JP2003519982A - 画像データを伝送するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特にデジタルデータは、多くの場合伝送時間を短くするため伝送前に圧縮され、
再生の前あるいは再生中に伸長される。画像データの圧縮と伸長に関する種々の
標準、特に種々のMPEG標準(動画像符号化専門家会合)が既に提示されてい
る。
れた画像の領域(観察領域)だけに最大の解像度を必要とする人間の目の生理学
上の特性に基づいた別の画像データ圧縮方法を提示している。周辺の画像領域は
、より低い解像度でも品質の劣化に気付かれることなく再生することができる。
このように、この特許出願は、利用者の観察画像領域を連続して調べ、この画像
領域だけに最大の解像度を使い、それ以外の広い領域にはより低い解像度を適用
することを提案している。この観察画像領域は、一般的には画像全体の約2%だ
けである。そして、この方法によって強力に圧縮された画像が二つのコンピュー
タ間の伝送チャネルにより伝送される。
表示されるのが決まっている画像の伝送に適している。しかし、例えば幅が非常
に広い形の画像や瞳が不意に動くことによって視点が早く動くような場合には、
システムの反応速度が遅くなりすぎて、より低い解像度の画像領域が急に見てい
る領域の中心点に来ることがある。さらに、この方法は、多数の利用者に画像デ
ータを同時に発信する場合にも適していない。
特に上に述べた欠点を回避する方法を提案するものである。
る。さらに、他の有利な構成は、特許請求の範囲の従属請求項および発明の詳細
な説明から導き出される。
成される。
少なくとも一つの通信端末に伝送し、少なくとも一つの通信端末の画像再生手段
により表示する。
により伝送される。
度で第二伝送チャネルにより伝送される。
送される一方、現時点の観察画像領域に対応する第二画像データだけが第二伝送
チャネル(例えば高価な双方向移動体無線網)により伝送されるという利点を持
つ。これにより、有料の移動体無線網で伝送されるデータ量を増加させることな
く、前述の特許出願第WO98/33315号より高い解像度を周辺領域に使う
ことができる。
る一方、それぞれの利用者の観察画像領域に対応する画像データは、より高い解
像度で第二伝送チャネルにより各利用者に個別に送信される。
次の添付図面により説明する。
度を示している。
送チャネル4,7により多数の通信端末8と通信するために、例えばハードウェ
アおよびソフトウェアの構成要素を持つ商用の通信サーバで構成することができ
る。参照番号10は画像データを表しており、それは、例えばその内容を適当な
再生手段により利用者9に静止画あるいはとりわけ動画のような画像として表示
することができるデジタルデータファイルである。画像データは、例えばデジタ
ル化された画像の連続(例えば、映画やテレビ番組)、あるいは他のマルチメデ
ィアデータ、例えば静止画および/または動画および/または音声データを含ん
だHTMLデータとすることができる。この発明の別の実施例では、後に述べる
とおり、観察者が高い確率で視線を向ける特別に興味を持っている画像領域と画
像部分の画像データ10に特に注目している。
って順番に読まれ、特にハイパーテキストの制御エレメントを持った画像データ
の場合には、利用者9がそのシーケンサを使って画像データの順序を選択的に制
御できる。シーケンサは、例えば画像の連続した画像を読み、セグメント化モジ
ュール2(オプション)に送るハードウェアおよび/またはソフトウェアモジュ
ールで構成することができる。
に分ける。そのために、個々の観察者9の現時点の視線方向に関する指示A、例
えば少なくとも一人の観察者9の視線が現時点で向けられているすべての点22
の座標x,yを利用する。有利には、現時点の視点22の速度に対応した一つあ
るいは複数の移動ベクトル23が更に受信されるか、あるいはセグメント化モジ
ュールで計算される。
が現時点で見ている一つあるいは複数の領域21を特定する。後に述べるとおり
、この領域はより高い解像度で圧縮され、対応する利用者に伝送チャネル7によ
り伝送される。周辺領域25を含むすべての画像は、別のアルゴリズムとより低
い解像度で圧縮され、すべての利用者に伝送チャネル4により送信される。各領
域21の大きさは、有利には伝送チャネル7の帯域幅に適合させることができる
。典型的には、各高圧縮領域21の大きさは、画像全体の2〜4パーセントにな
る。
察領域を予め特定しようとする。このために、セグメント化モジュールは、例え
ば移動ベクトル23で示される視線の動き、画像の中の観察対象物あるいは人物
、および/または画像データの特別に注目されている部分の動き、例えばマルチ
メディア画像データの場合におけるハイパーリンクを考慮することができる。セ
グメント化モジュール2は、決まってよく見られる領域を手動で注目することが
できるとともに、例えば目および/または画像の観察対象物の連続した位置を記
憶でき、例えば適当な回帰機能を使って予想される次の視線方向を予測すること
ができる。
た、これらは、別の形と異なった大きさを持つこともでき、部分的あるいは全体
的に重畳することができる。
例えばMPEGアルゴリズムあるいは静止画の場合にはJPEGまたはGIFア
ルゴリズムで圧縮される。第一符号化モジュール3は、有利には空間的、時間的
、クロミナンス圧縮方法を使う。さらに、第一符号化モジュールは、有利には誤
り訂正符号化およびチャネル符号化を行う。
で送信され、多くの受信機8がそれぞれの放送受信機80により受信することが
できる。送信機4は、例えばデータをDABあるいはDVB(デジタル音声放送
あるいはデジタルビデオ放送)画像データとして、テレビ放送データ、例えばテ
レビデジタル符号化データ、あるいはインターネットのTCP−IPデータなど
として送信することができる。さらに、符号化モジュール3で処理されたデータ
は、磁気式および/または光学式データ記録媒体、例えばCDあるいはDVDに
コピーされて、この形態で販売され、多くの利用者が購入することができる。
通信端末8の第一受信機80で受信された画像データは、第一キャッシュメモリ
81にコピーされる。この方法により、両伝送チャネル4,7の伝送時間の違い
を調節することができる。
4から選ばれたデータは、第二符号化モジュール5に送られ、各現時点および将
来時点の観察画像領域21,24は、中心窩圧縮機能、すなわち前に述べた特許
出願第WO98/33315号で提示されているとおり、その処理結果として視
点22の近傍の画像データを広く除かれた画像領域より高い解像度で作り出す機
能を使って圧縮される。この発明の有利な実施例において、中心窩機能の少なく
ともあるパラメータは第二伝送チャネルの帯域幅に依存することができる。さら
に、有利には第二符号化モジュール5は、誤り訂正符号化およびチャネル符号化
を行う。
ネル7により現時点でこの画像領域を見ている全利用者9に送信され、そしてこ
れらの利用者が通信端末8の第二受信機83(例えば移動無線端末)により受信
することができる。第二伝送チャネル7は、ほぼ実時間接続を可能とする双方向
通信チャネルであり、例えば公衆電話交換網、例えばGSMやUMTSなどのデ
ジタル移動無線網、あるいはISDNなどの固定網、あるいはインターネットな
どのTCP−IP網である。
無く、全ての個別画像10は符号化モジュール3と5の両方に送られる。この場
合、第一符号化モジュール3は、全ての個別画像の全ての領域21,24および
25を圧縮する標準モジュールとすることができる。第二符号化モジュール5は
、全画像を中心窩機能により圧縮することができる。
にはポケット機器として生産される。電気通信網7が移動無線網である実施例に
おいては、少なくともある通信端末8は無線通信端末であり、例えば放送受信機
80を内蔵した移動無線電話あるいは通信機能を持ったラップトップあるいはパ
ームトップコンピュータである。このような複合通信端末は、例えば特許出願第
WO99/60712号および第WO99/60713号(両方ともスイスコム
AG名)ですでに提示されている。移動無線端末83は、例えばGPRSサービ
ス(一般パケット無線サービス)を使って、あるいはサービスチャネルに適当な
プロトコルを利用して移動無線網7でデータを交換することができる。DVB受
信機を例とする第一受信機80およびUMTS端末機を例とする第二受信機83
は、有利には単一の装置(例えば単一のケースの中に)に統合されるが、実施例
として互いの機能を結合して複数の装置に統合することもできる。この場合、両
方の装置を有利には非接触型インタフェース、例えばIrdA、ブルートゥース
、あるいは家庭内無線でつなぐことができる。
リ84にコピーされ、これにより有利にはいくつかの連続した画像領域21ある
いは24が第二キャッシュメモリ84に記憶される。
画像データを読み、これらを重畳する。このため、有利には両方のキャッシュメ
モリにある各画像領域21,24,25は、両方の伝送チャネル4と7の伝送時
間の違いを調節するため、領域が属する個別画像を示す番号を持っている。モジ
ュール82により選択された第二キャッシュメモリ84の画像領域21,24は
、現時点の観察画像領域に従って選択される。キャッシュメモリは、十分に大き
く、記憶された画像データの読み出しを利用者の適切な指示により、一時停止し
たり、再スタートしたり、および/または後方および前方に戻すことができる。
端末8の表示装置85により再生することができる。この発明の有利な実施例に
おいて、表示装置が、通信端末8の利用者9の目の網膜上に画像信号を投射する
、いわゆる仮想網膜表示装置(VRD)から構成される。このVRD表示装置は
、特許出願第WO94/09472号および第WO97/37339号で提示さ
れている。表示装置85は、異なったフォーマットの画像データを適切なインタ
フェースにより受けることができる。
有線インタフェースあるいは無線インタフェースで接続することができるととも
に、表示装置85および通信端末8の他の構成要素は、共通のあるいは別々の装
置として実現することができる。
することができる視線方向測定モジュール86を含む。そのような視線方向測定
モジュール(視線追跡システムETS)は、前に述べた特許出願第WO94/0
9472号に提示されている。視線方向x,yに関する指示Aは、すでに述べた
とおり、それによってどの画像領域21,24を第二キャッシュメモリ84から
読み出すかを特定することができるモジュール82に送られる。これに引き続き
、この指令Aは、送受信機83に送られ、ここでは示されていないモジュールで
利用者が規定した指示と組み合わされて、直ちに第二伝送チャネル7の逆方向チ
ャネルにより送受信機83から送信装置1に送信される。これらの指示Aは、第
二伝送チャネルの形式に従い、例えばUSSDメッセージとして、あるいは有利
にはサービスあるいはデータチャネルにより伝送することができる。
瞳孔の位置を検出する、利用者の頭に向き合って眼鏡の上に取り付けられた測定
モジュールを使って検出される。
に取り付けられた測定モジュールを使って検出され、参照系に対する利用者9の
頭の位置および/または向きを測定システム、有利には利用者の頭に取り付けら
れた慣性システムを使って検出される。これにより、利用者の視角全体より広く
、利用者が頭を回すとその内容が動く画像データを利用者9に投射することがで
きる。このようにして、現時点の視線方向22は、有効な観察領域21と結びつ
けられる。この方法により、非常に広角な映画を利用者に見せることができる。
例えば個人識別モジュール830(例えばSIMカード)に記録された利用者識
別を含んでいる。さらに、これらの追加の指示は、利用者9の別の命令(例えば
、表示される画像がハイパーリンクを含んでいる場合には、利用者が選択するU
RL)あるいは別のメニューの選択を含むことができる。これらの追加の指示は
、一緒にあるいは別々に伝送することができる。少なくともある追加の指示には
、暗号化および/または電子的な署名を施すことができる。
点の観察画像領域21を決め、ならびに場合によっては将来時点の画像領域24
を予測し、これらの画像領域21,24を符号化モジュール5に送るために、セ
グメント化モジュール2で利用される。
る送信装置側の課金センター6で利用される。課金金額は、例えば識別モジュー
ル830に登録されたプリペイド金額から直接に、あるいは銀行口座、クレジッ
トカードや請求書方式(例えば、電話の請求書の一部として)により引き落とさ
れ、また例えば利用された画像の時間単位、利用された作品単位、追加情報ある
いはページ単位、および/または定期利用との組み合わせにより課金計算するこ
とができる。利用者固有の請求設定(例えば、希望の請求住所と請求方法)は、
課金センターの利用者データバンク60に保存することができる。課金センター
は、送信装置1に統合するか、あるいは他の形態として別の機関が(例えばネッ
トワーク7の運用者が)運営することができる。
により伝送された選択コマンドと命令は、表示されていないシーケンサにより受
信され、例えば利用者が要求した画像データ、例えばサブタイトル、HTML、
WMLページ、音声シーケンス等を入手して、両伝送チャネルにより通信端末4
に伝送できるようにするため更に処理される。
依存したデータをアドレス指定されたチャネル7により伝送することにおいて、
特に多くの利用者9に向けて画像データ1(例えば、映画あるいはテレビ放送)
を同時に伝送するのに適している。また、この発明は、ビデオ会議あるいは画像
伝送を伴った二人の参加者間での電話通信にも利用できる。ここでは、目の生理
学上必要とされる必要解像度を考慮して、画像データの伝送を通信チャネル4と
7の決められた最大帯域幅の範囲内に適合させている。
実施例を提示しているが、当業者は、この方法を別の種類の移動および固定網、
例えばAMPS、TDMA、CDMA、TACS、PDC、HSCSD、GPR
S、EDGEあるいはUMTS移動無線網にも、特にWAP(無線アプリケーシ
ョンプロトコル)機能を有する移動無線網にも適用できることを理解するでしょ
う。さらに、この発明は、別のネットワーク、特にインターネットでも利用する
ことができる。
要とされる必要解像度。
Claims (54)
- 【請求項1】 通信端末利用者(9)の現時点の視線方向を特定して、画像
データを送信装置(1)から少なくとも一つの通信端末(8)に伝送して画像再
生手段(85)により表示する、画像データ(20)を伝送し、表示するための
方法において、第一画像データ(25)は低い解像度で第一伝送チャネルにより
伝送されること、現時点の視線方向(22)は送信装置(1)の逆方向チャネル
に送信されること、少なくとも一人の利用者の現時点あるいは将来時点の観察画
像領域に対応するより高い解像度の第二画像データ(21,24)は第二伝送チ
ャネルにより伝送されること、第一および第二画像データは通信端末において重
畳されて、同時に再生されることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 画像データが画像再生手段(85)により利用者(9)の網
膜に投射されることを特徴とする前述の請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 観察画像領域(21)が網膜の中心窩に投射されるべき画像
領域であることを特徴とする前述の請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 観察画像領域(21)の大きさを調節することができること
を特徴とする前述の請求項1から3までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項5】 観察画像領域(21)の大きさを第二伝送チャネル(7)の
帯域幅に適合させることができることを特徴とする前述の請求項1から4までの
いずれか一つに記載の方法。 - 【請求項6】 第一画像データ(25)が第一伝送チャネル(4)により放
送形式で伝送されることを特徴とする前述の請求項1から5までのいずれか一つ
に記載の方法。 - 【請求項7】 第一画像データ(25)がDVBデータとして伝送されるこ
とを特徴とする前述の請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 第一画像データ(25)が磁気式および/または光学式デー
タ記録媒体にコピーされ、販売されることを特徴とする前述の請求項1から4ま
でのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項9】 音声データが第一画像データ(25)と同時に第一伝送チャ
ネル(4)により伝送され、通信端末(8)により再生されることを特徴とする
前述の請求項1から8までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項10】 第二伝送チャネル(7)が双方向型であり、逆方向チャネ
ルがこの双方向型第二伝送チャネル(7)の逆方向チャネルであることを特徴と
する前述の請求項1から9までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項11】 第二伝送チャネル(7)が公衆電話交換網から構成される
ことを特徴とする前述の請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 電話網が移動無線網であることを特徴とする前述の請求項
11に記載の方法。 - 【請求項13】 第二伝送チャネル(7)がTCP−IP網から構成される
ことを特徴とする前述の請求項1から10までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項14】 利用者識別データが逆方向チャネルにより課金センター(
6)に送信され、課金センターにより視聴された画像の課金のために利用される
ことを特徴とする前述の請求項1から13までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項15】 少なくとも一人の利用者により要求された追加マルチメデ
ィアデータが第二伝送チャネル(7)により送信されることを特徴とする前述の
請求項1から14までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項16】 追加マルチメディアデータが表示画像の中の目で選択され
るハイパーリンクに対応することを特徴とする前述の請求項15に記載の方法。 - 【請求項17】 視線方向(22)が予め特定されることを特徴とする前述
の請求項1から16までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項18】 視線方向が視点の動きを考慮して予測されることを特徴と
する前述の請求項17に記載の方法。 - 【請求項19】 視線方向が画像データの観察対象物の動きを考慮して予測
されることを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 【請求項20】 視線方向が画像の注目された領域を考慮して予測されるこ
とを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 【請求項21】 画像データを受信し、画像再生手段(85)で表示するこ
とができ、通信端末利用者(9)の現時点の視線方向(22)を特定することが
できる通信端末(8)において、低い解像度の第一画像データ(25)を第一伝
送チャネル(4)により受信することができること、利用者により現時点および
/または将来時点の観察画像領域に対応するより高い解像度の第二画像データ(
21,24)を第二伝送チャネル(7)により受信することができること、視線
方向(22)を逆方向チャネルにより送信することができること、第一および第
二画像データを重畳して、同時に再生することができることを特徴とする通信端
末。 - 【請求項22】 画像データが画像再生手段(85)により利用者(9)の
網膜に投射されることを特徴とする前述の請求項21に記載の通信端末。 - 【請求項23】 画像再生手段(85)が画像データに対応した画像信号を
利用者の網膜に投射する仮想網膜表示装置であることを特徴とする前述の請求項
22に記載の通信端末。 - 【請求項24】 画像再生手段(85)が通信端末(8)の受信機(80,
83)とは異なるユニットに統合されていることを特徴とする前述の請求項21
から23までのいずれか一つに記載の通信端末。 - 【請求項25】 ユニットが非接触型インタフェースにより近接して接続さ
れていることを特徴とする前述の請求項24に記載の通信端末。 - 【請求項26】 現時点の観察画像領域が網膜の中心窩に投射されるべき画
像領域に対応することを特徴とする前述の請求項22に記載の通信端末。 - 【請求項27】 現時点の観察画像領域(21)の広さを調節することがで
きることを特徴とする前述の請求項26に記載の通信端末。 - 【請求項28】 通信端末が第一伝送チャネル(4)により放送形式で伝送
される画像データのための第一受信機(80)から構成されることを特徴とする
前述の請求項21から27までのいずれか一つに記載の通信端末。 - 【請求項29】 第一受信機(80)が無線受信機であることを特徴とする
前述の請求項28に記載の通信端末。 - 【請求項30】 第一受信機(80)がDVB無線受信機であることを特徴
とする前述の請求項29に記載の通信端末。 - 【請求項31】 第一受信機がデータ記録媒体の読取機から構成されること
を特徴とする前述の請求項28に記載の通信端末。 - 【請求項32】 通信端末が第二伝送チャネル(7)により伝送される画像
データのための第二受信機(83)から構成されることを特徴とする前述の請求
項21から31までのいずれか一つに記載の通信端末。 - 【請求項33】 第二受信機(83)が逆方向チャネル(7)により視線方
向(22)を送信することができる送受信機であることを特徴とする前述の請求
項32に記載の通信端末。 - 【請求項34】 第二受信機(83)が移動無線端末であることを特徴とす
る前述の請求項33に記載の通信端末。 - 【請求項35】 通信端末が第二伝送チャネル(7)により視線方向(x,
y)を送信装置(1)にリアルタイムに送信することを特徴とする前述の請求項
21から34までのいずれか一つに記載の通信端末。 - 【請求項36】 通信端末が第二画像データ(21,24)のためのキャッ
シュメモリ(84)から構成されることを特徴とする前述の請求項21から35
までのいずれか一つに記載の通信端末。 - 【請求項37】 キャッシュメモリ(84)が現時点の観察画像領域(21
)より広い領域(21+24)の画像データに対応し、キャッシュメモリから抽
出される画像データが現時点の視線方向(x,y)に依存することを特徴とする
前述の請求項36に記載の通信端末。 - 【請求項38】 通信端末がさらに第一画像データ(25)のための第一キ
ャッシュメモリ(81)を含み、第一および第二キャッシュメモリからデータが
同期して抽出されることを特徴とする前述の請求項36から37までのいずれか
一つに記載の通信端末。 - 【請求項39】 送信装置が以下の構成要素から構成されることを特徴とす
る送信装置、 逆方向チャネルにより伝送される少なくとも一人の利用者(9)の視線方向(
22)を含むデータを受信するための受信機、 第一画像データ(25)を低い解像度で圧縮し、第一伝送チャネル(4)によ
り放送形式で送信するための第一符号化モジュール(3)、 少なくとも一人の利用者の現時点あるいは将来時点の観察画像領域に対応する
第二画像データ(21,24)をより高い解像度で圧縮し、第二伝送チャネル(
7)により伝送するための第二符号化モジュール(5)。 - 【請求項40】 観察画像領域(21)が網膜の中心窩に投射されるべき画
像領域であることを特徴とする前述の請求項39に記載の装置。 - 【請求項41】 観察画像領域(21)の広さを調節することができること
を特徴とする前述の請求項40に記載の装置。 - 【請求項42】 観察画像領域(21)の広さを第二伝送チャネル(7)の
帯域幅に適合させることができることを特徴とする前述の請求項41に記載の装
置。 - 【請求項43】 第一画像データ(25)が第一伝送チャネル(4)により
放送形式で伝送されることを特徴とする前述の請求項39から42までのいずれ
か一つに記載の装置。 - 【請求項44】 音声データが第一画像データ(25)と同時に第一伝送チ
ャネル(4)により伝送されることを特徴とする前述の請求項39から43まで
のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項45】 第二伝送チャネル(7)が双方向型であり、逆方向チャネ
ルがこの第二伝送チャネル(7)の逆方向チャネルであるを特徴とする前述の請
求項39から44までのいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項46】 第二伝送チャネル(7)が公衆電話交換網から構成される
ことを特徴とする前述の請求項45に記載の装置。 - 【請求項47】 電話網が移動無線網であることを特徴とする前述の請求項
46に記載の装置。 - 【請求項48】 課金センター(6)が画像の視聴に対して利用者(9)に
課金するために設けられていることを特徴とする前述の請求項39から47まで
のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項49】 装置が第一、第二符号化モジュールのそれぞれに送られる
べき画像領域(21,24,25)を特定するためにセグメント化モジュール(
2)から構成されることを特徴とする前述の請求項39から48までのいずれか
一つに記載の装置。 - 【請求項50】 第二符号化モジュール(5)が現時点あるいは将来時点で
多くの利用者に同時に見られる少なくとも一つの画像領域に対応する画像データ
を一度に符号化し、多くの利用者に送信することを特徴とする前述の請求項39
から49までのいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項51】 視線方向が予め特定されることを特徴とする前述の請求項
39から50までのいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項52】 視線方向が視点の動きを考慮して予測されることを特徴と
する前述の請求項39から51までのいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項53】 視線方向が画像データの観察対象物の動きを考慮して予測
されることを特徴とする前述の請求項39から52までのいずれか一つに記載の
装置。 - 【請求項54】 視線方向が画像の注目された領域を考慮して予測されるこ
とを特徴とする前述の請求項39から53までのいずれか一つに記載の装置。
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