JP3589532B2 - ディジタル映像通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画像データを無線通信するディジタル映像通信システムに関し、特に、動画像データの伝送遅延を抑えながら、適応的に動画像データに誤り訂正符号を付加することを可能にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数台の端末装置から送信された動画像情報をセンター装置に集めるディジタル映像通信システムでは、有線伝送路を用いた遠隔監視システムが知られている。しかし、有線を使用する遠隔監視システムでは、監視端末装置を任意の位置に設置することが難しく、また監視端末装置まで有線を付設する必要があるため、その設置が煩雑かつ複雑である。
【０００３】
このような点を解決するシステムとしては、無線伝送路を用いたディジタル映像通信システムがある。ただ、無線伝送路で動画像情報を伝送する場合には、その伝送誤りへの対策が必要となる。一般に、動画像の圧縮にはフレーム間符号化を用いているため、画質に与える伝送誤りの影響は非常に大きい。この誤りからの画像情報の保護は、伝送路の状態に応じて、伝送データに誤り訂正符号による冗長度を付加することにより実現できる。
【０００４】
無線伝送路を用いたディジタル映像通信システムは、図１０に示すように、映像データを受信する画像データ受信可能センター装置（センター装置）１０１と、画像データを送信するｍ台の画像データ送信可能端末装置（端末装置）１０２、１０３、１０４とから構成される。各端末装置１０２、１０３、１０４からセンター装置１０１への上り無線回線１０５、１０６、１０７は画像データ伝送用として用いられ、センター装置１０１から各無線端末１０２、１０３、１０４への下り無線回線１０８、１０９、１１０は制御情報を伝送するために用いられる。
【０００５】
ここで、端末装置が３台ある図１１のシステムを例に用いて、その動作を説明する。端末装置２０５は、動画像符号が入力する動画像符号入力端子２０１と、下り制御チャネル２１８を通じて伝送されてくるセンター装置２１６からの制御信号を受信する制御信号受信手段２０４と、センター装置２１６からの制御信号に基づいて動画像符号の誤り訂正符号化を行なう誤り訂正符号化手段２０２と、誤り訂正符号化手段２０２の出力を上り送信チャネル２１７を通じてセンター装置２１６に送信する送信手段２０３とを備えている。また、端末装置２０６、２０７も同様の構成を備えている。
【０００６】
一方、センター装置２１６は、各端末装置２０５〜２０７から送信された伝送データを受信し、各チャネルの受信レベルを閾値Ｔｈと比較する受信手段２０８と、受信レベルが閾値Ｔｈ以下の端末装置に対して、伝送する動画像符号の誤り訂正符号化を指示する制御信号送信手段２０９と、各端末装置から送られた伝送データの誤り訂正を行なう誤り訂正手段２１０、２１１、２１２と、誤り訂正された動画像を再生する再生表示手段２１３、２１４、２１５とを備えている。
【０００７】
このシステムの端末装置２０５では、動画像符号が動画像符号入力端子２０１より入力する。誤り訂正符号化手段２０２は、センター装置２１６が誤り訂正符号での伝送を要求していることが制御信号受信手段２０４を通じて伝えられた場合には、入力された動画像符号の誤り訂正符号化を行ない、その出力である誤り訂正符号を、送信手段２０３を通じて、センター装置２１６に送信する。また、センター装置２１６が誤り訂正符号の伝送を要求していない場合は、入力された動画像符号をそのまま送信手段２０３に出力し、送信手段２０３はディジタル映像データのみをセンター装置２１６に送信する。
【０００８】
誤り訂正符号化手段２０２の出力データのデータフォーマットを図１２に示している。誤り訂正符号化を行なったか、行なわなかったかは、ＦＥＣ（ｆｏｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）フラグ（例えば５ビットからなるフラグ信号）に表示される。
【０００９】
センター装置２１６では、受信手段２０８が、各端末装置２０５、２０６、２０７から多重化されて伝送されてくるデータを受信し、各端末対応のデータに分離する。受信手段２０８は、この時、各チャネルの受信レベルを判定し、受信レベルが閾値Ｔｈ以下の端末装置を制御信号送信手段２０９に通知する。制御信号送信手段２０９は、受信レベルが閾値Ｔｈ以下の端末装置に対して、動画像符号の誤り訂正符号化を指示する制御信号を下り制御チャネル２１８、 ２１９、２２０を通じて（例えば信号レベルを１にセットして）送信する。また、受信レベルがＴｈ以上の端末装置に対しては、誤り訂正符号化の必要がないことを下り制御チャネル２１８〜２２０を通じて（例えば 信号レベルを０にセットして）通知する。
【００１０】
受信手段２０８の出力信号である端末毎に分離されたデータは、それぞれの端末に対応した誤り訂正手段２１０、２１１、２１２に出力される。誤り訂正手段２１０〜２１２は、誤り訂正符号化が行なわれているかどうかをＦＥＣフラグによって判定し、ＦＥＣフラグが誤り訂正符号化されていることを示す場合には誤り訂正処理を行ない、また、誤り訂正符号化されていないことを示す場合には入力信号をそのまま出力する。
【００１１】
誤り訂正手段２１０〜２１２の出力は、それぞれの端末に対応した再生表示手段２１３、２１４、２１５の入力となり動画像として表示される。
【００１２】
このように、無線回線の伝送品質が劣化した場合でも、伝送データに適応的に誤り訂正符号を付加することにより、良好な画質が維持される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この冗長ビット（誤り訂正符号の検査ビット）の付加は、各端末が送出するデータの増加に繋がるため、元々割り当てられた伝送帯域幅においてその情報の送信を行なうとデータ伝送の遅延が大きくなるという問題がある。
【００１４】
また、この遅延の発生を防ぐために、
（１）画像符号量を、増加した冗長ビット分だけ減らす
（２）静的に最大冗長ビット分だけ増やした伝送帯域を割り当てる
という手法が考えられるが、（１）の手法を採る場合には、誤り訂正符号と動画像符号との発生符号量を制御する符号量制御が必要となり、システムの構成が複雑になるという問題がある。また、（２）の手法を採る場合には、常に誤り訂正符号の最大の冗長ビット数を考慮して伝送帯域を確保することになるため、適応的に増加する冗長ビットに対して遅延を発生させることはないが、システム全体では必要以上に大きな伝送帯域幅が必要になるという問題がある。
【００１５】
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、伝送する動画像データに適応的に誤り訂正符号を付加する際に、システムの伝送帯域幅の大幅な増加をもたらすことなく、データ伝送の遅延増大を防ぐことができるディジタル映像通信システムと、そのシステムを構成する装置とを提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のディジタル映像通信システムでは、 端末装置に、誤り訂正符号化された画像フレーム単位の動画像符号を誤り訂正符号の検査ビットと動画像符号とに分離し、センター装置が検査ビットを伝送するように要求していれば、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケット、及び、検査ビットと画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットを形成し、また、センター装置が検査ビットの伝送を要求していなければ、動画像符号パケットだけを形成する伝送フレーム作成手段と、動画像符号パケットを端末装置に割り当てられた個別チャネルを通じて送信し、検査ビットパケットを共有チャネルの１つを選択して送信する多重化送信手段とを設け、センター装置に、複数台の端末装置より送られてくる動画像符号パケットと検査ビットパケットとを受信して、各端末装置ごとに分離し、その個別チャネルの受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の検査ビットの伝送を端末装置に要求する逆多重化受信手段と、動画像符号パケットと検査ビットパケットとから同一の画像フレームの動画像情報と検査ビットとを同期して取り出すＦＥＣフレーム作成手段とを設けている。
また、本発明では、端末装置に、センター装置から検査ビットの伝送要求を受け付ける受信手段と、誤り訂正符号化された画像フレーム単位の動画像符号を誤り訂正符号の検査ビットと動画像符号とに分離し、前記検査ビットの伝送要求がセンター装置からあれば、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケット、及び、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットを作成して出力し、前記センター装置が検査ビットを伝送するよう要求していなければ、前記動画像符号パケットのみを作成して出力する伝送フレーム作成手段と、前記伝送フレーム作成手段の出力である前記動画像符号パケットを当該端末装置に割り当てられた個別チャネルに送信し、前記検査ビットパケットを複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルの１つを選択して送信する多重化送信手段とを設けている。
また、本発明では、センター装置に、複数台の端末装置より、各端末装置に割り当てた個別チャネルを用いて送られて来る、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケットと、複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルを用いて送られて来る、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットとを受信して、各端末装置ごとに分離して出力し、その時の前記個別チャネルの受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の前記検査ビットの伝送を前記端末装置に要求する逆多重化受信手段と、前記逆多重化受信手段の出力信号である前記動画像符号パケットと前記検査ビットパケットとから同一の画像フレーム番号を有する動画像情報と検査ビットとを取り出し同期させて出力するＦＥＣフレーム作成手段とを設けている。
【００１７】
このシステムでは、無線回線の伝送品質が劣化した場合に、適応的に共有チャネルを利用して誤り訂正符号の付加が行なわれので、動画像符号の伝送が遅延することはない。また、このとき、共有チャネルが使用されるため、システム全体の無線伝送帯域幅の増加は少ない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、端末装置とセンター装置とからなるディジタル映像通信システムにおいて、端末装置に、誤り訂正符号化された画像フレーム単位の動画像符号を誤り訂正符号の検査ビットと動画像符号とに分離し、センター装置が検査ビットを伝送するように要求していれば、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケット、及び、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットを作成して出力し、センター装置が検査ビットを伝送するよう要求していなければ、前記動画像符号パケットのみを作成して出力する伝送フレーム作成手段と、伝送フレーム作成手段の出力である動画像符号パケットをその端末装置に割り当てられた個別チャネルに送信し、検査ビットパケットを複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルの１つを選択して送信する多重化送信手段とを設け、センター装置に、複数台の端末装置より送られてくる動画像符号パケットと検査ビットパケットとを受信して、各端末装置ごとに分離して出力し、その時の個別チャネルの受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の検査ビットの伝送を端末装置に要求する逆多重化受信手段と、逆多重化受信手段の出力信号である動画像符号パケットと検査ビットパケットとから同一の画像フレーム番号を有する動画像情報と検査ビットとを取り出し同期させて出力するＦＥＣフレーム作成手段とを設けたものであり、無線回線の伝送品質が劣化した場合に、動画像情報の伝送遅延を伴うことなく、適応的に誤り訂正符号を付加することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、この端末装置に、送信される検査ビットパケットに対して誤り検出用のパリティビットを付加するパリティ付加手段を設け、センター装置のＦＥＣフレーム作成手段に、逆多重化受信手段から出力される検査ビットパケットについてパリティビットによる誤り検出を行ない、誤りがあり且つ同一のフレーム番号を持つ動画像符号パケットの受信が完了していなければ検査ビットパケットの再送要求を行なう誤り検出手段を設け、端末装置の多重化送信手段が、センター装置から検査ビットパケットの再送要求があった場合にその再送信を行なうように構成したものであり、センター装置側で、ビット誤りのない検査ビットを入手して、品質の高い動画像を再生することが可能となる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、端末装置の多重化送信手段が、選択した共有チャネルのキャリアセンスを行ない、チャネルが空いていると判断したときに検査ビットパケットを送信するように構成したものであり、検査ビットパケットの共有チャネル上での衝突を回避して、検査ビットパケットの伝送における信頼性を高めることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、センター装置に、誤り訂正符号の検査ビットの伝送を端末装置に要求するときに、共有チャネルの空きチャネルを探しそのチャネル識別子を端末装置に知らせる共有チャネル割当手段を設けたものであり、センター装置側から選択すべき共有チャネルを指定することにより、検査ビットパケットの共有チャネル上での衝突を避け、検査ビットパケットの伝送における信頼性を高めることができる。
請求項５に記載の発明は、センター装置から検査ビットの伝送要求を受け付ける受信手段と、誤り訂正符号化された画像フレーム単位の動画像符号を誤り訂正符号の検査ビットと動画像符号とに分離し、前記検査ビットの伝送要求がセンター装置からあれば、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケット、及び、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットを作成して出力し、前記センター装置が検査ビットを伝送するよう要求していなければ、前記動画像符号パケットのみを作成して出力する伝送フレーム作成手段と、前記伝送フレーム作成手段の出力である前記動画像符号パケットを当該端末装置に割り当てられた個別チャネルに送信し、前記検査ビットパケットを複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルの１つを選択して送信する多重化送信手段とを設けた端末装置であり、請求項１のシステムを実現することができる。
請求項６に記載の発明は、この端末装置の多重化送信手段が、センター装置から前記検査ビットパケットの再送要求があった場合にその再送信を行なうようにしたものであり、請求項２のシステムを実現することができる。
請求項７に記載の発明は、複数台の端末装置より、各端末装置に割り当てた個別チャネルを用いて送られて来る、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケットと、複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルを用いて送られて来る、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットとを受信して、各端末装置ごとに分離して出力し、その時の前記個別チャネルの受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の前記検査ビットの伝送を前記端末装置に要求する逆多重化受信手段と、前記逆多重化受信手段の出力信号である前記動画像符号パケットと前記検査ビットパケットとから同一の画像フレーム番号を有する動画像情報と検査ビットとを取り出し同期させて出力するＦＥＣフレーム作成手段とを設けたセンター装置であり、請求項１のシステムを実現できる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
第１の実施形態のディジタル映像通信システムは、図１に示すように、画像データ送信可能端末装置（端末装置）６０８、６０９、６１０と、画像データ受信可能センター装置（センター装置）６２２とから成り、端末装置は、動画像符号が入力する動画像符号入力端子６０１と、入力した動画像符号を画像フレーム単位で誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段６０３と、画像フレーム番号を入力する画像フレーム番号入力端子６０２と、動画像符号と誤り訂正符号の検査ビットとを分割してパケット化し、動画像符号パケットと検査ビットパケットとを作成する伝送フレーム作成手段６０４と、伝送フレーム作成手段６０４の出力である検査ビットパケットに誤り検出用のパリティビットを付加するパリティ付加手段６０５と、伝送フレーム作成手段６０４の出力である動画像符号パケットを各端末装置に割り当てられたチャネルに送信し、パリティ付加手段６０５の出力である検査ビットパケットをシステムの端末装置間における共有チャネルに送信する多重化送信手段６０６と、検査ビットの送信を要求するセンター装置６２２からの制御信号を受信する制御信号受信手段６０７とを備えている。
【００２４】
また、センター装置６２２は、複数台の端末装置６０８〜６１０より送信されてくる動画像符号パケットと検査ビットパケットとを受信し、各端末装置毎に分離して出力し、その時の受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の検査ビットの伝送を端末装置に要求する逆多重化受信手段６１１と、逆多重化受信手段６１１の要求を受けて該当する端末装置に誤り訂正符号の検査ビットの送信を指示するための制御信号を出力する制御信号送信手段６１２と、逆多重化受信手段６１１の出力信号である動画像符号パケットと検査ビットパケットとから同一の画像フレーム番号を有する動画像情報と検査ビットとを取り出し同期させて出力するＦＥＣフレーム作成手段６１３と、各端末装置から送られた伝送データの誤り訂正を行なう誤り訂正手段６１６、６１７、６１８と、誤り訂正された動画像を再生する再生表示手段６１９、６２０、６２１とを備えている。
【００２５】
図３には、ディジタル映像通信システムが“ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ） ／ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）”方式を採る場合の第１の実施形態でのチャネルの構成例を示している。また、図４には、ディジタル映像通信システムが“ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）”方式を採る場合の第１の実施形態でのチャネルの構成例を示している。
【００２６】
上り回線には、図３及び図４の（ｂ）に示すように、画像データ送信用の各端末装置に対応したチャネルと、誤り訂正符号の冗長ビット（検査ビット）を伝送するための複数の共有チャネルとが用意されている。また、下り回線には、図３及び図４の（ｃ）に示すように、センター装置が各端末に対し制御信号を送信するための各端末に対応したチャネルが用意されている。
【００２７】
ＴＤＭＡ／ＴＤＤとＴＤＭＡ／ＦＤＤとは、図３及び図４の（ａ）に示すように、上り下りの回線設定が時分割であるか、周波数分割であるかの違いがあるだけで、その動作、作用には異なる点がないため、以下、その動作についてまとめて説明する。
【００２８】
図１のシステムにおいて、端末装置６０８、６０９、６１０は、すべて同一の構成をしているため、端末装置６０８の構成を用いて、このシステムの動作を説明する。
【００２９】
端末装置６０８では、動画像符号が動画像符号入力端子６０１より入力し、誤り訂正符号化手段６０３が、この動画像符号を画像フレーム単位で誤り訂正符号化する。この誤り訂正符号化手段６０３の出力信号であるＦＥＣフレームを図５（ａ）に示している。
【００３０】
また、画像フレーム番号入力端子６０２からは、動画像符号入力端子６０１より入力した動画像符号に対応する画像フレーム番号が入力する。この画像フレーム番号は、分割された動画像符号と検査ビットとの対応を取るために必要となる。
【００３１】
誤り訂正符号化手段６０３の出力信号と画像フレーム番号入力端子６０２より入力した画像フレーム番号とは伝送フレーム作成手段６０４に入力し、伝送フレーム作成手段６０４は、センター装置６２２から誤り訂正符号の検査ビットの送信要求を制御信号受信手段６０７を通じて受取った場合には、動画像符号パケットと検査ビットパケットとを作成する。
【００３２】
このとき作成される動画像符号パケットは、図５の（ｂ−１）に示すように、検査ビットパケット有りを表示するＦＥＣフラグと、画像フレーム番号と、ＦＥＣフレームの画像データと、その画像データの長さ情報とから成り、また、検査ビットパケットは、図５（ｃ）に示すように、送信先のセンター装置６２２を特定するセンターＩＤと、送信元の端末装置６０８を特定する端末ＩＤと、画像フレーム番号と、ＦＥＣフレームの誤り訂正符号検査ビットと、その検査ビットの長さ情報とから成る。
【００３３】
また、伝送フレーム作成手段６０４は、センター装置６２２から検査ビットの送信要求がない場合には、検査ビットパケットの作成は行なわず、図５の（ｂ−２）に示す動画像符号パケットだけを作成し、そのＦＥＣフラグに、対応する検査ビットパケットなしを表示する。
【００３４】
伝送フレーム作成手段６０４で作成された検査ビットパケットは、パリティ付加手段６０５に送られ、パリティ付加手段６０５は、この検査ビットパケットに対して、この検査ビットパケットのための誤り検出用のパリティビットを付加する。このパリティビットの付加により、他の端末装置との共有チャネルにおける衝突が発生した場合及び検査ビットパケットが伝送誤りを含んでいる場合に、センター装置６２２において、ビット誤りを検出して、検査ビットを破棄することが可能になり、間違った誤り訂正が行なわれることを防止できる。
【００３５】
伝送フレーム作成手段６０４の作成した動画像符号パケット（図５（ｂ−１）（ｂ−２））とパリティ付加手段６０５から出力された検査ビットパケットは多重化送信手段６０６に入力し、多重化送信手段６０６は、動画像符号パケットを端末装置６０８に割り当てられたチャネルに送信し、また、センター装置６２２から検査ビットの送信要求を制御信号受信手段６０７を通じて受取っている場合には、検査ビットパケットを図６に示す手順で送信する。
【００３６】
ステップ１００１ ： 検査ビットパケットが１パケット分入力すると、送信処理を開始する。
【００３７】
ステップ１００２ ： 最初に複数の共有チャネルよりランダムに送信チャネルを選択する。
【００３８】
ステップ１００３ ： 次に選択した送信チャネルに検査ビットパケットの送信を行ない、
ステップ１００４ ： 送信処理を終了する。
【００３９】
センター装置６２２より検査ビットの送信要求がない場合には、伝送フレーム作成手段６０４で検査ビットパケットの作成は行なわれないため、パリティ付加手段６０５の出力は無く、多重化送信手段６０６は動画像符号パケットのみを送信する。
【００４０】
一方、センター装置６２２では、逆多重化受信手段６１１が、それぞれの端末装置６０８〜６１０で多重化され伝送されてきた動画像符号パケットを各端末装置毎のデータに分離する。この時、逆多重化受信手段６１１は、各チャネルの受信レベルを判定し、そのレベルが閾値以下の端末装置に対して、誤り訂正符号の検査ビットを伝送するように、制御信号送信手段６１２を通じて制御信号を送信する。
【００４１】
また、逆多重化受信手段６１１は、共有チャネルのデータをすべてのＦＥＣフレーム作成手段６１３、６１４、６１５に出力する。
【００４２】
ＦＥＣフレーム作成手段６１３〜６１５は、図２に示すように、対応する端末装置から送信された動画像符号パケットを蓄積する動画像符号パケット蓄積手段７０１と、その端末装置の端末ＩＤを有する検査ビットパケットを蓄積する検査ビット蓄積手段７０２と、検査ビットパケットの誤りを検出し、誤りを持つ検査ビットパケットの再送を要求する誤り検出手段７０３と、同じ画像フレーム番号を有する動画像データと誤りのない検査ビットとを組合わせてＦＥＣフレームを再生するＦＥＣフレーム化手段７０４とを具備している。
【００４３】
このＦＥＣフレーム作成手段６１３〜６１５の動画像符号パケット蓄積手段７０１は、逆多重化受信手段６１１から出力された動画像符号パケットを１パケット分ずつ蓄積し、また、検査ビット蓄積手段７０２は、逆多重化受信手段６１１から出力された検査ビットパケットの中から対応する端末ＩＤを有する検査ビットパケットを１パケット分ずつ蓄積する。
【００４４】
検査ビット蓄積手段７０２に蓄積された検査ビットパケットは共有チャネルにおいてパケット衝突を起こしたり、伝送誤りを含んでいる可能性があるため、誤り検出手段７０３は、検査ビットパケットに付加されたパリティビットにより検査ビットパケットの誤りを検出する（パケット衝突はビット誤りの検出で検出できる）。その結果、誤りがないと判断された検査ビットパケットは、ＦＥＣフレーム化手段７０４に出力される。
【００４５】
また、誤り検出手段７０３は、検査ビットパケットに誤りがあると判断したときは、その検査ビットパケットの画像フレーム番号を持つ動画像符号パケットが動画像符号パケット蓄積手段７０１に蓄積されつつあること（従って、その動画像符号パケットの受信が完了していないこと）を確認して、制御信号送信手段６１２を通じて、送信元の端末装置６０８に、該当する画像フレーム番号の検査ビットパケットを再送するように要求する。再送要求の制御信号は、下りチャネル６２４を通じて端末装置６０８の制御信号受信手段６０７に送られ、制御信号受信手段６０７から再送要求の通知を受けた多重化送信手段６０６は、指定された画像フレーム番号の検査ビットパケットを再送する。
【００４６】
通常の無線回線を対象とする誤り訂正符号を考えた場合、その検査ビットの長さは保護される情報の長さより短いため、検査ビットパケットの伝送は動画像符号パケットの伝送に比較して短い時間で済む。そのため、同一の画像フレーム番号を有する動画像符号パケットの受信が完了するまでに複数回の検査ビットパケットの再送が可能であり、検査ビットパケットを再送しても、動画像符号データの伝送を遅延させることにはならない。つまり、検査ビットパケットの再送を行なうことで、動画像伝送の遅延時間を大きくすることなく、ビット誤りのない検査ビットの受信の確率を高めることができる。
【００４７】
動画像符号パケット蓄積手段７０１に蓄積された動画像符号パケットは、１パケット分のデータが蓄積された後、ＦＥＣフレーム化手段７０４に出力される。ＦＥＣフレーム化手段７０４は、この動画像符号パケットのＦＥＣフラグが対応する検査ビットありを表しているときには、この動画像符号パケットから動画像データを取り出すとともに、誤り検出手段７０３から出力された同一の画像フレーム番号を有する検査ビットパケットから検査ビットを取り出し、それらを検査ビットありのフラグとともに、同期させて（図５（ａ）のＦＥＣフレームにフラグを付けた形で）対応する誤り訂正手段６１６〜６１８に出力する。
【００４８】
また、動画像符号パケットのＦＥＣフラグが対応する検査ビットなしを表しているときは、動画像符号パケットから取り出した動画像データと検査ビットなしのフラグとを誤り訂正手段６１６〜６１８に出力する。
【００４９】
誤り訂正手段６１６〜６１８は、ＦＥＣフレーム作成手段６１３〜６１５から出力されたフレームのＦＥＣフラグが検査ビットありを示している場合には、誤り訂正処理を行ない、また、検査ビットなしを示している場合には、入力信号をそのままの形で出力する。
【００５０】
誤り訂正手段６１６〜６１８の出力は、それぞれの端末に対応した再生表示手段６１９〜６２１の入力となり動画像として表示される。
【００５１】
このように、第１の実施形態のディジタル映像通信システムでは、無線回線の伝送品質が劣化した場合に、画質維持のために、共通チャネルを利用して適応的に誤り訂正符号の付加が行なわれる。このとき、誤り訂正符号の伝送が共通チャネルで行なわれるため、画像データの伝送帯域幅は不変であり、画像データの伝送遅延は発生しない。また、共通チャネルが利用されるため、システム全体の無線伝送帯域幅の増加も僅かである。
【００５２】
また、このシステムでは、誤り訂正符号の検査ビットの誤り検出を行ない、誤りを含む場合に、検査ビットの再送により、センター装置に正しい検査ビットが届くように構成している。そのため、センター装置では、動画像を誤りなく再生することができる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
第２の実施形態のディジタル映像通信システムは、検査ビットパケットの伝送における信頼性を高めたものである。
【００５４】
このシステムの構成は第１の実施形態（図１）と同じであり、また、その動作も、端末装置６０８の多重化送信手段６０６の動作を除いて、変わりがない。
【００５５】
このシステムの端末装置６０８における多重化送信手段６０６は、検査ビットパケットを共有チャネルに送信する場合に、図７に示す手順でそれを行なう。
【００５６】
ステップ１１０１ ： 検査ビットパケットが１パケット分入力すると送信処理を開始する。
【００５７】
ステップ１１０２ ： 最初に複数の共有チャネルよりランダムに送信チャネルを選択する。
ステップ１１０３ ： 次に選択した送信チャネルのキャリアセンスを行ない、チャネルが他の端末装置によって使用中かどうか調べ、使用中である場合には再びステップ１１０２に戻り、チャネルを選択する。また使用中でなければ、
ステップ１１０４ ： 選択した送信チャネルに検査ビットパケットの送信を行ない、
ステップ１１０５ ： 送信処理を終了する。
【００５８】
こうすることにより、共有チャネル上での検査ビットパケットの衝突を回避することができ、検査ビットパケットの伝送の信頼性を高め、回線の有効利用を図ることができる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
第３の実施形態のディジタル映像通信システムでは、検査ビットパケットの送信チャネルをセンター装置側から指定する。
【００６０】
このシステムのセンター装置は、図８に示すように、端末装置８０８〜８１０に対して共有チャネルを割当てる共有チャネル割当て手段８２２を備えている。その他の構成は第１の実施形態（図１）と変わりがない。
【００６１】
このシステムでは、センター装置８２３の逆多重化受信手段６１１が、各端末装置８０８〜８１０から送信された動画像符号パケットの受信レベルを判定し、そのレベルが閾値以下の端末装置に対して、誤り訂正符号の検査ビットの送信要求を出力すると、この出力を受取った共有チャネル割当て手段８２２は、共有チャネルの中から他の端末装置に使用されていない空きチャネルを探し、その共有チャネルＩＤを、制御信号送信手段８１２を通じて、端末装置８０８に出力する。
【００６２】
これを受けて、端末装置８０８の多重化送信手段８０６は、図９に示す手順で検査ビットパケットを送信する。
【００６３】
ステップ１２０１ ： 検査ビットパケットが１パケット分入力すると、送信処理を開始する。
【００６４】
ステップ１２０２ ： センター装置８２３より指定されたＩＤを持つ共有チャネルを送信チャネルとして選択し、
ステップ１２０３ ： 選択した送信チャネルに検査ビットパケットを送信し、
ステップ１２０４ ： 送信処理を終了する。
【００６５】
こうすることにより、共有チャネル上での検査ビットパケットの衝突を回避することができ、検査ビットパケットの伝送の信頼性を高め、回線の有効利用を図ることができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のディジタル映像通信システム、並びに、それを構成する端末装置及びセンター装置は、無線回線の伝送品質が劣化した場合に、画像データの伝送遅延を伴わずに、画質維持のための誤り訂正符号を適応的に付加することができ、また、共通チャネルの利用により、そのときのシステム全体の無線伝送帯域幅の増加を小さく抑えることができる。
【００６７】
また、検査ビットの誤り検出を行なうことによって、信頼性の高い動画像を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態におけるディジタル映像通信システムの構成を示すブロック図、
【図２】第１及び第２の実施形態のディジタル映像通信システムにおけるＦＥＣフレーム作成手段の構成を示すブロック図、
【図３】第１の実施形態のディジタル映像通信システムにおいてＴＤＭＡ／ＦＤＤ方式を採るときの無線チャネルの構成を示す図、
【図４】第１の実施形態のディジタル映像通信システムにおいてＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採るときの無線チャネルの構成を示す図、
【図５】第１の実施形態のディジタル映像通信システムにおける処理フレームの構成を示す図、
【図６】第１の実施形態のディジタル映像通信システムにおける多重化送信手段の動作手順を示すフローチャート、
【図７】第２の実施形態のディジタル映像通信システムにおける多重化送信手段の動作手順を示すフローチャート、
【図８】本発明の第３の実施形態におけるディジタル映像通信システムの構成を示すブロック図、
【図９】第３の実施形態のディジタル映像通信システムにおける多重化送信手段の動作手順を示すフローチャート、
【図１０】ディジタル映像通信システムの概略図、
【図１１】従来のディジタル映像通信システムの構成を示すブロック図、
【図１２】従来のディジタル映像通信システムでの上り回線の伝送フレームを示す図である。
【符号の説明】
１０１、２１６、６２２、８２３ センター装置
１０２〜１０４、２０５〜２０７、６０８〜６１０、８０８〜８１０ 端末装置
１０５〜１０７、２１７、６２３、８２４ 上り送信チャネル
１０８〜１１０、２１８〜２２０、６２４〜６２６、８２５〜８２７ 下り制御チャネル
２０１、６０１、８０１ 動画像符号入力端子
２０２、６０３、８０３ 誤り訂正符号化手段
２０３ 送信手段
２０４、６０７、８０７ 制御信号受信手段
２０８ 受信手段
２０９、６１２、８１２ 制御信号送信手段
２１０〜２１２、６１６〜６１８、８１６〜８１８ 誤り訂正手段
２１３〜２１５、６１９〜６２１、８１９〜８２１ 再生表示手段
６０２、８０２ 画像フレーム番号入力端子
６０４、８０４ 伝送フレーム作成手段
６０５、８０５ パリティ付加手段
６０６、８０６ 多重化送信手段
６１１、８１１ 逆多重化受信手段
６１３〜６１５、７０５、８１３〜８１５ ＦＥＣフレーム作成手段
７０１ 動画像符号パケット蓄積手段
７０２ 検査ビットパケット蓄積手段
７０３ 誤り検出手段
７０４ ＦＥＣフレーム化手段
８２２ 共有チャネル割当て手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画像データを無線通信するディジタル映像通信システムに関し、特に、動画像データの伝送遅延を抑えながら、適応的に動画像データに誤り訂正符号を付加することを可能にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数台の端末装置から送信された動画像情報をセンター装置に集めるディジタル映像通信システムでは、有線伝送路を用いた遠隔監視システムが知られている。しかし、有線を使用する遠隔監視システムでは、監視端末装置を任意の位置に設置することが難しく、また監視端末装置まで有線を付設する必要があるため、その設置が煩雑かつ複雑である。
【０００３】
このような点を解決するシステムとしては、無線伝送路を用いたディジタル映像通信システムがある。ただ、無線伝送路で動画像情報を伝送する場合には、その伝送誤りへの対策が必要となる。一般に、動画像の圧縮にはフレーム間符号化を用いているため、画質に与える伝送誤りの影響は非常に大きい。この誤りからの画像情報の保護は、伝送路の状態に応じて、伝送データに誤り訂正符号による冗長度を付加することにより実現できる。
【０００４】
無線伝送路を用いたディジタル映像通信システムは、図１０に示すように、映像データを受信する画像データ受信可能センター装置（センター装置）１０１と、画像データを送信するｍ台の画像データ送信可能端末装置（端末装置）１０２、１０３、１０４とから構成される。各端末装置１０２、１０３、１０４からセンター装置１０１への上り無線回線１０５、１０６、１０７は画像データ伝送用として用いられ、センター装置１０１から各無線端末１０２、１０３、１０４への下り無線回線１０８、１０９、１１０は制御情報を伝送するために用いられる。
【０００５】
ここで、端末装置が３台ある図１１のシステムを例に用いて、その動作を説明する。端末装置２０５は、動画像符号が入力する動画像符号入力端子２０１と、下り制御チャネル２１８を通じて伝送されてくるセンター装置２１６からの制御信号を受信する制御信号受信手段２０４と、センター装置２１６からの制御信号に基づいて動画像符号の誤り訂正符号化を行なう誤り訂正符号化手段２０２と、誤り訂正符号化手段２０２の出力を上り送信チャネル２１７を通じてセンター装置２１６に送信する送信手段２０３とを備えている。また、端末装置２０６、２０７も同様の構成を備えている。
【０００６】
一方、センター装置２１６は、各端末装置２０５〜２０７から送信された伝送データを受信し、各チャネルの受信レベルを閾値Ｔｈと比較する受信手段２０８と、受信レベルが閾値Ｔｈ以下の端末装置に対して、伝送する動画像符号の誤り訂正符号化を指示する制御信号送信手段２０９と、各端末装置から送られた伝送データの誤り訂正を行なう誤り訂正手段２１０、２１１、２１２と、誤り訂正された動画像を再生する再生表示手段２１３、２１４、２１５とを備えている。
【０００７】
このシステムの端末装置２０５では、動画像符号が動画像符号入力端子２０１より入力する。誤り訂正符号化手段２０２は、センター装置２１６が誤り訂正符号での伝送を要求していることが制御信号受信手段２０４を通じて伝えられた場合には、入力された動画像符号の誤り訂正符号化を行ない、その出力である誤り訂正符号を、送信手段２０３を通じて、センター装置２１６に送信する。また、センター装置２１６が誤り訂正符号の伝送を要求していない場合は、入力された動画像符号をそのまま送信手段２０３に出力し、送信手段２０３はディジタル映像データのみをセンター装置２１６に送信する。
【０００８】
誤り訂正符号化手段２０２の出力データのデータフォーマットを図１２に示している。誤り訂正符号化を行なったか、行なわなかったかは、ＦＥＣ（ｆｏｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）フラグ（例えば５ビットからなるフラグ信号）に表示される。
【０００９】
センター装置２１６では、受信手段２０８が、各端末装置２０５、２０６、２０７から多重化されて伝送されてくるデータを受信し、各端末対応のデータに分離する。受信手段２０８は、この時、各チャネルの受信レベルを判定し、受信レベルが閾値Ｔｈ以下の端末装置を制御信号送信手段２０９に通知する。制御信号送信手段２０９は、受信レベルが閾値Ｔｈ以下の端末装置に対して、動画像符号の誤り訂正符号化を指示する制御信号を下り制御チャネル２１８、 ２１９、２２０を通じて（例えば信号レベルを１にセットして）送信する。また、受信レベルがＴｈ以上の端末装置に対しては、誤り訂正符号化の必要がないことを下り制御チャネル２１８〜２２０を通じて（例えば 信号レベルを０にセットして）通知する。
【００１０】
受信手段２０８の出力信号である端末毎に分離されたデータは、それぞれの端末に対応した誤り訂正手段２１０、２１１、２１２に出力される。誤り訂正手段２１０〜２１２は、誤り訂正符号化が行なわれているかどうかをＦＥＣフラグによって判定し、ＦＥＣフラグが誤り訂正符号化されていることを示す場合には誤り訂正処理を行ない、また、誤り訂正符号化されていないことを示す場合には入力信号をそのまま出力する。
【００１１】
誤り訂正手段２１０〜２１２の出力は、それぞれの端末に対応した再生表示手段２１３、２１４、２１５の入力となり動画像として表示される。
【００１２】
このように、無線回線の伝送品質が劣化した場合でも、伝送データに適応的に誤り訂正符号を付加することにより、良好な画質が維持される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この冗長ビット（誤り訂正符号の検査ビット）の付加は、各端末が送出するデータの増加に繋がるため、元々割り当てられた伝送帯域幅においてその情報の送信を行なうとデータ伝送の遅延が大きくなるという問題がある。
【００１４】
また、この遅延の発生を防ぐために、
（１）画像符号量を、増加した冗長ビット分だけ減らす
（２）静的に最大冗長ビット分だけ増やした伝送帯域を割り当てる
という手法が考えられるが、（１）の手法を採る場合には、誤り訂正符号と動画像符号との発生符号量を制御する符号量制御が必要となり、システムの構成が複雑になるという問題がある。また、（２）の手法を採る場合には、常に誤り訂正符号の最大の冗長ビット数を考慮して伝送帯域を確保することになるため、適応的に増加する冗長ビットに対して遅延を発生させることはないが、システム全体では必要以上に大きな伝送帯域幅が必要になるという問題がある。
【００１５】
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、伝送する動画像データに適応的に誤り訂正符号を付加する際に、システムの伝送帯域幅の大幅な増加をもたらすことなく、データ伝送の遅延増大を防ぐことができるディジタル映像通信システムと、そのシステムを構成する装置とを提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のディジタル映像通信システムでは、 端末装置に、誤り訂正符号化された画像フレーム単位の動画像符号を誤り訂正符号の検査ビットと動画像符号とに分離し、センター装置が検査ビットを伝送するように要求していれば、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケット、及び、検査ビットと画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットを形成し、また、センター装置が検査ビットの伝送を要求していなければ、動画像符号パケットだけを形成する伝送フレーム作成手段と、動画像符号パケットを端末装置に割り当てられた個別チャネルを通じて送信し、検査ビットパケットを共有チャネルの１つを選択して送信する多重化送信手段とを設け、センター装置に、複数台の端末装置より送られてくる動画像符号パケットと検査ビットパケットとを受信して、各端末装置ごとに分離し、その個別チャネルの受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の検査ビットの伝送を端末装置に要求する逆多重化受信手段と、動画像符号パケットと検査ビットパケットとから同一の画像フレームの動画像情報と検査ビットとを同期して取り出すＦＥＣフレーム作成手段とを設けている。
また、本発明では、端末装置に、センター装置から検査ビットの伝送要求を受け付ける受信手段と、誤り訂正符号化された画像フレーム単位の動画像符号を誤り訂正符号の検査ビットと動画像符号とに分離し、前記検査ビットの伝送要求がセンター装置からあれば、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケット、及び、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットを作成して出力し、前記センター装置が検査ビットを伝送するよう要求していなければ、前記動画像符号パケットのみを作成して出力する伝送フレーム作成手段と、前記伝送フレーム作成手段の出力である前記動画像符号パケットを当該端末装置に割り当てられた個別チャネルに送信し、前記検査ビットパケットを複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルの１つを選択して送信する多重化送信手段とを設けている。
また、本発明では、センター装置に、複数台の端末装置より、各端末装置に割り当てた個別チャネルを用いて送られて来る、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケットと、複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルを用いて送られて来る、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットとを受信して、各端末装置ごとに分離して出力し、その時の前記個別チャネルの受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の前記検査ビットの伝送を前記端末装置に要求する逆多重化受信手段と、前記逆多重化受信手段の出力信号である前記動画像符号パケットと前記検査ビットパケットとから同一の画像フレーム番号を有する動画像情報と検査ビットとを取り出し同期させて出力するＦＥＣフレーム作成手段とを設けている。
【００１７】
このシステムでは、無線回線の伝送品質が劣化した場合に、適応的に共有チャネルを利用して誤り訂正符号の付加が行なわれので、動画像符号の伝送が遅延することはない。また、このとき、共有チャネルが使用されるため、システム全体の無線伝送帯域幅の増加は少ない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、端末装置とセンター装置とからなるディジタル映像通信システムにおいて、端末装置に、誤り訂正符号化された画像フレーム単位の動画像符号を誤り訂正符号の検査ビットと動画像符号とに分離し、センター装置が検査ビットを伝送するように要求していれば、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケット、及び、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットを作成して出力し、センター装置が検査ビットを伝送するよう要求していなければ、前記動画像符号パケットのみを作成して出力する伝送フレーム作成手段と、伝送フレーム作成手段の出力である動画像符号パケットをその端末装置に割り当てられた個別チャネルに送信し、検査ビットパケットを複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルの１つを選択して送信する多重化送信手段とを設け、センター装置に、複数台の端末装置より送られてくる動画像符号パケットと検査ビットパケットとを受信して、各端末装置ごとに分離して出力し、その時の個別チャネルの受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の検査ビットの伝送を端末装置に要求する逆多重化受信手段と、逆多重化受信手段の出力信号である動画像符号パケットと検査ビットパケットとから同一の画像フレーム番号を有する動画像情報と検査ビットとを取り出し同期させて出力するＦＥＣフレーム作成手段とを設けたものであり、無線回線の伝送品質が劣化した場合に、動画像情報の伝送遅延を伴うことなく、適応的に誤り訂正符号を付加することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、この端末装置に、送信される検査ビットパケットに対して誤り検出用のパリティビットを付加するパリティ付加手段を設け、センター装置のＦＥＣフレーム作成手段に、逆多重化受信手段から出力される検査ビットパケットについてパリティビットによる誤り検出を行ない、誤りがあり且つ同一のフレーム番号を持つ動画像符号パケットの受信が完了していなければ検査ビットパケットの再送要求を行なう誤り検出手段を設け、端末装置の多重化送信手段が、センター装置から検査ビットパケットの再送要求があった場合にその再送信を行なうように構成したものであり、センター装置側で、ビット誤りのない検査ビットを入手して、品質の高い動画像を再生することが可能となる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、端末装置の多重化送信手段が、選択した共有チャネルのキャリアセンスを行ない、チャネルが空いていると判断したときに検査ビットパケットを送信するように構成したものであり、検査ビットパケットの共有チャネル上での衝突を回避して、検査ビットパケットの伝送における信頼性を高めることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、センター装置に、誤り訂正符号の検査ビットの伝送を端末装置に要求するときに、共有チャネルの空きチャネルを探しそのチャネル識別子を端末装置に知らせる共有チャネル割当手段を設けたものであり、センター装置側から選択すべき共有チャネルを指定することにより、検査ビットパケットの共有チャネル上での衝突を避け、検査ビットパケットの伝送における信頼性を高めることができる。
請求項５に記載の発明は、センター装置から検査ビットの伝送要求を受け付ける受信手段と、誤り訂正符号化された画像フレーム単位の動画像符号を誤り訂正符号の検査ビットと動画像符号とに分離し、前記検査ビットの伝送要求がセンター装置からあれば、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケット、及び、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットを作成して出力し、前記センター装置が検査ビットを伝送するよう要求していなければ、前記動画像符号パケットのみを作成して出力する伝送フレーム作成手段と、前記伝送フレーム作成手段の出力である前記動画像符号パケットを当該端末装置に割り当てられた個別チャネルに送信し、前記検査ビットパケットを複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルの１つを選択して送信する多重化送信手段とを設けた端末装置であり、請求項１のシステムを実現することができる。
請求項６に記載の発明は、この端末装置の多重化送信手段が、センター装置から前記検査ビットパケットの再送要求があった場合にその再送信を行なうようにしたものであり、請求項２のシステムを実現することができる。
請求項７に記載の発明は、複数台の端末装置より、各端末装置に割り当てた個別チャネルを用いて送られて来る、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケットと、複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルを用いて送られて来る、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットとを受信して、各端末装置ごとに分離して出力し、その時の前記個別チャネルの受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の前記検査ビットの伝送を前記端末装置に要求する逆多重化受信手段と、前記逆多重化受信手段の出力信号である前記動画像符号パケットと前記検査ビットパケットとから同一の画像フレーム番号を有する動画像情報と検査ビットとを取り出し同期させて出力するＦＥＣフレーム作成手段とを設けたセンター装置であり、請求項１のシステムを実現できる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
第１の実施形態のディジタル映像通信システムは、図１に示すように、画像データ送信可能端末装置（端末装置）６０８、６０９、６１０と、画像データ受信可能センター装置（センター装置）６２２とから成り、端末装置は、動画像符号が入力する動画像符号入力端子６０１と、入力した動画像符号を画像フレーム単位で誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段６０３と、画像フレーム番号を入力する画像フレーム番号入力端子６０２と、動画像符号と誤り訂正符号の検査ビットとを分割してパケット化し、動画像符号パケットと検査ビットパケットとを作成する伝送フレーム作成手段６０４と、伝送フレーム作成手段６０４の出力である検査ビットパケットに誤り検出用のパリティビットを付加するパリティ付加手段６０５と、伝送フレーム作成手段６０４の出力である動画像符号パケットを各端末装置に割り当てられたチャネルに送信し、パリティ付加手段６０５の出力である検査ビットパケットをシステムの端末装置間における共有チャネルに送信する多重化送信手段６０６と、検査ビットの送信を要求するセンター装置６２２からの制御信号を受信する制御信号受信手段６０７とを備えている。
【００２４】
また、センター装置６２２は、複数台の端末装置６０８〜６１０より送信されてくる動画像符号パケットと検査ビットパケットとを受信し、各端末装置毎に分離して出力し、その時の受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の検査ビットの伝送を端末装置に要求する逆多重化受信手段６１１と、逆多重化受信手段６１１の要求を受けて該当する端末装置に誤り訂正符号の検査ビットの送信を指示するための制御信号を出力する制御信号送信手段６１２と、逆多重化受信手段６１１の出力信号である動画像符号パケットと検査ビットパケットとから同一の画像フレーム番号を有する動画像情報と検査ビットとを取り出し同期させて出力するＦＥＣフレーム作成手段６１３と、各端末装置から送られた伝送データの誤り訂正を行なう誤り訂正手段６１６、６１７、６１８と、誤り訂正された動画像を再生する再生表示手段６１９、６２０、６２１とを備えている。
【００２５】
図３には、ディジタル映像通信システムが“ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ） ／ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）”方式を採る場合の第１の実施形態でのチャネルの構成例を示している。また、図４には、ディジタル映像通信システムが“ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）”方式を採る場合の第１の実施形態でのチャネルの構成例を示している。
【００２６】
上り回線には、図３及び図４の（ｂ）に示すように、画像データ送信用の各端末装置に対応したチャネルと、誤り訂正符号の冗長ビット（検査ビット）を伝送するための複数の共有チャネルとが用意されている。また、下り回線には、図３及び図４の（ｃ）に示すように、センター装置が各端末に対し制御信号を送信するための各端末に対応したチャネルが用意されている。
【００２７】
ＴＤＭＡ／ＴＤＤとＴＤＭＡ／ＦＤＤとは、図３及び図４の（ａ）に示すように、上り下りの回線設定が時分割であるか、周波数分割であるかの違いがあるだけで、その動作、作用には異なる点がないため、以下、その動作についてまとめて説明する。
【００２８】
図１のシステムにおいて、端末装置６０８、６０９、６１０は、すべて同一の構成をしているため、端末装置６０８の構成を用いて、このシステムの動作を説明する。
【００２９】
端末装置６０８では、動画像符号が動画像符号入力端子６０１より入力し、誤り訂正符号化手段６０３が、この動画像符号を画像フレーム単位で誤り訂正符号化する。この誤り訂正符号化手段６０３の出力信号であるＦＥＣフレームを図５（ａ）に示している。
【００３０】
また、画像フレーム番号入力端子６０２からは、動画像符号入力端子６０１より入力した動画像符号に対応する画像フレーム番号が入力する。この画像フレーム番号は、分割された動画像符号と検査ビットとの対応を取るために必要となる。
【００３１】
誤り訂正符号化手段６０３の出力信号と画像フレーム番号入力端子６０２より入力した画像フレーム番号とは伝送フレーム作成手段６０４に入力し、伝送フレーム作成手段６０４は、センター装置６２２から誤り訂正符号の検査ビットの送信要求を制御信号受信手段６０７を通じて受取った場合には、動画像符号パケットと検査ビットパケットとを作成する。
【００３２】
このとき作成される動画像符号パケットは、図５の（ｂ−１）に示すように、検査ビットパケット有りを表示するＦＥＣフラグと、画像フレーム番号と、ＦＥＣフレームの画像データと、その画像データの長さ情報とから成り、また、検査ビットパケットは、図５（ｃ）に示すように、送信先のセンター装置６２２を特定するセンターＩＤと、送信元の端末装置６０８を特定する端末ＩＤと、画像フレーム番号と、ＦＥＣフレームの誤り訂正符号検査ビットと、その検査ビットの長さ情報とから成る。
【００３３】
また、伝送フレーム作成手段６０４は、センター装置６２２から検査ビットの送信要求がない場合には、検査ビットパケットの作成は行なわず、図５の（ｂ−２）に示す動画像符号パケットだけを作成し、そのＦＥＣフラグに、対応する検査ビットパケットなしを表示する。
【００３４】
伝送フレーム作成手段６０４で作成された検査ビットパケットは、パリティ付加手段６０５に送られ、パリティ付加手段６０５は、この検査ビットパケットに対して、この検査ビットパケットのための誤り検出用のパリティビットを付加する。このパリティビットの付加により、他の端末装置との共有チャネルにおける衝突が発生した場合及び検査ビットパケットが伝送誤りを含んでいる場合に、センター装置６２２において、ビット誤りを検出して、検査ビットを破棄することが可能になり、間違った誤り訂正が行なわれることを防止できる。
【００３５】
伝送フレーム作成手段６０４の作成した動画像符号パケット（図５（ｂ−１）（ｂ−２））とパリティ付加手段６０５から出力された検査ビットパケットは多重化送信手段６０６に入力し、多重化送信手段６０６は、動画像符号パケットを端末装置６０８に割り当てられたチャネルに送信し、また、センター装置６２２から検査ビットの送信要求を制御信号受信手段６０７を通じて受取っている場合には、検査ビットパケットを図６に示す手順で送信する。
【００３６】
ステップ１００１ ： 検査ビットパケットが１パケット分入力すると、送信処理を開始する。
【００３７】
ステップ１００２ ： 最初に複数の共有チャネルよりランダムに送信チャネルを選択する。
【００３８】
ステップ１００３ ： 次に選択した送信チャネルに検査ビットパケットの送信を行ない、
ステップ１００４ ： 送信処理を終了する。
【００３９】
センター装置６２２より検査ビットの送信要求がない場合には、伝送フレーム作成手段６０４で検査ビットパケットの作成は行なわれないため、パリティ付加手段６０５の出力は無く、多重化送信手段６０６は動画像符号パケットのみを送信する。
【００４０】
一方、センター装置６２２では、逆多重化受信手段６１１が、それぞれの端末装置６０８〜６１０で多重化され伝送されてきた動画像符号パケットを各端末装置毎のデータに分離する。この時、逆多重化受信手段６１１は、各チャネルの受信レベルを判定し、そのレベルが閾値以下の端末装置に対して、誤り訂正符号の検査ビットを伝送するように、制御信号送信手段６１２を通じて制御信号を送信する。
【００４１】
また、逆多重化受信手段６１１は、共有チャネルのデータをすべてのＦＥＣフレーム作成手段６１３、６１４、６１５に出力する。
【００４２】
ＦＥＣフレーム作成手段６１３〜６１５は、図２に示すように、対応する端末装置から送信された動画像符号パケットを蓄積する動画像符号パケット蓄積手段７０１と、その端末装置の端末ＩＤを有する検査ビットパケットを蓄積する検査ビット蓄積手段７０２と、検査ビットパケットの誤りを検出し、誤りを持つ検査ビットパケットの再送を要求する誤り検出手段７０３と、同じ画像フレーム番号を有する動画像データと誤りのない検査ビットとを組合わせてＦＥＣフレームを再生するＦＥＣフレーム化手段７０４とを具備している。
【００４３】
このＦＥＣフレーム作成手段６１３〜６１５の動画像符号パケット蓄積手段７０１は、逆多重化受信手段６１１から出力された動画像符号パケットを１パケット分ずつ蓄積し、また、検査ビット蓄積手段７０２は、逆多重化受信手段６１１から出力された検査ビットパケットの中から対応する端末ＩＤを有する検査ビットパケットを１パケット分ずつ蓄積する。
【００４４】
検査ビット蓄積手段７０２に蓄積された検査ビットパケットは共有チャネルにおいてパケット衝突を起こしたり、伝送誤りを含んでいる可能性があるため、誤り検出手段７０３は、検査ビットパケットに付加されたパリティビットにより検査ビットパケットの誤りを検出する（パケット衝突はビット誤りの検出で検出できる）。その結果、誤りがないと判断された検査ビットパケットは、ＦＥＣフレーム化手段７０４に出力される。
【００４５】
また、誤り検出手段７０３は、検査ビットパケットに誤りがあると判断したときは、その検査ビットパケットの画像フレーム番号を持つ動画像符号パケットが動画像符号パケット蓄積手段７０１に蓄積されつつあること（従って、その動画像符号パケットの受信が完了していないこと）を確認して、制御信号送信手段６１２を通じて、送信元の端末装置６０８に、該当する画像フレーム番号の検査ビットパケットを再送するように要求する。再送要求の制御信号は、下りチャネル６２４を通じて端末装置６０８の制御信号受信手段６０７に送られ、制御信号受信手段６０７から再送要求の通知を受けた多重化送信手段６０６は、指定された画像フレーム番号の検査ビットパケットを再送する。
【００４６】
通常の無線回線を対象とする誤り訂正符号を考えた場合、その検査ビットの長さは保護される情報の長さより短いため、検査ビットパケットの伝送は動画像符号パケットの伝送に比較して短い時間で済む。そのため、同一の画像フレーム番号を有する動画像符号パケットの受信が完了するまでに複数回の検査ビットパケットの再送が可能であり、検査ビットパケットを再送しても、動画像符号データの伝送を遅延させることにはならない。つまり、検査ビットパケットの再送を行なうことで、動画像伝送の遅延時間を大きくすることなく、ビット誤りのない検査ビットの受信の確率を高めることができる。
【００４７】
動画像符号パケット蓄積手段７０１に蓄積された動画像符号パケットは、１パケット分のデータが蓄積された後、ＦＥＣフレーム化手段７０４に出力される。ＦＥＣフレーム化手段７０４は、この動画像符号パケットのＦＥＣフラグが対応する検査ビットありを表しているときには、この動画像符号パケットから動画像データを取り出すとともに、誤り検出手段７０３から出力された同一の画像フレーム番号を有する検査ビットパケットから検査ビットを取り出し、それらを検査ビットありのフラグとともに、同期させて（図５（ａ）のＦＥＣフレームにフラグを付けた形で）対応する誤り訂正手段６１６〜６１８に出力する。
【００４８】
また、動画像符号パケットのＦＥＣフラグが対応する検査ビットなしを表しているときは、動画像符号パケットから取り出した動画像データと検査ビットなしのフラグとを誤り訂正手段６１６〜６１８に出力する。
【００４９】
誤り訂正手段６１６〜６１８は、ＦＥＣフレーム作成手段６１３〜６１５から出力されたフレームのＦＥＣフラグが検査ビットありを示している場合には、誤り訂正処理を行ない、また、検査ビットなしを示している場合には、入力信号をそのままの形で出力する。
【００５０】
誤り訂正手段６１６〜６１８の出力は、それぞれの端末に対応した再生表示手段６１９〜６２１の入力となり動画像として表示される。
【００５１】
このように、第１の実施形態のディジタル映像通信システムでは、無線回線の伝送品質が劣化した場合に、画質維持のために、共通チャネルを利用して適応的に誤り訂正符号の付加が行なわれる。このとき、誤り訂正符号の伝送が共通チャネルで行なわれるため、画像データの伝送帯域幅は不変であり、画像データの伝送遅延は発生しない。また、共通チャネルが利用されるため、システム全体の無線伝送帯域幅の増加も僅かである。
【００５２】
また、このシステムでは、誤り訂正符号の検査ビットの誤り検出を行ない、誤りを含む場合に、検査ビットの再送により、センター装置に正しい検査ビットが届くように構成している。そのため、センター装置では、動画像を誤りなく再生することができる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
第２の実施形態のディジタル映像通信システムは、検査ビットパケットの伝送における信頼性を高めたものである。
【００５４】
このシステムの構成は第１の実施形態（図１）と同じであり、また、その動作も、端末装置６０８の多重化送信手段６０６の動作を除いて、変わりがない。
【００５５】
このシステムの端末装置６０８における多重化送信手段６０６は、検査ビットパケットを共有チャネルに送信する場合に、図７に示す手順でそれを行なう。
【００５６】
ステップ１１０１ ： 検査ビットパケットが１パケット分入力すると送信処理を開始する。
【００５７】
ステップ１１０２ ： 最初に複数の共有チャネルよりランダムに送信チャネルを選択する。
ステップ１１０３ ： 次に選択した送信チャネルのキャリアセンスを行ない、チャネルが他の端末装置によって使用中かどうか調べ、使用中である場合には再びステップ１１０２に戻り、チャネルを選択する。また使用中でなければ、
ステップ１１０４ ： 選択した送信チャネルに検査ビットパケットの送信を行ない、
ステップ１１０５ ： 送信処理を終了する。
【００５８】
こうすることにより、共有チャネル上での検査ビットパケットの衝突を回避することができ、検査ビットパケットの伝送の信頼性を高め、回線の有効利用を図ることができる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
第３の実施形態のディジタル映像通信システムでは、検査ビットパケットの送信チャネルをセンター装置側から指定する。
【００６０】
このシステムのセンター装置は、図８に示すように、端末装置８０８〜８１０に対して共有チャネルを割当てる共有チャネル割当て手段８２２を備えている。その他の構成は第１の実施形態（図１）と変わりがない。
【００６１】
このシステムでは、センター装置８２３の逆多重化受信手段６１１が、各端末装置８０８〜８１０から送信された動画像符号パケットの受信レベルを判定し、そのレベルが閾値以下の端末装置に対して、誤り訂正符号の検査ビットの送信要求を出力すると、この出力を受取った共有チャネル割当て手段８２２は、共有チャネルの中から他の端末装置に使用されていない空きチャネルを探し、その共有チャネルＩＤを、制御信号送信手段８１２を通じて、端末装置８０８に出力する。
【００６２】
これを受けて、端末装置８０８の多重化送信手段８０６は、図９に示す手順で検査ビットパケットを送信する。
【００６３】
ステップ１２０１ ： 検査ビットパケットが１パケット分入力すると、送信処理を開始する。
【００６４】
ステップ１２０２ ： センター装置８２３より指定されたＩＤを持つ共有チャネルを送信チャネルとして選択し、
ステップ１２０３ ： 選択した送信チャネルに検査ビットパケットを送信し、
ステップ１２０４ ： 送信処理を終了する。
【００６５】
こうすることにより、共有チャネル上での検査ビットパケットの衝突を回避することができ、検査ビットパケットの伝送の信頼性を高め、回線の有効利用を図ることができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のディジタル映像通信システム、並びに、それを構成する端末装置及びセンター装置は、無線回線の伝送品質が劣化した場合に、画像データの伝送遅延を伴わずに、画質維持のための誤り訂正符号を適応的に付加することができ、また、共通チャネルの利用により、そのときのシステム全体の無線伝送帯域幅の増加を小さく抑えることができる。
【００６７】
また、検査ビットの誤り検出を行なうことによって、信頼性の高い動画像を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態におけるディジタル映像通信システムの構成を示すブロック図、
【図２】第１及び第２の実施形態のディジタル映像通信システムにおけるＦＥＣフレーム作成手段の構成を示すブロック図、
【図３】第１の実施形態のディジタル映像通信システムにおいてＴＤＭＡ／ＦＤＤ方式を採るときの無線チャネルの構成を示す図、
【図４】第１の実施形態のディジタル映像通信システムにおいてＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採るときの無線チャネルの構成を示す図、
【図５】第１の実施形態のディジタル映像通信システムにおける処理フレームの構成を示す図、
【図６】第１の実施形態のディジタル映像通信システムにおける多重化送信手段の動作手順を示すフローチャート、
【図７】第２の実施形態のディジタル映像通信システムにおける多重化送信手段の動作手順を示すフローチャート、
【図８】本発明の第３の実施形態におけるディジタル映像通信システムの構成を示すブロック図、
【図９】第３の実施形態のディジタル映像通信システムにおける多重化送信手段の動作手順を示すフローチャート、
【図１０】ディジタル映像通信システムの概略図、
【図１１】従来のディジタル映像通信システムの構成を示すブロック図、
【図１２】従来のディジタル映像通信システムでの上り回線の伝送フレームを示す図である。
【符号の説明】
１０１、２１６、６２２、８２３ センター装置
１０２〜１０４、２０５〜２０７、６０８〜６１０、８０８〜８１０ 端末装置
１０５〜１０７、２１７、６２３、８２４ 上り送信チャネル
１０８〜１１０、２１８〜２２０、６２４〜６２６、８２５〜８２７ 下り制御チャネル
２０１、６０１、８０１ 動画像符号入力端子
２０２、６０３、８０３ 誤り訂正符号化手段
２０３ 送信手段
２０４、６０７、８０７ 制御信号受信手段
２０８ 受信手段
２０９、６１２、８１２ 制御信号送信手段
２１０〜２１２、６１６〜６１８、８１６〜８１８ 誤り訂正手段
２１３〜２１５、６１９〜６２１、８１９〜８２１ 再生表示手段
６０２、８０２ 画像フレーム番号入力端子
６０４、８０４ 伝送フレーム作成手段
６０５、８０５ パリティ付加手段
６０６、８０６ 多重化送信手段
６１１、８１１ 逆多重化受信手段
６１３〜６１５、７０５、８１３〜８１５ ＦＥＣフレーム作成手段
７０１ 動画像符号パケット蓄積手段
７０２ 検査ビットパケット蓄積手段
７０３ 誤り検出手段
７０４ ＦＥＣフレーム化手段
８２２ 共有チャネル割当て手段
Claims (7)
- 端末装置とセンター装置とからなるディジタル映像通信システムにおいて、
端末装置に、
誤り訂正符号化された画像フレーム単位の動画像符号を誤り訂正符号の検査ビットと動画像符号とに分離し、前記センター装置が検査ビットを伝送するように要求していれば、
動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケット、及び、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットを作成して出力し、前記センター装置が検査ビットを伝送するよう要求していなければ、前記動画像符号パケットのみを作成して出力する伝送フレーム作成手段と、
前記伝送フレーム作成手段の出力である前記動画像符号パケットをその端末装置に割り当てられた個別チャネルに送信し、前記検査ビットパケットを複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルの１つを選択して送信する多重化送信手段と
を設け、
センター装置に、
複数台の前記端末装置より送られてくる前記動画像符号パケットと前記検査ビットパケットとを受信して、各端末装置ごとに分離して出力し、その時の前記個別チャネルの受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の検査ビットの伝送を前記端末装置に要求する逆多重化受信手段と、
前記逆多重化受信手段の出力信号である動画像符号パケットと検査ビットパケットとから同一の画像フレーム番号を有する動画像情報と検査ビットとを取り出し同期させて出力するＦＥＣフレーム作成手段と
を設けたことを特徴とするディジタル映像通信システム。 - 前記端末装置に、送信される前記検査ビットパケットに対して誤り検出用のパリティビットを付加するパリティ付加手段を設け、前記センター装置のＦＥＣフレーム作成手段に、前記逆多重化受信手段から出力される前記検査ビットパケットについてパリティビットによる誤り検出を行ない、誤りがあり且つ同一のフレーム番号を持つ動画像符号パケットの受信が完了していなければ前記検査ビットパケットの再送要求を行なう誤り検出手段を設け、前記端末装置の多重化送信手段が、センター装置から検査ビットパケットの再送要求があった場合にその再送信を行なうことを特徴とする請求項１に記載のディジタル映像通信システム。
- 前記端末装置の多重化送信手段が、選択した前記共有チャネルのキャリアセンスを行ない、チャネルが空いていると判断したときに前記検査ビットパケットを送信することを特徴とする請求項１または２に記載のディジタル映像通信システム。
- 前記センター装置に、誤り訂正符号の検査ビットの伝送を前記端末装置に要求するときに、前記共有チャネルの空きチャネルを探しそのチャネル識別子を前記端末装置に知らせる共有チャネル割当手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のディジタル映像通信システム。
- センター装置から検査ビットの伝送要求を受け付ける受信手段と、
誤り訂正符号化された画像フレーム単位の動画像符号を誤り訂正符号の検査ビットと動画像符号とに分離し、前記検査ビットの伝送要求がセンター装置からあれば、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケット、及び、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットを作成して出力し、前記センター装置が検査ビットを伝送するよう要求していなければ、前記動画像符号パケットのみを作成して出力する伝送フレーム作成手段と、
前記伝送フレーム作成手段の出力である前記動画像符号パケットを当該端末装置に割り当てられた個別チャネルに送信し、前記検査ビットパケットを複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルの１つを選択して送信する多重化送信手段と
を備えることを特徴とする端末装置。 - 前記多重化送信手段は、センター装置から前記検査ビットパケットの 再送要求があった場合にその再送信を行なうことを特徴とする請求項５に記載の端末装置。
- 複数台の端末装置より、各端末装置に割り当てた個別チャネルを用いて送られて来る、動画像符号とその画像フレーム番号とを含む動画像符号パケットと、複数の端末装置間で共通に使用する共有チャネルを用いて送られて来る、検査ビットと前記画像フレーム番号と端末装置識別子とを含む検査ビットパケットとを受信して、各端末装置ごとに分離して出力し、その時の前記個別チャネルの受信レベルが閾値レベル以下であれば誤り訂正符号の前記検査ビットの伝送を前記端末装置に要求する逆多重化受信手段と、
前記逆多重化受信手段の出力信号である前記動画像符号パケットと前記検査ビットパケットとから同一の画像フレーム番号を有する動画像情報と検査ビットとを取り出し同期させて出力するＦＥＣフレーム作成手段と
を備えることを特徴とするセンター装置。
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