DE69231845T2

DE69231845T2 - Nachrichtenübertragungsverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE69231845T2
Application number: DE69231845T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Takizawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-10-04
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2012-10-01
Also published as: EP0540177A3; DE69231845D1; EP0540177A2; JPH05103309A; US5751743A; SG72678A1; EP0540177B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Informationsübertragungsverfahren und -gerät, und insbesondere ein Informationsübertragungsverfahren und -gerät, bei dem die Übertragungsgeschwindigkeit von Informationen umgeschaltet werden kann.
Fig. 4 ist ein Diagramm, welches schematisch übertragene Informationen darstellt, deren Menge pro Zeiteinheit T (Sekunden) (die Datenrate) gleich N (Bit) ist.
In Fig. 4 stellt ein schraffierter Abschnitt 11 Prüfcodes zur Fehlerkorrektur dar. Fig. 4 stellt einen Fall dar, bei dem die Redundanz für die Gesamtmenge der Information N (Bit) einschließlich eines Informationscodeabschnitts 12 gleich m ist, und die folgende Menge von Prüfcodes pro Zeiteinheit T (Sekunden) gleich mN (Bit) ist.
Es wird nun ein Fall betrachtet, bei dem die Menge von pro Zeiteinheit T (Sekunden) zu übertragenden Informationen (Übertragungsgeschwindigkeit) zu kN (Bit) verändert wird.
Fig. 5 ist ein Diagramm, welches pro Zeiteinheit zu übertragende Informationen in einem solchen Fall darstellt. Unter der Annahme, dass die Redundanz m nicht verändert wird, um die Fehlerkorrekturfähigkeit nicht zu verändern, wird die Menge von Prüfcodes pro Zeiteinheit T (Sekunden) zu kmN (Bit), wie in Fig. 5 dargestellt.
Bei dem vorangehend beschriebenen Übertragungsformat wird daher die Menge von Prüfcodes pro Zeiteinheit T (Sekunden), die den Informationscodes nachfolgt, verändert, wenn die Übertragungsgeschwindigkeit verändert wird. Infolgedessen ist es notwendig, die Form des Fehlerkorrekturcodes so zu verändern, dass er für die Menge von Prüfcodes geeignet ist.
Dies führt zur Bereitstellung unterschiedlicher Formen von Fehlerkorrekturcodes für unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten, was Schwierigkeiten beim Schaltungsentwurf und einen Anstieg der Größe der Hardware bedingt.
Der vorstehend beschriebene Ansatz birgt ebenfalls das Problem, dass selbst wenn die Redundanz nicht verändert wird, die Korrekturfähigkeit sich ändern kann, wenn unterschiedliche Fehlerkorrekturcodes gemäß der Form bzw. Art des Fehlerkorrekturcodes verwendet werden.
Ein derartiges herkömmliches Verfahren zur Übertragung von Daten ist offenbart in der JP-A-2 123 831 sowie der EP-A-0 271 866.
Ein Artikel mit dem Titel "HDTV Transmission System and Coding Method in an ATM Network" (in Signal Processing of HDTV II., Proceedings of the Third International Workshop on HDTV, September 1989, Seiten 561-568, von Kishimoto et al.) offenbart ein Bildübertragungssystem, bei dem Bilddaten quantisiert und längenvariabel bzw. mit variabler Länge codiert werden. Die codierten Daten werden dann in Blöcke fester Länge unterteilt und Fehlerkorrekturcodes werden den Blöcken hinzugefügt, um Blöcke mit fester Länge auszubilden. Die Blöcke fester Länge werden unter Verwendung von ATM, asynchroner Übertragungsmodus (ATM) übertragen und die Anzahl von pro Sekunde übertragenen Blöcken mit fester Länge kann variiert werden, wodurch die Datenübertragungsgeschwindigkeit variiert wird.
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung bereit:
ein Bildübertragungsgerät zur Übertragung von Bilddaten mit einer aus einer Vielzahl von Übertragungsgeschwindigkeiten, wobei das Gerät aufweist:
a) eine Codierereinrichtung zur Codierung von Bilddaten mit variabler Länge, um codierte Bilddaten zu erzeugen,
b) eine Unterteilungseinrichtung zur Unterteilung der codierten Bilddaten in eine Vielzahl von Blöcke mit codierten Bilddaten, wobei jeder Block codierter Bilddaten eine feste Anzahl von Codes hat,
c) eine Fehlerkorrekturcodiereinrichtung zur Ausbildung einer festen Anzahl von Fehlerkorrekturprüfcodes für jeden Block von durch die Unterteilungseinrichtung verarbeiteten codierten Bilddaten,
d) eine Ausbildungseinrichtung zum Ausbilden von Datenblöcken mit fester Länge, wobei jeder Block mit fester Länge den durch die Unterteilungseinrichtung erzeugten Block codierter Bilddaten und die für den Block codierter Bilddaten durch die Fehlerkorrekturcodiereinrichtung ausgebildeten Fehlerkorrekturprüfcodes enthält,
e) eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe der durch die Ausbildungseinrichtung ausgebildeten Datenblöcke mit fester Länge, und
f) eine Ausgabesteuereinrichtung zur Steuerung der Anzahl von pro Zeiteinheit durch die Ausgabeeinrichtung ausgegebenen Datenblöcke mit fester Länge gemäß der Übertragungsgeschwindigkeit ohne Änderung der Anzahl von Fehlerkorrekturprüfcodes oder der Anzahl von Codes der codierten Bilddaten in jedem Block, dadurch gekennzeichnet, dass
die Codiereinrichtung eine Codiersteuereinrichtung enthält, um die Menge codierter Bilddaten eines Bildrahmens der Bilddaten zu steuern, um konstant zu sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung bereit:
ein Verfahren zur Übertragung von Bilddaten mit einer aus einer Vielzahl von Übertragungsgeschwindigkeiten, wobei das Verfahren umfasst:
a) Ausbilden codierter Bilddaten durch Codieren mit variabler Länge von Bilddaten,
b) Unterteilen der codierten Bilddaten in eine Vielzahl von Blöcke mit codierten Bilddaten, wobei jeder Block codierter Bilddaten eine festgelegte Anzahl von Codes hat,
c) Ausbilden einer festen Anzahl von Fehlerkorrekturprüfcodes für jeden Block codierter Bilddaten,
d) Ausbilden von Datenblöcken mit fester Länge, wobei jeder Block mit fester Länge den durch den Unterteilungsschritt erzeugten Block codierter Bilddaten und die für den Block codierter Bilddaten ausgebildeten Fehlerkorrekturprüfcodes enthält,
e) Ausgeben der Datenblöcke mit fester Länge, und
f) Steuern der Anzahl von pro Zeiteinheit ausgegebenen Datenblöcken mit fester Länge gemäß der Übertragungsgeschwindigkeit ohne Verändern der Anzahl von Fehlerkorrekturprüfcodes oder der Anzahl von Codes der codierten Bilddaten in jedem Block, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ausbildens codierter Bilddaten ein Steuern der Menge codierter Bilddaten eines Bildrahmens der Bilddaten enthält, damit diese konstant ist.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches die schematische Konfiguration eines Bildübertragungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 2 ein Diagramm, welches schematisch eine in einer ersten Betriebsart bei dem in Fig. 1 dargestellten Bildübertragungsgerät pro Zeiteinheit zu übertragende Informationscodekette darstellt,
Fig. 3 ein Diagramm, welches eine in einer zweiten Betriebsart bei dem in Fig. 1 dargestellten Bildübertragungsgerät pro Zeiteinheit zu übertragende Informationscodekette darstellt,
Fig. 4 ein Diagramm, welches eine herkömmliche, pro Zeiteinheit zu übertragende Information darstellt, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung, die herkömmliche, pro Zeiteinheit zu übertragende Informationen bei einer von der in Fig. 4 unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeit darstellt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun ausführlich mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches die schematische Konfiguration eines Bildübertragungsgeräts darstellt, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt ist.
Gemäß Fig. 1 ist ein Eingangsanschluss 101 für Bildsignale dargestellt. Ein an dem Eingangsanschluss 101 eingegebenes Bildsignal wird einer Quantisiererschaltung 102 zugeführt.
Die Quantisiererschaltung 102 führt eine Quantisierung gemäß einem Quantisierungskoeffizienten durch, der bestimmt ist durch von einer Übertragungstaktsignalerzeugungsschaltung 105 eingegebenen Übertragungsgeschwindigkeitsinformationen sowie durch Informationen, die sich auf die Menge codierter Daten beziehen und von einer Schaltung 103 zur Codierung mit variabler Länge eingegeben werden, so dass die Menge von letztlich ausgegebenen Daten in Einheiten jedes Bildrahmens bzw. Bildes konstant ist.
Die Schaltung 103 zur Codierung mit variabler Länge bzw. Längenvariable-Codiererschaltung führt eine Codierung mit variabler Länge für von der Quantisierungsschaltung 102 ausgegebene Informationen durch, und führt die codierten Informationen einer Datenadditions- oder -syntheseschaltung 106 zu, und gibt die Informationen ebenfalls an die Quantisiererschaltung 102 zur Bestimmung des Quantisierungskoeffizienten gemäß der Menge von Daten der codierten Information ab.
Die Datensyntheseschaltung 106 unterteilt die der Codierung mit variabler Länge unterzogenen Bildinformationen in jeweilige Blöcke für jede vorbestimmte Menge von Codes. Eine Fehlerkorrekturcodeerzeugungsschaltung 104 erzeugt Prüfcodes und fügt die erzeugten Prüfcodes zu jedem der vorstehend beschriebenen Blöcke hinzu. Jeder Block, zu dem die Prüfcodes hinzugefügt werden, wird nachfolgend als 'kleiner Block' bezeichnet.
Die Übertragungstaktsignalerzeugungsschaltung 105 versorgt die Datensyntheseschaltung 106 mit einem Übertragungstaktsignal, dessen Frequenz gemäß der Übertragungsgeschwindigkeit umgeschaltet wird.
Die Datensyntheseschaltung 106 verändert die Anzahl von pro Zeiteinheit zu übertragenden kleinen Blöcken, so dass die gewünschte Übertragungsgeschwindigkeit gemäß dem Übertragungstaktsignal erhalten werden kann. Es ist dadurch möglich, eine Codekette mit einer gewünschten Übertragungsgeschwindigkeit einem Ausgangsanschluss 107 zuzuführen.
Fig. 2 ist ein Diagramm, welches schematisch eine in einer ersten Betriebsart bei dem in Fig. 1 dargestellten Bildübertragungsgerät in einer Zeiteinheit T (Sekunden) zu übertragende Informationscodekette darstellt.
In Fig. 2 bezeichnet Bezugszahl 1 die Gesamtmenge N (Bit) von in der Zeiteinheit T (Sekunden) zu übertragenden Codes. Die codierte Bildinformation wird in n Abschnitte (2a bis 2n wie in Fig. 2 dargestellt) unterteilt, einen für jeden die vorbestimmte Menge von Informationscodes enthaltenden kleinen Block. Die Gesamtmenge von Codes in jedem der unterteilten kleinen Blöcke = N/n (Bit).
Prüfcodes 3a bis 3n zur Fehlerkorrektur, deren Menge durch eine vorbestimmte Redundanz m definiert ist, werden zu den jeweiligen kleinen Blöcken hinzugefügt bzw. addiert. Die Menge von Prüfcodes in jedem kleinen Block = mN/n (Bit).
Fig. 3 ist ein Diagramm, welches schematisch eine in einer zweiten Betriebsart bei dem in Fig. 1 dargestellten Bildübertragungsgerät pro Zeiteinheit T (Sekunden) zu übertragende Informationscodekette darstellt, wenn angenommen ist, dass die Menge von pro Zeiteinheit T (Sekunden) zu übertragenden Codes kM (Bit) ist.
In Fig. 3 bezeichnet Bezugszahl 4 die Gesamtmenge kM (Bit) von in Zeiteinheit T (Sekunden) zu übertragenden Codes. Die codierte Bildinformation wird in x ( = nk) Abschnitte (2a bis 2x, gemäß der Darstellung in Fig. 3) unterteilt, eine für jeden die vorbestimmte Menge von Informationscodes enthaltenden kleinen Block. Ebenfalls ist die Menge von Prüfcodes 3a bis 3n in jedem kleinen Block mN/n (Bit).
Somit ist die Menge von Bildinformationen und die Menge von Informationen an Prüfcodes in jedem der x unterteilten kleinen Blöcke die gleiche wie bei der ersten Betriebsart. Die Gesamtmenge von Codes in jedem kleinen Block ist daher gleich N/n (Bit).
Die gewünschte Übertragungsgeschwindigkeit kann erhalten werden, indem eine Anordnung derart getroffen wird, dass der Wert nk eine ganze Zahl ist. Demzufolge steigt der Freiheitsgrad für den Wert k an, indem der Wert n so groß wie möglich gemacht wird. Folglich ist der Wert k nicht notwendigerweise eine ganze Zahl.
Das heißt, wenn die Anzahl unterschiedlicher Übertragungsgeschwindigkeiten, die verwendet werden können, klein ist, kann die Menge von Codes derart bestimmt werden, dass die Gesamtmenge von zu übertragenden Codes ein ganzzahliges Vielfaches der Menge von Codes in jedem Block wird.
Wie aus der Vorhergehenden Erläuterung ersichtlich wird, ändert sich die Menge von Informationen von Informationscodes und die Menge von Informationen von Prüfcodes zur Fehlerkorrektur innerhalb eines Blockes nicht bei dem Informationsverarbeitungsverfahren und dem Informationsverarbeitungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung, obwohl Übertragung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchgeführt werden kann. Folglich muss sich die Fehlerkorrekturfähigkeit in keiner Weise verändern, selbst wenn die Übertragungsgeschwindigkeit verändert wird, und somit ist das bei dem Stand der Technik auftretende Problem, dass sich die Fehlerkorrekturfähigkeit ändert, wenn die Übertragungsgeschwindigkeit verändert wird, überwunden. Zusätzlich steigt die Größe der Hardware nicht an, da exakt die gleiche Fehlerverarbeitung für unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung kann ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen auf verschiedene andere Arten ausgeführt werden. Obwohl beispielsweise in Fig. 2 und 3, die das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel veranschaulichen, codierte Bildinformationen und Prüfcodes zur Fehlerkorrektur abwechselnd angeordnet sind, kann die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe selbstverständlich unabhängig davon gelöst werden, wie sie in der Informationsübertragungskette angeordnet sind, vorausgesetzt, dass alle Informationen in den Informationsübertragungsketten 1 und 4 in Fig. 2 bzw. in Fig. 3 in einer Zeiteinheit T (Sekunden) übertragen werden können.
Anders ausgedrückt, erfolgte die vorangehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels lediglich zum Zweck der Veranschaulichung und ist nicht dahingehend auszulegen, dass sie irgendwelche Beschränkungen in irgendeinem Aspekt auferlegt.
Der Schutzbereich der Erfindung ist daher mit Bezug auf die nachfolgenden Patentansprüche zu bestimmen und nicht durch den Text der Beschreibung begrenzt, und Abwandlungen können innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche vorgenommen werden.

Claims

1. Bildübertragungsgerät zur Übertragung von Bilddaten mit einer aus einer Vielzahl von Übertragungsgeschwindigkeiten, wobei das Gerät aufweist:

a) eine Codierereinrichtung (102, 103) zur Codierung von Bilddaten mit variabler Länge, um codierte Bilddaten zu erzeugen,

b) eine Unterteilungseinrichtung (106) zur Unterteilung der codierten Bilddaten in eine Vielzahl von Blöcke mit codierten Bilddaten, wobei jeder Block codierter Bilddaten eine feste Anzahl von Codes hat,

c) eine Fehlerkorrekturcodiereinrichtung (104) zur Ausbildung einer festen Anzahl von Fehlerkorrekturprüfcodes für jeden Block von durch die Unterteilungseinrichtung (106) verarbeiteten codierten Bilddaten,

d) eine Ausbildungseinrichtung (106) zum Ausbilden von Datenblöcken mit fester Länge, wobei jeder Block mit fester Länge den durch die Unterteilungseinrichtung (106) erzeugten Block codierter Bilddaten und die für den Block codierter Bilddaten durch die Fehlerkorrekturcodiereinrichtung (104) ausgebildeten Fehlerkorrekturprüfcodes enthält,

e) eine Ausgabeeinrichtung (107) zur Ausgabe der durch die Ausbildungseinrichtung (106) ausgebildeten Datenblöcke mit fester Länge, und

f) eine Ausgabesteuereinrichtung (105) zur Steuerung der Anzahl von pro Zeiteinheit durch die Ausgabeeinrichtung (107) ausgegebenen Datenblöcke mit fester Länge gemäß der Übertragungsgeschwindigkeit ohne Änderung der Anzahl von Fehlerkorrekturprüfcodes oder der Anzahl von Codes der codierten Bilddaten in jedem Block,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Codiereinrichtung (102, 103) eine Codiersteuereinrichtung (102) enthält, um die Menge codierter Bilddaten eines Bildrahmens der Bilddaten zu steuern, um konstant zu sein.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Codiersteuereinrichtung (102) eine Quantisierereinrichtung zur Quantisierung der Bilddaten aufweist.

3. Gerät nach Anspruch 2, wobei die Quantisierereinrichtung (102) angepasst ist, um einen Quantisierungskoeffizienten zur Verwendung bei der Quantisierung derart zu bestimmten, dass die Anzahl von Codes der codierten Bilddaten in einem Bildrahmen der Bilddaten festgelegt ist.

4. Verfahren zur Übertragung von Bilddaten mit einer aus einer Vielzahl von Übertragungsgeschwindigkeiten, wobei das Verfahren umfasst:

a) Ausbilden codierter Bilddaten durch Codieren mit variabler Länge von Bilddaten,

b) Unterteilen der codierten Bilddaten in eine Vielzahl von Blöcke mit codierten Bilddaten, wobei jeder Block codierter Bilddaten eine festgelegte Anzahl von Codes hat,

c) Ausbilden einer festen Anzahl von Fehlerkorrekturprüfcodes für jeden Block codierter Bilddaten,

d) Ausbilden von Datenblöcken mit fester Länge, wobei jeder Block mit fester Länge den durch den Unterteilungsschritt erzeugten Block codierter Bilddaten und die für den Block codierter Bilddaten ausgebildeten Fehlerkorrekturprüfcodes enthält,

e) Ausgeben der Datenblöcke mit fester Länge, und

f) Steuern der Anzahl von pro Zeiteinheit ausgegebenen Datenblöcken mit fester Länge gemäß der Übertragungsgeschwindigkeit ohne Verändern der Anzahl von Fehlerkorrekturprüfcodes oder der Anzahl von Codes der codierten Bilddaten in jedem Block, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ausbildens codierter Bilddaten ein Steuern der Menge codierter Bilddaten eines Bildrahmens der Bilddaten enthält, damit diese konstant ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Bilddaten während des Codierschritts quantisiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein während der Quantisierung verwendeter Quantisierungskoeffizient derart bestimmt ist, um die Anzahl von Codes der codierten Bilddaten in einem Bildrahmen der Bilddaten festzulegen.