JP2000165872A - 画像データ伝送システム及び伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データを量子化器で量子化しこの量子化
した後のデータを伝送するシステムにおいて、テレビカ
メラのリモートコントロールをやりやすくする。 【解決手段】 外部指令に応答して画像データをｋ倍
し、ｋ倍後のデータを量子化器で量子化した後のデータ
をｋで除算し、除算後の画像データを伝送路Ｃ１，Ｃ２
に送出する。この場合、エンコーダ１，７内には、ｋ倍
後のデータ及びそのｋ倍前のデータを入力としこれらを
択一的に出力する選択器と、除算後のデータ及びその除
算前のデータを入力としこれらを択一的に出力する選択
器とを設け、両選択器を外部指令に応じて選択制御す
る。 【効果】 量子化幅を通常よりも粗くすることにより、
伝送データを実際の情報量より少なく抑えることにより
一定レートで伝送でき、テレビカメラのリモートコント
ロールがやりやすくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像データ伝送シス
テム及び伝送方法に関し、特にテレビ会議システム等リ
アルタイムに符号化を行って画像データを伝送するシス
テム及び伝送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビ会議システム等リアルタイムに符
号化を行う画像符号化装置において、カメラをリモート
コントロールする場合又はローカル側のカメラを制御す
る場合には、符号化部を制御してコンスタントに符号化
を行い、一定速度の画像データを送出する。

【０００３】この従来の画像データ伝送システムについ
て図３を参照して説明する。同図において、従来の伝送
システムは、リモート側を制御する機能を有するローカ
ル側画像伝送装置Ａと、ローカル側から制御されるリモ
ート側画像伝送装置Ｂと、これら装置間を相互に接続し
てデータを伝送するための伝送路Ｃ１及びＣ２とを含ん
で構成されている。

【０００４】ローカル側画像伝送装置Ａには、テレビカ
メラＤ１及びモニタＥ１の他に、リモート側を制御する
ためのリモートコントローラ（以下、リモコンと略称す
る）Ｆが接続されている。一方、リモート側画像伝送装
置Ｂには、テレビカメラＤ２及びモニタＥ２が接続され
ている。

【０００５】ローカル側画像伝送装置Ａは、テレビカメ
ラＤ１からの画像信号を量子化して画像データに変換す
るエンコーダ（ＥＮＣＯＤＥＲ）７と、リモコンＦから
の制御信号を受信して制御データに変換するリモートコ
ントローラレシーバ８と、エンコーダから出力される画
像データとリモートコントローラレシーバ８から出力さ
れる制御データとを時分割で出力するマルチプレクサ
（ＭＵＸ）９と、このマルチプレクサ９から出力される
データを一旦蓄積する送信バッファメモリ１０とを含ん
で構成されている。送信バッファメモリ１０から読出さ
れたデータは、伝送路Ｃ１に対して送出される。

【０００６】また、リモート側画像伝送装置Ｂは、伝送
路Ｃ１によって伝送されるデータを受信して蓄積する受
信バッファメモリ１１と、この受信バッファメモリ１１
から読出されたデータのうち画像データとテレビカメラ
の制御データとを振り分けて出力するデマルチプレクサ
（ＤＭＵＸ）１２と、このデマルチプレクサ１２から出
力される画像データを画像信号に変換するデコーダ（Ｄ
ＥＣＯＤＥＲ）１３とを含んで構成されている。デコー
ダ１３から出力される画像信号によってモニタＥ２にロ
ーカル側の画像が映し出される。デマルチプレクサ１２
から出力される制御データはテレビカメラＤ２に入力さ
れ、そのデータによってテレビカメラＤ２が制御され
る。

【０００７】さらに、リモート側画像伝送装置Ｂは、テ
レビカメラＤ２からの画像信号を量子化して画像データ
に変換するエンコーダ（ＥＮＣＯＤＥＲ）１と、エンコ
ーダから出力される画像データを出力するマルチプレク
サ（ＭＵＸ）２と、このマルチプレクサ２から出力され
るデータを一旦蓄積する送信バッファメモリ３とを含ん
で構成されている。送信バッファメモリ３から読出され
たデータは、伝送路Ｃ２に対して送出される。

【０００８】そして、ローカル側画像伝送装置Ａは、伝
送路Ｃ２によって伝送されるデータを受信して蓄積する
受信バッファメモリ４と、この受信バッファメモリ４か
ら読出されたデータのうち画像データを出力するデマル
チプレクサ（ＤＭＵＸ）５と、このデマルチプレクサ５
から出力される画像データを画像信号に変換するデコー
ダ（ＤＥＣＯＤＥＲ）６とを含んで構成されている。デ
コーダ６から出力される画像信号によってモニタＥ１に
リモート側の画像が映し出される。

【０００９】ここで、ローカル側画像伝送装置Ａ内のエ
ンコーダ１及び７の内部構成が図４に示されている。同
図に示されているように、エンコーダは、テレビカメラ
Ｄ１から入力される画像データについて周知の離散コサ
イン変換（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓ
ｆｏｒｍ；以下、ＤＣＴと略称する）処理を行うＤＣＴ
回路１５と、この変換後のデータを量子化する量子化器
１６と、この量子化出力を可変長の符号化データとして
送出する可変長符号化回路１７とを含んで構成されてい
る。

【００１０】またエンコーダ７は、量子化器１６の量子
化出力を逆量子化する逆量子化回路１８と、この逆量子
化出力について周知の逆離散コサイン変換（Ｉｎｖｅｒ
ｓｅＤｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏ
ｒｍ；以下、ＩＤＣＴと略称する）処理を行うＩＤＣＴ
回路１９と、この変換後のデータをフレーム単位で記憶
するフレームメモリ２１と、このフレームメモリ２１の
記憶内容である１フレーム前のデータと現在のデータと
を加算する加算器２０と、フレームメモリ２１の記憶内
容である１フレーム前のデータをもとの画像データに加
算する加算器１４とを含んで構成されている。

【００１１】かかる構成において、エンコーダ７は、テ
レビカメラＤ２からの画像信号を量子化し可変長符号化
データとして出力する動作を行う。その場合、画像デー
タは、１フレーム前のデータとの差分を求めるために逆
量子化及び逆離散コサイン変換された後に出力されるこ
とになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の画像伝
送システムにおいては、動きを優先するため発生情報量
が増加し、一定量のデータを伝送するためにフレームレ
ートを落とさなければならない。そのためリモート側の
カメラを操作している場合はローカル側の映像が、また
ローカル側のカメラを操作している場合はリモート側の
映像がコマ落ちのためカクカクした動きとなり不自然に
見える。

【００１３】すなわち、上述した従来のシステムでは、
ズームイン時、画質は良いが動き優先ではないのでカメ
ラの動きに追従できない。またズームイン動作終了時、
画質優先となるのでコマ落としが発生する場合がある。
さらにカメラを上下左右に動かした場合動き優先又は画
質優先にはならないのでコマ落としが発生する場合があ
る。

【００１４】また、その他の一般的な画像伝送装置にお
いても、カメラを動かした場合は符号化情報量が多く発
生するので、伝送レートが低くなるほどカメラを動かし
た場合コマ落ちが発生しやすくなる。コマ落ちが発生す
るとカメラ操作側はどの程度動いたかが判別しにくくカ
メラ位置の調整に時間がかかる。

【００１５】つまり、上述した従来のシステムにおいて
は、テレビカメラ操作時は画像データの他に制御データ
もリモート側に送信する必要があり、１フレーム毎の情
報量が多くなる。この場合、符号化を止めるか送信バッ
ファメモリへの書込みを止める等して伝送データを制御
する必要がある。そのため、受信側では伝送されてくる
フレームが一定でなくなり、コマ落としが発生するとい
う欠点がある。

【００１６】ところで、特開平７−２４５７５４号公報
には、動きに関する情報を多く含む符号化および画質に
関する情報を多く含む符号化に用いられる複数の量子化
テーブルと、カメラの操作に応じた操作信号を発生する
操作信号発生手段と、この発生される操作信号に基づい
て複数の量子化テーブルのうちいずれかを選択する量子
化テーブル選択手段と、この選択された量子化テーブル
を用いてカメラにより得られた画像信号を符号化する符
号化手段とを備えたテレビ会議端末装置が記載されてい
る。

【００１７】そして、同装置においては、カメラ操作に
応じた操作信号により量子化テーブルの選択を切り替え
る。ここで、量子化テーブルＴ１（細）一Ｔ５（粗）と
した場合、以下のような選択動作が行われる。

【００１８】１．ズームイン検知信号により予め選択さ
れている量子化テーブルをより細かい量子化テーブルに
更新する。例としてＴ３を選択している場合、Ｔ２選択
に更新する。

【００１９】２．ズームイン動作終了後ズームインのレ
ベルに応じて画質優先の量子化テーブルを選択する。ズ
ームイン動作前にＴ３を選択していたならＴ２又はＴ１
に更新する。

【００２０】３．ズームアウト検知信号により予め選択
されている量子化テーブルをより粗い量子化テーブルに
更新する。例としてＴ３を選択している場合、Ｔ４選択
に更新する。

【００２１】４．ズームアウト動作終了後ズームアウト
のレベルに応じて動き優先の量子化テーブルを選択す
る。ズームアウト動作前にＴ３を選択していたならＴ４
又はＴ５に更新する。

【００２２】なお、上記の１〜４はカメラ操作信号（カ
メラ操作開始検知信号、ズームイン検知信号、ズームア
ウト検知信号、カメラ動作終了検知信号）により量子化
テーブルの選択を行う。

【００２３】しかしながら、上述した公報に記載されて
いる装置では、ズームイン又はズームイン動作終了時
に、画質優先になるので、コマ落としが発生する。した
がって、どの程度カメラが動いたか判断がつきにくく、
リモートコントロールがやりづらいという欠点がある。

【００２４】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的はテレビカメラ
のリモートコントロールがやりやすい画像データ伝送シ
ステム及び伝送方法を提供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明による画像データ
伝送システムは、画像データを量子化器で量子化しこの
量子化した後のデータを伝送する画像データ伝送システ
ムであって、外部指令に応答して前記画像データをｋ
（ｋは１より大なる数、以下同じ）倍する乗算手段と、
この乗算後のデータを前記量子化器で量子化した後のデ
ータをｋで除算する除算手段とを含み、この除算後の画
像データを伝送するようにしたことを特徴とする。

【００２６】本発明による画像データ伝送方法は、テレ
ビカメラで撮影した画像データを量子化器で量子化し、
この量子化した後のデータを伝送し、伝送先においてテ
レビモニタに表示する画像データ伝送方法であって、外
部指令に応答して前記量子化器による量子化幅を通常よ
りも粗くし、この量子化後のデータを伝送することを特
徴とする。

【００２７】要するに本システムは、テレビ会議システ
ム等リアルタイムに符号化を行うものであり、カメラを
リモートコントロールする場合又はローカル側のカメラ
を制御する場合には、符号化部を制御してコンスタント
に符号化を行い、一定速度の画像データを送出する。そ
して、復号化部ではコマ落としのない画像データを復号
する。これにより、どの程度カメラが動いたか判断がつ
きにくいという問題を解消する。

【００２８】カメラをリモートコントロールする場合、
リモート側では受信したカメラコントロール信号により
符号化部を制御してコンスタントに符号化を行い、ロー
カル側へ一定速度の画像データを送出する。またローカ
ル側のカメラを操作する場合リモート側へ一定速度の画
像データを送出する。よってリモート、ローカル側の復
号化部ではコマ落としのない画像データを復号するの
で、どの程度カメラが動いたか判断がつきにくいという
問題を解消できる。

【００２９】また、符号化部ではカメラ操作信号を受信
中、符号化しようとするデータに係数をかけて実際に発
生した情報量より多く見せることにより量子化幅を粗く
設定する。そのため伝送データは実際の情報量より少な
く抑えられ一定レートでの伝送が可能となる。また係数
をかけることで適応的に量子化幅の切り替えが行えるの
でカメラの動きに応じた最適な符号化が可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の一形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、以下の説明におい
て参照する各図においては、他の図と同等部分には同一
符号が付されている。

【００３１】図１は本発明による画像データ伝送システ
ム及び伝送方法の実施の一形態を示すブロック図であ
る。同図において、テレビカメラＤ２の制御は、従来の
システムと同様にリモコンＦにより行われる。リモコン
Ｆによるカメラ制御信号は送信データに多重されリモー
ト側画像伝送装置Ｂ内にて分離され、テレビカメラＤ２
を制御すると同時に、後述するようにエンコーダ内の量
子化器を制御する。

【００３２】ここで、図１中のエンコーダ１，７の内部
構成が図２に示されている。同図において、本エンコー
ダは、量子化器１６の前段に係数ｋをかける乗算器２３
を設けていることを特徴としている。そして、選択器２
２ａはデマルチプレクサ１２より分離されたカメラ制御
信号によりカメラ制御を行っている間、画像データをｋ
倍したデータを選択する。ただし、ｋ＝２，４，８とす
る。

【００３３】ここで、係数ｋの値は回路的に固定もしく
はスイッチ、ＣＰＵ設定やカメラ制御同様リモコンなど
によりユーザが設定可能な値であるものとする。乗算器
２３によりｋ倍したデータは実際に発生した情報量より
多い値となるので量子化器１６は発生情報量を抑えるた
め粗い量子化テーブルを選択する。量子化されたデータ
は、一方はｋで割り算して可変長符号化回路（Ｖａｒｉ
ａｂｌｅ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｅｒ；以下、ＶＬＣと
略称する）１７により可変長符号化され伝送路へ出力さ
れる。もう一方は前フレームのデータとの差分を求める
ために逆量子化、逆ＤＣＴされｋで割り算をしてフレー
ムメモリヘ書き込む。ローカル側よりリモート側のカメ
ラ制御を行った場合について述べる。

【００３４】すなわち、リモートコントロールレシーバ
８により受信したカメラ制御信号は、伝送路Ｃ１を通じ
てリモート側の装置Ａへ入力されデマルチプレクサ１２
により映像、音声信号から分離される。分離されたカメ
ラ制御信号はリモート側カメラとエンコーダ１に入力さ
れる。エンコーダ１内では、図４の場合と異なり、選択
器２２ａ〜２２ｃが設けられている。これら選択器２２
ａ〜２２ｃは、カメラ制御信号によって選択切替制御さ
れる。そして、カメラ制御信号の入力に応答してカメラ
からの映像データを乗算器２３によりｋ倍されたデータ
に切替えてＤＣＴを行う。この時点で情報量は実際のデ
ータよりｋ倍されているので量子化器１６ではカメラ制
御を行う直前の量子化幅より粗く量子化を行う。つま
り、通常よりも量子化幅よりも粗くし、この量子化後の
データを伝送するのである。

【００３５】量子化されたデータは逆量子化回路１８に
て逆量子化され逆ＤＣＴしたのち除算器２４によりｋで
割り算され、選択器２２ｃを介して加算器２０に入力さ
れる。この加算器２０では、前フレームのデータとの差
分が求められた後、フレームメモリ２１に書き込まれ
る。この書込まれるデータはｋで割り算されているの
で、実際のデータとの差分を求めることができ、動きに
応じて適応的に量子化幅を切り替えることができる。

【００３６】また量子化されたデータは除算器２５によ
りｋで割り算される。割り算されたデータは選択器２２
ｂを介して可変長符号化回路（ＶＬＣ）１７に入力され
る。この可変長符号化回路１７では可変長符号化が行わ
れ、符号化データとして伝送路へ出力する。このことに
より伝送するデータは実際のデータで量子化するよりさ
らに粗い量子化幅で量子化されることになり、発生情報
量を抑えることが出来る。

【００３７】次にローカル側より自局（ローカル側）の
カメラ制御を行った場合について述べる。図１において
リモートコントロールレシーバ８により受信したカメラ
制御信号はローカル側のエンコーダ７に入力される。入
力後はリモート側のカメラ制御を行う時と同様に動作す
る。このことにより接続先であるリモート側には一定レ
ートの伝送が可能となり、受信画像にコマ落ちはなくな
る。

【００３８】上述した従来のシステムでは動きを優先す
るため発生情報量が増加し、一定量のデータを伝送する
ためにフレームレートを落とさなければならない。その
ためリモート側のカメラを操作している場合はローカル
側の映像が、またローカル側のカメラを操作している場
合はリモート側の映像がコマ落ちのためカクカクした動
きとなり不自然に見える。

【００３９】これに対し本システムでは、量子化を粗く
することで発生情報量を抑えることができ、フレームレ
ートを落とさずに伝送することができる。なお本システ
ムでは、従来のシステムに比ベカメラ操作時の画質は劣
化する。しかし、カメラ操作時は映像が大きく動くた
め、視覚特性上影響はないのである。

【００４０】また、上述した公報に記載されている装置
では、ズームイン又はズームイン動作終了時に、画質優
先になるので、コマ落としが発生する。したがって、ど
の程度カメラが動いたか判断がつきにくく、リモートコ
ントロールがやりづらい。

【００４１】これに対し本システムでは、カメラを上下
左右、又はズームイン、ズームアウトを行った場合、映
像データの符号化を動き優先に設定するので伝送レート
の低い高いに関わらず一定レートでの伝送が可能となり
コマ落としは発生しない。したがって、どの程度カメラ
が動いたか判断でき、リモートコントロールがやりやす
いのである。

【００４２】ここで、量子化幅の切替えをカメラ操作時
に行う場合について説明する。その場合、符号化回路１
７で、まず１フレーム当たりのビット数を求め、目標と
するビット数とする。目標とするビット数は符号化によ
り発生する情報量であり、伝送レートに応じて設定され
る。１フレーム中の画像データはブロックと呼ばれるあ
る大きさの領域に分割し、１フレーム当たりの目標とす
るビット数をもとにブロックごとの目標とするビット数
を求める。ブロックごとの目標とするビット数は前フレ
ームの同一領域と発生情報量を比較し、情報量が多けれ
ば量子化幅を粗くし、逆に情報量が少なければ量子化幅
を細かくして最適な符号化を行う。一般にカメラ操作時
は１フレーム毎の情報量が多く発生するため、量子化幅
を粗くして発生情報量を抑える、符号化を止める等して
伝送データを制御する必要がある。そのため受信側では
伝送されてくるフレームが一定でなくなりコマ落としが
発生する。

【００４３】ここで、本システムでは、カメラ制御が行
われている間、量子化幅を粗く設定するのである。すな
わち、リモート側のカメラ制御を行う場合、リモート側
の符号化部ではカメラ操作信号を受信中、ブロックごと
の目標とするビット数に係数をかけて実際に発生した情
報量より多く見せることにより量子化幅を粗く設定する
のである。またローカル側のカメラ制御を行う場合、ロ
ーカル側の符号化部ではカメラ操作信号を受信中、ブロ
ックごとの目標とするビット数に係数をかけて実際に発
生した情報量より多く見せることにより量子化幅を粗く
設定するのである。

【００４４】そのため、伝送データは実際の情報量より
少なく抑えられ、一定レートでの伝送が可能となる。ま
た係数をかけることで適応的に量子化幅の切り替えが行
えるのでカメラの動きに応じた最適な符号化が可能とな
る。また本システムによれば、カメラ制御時には常に一
定レートの伝送が可能であるので、接続先が従来装置で
ある場合でもコマ落ちのない復号が可能なのである。

【００４５】なお、以上はテレビ会議システムに画像デ
ータ伝送システムを適用した場合について説明したが、
これ以外の画像データを伝送する場合にも本システムを
適用できることは明らかである。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、テレビカ
メラで撮影した画像データを量子化器で量子化し、この
量子化した後のデータを伝送し、伝送先においてテレビ
モニタに表示する場合に、外部指令に応答して量子化器
による量子化幅を通常よりも粗くし、この量子化後のデ
ータを伝送することにより、伝送データは実際の情報量
より少なく抑えられ、一定レートでの伝送が可能とな
り、テレビカメラのリモートコントロールがやりやすく
なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態による画像データ伝送シ
ステムの構成を示すブロック図である。

【図２】図１中のエンコーダの内部構成例を示すブロッ
ク図である。

【図３】従来の画像データ伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。

【図４】図３中のエンコーダの内部構成例を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１，７ エンコーダ ２，９ マルチプレクサ ３，１０ 送信バッファメモリ ４，１１ 受信バッファメモリ ５，１２ デマルチプレクサ ６，１３ デコーダ ８ リモートコントローラレシーバ １４，２０ 加算器 １５ ＤＣＴ回路 １６ 量子化器 １７ 可変長符号化回路 １８ 逆量子化回路 １９ ＩＤＣＴ回路 ２１ フレームメモリ ２２ａ〜２２ｃ 選択器 ２３ 乗算器 ２４，２５ 除算器 Ａ ローカル側画像伝送装置 Ｂ リモート側画像伝送装置 Ｃ１，Ｃ２ 伝送路 Ｄ１，Ｄ２ テレビカメラ Ｅ１，Ｅ２ モニタ Ｆ リモートコントローラ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを量子化器で量子化しこの量
   子化した後のデータを伝送する画像データ伝送システム
   であって、外部指令に応答して前記画像データをｋ（ｋ
   は１より大なる数、以下同じ）倍する乗算手段と、この
   乗算後のデータを前記量子化器で量子化した後のデータ
   をｋで除算する除算手段とを含み、この除算後の画像デ
   ータを伝送するようにしたことを特徴とする画像データ
   伝送システム。
2. 【請求項２】 前記乗算手段による乗算後のデータ及び
   その乗算前のデータを入力としこれらを択一的に出力す
   る第１の選択手段と、前記除算手段による除算後のデー
   タ及びその除算前のデータを入力としこれらを択一的に
   出力する第２の選択手段とを更に含み、前記第１及び前
   記第２の選択手段を前記外部指令に応じて選択制御する
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像データ
   伝送システム。
3. 【請求項３】 前記画像データはテレビカメラによって
   撮影した画像データであり、その伝送先においてテレビ
   モニタに表示することを特徴とする請求項１又は２記載
   の画像データ伝送システム。
4. 【請求項４】 前記画像データは、１フレーム前のデー
   タとの差分を求めるために逆量子化及び逆離散コサイン
   変換された後に伝送されることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載の画像データ伝送システム。
5. 【請求項５】 テレビカメラで撮影した画像データを量
   子化器で量子化し、この量子化した後のデータを伝送
   し、伝送先においてテレビモニタに表示する画像データ
   伝送方法であって、外部指令に応答して前記量子化器に
   よる量子化幅を直前の量子化幅よりも粗くし、この量子
   化後のデータを伝送することを特徴とする画像データ伝
   送方法。
6. 【請求項６】 前記画像データは、１フレーム前のデー
   タとの差分を求めるために逆量子化及び逆離散コサイン
   変換された後に伝送されることを特徴とする請求項５記
   載の画像データ伝送方法。