JP2004040594A - Image signal transmission system - Google Patents

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JP2004040594A
JP2004040594A JP2002196663A JP2002196663A JP2004040594A JP 2004040594 A JP2004040594 A JP 2004040594A JP 2002196663 A JP2002196663 A JP 2002196663A JP 2002196663 A JP2002196663 A JP 2002196663A JP 2004040594 A JP2004040594 A JP 2004040594A
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JP
Japan
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image
image signal
unit
compression
decoding
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Pending
Application number
JP2002196663A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Katsumata
勝又 賢治
Hiroyuki Koreeda
是枝 浩行
Satoshi Iimuro
飯室 聡
Yukimi Saeki
佐伯 幸美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively provide a setup for increasing the speed of radio transmission and for supplying images at a high-definition level to a thin-type television, and for transmitting high-definition pictures by radio, since the thin-type television is made large, and the resolution of the thin-type television is improved. <P>SOLUTION: A bit stream is obtained by a number-of-pixels conversion means 103 for converting high-resolution images into a number of pixels in a display device, a plurality of low-resolution image compression means 105-107, and a multiplexing means 108 for the compressed signals for radio transmission. Based on the error rate of the bit stream, a modulation method or the like is determined, separation is made by a separation means 114, decoding is conducted by a plurality of low-resolution image decoding means 115-117, and then an original high-resolution image is restored by a compositing means 118. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号を圧縮して伝送し、これを復号表示するシステムに係り、特に高解像度の画像信号を低解像度用の圧縮手段を用いて圧縮伝送し、元の高解像度の画像信号を復号して表示可能とする技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタル放送など画像の圧縮技術を用いて伝送レートに制限のある伝送路で効率良く情報を伝送するシステムが実用化されている。これらは、デジタル放送に限らずブロードバンド化したインターネットのアプリケーションや、DVDやHDDなどの蓄積メディアへの画像保存などでも応用されている。
【0003】
この技術では伝送路や記録速度等に応じて、画像の圧縮率をそれぞれ定めており、インターネット系では、VTR並みの画質、蓄積メディアでは、標準テレビ並みの画質で運用されていることが多い。BSデジタル放送に代表される放送系では、広帯域な伝送系の利用が可能であるため、ハイビジョン画質での画像伝送が可能となっており、高品質の音声と共に品質優先のサービスが提供されている。
【0004】
また、HDDやD−VHS、家庭用のムービー等でもMPEGを用いた圧縮技術を採用しており、これらはアナログ放送を記録するために、MPEGのコーデックLSIを用いて圧縮記録し、記録時間の長時間化を図っている。デジタル放送の受信機では、ハイビジョンレベルの圧縮画像を復号するためのデコーダが開発され搭載されているが、これはデジタル放送の受信専用であり、基本的にデコード機能のみの製品となっている。
【0005】
一方、ディスプレイ技術の進展に伴い、PDP(Plasma Display Panel)や大型液晶テレビなどが製品化され、薄型のテレビが徐々に家庭内に普及しつつある。これらの製品は、薄型のために、家庭内での置き場所を選ばないという特徴を持っている。従がって、モニタと放送受信機を別筐体にしているものが多い。その中には、テレビチューナやインターネット接続機能を備え、受信画面情報を無線伝送し液晶モニタ部で表示する製品もある。これらにより、部屋の受信環境と無関係にモニタの設置場所を選択することができ、場合によっては、モニタを持ち歩くことも可能である。
【0006】
なお、関連する画像伝送の先行技術としては、特開平10−108175号公報、特開平6−133286号公報、特開平8−46961号公報、特開平9−18878号公報、特開2000−324489号公報、特開平2000−138911号公報に開示がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図3において、301はテレビ放送やインターネットからの情報を受信処理する情報受信システムであり、302は、テレビ放送波をアンテナから、あるいはインターネット等ネットワークからの情報信号を受信する放送/ネットワーク受信部、303は前記受信処理システム302全体を制御するシステム制御部1、304は前記放送/ネットワーク受信部302で受信した情報からグラフィック画面やユーザインターフェース用のOSD(オンスクリーンディスプレイ)画面を作成するOSD/グラフィック生成部、305はテレビ映像等と前記グラフィック画面やOSD画面を合成する合成部、306は画像の情報量を圧縮する画像圧縮部、307は無線送信部、308は送信アンテナである。また、309は表示システム部であり、310は表示システム部全体を制御するシステム制御部2、311は受信アンテナ、312は無線受信部、313は画像復号部、314は表示モニタである。
【0008】
図3において、インターネットから得たWeb情報等は、前記OSD/グラフィック生成部304にて表示画像が作成される。また、アンテナから受信したテレビ放送波は放送/ネットワーク受信部302で復調され映像が生成される。テレビ操作のユーザインターフェース画面なども、前記OSD/グラフィック生成部304にて作成され、これらは前記合成部305で合成し、ユーザに提供する画像が構成される。図3のシステムは、この画像を離れた別の場所にある表示装置に映すことを目的としているため、無線の伝送路で送信可能な情報量に圧縮する。これを行なうのが前記画像圧縮部306であり、圧縮された信号は前記無線送信部307を経て前記アンテナ308より送信される。一方、前記表示システム部309は前記アンテナ311にて受信した信号を、前記画像復号部313で前記画像圧縮部306の圧縮方式に対応して復号し元の画像情報を復元する。これを前記モニタ314にて表示することにより、表示装置の設置場所を選ばない受信システムが成立する。通常、図3のシステムで利用される画像の圧縮アルゴリズムは、デジタル放送等で実績のあるMPEG技術、その中でも標準解像度のテレビ信号を圧縮/復号するのに適したMP@ML(メインプロファイル@メインレベル)というレイヤの技術が利用されている。また、無線技術も標準解像度のテレビ信号をMPEGアルゴリズムで圧縮した3〜6Mbps程度の情報量を伝送可能なものが、低価格で利用可能となっている。
【0009】
図3の技術を採用することにより、薄型のディスプレイを自由に持ち歩くことや、設置場所を選ばずに壁掛けタイプの様なインテリア性の高いテレビを利用することが可能となる。
【0010】
図3に示した表示装置の例は、壁掛けテレビや持ち歩き自由なテレビというアプリケーションを実現する上で非常に有効である。一方、デジタル放送が普及し始め、特にBSデジタル放送では主にハイビジョン映像での放送を行なっているため、標準解像度のテレビ信号の無線伝送では、全てのコンテンツを忠実に再現して視聴するのが困難になってきている。
【0011】
この課題は、画像圧縮のアルゴリズムとして標準解像度に対応したMPEG2MP@MLから、BSデジタル放送のハイビジョン映像で用いられているMPEG2 MP@HL(メインプロファイル@ハイレベル)レイヤの技術に置きかえることや、無線伝送についても30Mbps程度の伝送が可能な規格を利用することで実現することができる。
【0012】
しかしながら、D−VHSへハイビジョンを記録するのは、放送局側で圧縮されたコンテンツだけであり、ムービーやアナログ放送のD−VHSへの記録には、ハイビジョンクラスの画像を圧縮する必要性がない。このため、現状では家庭用機器向けたハイビジョンクラスの画像圧縮手段は提供されていない。同様に高速の情報転送レートを持つ無線伝送も、コストの問題が大きい。
【0013】
このような事情から無線伝送を高速化し、ハイビジョンレベルの画像を薄型テレビへ供給する安価な仕組みは、まだ提供されていない。一方では、薄型テレビの大型化、高解像度化が進んでいるため、無線でハイビジョン映像を伝送する仕組みを安価に提供する必要性がある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、請求項1のような構成とすることによりハイビジョン映像を安価に無線で伝送することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の実施例を示す。図1において、102は画像生成部、103は前記画像生成部からの画像の画素数を変換する画素数変換部、104は画像を分割する画像分配部、105,106,107はそれぞれ標準解像度の画像を圧縮するN個の標準画像圧縮部、108は画像圧縮されたN個の信号を多重して一つの信号列とする多重化部、109は多重化された信号を無線信号として送出する無線信号送信部、110は送信アンテナ、111は各部を制御するシステム制御部1であり、これらから画像を圧縮した上無線信号として送信する画像情報圧縮送信部100が構成される。
【0016】
また、112は受信アンテナ、113は無線信号受信部、114は前記無線信号受信部113の出力信号を複数の圧縮された信号に分離する分離部、115、116、117はそれぞれ圧縮された画像信号を復号する標準画像復号部、118は前記複数の標準画像復号部からの信号を合成する画像合成部、119は合成された画像を表示する高解像度モニタ、120は各部を制御するシステム制御部2であり、これらから画像情報復号表示部101が構成される。
【0017】
本実施形態では、受信したテレビ画像や、それにメニューなどのOSD信号を合成した画像、あるいはインターネット接続により取得したWeb情報の画像やPCアプリケーションの画像などを前記画像生成部102で生成する。前記画像生成部102で生成される画像は、デジタル放送等の場合、ハイビジョン番組では1920×1080の画素数であり、またPCアプリケーションでも高解像度化し1600×1200等の表示も可能になっている。ここでは前記高解像度モニタ119の解像度を1280×1080と仮定する。この場合前記画素数変換部103はフィルタ等を用いて前記画像生成部102の画素数を前記高解像度モニタ119の画素数に変換する。変換された画素数の画像と前記標準画像圧縮部105、106、107の入力可能画素数から前記画像分配部104での画像の分割数を規定することが可能となる。
【0018】
図2に画像を分割する例を示す。図2(a)は本実施形態で例としている前記高解像度モニタ119の画素数を示す。また、図2(b)は、前記標準画像圧縮部105乃至107の入力画素数を示す。図2(c)は、4個の標準画像圧縮部を用いてそれぞれ四隅の画像を圧縮した場合の分割した画面の重なり具合を示す。通常入手可能な画像圧縮LSI等は、標準解像度に対応しており、横方向に720画素、縦方向に576画素までの画像を圧縮できるものが多い。したがって、本実施の形態で示す高解像度モニタの四隅をそれぞれ取り出して圧縮した場合、お互いに重なり合う部分ができる。画像の圧縮はマクロブロックという特定の画素数でできた矩形を単位として扱われ、そのマクロブロック毎に画像の動きを検出するため、画像の端部では歪みが発生しやすくなる。本実施の形態では、分割した画像を再度前記画像合成部118で繋ぎあわせるため、継ぎ目に歪みが多いと再生画像の品質に問題が起こる。この歪みを避けるために、重なりあった画素数に応じて動きベクトル量を調整した圧縮方法を取り、前記画像合成部118では、重なり部分で画像の端部とならない側の分割画面のマクロブロックを抽出するように制御する。
【0019】
前記複数の標準画像圧縮部105乃至107において得られた圧縮データは、例えばTS(トランスポートストリーム)と呼ばれるパケットとして取り出すことができる。前記多重化部108ではこれを時間軸多重して1本のビットストリームとする。前記標準画像圧縮部105等で圧縮された画像が例えば5Mbpsであれば、4個の圧縮データが多重化されて合計20Mbpsのビットストリームが出来上がる。これは、高速無線通信の規格範囲内で十分に送ることができるデータレートである。また、高速無線通信のデバイスを用いることが困難であれば、前記多重化部108では2画面分を多重化した2本のビットストリームを取り出し、低速の無線送信部を2個設けることによって10Mbpsのデータ転送とすることも可能である。
【0020】
前記画像情報復号表示部101は、受信したストリームを前記分離部114で前記複数の標準画像圧縮部105などに対応した圧縮データに分離し、それぞれ前記標準画像復号部115乃至117へ供給して元の画像を復元する。前記画像合成部118では、既に説明したように、分割した画像の重なり部分では端部とならないデータを抽出することで、品質を損なわずに高解像度の画像を復元することが可能となる。
【0021】
以上説明したように、本発明実施の形態においては、高価な画像圧縮装置を用いることなく、一般に入手可能である安価な画像圧縮装置を複数用いることで、ハイビジョンレベルの解像度の画像を無線伝送することが可能となり、壁掛けテレビや移動可能な薄型のテレビをハイビジョン対応とすることが可能となる。
【0022】
次に本発明の他の実施形態を図4を用いて説明する。図4は図1の画像情報復号表示部101を改良したものであり、対応する画像情報圧縮送信部100は図1と同じである。図4において401は高解像度画像復号部であり、その他は前記画像情報復号表示部101と同じである。図4において前記高解像度画像復号部401は、所謂ハイビジョン対応の復号装置であり、その能力は標準解像度の圧縮された画像を4個程度同時に復号可能である。従がって、本発明実施の形態においては、前記分離部114において分離された4つの標準解像度の圧縮データを同時に前記高解像度画像復号部401に入力し、復号させるものである。復号された画像は前記画像合成部118において重なり部分の処理を図1の説明と同様に行ない1つの高解像度画像として出力される。また前記高解像度画像復号部401がグラフィックス処理部を持つ場合には、前記画像合成部118での作業をグラフィックス処理部で行なうことも可能である。
【0023】
本発明実施の形態では、無線信号を受信して表示するサイドに複数の画像復号装置を用いる必要がなく、コスト面で有利になる可能性がある。
【0024】
次に本発明の他の実施の形態を示す。本実施形態の説明は、図5を用いて説明する。図5は基本的に図1の画像情報圧縮送信部100の構成と同じであるが、各標準画像圧縮部105乃至107での圧縮レートを制御する圧縮レート制御部501が追加されている。複数の標準画像圧縮部105乃至107は、分割した画面をそれぞれ圧縮し、前記多重化部108で1本または複数のビットストリームに変換する。この場合ビットストリームの情報レートは、前記無線送信部109で伝送可能な情報レートに収まるように設計される。例えば、前記無線送信部で、20Mbpsの伝送レートを確保可能な場合には、4個の標準画像圧縮部(N=4の場合)でそれぞれ5Mbps以内の情報レートで圧縮画像を得るように設定される。この場合は、各分割された画面の圧縮のしやすさに関しては考慮されていない。
【0025】
本願で提供するシステムは、前記画像生成部102で生成する画像は、例えばデジタル放送等の場合、一度圧縮/復号された映像である。従がって、前記標準画像圧縮部105乃至107において再度圧縮することによって、画像の品質を劣化させる可能性がある。これはMPEGに代表される画像圧縮方式は非可逆という性質を持っているため100%元の画像を復元できないことに起因する。この劣化を最小限とするために、図5では、新たに前記圧縮レート制御部501を用い、前記標準画像圧縮部105乃至107での画像圧縮の難易度情報を共有し、例えば動きの多い画像を扱っている標準画像圧縮部に多くの情報レートを割り当てる処理を行なう。情報レートの割当ては、前記無線送信部109の送信可能な情報レートに依存するが、前記例と同様に最大が20Mbpsと仮定すると、ある時間帯では4つの標準画像圧縮部のうちの3つが4Mbpsのレートに圧縮し、残りの1つが8Mbpsで圧縮するという状態に制御することができる。また、前記圧縮レート制御部501は、各標準画像圧縮部105乃至107での画像圧縮速度が異なるため、前記多重化部108に対して復号側で提示するタイミング信号を挿入する制御も行ない複数の画像の同時提示制御を可能としている。
【0026】
本発明実施の形態によれば、画像圧縮によって劣化する画像の品質を最小限に食い止めることが可能であり、高画質なシステムを提供することができる。また、特に前記無線送信部109の送信可能なレートが10Mbps程度であり、1つのビットストリームに多重して伝送する場合は、高解像度の映像を提供する上限の情報レートであり、本技術の適用が画像品質に大きく影響すると考えられる。
【0027】
図6に本発明実施の形態の他の例を示す。図6は基本的に図1に示すシステムにおける画像情報復号表示部101を改良したものであり、前記画像合成部118を通じて前記標準画像復号部115乃至117を制御するタイミング制御部601を設けている。前記標準画像圧縮部105乃至107で圧縮された情報レートが異なる場合、前記標準画像復号部115乃至117にて復号するための処理時間に差ができる。前記画像合成部118がバッファメモリを含み各標準画像復号部115乃至117からの画像を一時的に蓄えて合成することで解決可能であるが、使用するメモリ容量を削減するため、前記タイミング制御部601は前記標準復号部115乃至117に対して、前記画像合成部118を通じて画像の一部ずつを取り出すためのリクエスト信号を出し、例えば1ラインずつ前記画像合成部118にて合成して表示することが可能である。
【0028】
本発明実施の形態によれば、画像情報復号表示部101の構成を簡単化することができ、安価なシステムを提供することが可能となる。
【0029】
図7に本発明実施の形態の他の例を示す。図7は基本的に図1に示すシステムと構成は同じであるが、画像情報圧縮送信部100と画像情報復号表示部101の間の受信環境の変化に対応できる構成としている。例えば、持ち歩き自由なテレビの場合等は、その受信状態は、無線送信部109と無線受信部113との物理的な距離や、障害物の有無などのモニタの使用環境により変化するものである。従って、これらの環境を考慮した上で、ハイビジョン映像を視聴するのに最適な無線送信部109と無線受信部113との無線伝送の変調方式、伝送レート、または、画像圧縮における圧縮レートにて伝送を行なう必要がある。
【0030】
かかる変調方式および圧縮レートを決定するために、無線受信部113又は標準画像復号部115乃至117において、エラーレートを検出する機能を加えることで、受信された情報のエラーレートを検出する。もちろん、図示しないが、エラーレート検出のための構成を別途設けてもよい。ここでは、送受信する対象が映像であるため、多少のエラーが検出されても再送受信する必要はない。どの程度のエラーレートまでを許容するのかは予め設定しておく必要がある。システム制御部2(120)は、検出されたエラーレートおよび許容されるべきエラーレートに基づき送受信における変調方式あるいは圧縮レートを決定する。決定においては、エラーレートの検出を複数回行いその結果をフィードバックすることにより、適切な変調方式および圧縮レートに近づけるようにしてもよい。そして、決定された変調方式または圧縮レートを無線受信部113から無線送信部109に伝送する。ここでは、便宜的に無線受信部113および無線送信部109とした名称を用いているが、それぞれに送受信の機能を持たせればよい。
【0031】
システム制御部2(120)からの変調方式および圧縮レートの情報を受け、システム制御部1(111)は、標準画像圧縮部105乃至107に対し圧縮レートを指示する。もちろん、図5における圧縮レート制御部501のような構成を設けてもよい。また、図示しないが変調方式についても無線送信部109に指示をすることができる。
【0032】
なお、システム制御部2(120)にて、変調方式および圧縮レートを決定することとしたが、システム制御部2(120)からの必要な情報を受け、システム制御部1(111)において変調方式および圧縮レートを決定してもよい。
【0033】
上記の変調方式と画像圧縮における圧縮レートについてはシステム制御部1(111)またはシステム制御部2(120)は、それぞれ単独で制御してもよいし、互いに関連をつけて制御してもよい。
【0034】
本発明実施の形態については、画像の分割を行なわないような送受信システムについても適用でき、様々な使用環境においても、安定した伝送を行なうことができる安価なシステムを提供することが可能となる。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば、普及が進みつつある薄型テレビなど設置場所を自由に選択可能なシステムにおいて、ハイビジョンクラスの高解像度の画像を無線通信技術を用いて送受信することが安価に提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施の形態の一例を示すブロック図
【図2】表示手段の画素数と圧縮手段の画素数の関係を示す図
【図3】情報受信のシステムの一例を説明するブロック図
【図4】本発明実施の形態の他の一例を示すブロック図
【図5】本発明実施の形態の他の一例を示すブロック図
【図6】本発明実施の形態の他の一例を示すブロック図
【図7】本発明実施の形態の他の一例を示すブロック図
【符号の説明】
100…画像情報圧縮送信部、101…画像情報復号表示部、102…画像生成部、103…画素数変換部、104…画素分配部、105、106、107…標準画像圧縮部、108…多重化部、109…無線信号送信部、110…送信アンテナ、111…システム制御部1、112…受信アンテナ、113…無線信号受信部、114…分離部、115、116、117…標準画像復号部、118…画像合成部、119…高解像度モニタ、120…システム制御部2、301…情報受信システム、302…放送/ネットワーク受信部、303…システム制御部1、304…OSD/グラフィック生成部、305…合成部、306…画像圧縮部、307…無線送信部、308…送信アンテナ、309…表示システム、310…システム制御部2、311…受信アンテナ、312…無線受信部、313…画像復号部、314表示モニタ、401…高解像度画像復号部、501…圧縮レート制御部、601…タイミング制御部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a system for compressing and transmitting an image signal, and decoding and displaying the image signal. In particular, the present invention relates to a system for compressing and transmitting a high-resolution image signal using a low-resolution compression unit, and converting the original high-resolution image signal. The present invention relates to a technology that enables decoding and display.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A system for efficiently transmitting information on a transmission path with a limited transmission rate using an image compression technique such as digital broadcasting has been put into practical use. These are applied not only to digital broadcasting but also to broadband Internet applications and image storage in storage media such as DVDs and HDDs.
[0003]
In this technology, the compression ratio of an image is determined in accordance with a transmission path, a recording speed, and the like. In many cases, an Internet system is operated at an image quality comparable to a VTR, and a storage medium is operated at an image quality equivalent to a standard television. In a broadcasting system represented by BS digital broadcasting, a broadband transmission system can be used, so that image transmission with high-definition image quality is possible, and quality-first services are provided along with high-quality audio. .
[0004]
HDDs, D-VHS, home movies, and the like also employ MPEG-based compression techniques. These are used to record analog broadcasts by compressing and recording using an MPEG codec LSI. We are trying to make it longer. Digital broadcast receivers have been developed and equipped with decoders for decoding high-definition-level compressed images, but these are dedicated to digital broadcast reception and are basically products with only a decoding function.
[0005]
On the other hand, with the development of display technology, PDPs (Plasma Display Panels), large-sized liquid crystal televisions, and the like have been commercialized, and thin televisions are gradually spreading in homes. These products have a feature that they can be placed anywhere in the home because they are thin. Therefore, in many cases, the monitor and the broadcast receiver are provided in separate housings. Among them, there is a product having a TV tuner and an Internet connection function, wirelessly transmitting received screen information and displaying the information on a liquid crystal monitor. Thus, the installation location of the monitor can be selected regardless of the reception environment in the room, and in some cases, the monitor can be carried around.
[0006]
As related prior arts of image transmission, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 10-108175, Hei 6-133286, Hei 8-46961, Hei 9-18878, and Hei 2000-324489 are known. Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-138911.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In FIG. 3, reference numeral 301 denotes an information receiving system for receiving and processing information from a television broadcast or the Internet; 302, a broadcast / network receiving unit which receives a television broadcast wave from an antenna or an information signal from a network such as the Internet; A system control unit 303 controls the entire reception processing system 302. An OSD / graphics unit 304 generates a graphic screen or an OSD (on-screen display) screen for a user interface from information received by the broadcast / network receiving unit 302. A generating unit 305 is a synthesizing unit for synthesizing a television image or the like with the graphic screen or OSD screen, 306 is an image compressing unit for compressing the amount of information of an image, 307 is a wireless transmitting unit, and 308 is a transmitting antenna. Reference numeral 309 denotes a display system unit, 310 denotes a system control unit that controls the entire display system unit, 311 a receiving antenna, 312 a wireless receiving unit, 313 an image decoding unit, and 314 a display monitor.
[0008]
In FIG. 3, a display image is created by the OSD / graphics generation unit 304 for Web information and the like obtained from the Internet. The television broadcast wave received from the antenna is demodulated by the broadcast / network receiving unit 302 to generate a video. A user interface screen for television operation is also created by the OSD / graphics generation unit 304, and these are synthesized by the synthesis unit 305 to form an image to be provided to the user. The system shown in FIG. 3 is intended to display this image on a display device at a remote place, and therefore compresses the image to an amount of information that can be transmitted through a wireless transmission path. This is performed by the image compression unit 306, and the compressed signal is transmitted from the antenna 308 via the wireless transmission unit 307. On the other hand, the display system unit 309 decodes the signal received by the antenna 311 in the image decoding unit 313 in accordance with the compression method of the image compression unit 306 to restore the original image information. By displaying this on the monitor 314, a receiving system that does not select the installation location of the display device is established. Normally, the image compression algorithm used in the system of FIG. 3 is an MPEG technology that has been used in digital broadcasting and the like, and among them, MP @ ML (main profile @ main) suitable for compressing / decoding a standard resolution television signal. Level) technology is used. As for wireless technology, a technology capable of transmitting an information amount of about 3 to 6 Mbps obtained by compressing a standard resolution television signal by the MPEG algorithm is available at a low price.
[0009]
By employing the technique of FIG. 3, it is possible to freely carry a thin display, and to use a TV with high interior characteristics such as a wall-mounted type, regardless of the installation location.
[0010]
The example of the display device shown in FIG. 3 is very effective in realizing an application such as a wall-mounted television or a portable television. On the other hand, digital broadcasting has begun to spread, especially BS digital broadcasting, which mainly broadcasts high-definition video. Therefore, in wireless transmission of standard definition television signals, it is necessary to faithfully reproduce and view all contents. It's getting harder.
[0011]
The problem is to replace the MPEG2MP @ ML corresponding to the standard resolution as an image compression algorithm with the technology of the MPEG2 MP @ HL (main profile @ high level) layer used for high definition video of BS digital broadcasting, The transmission can also be realized by using a standard capable of transmitting about 30 Mbps.
[0012]
However, it is only the content compressed on the broadcast station that records the high-definition on the D-VHS, and there is no need to compress the high-definition class image for recording the movie or the analog broadcast on the D-VHS. . For this reason, at present, no high-definition class image compression means for home appliances is provided. Similarly, wireless transmission having a high information transfer rate has a large cost problem.
[0013]
Under such circumstances, an inexpensive mechanism for increasing the speed of wireless transmission and supplying a high-definition image to a flat-screen television has not yet been provided. On the other hand, since the size and the resolution of a flat-screen television are increasing, it is necessary to provide a mechanism for transmitting high-definition video wirelessly at low cost.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The above object can be achieved by inexpensively wirelessly transmitting a high-definition image by adopting a configuration as described in claim 1.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 102 denotes an image generation unit; 103, a pixel number conversion unit for converting the number of pixels of the image from the image generation unit; 104, an image distribution unit for dividing the image; N standard image compression units for compressing images; 108, a multiplexing unit for multiplexing N image-compressed signals into one signal sequence; 109, a radio for transmitting the multiplexed signals as radio signals A signal transmission unit 110 is a transmission antenna, and 111 is a system control unit 1 that controls each unit. The system control unit 1 configures an image information compression transmission unit 100 that compresses an image and transmits it as a wireless signal.
[0016]
Also, 112 is a receiving antenna, 113 is a wireless signal receiving unit, 114 is a separating unit that separates the output signal of the wireless signal receiving unit 113 into a plurality of compressed signals, and 115, 116, and 117 are compressed image signals, respectively. A reference image decoding unit 118, an image synthesis unit 118 for synthesizing signals from the plurality of standard image decoding units, a high-resolution monitor 119 for displaying a synthesized image, and a system control unit 120 for controlling each unit. These constitute the image information decoding and displaying unit 101.
[0017]
In the present embodiment, the image generation unit 102 generates a received television image, an image obtained by combining an OSD signal such as a menu with the received television image, an image of Web information acquired through an Internet connection, and an image of a PC application. The image generated by the image generation unit 102 has a 1920 × 1080 pixel count in a high-definition program in the case of digital broadcasting or the like, and has a high resolution even in a PC application and can display 1600 × 1200 or the like. Here, it is assumed that the resolution of the high resolution monitor 119 is 1280 × 1080. In this case, the pixel number conversion unit 103 converts the number of pixels of the image generation unit 102 into the number of pixels of the high resolution monitor 119 using a filter or the like. The number of divided images in the image distribution unit 104 can be defined based on the converted number of pixels and the number of inputtable pixels of the standard image compression units 105, 106, and 107.
[0018]
FIG. 2 shows an example of dividing an image. FIG. 2A shows the number of pixels of the high resolution monitor 119 as an example in the present embodiment. FIG. 2B shows the number of input pixels of the standard image compression units 105 to 107. FIG. 2C shows how the divided screens overlap each other when four corner images are compressed using four standard image compression units. Generally available image compression LSIs and the like correspond to the standard resolution, and many can compress an image of up to 720 pixels in the horizontal direction and up to 576 pixels in the vertical direction. Therefore, when the four corners of the high-resolution monitor described in the present embodiment are taken out and compressed, there are portions overlapping each other. Image compression is performed by using a macroblock as a unit of a rectangle formed of a specific number of pixels, and since the motion of the image is detected for each macroblock, distortion is likely to occur at the end of the image. In the present embodiment, since the divided images are joined again by the image synthesizing unit 118, if there is a large amount of distortion at the joint, a problem occurs in the quality of the reproduced image. In order to avoid this distortion, a compression method in which the amount of motion vector is adjusted according to the number of overlapping pixels is employed, and the image synthesizing unit 118 determines the macroblock of the divided screen on the side that does not become the end of the image in the overlapping part. Control to extract.
[0019]
The compressed data obtained by the plurality of standard image compression units 105 to 107 can be extracted as a packet called a TS (Transport Stream), for example. The multiplexing unit 108 multiplexes the signals on the time axis to form one bit stream. If the image compressed by the standard image compression unit 105 or the like is, for example, 5 Mbps, four pieces of compressed data are multiplexed to complete a bit stream of 20 Mbps in total. This is a data rate that can be sufficiently transmitted within the standard range of high-speed wireless communication. If it is difficult to use a device for high-speed wireless communication, the multiplexing unit 108 extracts two bit streams obtained by multiplexing two screens, and provides two low-speed wireless transmission units to provide 10 Mbps. Data transfer is also possible.
[0020]
The image information decoding and displaying unit 101 separates the received stream into compressed data corresponding to the plurality of standard image compressing units 105 by the separating unit 114, and supplies the compressed data to the standard image decoding units 115 to 117, respectively. To restore the image. As described above, the image synthesizing unit 118 can restore a high-resolution image without losing quality by extracting data that does not become an end portion in an overlapping portion of the divided images.
[0021]
As described above, in the embodiment of the present invention, a high-definition level image is wirelessly transmitted by using a plurality of generally available inexpensive image compression apparatuses without using an expensive image compression apparatus. It becomes possible to make a wall-mounted television or a movable thin television compatible with high definition.
[0022]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an improvement of the image information decoding and display unit 101 of FIG. 1, and the corresponding image information compression transmission unit 100 is the same as that of FIG. In FIG. 4, reference numeral 401 denotes a high-resolution image decoding unit, and the rest is the same as the image information decoding and displaying unit 101. In FIG. 4, the high-resolution image decoding unit 401 is a so-called high-vision-compatible decoding device, and is capable of decoding about four standard-resolution compressed images simultaneously. Accordingly, in the embodiment of the present invention, the four standard resolution compressed data separated by the separation unit 114 are simultaneously input to the high resolution image decoding unit 401 and decoded. The decoded image is processed by the image synthesizing unit 118 in the same manner as described with reference to FIG. 1, and is output as one high-resolution image. When the high-resolution image decoding unit 401 has a graphics processing unit, the operation of the image synthesizing unit 118 can be performed by the graphics processing unit.
[0023]
In the embodiment of the present invention, there is no need to use a plurality of image decoding devices on the side for receiving and displaying wireless signals, which may be advantageous in terms of cost.
[0024]
Next, another embodiment of the present invention will be described. This embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is basically the same as the configuration of the image information compression transmission unit 100 of FIG. 1, except that a compression rate control unit 501 for controlling the compression rate of each of the standard image compression units 105 to 107 is added. The plurality of standard image compression units 105 to 107 compress the divided screens respectively, and convert the divided screens into one or a plurality of bit streams by the multiplexing unit 108. In this case, the information rate of the bit stream is designed to be within the information rate that can be transmitted by the wireless transmission unit 109. For example, if a transmission rate of 20 Mbps can be ensured by the wireless transmission unit, four standard image compression units (when N = 4) are set so as to obtain a compressed image at an information rate of 5 Mbps or less. You. In this case, no consideration is given to the ease of compression of each divided screen.
[0025]
In the system provided in the present application, the image generated by the image generation unit 102 is a video that has been compressed / decoded once in the case of, for example, digital broadcasting. Therefore, there is a possibility that the quality of the image is degraded by recompressing in the standard image compression units 105 to 107. This is because an image compression method represented by MPEG has an irreversible property and cannot restore a 100% original image. In order to minimize this deterioration, in FIG. 5, the compression rate control unit 501 is newly used to share information on the degree of difficulty of image compression in the standard image compression units 105 to 107. Assigning a large information rate to the standard image compression unit handling The allocation of the information rate depends on the transmittable information rate of the wireless transmission unit 109. Assuming that the maximum is 20 Mbps as in the above example, in a certain time zone, three of the four standard image compression units have a transmission rate of 4 Mbps. , And the remaining one is compressed at 8 Mbps. Further, since the compression rate control unit 501 has different image compression speeds in the standard image compression units 105 to 107, the compression rate control unit 501 also performs control to insert a timing signal presented on the decoding side to the multiplexing unit 108. Simultaneous image presentation control is enabled.
[0026]
According to the embodiment of the present invention, it is possible to minimize the quality of an image degraded by image compression, and to provide a high-quality system. In addition, in particular, the transmittable rate of the wireless transmission unit 109 is about 10 Mbps, and when multiplexing and transmitting a single bit stream, this is an upper limit information rate for providing high-resolution video. Is considered to greatly affect image quality.
[0027]
FIG. 6 shows another example of the embodiment of the present invention. FIG. 6 is basically an improvement of the image information decoding and displaying unit 101 in the system shown in FIG. 1, and includes a timing control unit 601 for controlling the standard image decoding units 115 to 117 through the image synthesizing unit 118. . When the information rates compressed by the standard image compression units 105 to 107 are different, there is a difference in processing time for decoding by the standard image decoding units 115 to 117. This can be solved by the image synthesizing unit 118 including a buffer memory and temporarily storing and synthesizing the images from the standard image decoding units 115 to 117. However, in order to reduce the memory capacity to be used, the timing control unit Reference numeral 601 denotes a request signal for extracting a part of an image through the image synthesizing unit 118 to the standard decoding units 115 to 117. For example, the image synthesizing unit 118 synthesizes and displays one line at a time. Is possible.
[0028]
According to the embodiment of the present invention, the configuration of the image information decoding display unit 101 can be simplified, and an inexpensive system can be provided.
[0029]
FIG. 7 shows another example of the embodiment of the present invention. FIG. 7 has basically the same configuration as the system shown in FIG. 1, but has a configuration capable of coping with a change in the reception environment between the image information compression / transmission unit 100 and the image information decoding / display unit 101. For example, in the case of a portable television, the reception state changes depending on the physical distance between the wireless transmission unit 109 and the wireless reception unit 113, the use environment of the monitor such as the presence or absence of an obstacle, and the like. Therefore, in consideration of these environments, transmission is performed at a modulation method and a transmission rate of the wireless transmission between the wireless transmission unit 109 and the wireless reception unit 113, or a compression rate in image compression, which are optimal for viewing the high-definition video. Need to be done.
[0030]
In order to determine such a modulation method and a compression rate, the wireless receiving unit 113 or the standard image decoding units 115 to 117 add a function of detecting an error rate, thereby detecting an error rate of received information. Of course, although not shown, a configuration for detecting the error rate may be separately provided. Here, since the object to be transmitted and received is a video, it is not necessary to transmit and receive again even if some error is detected. It is necessary to set in advance up to what error rate is allowed. The system control unit 2 (120) determines a modulation scheme or a compression rate in transmission and reception based on the detected error rate and the allowable error rate. In the determination, the error rate may be detected a plurality of times, and the result may be fed back to approximate the appropriate modulation scheme and compression rate. Then, the determined modulation scheme or compression rate is transmitted from wireless receiving section 113 to wireless transmitting section 109. Here, for convenience, the names of the wireless receiving unit 113 and the wireless transmitting unit 109 are used, but it is sufficient that each has a transmitting and receiving function.
[0031]
Upon receiving information on the modulation method and the compression rate from the system control unit 2 (120), the system control unit 1 (111) instructs the standard image compression units 105 to 107 on the compression rate. Of course, a configuration like the compression rate control unit 501 in FIG. 5 may be provided. Although not shown, the wireless transmission unit 109 can also be instructed on the modulation method.
[0032]
Although the modulation method and the compression rate are determined by the system control unit 2 (120), the system control unit 1 (111) receives necessary information from the system control unit 2 (120), and And the compression rate.
[0033]
The system control unit 1 (111) or the system control unit 2 (120) may control the modulation scheme and the compression rate in the image compression independently, or may control them in association with each other.
[0034]
The embodiments of the present invention can be applied to a transmission / reception system that does not divide an image, and can provide an inexpensive system that can perform stable transmission even in various use environments.
[0035]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the system which can freely select an installation place, such as a flat-panel television which is spreading, it can provide low-cost transmission and reception of a high-definition class high-resolution image using wireless communication technology.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between the number of pixels of a display unit and the number of pixels of a compression unit. FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of an information receiving system. 4 is a block diagram showing another example of the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing another example of the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing another example of the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing another example of the embodiment of the present invention.
100: Image information compression transmission unit, 101: Image information decoding and display unit, 102: Image generation unit, 103: Pixel number conversion unit, 104: Pixel distribution unit, 105, 106, 107: Standard image compression unit, 108: Multiplexing Unit, 109: wireless signal transmitting unit, 110: transmitting antenna, 111: system control unit 1, 112: receiving antenna, 113: wireless signal receiving unit, 114: separating unit, 115, 116, 117: standard image decoding unit, 118 ... Image synthesis unit, 119 ... High resolution monitor, 120 ... System control unit 2, 301 ... Information reception system, 302 ... Broadcast / network reception unit, 303 ... System control unit 1, 304 ... OSD / graphics generation unit, 305 ... Synthesis Unit, 306 image compression unit, 307 wireless transmission unit, 308 transmission antenna, 309 display system, 310 system control unit 2 311 ... receiving antenna, 312 ... wireless reception unit, 313 ... image decoding unit, 314 display monitor, 401 ... high-resolution image decoding unit, 501 ... compression rate control unit, 601 ... timing control section

Claims (9)

画像信号が入力される入力手段と、
前記入力手段において入力された画像信号を圧縮する画像圧縮手段と、
前記画像圧縮手段において圧縮された画像信号を送信する送信手段と、
前記送信手段において送信された画像信号を受信する受信手段と、
前記受信手段において受信された圧縮された画像信号を復号する復号手段と、
前記送信手段と前記受信手段との間の伝送におけるエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、
前記エラーレート検出手段において検出されたエラーレートに基づいて、前記送信手段と前記受信手段との間の変調方式または前記画像圧縮手段における圧縮レートを制御する制御手段と、
を備えてなることを特徴とする画像信号伝送システム。
Input means for receiving an image signal;
Image compression means for compressing the image signal input at the input means,
Transmitting means for transmitting the image signal compressed by the image compressing means,
Receiving means for receiving the image signal transmitted by the transmitting means,
Decoding means for decoding the compressed image signal received by the receiving means;
Error rate detecting means for detecting an error rate in transmission between the transmitting means and the receiving means,
Control means for controlling a modulation scheme between the transmission means and the reception means or a compression rate in the image compression means, based on the error rate detected by the error rate detection means,
An image signal transmission system comprising:
画像信号が入力される入力手段と、
前記入力手段において入力された画像信号を複数の画像に分割する分割手段と、
前記分割手段において分割された複数の画像信号をそれぞれ圧縮する複数の画像圧縮手段と、
前記複数の画像圧縮手段において圧縮された複数の画像信号を送信する送信手段と、
前記送信手段において送信された画像信号を受信する受信手段と、
前記受信手段において受信された複数の圧縮された画像信号を復号する複数の復号手段と、
前記複数の復号手段において復号された画像を合成する合成手段と、
前記送信手段と前記受信手段との間の伝送におけるエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、
前記エラーレート検出手段において検出されたエラーレートに基づいて、前記送信手段と前記受信手段との間の変調方式または前記複数の画像圧縮手段における圧縮レートを制御する制御手段と、
を備えてなることを特徴とする画像信号伝送システム。
Input means for receiving an image signal;
Dividing means for dividing the image signal input in the input means into a plurality of images,
A plurality of image compression means for compressing the plurality of image signals divided by the division means,
Transmitting means for transmitting a plurality of image signals compressed by the plurality of image compressing means,
Receiving means for receiving the image signal transmitted by the transmitting means,
A plurality of decoding means for decoding a plurality of compressed image signals received by the receiving means,
Combining means for combining images decoded by the plurality of decoding means;
Error rate detecting means for detecting an error rate in transmission between the transmitting means and the receiving means,
Control means for controlling a modulation method between the transmission means and the reception means or a compression rate in the plurality of image compression means, based on the error rate detected by the error rate detection means,
An image signal transmission system comprising:
前記送信手段および前記受信手段において送受信される信号は、前記画像圧縮手段において圧縮された複数の画像を多重してなることを特徴とする請求項2に記載の画像信号伝送システム。3. The image signal transmission system according to claim 2, wherein the signals transmitted and received by the transmission unit and the reception unit are obtained by multiplexing a plurality of images compressed by the image compression unit. 前記画像信号の画素数を表示装置の画素数に応じて変換する画素数変換手段を備え、
前記画素数変換手段は、前記入力手段において入力された画像信号の画素数を変換し、前記分割手段に出力することを特徴とする請求項2または3に記載の画像信号伝送システム。
Pixel number conversion means for converting the number of pixels of the image signal according to the number of pixels of the display device,
The image signal transmission system according to claim 2, wherein the pixel number conversion unit converts the number of pixels of the image signal input by the input unit and outputs the converted signal to the division unit.
前記分割された画像信号は、隣り合う分割された画像信号と重複する部分を持つことを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の画像信号伝送システム。The image signal transmission system according to claim 2, wherein the divided image signal has a portion that overlaps with an adjacent divided image signal. 前記合成手段は、隣り合う画像との重複部分について、いずれかの画像の端部を切り捨てて合成することを特徴とする請求項5に記載の画像信号伝送システム。The image signal transmission system according to claim 5, wherein the synthesizing unit cuts off an end of one of the images and synthesizes an overlapping portion with an adjacent image. 前記複数の復号手段に代えて、入力される画像信号を処理可能な1個の高解像度用復号手段を用いることを特徴とする請求項2ないし6のいずれかに記載の画像信号伝送システム。7. The image signal transmission system according to claim 2, wherein one high-resolution decoding unit capable of processing an input image signal is used instead of said plurality of decoding units. 前記制御手段は、送信する画像信号の画像の状態によって、それぞれの画像圧縮手段における圧縮レートを制御することを特徴とする請求項2ないし7のいずれかに記載の画像信号伝送システム。8. The image signal transmission system according to claim 2, wherein said control means controls a compression rate in each image compression means according to an image state of an image signal to be transmitted. 前記複数の画像圧縮手段におけるそれぞれの圧縮レートが異なるとき、前記複数の復号手段の復号のタイミングを制御するタイミング制御手段を備えることを特徴とする請求項8に記載の画像信号伝送システム。9. The image signal transmission system according to claim 8, further comprising timing control means for controlling decoding timings of said plurality of decoding means when respective compression rates of said plurality of image compression means are different.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101560013B1 (en) 2008-03-12 2015-10-13 톰슨 라이센싱 Method and apparatus for transmitting an image in a wireless network

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