JP2827714B2 - ビデオ信号の高効率セル化方式 - Google Patents
ビデオ信号の高効率セル化方式Info
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- video signal
- transmission unit
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- cells
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- H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
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- H04N21/23611—Insertion of stuffing data into a multiplex stream, e.g. to obtain a constant bitrate
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- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン伝送装
置、テレビ電話・テレビ会議装置など、ビデオ信号をデ
ジタル化、符号化してデジタル伝送する装置に係わり、
特に広帯域ＩＳＤＮに接続される装置のように、情報を
セルに分割して伝送する装置に関する。
置、テレビ電話・テレビ会議装置など、ビデオ信号をデ
ジタル化、符号化してデジタル伝送する装置に係わり、
特に広帯域ＩＳＤＮに接続される装置のように、情報を
セルに分割して伝送する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】広帯域ＩＳＤＮなどＡＴＭ（非同期転送
モード）を用いる通信網および伝送路においては、すべ
ての情報をセルと呼ばれる一定ビット長のフレームに分
割し、これを単位に伝送、多重化、交換を行うことによ
り、通信網の高速性・大容量性と柔軟性を両立させてい
る。このような広帯域網においては、ビデオ伝送・通信
が主要なサービスになるものと期待されているが、ＡＴ
Ｍ網では統計多重の原理に基づいているため、確率的に
セルの損失が発生する。このため、冗長性を大幅に削減
した符号化ビデオ信号を伝送する場合には、セル損失に
より再生画像が劣化しないような対策が必要となる。
モード）を用いる通信網および伝送路においては、すべ
ての情報をセルと呼ばれる一定ビット長のフレームに分
割し、これを単位に伝送、多重化、交換を行うことによ
り、通信網の高速性・大容量性と柔軟性を両立させてい
る。このような広帯域網においては、ビデオ伝送・通信
が主要なサービスになるものと期待されているが、ＡＴ
Ｍ網では統計多重の原理に基づいているため、確率的に
セルの損失が発生する。このため、冗長性を大幅に削減
した符号化ビデオ信号を伝送する場合には、セル損失に
より再生画像が劣化しないような対策が必要となる。
【０００３】このような劣化防止策としては、構造的セ
ル化と呼ばれる方式がある。これは、画像ブロック単位
に符号化されたビデオ信号に対して、その構造を考慮し
ながらセル化を行う方式であり、セル境界と画像ブロッ
クに相当する符号化ビデオ信号の論理境界をある周期で
一致させることにより、セル損失が発生した場合にも、
その影響が一定の範囲に限定され、再生画像の画質劣化
を抑えることができる。
ル化と呼ばれる方式がある。これは、画像ブロック単位
に符号化されたビデオ信号に対して、その構造を考慮し
ながらセル化を行う方式であり、セル境界と画像ブロッ
クに相当する符号化ビデオ信号の論理境界をある周期で
一致させることにより、セル損失が発生した場合にも、
その影響が一定の範囲に限定され、再生画像の画質劣化
を抑えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような構造的セル
化方式ではセル境界と符号化ビデオ信号の論理境界をあ
る周期で一致させるために、本来不要なフィルビットの
挿入が不可避である。ところが、セル損失による画質劣
化を抑えるために、両境界を一致させる周期を短くする
と、相対的に挿入されるフィルビット量が増えるため伝
送効率が低下してしまう。このように構造的セル化方式
では、セル損失による画質劣化と伝送効率がトレードオ
フの関係にあるという問題点があった。
化方式ではセル境界と符号化ビデオ信号の論理境界をあ
る周期で一致させるために、本来不要なフィルビットの
挿入が不可避である。ところが、セル損失による画質劣
化を抑えるために、両境界を一致させる周期を短くする
と、相対的に挿入されるフィルビット量が増えるため伝
送効率が低下してしまう。このように構造的セル化方式
では、セル損失による画質劣化と伝送効率がトレードオ
フの関係にあるという問題点があった。
【０００５】本発明は、構造的セル化方式において、伝
送効率を高く保ちながら、セル損失による画質劣化を抑
えることを目的とする。
送効率を高く保ちながら、セル損失による画質劣化を抑
えることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明のひとつの特徴は、ビデオ信号をデジタル符号
化して伝送する場合に、符号化されたデジタルビデオ信
号を一定のビット長を有するセルに分割して伝送する装
置において、符号化ビデオ信号の論理的境界とセルの境
界の位置関係を判定して符号化ビデオ信号のセル化を制
御することにある。
の本発明のひとつの特徴は、ビデオ信号をデジタル符号
化して伝送する場合に、符号化されたデジタルビデオ信
号を一定のビット長を有するセルに分割して伝送する装
置において、符号化ビデオ信号の論理的境界とセルの境
界の位置関係を判定して符号化ビデオ信号のセル化を制
御することにある。
【０００７】本発明の別の特徴は、上記セル化方式にお
いて、セル中の符号化ビデオ信号の最終の論理境界から
次のセル境界までのビット長がしきい値以上であれば、
引き続きセル化を継続し、これがしきい値以下であれ
ば、該当セルにおいてセル化を中断し、次セルより再び
セル化を開始することにある。
いて、セル中の符号化ビデオ信号の最終の論理境界から
次のセル境界までのビット長がしきい値以上であれば、
引き続きセル化を継続し、これがしきい値以下であれ
ば、該当セルにおいてセル化を中断し、次セルより再び
セル化を開始することにある。
【０００８】本発明の更に別の特徴は、上記セル化方式
において、継続セル数が一定値に達した場合には、セル
化を中断し、次セルより再びセル化を開始することにあ
る。
において、継続セル数が一定値に達した場合には、セル
化を中断し、次セルより再びセル化を開始することにあ
る。
【０００９】
【発明の原理】図１および図２を用いて、本発明の原理
を説明する。
を説明する。
【００１０】
【原理１】図１は本発明によって生成されるセル構造を
示す。セルはｐ（正整数）個を単位として符号化ビデオ
信号の論理境界と一致させる。このｐセルを伝送単位と
呼ぶ。伝送単位の最初のセルは、先頭から新たな符号化
ビデオ信号単位（図中データ#1）が挿入され、これに引
き続いて次の符号化ビデオ信号単位（図中データ#2）が
挿入される。このようにして複数の符号化ビデオ信号単
位を連続的に順次セル化してゆく。そして、以下に述べ
る条件が成立した場合に、符号化ビデオ信号単位のセル
化を中断し、伝送単位中の最終セルの残余部分にフィル
ビットを挿入して伝送単位を閉じる。そして、次セルよ
り新たに再セル化を開始する。
示す。セルはｐ（正整数）個を単位として符号化ビデオ
信号の論理境界と一致させる。このｐセルを伝送単位と
呼ぶ。伝送単位の最初のセルは、先頭から新たな符号化
ビデオ信号単位（図中データ#1）が挿入され、これに引
き続いて次の符号化ビデオ信号単位（図中データ#2）が
挿入される。このようにして複数の符号化ビデオ信号単
位を連続的に順次セル化してゆく。そして、以下に述べ
る条件が成立した場合に、符号化ビデオ信号単位のセル
化を中断し、伝送単位中の最終セルの残余部分にフィル
ビットを挿入して伝送単位を閉じる。そして、次セルよ
り新たに再セル化を開始する。
【００１１】
【原理２】図２は本発明において伝送単位を閉じる判定
方式の原理を示す。本発明では符号化ビデオ伝送単位を
セルに挿入して行く過程で常に現在挿入を行っているセ
ルの残余ビットを監視しておき、これが該当セルの伝送
単位中での位置と定数によって決まるしきい値以下とな
れば、フィルビットの挿入される割合が十分に小さいと
考えられるため、このセルで伝送単位を閉じる。ここで
セル位置を考慮するのは、伝送単位が短すぎることによ
り、フィルビットなどのオーバーヘッド情報の割合が増
加して伝送効率が低下することを防ぐためである。つぎ
に、しきい値以下でなければ、引き続きセル化を続ける
が、伝送単位セル長があらかじめ定めた定数ｐm に達し
たならば、該当セルで伝送単位を閉じる。これは、伝送
単位が長すぎることにより、セル損失の影響が増大する
ことを防ぐためである。具体的な数値の一例を挙げる
と、セル位置が1 以降でかつ残余ビットが24ビット以
下、または、セル位置が2 以降でかつ残余ビットが36ビ
ット以下、または、セル位置が3 以降でかつ残余ビット
が48ビット以下の場合に伝送単位を閉じる。
方式の原理を示す。本発明では符号化ビデオ伝送単位を
セルに挿入して行く過程で常に現在挿入を行っているセ
ルの残余ビットを監視しておき、これが該当セルの伝送
単位中での位置と定数によって決まるしきい値以下とな
れば、フィルビットの挿入される割合が十分に小さいと
考えられるため、このセルで伝送単位を閉じる。ここで
セル位置を考慮するのは、伝送単位が短すぎることによ
り、フィルビットなどのオーバーヘッド情報の割合が増
加して伝送効率が低下することを防ぐためである。つぎ
に、しきい値以下でなければ、引き続きセル化を続ける
が、伝送単位セル長があらかじめ定めた定数ｐm に達し
たならば、該当セルで伝送単位を閉じる。これは、伝送
単位が長すぎることにより、セル損失の影響が増大する
ことを防ぐためである。具体的な数値の一例を挙げる
と、セル位置が1 以降でかつ残余ビットが24ビット以
下、または、セル位置が2 以降でかつ残余ビットが36ビ
ット以下、または、セル位置が3 以降でかつ残余ビット
が48ビット以下の場合に伝送単位を閉じる。
【００１２】以上のような方法により、フィルビットの
挿入される割合を増加させることなく、伝送単位を短く
することができるため、セル境界と符号化ビデオ信号の
論理境界を一致させる周期を短くすることができ、結果
的に構造的セル化方式において、伝送効率を高く保ちな
がら、セル損失による画質劣化を抑えることができる。
挿入される割合を増加させることなく、伝送単位を短く
することができるため、セル境界と符号化ビデオ信号の
論理境界を一致させる周期を短くすることができ、結果
的に構造的セル化方式において、伝送効率を高く保ちな
がら、セル損失による画質劣化を抑えることができる。
【００１３】
【実施例】図３は本発明による実施例を示す。符号化ビ
デオ信号は符号化単位毎にバッファメモリ１にストアさ
れる。符号化ビデオ信号はこのバッファからタイミング
発生器２よりの読み出しパルスにより、符号化単位毎に
読み出されてバッファ３、レジスタ４とセレクタ５に送
られる。バッファ３とレジスタ４は一時的に符号化単位
を記録しておくメモリであり、またセレクタ５は通常バ
ッファ１側を選択している。符号化データはこのセレク
タ５からカウンタ６、カウンタ７へ送られる。カウンタ
６は初期値がセルの情報ビット長ｎにセットされ、モジ
ュロｎで廻る減算型のカウンタであり、現在画像データ
単位の挿入を行っているセルの残余ビットを計算する。
カウンタ７は入力ビットｎ毎に１ずつインクリメントす
るカウンタであり、該当セルの伝送単位中での位置を示
す。
デオ信号は符号化単位毎にバッファメモリ１にストアさ
れる。符号化ビデオ信号はこのバッファからタイミング
発生器２よりの読み出しパルスにより、符号化単位毎に
読み出されてバッファ３、レジスタ４とセレクタ５に送
られる。バッファ３とレジスタ４は一時的に符号化単位
を記録しておくメモリであり、またセレクタ５は通常バ
ッファ１側を選択している。符号化データはこのセレク
タ５からカウンタ６、カウンタ７へ送られる。カウンタ
６は初期値がセルの情報ビット長ｎにセットされ、モジ
ュロｎで廻る減算型のカウンタであり、現在画像データ
単位の挿入を行っているセルの残余ビットを計算する。
カウンタ７は入力ビットｎ毎に１ずつインクリメントす
るカウンタであり、該当セルの伝送単位中での位置を示
す。
【００１４】さて、現在処理中のセルの残余ビットを示
すカウンタ６の出力は、定数ｒと比較器８において比較
され、また該当セルの伝送単位中での位置を示すカウン
タ７の出力は定数ｍと比較器９において比較され、双方
の出力は論理積１０においてＡＮＤがとられる。これ
が、伝送単位を閉じる条件の一方である。カウンタ７の
出力は同時に定数Ｌと比較器１３において比較される。
これが、伝送単位を閉じる条件のもう一方である。比較
器１３の出力は、遅延回路１１によって遅延された論理
積１０の出力と論理和１２においてＯＲがとられる。こ
れが、伝送単位を閉じる条件の全部である。さて、セル
化データを切り替えるセレクタ１６は、通常符号化デー
タの入ったバッファ３側につながっているが、伝送単位
を閉じる条件を示す論理和１２の出力によりフィルビッ
トが入ったＲＯＭ１７側に一時的に倒れる。この動作に
より適当なタイミングでフィルビットの挿入が行われ
る。
すカウンタ６の出力は、定数ｒと比較器８において比較
され、また該当セルの伝送単位中での位置を示すカウン
タ７の出力は定数ｍと比較器９において比較され、双方
の出力は論理積１０においてＡＮＤがとられる。これ
が、伝送単位を閉じる条件の一方である。カウンタ７の
出力は同時に定数Ｌと比較器１３において比較される。
これが、伝送単位を閉じる条件のもう一方である。比較
器１３の出力は、遅延回路１１によって遅延された論理
積１０の出力と論理和１２においてＯＲがとられる。こ
れが、伝送単位を閉じる条件の全部である。さて、セル
化データを切り替えるセレクタ１６は、通常符号化デー
タの入ったバッファ３側につながっているが、伝送単位
を閉じる条件を示す論理和１２の出力によりフィルビッ
トが入ったＲＯＭ１７側に一時的に倒れる。この動作に
より適当なタイミングでフィルビットの挿入が行われ
る。
【００１４】論理積１０と比較器１３の出力は論理和１
４でＯＲがとられ、カウンタ６の内容をｎに、また、カ
ウンタ７の内容を０に、それぞれリセットする。論理積
１０の出力により伝送単位が閉じられた場合はこれでよ
いが、比較器１３の出力によって閉じられた場合には、
すでに次の伝送単位に入るべき画像データがバッファ３
に入っている。このため、比較器１３の出力は遅延回路
１５により遅延された後、セレクタ５をレジスタ４側に
倒す信号となり、これにより、カウンタ６、カウンタ７
の内容が正しくセットされる。これにより、カウンタは
次の伝送単位の処理に備える。
４でＯＲがとられ、カウンタ６の内容をｎに、また、カ
ウンタ７の内容を０に、それぞれリセットする。論理積
１０の出力により伝送単位が閉じられた場合はこれでよ
いが、比較器１３の出力によって閉じられた場合には、
すでに次の伝送単位に入るべき画像データがバッファ３
に入っている。このため、比較器１３の出力は遅延回路
１５により遅延された後、セレクタ５をレジスタ４側に
倒す信号となり、これにより、カウンタ６、カウンタ７
の内容が正しくセットされる。これにより、カウンタは
次の伝送単位の処理に備える。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明は、ビデオ信号を
デジタル符号化して伝送する場合に、符号化されたデジ
タルビデオ信号を一定のビット長を有するセルに分割し
て伝送する装置において、符号化ビデオ信号の論理的境
界と、セルの境界の位置関係を判定して符号化ビデオ信
号のセル化を制御すること、および、上記セル化方式に
おいて、セル中の符号化ビデオ信号の最終の論理境界か
ら次のセル境界までのビット長がしきい値以上であれ
ば、引き続きセル化を継続し、これがしきい値以下であ
れば、該当セルにおいてセル化を中断し、次セルより再
びセル化を開始すること、および、上記セル化方式にお
いて、継続セル数が一定値に達した場合には、セル化を
中断し、次セルより再びセル化を開始すること、によ
り、フィルビットの挿入される割合を増加させることな
く、伝送単位を短くすることができるため、セル境界と
符号化ビデオ信号の論理境界を一致させる周期を短くす
ることができ、結果的に構造的セル化方式において、伝
送効率を高く保ちながら、セル損失による画質劣化を抑
えることができる。また、装置化も容易である。
デジタル符号化して伝送する場合に、符号化されたデジ
タルビデオ信号を一定のビット長を有するセルに分割し
て伝送する装置において、符号化ビデオ信号の論理的境
界と、セルの境界の位置関係を判定して符号化ビデオ信
号のセル化を制御すること、および、上記セル化方式に
おいて、セル中の符号化ビデオ信号の最終の論理境界か
ら次のセル境界までのビット長がしきい値以上であれ
ば、引き続きセル化を継続し、これがしきい値以下であ
れば、該当セルにおいてセル化を中断し、次セルより再
びセル化を開始すること、および、上記セル化方式にお
いて、継続セル数が一定値に達した場合には、セル化を
中断し、次セルより再びセル化を開始すること、によ
り、フィルビットの挿入される割合を増加させることな
く、伝送単位を短くすることができるため、セル境界と
符号化ビデオ信号の論理境界を一致させる周期を短くす
ることができ、結果的に構造的セル化方式において、伝
送効率を高く保ちながら、セル損失による画質劣化を抑
えることができる。また、装置化も容易である。
【００１６】図４は実際のテスト画像に対する従来方式
（図中破線で示したr=0 ）と本発明による方式（図中実
線で示したn=1 〜4 ）における伝送単位セル数と伝送効
率の関係を示した図である。なお、図４で、ｎ＝１の曲
線は、１セル目以後で、残ビット数が48以下のときにセ
ル化を中断する場合を示す。ｎ＝２の曲線は２セル目以
後で残ビット数が48以下のときにセル化を中断する場合
を示す。ｎ＝３及びｎ＝４の場合も同様で各々３セル目
以後及び４セル目以後で残ビット数が48以下のときにセ
ル化を中断する場合を示す。図４に示すように、従来方
式に比べて、同一伝送単位セル数において比較すると、
伝送効率を大幅に改善することができ、本発明の効果は
明かである。
（図中破線で示したr=0 ）と本発明による方式（図中実
線で示したn=1 〜4 ）における伝送単位セル数と伝送効
率の関係を示した図である。なお、図４で、ｎ＝１の曲
線は、１セル目以後で、残ビット数が48以下のときにセ
ル化を中断する場合を示す。ｎ＝２の曲線は２セル目以
後で残ビット数が48以下のときにセル化を中断する場合
を示す。ｎ＝３及びｎ＝４の場合も同様で各々３セル目
以後及び４セル目以後で残ビット数が48以下のときにセ
ル化を中断する場合を示す。図４に示すように、従来方
式に比べて、同一伝送単位セル数において比較すると、
伝送効率を大幅に改善することができ、本発明の効果は
明かである。
【００１７】従って、テレビジョン伝送装置、テレビ電
話・テレビ会議装置など、ビデオ信号をデジタル化、符
号化してデジタル伝送する装置、特に広帯域ＩＳＤＮに
接続される装置のように、情報をセルに分割して伝送す
る装置において、セル損失による画質劣化を抑えながら
伝送効率を高めることができ、その効果は大である。
話・テレビ会議装置など、ビデオ信号をデジタル化、符
号化してデジタル伝送する装置、特に広帯域ＩＳＤＮに
接続される装置のように、情報をセルに分割して伝送す
る装置において、セル損失による画質劣化を抑えながら
伝送効率を高めることができ、その効果は大である。
【図１】本発明によって生成されるセル構造を示す。
【図２】本発明において伝送単位を閉じる判定の原理を
示す。
示す。
【図３】本発明によるセル化装置のブロック図である。
【図４】本発明の効果を示す図である。
１ バッファメモリ ２ タイミング発生器 ３ バッファメモリ ４ レジスタ ５ セレクタ ６，７ カウンタ ８，９ 比較器 １０ 論理積回路 １１ 遅延回路 １２ 論理和回路 １３ 比較器 １４ 論理和回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04L 12/50 - 12/66
Claims (2)
- 【請求項１】 ビデオ信号をデジタル符号化して伝送す
る場合に、符号化されたデジタルビデオ信号を一定のビ
ット長を有するセルに分割して伝送する装置において、 符号化ビデオ信号の論理的境界と、セルの境界の位置関
係を判定して符号化ビデオ信号のセル化を制御し、 上記判定の条件が、セル中の符号化ビデオ信号の最終の
論理境界から次のセル境界までのビット長がしきい値以
上であれば、引き続きセル化を継続し、これがしきい値
以下であれば、該当セルにおいてセル化を中断し、次セ
ルより再びセル化を開始することであることを特徴とす
るビデオ信号の高効率セル化方式。 - 【請求項２】 請求項１記載のビデオ信号の高効率セル
化方式において、継続セル数が一定値に達した場合に
は、セル化を中断し、次セルより再びセル化を開始する
ビデオ信号のセル化方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17370692A JP2827714B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | ビデオ信号の高効率セル化方式 |
| US08/072,489 US5379116A (en) | 1992-06-09 | 1993-06-07 | Cell-packing system of coded video signal using fixed bit length cells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17370692A JP2827714B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | ビデオ信号の高効率セル化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05344539A JPH05344539A (ja) | 1993-12-24 |
| JP2827714B2 true JP2827714B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=15965626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17370692A Expired - Fee Related JP2827714B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | ビデオ信号の高効率セル化方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5379116A (ja) |
| JP (1) | JP2827714B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5561466A (en) * | 1993-06-23 | 1996-10-01 | Nec Corporation | Video and audio data multiplexing into ATM cells with no dummy cell used and ATM cell demultiplexing |
| KR0152038B1 (ko) * | 1994-10-17 | 1998-10-15 | 김광호 | 상대 주소를 이용한 가변장 복호화 장치 |
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