JP3432009B2 - 通信方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばネットワークに
接続され、該ネットワークを介してデータを通信する通
信方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ネットワークに接続された情報処
理装置では、他の装置にデータを送信する場合、データ
をそのまま送るように構成されている。

【０００３】また、転送される画像や音声のデータは、
多少情報が欠落しても、補間などの技術により復元する
ことができるので、人間が受ける情報として大きな情報
の欠落とはならない。これを利用して、意図的に画像や
音声のデータを落し、高画質、高音質とはいえなくなっ
ても、画像や音声のデータ量を小さくする技術が提案さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、大量のデータをネットワークの流通量が多い
時に送信した場合、ネットワーク上の他のデータ転送を
大きく妨げてしまう、という問題があった。

【０００５】また、画像データや音声データの量をその
まま送ったとしても、他のネットワーク上のデータ通信
を妨げてしまうことが無い程他のネットワーク上のデー
タが少ない場合においてさえ、データ量を小さくして送
っているため、受信者は高品質の画像や音声を受け取る
ことができない、という問題もあった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたもので、ネットワークの混雑状況に応じてデータの
圧縮の有無の決定、若しくは圧縮方法の変更を行うこと
により、ネットワークの負荷を考慮した効率の良い通信
方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の通信装置は以下の構成を備える。

【０００８】ネットワークに接続され、該ネットワーク
を介してデータを通信する通信装置において、ネットワ
ークにより通信されるデータの流通量を計測する流通量
計測手段と、流通量計測手段により計測された結果に応
じて通信するデータを圧縮する圧縮手段と、圧縮手段で
圧縮されたデータに対する伸張プログラムを付加して通
信する通信手段とを備え、通信手段により送信されたデ
ータに続くデータが、前に送られたデータと同じ方法で
圧縮されるものである場合には、伸張プログラム自体を
付加せずに、前に送られたデータに付加された伸張プロ
グラムを用いて伸張することを指示するフラグを付加す
ることを特徴とする。また、ネットワークに接続され、
該ネットワークを介してデータを通信する通信装置にお
いて、ネットワークにより伸張プログラムを有する圧縮
されたデータを受信する受信手段と、受信手段で受信さ
れたデータを圧縮プログラムを用いて伸張する伸張手段
とを有し、受信手段により受信されたデータに続くデー
タに、前に受信されたデータと同じ方法で伸張すること
を示すフラグが付加されている場合には、前に送られた
データに付加された伸張プログラムを用いて伸張するこ
とを特徴とする。

【０００９】また、上記目的を達成するために、本発明
の通信方法は以下の工程を有する。

【００１０】ネットワークを介してデータを通信する通
信方法において、ネットワークにより通信されるデータ
の流通量を計測する流通量計測工程と、流通量計測工程
により計測された結果に応じて通信するデータを圧縮す
る圧縮工程と、圧縮工程で圧縮されたデータに対する伸
張プログラムを付加して通信する通信工程とを備え、通
信工程により送信されたデータに続くデータが、前に送
られたデータと同じ方法で圧縮されるものである場合に
は、伸張プログラムを付加せずに、前に送られたデータ
に付加された伸張プログラムを用いて伸張することを指
示するフラグを付加することを特徴とする。また、ネッ
トワークを介してデータを通信する通信方法において、
ネットワークにより伸張プログラムを有する圧縮された
データを受信する受信工程と、受信工程で受信されたデ
ータを圧縮プログラムを用いて伸張する伸張工程とを有
し、受信工程により受信されたデータに続くデータに、
前に受信されたデータと同じ方法で伸張することを示す
フラグが付加されている場合には、前に送られたデータ
に付加された伸張プログラムを用いて伸張することを特
徴とする。

【００１１】

【作用】かかる構成において、ネットワークにより通信
されるデータの流通量を計測し、その計測結果に応じて
通信するデータを圧縮し、圧縮されたデータを通信する
ように動作する。

【００１２】

【実施例】（第１の実施例）以下、図面を参照しながら
本発明に係る好適な一実施例を詳細に説明する。

【００１３】まず、図１に示す概略ブロック図を用いて
ネットワークに接続された情報処理装置の構成及び動作
の概要を説明する。尚、情報処理装置Ａ、Ｂの構成は同
様であり、ここでは情報処理装置Ａについて、その構成
を説明する。

【００１４】図１において、１ａはＣＰＵであり、後述
するプログラムに従って本装置全体を制御する。２ａは
ＲＯＭであり、メインプログラム（ＯＳなど）をロード
するためのプログラムを格納している。３ａはＲＡＭで
あり、プログラムの実行領域やデータを格納するための
領域などを含む。４ａは入力装置であり、プログラムや
データを手操作で入力するためのキーボードやマウスな
どで構成されている。５ａは表示装置であり、プログラ
ムやデータなどを表示する。６ａはハードディスクなど
の外部記憶装置であり、メインプログラム（ＯＳなど）
やアプリケーションソフトまたは各種データなどを記憶
する。７ａはネットワーク送受信部であり、ネットワー
クとの間のデータ授受を制御する。そして、１０はイー
サネットやＦＤＤＩなどのネットワークであり、情報処
理装置ＡとＢを連結している。

【００１５】図２は、情報処理装置Ａの外観を示す外観
斜視図である。図中、２１はネットワーク１０と情報処
理装置Ａを結び付けるコネクタである。２２はＣＰＵ１
ａ、ＲＯＭ２ａ、ＲＡＭ３ａ、及び外部記憶装置６ａ等
を格納する本体である。

【００１６】次に、情報処理装置Ａの外部記憶装置６ａ
に記憶されている計算データや動画データをネットワー
ク１０を使用して情報処理装置Ｂに送る際の処理手順を
図３及び図４に示すフローチャートに従って以下に説明
する。

【００１７】図３は、情報処理装置Ａにおける送信処理
を示すフローチャートであり、図４は情報処理装置Ｂに
おける受信処理を示すフローチャートである。

【００１８】まず、図３のステップＳ１０１において、
情報処理装置ＡのＣＰＵ１ａは送信するデータをある一
定量（例えば動画データであれば一画面分）、外部記憶
装置６ａから読み出してＲＡＭ３ａに展開し、ステップ
Ｓ１０２では、そのデータをネットワーク１０が許容で
きる大きさに分割する。そして、ステップＳ１０３で宛
先のアドレスや自分のアドレス、プロトコルの種類等、
ネットワーク１０への送信に必要なヘッダを生成し、そ
れをデータに付加し、パケット化する。次に、ステップ
Ｓ１０４では、そのパケットをネットワーク送受信部７
ａ内のＲＡＭにコピーし、ネットワーク送受信部７ａに
送信要求を出す。

【００１９】次に、ステップＳ１０５では、ネットワー
ク送受信部７ａがネットワーク１０上に既にパケットが
あるかどうかを調べ、パケットがあればなくなるまで待
ち、パケットがなくなったならばステップＳ１０６に進
み、送信を行う。そして、ステップＳ１０７で、分割し
たデータを全て送り終えたか判断し、残りがあればステ
ップＳ１０３に戻り、上述した処理を繰り返す。その
後、全て送り終えるとステップＳ１０８へ進み、他に送
信するデータがあれば上述のステップＳ１０１以降の処
理を繰り返すが、なければ送信処理を終了する。

【００２０】これに対し、情報処理装置Ｂでは、図４の
ステップＳ２０１において、ネットワーク送受信部７ｂ
がネットワーク１０上を流れているパケットのヘッダを
監視しており、情報処理装置Ｂ宛のパケットが流れてく
ると、流れてきたパケットをネットワーク送受信部７ｂ
内のＲＡＭにコピーし、ステップＳ２０２で、ＣＰＵ１
ｂにパケットを受け取ったことを通知する。そして、ス
テップＳ２０３では、ＣＰＵ１ｂがネットワーク送受信
部７ｂ内のＲＡＭからパケットをＲＡＭ３ｂにコピー
し、ステップＳ２０４で、ネットワークのためのヘッダ
を削除する。次に、ステップＳ２０５において、一定量
（例えば動画データであれば一画面分）、データを受信
したか判断し、受信していなければステップＳ２０１に
戻り、上述の処理を繰り返す。その後、データを全て受
信するとステップＳ２０６に進み、分割されたデータを
連結し、ステップＳ２０７では、受信したデータを外部
記憶装置６ｂに格納する。

【００２１】また、受信データが動画データであれば表
示装置５ｂに一画面分の動画データを表示する。この場
合、上述の処理を、例えば１／３０秒毎に行うことによ
り、情報処理装置Ａの外部記憶装置６ａに格納されてい
るデータを動画像を情報処理装置Ｂの表示装置５ｂに表
示することができる。

【００２２】次に、本実施例における情報処理装置の構
成及び動作を以下に説明する。

【００２３】図５は本実施例における情報処処理装置の
構成を示す概略ブロック図であり、図１と同様にネット
ワーク１０に接続されている。また、図１と同一のもの
には同じ符号を付し、その説明し省略する。

【００２４】図示するように、本実施例では、図１の構
成に、ネットワーク１０の混雑状況を調べる混雑監視部
８ａ、ｂを更に備え、データを送信する際に、ネットワ
ーク１０の混雑状況に応じてデータを圧縮の有無を決定
し、或いは圧縮方法を変更することにより、通信するデ
ータ量を少なくするようにしたものである。

【００２５】図５の構成において、まず、情報処理装置
Ａの外部記憶装置６ａに格納されている計算データをネ
ットワーク１０を使用して情報処理装置Ｂに送り、送ら
れてきたデータを情報処理装置Ｂの外部記憶装置６ｂに
格納する処理を図６及び図７に示すフローチャートに従
って以下に説明する。

【００２６】図６は、情報処理装置Ａにおける送信処理
を示すフローチャートであり、図７は情報処理装置Ｂに
おける受信処理を示すフローチャートである。

【００２７】まず、図６のステップＳ３０１において、
情報処理装置ＡのＣＰＵ１ａは送信するデータをある一
定量、外部記憶装置６ａから読み出してＲＡＭ３ａに展
開し、ステップＳ３０２では、そのデータをネットワー
ク１０が許容できる大きさに分割する。そして、ステッ
プＳ３０３において、ネットワーク混雑監視部８ａが監
視するネットワーク１０の混雑状況を調べ、混雑してい
る場合にはステップＳ３０４に進み、分割したデータを
所定の圧縮方法で圧縮する。そして、ステップＳ３０５
では、宛先のアドレスや自分のアドレス、プロトコルの
種類等、ネットワーク１０への送信に必要なヘッダを生
成し、データに付加し、パケット化する。そして、ステ
ップＳ３０６では、そのパケットをネットワーク送受信
部７ａ内のＲＡＭにコピーし、ネットワーク送受信部７
ａに送信要求を出す。

【００２８】次に、ステップＳ３０７では、ネットワー
ク送受信部７ａがネットワーク１０上に既にパケットが
あるかどうかを調べ、パケットがあればなくなるまで待
ち、パケットがなくなったならばステップＳ３０８に進
み、送信を行う。そして、ステップＳ３０９で、分割し
たデータを全て送り終えたか判断し、残っていればステ
ップＳ３０３に戻り、上述した処理を繰り返す。その
後、全て送り終えるとステップＳ３１０へ進み、他に送
信するデータがあれば上述のステップＳ３０１以降の処
理を繰り返すが、なければ送信処理を終了する。

【００２９】これに対し、情報処理装置Ｂでは、図７の
ステップＳ４０１において、ネットワーク送受信部７ｂ
がネットワーク１０上を流れているパケットのヘッダを
監視しており、情報処理装置Ｂ宛のパケットが流れてく
ると、流れてきたパケットをネットワーク送受信部７ｂ
内のＲＡＭにコピーし、ステップＳ４０２で、ＣＰＵ１
ｂにパケットを受け取ったことを通知する。そして、ス
テップＳ４０３では、ＣＰＵ１ｂがネットワーク送受信
部７ｂ内のＲＡＭからパケットをＲＡＭ３ｂにコピー
し、ステップＳ４０４で、ネットワークのためのヘッダ
を削除する。

【００３０】次に、ステップＳ４０５において、ヘッダ
を賛助して出来上がったデータが圧縮されたデータかど
うかを調べ、圧縮されたデータであればステップＳ４０
６に進み、データを伸長して元に戻す。そして、ステッ
プＳ４０７において、一定量データを受信したか判断
し、受信していなければステップＳ４０１に戻り、上述
の処理を繰り返す。その後、データを全て受信するとス
テップＳ４０８に進み、分割されたデータを連結し、ス
テップＳ４０９では、連結したデータを外部記憶装置６
ｂに格納する。

【００３１】尚、図６のステップＳ３０３における混雑
状況の判断方法としては、単位時間あたりネットワーク
１０上を流れたデータ量を、そのネットワーク１０上に
単位時間あたり流すことのできる最大のデータ量で割っ
て流通量を計算し、その値が０．５を越えた場合、混雑
していると判断し、データを圧縮して流すことにする
等、様々な方法が考えられる。

【００３２】次に、上述の様に混雑していると判断され
た場合のデータの圧縮方法について説明する。

【００３３】本実施例ではＪＰＥＧのいわゆるＡＤＣＴ
（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ
Ｔｒａｎｆｏｒｍ）方式を用いる。

【００３４】このＪＰＥＧ圧縮画像データは、データの
周波数特性や人間の視覚特性を利用してカラー静止画の
圧縮を行うことを目的とした国際標準方式であるＣＣＩ
ＴＴ／ＩＳＯのＪＰＥＧ方式に基づいて符号化されたデ
ータであり、このデータは符号化データ及び各種マーカ
コードを図１８に示すようなイメージ／フレーム／スキ
ャンの階層構造として構成している。

【００３５】即ち、このＪＰＥＧデータはＳＯＩ（Ｓｔ
ａｒｔ Ｏｆ Ｉｍａｇｅ）コード、フレーム、ＥＯＩ
（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｉｍａｇｅ）コードから構成され、上
記フレームは階層符号化されたデータの場合には各階層
毎に複数のフレームから成り、階層符号化されていない
場合には単一のフレームにて構成される。

【００３６】上記フレームはＳＯＦ（Ｓｔａｒｔ Ｏｆ
Ｆｒａｉｍ）コード、フレームヘッダ及びスキャンか
ら構成され、上記スキャンはＳＯＳ（Ｓｔａｒｔ Ｏｆ
Ｓｃａｎ）コード、スキャンヘッダ及び符号化データ
にて構成されている。

【００３７】尚、上記スキャンは、輝度データ（Ｙ）と
２つの色差データ（Ｃｒ、Ｃｂ）を各々独立して扱う場
合（インタリーブさせる場合）には複数のスキャンから
構成され、各データを一緒に扱う場合（ノンインタリー
ブさせる場合）には単一のスキャンにて構成される。

【００３８】次に、上述のようなＪＰＥＦ方式における
基本的なベースライン・システムにおける符号化・復号
化のアルゴリズムについて図１９及び図２０を用いて説
明する。

【００３９】まず、入力画像データはブロック化回路２
０１にて８画素×８画素のブロックに分割し、これをＤ
ＣＴ回路２０２にて２次元ＤＣＴ（離散コサイン変換）
することによって１種の直流成分（ＤＣ）と６３種の交
流成分（ＡＣ）から成る水平／垂直の空間周波数成分
（ＤＣＴ係数）に変換する。

【００４０】これによって得られた各周波数成分は、量
子化器２０３にて各々所定の係数（量子化係数）にて除
算されて量子化され、その後直流成分と交流成分とで異
なるアルゴミズムによって各々符号化処理される。

【００４１】なお、上記量子化係数は、一般に周波数成
分毎に異なる係数が用いられており、視覚上重要な低域
成分に対する量子化係数は高域成分に対する量子化係数
に比して小さく設定されている。

【００４２】これによって、比較的重要でない高域成分
についてはカットされることになり、全体としてデータ
量の削減が図られる。

【００４３】上記直流成分については隣接ブロックとの
相関が高いことを利用して、差分回路２０４にて専攻す
るブロックにおける直流成分との差分が求められ、得ら
れた差分値をハフマン符号化器２０５にて１次元ハフマ
ン符号化して直流成分の符号化データとされる。

【００４４】一方、交流成分については、上述の６３種
の交流成分をスキャン回路２０６にて視覚的に重要な低
域側の周波数成分から順次ジグザグスキャンして１次元
の配列に変換し、判定器２０７にて各成分の値が「０
値」であるか０値以外の値（有効係数）である判定され
る。

【００４５】「０値」については、カウンタ２０８にて
０ランがカウントされ、有効係数についてはグループ化
回路２０９にてその値によってグループ化され、これら
によって得られたランレングスとグループ値との組み合
わせによりハフマン符号化器２１０にて２次元ハフマン
符号化が行われて交流成分の符号化データとされる。

【００４６】ここで、上述のハフマン符号は、生起確率
の高いもの（直流成分については上記差分値、交流成分
についてはランレングスと有効係数との組み合わせ）に
より短い符号長を割り当てることによって全体としての
データ量を削減する。

【００４７】また、生起確率が低いものについては所定
のコード（ＺＲＬコード）と組み合わせることによって
有限のコード数にてすべてのパターンを表すことができ
る。

【００４８】以上の処理を各ブロック単位で行って１枚
のカラー静止画の符号化を終了する。

【００４９】その後、上記各符号化データは、付加回路
２１１にて前述のマーカコード等が付加されて図１９に
示したＪＰＥＧ圧縮画像データとされる。

【００５０】尚、上述の量子化係数やハフマンコードは
任意に設定することができるため、符号化に用いられた
量子化係数やハフマンコードを表すデータが上記ＳＯＩ
コードの後に付加される。

【００５１】次に、復号化のアルゴリズムについて説明
する。復号化のアルゴリズムは基本的に符号化アルゴリ
ズムの逆であり、入力された符号化データはこのデータ
と共に送られたハフマンテーブルを用いて復号器２１２
にて復号され、直流成分については加算器２１３にて先
行ブロックの直流成分と加算されて元の直流成分とさ
れ、交流成分については復号化された各周波数成分を並
び換え回路２１４にて元の２次元配列に変換する。

【００５２】その後、それらの周波数成分を逆量子化器
２１５にて逆量子化した後、逆ＤＣＴ回路２１６にて逆
ＤＣＴを行ってもとの画像データ（復号データ）に変換
される。

【００５３】以上の処理を各ブロック単位で行って１枚
のカラー静止画の復号化を終了する。

【００５４】上述のＪＰＥＧ方式の圧縮を行うか否かを
１画面を所定数に分割したブロック毎にネットワーク１
０の混雑状況に応じて決定する。

【００５５】尚、本実施例では１画面をブロック分割し
て圧縮の有無を決定したが、ブロック分割することなく
１画面毎に決定してもよい。

【００５６】また、本実施例においては上述の符号化、
復号化のアルゴリズムをＣＰＵ１のソフトウエアによっ
て実現するが、独立した符号化部、復号化部としてハー
ドウエアにより実現しても良い。

【００５７】このように、本実施例によれば、ネットワ
ーク１０の流通量が多い時に、送信するデータを圧縮す
ることで、他のデータ転送を妨げることなく、多量のデ
ータを送信することができる。

【００５８】また、本実施例では、データをネットワー
ク１０で送信可能なサイズに分割した後、ネットワーク
１０が混雑しているかどうかを調べ、分割したデータを
圧縮しているが、この場合、混雑を調べ、圧縮を行って
から分割する場合に比べて、より細やかな制御が可能と
なる。

【００５９】（第２の実施例）次に、図５の構成におい
て、情報処理装置Ａが外部記憶装置６ａに格納されてい
る動画データをネットワーク１０を使用して情報処理装
置Ｂに送り、送られてきた動画データを情報処理装置Ｂ
の表示装置５ｂに動画像として表示する処理を図８及び
図９に示すフローチャートに従って以下に説明する。

【００６０】まず、図８のステップＳ５０１において、
情報処理装置ＡのＣＰＵ１ａは送信する動画テータの一
画面分を外部記憶装置６ａから読み出してＲＡＭ３ａに
展開する。そして、ステップＳ５０２において、ネット
ワーク混雑監視部８ａで監視するネットワーク１０の混
雑状況を調べ、混雑している場合にはステップＳ５０３
に進み、その混雑状況（混雑率）に応じて圧縮方法を選
択し、続くステップＳ５０４で、その圧縮方法に基づい
て一画面分の動画データを圧縮する。また混雑していな
い場合には、データの圧縮は行わない。次に、ステップ
Ｓ５０５では、データをネットワーク１０が許容できる
大きさに分割、ステップＳ５０６では、宛先のアドレス
や自分のアドレス、プロトコルの種類等、ネットワーク
１０への送信に必要なヘッダを生成し、データに付加
し、パケット化する。そして、ステップＳ５０７では、
そのパケットをネットワーク送受信部７ａ内のＲＡＭに
コピーし、ネットワーク送受信部７ａに送信要求を出
す。

【００６１】次に、ステップＳ５０８では、ネットワー
ク送受信部７ａがネットワーク１０上に既にパケットが
あるかどうかを調べ、パケットがあればなくなるまで待
ち、パケットがなくなったならばステップＳ５０９に進
み、送信を行う。そして、ステップＳ５１０で、分割し
たデータを全て送り終えたか判断し、残っていればステ
ップＳ５０６に戻り、上述した処理を繰り返す。その
後、全て送り終えるとステップＳ５１１へ進み、他に送
信するデータがあれば上述のステップＳ５０１以降の処
理を繰り返すが、なければ送信処理を終了する。

【００６２】これに対し、情報処理装置Ｂでは、図９の
ステップＳ６０１において、ネットワーク送受信部７ｂ
がネットワーク１０上を流れているパケットのヘッダを
監視しており、情報処理装置Ｂ宛のパケットが流れてく
ると、流れてきたパケットをネットワーク送受信部７ｂ
内のＲＡＭにコピーし、ステップＳ６０２で、ＣＰＵ１
ｂにパケットを受け取ったことを通知する。そして、ス
テップＳ６０３では、ＣＰＵ１ｂがネットワーク送受信
部７ｂ内のＲＡＭからパケットをＲＡＭ３ｂにコピー
し、ステップＳ６０４で、ネットワークのためのヘッダ
を削除する。

【００６３】次に、ステップＳ６０５において、一画面
分動画データを受信したか判断し、受信していなければ
ステップＳ６０１に戻り、上述の処理を繰り返す。その
後、一画面分動画データを受信するとステップＳ６０６
に進み、分割されたデータを連結する。そして、ステッ
プＳ６０７において、連結されたデータが圧縮されたデ
ータかどうかを調べ、圧縮されたデータならばステップ
Ｓ６０８に進み、その圧縮方法を調べ、圧縮方法に応じ
たデータ伸長方法を選択氏、ステップＳ６０９で、デー
タ伸長を行う。その後、ステップＳ６１０において、表
示装置５ｂに一画面分の動画データを表示する。

【００６４】以上のような処理を、例えば１／３０秒毎
に行うことにより、情報処理装置Ｂの表示装置５ｂに、
情報処理装置Ａの外聞記憶装置６ａに格納されている動
画像を表示することができる。

【００６５】画像データや音声データは、計算機のプロ
グラムデータや数値計算等におけるデータと異なり、多
少情報が欠落しても、実際に画像を見たり、音声を聞い
たりする人にとって、その欠落が大きな障害となること
は少ない。これを利用して、画像や音声情報をある法則
で欠落させ、画像や音声情報を再生する側で欠落した部
分を補間することにより、画像データや音声データを圧
縮する技術が多く開発されている。これを利用する場合
は、データの圧縮が可逆である場合と異なり、大幅なデ
ータ圧縮が可能である。

【００６６】しかし、大きな圧縮をかけてしまうと、補
間を行うにしても、高品質の画像や音声では無くなって
しまう。

【００６７】上述した本実施例によれば、ネットワーク
１０が混雑している時には、その混み具合により圧縮方
法を変更しているので、ネットワーク１０に必要以上の
負荷をかけることなく、また受信側で必要以上に品質を
落とすことなく、画像や音声のデータを受け取ることが
できる。

【００６８】次に、本実施例におけるネットワーク混雑
監視部の動作について具体的に説明する。ネットワーク
監視部のブロック図を図１１に示す。またネットワーク
監視部の動作を示すフローチャートを図１２に示す。５
１はＲＯＭ５２に従ってプログラムを実行するＣＰＵ、
５２はネットワーク監視のためのプログラムなどを格納
しているＲＯＭ、５３はプログラムを実行しているＣＰ
Ｕがデータを格納するための、及びネットワーク１０上
のパケットを展開するためのＲＡＭである。ネットワー
ク監視部にも本体とは別に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを
搭載しており、ＣＰＵ５１がネットワーク送受信部のＲ
ＡＭをアクセスできるように構成されている。１０はこ
こではネットワークでイーサネットのようなバス型のネ
ットワークとする。５５は時間を測定するためのタイマ
である。

【００６９】ネットワーク送受信部７は、自分のアドレ
スもしくはブロードキャストアドレスのパケットを受信
した時は、そのデータをネットワーク送受信部７内のＲ
ＡＭに展開し、パケットを受信し終えるとメインＣＰＵ
１に割り込みをかけ、パケットを受信したことを通知す
る。また、ネットワーク送受信部７は、ネットワーク１
０上の全てのデータをネットワーク混雑監視部のＲＡＭ
５３に展開し、ひとつのパケットを受信し終えるとネッ
トワーク混雑監視部のＣＰＵ５１に割り込みをかけ、ひ
とつのパケットを受信したことを通知するといった動作
も同時に行っている。ネットワーク送受信部７は、送信
する際においても、ネットワークへパケットを送信する
と同時に、そのパケットをネットワーク混雑監視部のＲ
ＡＭ５３に展開し、ネットワーク混雑監視部のＣＰＵ５
１に割り込みをかける。

【００７０】次に混雑率の計算について説明する。始め
に、ネットワーク混雑監視部のＣＰＵ５１は、変数ｓｉ
ｚｅを０に設定し（ステップＳ７０２）、一定時間経過
するのを待つ（ステップＳ７０３）。そしてネットワー
ク送受信部７から受信割り込みを受けると、ステップＳ
７１０へ行き、パケットのサイズを測定し、変数サイズ
に加える。そして一定時間経過すると、ネットワーク混
雑率を計算する（ステップＳ７０４）。ネットワーク混
雑率は、ネットワークの最大転送量をｍ ｂｉｔ／ｓｅ
ｃ、一定時間をｔ ｓｅｃ、一定時間に受信したパケッ
トのサイズをｓｏｃｔｅｔとすると、

【００７１】

【外１】 で求められる。

【００７２】この混雑率

【００７３】

【外２】 に基づいて、後述のＭＰＥＧ圧縮を行うか否か、及び圧
縮を行う場合にはその圧縮率を制御する。

【００７４】次に、本実施例で用いられる圧縮方法であ
るＭＰＥＧ方式について説明する。

【００７５】このＭＰＥＧ方式は、動画像の高能率符号
化を行うことを目的とした国際標準であり、基本的には
データの周波数特性や人間の視覚特性を利用するが、更
に動画像特有の時間軸方向の冗長度を利用して一層の高
能率符号化を行う方式である。

【００７６】このＭＰＥＧ方式には、デジタルストレー
ジメディア用に転送レートを最大１．５Ｍｂｐｓとした
ＭＰＥＧ１と、伝送レートの上限をなくし双方向デジタ
ルマルチメディア機器、デジタルＶＴＲ、ＡＴＶ、光フ
ァイバネットワーク等の全ての伝送系で用いられること
を企図したＭＰＥＧ２があるが、基本的なアルゴリズム
はほぼ同様であるのでＭＰＥＧ１をベースとしてそのデ
ータ構造及び符号化・復号化のアルゴリズムを説明す
る。

【００７７】尚、ＭＰＥＧ２では、使用可能な符号化方
法を複数のプロフィール（シンプル・プロフィール、メ
イン・プロフィール、スケーラブル、空間スケーラブ
ル、ハイ）によって規定しているが、代表的なメイン・
プロフィールは基本的にＭＰＥＧ１と同様である。

【００７８】まず、このＭＰＥＧ方式による高能率符号
化方式の原理について説明する。

【００７９】この高能率符号化方式においては、フレー
ム間の差分を取ることで時間軸方向の冗長度を落とし、
これによって得られた差分データをＤＣＴ及び可変長符
号化処理して空間方向の冗長度を落とすことによって全
体として高能率符号化を実現する。

【００８０】上記時間軸方向の冗長度については、動画
像の場合には連続したフレームの相関が高いことに着目
し、符号化しようとするフレームと時間的に先行または
後行するフレームとの差分を取ることによって冗長度を
落とすことが可能となる。

【００８１】そこで、ＭＰＥＧでは、図１３に示すよう
に専らフレーム内で符号化するイントラ符号化画像の他
に、時間的に先行するフレームとの差分値を符号化する
前方予測符号化画像（Ｐ−ピクチャ）と、時間的に先行
するフレームまたは後行するフレームとの差分値或いは
それら両フレームからの補間フレームとの差分値の内最
もデータ量が少ないものを符号化する両方向予測符号化
画像（Ｂ−ピクチャ）とを有し、これらの符号化モード
による各フレームを所定の順序で組み合わせている。

【００８２】尚、画像中で新たな物体が現れた場合に
は、時間的に先行する画像との差分を取るよりも後行す
る画像との差分を取った方がその差分値が少なくなる場
合がある。

【００８３】そこで、ＭＰＥＧでは上述のような両方向
予測符号化を行い、より高能率な圧縮を行っている。

【００８４】また、ＭＰＥＧでは各予測画像を得るため
に動き補償を行う。

【００８５】即ち、先の８画素×８画素のブロックを輝
度データについて２×２の４つ、色差データについて２
つ集めたブロック（マクロブロック）単位で、対応画像
の対応ブロック近傍のマクロブッロクとの差分をとり、
一番差が少ないマクロブロックを検出することによって
動きベクトルを検出し、この動きベクトルをデータとし
て符号化する。

【００８６】上述のような動き補償及び予測符号化に際
しては、時間的に先行する画像を一旦符号化した後、再
度復号した画像を得て先行画像とされる。

【００８７】上述のような予測符号化データ及び動きベ
クトルはＤＣＴ及びハフマン符号化が行われて高能率符
号化される。

【００８８】次に、このＭＰＥＧ方式のデータ構造につ
いて説明する。

【００８９】このデータ構造は、図１４に示すようにビ
デオシーケンス層、ＧＯＰ層、ピクチャ層、スライス
層、マクロブロック層、ブロック層から成る階層構造で
構成されている。

【００９０】以下、各層について図中下の層から順に説
明する。

【００９１】まず、ブロック層は先のＪＰＥＧと同様に
輝度データ及び色差データ毎に８画素×８画素で各々構
成され、この単位毎にＤＣＴが行われる。

【００９２】上記マクロブロック層は、上述した８画素
×８画素のブロックを輝度データについては４ブロッ
ク、色差データについては各１ブロックまとめ、マクロ
ブロックを付したものであり、ＭＰＥＧ方式ではこのマ
クロブロックを後述する予測符号化、動きベクトル検出
の単位とする。

【００９３】また、上記マクロブロックヘッダは、各マ
クロブロック単位の動き補償及び量子化ステップの各デ
ータ、及び各マクロブロック内の６つＤＣＴブロック
（Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｃｒ、Ｃｂ）がデータを有
するか否かのデータを含む。

【００９４】上記スライス層は、画像の走査順に連なる
１つまたは複数のマクロブロック及びスライスヘッダで
構成され、同一スライス層内の一連のマクロブロックに
おける量子化ステップは一定とされる。上記スライスヘ
ッダは、スライスの位置及び量子化ステップに関するデ
ータを有し、仮に復号の途中でエラーが発生してもこの
スライスを単位として復旧し得るようになっている。

【００９５】また、先頭のマクロブロックは直流成分の
差分値をリセットする。

【００９６】上記ピクチャ層は、上述のスライス層を１
フレーム単位で複数集めたものであり、ピクチャースタ
ートコード等からなるヘッダと、これに続く１つまたは
複数のスライス層とから構成される。

【００９７】また、上記ヘッダには画像の符号化モード
を示すコードや動き検出の精度（画素単位か半画素単位
か）を示すコードを含む。

【００９８】上記ＧＯＰ層は、グループスタートコード
やシーケンスの最初からの時間を示すタイムコード等の
ヘッダと、これに続く複数のＩフレーム、Ｂフレームま
たはＰフレームから構成される。

【００９９】上記ビデオシーケンス層は、シーケンスス
タートコードから始まりシーケンスエンドコードで終了
し、その間に画像サイズデータ等の制御データ及び画像
サイズ等が同じ複数のＧＯＰが配列される。

【０１００】このようなデータ構造を持つＭＰＥＧ方式
は、その規格にて各層ごとのビットストリームが規定さ
れている。

【０１０１】次に、上述のようなＭＰＥＧデータを扱う
基本的な符号化部及び復号化部について図１５及び図１
６を用いて説明する。

【０１０２】この符号化装置は、図１５に示すようにブ
ロック化回路３０１、ＤＣＴ回路３０２、量子化器３０
３、可変長符号化器（ＶＬＣ）３０４、動き補償回路３
０５、動きベクトル検出器３０６、レート制御回路３０
７、局部復号器３０８、出力バッファ３０９等から概略
構成されている。

【０１０３】また、この符号化装置において符号化の対
象とする画像サイズは図１７に示すように４：２：２、
４：２：０、ＳＩＦ、ＣＩＦ、ＱＣＩＦフォーマットに
対応したものがあり、ＭＰＥＧ１では上記ＳＩＦフォー
マットの画像サイズを対象としている。

【０１０４】この符号化装置において、符号化すべき画
像データはブロック化回路３０１にて上述の８画素×８
画素のブロックとされ、スイッチ３１０を会してＤＣＴ
回路３０２に伝送される。

【０１０５】上記スイッチ３１０は、入力画像データが
イントラ画像かインタ画像かで切り換えられるものであ
り、イントラ画像の場合にはａ接点に接続され、インタ
画像の場合にはｂ接点に接続される。

【０１０６】イントラ画像の場合にはＤＣＴ回路３０２
にてＤＣＴされ、これによって得られたＤＣＴ係数は量
子化器３０３にて量子化され、更に可変長符号化器３０
４にて符号化された後、一旦バッファ３０９に記憶され
る。

【０１０７】一方、インタ画像の場合には上記スイッチ
３１０は接点ｂに接続されて先に説明した動き補償付き
の予測符号化が行われる。

【０１０８】即ち、３１１、３１２は局部復号器３０８
を構成する逆量子化器、逆ＤＣＴ回路であり、上記量子
化器３０３にて量子化されたデータはこの局部復号器３
０８にて元に戻される。

【０１０９】また、３１３は加算器、３１４はインタ画
像の場合のみ閉成されるスイッチ、３１６は減算器であ
り、上述のように局部復号された画像データは、動きベ
クトル検出回路３０６にて検出された動きベクトルを参
照して所定の画像（先行画像、後行画像またはこれらの
補間画像）における対応マクロブロックを出力する。

【０１１０】この動き補償回路３０５の出力は上記減算
器３１６にて入力画像データと減算処理され、これによ
って動き補償付きの予測値が得られ、この予測値は上述
のＤＣＴ回路３０２、量子化回路３０３及び可変長符号
化器３０４にて符号化されて上記バッファ３０９に記憶
される。

【０１１１】尚、上記動きベクトル検出器３０６は、こ
れから符号化する画像データと、所定の参照画像データ
との比較を行って動きベクトルを得るものであり、この
検出器３０６の出力は上記動き補償回路３０５に供給さ
れて動き補償回路３０５が出力すべきマクロブロックを
指定する。

【０１１２】また、上記レート制御回路３０７は上記バ
ッファにおける符号化データの占有量に基づいて上記量
子化器３０３における量子化ステップを切り換えること
によって符号化制御を行う。

【０１１３】最後に付加回路３１５にて先に示したよう
な各種ヘッダを符号化データに付加してＭＰＥＧ方式に
対応したＭＰＥＧ圧縮画像データとして送出する。

【０１１４】一方、復号装置は、基本的には上述の符号
化の逆の動作を行うものであり、図１６に示すように入
力バッファ４０１、可変長復号器（ＶＬＤ）４０２、逆
量子化器４０３、逆ＤＣＴ回路４０４、動き補償回路４
０５、出力バッファ４０６等から構成されている。

【０１１５】即ち、上記入力バッファ４０１から順次読
み出される符号化データは上記可変長復号器４０２、逆
量子化器４０３、逆ＤＣＴ回路４０４にて処理されて空
間領域のデータに変換される。

【０１１６】また、４０７は上記逆ＤＣＴ回路４０４の
出力に動き補償回路４０５からの予測値を加算するため
の加算器であり、４０８は上記逆ＤＣＴ回路４０４の出
力または加算器４０７０の出力を選択するためのスイッ
チである。

【０１１７】このスイッチ４０８は、図示しないデータ
検出回路に検出された符号化識別符号に基づいてイント
ラ画像の場合には接点ａに接続され、インタ画像の場合
には接点ｂに接続される。

【０１１８】このように復号された復号データは上記出
力バッファ４０６にて一旦記憶され、更に元の空間配置
に復元されて１フレームの画像データとして出力され
る。

【０１１９】本実施例では、上述の混雑率

【０１２０】

【外３】 に応じて、量子化器３０３における量子化パラメータを
変化させることにより圧縮率を制御する。

【０１２１】尚、第１の実施例同様、符号化、復号化の
アルゴリズムは、ＣＰＵ１のソフトウエアによって実現
している。

【０１２２】また、ネットワークの種類としては、バス
型に限らず、リング型など他の形式のネットワークであ
ってもよい。

【０１２３】また、本実施例及び第１の実施例では、圧
縮の有無、若しくは圧縮方法を通知する方法としては、
例えば図１０に示す（ａ）のように、パケットのヘッダ
３１とデータ３４との間に圧縮しているか否か、若しく
は圧縮方法（例えば量子化パラメータ）を示すフラグ３
２を付加する。

【０１２４】この場合、データを圧縮していれば、例え
ば圧縮方法に対応する番号を文字列としてセットし、こ
れにより、受信側でデータが圧縮されているか、圧縮さ
れていればその圧縮方法を判断し、データを伸長するこ
とができる。

【０１２５】また、上述の例では、圧縮方法の種類とし
ては、量子化パラメータを変化させたものを用いたが、
圧縮のアルゴリズム自体を複数用いる場合（例えばＪＢ
ＩＧ方式とＪＢＥＧ方式など）には、図１０に示す
（ｂ）のように、フラグ３２の代わりに圧縮したデータ
を伸長するためのプログラム３３を付加しても良い。こ
の場合、プログラム３３があれば、受信側でデータが圧
縮されていると判断し、そのプログラム３３を実行す
る。これにより、受信側が圧縮方法を知らなくても、或
いは伸長プログラムを持っていなくても圧縮されている
データを伸長することができる。

【０１２６】尚、プログラム３３を付加する場合、各々
のパケットに付加すると、それ自身がネットワーク１０
の付加になってしまう。そこで、前のパケットと同じ方
法で戻すというフラグを設けるようにしても良い。この
場合、送信側でデータを圧縮した場合、そのデータを伸
長する方法を記述したプログラムを付加して送信し、以
降に送信するパケットは、前のパケットと同じ方法で戻
すというフラグを先頭に付加して送信する。その後、ネ
ットワークの混雑状況により、別の圧縮方法を選択する
際には、改めてデータを伸長する方法を記述したプログ
ラムを付加して送信する。

【０１２７】一方、受信側では、受け取ったパケット
に、データを伸長するプログラムが付加されている場
合、そのプログラムに従ってデータを伸長し、それ以降
にやってくるパケットが前のパケットと同じ方法で戻す
というフラグの場合、前のプログラムに従ってデータを
伸長する。その後、受け取ったパケットにデータを伸長
するプログラムが付加されていれば、以前受け取ったデ
ータを伸長するプログラムを捨て、改めてそのプログラ
ムに従ってデータの伸長を行う。

【０１２８】以上説明したように、実施例によれば、情
報処理装置に、ネットワークの混雑状況に応じてデータ
を圧縮するか否かを決定、若しくは圧縮方法を変えるこ
とにより、ネットワークを通じてデータを転送する際、
ネットワークに大きな負担を与えないよう構成すること
ができる。これにより、画像や音声等、データの信頼度
が高くないがデータ量の大きいデータにおいて、ネット
ワークが混雑している時には、データの圧縮率を高くし
てネットワークに大きな負担を与えないようにし、ネッ
トワークが空いている時には、データの圧縮率を減ら
し、若しくは圧縮せずに転送し、受信者に高品質のデー
タを与えることができる。

【０１２９】また、圧縮したデータを転送する際に、デ
ータ伸長方法を記述したプログラムを、転送データに付
加して転送することにより、受信機側がデータ伸長の方
法を知らなくても、圧縮して送られてきたデータの伸長
を行うことができる。

【０１３０】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。

【０１３１】また、本発明はシステム或いは装置にプロ
グラムを供給することによって達成される場合にも適用
できることはいうまでもない。

【０１３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信側が圧縮方法を知らなくても、或いは伸張プログラ
ムを持っていなくても、圧縮されたデータを伸張するこ
とが出来るとともに、伸張プログラムを送信すること自
体によるネットワークの負荷をなるべく軽減することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ネットワークに接続された情報処理装置の構成
を示す概略ブロック図である。

【図２】ネットワークに接続された情報処理装置の外観
を示す斜視図である。

【図３】図１の情報処理装置の送信処理を示すフローチ
ャートである。

【図４】図１の情報処理装置の受信処理を示すフローチ
ャートである。

【図５】本実施例における情報処理装置の構成を示す概
略ブロック図である。

【図６】図５の情報処理装置の送信処理を示すフローチ
ャートである。

【図７】図５の情報処理装置の受信処理を示すフローチ
ャートである。

【図８】本実施例の変形例における送信処理を示すフロ
ーチャートである。

【図９】本実施例の変形例における受信処理を示すフロ
ーチャートである。

【図１０】本実施例におけるパケットの形式を説明する
ための図である。

【図１１】ネットワーク混雑監視部８の構成を示す図で
ある。

【図１２】混雑率計算を示すフローチャートである。

【図１３】ＭＰＥＧ方式における符号化の原理を説明す
る図である。

【図１４】ＭＰＥＧのデータ構造を示す図である。

【図１５】ＭＰＥＧ方式における符号化装置の構成を示
す図である。

【図１６】ＭＰＥＧ方式における復号化装置の構成を示
す図である。

【図１７】ＭＰＥＧ方式における符号化の対象となる画
像サイズを示す図である。

【図１８】ＪＰＥＧのデータ構造を示す図である。

【図１９】ＪＰＥＧ方式における符号化装置の構成を示
す図である。

【図２０】ＪＰＥＧ方式における復号化装置の構成を示
す図である。

【符号の説明】

４ａ、ｂ 入力装置 ５ａ、ｂ 表示装置 ６ａ、ｂ 外部記憶装置 ７ａ、ｂ ネットワーク送受信部 ８ａ、ｂ ネットワーク混雑監視部 １０ ネットワーク

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 29/08 H04L 12/28 H04L 12/40 H04L 12/56 H04N 7/24

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワークに接続され、該ネットワー
   クを介してデータを通信する通信装置において、 ネットワークにより通信されるデータの流通量を計測す
   る流通量計測手段と、前記流通量計測手段により計測さ
   れた結果に応じて通信するデータを圧縮する圧縮手段
   と、 前記圧縮手段で圧縮されたデータに対する伸張プログラ
   ムを付加して通信する通信手段とを備え、 前記通信手段により送信されたデータに続くデータが、
   前に送られたデータと同じ方法で圧縮されるものである
   場合には、伸張プログラム自体を付加せずに、前に送ら
   れたデータに付加された伸張プログラムを用いて伸張す
   ることを指示するフラグを付加する ことを特徴とする通
   信装置。
2. 【請求項２】 ネットワークの状況により別の圧縮方法
   を選択する際には、改めてデータを伸張する方法を記述
   したプログラムを付加して送信することを特徴とする請
   求項１に記載の通信装置。
3. 【請求項３】 前記圧縮手段は、前記流通量計測手段で
   の計測結果が所定の値より大きい場合、通信するデータ
   の圧縮方法を変更することを特徴とする請求項１乃至２
   のいずれか１項に記載の通信装置。
4. 【請求項４】 ネットワークに接続され、該ネットワー
   クを介してデータを通信する通信装置において、 ネットワークにより伸張プログラムを有する圧縮された
   データを受信する受信手段と、 前記受信手段で受信されたデータを前記圧縮プログラム
   を用いて伸張する伸張手段とを有し 前記受信手段により
   受信されたデータに続くデータに、前に受信されたデー
   タと同じ方法で伸張することを示すフラグが付加されて
   いる場合には、前に送られたデータに付加された伸張プ
   ログラムを用いて伸張する ことを特徴とする通信装置。
5. 【請求項５】 前記受信手段で新たに受信されたデータ
   に伸張プログラムが 付加されている場合には、以前受け
   取ったデータを伸張するプログラムを捨て、改めて受信
   したプログラムにしたがって伸張することを特徴とする
   請求項４に記載の通信装置。
6. 【請求項６】 ネットワークを介してデータを通信する
   通信方法において、 ネットワークにより通信されるデータの流通量を計測す
   る流通量計測工程と、 前記流通量計測工程により計測された結果に応じて通信
   するデータを圧縮する圧縮工程と、 前記圧縮工程で圧縮されたデータに対する伸張プログラ
   ムを付加して通信する通信工程とを備え、 前記通信工程により送信されたデータに続くデータが、
   前に送られたデータと同じ方法で圧縮されるものである
   場合には、伸張プログラムを付加せずに、前に送られた
   データに付加された伸張プログラムを用いて伸張するこ
   とを指示するフラグを付加する ことを特徴とする通信方
   法。
7. 【請求項７】 ネットワークを介してデータを通信する
   通信方法において、 ネットワークにより伸張プログラムを有する圧縮された
   データを受信する受信工程と、 前記受信工程で受信されたデータを前記圧縮プログラム
   を用いて伸張する伸張工程とを有し 前記受信工程により
   受信されたデータに続くデータに、前に受信されたデー
   タと同じ方法で伸張することを示すフラグが付加されて
   いる場合には、前に送られたデータに付加された伸張プ
   ログラムを用いて伸張する ことを特徴とする通信方法。