CN1251507C - 无线图像传输设备与图像传输法 - Google Patents

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Abstract

无线图像传输设备包括编码组合图像数据的编码器(180)，还包括按量化值量化输入数据的量化装置(130)和控制编码量的编码量控制装置，包括：第一与第二信息部分计数装置(100)与(102)、第一与第二信息部分传输时间计算装置(105)与(110)、第二信息部分可传输位计算装置(112)、不传输位计算装置(113)和量化值计算装置(115)，因而即使采用多种不同传输率的调制法传输视频码流，通过以恒定的时间量传输，也能有效地利用带宽。

Description

无线图像传输设备与图像传输法
技术领域
本发明涉及编码图像数据的无线传输设备，尤其涉及通过应用不同传输率调制法的无线信道以诸如OFDM等时分法传输编码图像数据的无线图像传输设备。
背景技术
近年来，无线传输技术有了迅速发展，尤其是数据传输速度获得显著提高。
直到几年前，个人手机系统(PHS)的最高传输率为64Kbps，现在2.4GHz波段IEEE802.11b技术规范使传输速度达到了11Mbps，而5GHz波段802.11a与MMAC(多媒体移动寻址通信系统)、HiSWANa(高速无线入网型a)和BRAN(宽带无线电入网)Hiper-LAN/2已实现了20～30Mbps和更高的传输速度。传输速度达到了这种程度，就使应用MPEG(运动图像专家组)1/MPEG2/MPEG4或其它视频编码法编码的多个视频数据流就有可能实现无线实时传输。以上的IEEE802.11a、HiSWANa和HiperLAN/2都使用一种称为OFDM(正交频分复用)的调制法。根据用户请求，该调制法能时分复用应用传输质量高但传输速度低的调制法的信道和应用传输质量差但传输速度高的调制法的信道。
传输质量是一个用来评估数据传输与再现性能的参数，通常应用BER(位错率)或其它值。
在无线传输用某种视频编码法(以MPEG1、2、4为代表)编码的图像时，一种抑制像质量降低的技术是日本专利待公开号11-330984描述的“纠错编码设备与解码设备”。上述出版物中，在通过应用OFDM等调制法的无线传输信道传输编码的图像流时，把该流分成重要信息A和不重要信息B。重要信息部分用调制法α传输，传输质量高而速度低；不重要信息用调制法β传输，传输质量低但速度高。这样能保持高的图像传输率，并防止明显干扰像质。
但上述背景技术有下列问题。一般在编码视频数据时，由可变比特率(VBR)和固定比特率(CBR)两种，前者的输出码流的比特率(传输速度)时序随视频数据内容而变，后者则被控制成使比特率不变。这些比特率按应用场合来选用。对网上的实时传输，适宜用传输速度恒定的CBR。
在诸如OFDM的调制法中，为应用两种不同传输速度的调制法来传输，即使在应用恒定传输速度的CBR方法时，若以上重要与不重要信息A与B单位时间的位数比例是变化的，则可随时改变传输速度。
图13A和13B示出了传输速度的细节。如图13A所示，重要与不重要信息A与B的比例即使变化，单位时间CBR码流的总位数也基本上恒定，不过这排除了在比特率控制算法中所出现的误差。在应用单一调制法传输这种信息时，即使A与B的比例变化，如(1)与(2)中，若能保证固定的时间量，则有可能在毫无问题的条件下传输。但如图13B所示，通过无线信道传输时，若重要信息A的码流用调制法α调制，而不重要信息B用调制法B调制，如果重要信息A和不重要B的单位时间的比例像(1)与(2)那样变化，则由于α和β单位时间的传输量之差，传输时间就会变化0，即，单位时间所传输的总位数(传输速度)变了。
如上所述，若传输时间频繁变化，就增加了码流所需的时间。这样会出现不能保证增加的时间量的情况，使码流传输出现延迟与丢失，并且使再现的视频发生严重的劣化。还会发生另一通信应用的传输时间不够的情况。还可能逐一响应来自视频编码装置的请求以动态地保证传输时间；但这会使系统复杂化，增加无线收发设备的负荷。
本发明的目的在于，即使在使用多种不同传输率的调制法传输视频码流时，也能通过固定时间量传输来有效地利用带宽。
发明内容
本发明的一个方面提供一图像编码设备，它以编码码流输出组合图像信息，该信息包含第一调制法调制的第一信息部分和用不同于第一调制法的第二调制法调制的第二信息部分，并且它还包括对上述组合图像数据进行编码的编码器，以及还包括基于量化值对输入数据量化的量化装置和对该编码器作编码量控制的编码量控制装置，其中包括：计算上述第一信息部分位数的第一信息计数装置；计算上述第二信息部分位数的第二信息计数装置；根据上述第一信息计数装置计算的第一信息部分的位数，计算传输上述使用第一调制法所编码的第一信息部分所需时间的第一信息传输时间计算装置；根据传输上述编码的第一信息部分所需的时间和能用于传输的总传输时间，计算能用于传输上述编码的第二信息部分所需的时间的第二信息传输时间计算装置；计算可传输的第二信息位数的装置，它根据可用于传输上述编码的第二信息部分的时间和上述第二调制法，计算能传输上述第二信息部分的位数；计算不能传输的位数的装置，它根据上述第二信息部分可传输的位数和上述第二信息计数装置所计算的第二信息部分的位数，计算超过上述第二信息部分可传输位数的不能传输位数；量化值计算装置，它根据上述不能传输的位数，计算出并向上述量化装置输出用于下次图像编码处理的量化值。
本发明的另一个方面提供一种无线图像传输设备，它包括：通信控制装置，用于规定第一信息部分调制法的第一调制法、调制不同于第一信息部分的第二信息部分的第二调制法和能用于传输的总传输时间；调制装置，用于按各自的调制法调制图像数据；无线收发装置，可输出调制装置调制的信号并接收所传输的无线信号；解调装置，可接收被无线收发装置接收的信号，并根据上述通信控制装置所规定的调制法解调所接收到的信号；和图像编码装置，它根据上述通信控制装置所规定的第一与第二信息部分的调制法和总传输时间，编码输入的图像数据并产生位数，还根据从第一调制法调制的第一信息部分数据和第二调制法调制的第二信息部分数据中不能在总传输时间内传输的编码数据的位数，对下一个总的传输周期的编码控制作编码量控制，其中，所述图像编码装置具有对所述组合图像数据进行编码的编码器，并且包括根据量化值量化输入数据的量化装置，和控制编码器的编码量的编码量控制装置；并且包含：第一信息部分计数装置，用于计数所述第一信息部分的位数；第二信息部分计数装置，用于计数所述第二信息部分的位数；第一信息部分传输时间计算装置，根据所述第一信息部分计数装置计数的所述第一信息部分的位数，计算发送使用所述第一调制法的所述经编码的第一信息部分所需的时间；第二信息部分传输时间计算装置，根据传输所述编码的第一信息部分所需的时间和分配用于传输的总传输时间，计算用于传输所述编码的第二信息部分的时间；第二信息部分可传输位计算装置，根据用于传输所述编码的第二信息部分的时间和所述第二调制法，计算可以传输的所述第二信息部分的位数；不传输的位的计算装置，根据所述第二信息部分的可传输的位数和第二信息部分计数装置计数的所述第二信息部分的位数，计算超过所述第二信息部分可传输位数的不传输的位数；和量化值计算装置，当所述第一信息部分所需的时间和第二信息部分所需的时间之和为恒定时，它根据所述不传输的位数，计算用于下次图像编码的量化值并输出至所述量化装置。
本发明的又一个方面提供了无线图像传输系统，它包括：
无线基站，它包括的无线图像传输设备具有通信控制装置，可规定调制第一信息部分的第一调制法、调制不同于第一信息部分的第二信息部分的第二调制法和用于传输的总传输时间；调制装置，可按上述调制法调制图像数据；无线收发装置，可输出调制装置调制的信号并接收传输的无线信号；解调装置，可接收无线收发装置所接收到的信号并根据上述接收到的所使用通信控制装置规定的调制法解调信号；和图像编码装置，可按上述第一与第二信息调制法和通信控制装置规定的总传输时间，编码输入的图像数据并产生码流，还在从第一调制法调制上述图像数据得出的第一信息数据和从第二调制法的调制得出的第二信息数据的编码数据中间，根据不能在总传输时间内传输的编码数据的位数，对一下总传输周期内的编码控制作编码量控制，其中，所述图像编码装置包含：编码器，它对所述组合图像数据进行编码，并且包括根据量化值执行输入数据的量化的量化装置；和控制所述编码器的编码量的编码量控制装置，并具有：第一信息部分计数装置，用于计数所述第一信息部分的位数；第二信息部分计数装置，用于计数所述第二信息部分的位数；第一信息部分传输时间计算装置，根据所述第一信息部分计数装置计算的所述第一信息部分的位数，计算传输采用所述第一调制法的经编码的第一信息部分所需的时间；第二信息部分传输时间计算装置，根据传输所述编码的第一信息部分所需的时间和分配用于传输的总传输时间，计算用于传输所述编码的第二信息部分的时间；第二信息部分可传输位计算装置，根据用于传输所述编码的第二信息部分的时间和所述第二调制法，计算所述第二信息部分能被传输的位数；不传输的数据位的计算装置，根据所述第二信息部分可传输位数和第二信息部分计数装置计数的所述第二信息部分的位数，计算超过能传输的所述第二信息部分位数的不传输位数；和量化值计算装置，当所述第一信息部分所需时间和所述第二信息部分所需时间之和为恒定时，根据所述不传输位数，计算用于下次图像编码的量化值并输出至所述量化装置。
多个移动站，它可对无线基站通过无线信道所传输的编码图像数据进行解码。
本发明的还有一个方面提供了一种图像编码法，它可以编码码流输出组合图像信息，该图像信息可包含应用第一调制法调制的第一信息部分和应用不同于第一调制法的第二调制法调制的第二信息部分，而且还包括：
对上述组合图像信息编码的编码步骤，还包含按量化值量化输入数据的量化处理；和
编码量控制步骤，该步骤控制在编码步骤中的编码量，还具有计算第一信息部分位数的子步骤；第一信息部分传输时间计算子步骤，可根据上述计算第一信息部分位的子步骤计算的第一信息部分的位数，计算传输应用第一调制法编码的第一信息部分所需的时间；第二信息部分传输时间计算子步骤，可根据传输编码的第一信息部分所需的时间和能用于传输的总传输时间，计算能用于传输编码的第二信息部分的时间；可传输第二信息部分的位数的计算子步骤，它可根据能用于传输编码的第二信息部分的时间和第二调制法，计算第二信息部分能被传输的位数；计算第二信息部分位数的子步骤；不传输位的计算子步骤，可根据第二信息部分计数装置所计算的第二信息部分可传输的位数和第二信息部分的位数，计算超过第二信息部分可传输位数的不传输位数；和量化值计算子步骤，可根据不传输的位数，计算并向量化装置输出用于下一图像编码处理的量化值。
本发明的还有一个方面提供了另一种图像传输方法，具有：通信控制步骤，它规定了用于调制第一信息部分的第一调制法、用于不同于所述第一信息部分的第二信息部分的第二调制法和能有效用于传输的总传输时间；调制步骤，根据所述各个调制法修正图像数据；无线收发步骤，它输出在调制步骤中调制的信号，并接收所发送的信号；解调步骤，它接收在无线收发步骤中所接收到的信号，并用所述通信控制步骤中规定的调制法解调所述收到的信号；和图像编码步骤，这是一种对输入图像数据进行编码并产生码流的手段，包括根据量化值进行输入数据的量化的量化处理，和控制编码步骤中编码量的编码量控制步骤，并且具有：对所述第一信息部分中的位数进行计数的子步骤；第一信息部分传输时间计算步骤，它根据计数所述第一信息部分的位数的所述子步骤中计数的第一信息部分的所述位数，计算发送采用所述第一调制法的所述编码的第一信息部分所需的时间；第二信息部分传输时间计算步骤，它根据传输所述编码的第一信息部分所需的时间和可用于传输的总的传输时间，计算所述编码的第二信息部分传输的时间；第二信息部分可传输的位计算子步骤，其中，根据传输所述编码的第二信息部分的时间和所述第二调制方法，计算所述第二信息部分能被传输的位数；计数所述第二信息部分的位数的子步骤；不传输位的计算子步骤，它根据所述第二信息部分可传输位数和第二信息部分计数装置计算的所述第二信息部分的位数，计算超过所述第二信息部分可传输的位数的不传输位数；和量化值计算运算子步骤，当所述第一信息部分所需的时间和所述第二信息部分所需的时间之总和为恒定时，它根据所述不传输位数，计算用于下次图像编码的量化值并输出至所述量化装置，所述图像编码步骤根据所述通信控制装置规定的所述第一与第二调制法和所述总传输时间，当所述第一信息部分所需的时间和所述第二信息部分所需的时间之和恒定时，在所述第一调制方法调制的所述第一信息部分数据和所述第二调制方法调制的所述第二信息部分数据的编码数据中，根据所述总传输时间中不能被传输的编码数据，在下一次总传输时间间隔中进行的编码控制时，控制所述编码量。
附图简介
图1示出信息部分A和信息部分B与分配的总时间之比；
图2示出MPEG2层次结构和各层的数据配置；
图3是本发明第一方面的无线图像传输设备结构的框图；
图4示出本发明第一方面的无线图像传输设备和通信遥控一侧的设备；
图5示出本发明第一方面的无线图像传输设备的处理步骤；
图6是使用本发明第一方面的无线图像传输设备所分配的信息传输时间步骤的流程图；
图7说明对应用本发明第一方面的无线图像传输设备的无线传输消息与数据的包建立步骤；
图8是本发明第一方面的无线图像传输设备图像编码装置结构的框图；
图8A示出图像编码装置的整体结构；
图8B示出结构类似于普通编码器的图像编码装置部分；
图9示出图像块的结构；
图10A与10B说明图像编码中的运动矢量；
图11示出信息部分A和B与应用本方面第一实施例中无线图像传输设备的分配总时间之比；
图12是本发明第二实施例的系统的结构图，它使用了第一实施例所描述的无线图像传输设备；
图13A示出CBR码流的结构；以及
图13B示出用两类调制法传输流的传输时间。
实施发明的较佳方式
在说明本发明诸方面前，首先参照图1解释本发明的进行的一项。
在本发明的无线图像传输设备中，在各时间T内(总分配时间)进行图像编码与传输处理。此外，还把编码的图像数据分为信息部分A和B，用调制法α传输信息部分A，用调制法β传输信息部分B。
图1显示了如何在以时间T所限定的各间隔(1)～(3)内分配的“总分配时间”内，传输由无线图像传输设备中的图像编码装置输出的编码数据。
在间隔(1)中，图像编码装置产生对应于信息部分A与B的编码数据A1与B1并暂时累积在缓冲存储器里。对于累积在缓冲存储器里的所有编码的数据，在用调制法α调制时，把编码数据A1的传输时间定为在间隔(2)的“总分配时间”内传输所必需的时间TA1，在间隔(2)内传输所有这种数据。编码数据B1在“总分配时间”的剩余时间TB1a中传输；但当编码数据B1用调制法β调制且TB1＞TB1a时，传输时间TB1就大于剩余时间TB1a。
此时，把传输剩余编码数据B1b的时间TB1b(＝TB1-TB1a)固定在间隔(3)内，即，在间隔(1)内数据B1存入缓冲器中，在间隔(2)内读出不能传输的不传输部分B1b，且在间隔(3)内传输。
另一方面，在间隔(3)中传输由图像编码装置在间隔(2)内所产生的对应于信息部分A与B的编码数据A2和B2。当TB1b+TA2(传输数据A2所需的时间)+TB2(传输数据B2所需的时间)超过“总分配时间”时，必须将超量时间TB2b固定于另一间隔(4)，但要把最大优先传输编码数据A2所需的时间TA2固定于间隔(3)。上述处理大体上要重复，但若图像编码装置编码的量超过能在“总分配时间“里所传输的编码量的状态继续下去，缓冲存储器就会溢出编码数据而将其丢失，从而不可能正常操作。
在本发明人设计的方法中，在对应于图像编码装置在指定间隔里所产生的信息部分B的编码数据中，计算出下一间隔内不能传输的编码数据量并将其累加。若累加值变得大于某一值，则在下一间隔编码时减去对应于信息部分B的编码数据量；若累加值小于一给定值，则在下一间隔编码中控制图像编码的量化参数，增大编码数据量。
根据本发明人的上述研究，下面参照附图说明本发明第一方面的无线图像传输设备。
在下面说明的本发明第一方面的无线图像传输设备中，假定编码图像数据被分成信息部分A和B。若将MPEG2用作编码法时，可以应用下述划分为信息部分A和B的方法。
图2示出MPEG2码流的层次结构。越接近于图顶部的层，则该层数据受影响的原始图像数据的范围越宽。如在信息部分A中，分配了序列层1、GOP(图片组)层3、图片层5和切片层7。在信息部分B中，分配了宏字块层11和字块层15。
对信息部分A，使用了传输速度低但可靠性高(传输质量好)的调制法。对信息部分B，使用了可靠性低但传输速度高的调制法。该方法既维持了较高的传输速度，又能抑制再现图像的扰动。
图3示出本发明图像传输设备的结构。图像传输设备x把编码的图像分成信息部分A与B，各自用不同的调制法作调制传输。该图像传输设备x具有图像编码装置200、通信控制装置210、无线建包装置220、调制装置230和无线收发装置240，另还包括解调装置250、无线数据提取装置260和缓冲器270。
下面说明图3中各块的操作。通信控制装置210确定调制方法、解调方法和分配的频段，像在图4所示本发明第一方面的无线图像传输设备500与远程通信设备510通信时的用法相似。按照无线协议(IEEE802.a、MMAC HISWANa、BRAN HiperLAN等)与远程通信设备510交换消息。此时，图像传输设备500利用通信控制装置210保持调制法、解调法和分配的频段，直到它们改变。该通信控制装置210产生并输出消息和取决于无线协议的类似消息，输入并解码上述消息。
在通信控制装置210传输图像前，通过上述消息交换确定的图像传输参数，包括例如信息部分A和B的调制法及总分配时间。传输的编码图像数据被分成信息部分A与B。这里把传输信息部分A的调制法称为“信息部分A调制法”，把传输信息部分B发调制法称为“信息部分B的调制法”。
“总分配时间”是在时间T为界的间隔内能用于传输信息部分A与B的总时间量，如图5所示。以上三类参数供给图像编码装置200。
通信控制装置210管理通过无线信道传输编码图像数据码流的时序。根据图像编码装置200设置的“信息部分A要求的时间”和“信息部分B要求的时间”(下面再详述)，与远程通信设备510协商，确定信息部分A与B的传输时间，并按传输开始时间发出从缓冲器270读传输码流的指令。
如图3所示，无线建包装置220把通信控制装置210产生的消息或图像编码装置200产生的码流31(图7)转换成包37的形式(图7)，以通过无线信道传输。这主要涉及增补检错码33和头部35(图7)。
调制装置230能在诸如BPSK(二进制相移键控)、QPSK(正交相移键控)与16QAM(正交调幅)等调制法之间对输入数据作时序切换。除了调制法在事先由设置的无线协议确定的情况以外，用通信控制装置210所规定的调制法作调制。在无线协议决定了调制法时，就应用了该调制法。
无线收发装置240向无线信道输出由调制装置230调制的信号，并接受远程通信设备510(图4)发出传给解调装置250的无线信号。
解调装置250用通信控制装置210规定的解调法，解调接收自无线收发装置240的信号。与调制装置230相似，该解调法以时序切换。当解调法由无线协议规定时，就用协议规定的解调法作解调。
无线数据提取装置260从解调的无线包里提取消息等，如图7所示。这主要涉及到解码、检错和头部删除。提取的数据发送至通信控制装置210。
图像编码装置200编码输入的图像数据并生成码流。根据通信控制装置210设置的“总分配时间”、“信号部分A调制法和“和“信号部分B调制法，”对输入图像编码，使其变成能在当前保证的“总分配时间”内所传输的编码数据量，并把“信息部分A要求时间”和“信息部分B要求时间”参数传给通信控制装置210。把编码的码流写到缓冲器270，后者存贮着码流31，并按通信控制装置210的命令输出该码流。
现再详述图像编码装置200。如图8A所示，该图详细示出了图3的图像编码装置200，该图像编码装置200具有信息部分A计数装置100、信息部分B计数装置102、信息部分A时间计算装置105、信息部分B时间计算装置110、信息部分B位数计算装置112、不传输位数计算装置113和量化值计算装置115，另还具有编码器180。
如图8B所示，编码器180具有变长编码装置125、量化装置130、DCT装置135、逆量化装置140、逆PCT装置145、加法器150、存储器155、运动评估装置160、运动补偿装置165和减法器170。该结构相当于一般视频编码器的配置(MPEG1/2/4等)，详见例如Hiroshi Fujiwara编辑的Saishin MPEGKyoukasho.
下面说明8A所示图像编码装置200的操作细节。这里说明的图像编码装置200假定主要在各图像块里作处理。如图9所示，图像块71a是图像帧71中的一个单元，它包括8×8排列的象素73。
如图8B所示，将图像数据190输入到减法器170和运动评估装置160。在减法器170中，从图像数据里减去运动补偿装置165的输出值。然而，若不作运动补偿(在块内)，就用“0“代替运动补偿装置165的输出值，因而减法器170的输出就是输入的图像数据本身。块内是只在同一图像帧的数据中进行编码的图像块，而没有使用帧间预测。
把减法器170的输出输入到DCT装置135，并执行DCT(离散余弦变换)操作，其输出发送至量化装置130。
在量化装置130中，根据量化值计算装置115算出的量化值对输入数据量化。先把量化值置于某个初值，之后在每次循环内(如每个像帧)修正该值。在类似于诸如MPEG的编码器180结构的视频编码法中，主要由量化装置130调节所产生的编码数据量，量化的数据和量化值送变长编码装置125和逆量化装置140。
逆量化装置140将量化的数据乘以量化值，作逆量化。把图像数据设置成有限位数(如8位)，只要量化值不是1，则该量化的数据的值就与以前量化的值不同。把量化的数据送逆DCT装置145，后者对被逆量化的数据作逆DCT操作。
逆DCT处理后，数据送加法器150。若输入数据已被减法器170(非块内)减去运动补偿装置165的输出值，加法器150就加上运动补偿装置165的输出值，产生对应于输入图像数据的数据(其值不同于量化和逆量化处理得到的差值)，并把它写到存储器155。减法器170已减去对应于块内的数据，故要加“0”。此时，加法器150的输出就是逆DCT值本身。
现参照图10A与10B说明计算运动矢量195的步骤。把上述产生的数据写到存储器155，作为图10B所示的参考图像帧数据，在运动评估处理中被运动评估装置160参照，在运动补偿处理中被运动补偿装置165参照。
运动评估装置160从贮存在存储器155里的参考图像数据(图10B)中搜索近似要被处理的图像块A的图像块A’(图10A)，根据A与A’的相对位置计算运动矢量195。把如此得到的运动矢量195送运动补偿装置165作运动补偿处理，还送变长编码装置125作编码。
运动补偿装置165按运动评估装置160提供的运动矢量195从存储器读取图像数据，并把它送到减法器170。
变长编码装置125使从量化装置130接收到的量化数据和从运动评估装置160接收到的运动矢量195作变长编码，生成码流并将其输出。
上面简述了编码器180的操作，但编码器的结构并不限于此。
在图8A与8B的图像编码装置200中，信号部分A与B计数装置100与102、信号部分A与B时间计算装置105与110、信号部分B位数计算装置112、不传输位数计算装置113和量化值计算装置115，它控制着编码器180的编码量。下面参照图6说明编码量控制流程。
在步骤S1，信息部分A计数装置100计算变长编码装置125输出的码流中信息部分A的位数，该计算在以一定时刻为界的各间隔进行，如图5所示。每间隔结束时，计数装置复位，开始新一轮计数。在某间隔结束处计算的位数(编码信息部分A的位数)提供给信息部分A时间计算装置105。
在步骤S2，在时间T为界的间隔结束处，信息部分A时间计算装置105根据取自信息部分A计数装置100的“信息部分A编码位数”和通信控制装置210提供的“信息部分A调制法”，计算“信息部分A要求的时间”，即传输信息部分A所需的时间，并把该结果送给信息部分B时间计算装置110和通信控制装置210(图3)。
在步骤S3，在上述以时间T为界的间隔结束处，信息部分B时间计算装置110从通信控制装置210设置的“总分配时间”(总传输时间)里减去信息部分A时间计算装置105提供的“信息部分A要求的时间”，计算“信息部分B要求的时间”。把如此算得的“信息部分B要求的时间”送给信息部分B位数计算装置112和通信控制装置210。例如，若“信息部分A要求的时间”为图11所示的A1，则“信息部分A要求的时间”为A2，则“信息部分B要求的时间”为B2。即使A1与B1之比不同于A2与B2之比，“信息部分A要求的时间”与“信息部分B要求的时间”之和总是基本不变。
在步骤S4，在上述时间T为界的间隔结束处，根据信息部分B时间计算装置110提供的“信息部分B要求的时间”和通信控制装置210提供的“信息部分B调制法”，信息部分B位数计算装置112计算信息部分B能在时间T为界的间隔内传输的位数(信息部分B传输位数)，并把结果送不传输位数计算装置113。
在步骤S4’，信息部分B计数装置102计算变长编码装置125输出的码流中信息部分B的位数。像信息部分A计数装置100一样，在各以时间T为界的间隔内作这种计数，如图5所示，该计数装置在各间隔结束处复位，开始新一轮计数。在上述间隔结束处计算的位数(信息部分B编码位数)供给不传输位数计算装置113。
在步骤S5，在时间T为界的间隔结束处，不传输位数计算装置113从在步骤S4’计算的并由信息部分B计数装置102提供的“信息部分B编码位数”中，减去在步骤S4计算的并由信息部分B位数计算装置112所提供的“信息部分B传输位数”。在编码连续的图像数据时，可累加该值。累加结果(信息部分B不传输位数)确定后送给量化值计算装置115。累加值不可取负值。
在步骤S6，量化值计算装置115监视变长编码装置125输出的“信息部分B不传输位数：和码流位数，计算准备用于在下一总传输间隔内编码的量化值，使编码的码流量适合传输，并把结果供给量化装置130。
在步骤S7，按算出的量化值控制所产生的编码的数据量。例如，若“信息部分B不传输位数”大于某标准值，就增大量化值，减小所产生的编码数据量。若“信息部分B不传输位数”小于标准值，则减小量化值，增大编码数据量。在步骤S8，在下一总分配时间(总传输时间)内传输信息部分B的不传输位。在下一总分配时间(总传输时间)内编码时，使用新定的量化值。
其中，可以测定“信息部分B不传输位数随生成的码流中位数的增减而增减的方式，并将结果用作控制所产生的编码数据量的算法。
下面参照图5说明本发明第一方面的整个图像传输设备的操作。
图像传输设备基于总分配时间(总传输时间)T执行处理。用于编码和传输的图像数据被分成组1(如1GOP为一组，见图2)，并在各时间T处理该组的图像数据。首先，在间隔1内，图像编码装置200对图像组1编码。在间隔1结束处，得到图像组1的信息部分A要求的时间(1)和信息部分B要求的时间(1)，据此确定在间隔2内传输图像组1的传输时间，并设定该时间。设定该传输时间由通信控制装置210执行。间隔1的结束，可以由信息控制装置210来确保。在间隔1结束处，还可得到信息部分B不传输位数(1)，由此算出的量化值用来对图像组2的信息部分B控制编码的数据量。
将图像组1的编码数据在间隔1内临时写到缓冲器，在进入间隔2或以后读取传输。通信控制装置210在缓冲存储器里规定了读数据的时序。
在各时间T内重复上述处理，将图像数据编码和传输。
在上述结构的例中，在编码后的下一间隔内传输；若缓冲器容量足以对等于或大于2T的时间存贮数据，可在编码后若干间隔作传输。
接着，参照图12说明本发明第二实施例的无线系统。
本发明第二方面的无线系统使用本发明第一方面的无线图像传输设备的结构。
图12中，标号1200是一无线基站，包括了第一方面的无线图像传输设备(下简称“无线图像传输设备“)、存贮图像的存贮设备1200a或有线/无线电视调谐器1200b。
图12中标号1210～1250是第一到第五无线移动站，具有解调无线图像传输设备送来的图像数据(分成信息部分A与B，各自用不同的调制法调制)的功能，恢复原始图像数据。
现在说明这种无线系统的操作。基站1200用该无线图像传输设备来编码和传输存贮设备1200a等存贮的图像或用电视调谐器1200b等接收的图像。如第一方面所述，应用上述无线图像传输设备，可将传输时间保持固定。
如将传输时间定为0.2秒，就能向五个无线移动站1210～1250实时发送5幅独立的图像。
即，能实现让第一到第五无线移动站1210～1250收看不同电影和电视广播的无线系统。
在原有技术中，传输各个图像所需要的时间是波动，使得能同时发送若干图像的数量很小。例如，即使平均传输时间像上述那样同为0.2秒，若在必须要求用0.3秒最大时间量发送图像数据的情况下，将要求以0.3秒来传输。
此时，在同时传输四幅或更多图像数据时，若同时传输的多幅图像达到最大传输时间，则部分或全部传输的图像就会出现明显劣化，因而只能同时发送三幅图像。另在实施这种时间分配时，也降低了传输时间的利用效率。
若应用图12的无线系统，既便在图像传输与其它类数据通信同时存在时，也能防止图像传输量突增而造成数据通信速度的降低。
工业适用性
如上所述，使用本发明的无线传输设备时，即使用多种传输率不同的调制法传输视频码流，也能以固定的时间量进行传输，能有效地利用带宽，还能实现QoS(服务质量)。

Claims (10)

1.一种图像编码设备，它输出作为编码码流组合的图像信息，包括第一调制法调制的第一信息部分和不同于所述第一调制法的第二调制法调制的第二信息部分，其特征在于，包括：
对组合图像数据进行编码的编码器，它包含根据量化值执行输入数据的量化的量化装置；和
控制所述编码器的编码量的编码量控制装置，具有：
第一信息计数装置，用于计数所述第一信息部分的位数；
第二信息计数装置，用于计数所述第二信息部分的位数；
第一信息部分传输时间计算装置，它根据所述第一信息计数装置计数的所述第一信息部分的位数，计算传输使用所述第一调制法的所述编码的第一信息部分所需的时间；
第二信息部分传输时间计算装置，根据传输所述第一编码信息部分所需的时间和可用于传输的总传输时间，计算可用于传输所述编码的第二信息部分的时间；
第二信息部分可传输的位计算装置，根据可用于传输所述经编码的第二信息部分和所述第二调制法的时间，计算能传输的所述第二信息部分的位数；
不传输的位的计算装置，根据所述第二信息部分的可传输位数和所述第二信息部分计数装置计数的所述第二信息部分的位数，计算超过所述第二信息部分可传输位数的不传输位数；和
量化值计算装置，根据所述不传输的位数，当所述第一信息部分所需的时间和第二信息部分所需的时间的总和为恒定时，计算用于下次图像编码的量化值，并输出至所述量化装置。
2.如权利要求1所述的图像编码设备，其特征在于，对所述第一和第二调制法而言，无论是传输质量或是传输速度或者两者都不相同。
3.一种无线图像传输设备，其特征在于，具有：
通信控制装置，用于规定第一调制法为第一信息部分的调制法、第二调制法为不同于所述第一信息部分的第二信息部分的调制法，以及可用于传输的总传输时间；
调制装置，根据各种所述调制法调制图像数据；
无线收发装置，用于输出由调制装置调制的信号，并接收传输的无线信号；
解调装置，用于接收由无线收发装置所接收到的信号，并用所述通信控制装置规定的调制法解调所述收到的信号；和
图像编码装置，这是一种基于所述第一与第二信息部分调制法和所述通信控制装置规定的所述总传输时间，对输入图像数据进行编码并生成码流的图像编码装置；
在所述第一调制法调制的所述第一信息部分数据和所述第二调制法调制的所述第二信息部分数据的编码数据中，根据不能在所述总传输时间内传输的编码数据的位数，当所述第一信息部分所需时间和所述第二信息部分所需的时间的总和恒定时，控制在下一个总传输间隔内的编码控制期间的编码量，
其中，所述图像编码装置具有对所述组合图像数据进行编码的编码器，并且包括根据量化值量化输入数据的量化装置，和控制编码器的编码量的编码量控制装置；并且包含：
第一信息部分计数装置，用于计数所述第一信息部分的位数；
第二信息部分计数装置，用于计数所述第二信息部分的位数；
第一信息部分传输时间计算装置，根据所述第一信息部分计数装置计数的所述第一信息部分的位数，计算发送使用所述第一调制法的所述经编码的第一信息部分所需的时间；
第二信息部分传输时间计算装置，根据传输所述编码的第一信息部分所需的时间和分配用于传输的总传输时间，计算用于传输所述编码的第二信息部分的时间；
第二信息部分可传输位计算装置，根据用于传输所述编码的第二信息部分的时间和所述第二调制法，计算可以传输的所述第二信息部分的位数；
不传输的位的计算装置，根据所述第二信息部分的可传输的位数和第二信息部分计数装置计数的所述第二信息部分的位数，计算超过所述第二信息部分可传输位数的不传输的位数；和
量化值计算装置，当所述第一信息部分所需的时间和第二信息部分所需的时间之和为恒定时，它根据所述不传输的位数，计算用于下次图像编码的量化值并输出至所述量化装置。
4.如权利要求3所述的无线图像传输设备，其特征在于，所述通信控制装置根据传输信道协议、传输所述第一与第二信息部分各自所需的时间，对所述总传输时间分配传输所述第一与第二信息部分所需的带宽。
5.如权利要求3所述的无线图像传输设备，其特征在于，所述第一和第二调制法的传输质量或传输速度或者二者均不同。
6.如权利要求3所述的无线图像传输设备，其特征在于，有一存贮码流的缓冲存储器，所述码流对所述第一与第二信息部分进行编码。
7.如权利要求6所述的无线图像传输设备，其特征在于，所述通信控制装置还控制所述码流的传输时序，并向所述缓冲存储器指示输出存储的码流的时序。
8.一种无线图像传输系统，包含多个能对无线基站通过无线信道编码并传输的图像数据进行解码的移动站，其特征在于，所述无线基站具有：
通信控制装置，用于规定用于第一信息部分的调制法的第一调制法、不同于所述第一信息部分的第二信息部分的调制法的第二调制法以及用于传输的总的传输时间；
调制装置，根据所述调制法调制图像数据；
无线收发装置，用于输出用规定的调制法调制的信号，以及接收所传输的无线信号；
解调装置，用于接收无线收发装置所接收的信号，并解调使用所述通信控制装置规定的调制法的所述接收的信号；和
图像编码装置，这是一种对输入图像数据进行编码并产生码流的图像编码装置，并且根据所述第一与第二信息调制法和所述通信控制装置规定的所述总传输时间，在用所述第一调制方法调制的所述第一信息部分数据和所述第二调制方法调制的所述第二信息部分数据的编码数据中，根据所述总传输时间内不能传送的编码数据的位数，当第一信息部分所需时间和第二信息部分所需时间的总和为恒定时，控制下一个总传送时间间隔中编码控制的编码量，
其中，所述图像编码装置包含：
编码器，它对组合图像数据进行编码，并且包括根据量化值执行输入数据的量化的量化装置；和
控制所述编码器的编码量的编码量控制装置，并具有：
第一信息部分计数装置，用于计数所述第一信息部分的位数；
第二信息部分计数装置，用于计数所述第二信息部分的位数；
第一信息部分传输时间计算装置，根据所述第一信息部分计数装置计算的所述第一信息部分的位数，计算传输采用所述第一调制法的经编码的第一信息部分所需的时间；
第二信息部分传输时间计算装置，根据传输所述编码的第一信息部分所需的时间和分配用于传输的总传输时间，计算用于传输所述编码的第二信息部分的时间；
第二信息部分可传输位计算装置，根据用于传输所述编码的第二信息部分的时间和所述第二调制法，计算所述第二信息部分能被传输的位数；
不传输的数据位的计算装置，根据所述第二信息部分可传输位数和第二信息部分计数装置计数的所述第二信息部分的位数，计算超过能传输的所述第二信息部分位数的不传输位数；和
量化值计算装置，当所述第一信息部分所需时间和所述第二信息部分所需时间之和为恒定时，根据所述不传输位数，计算用于下次图像编码的量化值并输出至所述量化装置。
9.一种图像编码方法，它输出作为编码码流组合的图像信息，它包括用第一调制方法调制的第一信息部分和用不同于所述第一调制方法的第二调制方法调制的第二信息部分；所述方法包含对所述组合的图像数据进行编码的编码步骤，包括根据量化值进行输入数据的量化的量化处理，和控制编码步骤中编码量的编码量控制步骤，并且具有：
对所述第一信息部分中的位数进行计数的子步骤；
第一信息部分传输时间计算步骤，它根据计数所述第一信息部分的位数的所述子步骤中计数的第一信息部分的所述位数，计算发送采用所述第一调制法的所述编码的第一信息部分所需的时间；
第二信息部分传输时间计算步骤，它根据传输所述编码的第一信息部分所需的时间和可用于传输的总的传输时间，计算所述编码的第二信息部分传输的时间；
第二信息部分可传输的位计算子步骤，其中，根据传输所述编码的第二信息部分的时间和所述第二调制方法，计算所述第二信息部分能被传输的位数；
计数所述第二信息部分的位数的子步骤；
不传输位的计算子步骤，它根据所述第二信息部分可传输位数和所述第二信息部分的位数，计算超过所述第二信息部分可传输的位数的不传输位数；和量化值计算运算子步骤，当所述第一信息部分所需的时间和所述第二信息部分所需的时间之总和为恒定时，它根据所述不传输位数，计算用于下次图像编码的量化值并输出以完成所述量化处理。
10.一种图像传输方法，其特征在于，具有：
通信控制步骤，它规定了用于调制第一信息部分的第一调制法、用于不同于所述第一信息部分的第二信息部分的第二调制法和能有效用于传输的总传输时间；
调制步骤，根据所述各个调制法修正图像数据；
无线收发步骤，它输出在调制步骤中调制的信号，并接收所发送的信号；
解调步骤，它接收在无线收发步骤中所接收到的信号，并用所述通信控制步骤中规定的调制法解调所述收到的信号；和
图像编码步骤，这是一种对输入图像数据进行编码并产生码流的手段，包括根据量化值进行输入数据的量化的量化处理，和控制编码步骤中编码量的编码量控制步骤，并且具有：
对所述第一信息部分中的位数进行计数的子步骤；
第一信息部分传输时间计算步骤，它根据计数所述第一信息部分的位数的所述子步骤中计数的第一信息部分的所述位数，计算发送采用所述第一调制法的所述编码的第一信息部分所需的时间；
第二信息部分传输时间计算步骤，它根据传输所述编码的第一信息部分所需的时间和可用于传输的总的传输时间，计算所述编码的第二信息部分传输的时间；
第二信息部分可传输的位计算子步骤，其中，根据传输所述编码的第二信息部分的时间和所述第二调制方法，计算所述第二信息部分能被传输的位数；
计数所述第二信息部分的位数的子步骤；
不传输位的计算子步骤，它根据所述第二信息部分可传输位数和所述第二信息部分的位数，计算超过所述第二信息部分可传输的位数的不传输位数；和
量化值计算运算子步骤，当所述第一信息部分所需的时间和所述第二信息部分所需的时间之总和为恒定时，它根据所述不传输位数，计算用于下次图像编码的量化值并输出以完成所述量化处理，
所述图像编码步骤根据所述通信控制步骤规定的所述第一与第二调制法和所述总传输时间，当所述第一信息部分所需的时间和所述第二信息部分所需的时间之和恒定时，在所述第一调制方法调制的所述第一信息部分数据和所述第二调制方法调制的所述第二信息部分数据的编码数据中，根据所述总传输时间中不能被传输的编码数据，在下一次总传输时间间隔中进行编码控制时，控制所述编码量。
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