电路12A向一个离散余弦变换(DCT)部分13A直接传输宏块数据D2A的宏块，以作为运算数据D3A。DCT部分13A把DCT处理施加于运算数据D3A以把数据D3A变换成为DCT系数，并且将DCT系数作为DCT系数数据D4A传输到量化部分14A。量化部分14A把量化处理运用于DCT系数数据D4A，并且将它作为量化DCT系数数据D5A传送到VLC部分15A和反向量化部分18A。在这种情况下，量化部分14A按照从控制部分142A提供的量化控制值D21A来调整量化处理中的量化步骤规模，以便控制要产生的代码数量。
向反向量化部分18A所传输的量化DCT系数数据D5A经历反向量化处理，以作为DCT系数数据D11A传送到反向DCT部分19A。然后，DCT系数数据D11A在反向DCT部分19A中经历反向DCT处理，以作为运算数据D12A传送到运算电路20A，并且作为参考图像数据D13A被存储在帧存储器21A中。
然后，将描述宏块数据D2A为P图像的情况。在这种情况下，运算电路12A基于帧内方式或者向前的估算方式将运动补偿处理运用于宏块数据D2A。
在帧内方式用作为估算方式情况之下，运算电路12A象上述I图像的情况那样将宏块数据D2A的宏块作为运算信号D3A直接传输到DCT部分13A。
在前向估算方式用作为估算方式的情况之下，然而，运算电路12A通过利用从运动补偿部分22A提供的前向估算图像数据D17A将相减处理运用于宏块数据D2A。
按照运动矢量数据D18A，通过运动补偿存储在帧存储器21A中的参考图像数据D13A，来计算前向估算的图像数据D17A。即，通过按照运动矢量数据D18A来变换帧存储器21A的读取地址，运动补偿部分22以前向估算方式读出参考图像数据D13A，并且将数据D13A作为前向估算图像数据D17A提供到运算电路12A与20A。运算电路12A从宏块数据D2A减去前向估算图像数据D17A，以获得作为估算冗余的区别数据，并且将区别数据作为运算数据D3A传输到DCT部分13A。
此外，前向估算图像数据D17A从运动补偿部分22A提供到运算电路20A。通过将前向估算图像数据D17A增加运算数据D12A，运算电路20A局部地再生参考图像数据D13A(P图像)，并且在帧存储器21A中存储数据D13A。
然后，将描述B图像的宏块数据D2A从处理部分11A提供到运算电路12A的情况。在这种情况下，运算电路12A把帧内方式的运动补偿处理，前向的估算方式，后向估算方式，以及双向估算方式中的任何一个运用于宏块数据D2A。
在帧内方式或者前向的方式用作为估算方式的情况之下，宏块数据S2经受与上述P图像情况相同的处理。然而，因为B图像不用作为其它估算参考图像，参考图像数据D13A不存储在帧存储器21A中。
另一方面，在后向估算方式用作为估算方式情况之下，运算电路12A通过利用从运动补偿部分22A提供的后向估算图像数据D16A将相减处理运用于宏块数据D2A。
按照运动矢量数据D18A，通过运动补偿存储在帧存储器21A中的参考图像数据D13A，来计算后向估算图像数据D16A。即，通过按照运动矢量数据D18A变换帧存储器21A的读取地址，运动补偿部分22A以后向估算方式读出参考图像数据D13A，并且将数据D13A作为后向估算图像数据D16A提供到运算电路12A和20A。运算电路12A从宏块数据D2A减去后向估算图像数据D16A，以获得作为估算冗余的区别数据，并且将区别数据作为运算数据D3A传送到DCT部分13A。
此外，后向估算图像数据D16A从运动补偿部分22A提供到运算电路20A，并且运算电路20A通过将后向估算图像数据D16A增加至运算数据D12A来局部地再生参考图像数据D13A(B图像)。然而，参考图像数据D13A不存储在帧图像存储器21A中，因为B图像不用作为估算参考图像。
在双向方式用作为运算方式情况之下，运算电路12A从宏块数据D2A中减去从运动补偿部分22A提供的前向估算图像数据D17A和后向的估算图像数据D16A的平均值，以便获得作为估算冗余的区别数据，并且将区别数据作为运算数据D3A传送到DCT部分13A。
此外，前向估算图像数据D17A和后向估算图像数据D16A从运动补偿部分22A提供到运算电路20A，同时运算电路20A通过将前向估算图像数据D17A和后向估算图像数据D16A的平均值增加至运算数据D12A来产生参考图像数据D13A(B图像)。然而，参考图像数据D13A不存储在帧图像存储器21A中，因为B图像不用作为另一个估算参考图像。
这样，输入编码器101A的图像数据D1A经历运动补偿处理，DCT处理，以及量化处理，以作为量化DCT系数数据D5A提供到VLC部分15A。
VLC部分15A基于预定变换表将可变长度编码处理运用到量化的DCT系数数据D5A，并且将最终的数据作为可变长度编码数据D6A传送到缓冲器部分141A。
控制部分142A总是监视缓冲器部分141A中的可变长度编码数据D6A的累积状态，并且获得作为占领信息D23A的上述累积状态。此外，按照占领缓冲器141A的数据量，通过按照占领量信息D23A而产生量化控制值D21A，将该值D21A传送到量化部分14A，并且在量化处理中调整量化步骤规模，控制部分142A产生这样的数据量，以致于缓冲器部分141A不上溢或者下溢。
按照从控制部分142A所提供的数据传输控制信号D22A，缓冲器部分141A将所累积的可变长度编码数据D6A作为构成每个图像的PES的输出数据流D8A以一种恒定的速率向复用器121(图2)传输。在这种情况下，编码器101A的缓冲器部分141A能保持从缓冲器部分141A输出的输出数据流D8A的速率恒定，即使在量化部分14A中所产生的数据量极端地被减少，进而在缓冲器141A上累积的可变长度编码数据D6A的数量减少，因为当编码的数据量极端小时按照在缓冲器部分141A中累积的编码数据量，在缓冲器部分141A的输出级提供的无效数据增加部分(未表示出)处，空白数据增加到数据流D8A的任意位置。
即，如图4A中显示的，构成从编码器101A输出的数据流D8A的PES数据包是由标题部分和数据部分组成的，并且数据包开始代码前缀，PES标题选择和其它各种数据包控制数据存储在标题部分中，而编码的数据存储在数据部分中。
在这种情况下，其中被输入到编码器101A的图像数据D1A的模式是平坦的而且基于该图像数据D1A的图像信息极其小，当将编码的数据形成每个图像的PES数据包并且从缓冲器141A输出该PES数据包时，如图4B中显示的，编码器101A形成空白数据的无效数据部分，称作为在标题部分和PES数据包的数据部分(在标题部分之后)中的无效数据部分之间的填充字节数据。在这种情况下，数据量作为在字节中的空白数据被分配，以保持编码器101A输出的数据流D8A的传输速率在预置速率上。
在这种连接中，通过增加到有效数据的开头的图像数据的标题部分，可检测到已分配有空白数据的无效数据部分和已分配有编码的图像数据(有效数据)的有效数据部分之间的界线。
这样，包括PES数据包串的数据流D8A从编码器101A输出至复用器121，保持传输速率恒定。
尽管上述论述涉及第一编码器101A，其它编码器101B和124也有相同的结构。为了复用从各个编码器101A和101B提供的数据流D8A和D8B，复用器121以到达次序在相应缓冲器103A和103B中存储和临时累积包括在数据流D8A和D8B中的多个PES数据包，并且在缓冲器103A和103B中累积的数据，按照先进先出方法被读出，以传送到无效数据提取部分122。
在这种情况下，缓冲器103A和103B分别将所累积的PES数据包的数据量作为数据累积信号S2A和S2B提供到复用控制部分123，进而，按照各个数据累积信号S2A和S2B，复用控制部分123检测占领缓冲器103A和103B的数据量。
在缓冲器103A和103B超过他们的最大数据累积容量之前，按照上述检测结果，通过将缓冲器输出控制信号S3A和S3B传输到缓冲器103A和103B，复用控制部分1 23能从缓冲器103A和103B按照先进先出方法读出PES数据包，这样，就可能阻止缓冲器103A和103B因为额外数据累积而发生故障。
然后，无效数据提取部分122从输出数据流D8A和D8B的各个PES数据包连续地提取空白数据，输出数据流D8A和D8B从缓冲器103A和103B连续地读出，并且此后，分别将空白数据作为有效数据流D8A′和D8B′传输到复用部分127，并且计数所提取的空白数据的数量，并且将所计算的结果作为无效数据量信息信号S10传送到复用控制部分123。
具体地，如在图5A和5B中显示的，在这种情况之下，其中无效数据部分NDA2和NDA4例如在各个PES数据包PA2和PA4中形成，PA2和PA4从编码器101A输出并在形成输出数据流D8A的PES数据包串PA1、PA2、PA3、PA4、…之中，并且无效数据部分NDB1、NDB2和NDB3例如在各个PES数据包PB1、PB2和PB3中形成，PB1、PB2和PB3从编码器101B输出并在形成输出数据流D8B的PES数据包串PB1、PB2、PB3、PB4,…之中，这样无效数据提取部分122连续地检测各个数据流D8A和D8B上的进入PES数据包串的标题部分HA1、HA2、HA3和HA4以及HB1、HB2、HB3和HB4，来判断在每一个标题部分之后所检测的数据是否是空白数据。在这种情况下，由于空白数据是不用作为有效数据(例如“00”或者“FF”)的数据，无效数据提取部分122能容易地区别空白数据(NDA2、和NDA4、以及NDB1、NDB2和NDB3)。
此外，因为显示有效数据的开端的图像数据的标题部分被分配到有效数据的开头，所以无效数据提取部分122能通过检测图像数据的标题部分来识别有效数据的开始。
这样，如在图5C、5D、和5E中显示的，无效数据提取部分122不允许在由PES数据包串组成的各个数据流D8A和D8B中的空白数据NDA2、NDA4、NDB1、NDB2、或者NDB3直通，反之它只输出有效数据和标题部分，而不输出空白数据。
结果，从无效数据提取部分122输出的有效数据流D8A和D8B利用下列数据包构成，即PES数据包PA2′和PA4′，以及PB1′、PB2′和PB3′，它们中的每个的数据长度变短了，因为空白数据NDA2和NDA4，以及NDB1、NDB2和NDB3被提取了，如在图5G和5H中显示的。
此外，如在图5E中表示的，通过计数空白数据NDA2和NDA4，以及NDB1、NDB2和NDB3，对于从数据流D8A和D8B提取空白数据的一个预定时间，无效数据提取部分122将所计算的空白数据的数量作为无效数据量信息信号S10传送到复用控制部分123，如在图5F中显示的。通过依次计数由从无效数据提取部分122提供的无效数据量信息信号S10所示的空白数据的数量，复用控制部分123依次检测从编码器101A和101B输出的输出数据流D8A和D8B所提取的空白数据的总量。
这样，从无效的数据提取部分122输出的有效数据流D8A′和P8B′其数据总量减少了，因为空白数据NDA2和NDA4，以及NDB1、NDB2和NDB3被提取了，并且在上述状态，数据流D8A′和D8B′被输出到复用部分127，并且由复用控制部分123利用无效数据数量信息信号S10所识别。
复用控制部分123按照依据在缓冲器103A和103B中的数据占有量而获得的复用计划表，将复用控制信号S16传送到复用部分127。复用部分127按照分别具有PES结构的有效数据流D8A′和D8B′产生具有固定数据长度的传输流(TS)数据包，复用TS数据包以产生复用流(传输流)D15，并且将复用流输出到包括传输天线的传输系统(未表示出)。
在这种连接中，必要的是校正有效数据流D8A′和D8B′的时间信息，因为空白数据在无效数据提取部分122处被提取。因此，复用控制部分123通过将复用控制信号S16传送到复用部分127来增加新的时间信息。
除上述结构之外，当被要求时，在发射器120中，服务数据D1X诸如个人计算机通信数据和信息服务数据从未表示出的数据输出部分被提供到编码器124。按照上述的MPEG2压缩编码方法，对于每个预定数据单位，编码器124顺序地连续将所产生的编码数据形成PES数据包，以形成并提供数据流D8X到复用器121中的相应缓冲器125。在这种连接中，服务数据D1X是能累积并且不必要实时传输的数据，但是它在接收侧在累积之后按照必要性它能被利用。
包括在数据流D8X中的多个PES数据包以到达次序连续地存储和累积在缓冲器125中。在这种情况下，缓冲器125将所累积的PES数据包的数据量作为数据累积信号S12提供到复用控制部分123，进而，复用控制部分123能基于数据累积信号S12来识别缓冲器125中所累积的数据量。
在这种情况下，复用控制部分123，当从外部系统控制器126提供服务数据复用请求信号S15时，判断在缓冲器125中所累积的服务数据D1X的量是否被确保达到能被传输的最小数据量。当该数据量被确保时，部分123将用于指定数据量相等于或者小于由无效数据提取部分122提取的空白数据的总量的缓冲器输出控制信号S13传送到累积了服务数据D1X的缓冲器125。
基于缓冲器输出控制信号S13，缓冲器125按照先进先出方法通过要用作为空白数据的数据量来读出所累积的PES数据包，并且将PES数据包作为服务数据流D8X′传输到复用部分127。
在这种情况下，复用控制部分123产生新的复用计划表，以最新地复用从无效的数据提取部分122提供的、除有效数据流D8A和D8B之外的服务数据流D8X′，按照进度表从缓冲器103A与103B读出数据流D8A和D8B，以控制复用部分127的复用。
这样，按照由无效的数据提取部分122提供的有效数据流D8A′和D8B′以及由缓冲器125提供的服务数据流D8X′，复用部分127产生具有固定长度的TS数据包，复用这些TS数据包，以产生包括服务数据(D1X)的复用流(传输流)D16，并且将流D16输出到包括传输天线的传输系统(未表示出)。
这样，从复用部分127输出的复用流D15或者D16以一种预定的方法由传输系统的调制器(未表示出)调制，并且最终的传输信号通过天线朝着广播卫星(未表示出)传输。按这种方法，在发射器120中，服务数据D1X代之以所提取的空白数据而被复用，并且除多个频道的电视广播节目之外同时通过广播卫星被广播。
在这种连接中，当没有要传输的服务数据D1X时，复用控制部分123在复用部分127处将对应于无效数据量的无效数据流复用到有效数据流上。
在上述结构的情况下，通过把空白数据(填充字节数据)插入形成流D8A或D8B的PES数据包的标题部分和有效数据部分(标题部分之后)之间，作为由编码器101A和101B压缩编码的结果的数据流D8A和D8B分别保持一定的速率。在这种情况下，空白数据被插入，以便按照在编码器101A和101B处所产生的编码数据量在任选的PES数据包中喷撒。
空白数据由复用器121的无效数据提取部分122提取，并且通过关闭提取部分形成有效数据流D8A′和D8B′。因此，由于提取空白数据，有效数据流D8A和D8B的数据量减少了。所减少的数据的量依次由复用控制部分123检测，并且由计数器累计累积，只要空白数据被提取。因此，只要它由数据提取部分122提取，在输出数据流D8A和D8B中喷撒的空白数据被作为一系列死数据累积。
其中所减少的数据的量(死数据的量)到达一定值或更大的情况表示这样的情况，其中能在任何定时处累积和传输的服务数据D1X，对于每个预定的数据单位能复用并且传输到复用流16。
复用控制部分123，接收来自系统控制器126的服务数据复用请求信号S15，决定由于无效数据提取部分122提取的空白数据所减少的数据的量是否达到用于由预定量复用服务数据D1X的值。
由于否定结果表示这样的情况，其中由无效数据提取部分122提取的伪数据的量没有达到能够分配服务数据D1X的值，复用控制部分123等待所提取的空白数据的量达到预定的值。
另一方面，当由无效数据提取部分122提取的空白数据的量达到预定值时，复用控制部分123向缓冲器125传输缓冲器输出控制信号S13，进而，从缓冲器125读出服务数据流，其值等于在预定数据单位中提取的空白数据的量，并且提供该数据流到复用部分127。
这样，在复用部分127中，服务数据由无效数据提取部分122提取的数据的量进行复用，同时整个复用流D16被传输并保持一定的速率。
按照上述结构，在从编码器101A和101B分别输出的数据流D8A和D8B中，当提取被插入到每个任选PES数据包中的空白数据(填充字节数据)，无效数据提取部分122计数所提取的空白数据的量。进而，就有可能复用和传输重要的服务数据来代替不必要的空白数据，这样，复用效率能提高，因为复用数据D16不包括空白数据。
(2)第二实施例图6显示了用于第二实施例中的数字广播系统的发射器130，在该图中，相同的标号运用于与图2相应的部分。在图6中，除图2中所描述的复用控制部分123的结构与功能之外，复用控制部分132被构成得能够控制由编码器101A和101B产生的代码的数量。
在第二实施例中，当将复用请求信号S15从外部系统控制器126提供到复用控制部分132时，服务数据D1X由所提取的空白数据的量进行复用，这类似于上述的第一实施例。另一方面，在复用请求信号S15不从系统控制器126提供到复用控制部分132的情况之下或者在服务数据流D8X的传输速率相等于或者多于所产生的空白数据量的情况之下，尽管存在复用请求，复用控制部分132基于从无效数据提取部分122获得的无效数据量信息信号S10将编码控制信号S20A和S20B的数量返回到编码器101A与101B。
图7显示第二实施例的编码器101A，在该图中相同的标号运用于与图3相应的部分。在图7中，除如图3中描述的控制部分142A的结构和功能之外，控制部分242A被构成以输入从复用器131所提供的许多代码控制信号S20A，并且改变量化部分14A的量化步骤的规模，以控制要产生的代码的数量。
此外，编码器101B也从复用控制部分132接收代码控制信号S20B的数量，进而，改变量化步骤规模以控制要产生的代码的数量。
因此，在服务数据D1X不由复用器131(图6)复用的情况之下，复用控制部分132传输多个代码控制信号S20A和S20B到编码器101A和101B，进而，控制代码的数量，这样由编码器101A和101B产生的代码的总数等于通过将等于伪数据的值增加到已经产生了的代码的数据而获得的代码的数量。
然而，在由无效数据提取部分122提取的空白数据量大于服务数据的量以由复用器131(图6)复用该服务数据D1X的情况之下，复用控制部分132传输代码控制信号S20A和S20B的数量到编码器101A和101B，进而，控制代码的数量，这样由编码器101A和101B产生的代码总数相等于通过将空白数据量和服务数据量之间的区别增加到已经产生了的代码的数量而获得的代码的数量。
因此，在量化部分14A(图7)中，更多代码被产生，并且在缓冲器141A上所累积的数据量也增加。结果，缓冲器141A能通过重要数据(包括标题部分和有效数据的PES数据包串)而不增加空白数据(填充字节数据)来输出具有预定速率的数据流D8A。此外，第二编码器101B也能通过重要数据来输出具有预定速率的数据流D8B，类似于编码器101A的情况。
这样，上述结构使得可能进一步提高重要数据的传输速率，因为可以保持一定的速率，而无须增加空白数据到从编码器101A与101B输出的数据流D8A和D8B。
(3)其它实施例注意，在上述的实施例中，无效数据提取部分122从输出数据流D8A和D8B的PES数据包连续地提取无效数据，它们从缓冲器103A和103B以字节(即每个填充字节数据)连续地被读出。然而，本发明不限制于此，当所有由PES数据包的标题指定的地区是空白数据时，包括标题的所有空白数据能用作为无效的数据。
例如，如在图8A和8B中被显示的，在这种情况之下，其中，无效数据部分NDA2和NDA4，例如在形成从编码器101A输出的数据流D8A的PES数据包串PA1、PA2、PA3、PA4、…的PES数据包PA2和PA4中形成，而无效数据部分NDB1,NDB2和NDB3例如在形成从编码器101B输出的输出数据流D8B的PES数据包串PB1、PB2、PB3、PB4、…的PES数据包PB1,PB2和PB3中形成，无效数据提取部分122(图2或6)将与图5中描述的情况相同的伪数据检测和抽取运用到无效数据部分NDA2,NDA4,NDB1和NDB2，进而，只提取这些空白数据(无效数据部分)。
另一方面，在PES数据包PB3中，其中空白数据(无效数据部分DB3)被分配到所有由PES标题指定的区域，无效数据提取部分122不仅提取构成空白数据的无效数据部分NDB3，而且提取PES数据包的标题部分HB3作为无效的数据部分。在这种情况下，在标题部分HB3中，分配到由标题部分HB3指定的区域(PES数据包PB3的无效的数据部分NDB3)的数据类型(通常表明图像数据等等的类型)由编码器101B重写以指示空白数据(填充字节数据)，因此，通过标题部分HB3的读取，无效数据提取部分122检测空白数据是否被分配到所有由PES数据包PB3的标题HB3指定的地区。
这样，在空白数据分配到所有由标题部分HB3指定的区域的情况之下，就可能处理标题部分HB3，作为无效的数据。在这种情况下，如图8F中显示的，无效数据提取部分122提取标题部分HB3作为无效数据，进而，将包括标题部分HB3的减少的数据量作为无效数据量信息S10传输到复用控制部分123(或者132)。这样，复用控制部分123(或者132)识别包括标题部分HB3的数据的量，作为无效数据的量。进而，有可能进一步提高复用效率，诸如提高复用服务数据D1X的速率的情况，以及增加由编码部分101A和101B产生的代码的数量的情况。
在这种连接中，图8G以及8H显示了在无效的数据被提取之后的有效数据流D8A′和D8B′。
此外，在上述实施例中，编码器101A和101B和缓冲器103A和103B相应地提供两个频道，以复用数据流D8A和D8B。然而，本发明不被限制于此，而是可使用三个或者更多频道。在这种情况下，等于频道数量的编码器和缓冲器可被提供，以复用等于频道的数量的数据流，类似于上述的方法。
另外，在上述实施例中，从编码器101A与101B输出的数据流D8A和D8B作为包括PES数据包串的数据流被分别处理。然而，本发明不被限制于此，但是也可能把本发明运用于在另一个数据单位中输出数据流的情况。
进而，在上述的实施例中，本发明被用于按照PEG2方法的数字广播系统的发射器120和130。然而，本发明不被限制于此，但是它能运用于采取其它压缩编码方法的其它各种各样的发射器。
进而，在上述的实施例中，一个频道的服务数据D1X被复用代替了无效的数据。然而，本发明不被限制于此，而是能复用两个或更多频道的服务数据。在这种情况下，包括编码器124X和缓冲器125的多个频道被提供。
进而，在上述的实施例中，编码器101A和101B的量化步骤规模由从复用控制部分123(或者132)所输出的代码控制信号S20A和S20B的数量控制。然而，本发明不限制于此，反而将要从编码器101A和101B的缓冲器部分141A(141B)的输出级输出的数据速率能被改变。
按照上面描述的本发明，通过检测和提取分配到输入的数据流的无效数据并且复用和输出无效数据被提取的数据流，能提高有效数据的复用效率。
虽然已经结合本发明的优选实施例进行了描述，但是显而易见，专业技术人员可做出各种各样的变化和修正，因此，在附加的权利要求中覆盖了溶入本发明的真实精神和范围之内的所有的变化和修改。
权利要求
1．一种用于复用和输出多个频道的数据流的数据复用器，包括无效数据提取装置，用以检测和提取分配到所述数据流的无效数据；和复用装置，用以复用和输出已经提取所述无效数据的数据流。
2．按照权利要求1的数据复用器，其中所述的数据流是由多个数据包组成的，其中，所述的数据包具有数据部分和包括关于所述数据部分的无效数据信息的标题部分；和所述无效数据提取装置基于所述标题部分的信息提取所述无效数据。
3．按照权利要求2的数据复用器，其中在所有在所述数据包的所述数据部分中的数据是无效数据的情况下，所述无效数据提取装置提取所述数据部分的所述数据部分和所述标题部分。
4．按照权利要求1的数据复用器，其中所述数据流具有时间信息；和当所述无效数据提取装置检测和提取分配到所述数据流的无效数据时，所述时间信息将被更新。
5．按照权利要求1的数据复用器，包括无效数据量检测装置，用以检测所述提取的无效数据的量；和所述复用装置，用以按照由所述无效数据量检测装置检测的无效数据量将预定的数据流复用到已经提取了所述无效数据的数据流上。
6．按照权利要求5的数据复用器，包括输入装置，用以从外部输入外部数据；和编码装置，用以编码外部数据，其中，所述预定数据流是通过由所述编码装置对所述外部数据编码所产生的数据。
7．按照权利要求1的数据复用器，包括无效数据量检测装置，用以检测所提取的无效数据的量；和输出装置，用以输出控制信号到用作为输出所述数据流的信号源的数据编码器，该控制信号用以按照由所述无效数据量检测装置检测的无效数据量来控制包括在所述数据流中的所产生有效数据量，其中，当包括在待输入的所述数据流中的无效数据量增加时，将要在所述数据编码器中产生的有效数据量增加。
8．一种复用和输出多个频道的数据流的数据复用方法，包括无效数据提取步骤，用以检测和提取分配到所述数据流的无效数据；和复用步骤，用以复用和输出已经提取了所述无效数据的数据流。
9．按照权利要求8的数据复用方法，所述的数据流是由多个数据包组成的，其中，所述的数据包具有数据部分和包括关于所述数据部分具有的无效数据的信息的标题部分；和所述无效数据提取步骤基于所述标题部分的信息提取所述无效数据。
10．按照权利要求9的数据复用方法，在所述分组数据的所述数据部分中的所有数据是无效数据的情况下，所述无效数据提取步骤，提取所述数据部分和所述数据部分的所述标题部分。
11．按照权利要求8的数据复用方法所述的数据流具有时间信息，并且所述的数据复用方法包括在所述无效数据提取步骤中，在提取分配给所述数据流的无效数据情况下，更新所述时间信息的更新步骤。
12．按照权利要求8的数据复用方法，包括无效数据量检测步骤，用以检测所述的提取的无效数据的量；和所述的复用步骤，按照由所述的无效数据量检测步骤检测的无效数据的量，用以将预定的数据流复用到已经提取了无效数据的数据流上。
13．按照权利要求12的数据复用方法，包括输入步骤，用以从外部输入外部数据；和编码步骤，用以编码所述的外部数据，其中，所述的预定数据流是通过由所述的编码步骤对所述的外部数据编码所产生的数据。
14．按照权利要求8的数据复用方法，包括无效数据量检测步骤，用以检测所提取的无效数据的量；和输出步骤，用以输出控制信号到用作为输出所述数据流的信号源的数据编码器，该控制信号用于按照由所述的无效数据量检测步骤检测的无效数据量来控制包括在所述数据流中的所产生的有效数据的量，其中，当包括在要输入的所述数据流中的无效数据量增加时，将要在所述数据编码器中产生的有效数据的量增加。
全文摘要
在复用和输出多个频道的数据流的数据复用器中,复用效率能通过有效地利用传输系统的数据传输速率而提高。分配到输入数据流的无效数据被检测并被提取,此外,已经提取了无效数据的数据流被复用并且被输出,这样有效数据的复用效率能被提高。
文档编号H04N7/58GK1236265SQ9812717
公开日1999年11月24日 申请日期1998年12月10日 优先权日1997年12月10日
发明者松永修 申请人:索尼公司