JP2001222720A - 情報符号化装置 - Google Patents
情報符号化装置Info
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Abstract
行うことにより帯域の変化に対応することができる情報
符号化装置を提供する。 【解決手段】 情報符号化装置は、テープ記録再生系1
b、IEEE1394インターフェース系2b、ユニバ
ーサルシリアルバス(USB)4b、携帯電話6b、メ
モリ8bと、それぞれに適用するように、情報に対して
所定の重み付けを行うことにより、情報の階層的な符号
化を行うピラミッド符号化器15とを備えたので、1つ
の符号化器および復号化器を用いて、様々な通信路や記
録媒体に対応させたデータを生成することができる。
Description
信路や記録媒体を用いて情報を伝送する際の、符号化を
行う情報符号化装置に関するものである。
れる様々な通信路や記録媒体を備えて、各種通信や各種
記録を可能とする伝送システムが増えてきている。この
伝送システムでは、情報に対して通信や記録を行うため
の処理として符号化および復号化を行うことが必要であ
る。ここで、これら通信路や記録媒体は、それぞれ適用
される情報を扱う周波数帯域が異なるため、この通信路
や記録媒体専用の符号化器および復号化器を設けること
が必要であった。
帯域、つまり、伝送容量や記録速度などが統一されてい
ないため、異なる通信路を用いて情報の伝送を行う場
合、もしくは異なる記録媒体を用いて情報の記録を行う
場合などにおいて、その対象となる情報に含まれる信号
を生成するため回路をそれぞれ固有に設ける必要があっ
たためである。
成図である。図10は、DVC(デジタル VCR(ビ
デオカセットレコーダー)方式のカメラ一体型ビデオテ
ープレコーダーにおける例を示す。1はDV(デジタル
ビデオ)フォーマットのテープにデータを記録するテー
プ記録再生系である。2はIEEE1394インターフ
ェースである。これらに記録または再生、もしくは送信
または受信されるデータは、3の符号化器および復号化
器で符号化もしくは復号化される。つまり、この例にお
ける符号化器および復号化器3は、DVC方式の符号化
器および復号化器である。
ス2は専用の符号化器および復号化器を持たずに、DV
C方式のディジタルインターフェースのフォーマットよ
り、符号化器および復号化器3のデータを流用してい
る。
である。ここを流れるデータは、符号化器および復号化
器5で符号化もしくは復号化される。この例では、符号
化器および復号化器5におけるデータの帯域を5Mbp
sとしている。
れるデータの符号化もしくは復号化を行う。この例で
は、符号化器および復号化器7におけるデータの帯域を
64kbpsとしている。
データは、符号化器および復号化器9で符号化もしくは
復号化される。この例では、符号化器および復号化器7
におけるデータの帯域を10Mbpsとしている。
る。11は固体撮像素子であるCCD(チャージカップ
ルドデバイス)、12は液晶表示装置であるLCD(リ
キッドクリスタルデバイス)パネル、13は映像信号お
よび音声信号の入出力を行う端子である。
れた映像信号を記録もしくは伝送する場合を考える。C
CD11から入力された映像信号による画像データは、
ベースバンド信号系10を経由して、それぞれの符号化
器3,5,7,9に供給される。それぞれの符号化器
3,5,7,9は、自らが担当する通信路や記録媒体に
適した符号化を行う。
の伝送システムにおける情報符号化システムにおいて
は、第1に、新たな開発により増え続ける通信路や記録
媒体に対応するため、それに合わせて符号化器および復
号化器を増設することは、余計な処理や構成を必要とす
ることになる。図10の例では、たかだか4つの符号化
器を設けるのみであるが、これが10個や20個になっ
たとき、それぞれに専用の符号化器を持つことは無駄が
多くなるという不都合があった。
め、例えば、携帯電話の伝送路のように、それ自体が持
つ帯域が、状況によって、時間と共に変化する伝送系も
増えつつあるため、この変化に対応して符号化器を動作
させることは、技術的に困難を伴うことになる。つま
り、IEEE1394インターフェース系2は、フォー
マットにより、アイソクロナス(Isochronou
s)通信を用いているため、帯域の変動は基本的にあり
得ないが、携帯電話系6では、その通信状態によって、
通信帯域の変動が起こる。
信路に対する最適化を行うようにしていた。図11にお
いて、携帯電話6bは、通信の状態を監視して、今現在
の送信可能帯域14を通して、符号化器7bに通信の状
況を伝送する。符号化器7bは通信の状況に合わせて符
号化を行う。
では、通信路に対する最適化の処理が、携帯電話6bか
ら符号化器7bに帯域の情報が伝わるのに要する時間分
だけ、遅れたものとなってしまうという不都合があっ
た。
876号公報には、階層型ネットワークを用いてノード
間のパス数を少なくするマルチプロセッサシステムが開
示されている。
れたものであり、簡単な構成で伝送路に応じて最適な符
号化を行うことにより帯域の変化に対応することができ
る情報符号化装置を提供することを課題とする。
は、複数の情報の伝送を行う際に、情報の符号化を行う
情報符号化装置において、複数の伝送媒体を介して情報
の伝送を行う複数の伝送手段と、複数の伝送手段の各々
について、伝送手段に適用するように、情報に対して所
定の重み付けを行うことにより、情報の階層的な符号化
を行う階層符号化手段とを備えたものである。
る。階層符号化手段により符号化されたデータは、時間
の経過に対して、ある単位時間毎に、比較的重要が高い
重要なデータから比較的重要度の低い重要でないデータ
へと並べられる。画像データについて考えた場合、一般
的に、重要なデータは低周波成分、重要でないデータは
高周波成分とされている。つまり、重要度の高いデータ
部分のみを復号化すると、低周波成分のみの画像が得ら
れ、重要度の低いデータの部分のデータも合わせて復号
化すると、低周波成分から高周波成分まで含んだ画像が
得られる。
されたデータ列を、データ経路を経由して、複数の伝送
手段へ供給する。このそれぞれの通信路や記録媒体は、
そのデータの重要な部分を優先的に伝送もしくは記録す
る。このとき、帯域の不足によって伝送もしくは記録で
きないデータは破棄する。そのタイミング、つまり、符
号化データの単位時間の情報は、コントロール信号経路
によって、階層符号化手段により供給される。
は、複数の通信路や、記録媒体を備えた伝送システムに
おいて、情報の符号化方式としては、階層的符号化を用
いることによって、それぞれの通信路や記録媒体に専用
の符号化器を持つことなく、各々の通信路や記録媒体に
適した帯域のデータを生成するものである。
は、本実施の形態の情報符号化装置が適用される情報符
号化システムの構成図である。図1は、様々な通信路や
記録媒体に符号化を対応させるために、それらの帯域の
違い、また帯域の変化に対応した階層的符号化を示すピ
ラミッド符号化を用いた例を示す。1bはDV(デジタ
ルビデオ)フォーマットのテープにデータを記録するテ
ープ記録再生系である。2bはIEEE1394インタ
ーフェースである。4bはユニバーサルシリアルバス
(USB)である。6bは携帯電話である。8bはメモ
リである。15はテープ記録再生系1b、IEEE13
94インターフェース系2b、ユニバーサルシリアルバ
ス(USB)4b、携帯電話6b、メモリ8bの各々に
記録または通信される情報に対して階層的なピラミッド
符号化および復号化を行うピラミッド符号化器および復
号化器である。この例では、符号化器および復号化器1
5におけるデータの帯域を100Mbpsとしている。
394インターフェース系2b、ユニバーサルシリアル
バス(USB)4b、携帯電話6b、メモリ8bとピラ
ミッド符号化器および復号化器15とは、データ経路1
6およびコントロール信号経路17を介して接続されて
いる。
る。11は固体撮像素子であるCCD(チャージカップ
ルドデバイス)、12は液晶表示装置であるLCD(リ
キッドクリスタルデバイス)パネル、13は映像信号お
よび音声信号の入出力を行う端子である。
た映像信号を符号化して記録もしくは伝送する場合を考
える。CCD11から入力された映像信号による画像デ
ータは、ベースバンド信号系10を経由して、ピラミッ
ド符号化器15に供給される。ピラミッド符号化器15
は、この画像データを元に、ピラミッド符号化を行う。
たデータのイメージを図2に示す。図2は、データの重
要度を示す図である。図2Aにおいて示すデータ20,
21,22は、時間の経過に対して、ある単位時間23
毎に、図2Bに示す比較的重要が高い重要なデータから
比較的重要度の低いデータへと並べられている。画像デ
ータについて考えた場合、一般的に、重要なデータは低
周波成分、重要でないデータは高周波成分とされてい
る。つまり、図2Aに示すデータにおいて、色の濃い部
分のみを復号化すると、低周波成分のみの画像が得ら
れ、色の薄い部分のデータも合わせて復号化すると、低
周波成分から高周波成分まで含んだ画像が得られる。
3において、データ30は色の濃い部分のみであり、こ
のデータ30を復号化すると、低周波成分のみの比較的
粗い画像33が得られる。データ31は色の濃い部分と
色の中間部分のデータも合わせたものであり、このデー
タ31を復号化すると、低周波成分から中間周波成分ま
での比較的疎密の中間の画像34が得られる。データ3
2は色の濃い部分と中間的な部分と色の薄い部分とを合
わせたものであり、このデータ32を復号化すると、低
周波成分から高周波成分まで含んだ比較的鮮明な画像3
5が得られる。画像33は例えば携帯電話に用いられ、
画像34は例えばメモリに用いられ、画像35は例えば
テープに用いられる。
化されたデータ列を、図1のデータ経路16を経由し
て、テープ記録再生系1b、IEEE1394インター
フェース系2b、ユニバーサルシリアルバス(USB)
4b、携帯電話6b、メモリ8bへ供給する。このそれ
ぞれの通信路や記録媒体は、そのデータの重要な部分を
優先的に伝送もしくは記録する。このとき、帯域の不足
によって伝送もしくは記録できないデータは破棄する。
そのタイミング、つまり、符号化データの単位時間の情
報は、コントロール信号経路17によって、ピラミッド
符号化器15により供給される。
説明する。例として、図1におけるテープ記録再生ブロ
ック1bの構成および動作を図4に示す。ピラミッド符
号化器15から出力されたデータはデータ経路16を経
由してテープ記録再生ブロック1bに供給される。テー
プ記録再生ブロック1bにおいて、まず、そのデータを
バッファメモリ43に蓄える。そして、テープの記録帯
域分のデータがバッファメモリ43からテープ記録再生
アンプ42に供給され、テープ記録再生アンプ42によ
り記録前処理が施された後に、記録再生ヘッド40によ
りテープ41に記録される。
バッファメモリ43がクリアされるタイミングが生成さ
れる。このような回路を、全ての通信路や記録媒体が持
つことにより、この情報符号化システムが実現される。
が扱うデータを示す。図5Aにおいて、テープ記録再生
系1bが扱う比較的幅の広いデータ50,51,52を
示す。図5Bにおいて、メモリ8bが扱う比較的中間幅
のデータ53,54,55を示す。図5Cにおいて、携
帯電話6bが扱う比較的幅の狭いデータ56,57,5
8を示す。テープ記録再生系1b、メモリ8bおよび携
帯電話6bは、それぞれ、単位時間59に扱うことので
きる最大のデータ量を処理する。図5A,B,Cにおい
ては、データの線の幅がそれぞれの帯域を示すこととな
る。図5Aから、テープは帯域が広いので、単位時間5
9当たりにおいて、比較的色の濃いデータから比較的色
の薄いデータまで全てのデータを扱う。図5Bから、メ
モリは帯域が中間であるので、単位時間59当たりにお
いて、比較的色の濃いデータから比較的中間色のデータ
までのデータを扱う。図5Cから、携帯電話は帯域が狭
いので、単位時間59当たりにおいて、先頭部分の比較
的色の濃いデータのみを扱う。
ムを用いることによって、1つの符号化器によって、そ
れぞれの通信路や記録媒体に対応させて、最適な符号化
を行うことができる。
プレコーダーの例を示したが、この図のIEEE139
4インターフェース2に注目した場合、テープ1に記録
するデータと同じデータを伝送している。このデータの
帯域は約25Mbpsである。それに対して、1394
インターフェース2自体の帯域は、1394インターフ
ェース規格であるS100においては100Mbps,
S400では400Mbpsもある。これらを有効に活
用することで、よりよい画質のデータを送ることができ
ると考えられる。図1に示した本実施の形態に適用され
る情報符号化システムでは、それぞれの通信路や記録媒
体の最大転送レートを生かすことができると考えられ
る。
域の変化に対しても対応することができる。例えば、携
帯電話6bのブロックにおいて、通信状態の変化によっ
て、帯域が変化したとしても、実際に送るデータの量を
バッファメモリで調節することにより、対応することが
可能である。この動作は、リアルタイムで処理できるの
で、その時々に応じて得られる最大の転送レートを有効
に活用することができる。
よって行われるピラミッド符号化では、「重要なデー
タ」を、そのデータ列の先頭に配置する必要がある。上
述した本実施の形態の例においては、「重要なデータ」
を画像の低周波成分とした。しかし、これには、様々な
考え方がある。ここでは、データの対象を動画としたと
きの例を述べる。
る。これは、画の中心にいくほど重要度が高いと考える
方法である。そのような条件でピラミッド符号化された
データを復号化すると、図6に示すようになる。図6に
おいて、先頭部分のみの比較的色の濃いデータ60を復
号化すると、画の中心の人物の顔のみの画像63が得ら
れる。先頭部分から中間までの比較的色の濃いデータか
ら中間の色までのデータ61を復号化すると、画の中心
の人物に背景が付加された画像64が得られる。先頭部
分から終端までの比較的色の濃いデータから比較的色の
薄いすべてのデータ62を復号化すると、画の中心の人
物の全体に背景が付加されたすべての画像65が得られ
る。
り、画像の全体を表示することが可能となる。従って、
例えば、携帯電話では、先頭部分のみのデータを用い
て、データの中心のみを再生する。また、例えば、メモ
リでは、先頭部分から中間までのデータを用いて、デー
タの中間部分までを再生する。また、例えば、テープで
は、先頭部分から終端までのすべてのデータを用いて、
データの全体を再生する。
に、そのフレームレートを操作する方法も考えられる。
通常のNTSC信号は約30フレーム/秒である。ここ
で、1秒間に30枚あるフレームデータに重要度をつけ
る。つまり、ピラミッド符号化されたデータの先頭のみ
を送った場合、1フレーム/秒で復号化され、データ量
を大きくしていくに従って、2フレーム/秒、4フレー
ム/秒のフレームレートとなるようなデータ順序を考え
る。この方法を図7に示す。図7Aにおいて示す画像デ
ータ70に対して、図7Bに示すデータ順序は、一番重
要なデータが1フレーム目のデータ71で、次が16フ
レーム目のデータ72で、次が8フレーム目と23フレ
ーム目のデータ73で、次が4フレーム目と12フレー
ム目と19フレーム目と27フレーム目のデータ74と
して、その次をデータ75とすることで、上述した機能
が実現される。
レートは2フレーム/秒、メモリのフレームレートは1
6フレーム/秒、そしてテープのフレームレートは30
フレーム/秒となるデータが伝送され、もしくは記録さ
れる。
データの種類によって、例えば、音声データやテキスト
データ等、それぞれにおいて重要度を決めるための条件
が考えられる。
対応]MPEGデータに対して、ピラミッド符号化を行
おうとする場合の一例を以下に示す。従来のMPEGデ
ータ列は図8Aに示すようになっている。ただし、この
データは、I,B,Pの3ピクチャを用いて1GOPが
9ピクチャで構成されるMPEGデータ列である。この
ような1GOP80のMPEGデータに対して、図8B
のピラミッド符号に示すように、最も重要な色の濃いデ
ータ81をデータ列の先頭に配置して、次に重要な中間
的な色のデータ82をデータ列の中間に配置して、比較
的重要度の低い色の薄いデータ83を最後に配置するこ
とで、ピラミッド符号を構成する。
を復号化すると、例えば、低域成分のみの動画を得るこ
とができる。また、色の濃いデータ81および中間的な
色のデータ82を復号化すると、例えば、低域成分およ
び中間成分の中間的な動画を得ることができる。また、
色の濃いデータ81、中間的な色のデータ82および色
の薄いデータ83のすべてを復号化すると、例えば、低
域成分から高域成分までの完全な動画を得ることができ
る。
ラミッド符号化を用いたデータ列を扱う場合、そのデー
タを受信する場合においても、本実施の形態を適用する
ことができる。図9に、他の情報符号化システムの構成
図を示す。ここでは、IEEE1394インターフェー
ス2cからデータが受信された場合について示す。受信
されたデータはデータ経路16を経由して、テープ記録
再生系1c、ユニバーサルシリアルバス(USB)4
c、携帯電話6c、メモリ8cとピラミッド符号化器お
よび復号化器15へ供給される。
EE1394インターフェース2cからコントロール信
号経路17を経由して、テープ記録再生系1c、ユニバ
ーサルシリアルバス(USB)4c、携帯電話6c、メ
モリ8cとピラミッド符号化器および復号化器15へ供
給される。
15で復号化されたベースバンド信号はベースバンド信
号系10を経由して、LCDパネル12や映像信号およ
び音声信号の出力を行う端子13に供給される。
ス2cで受信されたデータの帯域は、50Mbpsと非
常に大きな帯域を持ったデータとする。このデータを、
例えばメモリ8cに記録しようとした場合、従来の符号
化を用いたデータの場合は、一度、受信したデータを復
号化し、ベースバンド化されたデータを再びメモリ8c
の帯域に合ったデータレートで再符号化する必要があっ
た。
を用いることにより、その必要はなくなり、メモリ8c
に記録できるだけのデータ量をメモリ8cに記録するこ
とで、メモリ8cの最大の帯域を生かしたデータ記録が
可能となる。
号化システムならびにピラミッド符号を用いることで、
1つの符号化器および復号化器を用いて、様々な通信路
や記録媒体に対応させたデータを生成することができ
る。
信路や記録媒体の持つ帯域を最大限に有効利用すること
ができる。
信路や記録媒体の持つ帯域の時間的な変化にも対応する
ことができ、変化が起こった場合でも、その時々の帯域
を有効に利用することができる。
受信したデータを再度、通信路に伝送したり、記録媒体
に記録する場合においても、ピラミッド符号を用いるこ
とで、復号および再符号化という処理をすることなく、
適切なデータを得ることができる。
報の伝送を行う際に、情報の符号化を行う情報符号化装
置において、複数の伝送媒体を介して情報の伝送を行う
複数の伝送手段と、複数の伝送手段の各々について、伝
送手段に適用するように、情報に対して所定の重み付け
を行うことにより、情報の階層的な符号化を行う階層符
号化手段とを備えたので、1つの符号化器および復号化
器を用いて、様々な通信路や記録媒体に対応させたデー
タを生成することができるという効果を奏する。
において、情報に対する重み付けは、情報に含まれる信
号列の前半に重要なデータを含み、後半になるほど、そ
の重要度が順次低くなるようにするので、それぞの通信
路や記録媒体の持つ帯域を最大限に有効利用することが
できるという効果を奏する。
において、複数の伝送手段は、所定の通信手段を用いた
任意の通信路を介して情報を伝送するので、任意の通信
路に最適なデータを生成して通信をすることができると
いう効果を奏する。
において、複数の伝送手段は、所定の記録手段を用いた
任意の記録媒体を介して情報を記録するので、任意の記
録媒体に最適なデータを生成して記録をすることができ
るという効果を奏する。
において、複数の伝送手段は、その有効帯域の変化に対
応して、情報に対する重み付けを行うので、通信路や記
録媒体の持つ帯域の時間的な変化にも対応することがで
き、変化が起こった場合でも、その時々の帯域を有効に
利用することができるという効果を奏する。
において、複数の伝送手段は、情報に対する重み付けを
行った後に、再び複数の伝送媒体を介して情報を伝送す
るとき、情報の帯域の違いに対応して、情報の先頭から
所定範囲だけ伝送するので、ある系から受信したデータ
を再度、通信路に伝送したり、記録媒体に記録する場合
においても、ピラミッド符号を用いることで、復号およ
び再符号化という処理をすることなく、適切なデータを
得ることができるという効果を奏する。
の構成図である。
タ、図2Bは重要度である。
あり、図5Aはテープ、図5Bはメモリ、図5Cは携帯
電話である。
は画像データ、図7Bはデータ順序である。
あり、図8AはMPEGデータ列、図8Bはピラミッド
符号である。
テムの構成図である。
る。
EE1394インターフェース、4b,4c……ユニバ
ーサルシリアルバス(USB)、6b,6c……携帯電
話、8b,8c……メモリ、15……ピラミッド符号化
器および復号化器、16……データ経路、17……コン
トロール信号経路、10……ベースバンド系、11……
CCD、12……LCDパネル、13……端子、
Claims (6)
- 【請求項1】 複数の情報の伝送を行う際に、情報の符
号化を行う情報符号化装置において、 複数の伝送媒体を介して情報の伝送を行う複数の伝送手
段と、 上記複数の伝送手段の各々について、上記伝送手段に適
用するように、上記情報に対して所定の重み付けを行う
ことにより、上記情報の階層的な符号化を行う階層符号
化手段と、 を備えたことを特徴とする情報符号化装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の情報符号化装置におい
て、 上記情報に対する重み付けは、上記情報に含まれる信号
列の前半に重要なデータを含み、後半になるほど、その
重要度が順次低くなるようにすることを特徴とする情報
符号化装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の情報符号化装置におい
て、 上記複数の伝送手段は、所定の通信手段を用いた任意の
通信路を介して情報を伝送することを特徴とする情報符
号化装置。 - 【請求項4】 請求項2記載の情報符号化装置におい
て、 上記複数の伝送手段は、所定の記録手段を用いた任意の
記録媒体を介して情報を記録することを特徴とする情報
符号化装置。 - 【請求項5】 請求項2記載の情報符号化装置におい
て、 上記複数の伝送手段は、その有効帯域の変化に対応し
て、上記情報に対する重み付けを行うことを特徴とする
情報符号化装置。 - 【請求項6】 請求項2記載の情報符号化装置におい
て、 上記複数の伝送手段は、上記情報に対する重み付けを行
った後に、再び上記複数の伝送媒体を介して情報を伝送
するとき、上記情報の帯域の違いに対応して、上記情報
の先頭から所定範囲だけ伝送することを特徴とする情報
符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000033692A JP2001222720A (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | 情報符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000033692A JP2001222720A (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | 情報符号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=18558139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000033692A Pending JP2001222720A (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | 情報符号化装置 |
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