JP2002247577A - 動画像伝送方法 - Google Patents

動画像伝送方法

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JP2002247577A
JP2002247577A JP2001043248A JP2001043248A JP2002247577A JP 2002247577 A JP2002247577 A JP 2002247577A JP 2001043248 A JP2001043248 A JP 2001043248A JP 2001043248 A JP2001043248 A JP 2001043248A JP 2002247577 A JP2002247577 A JP 2002247577A
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Munemitsu Kuwabara
宗光 桑原
Makoto Onishi
誠 大西
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Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】画像符号器が出力する、データ長の変動する動
画像データを、一定伝送速度の伝送路で伝送することが
できる画像伝送方式を実現する。 【解決手段】送信側では、可変長符号化された動画像デ
ータと、同期ワードと、動画像データのバイト長を示す
有効データ長の情報とをフレームに付加し、付加された
フレームのデータ長が、固定データ長に満たない場合に
は、ダミーデータを付加して受信側に送出し、受信側で
は、同期ワードによってフレーム同期を行い、受信され
たフレームから、有効データ長を読み取り、有効データ
長分のデータを受信されたフレームから抽出して再生す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像伝送方式に関わ
る。
【0002】
【従来の技術】近年通信のディジタル化が急速に進展し
ている。それに伴い、動画像データをディジタル化し、
インターネットや、携帯電話回線を介して通信を行う動
画像伝送方式が盛んに開発されている。国際標準化機構
(ISO:International Organization of Standard)
が勧告しているMPEG−4(Moving Picture Experts
Group v.4)規格は、画像伝送速度が限られている(6
4kbps以下)携帯電話などの無線回線でも、伝送可
能な動画像符号化方式であり、様々な動画像データの情
報量を圧縮する技術(情報源符号化)が用いられる。ハ
フマン符号などの可変長符号化(VLC:Variable Len
gth Coding)もその技術の一つであり、離散コサイン符
号化(DCT:Discrete Cosine Transform)、動き予
測符号化などにより、画像符号化を行った後、さらに冗
長性を除去するためにVLCが用いられている。以上述
べた画像符号化方式に関する公知例としては、特開平1
1−069362号公報“動画像の符号化方法および復
号化方法”等がある。
【0003】このような動画像データをシリアル伝送路
で伝送する場合について、図2によって説明する。図2
は、従来の画像伝送方式を説明するための構成を示すブ
ロック図である。1はカメラ、2は画像符号器、7は画
像復号器、8はモニタである。また、画像符号器2と画
像復号器7は、RS−232Cケーブルで接続されてい
る。図2において、カメラ1は、所定の時間間隔で動画
像データを取得し、画像符号器2に逐次入力する。画像
符号器2は、入力された動画像データを画像符号化(デ
ィジタル化)し、更に冗長度を除去するために可変長符
号化する。画像符号器2で可変長符号化された動画像デ
ータは、動画像データ毎に変動する伝送速度でRS−2
32Cケーブルに送出される。画像復号器7は、RS−
232Cケーブルを介して送られてくる動画像データを
受信して復号し、再生した動画像データをモニタ8に送
る。モニタ8は動画像データを表示する。画像符号器2
から動画像データが何も出力されない場合には、出力デ
ータラインは“High”レベルの状態のままであり、
画像復号器7は入力レベルが“High”である場合に
は、データ入力がないと判断して、復号を行わない。
【0004】次に、このような動画像データを一定伝送
速度の伝送路のシリアル伝送路で伝送する場合につい
て、図16によって説明する。図16は、従来の画像伝
送方式を説明するための構成を示すブロック図である。
図16は、図2の画像符号器の後段に変調器を入れ、画
像復号器の前段に復調器を入れ、変調器と復調器との間
は無線伝送路によって結ばれている。図2で説明した構
成要素の参照番号と同じ番号の構成要素は、図2の機能
及び動作がほぼ同一である。その他、4は変調器、5は
復調器である。また、画像符号器2と変調器4との間
は、RS−232Cケーブルで接続され、その接続線を
データラインIと称する。また、復調器5と画像復号器
7との間はRS−232Cケーブルで接続され、その接
続線をデータラインIIと称する。更に、変調器4と復
調器5との間を無線伝送路によって接続している。
【0005】図16において、カメラ1は、所定の時間
間隔で動画像データを取得し、画像符号器2に逐次入力
する。画像符号器2は、入力された動画像データを画像
符号化(ディジタル化)し、更に冗長度を除去するため
に可変長符号化する。画像符号器2で可変長符号化され
た動画像データは、データラインIを介して変調器4に
与えられる。変調器4は、入力された動画像データを所
定の変調方式、例えば、64QAM(Quadrature Ampli
tude Modulation)、π/4シフトQPSK(Quaternar
y Phase Shift Keying)等によって変調して無線伝送路
に送出する。復調器5は、無線伝送路を介して、変調器
4が送出したデータを受信及び復調し、復調した動画像
データをデータラインIIを介して画像復号器7に与え
る。画像復号器7は、データラインIIを介して送られ
てくる動画像データを受信して復号し、再生した動画像
データをモニタ8に送る。モニタ8は動画像データを表
示する。
【0006】画像符号器2から動画像データが何も出力
されない場合には、データラインIは“High”レベ
ルの状態のままであり、変調器4は、データがないこと
を示すためのデータ、即ち、“0000‥‥‥”(「オ
ール0」)のデータとして変調して無線伝送路に送出す
る。復調器5は、無線伝送路から受信した「オール0」
の信号を復調してデータラインIIを介して画像復号器
7に与える。上述のように、従来技術では、データが送
られていないときに、復調器に与えられる「オール0」
に、有効データ数が付いていないため、受信側の画像復
号器7では、画像符号器2が、実際に「オール0」のデ
ータを出力したのか、それとも画像符号器2がデータを
出力しなかったため、変調器4が「オール0」を出力し
たのかが分からない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には、
可変長符号化されるため、符号化される前の基本処理単
位であるマクロブロックの大きさが一定であっても、送
出されるデータのデータ長が変動する。伝送速度の変動
する動画像データを、一定伝送速度の伝送路で伝送する
ことができない欠点があった。例えば、前述のように、
画像符号器の後段に変調器を入れ、画像復号器の前段に
復調器を入れることによって、動画像データを一定伝送
速度の伝送路で伝送しようとしても、カメラから入力さ
れる動画像のデータ量は、動画像の動きや可変長符号化
によって毎回変動し、画像符号器から変調器に入力され
るときのデータ長が変動する。このため、一定伝送速度
の伝送路で伝送することができない。本発明の目的は、
上記のような欠点を除去し、画像符号器から連続して出
力されるデータ長が変動する動画像データを、一定伝送
速度の伝送路で伝送する画像伝送方式を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の画像伝送方法は、送信側では、動画像デー
タを画像符号器によって可変長符号化し、可変長符号化
された動画像データを所定の固定データ長のフレームで
構成し、フレームを伝送路に送出し、受信側では、伝送
路から受信されたフレームから動画像データを抽出し
て、画像復号器で動画像を再生する動画像伝送方式にお
いて、送信側は、可変長符号化された動画像データと、
同期ワードと、動画像データのバイト長を示す有効デー
タ長の情報とをフレームに付加し、付加されたフレーム
のデータ長が、固定データ長に満たない場合には、ダミ
ーデータを付加して受信側に送出し、受信側は、同期ワ
ードによってフレーム同期を行い、受信されたフレーム
から、有効データ長を読み取り、有効データ長分のデー
タを受信されたフレームから抽出して再生するものであ
る。
【0009】また、本発明の画像伝送方法では、送信側
は、フレームに有効データ長のデータを2n−1個付加
し(nは自然数)、受信側は、2n−1個の有効データ
長のデータをそれぞれのビット桁毎に比較し、一番多い
符号を有効データ長のデータとして確定し、確定した有
効データ長分のデータを受信されたフレームから抽出し
て再生するものである。または、本発明の画像伝送方法
は、送信側は、フレームに、有効データ長のデータを2
n−1個付加し(nは自然数)、受信側は、2n−1個
の有効データ長のデータをそれぞれのビット桁毎に比較
し、n個以上が一致する符号を有効データ長のデータと
して確定し、確定した有効データ長分のデータを受信さ
れたフレームから抽出して再生するものである。
【0010】更に、本発明の画像伝送方法は、可変長符
号化された動画像データをバッファに保存し、バッファ
から出力される動画像データを所定の固定データ長のフ
レームで構成し、バッファから出力される動画像データ
のデータ長が所定の値よりも大きく、バッファの空き容
量が所定の基準値未満になった時には、動画像データの
可変長符号化を停止する。また、バッファから出力され
る動画像データのデータ長が所定の値よりも小さく、バ
ッファの空き容量が所定の基準値以上になった時には、
動画像データの可変長符号化を再開する。
【0011】また、本発明の画像伝送方法は、送信側で
は、受信側に送出するフレームの動画像データとダミー
データとを畳み込み符号化して、受信側に送出し、受信
側では、受信されたフレームから動画像データとダミー
データとをビタビ復号器によりビタビ復号し、ビタビ復
号されたデータから、動画像データを抽出するものであ
る。更に、本発明の画像伝送方法は、送信側では、受信
側に送出するフレームの動画像データとダミーデータと
をパンクチャ−処理して、受信側に送出し、受信側で
は、受信されたフレームから動画像データとダミーデー
タとをデパンクチャ−処理し、デパンクチャ−処理され
たデータから、動画像データを抽出するものである。ま
た更に、本発明の画像伝送方法は、送信側では、受信側
に送出するフレームの畳み込み符号化された動画像デー
タとダミーデータとをパンクチャ−処理して、受信側に
送出し、受信側では、受信されたフレームから動画像デ
ータとダミーデータとをデパンクチャ−処理し、デパン
クチャ−処理されたデータをビタビ復号器によりビタビ
復号し、ビタビ復号されたデータから、動画像データを
抽出するものである。
【0012】更に、本発明の画像伝送方法は、フレーム
同期を、受信されたフレームから同期ワードを検出する
引き込み動作モードと、後方保護モードと、前方保護モ
ードとに分け、引き込み動作モードでは、予め定めた同
期ワードと一致するまで、受信フレームから1データず
つデータを取り出して同期ワードの検出動作を行い、同
期ワードが検出された場合には後方保護モードに移行
し、後方保護モードでは、受信フレームを1フレーム長
シフトした位置に同期ワードが検出されるかどうか確認
し、同期ワードの確認がM回(Mは正の整数)成功した
場合には、前方保護モードに移行し、前方保護モードで
は、受信フレームを1フレーム長ずつシフトし、前記同
期ワードの検出位置のデータを予め定めた同期ワードと
比較し、一致しない回数をカウントし、連続してN回
(Nは正の整数)一致した場合には、カウンタをリセッ
トするものである。また、後方保護モードで、同期ワー
ドの確認がM回(Mは正の整数)成功しない場合には、
引き込み動作モードに移行し、前方保護モードで、同期
ワードの検出位置のデータと予め定めた同期ワードとの
比較が、連続してN回(Nは正の整数)一致しない場合
には、引き込み動作モードに移行し、引き込み動作モー
ドと、後方保護モードと、前方保護モード少なくともい
ずれかのモードで、同期ワードを検出する場合に、受信
フレームから取り出した1データのうち、mビット(m
は正の整数)ビットの誤りを許容して、フレーム同期動
作を実行するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図1によって本発明の第1
の実施例を説明する。図1は、本発明の画像伝送方式の
一実施例を説明するための構成を示すブロック図であ
る。1はカメラ、2は画像符号器、3はフレーム分割回
路、4は変調器、5は復調器、6はデータ再生回路、7
は画像復号器、8はモニタである。また、画像符号器2
とフレーム分割回路3との間は、RS−232Cケーブ
ルで接続され、その接続線をデータラインIiと称す
る。更に、フレーム分割回路3と変調器4との間は、R
S−232Cケーブルで接続され、その接続線をデータ
ラインIiiと称する。また更に、復調器5とデータ再
生回路6の間は、RS−232Cケーブルで接続され、
その接続線をデータラインIIiと称する。また、デー
タ再生回路6と画像復号器7との間はRS−232Cケ
ーブルで接続され、その接続線をデータラインIIii
と称する。図1において、カメラ1は所定の時間間隔で
動画像データを取得し、画像符号器2に逐次入力する。
画像符号器2は、入力された動画像データをマクロブロ
ック毎に画像符号化(ディジタル化)し、更に冗長度を
除去するために可変長符号化する。画像符号器2で可変
長符号化された動画像データは、データラインIiを介
して、動画像データ毎に変動する伝送速度でフレーム分
割回路3に送られる。
【0014】フレーム分割回路3は、入力された、毎回
データ長の異なる(変動する)動画像データを、予め定
められた一定のデータ長のフレームに構成してデータラ
インIiiに出力する。まず、一定データ長のフレーム
構成の一実施例について、図1と図3を用いて説明す
る。図3は、本発明のフレームの構成の一実施例を示す
図である。SWは同期ワード(1バイト)、BNは動画
像データの有効データ数(1バイト:00(16進)〜
FF(16進))、13は動画像データ(xバイト)、
14はダミーデータ(T−x−2バイト)である。また
1フレーム全体のデータ長はTバイトに固定されてい
る。ただし、Tとxは自然数であって、T>xである。
【0015】フレーム分割回路3に入力される動画像デ
ータ、即ち、動画像データ13は毎回データ長が異なる
ために、ダミーデータ14のデータ長もフレーム毎に異
なる。このため、1つのフレームの中での動画像データ
のデータ長が分かるように、有効データ数BNを付加し
ている。即ち、有効データ数BNの値“x”が動画像デ
ータ13のデータ長を示す。従って、ダミーデータ14
のデータ長は、“全体のデータ長”−[“同期ワードの
データ長”+“有効データ数のデータ長”+“動画像デ
ータのデータ長”]=T−(1+1+x)=T−x−2
バイトとなる。
【0016】画像符号器2から出力されフレーム分割回
路3に入力される動画像データのデータ長が、伝送路で
伝送しようとする1フレームのデータ長よりも小さい場
合は、1つのフレームに挿入できるデータ長より動画像
データのデータ長が小さい(有効データ数BNが1フレ
ームのデータ長に満たない)ので、上記のようにダミー
データを加えて一定データ長のフレームにする。画像符
号器2から出力されフレーム分割回路3に入力される動
画像データの伝送速度が、伝送路で伝送しようとする1
フレームのデータ長よりも大きい(伝送路の伝送速度よ
りも大きい)場合は、1つのフレームに挿入できるデー
タ長より動画像データのデータ長が大きいので、“T−
2”バイトまでの動画像データ(有効データ数BN=T
−2バイト)だけがフレームに挿入され、“T−2”バ
イトを超えた分の動画像データは捨てられる。即ち、は
み出したデータはカットされ、一定データのフレームに
する。上記のように、フレーム分割回路3は、画像符号
器2から入力された動画像データを一定データ長のフレ
ームに構成して、データラインIiiを介して、順次変
調器4に与える。変調器4は、入力されたフレームを、
例えば、64QAM、π/4シフトQPSK等の変調方
式によって変調して一定の伝送速度の伝送路に送出す
る。
【0017】復調器5は、伝送路を介して伝搬されてく
るフレームを受信して復調し、データラインIIiを介
してデータ再生回路6に与える。データ再生回路6は、
入力されたフレームそれぞれから同期ワードSWを検出
してフレーム同期を行い、受信された各フレームから有
効データ数BNを検出する。そして、フレームデータか
ら同期ワードSWと有効データ数BNとを除いたデータ
から、有効データ数BNバイト分の動画像データ13を
抽出する。抽出された動画像データ13は、データライ
ンIIiiを介して、画像復号器7に与えられて、画像
が復号され、復号された動画像データをモニタ8に送
る。モニタ8は動画像データを表示する。
【0018】画像符号器2から動画像データが何も出力
されない場合には、データラインIiは“High”レ
ベルの状態のままであり、フレーム分割回路3は、図1
7に示すような構成(同期ワードSW、有効データ数B
N、ダミーデータ14)のフレームを変調器4に出力す
る。このとき、有効データ長BNには、0が入り動画像
データ13の領域がない。即ち、x=0であるから、フ
レームの残りの部分にはすべてダミーデータ14が入
る。変調器4は、入力されたフレームを、例えば、64
QAM、π/4シフトQPSK等の変調方式によって変
調して一定の伝送速度の伝送路に送出する。復調器5
は、無線伝送路から受信した動画像データのないフレー
ム(図17参照)の信号を復調してデータラインIIi
を介してデータ再生回路6に与える。データ再生回路6
は、入力されたフレームから同期ワードSWを検出して
フレーム同期を行い、受信された各フレームから有効デ
ータ数BNを検出する。そして、検出されたフレームの
有効データ数BNの値(x=0)から、このフレームに
データがないことを知り、このフレームを破棄する。
【0019】また、画像符号器2から動画像データの内
容が「オール0」のデータ場合には、データラインIi
を介してフレーム分割回路3に入力されるデータは、図
18に示すような構成(同期ワードSW、有効データ数
BN、動画像データ「オール0」13、ダミーデータ1
4)のフレームを変調器4に出力する。このとき、有効
データ長BNにはxが入る。即ち、BN=xであるか
ら、xバイトの動画像データ13があり、フレームの残
りの部分にはすべてダミーデータ14が入る。変調器4
は、入力されたフレームを、例えば、64QAM、π/
4シフトQPSK等の変調方式によって変調して一定の
伝送速度の伝送路に送出する。復調器5は、無線伝送路
から受信した動画像データ「オ−ル0」のフレーム(図
18参照)の信号を復調してデータラインIIiを介し
てデータ再生回路6に与える。データ再生回路6は、入
力されたフレームから同期ワードSWを検出してフレー
ム同期を行い、受信された各フレームから有効データ数
BNを検出する。そして、検出されたフレームの有効デ
ータ数BNの値(x)から、このフレームにxバイトの
動画像データがあることを知り、この動画像データ
(「オール0」)を抽出する。抽出された動画像データ
13は、データラインIIiiを介して、画像復号器7
に与えられて、画像が復号され、復号された動画像デー
タをモニタ8に送る。モニタ8は動画像データを表示す
る。以上述べたように、本実施例では、データがないか
「オール0」のデータであるかを判別することができ
る。
【0020】次に、図1と図4によって本発明の第2の
実施例を説明する。本実施例は、有効データ数に誤り保
護を加えたフレームの構成を用いる。図4は、本発明の
フレームの構成の一実施例を示す図である。図3と同様
に、SWは同期ワード(1バイト)、13は動画像デー
タ(xバイト)、14はダミーデータ(T−x−4バイ
ト)である。また1フレームのデータ長はTバイトに固
定されている。また、BN1〜BN3はそれぞれ動画像
データの有効データ数(1バイト)である。伝送路の伝
搬状況が悪い場合には、送出されるフレームデータにエ
ラーが発生する。発生したエラーが、受信されたフレー
ムデータの同期ワードSWや動画像データにあった場合
には、それほど問題にならないが、有効データ数BNに
エラーが発生すると、有効データ数の値xが異なるた
め、動画像のデータ長に誤りが生じ正確な動画像再生が
できない。このため、有効データ数の値xの情報を複数
送出し、正しい値を選択して動画像データを再生する。
【0021】即ち、図4において、同期ワードSWと、
2n−1個(nは自然数、図4ではn=2)の有効デー
タ数と、動画像データ13と、ダミーデータ14とによ
ってフレームを構成し、その構成されたフレームを順次
変調器4に与える。変調器4は、入力されたフレーム
を、例えば、64QAM、π/4シフトQPSK等の変
調方式によって変調して、一定伝送速度の伝送路に送出
する。復調器5は、伝送路を介して伝搬されてくるフレ
ームを受信して復調し、データ再生回路6に与える。デ
ータ再生回路6は、入力されたフレームそれぞれから同
期ワードSWを検出してフレーム同期を行い、受信され
た各フレームから有効データ数BN1〜BN3を検出す
る。更に、データ再生回路6は、有効データ数BN1〜
BN3から、正しい有効データ数BNを確定して、確定
した有効データ数BNに基づいて、受信されたフレーム
から、同期ワードSWと有効データ数BN1〜BN3を
除いたデータから、動画像データ13を、確定した有効
データ数BNの値のビット数分抽出する。抽出された動
画像データ13は、画像復号器7に与えられて、画像が
復号され、復号された動画像データをモニタ8に送る。
モニタ8は動画像データを表示する。
【0022】本発明の第3の実施例を図5によって説明
する。図5は、本発明の一実施例であって、有効データ
数を確定する方法を説明する図である。この確定方法
は、2n−1個の有効データ数について、各々のビット
桁ごとに多数決を取って、2n−1個のうちn個以上が
一致する符号(0又は1)から、有効データ数BNを確
定する。図5は、n=2の場合である。図5において、 BN1=0A(16進)=00001010(2進)、 BN2=88(16進)=10001000(2進)、 BN3=1B(16進)=00011011(2進) である場合、BN1、BN2、BN3の各々のビット桁
毎に多数決を取ると、有効データ数BNは BN =0A(16進)=00001010(2進) に確定する。以上述べたように、本実施例は、有効デー
タ数BNの伝送誤りに対して有効である。
【0023】次に、本発明の第4の実施例を図6によっ
て説明する。前述の第1〜第3の実施例では、画像符号
器2からフレーム分割回路3に入力されてくる動画像の
データ量が、フレーム分割回路3が処理するデータ量よ
りも多いと、データ損失が起こる。本実施例は、そのよ
うなデータ損失を防ぐものである。図6は、本発明の画
像伝送方式の一実施例を説明するための構成を示すブロ
ック図である。図1で説明した構成要素の参照番号と同
じ番号の構成要素は、図1の機能及び動作がほぼ同一で
ある。その他、46はバッファであり、バッファ46は
画像符号器2とフレーム分割回路3との間に挿入されて
いる。
【0024】図1と同様な動作により、動画像データが
画像符号器2より出力される。この動画像データは、デ
ータラインIiを介して、まずバッファ46に与えられ
る。バッファ46は、入力された動画像データを一度保
存してから出力し、データラインIiiを介して、フレ
ーム分割回路3に与える。今、フレーム分割回路3に入
力される動画像データのデータ長が、伝送路で伝送しよ
うとするフレームのデータ長よりも小さく、バッファ4
6の空きが所定の基準値以上の時には、画像符号器2か
らフレーム分割回路3に、動画像データが入力され続け
る。しかし、入力される動画像データのデータ長が、伝
送路で伝送しようとするフレームのデータ長よりも大き
く、バッファ46の空きが所定の基準値未満になった時
には、バッファ46は、画像符号器2に、動画像データ
の送信を停止する制御信号48を送る。画像符号器2
は、動画像データの送信を停止する制御信号48を受け
取ると、動画像データの送信を停止する。
【0025】また、画像符号器2が動画像データの送信
を停止している時に、バッファ46の空きが所定の基準
値以上になった時には、バッファ46は、画像符号器2
に、動画像データの送信を許可する制御信号48′を送
る。画像符号器2は、動画像データの送信を許可する制
御信号を受け取ると、動画像データの送信を再開する。
画像符号器2は、動画像データの送信を停止している間
も、カメラ1から入力された動画像データをマクロブロ
ック毎に画像符号化(ディジタル化)し、更に冗長度を
除去するために可変長符号化しているが、フレーム分割
回路3へのデータ送信を停止している間の可変長符号化
されたデータは捨てられる。以上述べたように、本実施
例では、マクロブロック毎の動画像に対して、データ損
失を防ぐことができる。
【0026】例えば、図3に示したフレームの構成例に
おいて、送信側では、フレーム分割回路3は、同期ワー
ドSWと、有効データ数BNと、動画像データ13と、
ダミーデータ14とから一定データ長のフレームを構成
して、一定伝送速度の伝送路で送出する。受信側は、復
調器5は受信フレームをデータ再生回路6に送り、デー
タ再生回路6は受信フレームから同期ワードSWを検出
して、フレーム同期を行い、受信フレームから有効デー
タ数BNを検出して、受信フレームから同期ワードSW
と有効データ数BNを除いたデータから、動画像データ
13を、有効データ数BNだけ抽出して、動画像データ
を画像復号器7で再生する。
【0027】本発明の第5の実施例を、図7と図8によ
って説明する。図1に示した第1〜第3の実施例では、
伝送路の誤りによってフレームに誤りが生じることが考
えられる。そこで本実施例は、有効データ数BN、動画
像データ、及びダミーデータを一括して畳み込み符号化
したものを符号化データ42としたものである。図7
は、本発明の画像伝送方式の一実施例を説明するための
構成を示すブロック図である。図1で説明した構成要素
の参照番号と同じ番号の構成要素は、図1の機能及び動
作がほぼ同一である。その他、40は畳み込み符号器、
41はビタビ復号器である。また、図8は、本発明のフ
レームの構成の一実施例を示す図である。SWは同期ワ
ードであり、42は符号化データ(T−1バイト)であ
る。但し1フレームのデータ長をTバイト(255)固
定とする。
【0028】図7は、図1のフレーム分割回路3と変調
器4との間に、畳み込み符号器40を挿入し、復調器5
とデータ再生回路6との間にビタビ復号器41を挿入し
た構成である。図7において、図1と同様な動作によ
り、カメラ1、画像符号器2、フレーム分割回路3まで
動作する。そして、フレーム分割回路3は、入力され
た、毎回データ長の異なる(変動する)動画像データ
を、予め定められた一定のデータ長のフレームに構成し
てデータラインIiiを介して畳み込み符号器40に出
力する。畳み込み符号器40は、入力された一定データ
長のフレームから、有効データ数BNと、動画像データ
13と、ダミーデータ14とを一括して畳み込み符号化
して、符号化データ42とする。そして、同期ワードS
Wと、符号化データ42とからなるフレームを変調器4
にデータラインIiiiを介して与える。変調器4は、
入力されたフレームを例えば、64QAM、π/4シフ
トQPSK等の変調方式によって変調して一定の伝送速
度の伝送路に送出する。受信側では、復調器5は受信フ
レームを復調して、データラインIIiを介して、ビタ
ビ復号器41に送る。ビタビ復号器41は、受信フレー
ムから同期ワードSWを除いた符号化データ42を復号
し、データラインIIiiを介して、データ再生回路6
に与える。データ再生回路6は、ビタビ復号されたデー
タから、有効データ数BNを検出し、動画像データを有
効データ数BNだけ抽出して、データラインIIiii
を介して、画像復号器7に与える。画像復号器7は、抽
出された動画像を再生し、モニタ8に送る。モニタ8は
動画像データを表示する。以上述べたように、この実施
例では、畳み込み符号化したデータをビタビ復号するた
め、伝送路誤りによる誤り率を改善することができる。
【0029】本発明の第6の実施例を図9と図10によ
って説明する。図1に示した第1〜第3の実施例では、
伝送路の誤りによってフレームに誤りが生じることが考
えられる。そこで本実施例では、有効データ数に誤り保
護を加え、動画像データとダミーデータを畳み込み符号
化したものを符号化データ43としたものである。図9
は、本発明の画像伝送方式の一実施例を説明するための
構成を示すブロック図である。図1で説明した構成要素
の参照番号と同じ番号の構成要素は、図1の機能及び動
作がほぼ同一である。その他、40は畳み込み符号器、
41はビタビ復号器である。また図10は、本発明のフ
レームの構成の一実施例を示す図である。SWは同期ワ
ード、BN1,BN2,BN3は有効データ数、43は
符号化データ(T−4バイト)である。但し、1フレー
ムのデータ長をTバイト固定とする。
【0030】図9は、図1のフレーム分割回路3と変調
器4との間に、畳み込み符号器40を挿入し、データ再
生回路6と画像復号器7との間にビタビ復号器41を挿
入した構成である。図9において、図1と同様な動作に
より、カメラ1、画像符号器2、フレーム分割回路3ま
で動作する。そして、フレーム分割回路3は、入力され
た、毎回データ長の異なる(変動する)動画像データ
を、予め定められた一定のデータ長のフレームに構成し
てデータラインIiiを介して畳み込み符号器40に出
力する。畳み込み符号器40は、入力された一定データ
長のフレームから、動画像データ13と、ダミーデータ
14とを一括して畳み込み符号化して、符号化データ4
2とする。そして、同期ワードSWと、2n−1個の有
効データ数と、符号化データ(動画像データ、ダミーデ
ータ)43とからなるフレームを変調器4にデータライ
ンIiiiを介して与える。変調器4は、入力されたフ
レームを例えば、64QAM、π/4シフトQPSK等
の変調方式によって変調して一定の伝送速度の伝送路に
送出する。受信側では、復調器5は、受信フレームを復
調して、データラインIIiを介して、データ再生回路
6に送る。データ再生回路6は、2n−1個の有効デー
タ数の各々のビット桁ごとに多数決を取って、2n−1
個のうちn個以上が一致する符号(0又は1)から有効
データ数を確定して、データラインIIiiを介して、
ビタビ復号器41に与える。ビタビ復号器41は、符号
化データ43を復号し、データラインIIivを介し
て、画像復号器7に与える。画像復号器7は、ビタビ復
号されたデータから、確定した有効データ数BNだけの
動画像データを抽出して、抽出された動画像を再生し、
モニタ8に送る。モニタ8は動画像データを表示する。
以上述べたように、この実施例では、有効データ数につ
いて伝送路誤りを訂正するので、本発明の第5の実施例
よりも更に、伝送誤りによる誤り率を改善することがで
きる。
【0031】本発明の第7の実施例を図11と図12に
よって説明する。本発明の第5または第6の実施例で
は、伝送路符号化に畳み込み符号を用いており、この畳
み込み符号により誤り率の改善効果が期待できる。しか
し、この誤り率の改善効果は、符号化率が小さいほど高
くなるが、それにつれてデータの伝送速度は小さくな
り、高速でデータを伝送しようとする場合には不利とな
る。そこで本実施例は、符号化率を1に近くすることが
できるものである。図11は、本発明の画像伝送方式の
一実施例を説明するための構成を示すブロック図であ
る。図9で説明した構成要素の参照番号と同じ番号の構
成要素は、図1の機能及び動作がほぼ同一である。その
他、51はパンクチャ−回路、52はデパンクチャ回路
である。また図12は、本発明のフレームの構成の一実
施例を示す図である。SWは同期ワード、BN1,BN
2,BN3は有効データ数、43は動画像データとダミ
ーデータを畳み込み符号化したデータ(T−4バイト)
である。但し、フレームのデータ長をTバイト固定とす
る。
【0032】図11は、図9の畳み込み符号器40と変
調器4との間に、パンクチャ回路51を挿入し、データ
再生回路6とビタビ復号器41との間にデパンクチャ回
路52を挿入した構成である。図11において、図9と
同様な動作により、カメラ1、画像符号器2、フレーム
分割回路3、及び畳み込み符号器40まで動作し、畳み
込み符号器40は、同期ワードSWと、2n−1個の有
効データ数と、符号化データとを、データラインIii
iを介して、パンクチャ回路51に与える。パンクチャ
回路51は、予め定めた規則に従って、入力されたフレ
ームのうちの符号化データ43をパンクチャ−処理し、
データ符号の一部を削除する。そして、同期ワードS
W、2n−1個の有効データ数、及びパンクチャ−処理
を行った符号化データで構成したフレームを、データラ
インIivを介して変調器4に与える。変調器4は、入
力されたフレームを、例えば、64QAM、π/4シフ
トQPSK等の変調方式によって変調して一定の伝送速
度の伝送路に送出する。受信側では、復調器5は、受信
フレームを復調して、データラインIIiを介して、デ
ータ再生回路6に送る。データ再生回路6は、復調され
たフレームについて、2n−1個の有効データ数の各々
のビット桁ごとに多数決を取って、2n−1個のうちn
個以上が一致する符号(0又は1)から有効データ数B
Nを確定して、データラインIIiiを介して、デパン
クチャ回路52に与える。デパンクチャ回路52は、確
定した有効データ数に基いて、受信フレームから同期ワ
ードSWと2n−1個の有効データ数を除き、残ったデ
ータにデパンクチャ−処理(即ち、残ったデータを予め
定めた規則により、削除された符合を補う処理)を施
し、符号化データ43として、データラインIIiii
を介して、ビタビ復号器41に与える。ビタビ復号器4
1は、符号化データ43を復号し、データラインIIi
vを介して、画像復号器7に与える。画像復号器7は、
ビタビ復号された、少なくとも、動画像データまたはダ
ミーデータのいずれか1つからなるデータから、確定し
た有効データ数BNだけの動画像データを抽出して、抽
出された動画像を再生し、モニタ8に送る。モニタ8は
動画像データを表示する以上のように、上記実施例によ
れば、誤り率を改善し、かつ、符号化率を1に近くする
ことができるため、データの伝送速度を大きくすること
ができる。
【0033】本発明の第8の実施例を図13と図14に
よって説明する。図1に示した第1〜第3の実施例で
は、伝送路の誤りによって同期ワードSWが誤り、デー
タ再生回路6が同期ワードSWを検出できなくなるこ
と、即ち、同期外れが生じることが考えられる。そこで
本実施例では、同期外れが生じても再び同期引き込みが
できるようにしたものである。図13は、本発明の画像
伝送方式の一実施例の構成を示すブロック図である。図
1で説明した構成要素の参照番号と同じ番号の構成要素
は、図1の機能及び動作がほぼ同一である。その他、1
5はフレーム同期回路である。図13は、図1の画像伝
送方式の復調器5とデータ再生回路6との間にフレーム
同期回路15を挿入したものである。また図14は、本
発明のフレームの構成の一実施例を示す図である。20
は先頭フレーム、21はデータフレーム、22は末尾フ
レームである。また、各フレームの左側に記載されてい
る1フレーム、2フレーム、3フレーム、‥‥‥、30
フレーム、31フレーム、32フレーム、33フレー
ム、34フレームは、伝送されるフレームの順序を示
す。
【0034】図14において、先頭フレーム20は、同
期ワードSWと、有効データ長BN1,BN2,BN3
と、ダミーデータから構成されるフレーム2個(1フレ
ーム、2フレーム)からなる。データフレーム21は、
同期ワードSWと、有効データ長BN1,BN2,BN
3と、動画像データと、ダミーデータから構成されるフ
レームの集合(3フレーム、‥‥‥、30フレーム)で
ある。末尾フレーム22は、同期ワードSWと、有効デ
ータ長BN1,BN2,BN3、ダミーデータから構成
されるフレーム4個(31フレーム、32フレーム、3
3フレーム、34フレーム)からなる。受信フレームの
同期ワードSWによってフレーム同期を行う方法とし
て、同期動作を、同期ワードSWを検出する引き込み動
作モードと、後方保護モードと、前方保護モードとに分
ける。
【0035】図13の送信側の動作は、図1及び図4の
動作と同様なので、説明を省略する。ただし、図1の実
施例とは、フレームの構成が異なる。即ち、先頭フレー
ム20は、図4と同じであるが、その後のデータフレー
ム21と末尾フレーム22が図14に示すように、異な
る構成をとる。図13と図14において、受信側では、
復調器5は、伝送路を介して受信したフレームを復調し
て、データラインIIiを介してフレーム同期回路15
に与える。このとき、フレーム同期回路15は、引き込
み動作モードにおいては、予め定めた同期ワードSWと
一致するまで、受信フレームから1データずつ取り出し
て、同期ワードSWの検出動作を行い、同期ワードSW
が検出された場合には後方保護モードに移行する。後方
保護モードにおいては、受信フレームを1フレーム長シ
フトした位置に同期ワードSWが検出されるかどうか確
認し、同期ワードSWの確認がM回(Mは正の整数)成
功した場合には、前方保護モードに移行し、成功しない
場合には、引き込み動作モードに戻る。
【0036】前方保護モードにおいては、受信フレーム
を1フレーム長ずつシフトして、同期ワード検出位置の
データを予め定めた同期ワードSWと比較し、一致しな
い回数をカウントするカウンタを設けて、連続してN回
(Nは正の整数)一致しなかった場合には、引き込み動
作モードに移行し、一致した場合にはカウンタをリセッ
トする。またデータ有効長が0であるフレームが3回続
く(フレーム31〜33のデータ有効長BN1〜BN3
が0となる)と、フレームの終了と判断する。このよう
にして伝送路の誤りによって同期ワードSWが誤り、同
期外れが生じても、再び同期引き込みすることができ
る。フレーム同期回路15の出力から以降、データ再生
回路6、画像復号器7、モニタ8の動作は、図1のとお
りなので、説明を省略する。
【0037】本発明の第9の実施例を図1と図15によ
って説明する。前述の第8の実施例では、伝送路の誤り
によって同期ワードSWが誤り、データ再生回路6が同
期ワードSWを検出できなくなる、つまり同期外れが生
じることが考えられる。そこで本実施例のように、引き
込み動作モードと、後方保護モードと、前方保護モード
において同期ワードを検出する際、受信フレームから取
り出した1データのうち、mビット(mは正の整数)ビ
ットの誤りを許容して、フレーム同期動作を実行する。
図15は、本発明による第8の実施例で用いる誤り許容
の例(m=2)を表す、本発明のフレームの構成の一実
施例を示す図である。図15では、誤り許容ビット数を
2bit、つまりm=2としている。この時フレーム1
の同期ワードSW=A3、フレーム2の同期ワードSW
=A4より、それぞれ1bit誤り、2bit誤りとな
り、同期ワードSWとみなされる。
【0038】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による伝送方
式を用いれば、画像符号器が出力する、データ長の変動
する動画像データを、一定伝送速度の伝送路で伝送する
ことができる。また、データがないか「オール0」のデ
ータであるかを判別することができる。更に、有効デー
タ数BNの伝送誤りに対して誤り耐性の大きい伝送方法
を提供する。また更に、本発明の別の実施例では、マク
ロブロック毎の動画像に対して、データ損失を防ぐこと
ができる。更に、本発明では、伝送路誤りによる誤り率
を改善した伝送方法を提供する。そして、誤り率を改善
し、かつ、符号化率を1に近くすることができるため、
データの伝送速度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像伝送方式の一実施例の構成を示
すブロック図。
【図2】 従来の画像伝送方式の構成を示すブロック
図。
【図3】 本発明のフレームの構成の一実施例を示す
図。
【図4】 本発明のフレームの構成の一実施例を示す
図。
【図5】 本発明の一実施例の有効データ数を確定する
方法を説明する図。
【図6】 本発明の画像伝送方式の一実施例の構成を示
すブロック図。
【図7】 本発明の画像伝送方式の一実施例の構成を示
すブロック図。
【図8】 本発明のフレームの構成の一実施例を示す
図。
【図9】 本発明の画像伝送方式の一実施例の構成を示
すブロック図。
【図10】 本発明のフレームの構成の一実施例を示す
図。
【図11】 本発明の画像伝送方式の一実施例の構成を
示すブロック図。
【図12】 本発明のフレームの構成の一実施例を示す
図。
【図13】 本発明の画像伝送方式の一実施例の構成を
示すブロック図。
【図14】 本発明のフレームの構成の一実施例を示す
図。
【図15】 本発明のフレームの構成の一実施例を示す
図。
【図16】 従来の画像伝送方式を説明するための構成
を示すブロック図。
【図17】 本発明のフレームの構成の一実施例を示す
図。
【図18】 本発明のフレームの構成の一実施例を示す
図。
【符号の説明】
1:カメラ、 2:画像符号器、 7:画像復号器、
8:モニタ、 3:フレーム分割回路、 4:変調器、
5:復調器、 6:データ再生回路、 13:画像符
号化された動画像データ、 14:ダミーデータ、 1
5:フレーム同期回路、 20:先頭フレーム、 2
1:データフレーム、 22:末尾フレーム、 40:
畳み込み符号器、 41:ビタビ復号器、 42:符号
化データ、43:符号化データ、 46:バッファ、
47:受信バッファ、 48,49:制御信号、 5
0:有効データ数、 51:パンクチャ、 52:デパ
ンクチャ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C059 KK22 KK29 ME01 RC02 RC09 RD03 RF27 SS14 TA76 TC16 TC18 TD11 UA32 5J064 AA01 BA09 BB05 BC23 BD02 5J065 AA01 AB03 AC02 AD10 AE06 AF02 AG05 AH23 5K047 DD02 HH01 HH21 KK04

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信側は、動画像データを画像符号器に
    よって可変長符号化し、該可変長符号化された動画像デ
    ータを所定の固定データ長のフレームで構成し、該フレ
    ームを伝送路に送出し、受信側は、前記伝送路から受信
    されたフレームから動画像データを抽出して、画像復号
    器で動画像を再生する動画像伝送方式において、 前記送信側は、前記可変長符号化された動画像データ
    と、同期ワードと、前記動画像データのバイト長を示す
    有効データ長の情報とを前記フレームに付加し、 前記付加されたフレームのデータ長が、前記固定データ
    長に満たない場合には、ダミーデータを付加して前記受
    信側に送出し、 前記受信側は、前記同期ワードによってフレーム同期を
    行い、 前記受信されたフレームから、前記有効データ長を読み
    取り、該有効データ長分のデータを前記受信されたフレ
    ームから抽出して再生することを特徴とする動画像伝送
    方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の動画像伝送方法におい
    て、 前記送信側は、前記フレームに、前記有効データ長のデ
    ータを2n−1個付加し(nは自然数)、 前記受信側は、前記2n−1個の前記有効データ長のデ
    ータをそれぞれのビット桁毎に比較し、一番多い符号を
    前記有効データ長のデータとして確定し、該確定した有
    効データ長分のデータを前記受信されたフレームから抽
    出して再生することを特徴とする動画像伝送方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の動画像伝送方法におい
    て、 前記送信側は、前記フレームに、前記有効データ長のデ
    ータを2n−1個付加し(nは自然数)、 前記受信側は、前記2n−1個の前記有効データ長のデ
    ータをそれぞれのビット桁毎に比較し、n個以上が一致
    する符号を前記有効データ長のデータとして確定し、該
    確定した有効データ長分のデータを前記受信されたフレ
    ームから抽出して再生することを特徴とする動画像伝送
    方法。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    の動画像伝送方法において、 前記可変長符号化された動画像データをバッファに保存
    し、該バッファから出力される動画像データを所定の固
    定データ長のフレームで構成し、 前記バッファから出力される動画像データのデータ長が
    所定の値よりも大きく、前記バッファの空き容量が所定
    の基準値未満になった時には、前記動画像データの可変
    長符号化を停止することを特徴とする動画像伝送方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の動画像伝送方法におい
    て、 前記バッファから出力される動画像データのデータ長が
    所定の値よりも小さく、前記バッファの空き容量が所定
    の基準値以上になった時には、前記動画像データの可変
    長符号化を再開することを特徴とする動画像伝送方法。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
    の動画像伝送方法において、 前記送信側は、前記受信側に送出するフレームの動画像
    データとダミーデータとを畳み込み符号化して、前記受
    信側に送出し、 前記受信側は、前記受信されたフレームから前記動画像
    データとダミーデータとをビタビ復号器によりビタビ復
    号し、 該ビタビ復号されたデータから、動画像データを抽出す
    ることを特徴とする動画像伝送方法。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
    の動画像伝送方法において、 前記送信側は、前記受信側に送出するフレームの動画像
    データとダミーデータとをパンクチャ−処理して、前記
    受信側に送出し、 前記受信側は、前記受信されたフレームから前記動画像
    データとダミーデータとをデパンクチャ−処理し、 該デパンクチャ−処理されたデータから、動画像データ
    を抽出することを特徴とする動画像伝送方法。
  8. 【請求項8】 請求項6に記載の動画像伝送方法におい
    て、 前記送信側は、前記受信側に送出するフレームの畳み込
    み符号化された動画像データとダミーデータとをパンク
    チャ−処理して、前記受信側に送出し、 前記受信側は、前記受信されたフレームから前記動画像
    データとダミーデータとをデパンクチャ−処理し、 該デパンクチャ−処理されたデータをビタビ復号器によ
    りビタビ復号し、 該ビタビ復号されたデータから、動画像データを抽出す
    ることを特徴とする動画像伝送方法。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載
    の動画像伝送方法において、 前記フレーム同期は、前記受信されたフレームから同期
    ワードを検出する引き込み動作モードと、後方保護モー
    ドと、前方保護モードとに分け、 前記引き込み動作モードでは、予め定めた同期ワードと
    一致するまで、前記受信フレームから1データずつデー
    タを取り出して前記同期ワードの検出動作を行い、 前記同期ワードが検出された場合には前記後方保護モー
    ドに移行し、 前記後方保護モードでは、前記受信フレームを1フレー
    ム長シフトした位置に前記同期ワードが検出されるかど
    うか確認し、 前記同期ワードの確認がM回(Mは正の整数)成功した
    場合には、前記前方保護モードに移行し、 前方保護モードでは、前記受信フレームを1フレーム長
    ずつシフトし、前記同期ワードの検出位置のデータを予
    め定めた同期ワードと比較し、一致しない回数をカウン
    トし、 連続してN回(Nは正の整数)一致した場合には、前記
    カウンタをリセットすることを特徴とする動画像伝送方
    式。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の動画像伝送方式におい
    て、 前記後方保護モードで、前記同期ワードの確認がM回
    (Mは正の整数)成功しない場合には、前記引き込み動
    作モードに移行することを特徴とする動画像伝送方式。
  11. 【請求項11】 請求項9または請求項10のいずれか
    に記載の動画像伝送方式において、 前方保護モードで、前記同期ワードの検出位置のデータ
    と予め定めた同期ワードとの比較が、連続してN回(N
    は正の整数)一致しない場合には、前記引き込み動作モ
    ードに移行することを特徴とする動画像伝送方式。
  12. 【請求項12】 請求項10乃至請求項11のいずれか
    に記載の画像伝送方式において、 前記引き込み動作モードと、前記後方保護モードと、前
    記前方保護モード少なくともいずれかのモードで、前記
    同期ワードを検出する場合に、前記受信フレームから取
    り出した1データのうち、mビット(mは正の整数)ビ
    ットの誤りを許容して、前記フレーム同期動作を実行す
    ることを特徴とする動画像伝送方法。
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