JP3593741B2 - 映像伝送装置、映像受信装置および映像通信システム - Google Patents
映像伝送装置、映像受信装置および映像通信システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電話回線のような低速の通信回線を使用してディジタル映像信号を伝送するような映像伝送装置、映像受信装置および映像通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン放送などで放映されるようなニュース映像のなかには、現地で取材および編集され、その映像信号が通信回線を介して放送局に送出されるものがある。この場合、映像信号は、ディジタルデータに変換されて送出されるが、このときの通信手段としては、例えば、サテライト（通信衛星）を利用した通信、あるいは、ＦＰＵなどのマイクロウェーブ回線を利用した通信が採られていた。
【０００３】
これらのうち、サテライトを利用した通信については、利用料金が高い、チャンネル数が少なく予約制であり、機動性に欠けるなどの問題点があった。また、現状では、マイクロウェーブ回線を利用した通信が主流となっているが、この場合、マイクロウェーブを所定の中継点に到達させるためのアンテナの方位合わせに高い精度が要求された。そのため、マイクロウェーブが送出可能となるまでに、例えば、このアンテナの方位合わせだけで数１０分といった時間が必要とされた。また、マイクロウェーブの直進性のため、信号を送出できる場所にも制限があった。したがって、この方法においても機動性に欠け、時間が無駄になるという問題点があった。
【０００４】
そのため、公衆回線を使用するため手軽に利用できる、送出先の制限が無い、などの理由から、ディジタル電話回線を利用する通信の要望が高まっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
さて、現状では、このディジタル電話回線は、６４ｋｂｐｓの伝送速度を有している。ところが、ビデオデータの伝送速度は、通常で９０Ｍｂｐｓ、さらに高画質のもので１８０Ｍｂｐｓであり、ディジタル電話回線と比較して遙かに大きな伝送速度が必要とされる。このビデオデータをそのまま伝送しようとした場合、データが時間軸方向に伸長される。この場合、例えば、６４ｋｂｐｓのディジタル電話回線を使用して、上述の、１８０Ｍｂｐｓの伝送速度を有するビデオデータを１０秒間伝送する場合、約７．８時間が必要となり、時間的にロスが非常に大きいという問題点があった。
【０００６】
また、ビデオデータを伝送する前に、ビットリダクションによってデータ量を圧縮する方法も考えられる。ビデオデータの圧縮は、データのリダクションレシオ（圧縮率）が高い程、その圧縮ビデオデータを復元した際の画質の劣化が増大する。現在、動画の圧縮方式の標準とされているＭＰＥＧ方式においては、１／１００程度の圧縮率が実際に使用可能な画質の上限であるとされている。ところが、電話回線で映像信号を伝送する場合には、上述したデータを時間軸方向に伸長する方法とは逆に、データを約１／３０００にまで圧縮しなければならない。そのため、復元されたビデオデータの画質の劣化が許容できる範囲を越えてしまい、画質的に実現が困難であるという問題点があった。
【０００７】
上述した両者の方法を組み合わせた方法、すなわち、ビデオデータをビットリダクションによって圧縮し、さらにデータ伝送の際にデータを時間軸方向に伸長する方法が考えられる。この場合においても、ビットリダクションにより圧縮されたビデオデータの画質は、劣化する。ここで、特にニュース映像の伝送においては、速報性の差などにより必要とされる画質が異なる。すなわち、速報性が重要視されるような映像の場合には画質よりも伝送速度が優先される。逆に、速報性がさほど重要視されないような場合には、できるだけ良質な映像を伝送するのが望ましい。そのため、ビデオデータの圧縮率が固定とされていると、このような状況に対応できないという問題点があった。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、容量の小さい回線を使用し、映像信号などのデータを伝送する際に、時間軸を伸長しデータレートを低くすると共にビットリダクションによる映像信号の圧縮を行ない、伝送時間に応じてビットリダクションのリダクションレシオが可変な映像伝送装置を提供することにある。
【０００９】
また、この発明の目的は、時間軸を伸長されビットリダクションによって圧縮され伝送された映像信号を受信し、元の映像信号に復元するような映像受信装置を提供することにある。
【００１０】
また、この発明の目的は、容量の小さい回線で映像信号を伝送する際に、伝送時間に応じてビットリダクションのリダクションレシオを可変とした映像信号の伝送および受信が可能な映像通信システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した課題を解決するために、通信回線を使用して映像信号を伝送するようにした映像伝送装置において、伝送される映像信号のデータ量をビットリダクションにより圧縮し、圧縮の圧縮率が所定の上限値を超えるときにはフィールドあるいはフレーム単位で映像信号を間引く映像圧縮手段と、映像圧縮手段で圧縮された映像信号を時間軸伸長する時間軸伸長手段と、映像圧縮手段による圧縮の圧縮率を、伝送時間が長いときは低くし、伝送時間を短くするときは高くするように、伝送時間に応じて選択すると共に、時間軸伸長手段による時間軸の伸長の程度を、伝送時間に応じて選択する選択手段とを有し、選択手段の選択結果により得られる低レート映像信号および選択手段による選択結果を示す情報からなる付加信号を伝送することを特徴とする映像伝送装置である。
【００１２】
また、この発明は、上述した課題を解決するために、通信回線を使用して伝送された低レート映像信号と、低レート映像信号に対する時間軸伸長情報および圧縮に関する情報からなる付加信号とを受信するようにした映像受信装置において、付加信号に基づいて、受信された低レート映像信号を時間軸圧縮し元の時間軸に戻すような時間軸圧縮手段と、付加信号に基づいて、時間軸圧縮手段から出力された、データ量を圧縮された低レート映像信号を復元し、低レート映像信号がフィールドあるいはフレーム単位で間引かれている場合には、間引かれたフィールドあるいはフレーム位置に隣接するフィールドあるいはフレームを挿入することで間引かれているフィールドあるいはフレームの補間をする映像伸長手段とを有することを特徴とした映像受信装置である。
【００１３】
また、この発明は、上述した課題を解決するために、通信回線を使用して映像信号を伝送するような映像通信システムにおいて、伝送される映像信号のデータ量を圧縮し、圧縮の圧縮率が所定の上限値を超えるときにはフィールドあるいはフレーム単位で映像信号を間引く映像圧縮手段と、映像圧縮手段で圧縮された映像信号を時間軸伸長する時間軸伸長手段と、映像圧縮手段による圧縮の圧縮率を、伝送時間が長いときは低くし、伝送時間を短くするときは高くするように、伝送時間に応じて選択すると共に、時間軸伸長手段による時間軸の伸長の程度を、伝送時間に応じて選択する選択手段とを有し、選択手段の選択結果により得られる低レート映像信号および選択手段による選択結果を示す情報からなる付加信号を伝送するようにした映像伝送装置と、映像伝送装置から伝送された低レート映像信号と付加情報とを受信する受信手段と、付加信号に基づいて、受信された低レート映像信号を時間軸圧縮し元の時間軸に戻すような時間軸圧縮手段と、付加信号に基づいて、時間軸圧縮手段から出力された、データ量を圧縮された低レート映像信号を復元し、低レート映像信号がフィールドあるいはフレーム単位で間引かれている場合には、間引かれたフィールドあるいはフレーム位置に隣接するフィールドあるいはフレームを挿入することで間引かれているフィールドあるいはフレームの補間をする映像伸長手段とを有する映像受信装置とからなることを特徴とする映像通信システムである。
【００１４】
【作用】
この発明による映像伝送装置は、伝送する送信映像信号を時間軸に対して伸長する時間軸伸長手段と、送信映像信号に対するビットリダクション手段と、伝送時間に応じてビットリダクション手段における圧縮率を選択する圧縮率選択手段を有している。また、映像受信装置は、受信映像信号を時間軸に対して圧縮する時間軸圧縮手段と、ビットリダクション手段によって圧縮された受信映像信号を復元する逆ビットリダクション手段とを有している。そのため、この映像伝送装置および映像受信装置を使用した、この発明による映像通信システムは、伝送時間に応じてビットリダクションのリダクションレシオを可変とした映像信号の伝送および受信が可能である。
【００１５】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を説明する。この発明においては、高いデータレートを持つデータほど時間をかけて伝送される。例えば、４：２：２のコンポーネント信号で１８０Ｍｂｐｓの伝送速度を有する１０秒間の映像信号を、２０分以内で電話回線の０次群（６４ｋｂｐｓ）で伝送する場合について考える。この場合、何の処理も施さないで伝送する場合には、上述したように、約７．８時間必要とされた。このデータをリダクションレシオ１／３０で圧縮し時間軸伸長回路によって時間軸伸長し伝送することによって、約１５分で伝送可能となる。さらに、このデータを５分程度で伝送したい場合には、リダクションレシオ１／９０で圧縮し時間軸伸長回路で時間軸伸長することによって、希望の時間内で伝送可能となる。このように、送信に使用できる時間に合わせてリダクションレシオを選択することによって、最適な画質が得られる。
【００１６】
この、送信に使用できる時間は、ユーザによって、キー、マウスなどによって指定される。この指定された時間は、時間選択信号によって指示される。そして、伝送時に、このデータの圧縮に関する情報（時間選択信号）を送信映像信号のヘッダに挿入する。受信側は、この伝送された信号を受信した際、この時間選択信号を検出する。そして、この検出された時間選択信号に基づき、送信側の時間軸伸長回路およびビットリダクション回路に対応する、時間軸圧縮回路およびビットリダクション逆回路によって、受信映像信号から元の信号が復元される。
【００１７】
図１Ａは、このような映像伝送装置の構成の一例を示し、図１Ｂは、映像受信装置の構成の一例を示す。また、図１Ａに示す映像伝送装置、図１Ｂに示す映像受信装置、およびこれら映像伝送装置と映像受信装置を結ぶ伝送回線によって、この発明による映像通信システムが構成される。
【００１８】
図１Ａに示す映像伝送装置において、ビデオテープレコーダ１は、映像信号再生のためのものである。このビデオテープレコーダ１は、外部から供給されるスタート／ストップ信号によってその動作を制御することが可能とされている。このビデオテープレコーダ１の出力が例えばＭＰＥＧ２方式のの可変ビットリダクション回路２に供給される。可変ビットリダクション回路２の出力がフレームドロップ回路３に供給され、フレームドロップ回路３の出力が時間軸伸長回路４に供給される。時間軸伸長回路４の出力は、出力端子５に供給される。この出力端子５は、外部の伝送回線６と接続されている。
【００１９】
また、図示しないが、ビデオテープレコーダ１からの送信映像信号から水平同期信号抽出回路によって水平同期信号が抽出される。この抽出された水平同期信号によって、この映像伝送装置の信号系の回路に関するクロックが生成される。これは例えば、後述するフレームドロップ回路３のメモリに対する書込みクロックＷＣＫ、読み出しクロックＲＣＫ、およびフレームドロップ回路３のスイッチ回路の制御クロック、である。
【００２０】
時間選択信号生成回路７からの時間選択信号が時間軸伸長回路４、フレームドロップ回路３、および可変ビットリダクション回路２の選択信号入力端にそれぞれ供給される。この時間選択信号生成回路７には、入力端子８を介して外部から時間選択データが供給される。また、時間軸伸長回路４からビデオテープレコーダ１に対し、スタート／ストップ信号が供給される。
【００２１】
この映像伝送装置によって、ビデオテープレコーダ１から供給される映像信号を伝送する際には、先ず、時間選択信号生成回路７に、伝送される映像素材の時間および伝送に使用可能な時間から成る時間選択データが入力端子８を介して供給される。例えば、映像素材の時間が３分、伝送に使用可能な時間が１０分と設定され入力される。時間選択信号生成回路７において、これら供給された信号に基づき比率が計算され、その結果が時間選択信号として出力される。このとき、入力端子８からは、両者の比率が直接入力されるようにしてもよい。出力されたこの時間選択信号は、可変ビットリダクション回路２、フレームドロップ回路３、および時間軸伸長回路４に共に供給される。
【００２２】
映像信号再生用のビデオテープレコーダ１から可変ビットリダクション回路２に対し、送信映像信号が供給される。この可変ビットリダクション回路２は、幾つかのリダクションレシオ（圧縮率）が選択可能とされている。時間選択信号回路７からの時間選択信号が供給された可変ビットリダクション回路２では、供給されたこの信号に基づき、ビットリダクションの際のリダクションレシオが選択され、送信映像信号が圧縮される。選択されたリダクションレシオで圧縮された送信映像信号がフレームドロップ回路３に供給される。
【００２３】
信号が供給されたフレームドロップ回路３においては、送信映像信号に対し、フレーム単位での間引き（ドロップフレーム）が行なわれる。このフレームドロップ回路３での、例えば、全く間引きをしない、あるいは、１／２に間引きをする、といったような間引きの程度は、時間選択信号回路７から供給される時間選択信号によって制御される。フレームドロップ回路３の出力は、時間軸伸長回路４に供給される。
【００２４】
信号が供給された時間軸伸長回路４では、この回路に供給された送信映像信号を、伝送回線６の有する伝送速度に適合させるように、伝送信号に対して時間軸の伸長が行なわれる。この時間軸の伸長の程度は、時間選択信号回路７から供給される選択信号に基づいて制御される。この時間軸伸長回路４の出力は、出力端子５を介し、伝送回線６に送出される。
【００２５】
上述したように、可変ビットリダクション回路２におけるリダクションレシオ、フレームドロップ回路３における間引きの程度、および時間軸伸長回路４における時間軸の伸長の程度は、時間選択信号回路７からの時間選択信号によって制御される。この時間選択信号は、上述のように、伝送される映像素材の時間および伝送に使用可能な時間、または両者の比率が選択データとして入力端子８から供給され、出力されるものである。したがって、伝送回線６の有する伝送速度が既知であれば、ビットリダクション回路３およびフレームドロップ回路４における、映像信号の圧縮率を知ることができる。また、その結果から、時間軸伸長回路４における、時間伸長率が得られる。
【００２６】
こうして得られた映像信号の圧縮率に基づき、時間選択信号回路７から可変ビットリダクション回路２およびフレームドロップ回路３に対し、時間選択信号が供給される。このとき、この選択信号は、フレームドロップ回路３によるフレームドロップを極力抑えるように時間選択信号回路７により設定され、出力される。したがって、ビットリダクションを上限まで行なえるように、すなわち、この圧縮された受信映像信号が復元され再生された際に、画質が許容される範囲内であるように、リダクションレシオが設定される。この上限のリダクションレシオは、例えば、１／１００程度である。
【００２７】
映像素材の時間がユーザが設定した設定伝送時間に対して短い場合には、この上限のリダクションレシオで圧縮しても所定の時間内に伝送を終了できない。これは、時間選択信号回路７に入力端子８を介し選択データが供給された時点で知ることができる。このような場合には、時間選択信号回路７からフレームドロップ回路３に対し、フレーム間引きの程度、例えば、１／２、１／３、１／５、１／１０といったような間引きの程度を指示する時間選択信号が供給される。この選択信号を供給されたフレームドロップ回路３において、送信映像信号がフレーム単位で間引きされる。なお、ここでは、フィールド単位で間引きをするようにしてもよい。
【００２８】
このように、ビデオテープレコーダ１から供給された送信映像信号は、可変ビットリダクション回路２およびフレームドロップ回路３において圧縮され、出力される。この出力信号が時間軸伸長回路４に供給される。時間軸伸長回路４では、時間選択信号回路７から供給された時間選択信号に基づき、伝送回線６で伝送できるように、供給された送信映像信号に対し、時間軸伸長を行なう。
【００２９】
また、この時間軸伸長回路４において、可変ビットリダクション回路２におけるリダクションレシオ、フレームドロップ回路３におけるフレーム間引き情報、およびこの時間軸伸長回路４における時間軸伸長情報といった、時間選択信号回路７によって設定された時間選択信号に関する情報が送信映像信号に挿入される。時間軸伸長され、選択信号に関する情報を挿入されたこの送信映像信号は、出力端子５を介して伝送回線６に伝送される。
【００３０】
図２は、このフレームドロップ回路３および時間軸伸長回路４の構成の一例を示す。図１Ａにおいては、これらの回路が別々の回路によって構成されているように示したが、実際には、この図２に示すように、２つのメモリを使用し、一つの回路構成とすることが可能である。また、図３は、このフレームドロップ回路３および時間軸伸長回路４の動作タイミングの一例を示す。図３において、図３Ａ〜図３Ｅは、映像信号送出時の動作を示し、図３Ｆ〜図３Ｈは、映像信号の再生時の動作を示す。また、ここでは、３０フレーム／秒の映像信号に対し１／２のドロップフレーム処理を施し、１５フレーム／秒の映像信号とする例について説明する。
【００３１】
可変ビットリダクション回路２の出力が供給される入力端子２０は、スイッチ回路２０の共通入力端に接続される。スイッチ回路２１の出力端２１ａは、メモリ２２の入力端に接続され、出力端２１ｂは、メモリ２３の入力端に接続される。メモリ２２の出力端がスイッチ回路２４の入力端２４ａに接続され、メモリ２３の出力端がスイッチ回路２４の入力端２４ｂに接続される。スイッチ回路２４の共通出力端が出力端子２５に接続される。
【００３２】
書込みクロックＷＣＫが供給される入力端子２６がスイッチ回路２７の共通入力端に接続される。スイッチ回路２７の出力端２７ａがメモリ２２の書き込みクロックＷＣＫ入力端に接続され、出力端２７ｂがメモリ２３の書き込みクロックＷＣＫ入力端に接続される。読み出しクロックＲＣＫが供給される入力端子２８がスイッチ回路２９の共通入力端に接続される。スイッチ回路２９の出力端２９ａがメモリ２２の読み出しクロックＲＣＫ入力端に接続され、出力端２９ｂがメモリ２３の読み出しクロックＲＣＫ入力端に接続される。
【００３３】
初期状態において、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ａおよび出力端２７ａが選択されている。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ｂおよび出力端２９ｂが選択されている。
【００３４】
これらスイッチ回路２１、２４、２７、および２９は、上述した水平同期信号から生成されたクロックに基づき、例えば、この映像伝送装置全体の制御のためのＣＰＵ（図示しない）によって制御される。
【００３５】
このような状態でもって、図３Ａに示す送信映像信号がビットリダクション回路２に供給され、所定のリダクションレシオで圧縮され、図３Ｂで示すビットリダクション出力として出力される。出力されたこの信号は、フレームドロップ回路３の入力端子２０を介し、スイッチ回路２１の共通入力端に供給される。このとき、上述したように、スイッチ回路２１は、出力端２１ａが選択されているため、スイッチ回路２１に供給された信号がメモリ２２に供給される。
【００３６】
同時に、上述した、水平同期信号から生成された書込みクロックＷＣＫが入力端子２６を介し、スイッチ回路２７の共通入力端に供給される。このスイッチ回路２７も、上述したように、出力端２７ａが選択されているため、書込みクロックＷＣＫは、メモリ２２の書込みクロックＷＣＫ入力端に供給される。
【００３７】
このメモリ２２に供給された書込みクロックＷＣＫによって、メモリ２２の書込みタイミングが図３Ｂに示されるフレームＦ１、Ｆ２、・・・、のタイミングで制御される。それにより、メモリ２２に供給された送信映像信号データであるビットリダクション出力のフレームＦ１がメモリ２２に書き込まれる（図３Ｃ）。
【００３８】
このフレームＦ１のタイミングでは、上述したように、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ｂおよび出力端２９ｂが選択されている。上述した、水平同期信号から生成された読み出しクロックＲＣＫが入力端子２８およびスイッチ回路２９の出力端２９ｂを介し、メモリ２３の読み出しクロック入力端に供給される。図３Ｅに示すように、この供給された読み出しクロックによってメモリ２３から送信映像信号データが読み出され、スイッチ回路２４の入力端２４ｂを介し、出力端子２５に供給される。
【００３９】
次のフレームＦ２およびフレームＦ３のタイミングでは、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ｂおよび出力端２７ｂが選択される。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ａおよび出力端２９ａが選択される。
【００４０】
このフレームＦ２およびフレームＦ３のタイミングでは、入力端子２０から供給されたビットリダクション出力のフレームＦ２がスイッチ回路２１の選択出力端ｂを介し、メモリ２３に供給される。メモリ２３には、書込みクロックＷＣＫがスイッチ回路２７の出力端２７ｂを介して供給されており、それにより供給されたビットリダクション出力のフレームＦ２がメモリ２３に書き込まれる。さらに、これに続けて、フレームＦ３がスイッチ回路２１の出力端２１ｂを介してメモリ２３に供給され、先にメモリ２３に書き込まれたフレームＦ２のデータに上書きされる（図３Ｃ）。
【００４１】
また、このフレームＦ２およびフレームＦ３のタイミングでは、フレームＦ１のタイミングでメモリ２２に書き込まれた送信映像信号データが読み出される。このとき、このデータは、図３Ｄに示すように、このフレームＦ２およびフレームＦ３の２つのフレームにわたり読み出され、スイッチ回路２４の入力端２４ｂを介し、出力端子２５に供給される。これで、フレームＦ１のビットレートが１／２とされ、時間軸伸長されて出力される。
【００４２】
次のフレームＦ４およびフレームＦ５のタイミングでは、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ａおよび出力端２７ａが選択される。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ｂおよび出力端２９ｂが選択される。
【００４３】
このフレームＦ４およびフレームＦ５のタイミングでは、入力端子２０から供給されたビットリダクション出力のフレームＦ４がスイッチ回路２１の選択出力端ａを介し、メモリ２２に供給される。メモリ２２には、書込みクロックＷＣＫがスイッチ回路２７の出力端２７ａを介して供給されており、それにより供給されたビットリダクション出力のフレームＦ４がメモリ２２に書き込まれる。さらに、これに続けて、フレームＦ５がスイッチ回路２１の出力端２１ａを介してメモリ２２に供給され、先にメモリ２２に書き込まれたフレームＦ４のデータに上書きされる（図３Ｃ）。
【００４４】
このフレームＦ４およびフレームＦ５のタイミングでは、読み出しクロックＲＣＫがスイッチ回路２９の出力端２９ｂを介し、メモリ２３に供給される。供給されたこの読み出しクロックＲＣＫによって、メモリ２３から、先に書き込まれたフレームＦ３が読み出される。このときにも、このフレームＦ３は、図３Ｄに示すように、フレームＦ４およびフレームＦ５の２つのフレームのタイミングにわたって読み出され、スイッチ回路２４の入力端２４ｂを介して出力端子２５に供給される。これで、フレーム３のビットレートが１／２とされ、時間軸伸長されて出力される。
【００４５】
次のフレームＦ６およびフレームＦ７（図示しない）のタイミングでは、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ｂおよび出力端２７ｂが選択される。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ａおよび出力端２９ａが選択される。ここでの動作は、上述したフレームＦ２およびフレームＦ３での動作と同一のものである。すなわち、このフレームＦ６およびフレームＦ７以降の動作は、上述のフレームＦ２〜フレームＦ５の動作が繰り返される。
【００４６】
このように、スイッチ回路２１、２４、２７、および２９を２フレーム周期で切り換え、メモリ２２、２３に対し、交互にフレームの書込みおよび読み出しを行なうことによって、１／２のフレームドロップ処理ができる。すなわち、ビットリダクション出力を、フレームＦ１をメモリ２２に書込み、メモリ２３にフレームＦ２を書き込んだ後にフレームＦ３を上書きし、メモリ２２にフレームＦ４を書き込んだ後にフレームＦ５を上書きし、・・・、というようにメモリ２２、２３に交互に書き込む。そして、この書き込まれたフレームを読み出し出力データとするときには、１フレームを２フレーム分のタイミングで読み出し、ビットレートを１／２とすることによって時間軸伸長を行なう。そして、スイッチ回路２４の切替によってメモリ２２、２３から交互に読み出すことにより、連続信号とされ、出力される。
【００４７】
なお、ここでは、１／２のドロップフレーム処理について説明したが、同様の方法で、１／３、１／５、・・・、といったドロップフレーム処理も実現可能である。例えば、１／３のドロップフレーム処理の場合には、スイッチ回路２１、２４、２７、および２９の切り換えを３フレーム周期とする。そして、１番目のフレームに２番目のフレームを上書きし、２番目のフレームに３番目のフレームを上書きし、３番目に書き込まれたフレームを、３フレームにわたり読み出す。これを、２つのメモリに対し交互に繰り返すことによって、１／３のドロップフレーム処理および時間軸伸長が行なわれる。
【００４８】
また、ここでは、図２がフレームドロップ回路３および時間軸伸長回路４を含むものとして説明したが、この図２の構成は、時間軸伸長回路４のみの構成としてもよい。この場合、入力端子２０には、フレームドロップされた信号が供給される。すなわち、図３Ｂにおけるビットリダクション出力は、例えばこの信号が１／２にフレームドロップされている場合には、フレームＦ１、フレームＦ３、フレームＦ５、・・・、にはフレームデータが挿入され、それに対し、フレームＦ２、フレームＦ４、フレームＦ６、・・・、には、例えば、全てのビットに‘０’が挿入される。
【００４９】
ところで、図１Ａにおいて、時間軸伸長回路４から、スタート／ストップ信号がビデオテープレコーダ１に供給されている。これは、ビデオテープレコーダ１からの送信映像信号が図２に示すメモリ２２、２３に対するデータの書込みの速度を上回って供給される場合に、ストップ信号が送出され、ビデオテープレコーダ１の再生動作を一時的に停止させるものである。メモリ２２、２３が書込み可能な状態になると、スタート信号が送出され、ビデオテープレコーダ１の再生動作が再開される。
【００５０】
図１Ｂに示す映像受信装置において、入力端子１０が伝送回線６と接続されている。上述した映像伝送装置からの伝送信号が受信映像信号としてこの入力端子１０を介し、時間軸圧縮回路１１および時間選択信号ピックアップ回路１２に共に供給される。時間軸圧縮回路１１の出力がフレームドロップ復元回路１３に供給され、フレームドロップ復元回路１３の出力がビットリダクション逆回路１４に供給される。このビットリダクション逆回路１４の出力は、復元信号として出力端子１５に供給される。
【００５１】
時間選択信号ピックアップ回路１２から時間選択信号が時間軸圧縮回路１１、フレームドロップ復元回路１３、およびビットリダクション逆回路１４の選択信号入力端にそれぞれ供給される。
【００５２】
伝送回線６によって伝送され受信されたた受信映像信号が入力端子１０を介して時間軸圧縮回路１１および時間選択信号ピックアップ回路１２に共に供給される。受信されたこの信号には、上述の映像伝送装置における、リダクションレシオ、フレーム間引き情報、および時間軸伸長情報といった、時間選択信号が挿入されている。この時間選択信号は、この時間選択信号ピックアップ回路１２によって抽出される。抽出されたこの時間選択信号は、時間軸圧縮回路１１、フレームドロップ回路１３、およびビットリダクション逆回路１４に同時に供給される。
【００５３】
時間軸圧縮回路１１に供給された信号は、時間選択信号ピックアップ回路１２からの選択情報の指示に従い時間軸方向に圧縮される。すなわち、上述した映像伝送装置において、１フレームを２フレーム分の長さに伸長され伝送された受信映像信号が元の１フレーム分の信号に圧縮される。この元の長さに圧縮された受信映像信号がフレームドロップ復元回路１３に供給される。
【００５４】
フレームドロップ復元回路１３に供給されたこの信号が上述した映像伝送装置においてフレーム間引きされたものであれば、時間選択信号ピックアップ回路１２からの時間選択信号の指示に従いフレーム間引きが復元される。すなわち、供給されたこの受信映像信号がフレームドロップ復元回路１３中のメモリに書き込まれる。そして、この書き込まれた受信映像信号は、メモリからフレーム単位で繰り返し読み出され、フレーム間引きが復元される。例えば、この受信映像信号が１／２にフレーム間引きされたものである場合、同一フレーム画が２フレームにわたって読み出される。フレーム間引きが復元されたこの受信映像信号は、ビットリダクション逆回路１４に供給される。
【００５５】
これらフレームドロップ逆回路１３および時間軸圧縮回路１１の構成としては、上述した図２に示したものが利用できる。初期状態において、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ａおよび出力端２７ａが選択されている。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ｂおよび出力端２９ｂが選択されている。
【００５６】
このような状態でもって、伝送回線６から供給された受信映像信号が入力端子１０を介し、入力端子２０に供給される。入力端子２０に供給されたこの信号は、スイッチ回路２１の共通入力端に供給され、出力端２１ａを介しメモリ２２に供給される。また、メモリ２２には、書込みクロックＷＣＫもスイッチ回路２７の出力端２７ａを介して供給されている。このメモリ２２に供給された書込みクロックＷＣＫによって、メモリ２２の書込みタイミングが図３Ｂに示されるフレームＦ１、Ｆ２、・・・、のタイミングで制御される。
【００５７】
伝送回線６から供給された受信映像信号は、上述の映像伝送装置において、例えば、ビットレートが１／２とされており、本来１フレームのデータが２フレーム分の長さをもっている。したがって、メモリ２２には、図３Ｆに示すように、１フレームのデータが２フレーム分（フレームＦ２、Ｆ３）にわたって書き込まれる。
【００５８】
一方、メモリ２３には、このスイッチ回路２９を介して読み出しクロックＲＣＫが供給されている。また、このメモリ２３には、このフレームＦ２、Ｆ３より前の、フレームＦ１およびフレームＦ１より１つ前のタイミングで既にデータが書き込まれている。このフレームＦ２、Ｆ３のタイミングにおいては、上述したように、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ｂおよび出力端２９ｂが選択されている。したがって、フレームＦ２のタイミングにおいて、メモリ２３から、フレームＦ１およびフレームＦ１より１つ前のタイミングで書き込まれたデータが読み出される。
【００５９】
先ず、フレームＦ２において、これら２フレーム分の長さで書き込まれた１フレームのデータが本来の１フレーム分の長さに時間軸圧縮されて読み出される。さらに、フレームＦ３においても全く同じように、メモリ２３からのデータの読み出しが行なわれる。このように、フレームＦ２、Ｆ３のタイミングで繰り返し同じフレームが読み出されることによって、フレーム間引きが復元される。
【００６０】
次のフレームＦ４、Ｆ５のタイミングでは、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ｂおよび出力端２７ｂが選択されている。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ａおよび出力端２９ａが選択されている。
【００６１】
入力端子２０に供給された受信映像信号がスイッチ回路２１を介し、メモリ２３に供給される。また、メモリ２３には、書込みクロックＷＣＫも供給されており、このメモリ２３には、図３Ｆに示すように、ビットレートを１／２とされ伝送された１フレームのデータが２フレーム分（フレームＦ４、Ｆ５）にわたって書き込まれる。
【００６２】
また、メモリ２２には読み出しクロックＲＣＫが供給され、フレームＦ２、Ｆ３で書き込まれたデータが読み出される。この場合でも、上述のフレームＦ２、Ｆ３のタイミングにおけるデータ読み出しと同様、先ず、フレームＦ４のタイミングで２フレーム分の長さで書き込まれた１フレームのデータが本来の１フレーム分の長さに時間軸圧縮されて読み出され、これが次のフレームＦ５においても繰り返し同じ２フレーム分が読み出され、フレーム間引きが復元される（図３Ｇ）。
【００６３】
このように、受信映像信号の再生時においても、伝送時と同様、メモリ２２およびメモリ２３の動作を切り替えることによって、フレーム間引きされた信号が連続信号として復元される。この切替のタイミングは、時間選択信号ピックアップ回路１２から供給される時間選択信号によって指示される。すなわち、伝送された信号が１／３にフレームドロップされていれば、３フレーム毎に動作が切り替わる。復元されたこの信号は、ビットリダクション逆回路１４に供給される。
【００６４】
ビットリダクション逆回路１４に供給された受信映像信号は、時間選択ピックアップ回路１２からの時間選択信号の指示に従い圧縮を解除される。圧縮を解除されたこの受信映像信号は、復元信号として出力端子１５に供給され、外部に対し出力される。
【００６５】
なお、ここでは、伝送回線６がディジタル電話回線であるとして説明を行なったが、これはこの例に限られるものではなく、例えば、従来例で示したような、ＦＰＵ、あるいはサテライト通信、また、イーサネットなどによるデータ通信による画像通信などにも適用可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、送信時間に合わせてリダクションレシオが選択されるため、伝送能力が低い伝送回線を用いても、画質の劣化が極力抑えられた映像伝送ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による映像伝送回路および映像受信回路の構成の一例を示した図である。
【図２】フレームドロップ回路および時間軸伸長回路の構成の一例を示した図である。。
【図３】フレームドロップ回路および時間軸伸長回路での動作、および、時間軸圧縮およびフレームドロップ復元回路での動作の説明のためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
２ 可変ビットリダクション回路
３ フレームドロップ回路
４ 時間軸伸長回路
６ 伝送回線
７ 時間選択信号生成回路
２２、２３ メモリ
【産業上の利用分野】
この発明は、電話回線のような低速の通信回線を使用してディジタル映像信号を伝送するような映像伝送装置、映像受信装置および映像通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン放送などで放映されるようなニュース映像のなかには、現地で取材および編集され、その映像信号が通信回線を介して放送局に送出されるものがある。この場合、映像信号は、ディジタルデータに変換されて送出されるが、このときの通信手段としては、例えば、サテライト（通信衛星）を利用した通信、あるいは、ＦＰＵなどのマイクロウェーブ回線を利用した通信が採られていた。
【０００３】
これらのうち、サテライトを利用した通信については、利用料金が高い、チャンネル数が少なく予約制であり、機動性に欠けるなどの問題点があった。また、現状では、マイクロウェーブ回線を利用した通信が主流となっているが、この場合、マイクロウェーブを所定の中継点に到達させるためのアンテナの方位合わせに高い精度が要求された。そのため、マイクロウェーブが送出可能となるまでに、例えば、このアンテナの方位合わせだけで数１０分といった時間が必要とされた。また、マイクロウェーブの直進性のため、信号を送出できる場所にも制限があった。したがって、この方法においても機動性に欠け、時間が無駄になるという問題点があった。
【０００４】
そのため、公衆回線を使用するため手軽に利用できる、送出先の制限が無い、などの理由から、ディジタル電話回線を利用する通信の要望が高まっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
さて、現状では、このディジタル電話回線は、６４ｋｂｐｓの伝送速度を有している。ところが、ビデオデータの伝送速度は、通常で９０Ｍｂｐｓ、さらに高画質のもので１８０Ｍｂｐｓであり、ディジタル電話回線と比較して遙かに大きな伝送速度が必要とされる。このビデオデータをそのまま伝送しようとした場合、データが時間軸方向に伸長される。この場合、例えば、６４ｋｂｐｓのディジタル電話回線を使用して、上述の、１８０Ｍｂｐｓの伝送速度を有するビデオデータを１０秒間伝送する場合、約７．８時間が必要となり、時間的にロスが非常に大きいという問題点があった。
【０００６】
また、ビデオデータを伝送する前に、ビットリダクションによってデータ量を圧縮する方法も考えられる。ビデオデータの圧縮は、データのリダクションレシオ（圧縮率）が高い程、その圧縮ビデオデータを復元した際の画質の劣化が増大する。現在、動画の圧縮方式の標準とされているＭＰＥＧ方式においては、１／１００程度の圧縮率が実際に使用可能な画質の上限であるとされている。ところが、電話回線で映像信号を伝送する場合には、上述したデータを時間軸方向に伸長する方法とは逆に、データを約１／３０００にまで圧縮しなければならない。そのため、復元されたビデオデータの画質の劣化が許容できる範囲を越えてしまい、画質的に実現が困難であるという問題点があった。
【０００７】
上述した両者の方法を組み合わせた方法、すなわち、ビデオデータをビットリダクションによって圧縮し、さらにデータ伝送の際にデータを時間軸方向に伸長する方法が考えられる。この場合においても、ビットリダクションにより圧縮されたビデオデータの画質は、劣化する。ここで、特にニュース映像の伝送においては、速報性の差などにより必要とされる画質が異なる。すなわち、速報性が重要視されるような映像の場合には画質よりも伝送速度が優先される。逆に、速報性がさほど重要視されないような場合には、できるだけ良質な映像を伝送するのが望ましい。そのため、ビデオデータの圧縮率が固定とされていると、このような状況に対応できないという問題点があった。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、容量の小さい回線を使用し、映像信号などのデータを伝送する際に、時間軸を伸長しデータレートを低くすると共にビットリダクションによる映像信号の圧縮を行ない、伝送時間に応じてビットリダクションのリダクションレシオが可変な映像伝送装置を提供することにある。
【０００９】
また、この発明の目的は、時間軸を伸長されビットリダクションによって圧縮され伝送された映像信号を受信し、元の映像信号に復元するような映像受信装置を提供することにある。
【００１０】
また、この発明の目的は、容量の小さい回線で映像信号を伝送する際に、伝送時間に応じてビットリダクションのリダクションレシオを可変とした映像信号の伝送および受信が可能な映像通信システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した課題を解決するために、通信回線を使用して映像信号を伝送するようにした映像伝送装置において、伝送される映像信号のデータ量をビットリダクションにより圧縮し、圧縮の圧縮率が所定の上限値を超えるときにはフィールドあるいはフレーム単位で映像信号を間引く映像圧縮手段と、映像圧縮手段で圧縮された映像信号を時間軸伸長する時間軸伸長手段と、映像圧縮手段による圧縮の圧縮率を、伝送時間が長いときは低くし、伝送時間を短くするときは高くするように、伝送時間に応じて選択すると共に、時間軸伸長手段による時間軸の伸長の程度を、伝送時間に応じて選択する選択手段とを有し、選択手段の選択結果により得られる低レート映像信号および選択手段による選択結果を示す情報からなる付加信号を伝送することを特徴とする映像伝送装置である。
【００１２】
また、この発明は、上述した課題を解決するために、通信回線を使用して伝送された低レート映像信号と、低レート映像信号に対する時間軸伸長情報および圧縮に関する情報からなる付加信号とを受信するようにした映像受信装置において、付加信号に基づいて、受信された低レート映像信号を時間軸圧縮し元の時間軸に戻すような時間軸圧縮手段と、付加信号に基づいて、時間軸圧縮手段から出力された、データ量を圧縮された低レート映像信号を復元し、低レート映像信号がフィールドあるいはフレーム単位で間引かれている場合には、間引かれたフィールドあるいはフレーム位置に隣接するフィールドあるいはフレームを挿入することで間引かれているフィールドあるいはフレームの補間をする映像伸長手段とを有することを特徴とした映像受信装置である。
【００１３】
また、この発明は、上述した課題を解決するために、通信回線を使用して映像信号を伝送するような映像通信システムにおいて、伝送される映像信号のデータ量を圧縮し、圧縮の圧縮率が所定の上限値を超えるときにはフィールドあるいはフレーム単位で映像信号を間引く映像圧縮手段と、映像圧縮手段で圧縮された映像信号を時間軸伸長する時間軸伸長手段と、映像圧縮手段による圧縮の圧縮率を、伝送時間が長いときは低くし、伝送時間を短くするときは高くするように、伝送時間に応じて選択すると共に、時間軸伸長手段による時間軸の伸長の程度を、伝送時間に応じて選択する選択手段とを有し、選択手段の選択結果により得られる低レート映像信号および選択手段による選択結果を示す情報からなる付加信号を伝送するようにした映像伝送装置と、映像伝送装置から伝送された低レート映像信号と付加情報とを受信する受信手段と、付加信号に基づいて、受信された低レート映像信号を時間軸圧縮し元の時間軸に戻すような時間軸圧縮手段と、付加信号に基づいて、時間軸圧縮手段から出力された、データ量を圧縮された低レート映像信号を復元し、低レート映像信号がフィールドあるいはフレーム単位で間引かれている場合には、間引かれたフィールドあるいはフレーム位置に隣接するフィールドあるいはフレームを挿入することで間引かれているフィールドあるいはフレームの補間をする映像伸長手段とを有する映像受信装置とからなることを特徴とする映像通信システムである。
【００１４】
【作用】
この発明による映像伝送装置は、伝送する送信映像信号を時間軸に対して伸長する時間軸伸長手段と、送信映像信号に対するビットリダクション手段と、伝送時間に応じてビットリダクション手段における圧縮率を選択する圧縮率選択手段を有している。また、映像受信装置は、受信映像信号を時間軸に対して圧縮する時間軸圧縮手段と、ビットリダクション手段によって圧縮された受信映像信号を復元する逆ビットリダクション手段とを有している。そのため、この映像伝送装置および映像受信装置を使用した、この発明による映像通信システムは、伝送時間に応じてビットリダクションのリダクションレシオを可変とした映像信号の伝送および受信が可能である。
【００１５】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を説明する。この発明においては、高いデータレートを持つデータほど時間をかけて伝送される。例えば、４：２：２のコンポーネント信号で１８０Ｍｂｐｓの伝送速度を有する１０秒間の映像信号を、２０分以内で電話回線の０次群（６４ｋｂｐｓ）で伝送する場合について考える。この場合、何の処理も施さないで伝送する場合には、上述したように、約７．８時間必要とされた。このデータをリダクションレシオ１／３０で圧縮し時間軸伸長回路によって時間軸伸長し伝送することによって、約１５分で伝送可能となる。さらに、このデータを５分程度で伝送したい場合には、リダクションレシオ１／９０で圧縮し時間軸伸長回路で時間軸伸長することによって、希望の時間内で伝送可能となる。このように、送信に使用できる時間に合わせてリダクションレシオを選択することによって、最適な画質が得られる。
【００１６】
この、送信に使用できる時間は、ユーザによって、キー、マウスなどによって指定される。この指定された時間は、時間選択信号によって指示される。そして、伝送時に、このデータの圧縮に関する情報（時間選択信号）を送信映像信号のヘッダに挿入する。受信側は、この伝送された信号を受信した際、この時間選択信号を検出する。そして、この検出された時間選択信号に基づき、送信側の時間軸伸長回路およびビットリダクション回路に対応する、時間軸圧縮回路およびビットリダクション逆回路によって、受信映像信号から元の信号が復元される。
【００１７】
図１Ａは、このような映像伝送装置の構成の一例を示し、図１Ｂは、映像受信装置の構成の一例を示す。また、図１Ａに示す映像伝送装置、図１Ｂに示す映像受信装置、およびこれら映像伝送装置と映像受信装置を結ぶ伝送回線によって、この発明による映像通信システムが構成される。
【００１８】
図１Ａに示す映像伝送装置において、ビデオテープレコーダ１は、映像信号再生のためのものである。このビデオテープレコーダ１は、外部から供給されるスタート／ストップ信号によってその動作を制御することが可能とされている。このビデオテープレコーダ１の出力が例えばＭＰＥＧ２方式のの可変ビットリダクション回路２に供給される。可変ビットリダクション回路２の出力がフレームドロップ回路３に供給され、フレームドロップ回路３の出力が時間軸伸長回路４に供給される。時間軸伸長回路４の出力は、出力端子５に供給される。この出力端子５は、外部の伝送回線６と接続されている。
【００１９】
また、図示しないが、ビデオテープレコーダ１からの送信映像信号から水平同期信号抽出回路によって水平同期信号が抽出される。この抽出された水平同期信号によって、この映像伝送装置の信号系の回路に関するクロックが生成される。これは例えば、後述するフレームドロップ回路３のメモリに対する書込みクロックＷＣＫ、読み出しクロックＲＣＫ、およびフレームドロップ回路３のスイッチ回路の制御クロック、である。
【００２０】
時間選択信号生成回路７からの時間選択信号が時間軸伸長回路４、フレームドロップ回路３、および可変ビットリダクション回路２の選択信号入力端にそれぞれ供給される。この時間選択信号生成回路７には、入力端子８を介して外部から時間選択データが供給される。また、時間軸伸長回路４からビデオテープレコーダ１に対し、スタート／ストップ信号が供給される。
【００２１】
この映像伝送装置によって、ビデオテープレコーダ１から供給される映像信号を伝送する際には、先ず、時間選択信号生成回路７に、伝送される映像素材の時間および伝送に使用可能な時間から成る時間選択データが入力端子８を介して供給される。例えば、映像素材の時間が３分、伝送に使用可能な時間が１０分と設定され入力される。時間選択信号生成回路７において、これら供給された信号に基づき比率が計算され、その結果が時間選択信号として出力される。このとき、入力端子８からは、両者の比率が直接入力されるようにしてもよい。出力されたこの時間選択信号は、可変ビットリダクション回路２、フレームドロップ回路３、および時間軸伸長回路４に共に供給される。
【００２２】
映像信号再生用のビデオテープレコーダ１から可変ビットリダクション回路２に対し、送信映像信号が供給される。この可変ビットリダクション回路２は、幾つかのリダクションレシオ（圧縮率）が選択可能とされている。時間選択信号回路７からの時間選択信号が供給された可変ビットリダクション回路２では、供給されたこの信号に基づき、ビットリダクションの際のリダクションレシオが選択され、送信映像信号が圧縮される。選択されたリダクションレシオで圧縮された送信映像信号がフレームドロップ回路３に供給される。
【００２３】
信号が供給されたフレームドロップ回路３においては、送信映像信号に対し、フレーム単位での間引き（ドロップフレーム）が行なわれる。このフレームドロップ回路３での、例えば、全く間引きをしない、あるいは、１／２に間引きをする、といったような間引きの程度は、時間選択信号回路７から供給される時間選択信号によって制御される。フレームドロップ回路３の出力は、時間軸伸長回路４に供給される。
【００２４】
信号が供給された時間軸伸長回路４では、この回路に供給された送信映像信号を、伝送回線６の有する伝送速度に適合させるように、伝送信号に対して時間軸の伸長が行なわれる。この時間軸の伸長の程度は、時間選択信号回路７から供給される選択信号に基づいて制御される。この時間軸伸長回路４の出力は、出力端子５を介し、伝送回線６に送出される。
【００２５】
上述したように、可変ビットリダクション回路２におけるリダクションレシオ、フレームドロップ回路３における間引きの程度、および時間軸伸長回路４における時間軸の伸長の程度は、時間選択信号回路７からの時間選択信号によって制御される。この時間選択信号は、上述のように、伝送される映像素材の時間および伝送に使用可能な時間、または両者の比率が選択データとして入力端子８から供給され、出力されるものである。したがって、伝送回線６の有する伝送速度が既知であれば、ビットリダクション回路３およびフレームドロップ回路４における、映像信号の圧縮率を知ることができる。また、その結果から、時間軸伸長回路４における、時間伸長率が得られる。
【００２６】
こうして得られた映像信号の圧縮率に基づき、時間選択信号回路７から可変ビットリダクション回路２およびフレームドロップ回路３に対し、時間選択信号が供給される。このとき、この選択信号は、フレームドロップ回路３によるフレームドロップを極力抑えるように時間選択信号回路７により設定され、出力される。したがって、ビットリダクションを上限まで行なえるように、すなわち、この圧縮された受信映像信号が復元され再生された際に、画質が許容される範囲内であるように、リダクションレシオが設定される。この上限のリダクションレシオは、例えば、１／１００程度である。
【００２７】
映像素材の時間がユーザが設定した設定伝送時間に対して短い場合には、この上限のリダクションレシオで圧縮しても所定の時間内に伝送を終了できない。これは、時間選択信号回路７に入力端子８を介し選択データが供給された時点で知ることができる。このような場合には、時間選択信号回路７からフレームドロップ回路３に対し、フレーム間引きの程度、例えば、１／２、１／３、１／５、１／１０といったような間引きの程度を指示する時間選択信号が供給される。この選択信号を供給されたフレームドロップ回路３において、送信映像信号がフレーム単位で間引きされる。なお、ここでは、フィールド単位で間引きをするようにしてもよい。
【００２８】
このように、ビデオテープレコーダ１から供給された送信映像信号は、可変ビットリダクション回路２およびフレームドロップ回路３において圧縮され、出力される。この出力信号が時間軸伸長回路４に供給される。時間軸伸長回路４では、時間選択信号回路７から供給された時間選択信号に基づき、伝送回線６で伝送できるように、供給された送信映像信号に対し、時間軸伸長を行なう。
【００２９】
また、この時間軸伸長回路４において、可変ビットリダクション回路２におけるリダクションレシオ、フレームドロップ回路３におけるフレーム間引き情報、およびこの時間軸伸長回路４における時間軸伸長情報といった、時間選択信号回路７によって設定された時間選択信号に関する情報が送信映像信号に挿入される。時間軸伸長され、選択信号に関する情報を挿入されたこの送信映像信号は、出力端子５を介して伝送回線６に伝送される。
【００３０】
図２は、このフレームドロップ回路３および時間軸伸長回路４の構成の一例を示す。図１Ａにおいては、これらの回路が別々の回路によって構成されているように示したが、実際には、この図２に示すように、２つのメモリを使用し、一つの回路構成とすることが可能である。また、図３は、このフレームドロップ回路３および時間軸伸長回路４の動作タイミングの一例を示す。図３において、図３Ａ〜図３Ｅは、映像信号送出時の動作を示し、図３Ｆ〜図３Ｈは、映像信号の再生時の動作を示す。また、ここでは、３０フレーム／秒の映像信号に対し１／２のドロップフレーム処理を施し、１５フレーム／秒の映像信号とする例について説明する。
【００３１】
可変ビットリダクション回路２の出力が供給される入力端子２０は、スイッチ回路２０の共通入力端に接続される。スイッチ回路２１の出力端２１ａは、メモリ２２の入力端に接続され、出力端２１ｂは、メモリ２３の入力端に接続される。メモリ２２の出力端がスイッチ回路２４の入力端２４ａに接続され、メモリ２３の出力端がスイッチ回路２４の入力端２４ｂに接続される。スイッチ回路２４の共通出力端が出力端子２５に接続される。
【００３２】
書込みクロックＷＣＫが供給される入力端子２６がスイッチ回路２７の共通入力端に接続される。スイッチ回路２７の出力端２７ａがメモリ２２の書き込みクロックＷＣＫ入力端に接続され、出力端２７ｂがメモリ２３の書き込みクロックＷＣＫ入力端に接続される。読み出しクロックＲＣＫが供給される入力端子２８がスイッチ回路２９の共通入力端に接続される。スイッチ回路２９の出力端２９ａがメモリ２２の読み出しクロックＲＣＫ入力端に接続され、出力端２９ｂがメモリ２３の読み出しクロックＲＣＫ入力端に接続される。
【００３３】
初期状態において、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ａおよび出力端２７ａが選択されている。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ｂおよび出力端２９ｂが選択されている。
【００３４】
これらスイッチ回路２１、２４、２７、および２９は、上述した水平同期信号から生成されたクロックに基づき、例えば、この映像伝送装置全体の制御のためのＣＰＵ（図示しない）によって制御される。
【００３５】
このような状態でもって、図３Ａに示す送信映像信号がビットリダクション回路２に供給され、所定のリダクションレシオで圧縮され、図３Ｂで示すビットリダクション出力として出力される。出力されたこの信号は、フレームドロップ回路３の入力端子２０を介し、スイッチ回路２１の共通入力端に供給される。このとき、上述したように、スイッチ回路２１は、出力端２１ａが選択されているため、スイッチ回路２１に供給された信号がメモリ２２に供給される。
【００３６】
同時に、上述した、水平同期信号から生成された書込みクロックＷＣＫが入力端子２６を介し、スイッチ回路２７の共通入力端に供給される。このスイッチ回路２７も、上述したように、出力端２７ａが選択されているため、書込みクロックＷＣＫは、メモリ２２の書込みクロックＷＣＫ入力端に供給される。
【００３７】
このメモリ２２に供給された書込みクロックＷＣＫによって、メモリ２２の書込みタイミングが図３Ｂに示されるフレームＦ１、Ｆ２、・・・、のタイミングで制御される。それにより、メモリ２２に供給された送信映像信号データであるビットリダクション出力のフレームＦ１がメモリ２２に書き込まれる（図３Ｃ）。
【００３８】
このフレームＦ１のタイミングでは、上述したように、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ｂおよび出力端２９ｂが選択されている。上述した、水平同期信号から生成された読み出しクロックＲＣＫが入力端子２８およびスイッチ回路２９の出力端２９ｂを介し、メモリ２３の読み出しクロック入力端に供給される。図３Ｅに示すように、この供給された読み出しクロックによってメモリ２３から送信映像信号データが読み出され、スイッチ回路２４の入力端２４ｂを介し、出力端子２５に供給される。
【００３９】
次のフレームＦ２およびフレームＦ３のタイミングでは、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ｂおよび出力端２７ｂが選択される。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ａおよび出力端２９ａが選択される。
【００４０】
このフレームＦ２およびフレームＦ３のタイミングでは、入力端子２０から供給されたビットリダクション出力のフレームＦ２がスイッチ回路２１の選択出力端ｂを介し、メモリ２３に供給される。メモリ２３には、書込みクロックＷＣＫがスイッチ回路２７の出力端２７ｂを介して供給されており、それにより供給されたビットリダクション出力のフレームＦ２がメモリ２３に書き込まれる。さらに、これに続けて、フレームＦ３がスイッチ回路２１の出力端２１ｂを介してメモリ２３に供給され、先にメモリ２３に書き込まれたフレームＦ２のデータに上書きされる（図３Ｃ）。
【００４１】
また、このフレームＦ２およびフレームＦ３のタイミングでは、フレームＦ１のタイミングでメモリ２２に書き込まれた送信映像信号データが読み出される。このとき、このデータは、図３Ｄに示すように、このフレームＦ２およびフレームＦ３の２つのフレームにわたり読み出され、スイッチ回路２４の入力端２４ｂを介し、出力端子２５に供給される。これで、フレームＦ１のビットレートが１／２とされ、時間軸伸長されて出力される。
【００４２】
次のフレームＦ４およびフレームＦ５のタイミングでは、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ａおよび出力端２７ａが選択される。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ｂおよび出力端２９ｂが選択される。
【００４３】
このフレームＦ４およびフレームＦ５のタイミングでは、入力端子２０から供給されたビットリダクション出力のフレームＦ４がスイッチ回路２１の選択出力端ａを介し、メモリ２２に供給される。メモリ２２には、書込みクロックＷＣＫがスイッチ回路２７の出力端２７ａを介して供給されており、それにより供給されたビットリダクション出力のフレームＦ４がメモリ２２に書き込まれる。さらに、これに続けて、フレームＦ５がスイッチ回路２１の出力端２１ａを介してメモリ２２に供給され、先にメモリ２２に書き込まれたフレームＦ４のデータに上書きされる（図３Ｃ）。
【００４４】
このフレームＦ４およびフレームＦ５のタイミングでは、読み出しクロックＲＣＫがスイッチ回路２９の出力端２９ｂを介し、メモリ２３に供給される。供給されたこの読み出しクロックＲＣＫによって、メモリ２３から、先に書き込まれたフレームＦ３が読み出される。このときにも、このフレームＦ３は、図３Ｄに示すように、フレームＦ４およびフレームＦ５の２つのフレームのタイミングにわたって読み出され、スイッチ回路２４の入力端２４ｂを介して出力端子２５に供給される。これで、フレーム３のビットレートが１／２とされ、時間軸伸長されて出力される。
【００４５】
次のフレームＦ６およびフレームＦ７（図示しない）のタイミングでは、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ｂおよび出力端２７ｂが選択される。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ａおよび出力端２９ａが選択される。ここでの動作は、上述したフレームＦ２およびフレームＦ３での動作と同一のものである。すなわち、このフレームＦ６およびフレームＦ７以降の動作は、上述のフレームＦ２〜フレームＦ５の動作が繰り返される。
【００４６】
このように、スイッチ回路２１、２４、２７、および２９を２フレーム周期で切り換え、メモリ２２、２３に対し、交互にフレームの書込みおよび読み出しを行なうことによって、１／２のフレームドロップ処理ができる。すなわち、ビットリダクション出力を、フレームＦ１をメモリ２２に書込み、メモリ２３にフレームＦ２を書き込んだ後にフレームＦ３を上書きし、メモリ２２にフレームＦ４を書き込んだ後にフレームＦ５を上書きし、・・・、というようにメモリ２２、２３に交互に書き込む。そして、この書き込まれたフレームを読み出し出力データとするときには、１フレームを２フレーム分のタイミングで読み出し、ビットレートを１／２とすることによって時間軸伸長を行なう。そして、スイッチ回路２４の切替によってメモリ２２、２３から交互に読み出すことにより、連続信号とされ、出力される。
【００４７】
なお、ここでは、１／２のドロップフレーム処理について説明したが、同様の方法で、１／３、１／５、・・・、といったドロップフレーム処理も実現可能である。例えば、１／３のドロップフレーム処理の場合には、スイッチ回路２１、２４、２７、および２９の切り換えを３フレーム周期とする。そして、１番目のフレームに２番目のフレームを上書きし、２番目のフレームに３番目のフレームを上書きし、３番目に書き込まれたフレームを、３フレームにわたり読み出す。これを、２つのメモリに対し交互に繰り返すことによって、１／３のドロップフレーム処理および時間軸伸長が行なわれる。
【００４８】
また、ここでは、図２がフレームドロップ回路３および時間軸伸長回路４を含むものとして説明したが、この図２の構成は、時間軸伸長回路４のみの構成としてもよい。この場合、入力端子２０には、フレームドロップされた信号が供給される。すなわち、図３Ｂにおけるビットリダクション出力は、例えばこの信号が１／２にフレームドロップされている場合には、フレームＦ１、フレームＦ３、フレームＦ５、・・・、にはフレームデータが挿入され、それに対し、フレームＦ２、フレームＦ４、フレームＦ６、・・・、には、例えば、全てのビットに‘０’が挿入される。
【００４９】
ところで、図１Ａにおいて、時間軸伸長回路４から、スタート／ストップ信号がビデオテープレコーダ１に供給されている。これは、ビデオテープレコーダ１からの送信映像信号が図２に示すメモリ２２、２３に対するデータの書込みの速度を上回って供給される場合に、ストップ信号が送出され、ビデオテープレコーダ１の再生動作を一時的に停止させるものである。メモリ２２、２３が書込み可能な状態になると、スタート信号が送出され、ビデオテープレコーダ１の再生動作が再開される。
【００５０】
図１Ｂに示す映像受信装置において、入力端子１０が伝送回線６と接続されている。上述した映像伝送装置からの伝送信号が受信映像信号としてこの入力端子１０を介し、時間軸圧縮回路１１および時間選択信号ピックアップ回路１２に共に供給される。時間軸圧縮回路１１の出力がフレームドロップ復元回路１３に供給され、フレームドロップ復元回路１３の出力がビットリダクション逆回路１４に供給される。このビットリダクション逆回路１４の出力は、復元信号として出力端子１５に供給される。
【００５１】
時間選択信号ピックアップ回路１２から時間選択信号が時間軸圧縮回路１１、フレームドロップ復元回路１３、およびビットリダクション逆回路１４の選択信号入力端にそれぞれ供給される。
【００５２】
伝送回線６によって伝送され受信されたた受信映像信号が入力端子１０を介して時間軸圧縮回路１１および時間選択信号ピックアップ回路１２に共に供給される。受信されたこの信号には、上述の映像伝送装置における、リダクションレシオ、フレーム間引き情報、および時間軸伸長情報といった、時間選択信号が挿入されている。この時間選択信号は、この時間選択信号ピックアップ回路１２によって抽出される。抽出されたこの時間選択信号は、時間軸圧縮回路１１、フレームドロップ回路１３、およびビットリダクション逆回路１４に同時に供給される。
【００５３】
時間軸圧縮回路１１に供給された信号は、時間選択信号ピックアップ回路１２からの選択情報の指示に従い時間軸方向に圧縮される。すなわち、上述した映像伝送装置において、１フレームを２フレーム分の長さに伸長され伝送された受信映像信号が元の１フレーム分の信号に圧縮される。この元の長さに圧縮された受信映像信号がフレームドロップ復元回路１３に供給される。
【００５４】
フレームドロップ復元回路１３に供給されたこの信号が上述した映像伝送装置においてフレーム間引きされたものであれば、時間選択信号ピックアップ回路１２からの時間選択信号の指示に従いフレーム間引きが復元される。すなわち、供給されたこの受信映像信号がフレームドロップ復元回路１３中のメモリに書き込まれる。そして、この書き込まれた受信映像信号は、メモリからフレーム単位で繰り返し読み出され、フレーム間引きが復元される。例えば、この受信映像信号が１／２にフレーム間引きされたものである場合、同一フレーム画が２フレームにわたって読み出される。フレーム間引きが復元されたこの受信映像信号は、ビットリダクション逆回路１４に供給される。
【００５５】
これらフレームドロップ逆回路１３および時間軸圧縮回路１１の構成としては、上述した図２に示したものが利用できる。初期状態において、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ａおよび出力端２７ａが選択されている。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ｂおよび出力端２９ｂが選択されている。
【００５６】
このような状態でもって、伝送回線６から供給された受信映像信号が入力端子１０を介し、入力端子２０に供給される。入力端子２０に供給されたこの信号は、スイッチ回路２１の共通入力端に供給され、出力端２１ａを介しメモリ２２に供給される。また、メモリ２２には、書込みクロックＷＣＫもスイッチ回路２７の出力端２７ａを介して供給されている。このメモリ２２に供給された書込みクロックＷＣＫによって、メモリ２２の書込みタイミングが図３Ｂに示されるフレームＦ１、Ｆ２、・・・、のタイミングで制御される。
【００５７】
伝送回線６から供給された受信映像信号は、上述の映像伝送装置において、例えば、ビットレートが１／２とされており、本来１フレームのデータが２フレーム分の長さをもっている。したがって、メモリ２２には、図３Ｆに示すように、１フレームのデータが２フレーム分（フレームＦ２、Ｆ３）にわたって書き込まれる。
【００５８】
一方、メモリ２３には、このスイッチ回路２９を介して読み出しクロックＲＣＫが供給されている。また、このメモリ２３には、このフレームＦ２、Ｆ３より前の、フレームＦ１およびフレームＦ１より１つ前のタイミングで既にデータが書き込まれている。このフレームＦ２、Ｆ３のタイミングにおいては、上述したように、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ｂおよび出力端２９ｂが選択されている。したがって、フレームＦ２のタイミングにおいて、メモリ２３から、フレームＦ１およびフレームＦ１より１つ前のタイミングで書き込まれたデータが読み出される。
【００５９】
先ず、フレームＦ２において、これら２フレーム分の長さで書き込まれた１フレームのデータが本来の１フレーム分の長さに時間軸圧縮されて読み出される。さらに、フレームＦ３においても全く同じように、メモリ２３からのデータの読み出しが行なわれる。このように、フレームＦ２、Ｆ３のタイミングで繰り返し同じフレームが読み出されることによって、フレーム間引きが復元される。
【００６０】
次のフレームＦ４、Ｆ５のタイミングでは、スイッチ回路２１およびスイッチ回路２７は、それぞれ出力端２１ｂおよび出力端２７ｂが選択されている。それに対して、スイッチ回路２４およびスイッチ回路２９は、それぞれ入力端２４ａおよび出力端２９ａが選択されている。
【００６１】
入力端子２０に供給された受信映像信号がスイッチ回路２１を介し、メモリ２３に供給される。また、メモリ２３には、書込みクロックＷＣＫも供給されており、このメモリ２３には、図３Ｆに示すように、ビットレートを１／２とされ伝送された１フレームのデータが２フレーム分（フレームＦ４、Ｆ５）にわたって書き込まれる。
【００６２】
また、メモリ２２には読み出しクロックＲＣＫが供給され、フレームＦ２、Ｆ３で書き込まれたデータが読み出される。この場合でも、上述のフレームＦ２、Ｆ３のタイミングにおけるデータ読み出しと同様、先ず、フレームＦ４のタイミングで２フレーム分の長さで書き込まれた１フレームのデータが本来の１フレーム分の長さに時間軸圧縮されて読み出され、これが次のフレームＦ５においても繰り返し同じ２フレーム分が読み出され、フレーム間引きが復元される（図３Ｇ）。
【００６３】
このように、受信映像信号の再生時においても、伝送時と同様、メモリ２２およびメモリ２３の動作を切り替えることによって、フレーム間引きされた信号が連続信号として復元される。この切替のタイミングは、時間選択信号ピックアップ回路１２から供給される時間選択信号によって指示される。すなわち、伝送された信号が１／３にフレームドロップされていれば、３フレーム毎に動作が切り替わる。復元されたこの信号は、ビットリダクション逆回路１４に供給される。
【００６４】
ビットリダクション逆回路１４に供給された受信映像信号は、時間選択ピックアップ回路１２からの時間選択信号の指示に従い圧縮を解除される。圧縮を解除されたこの受信映像信号は、復元信号として出力端子１５に供給され、外部に対し出力される。
【００６５】
なお、ここでは、伝送回線６がディジタル電話回線であるとして説明を行なったが、これはこの例に限られるものではなく、例えば、従来例で示したような、ＦＰＵ、あるいはサテライト通信、また、イーサネットなどによるデータ通信による画像通信などにも適用可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、送信時間に合わせてリダクションレシオが選択されるため、伝送能力が低い伝送回線を用いても、画質の劣化が極力抑えられた映像伝送ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による映像伝送回路および映像受信回路の構成の一例を示した図である。
【図２】フレームドロップ回路および時間軸伸長回路の構成の一例を示した図である。。
【図３】フレームドロップ回路および時間軸伸長回路での動作、および、時間軸圧縮およびフレームドロップ復元回路での動作の説明のためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
２ 可変ビットリダクション回路
３ フレームドロップ回路
４ 時間軸伸長回路
６ 伝送回線
７ 時間選択信号生成回路
２２、２３ メモリ
Claims (3)
- 通信回線を使用して映像信号を伝送するようにした映像伝送装置において、
伝送される映像信号のデータ量をビットリダクションにより圧縮し、該圧縮の圧縮率が所定の上限値を超えるときにはフィールドあるいはフレーム単位で該映像信号を間引く映像圧縮手段と、
上記映像圧縮手段で圧縮された映像信号を時間軸伸長する時間軸伸長手段と、
上記映像圧縮手段による上記圧縮の圧縮率を、伝送時間が長いときは低くし、伝送時間を短くするときは高くするように、伝送時間に応じて選択すると共に、上記時間軸伸長手段による上記時間軸の伸長の程度を、伝送時間に応じて選択する選択手段と
を有し、
上記選択手段の選択結果により得られる低レート映像信号および上記選択手段による選択結果を示す情報からなる付加信号を伝送することを特徴とする映像伝送装置。 - 通信回線を使用して伝送された低レート映像信号と、該低レート映像信号に対する時間軸伸長情報および圧縮に関する情報からなる付加信号とを受信するようにした映像受信装置において、
上記付加信号に基づいて、受信された上記低レート映像信号を時間軸圧縮し元の時間軸に戻すような時間軸圧縮手段と、
上記付加信号に基づいて、上記時間軸圧縮手段から出力された、データ量を圧縮された低レート映像信号を復元し、該低レート映像信号がフィールドあるいはフレーム単位で間引かれている場合には、該間引かれたフィールドあるいはフレーム位置に隣接するフィールドあるいはフレームを挿入することで間引かれているフィールドあるいはフレームの補間をする映像伸長手段と
を有することを特徴とした映像受信装置。 - 通信回線を使用して映像信号を伝送するような映像通信システムにおいて、
伝送される映像信号のデータ量を圧縮し、該圧縮の圧縮率が所定の上限値を超えるときにはフィールドあるいはフレーム単位で該映像信号を間引く映像圧縮手段と、
上記映像圧縮手段で圧縮された映像信号を時間軸伸長する時間軸伸長手段と、
上記映像圧縮手段による上記圧縮の圧縮率を、伝送時間が長いときは低くし、伝送時間を短くするときは高くするように、伝送時間に応じて選択すると共に、上記時間軸伸長手段による上記時間軸の伸長の程度を、伝送時間に応じて選択する選択手段と
を有し、
上記選択手段の選択結果により得られる低レート映像信号および上記選択手段による選択結果を示す情報からなる付加信号を伝送するようにした映像伝送装置と、
上記映像伝送装置から伝送された上記低レート映像信号と上記付加情報とを受信する受信手段と、
上記付加信号に基づいて、受信された上記低レート映像信号を時間軸圧縮し元の時間軸に戻すような時間軸圧縮手段と、
上記付加信号に基づいて、上記時間軸圧縮手段から出力された、データ量を圧縮された低レート映像信号を復元し、該低レート映像信号がフィールドあるいはフレーム単位で間引かれている場合には、該間引かれたフィールドあるいはフレーム位置に隣接するフィールドあるいはフレームを挿入することで間引かれているフィールドあるいはフレームの補間をする映像伸長手段と
を有する映像受信装置と
からなることを特徴とする映像通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10689295A JP3593741B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 映像伝送装置、映像受信装置および映像通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10689295A JP3593741B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 映像伝送装置、映像受信装置および映像通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH08279793A JPH08279793A (ja) | 1996-10-22 |
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ID=14445133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10689295A Expired - Fee Related JP3593741B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 映像伝送装置、映像受信装置および映像通信システム |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3593741B2 (ja) |
-
1995
- 1995-04-06 JP JP10689295A patent/JP3593741B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08279793A (ja) | 1996-10-22 |
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