JP3649805B2 - 画像通信方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線や有線等の通信路を使用して、画像のデータを通信する画像通信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像をデジタルデータに変換し、送信装置から受信装置へと通信路を介して通信する画像通信では、通信路の瞬断、雑音、ひずみ等によって通信するデータに誤りが生じることがある。このようなデータの誤りに対して、従来より、画像データに誤り検出符号を付して伝送する画像通信方法が実施されている。
【0003】
このような従来の画像通信方法を実施する装置を図6に示す。
この装置において、送信装置19側では、画像データを分割して複数のブロックデータとし、このブロックデータを離散コサイン変換器1で離散コサイン変換(DCT:Discrete Cosine Transform)によってDCT符号化し、量子化器2で量子化してデータ量を圧縮し、ハフマン符号化器3で情報源符号化して更にデータ量を圧縮する。そして、この情報源符号化されたブロックデータに基づいて通信制御部17でフレーム化し、変復調器8、通信路9を介して送信側装置20へと順次送信する。
【0004】
一方、受信装置20側では、送信されたフレームを通信路9、変復調器10を介して順次受信し、通信制御部18がフレームから情報源符号化されているブロックデータを取り出し、ハフマン復号器14によってデータを伸張し、更に、逆量子化器15で逆量子化し、逆離散コサイン変換器16で逆変換する。そして、このブロックデータを一つの画像分受信した後、これら一つの画像分のブロックデータに基づいて原像を再生してディスプレイ等の表示手段に出力する。
【0005】
ここで、上記のフレーム化にはHDLC(High level Data Link Control)が用いられ、伝送誤りを検出するためのCRC(Cyclic Redundancy Check)符号が各ブロックデータに付加される。
すなわち、ブロックデータに基づいて誤り検出符号化器5でCRC符号を生成し、図2(a)に示すように、ブロックデータ部にフラグ、アドレス、コントロールデータを付加し、さらに、CRC符号を付加してフレームを生成する。
【0006】
そして、このフレームを送信装置19が送信し、フレームを受信した受信装置20では、誤り検出復号器13によりCRC符号に基づいて受信したフレームに誤りが生じているか否かを検出し、誤りを生じている場合には通信制御部18が送信装置19に当該フレームの再送を要求し、送信装置19から誤りのないフレームを受信できるまで再送要求処理を繰り返し行って、1画像分の正常なブロックデータを受信する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の画像通信方法にあっては、通信路においてフレームに誤りが生じると、その誤りの生じたフレームを再送するといった処理を行っており、例えば、無線回線や有線回線等といったデータ伝送誤りが発生しやすい通信路を使用している場合には、フレームの再送処理を頻繁に繰り返す事態が生じてしまっており、画像データの通信時間が非常に長くかかってしまうという問題があった。また、通信時間が長時間かかるために、このような画像通信はデータ伝送誤りが発生しやすい回線では利用されないか、又は、利用されるとしても利用の形態が限られてしまっていた。
本発明は上記した従来の事情に鑑みなされたもので、画像データを伝送する際にかかる通信時間を短縮することができ、多種の通信路及び利用形態で画像通信を実現できる画像通信方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は画像はその輪郭が鮮明であれば画像全体の内容はほぼ完全に把握できることに着目してなされたもので、画像通信において輪郭を含むブロックデータは伝送誤り発生に対して再送処理を行って完全な形で伝送させ、又、輪郭を含まないブロックデータは伝送誤り発生に対して再送処理を行わずに自己訂正処理を行ってある程度正確な形で伝送させるようにし、これらブロックデータから再生された画像全体を十分に認識できるものとするとともに、再送処理のデータ量を減少させて通信時間を短縮させる。
【0009】
そこで、請求項1に係る画像通信方法は、1つの画像の画像データを複数のブロックデータに分割して、送信装置から受信装置へ伝送する画像通信方法において、伝送される画像データ中の画像輪郭を含むブロックと画像輪郭を含まないブロックとを識別し、画像輪郭を含むブロックデータには誤り検出符号を付して伝送する一方、画像輪郭を含まないブロックデータには誤り訂正符号を付して伝送し、受信装置側で訂正符号及び検出符号に基づいて伝送されたブロックデータの誤り発生を検出した場合には、画像輪郭を含まないブロックについては誤り訂正符号に基づいて当該ブロックデータの誤り訂正処理を行う一方、画像輪郭を含むブロックデータについては送信装置へ当該ブロックデータの再送を要求し、受信装置は誤り訂正し又は再送されたブロックデータを用いて画像データを再生することを特徴とする。
【0010】
上記した請求項1に係る画像通信方法では、受信装置側は訂正符号及び検出符号に基づいて伝送されたブロックデータの誤り発生を検出し、画像輪郭を含まないブロックデータに誤りが生じていた場合には誤り訂正符号に基づいて当該ブロックデータの誤り訂正処理を行う一方、画像輪郭を含むブロックデータに誤りが生じていた場合には送信装置へ当該ブロックデータの再送を要求し、受信装置にブロックデータの再送処理を行わせる。このように、再送要求及び再送処理を行う対象が輪郭を含むブロックデータだけとなって再送処理するデータ量が減るため、再送要求及び再送処理にかかっていた時間を減少させて通信時間を短縮することができる。
【0011】
また、請求項2に記載した画像通信方法では、請求項1の画像通信方法において送信装置は前記ブロックデータの伝送に先立って、画像輪郭を含むブロックと画像輪郭を含まないブロックを特定するテーブルデータを受信装置へ伝送し、受信装置は当該テーブルデータに基づいて伝送されたブロックデータについての前記誤り訂正処理又は再送要求処理を選択することを特徴とする。
上記した請求項2に係る画像通信方法では、請求項1の画像通信方法において、
受信装置は、予め送信されたテーブルデータに基づいて、ブロックデータに対しての前記誤り訂正処理又は再送要求処理を選択するために、画像通信の処理効率が向上する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例に係るに画像通信方法を図面を参照して説明する。
まず、本実施例に係る画像通信方法を実施する装置を図1を参照して説明する。
この装置は、送信装置Sと受信装置Rと通信路9とを備えており、通信路9を介して送信装置Sと受信装置Rとが接続されている。
送信装置Sには、データをDCT係数化する離散コサイン変換器1と、データを量子化する量子化器2と、データを情報源符号化するハフマン符号化器3と、画像の輪郭を検出する輪郭検出器4と、フレームを生成して送信する通信制御部5と、フレームを変復調して通信する変復調器8と、を備えている。
受信装置Rには、フレームを変復調する変復調器10と、フレームの受信処理を行う通信制御部11と、データを情報源復号化するハフマン復号化器14と、逆量子化する逆量子化器15と、逆離散コサイン変換する逆離散コサイン変換器16と、を備えている。
【0013】
離散コサイン変換器1は、画像データを、例えば8画素×8画素の単位で分割し、これらブロックデータに対してDCT変換を行い、周波数情報を示すDCT係数へ変換している。また、逆離散コサイン変換器16は、離散コサイン変換器1と逆の変換を行っている。
【0014】
量子化器2は、データの属する範囲によって、予め設定した所定の量子化符号へと変換する量子化を行い、データ量の圧縮を行う。例えば、データが0〜100の範囲内であれば1に、100〜200であれば2に、200以上であれば3のように変換し、データのビット数を縮小してデータ量を圧縮する。
また、逆量子化器15は、量子化器2と逆の変換を行う。
【0015】
ハフマン符号化器3は、データの中で高い確率で出現するデータほど短い情報源符号へと変換してデータ量の圧縮をする。
また、ハフマン復号化器14は、ハフマン符号化器3と逆の変換をする。
【0016】
輪郭検出器4は、輪郭検出用フィルタを使用して、画像データ中の急激に濃度が変化している部分の画素、つまり、輪郭を含んでいる部分の画素を抽出し、例えば、その画素を含んでいるブロックデータを”1”、含んでいないブロックデータを”0”という数値にして、各ブロックデータと対応したテーブルデータにし、メモリ(図示せず)に保持する。
本実施例では、上記した輪郭部分の検出は以下のように行っている。
まず、画像データの各画素の座標を(x,y)とし、その画素の画素値をg(x,y)とし、輪郭検出用フィルタによる変換を表す式h(k,l)を、例えば数式1又は数式2に示すものを使用している。
【0017】
【数1】
【0018】
【数2】
【0019】
なお、数式1はある画素とその画素を取り囲む8画素との画素濃度差を求めるフィルタ変換式であり、また、数式2はある画素と、その画素を取り囲む8画素に更にそれらを取り囲む16画素を加えた24画素との画素濃度差を求めるフィルタ変換式である。なお、本発明では、これらフィルタ変換式に限定されず、ある画素の周囲を囲む任意の画像との濃度差を求めるようにフィルタ変換式を設定してもよい。
そして、下記の数式3によって、画素の変化を表す画素変化値E(x,y)を求める。
【0020】
【数3】
【0021】
例えば、数式3で数式1に示すフィルタ変換式を適用した場合には、画素変化値E(x,y)は、ある画素(x,y)の画素値を4倍して上下左右の4画素の画素値を引くといった操作を行うことを意味し、ある画素(x,y)とその周囲の画素との濃度差を求めていることになる。
【0022】
予め設定された輪郭部分とみなせる状態を表す基準値と上記で求めた画素変化値E(x,y)の絶対値とを比較し、画素変化値が大きい場合には輪郭部分であると判断する。なお、上記した基準値は、処理する画像に応じて各画像データ毎に設定するようにしてもよい。
【0023】
通信制御部5は、データを誤り検出符号を付したフレームにする誤り検出符号化器6と、データを誤り訂正符号を付してフレームにする誤り訂正符号化器7と、を備え、前記フレームの送信及び再送を行う等の通信制御を行っている。
そして、ブロックデータを送信するときには、通信制御部5は、ブロックデータを送信するに先立って、まずメモリに保持してあるテーブルデータをメモリにそのまま保持させておくとともに、テーブルデータを誤り検出符号化器6に導いて誤り検出符号を付したフレームにして送信する。次に、通信制御部5はブロックデータをメモリに保持してあるテーブルデータに基づいて輪郭を含むか否かを判断し、輪郭を含むブロックデータであれば誤り検出符号化器6に、輪郭を含まないブロックデータであれば誤り訂正符号化器7に導いて、フレームを生成して送信する。
【0024】
なお、フレームを送信して受信装置R側から再送要求を受けとった場合には、当該フレームの再送を行い、再送フレームの受信を完了したとの応答を受け取った場合には、次に送信するフレームがあればそのフレームの送信処理を行う。
【0025】
誤り検出符号化器6は、データに基づいて誤り検出符号(例えばCRC符号)を生成し、HDLC手順で使用される図2(a)に示すフレームを生成する。
【0026】
誤り訂正符号化器7は、データに基づいて誤り訂正符号(例えば、BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)符号)を生成し、図2(b)に示すように、ブロックデータにヘッダー部と、BCH符号とを付加してフレームを生成する。なお、ヘッダーは、通信を行う際にフレームの同期を取るために使用され、上記した誤り検出符号化器6で生成されるフレームと、誤り訂正符号化器7で生成されるフレームと、の2つの形式の違うフレームが送信装置Sと受信装置R間で同様に通信ができるようにするものである。
【0027】
変復調器8は、送信側の通信制御部5と通信路9とのフレームの受け渡しを可能とし、変復調器10は、受信側の通信制御部11と通信路9とのフレームの受け渡しを可能とし、その結果、受信装置R側と送信装置S側との通信が可能になる。なお、通信路9は、例えば、無線回線や電話回線等の有線回線が使用されている。
【0028】
通信制御部11は、フレームから誤り検出符号に基づいて誤りが生じているかを検出する誤り検出復号化器12と、フレームから誤り訂正符号に基づいて誤りを検出し訂正処理を行う誤り訂正復号化器13と、を備え、フレームの再送を要求する、受信が完了したとの応答をする等の通信制御を行う。
ブロックデータを受信するときには、通信制御部11は、まず、始めに送られてくるテーブルデータのフレームを受信し、誤り検出復号化器12で誤り検出符号に基づいた処理を行った後に、受信装置Rのメモリ(図示せず)に格納する。
【0029】
そして、引き続き送られてくるブロックデータのフレームを受信すると通信制御部11は、メモリに格納したテーブルデータに基づいて、輪郭を含むデータのフレームか否かを判断して、輪郭を含むフレームであれば誤り検出復号化器12に導き、輪郭を含まないフレームであれば誤り訂正復号化器13に導いて、フレームからデータを得る。
【0030】
誤り検出復号化器12は、フレームからCRC符号を取り出して、この符号に基づいてフレームに誤りがあるか否かを検出する。そして、フレームに誤りが生じている場合には、情報制御部11に再送の要求を行わせ、誤りがない場合には、フレームからデータを抽出し、通信制御手段11に受信完了応答を行わせる。
【0031】
誤り訂正復号化器13は、フレームからBCH符号を取り出して、この符号に基づいてフレームに誤りがあるかを検出し、誤りがある場合には、この符号に基づいて訂正処理を行ってデータを再生し、誤りが無い場合には、フレームからデータを抽出する。そして、通信制御手段11に受信完了応答を行わせる。
【0032】
次に、本実施例に係る画像通信方法を実施する装置の動作を説明する。
画像データに基づいて輪郭検出器4で生成されたテーブルデータが、メモリ(図示せず)に保持される。一方、画像データは分割されてブロックデータとなり、離散コサイン変換器1、量子化器2、ハフマン符号化器3を通って、情報源符号化される。この情報源符号化されたブロックデータは通信制御部5へと導かれ、通信制御部5では、下記に説明するテーブルデータ及びブロックデータの送信処理が行われる。送信処理で生成されたフレームは、通信路9、変復調器10を介して受信装置R側の通信制御部11に受信される。通信制御部11では、下記に説明するテーブルデータ及びブロックデータの受信処理が行われ、フレームからブロックデータが抽出される。このブロックデータを、ハフマン復号化器14、逆量子化器15、逆離散コサイン変換器16を介して、画像データの一部を表す元のブロックデータに復元する。そして、このブロックデータを画像データ構成数分まとめることで1画像分の画像データへと再生し、ディスプレイ等の表示手段に画像として表示される。
【0033】
次に、上記したテーブルデータの送信処理では、通信制御部5は、テーブルデータをメモリにそのまま保持させておくとともに、誤り訂正符号化器7に導いて、誤り訂正符号を付してフレームを生成し、受信装置Rに送信する。そして、この送信に対して再送要求を受け取った場合には、受信完了したとの応答を受け取るまで当該フレームを再送を繰り返す。そして、受信完了応答を受け取った場合には、次にブロックデータの送信処理を行う。
【0034】
また、ブロックデータの送信処理は図3に示すような手順で行われ、通信制御部5に導かれたデータは、通信制御部5でメモリに保持してあるテーブルデータに基づいて、輪郭を含むデータであるか否かを判断され(ステップS1)、輪郭を含むデータであれば、誤り検出符号化器6によって誤り検出符号が付したフレームに生成され(ステップS2)、輪郭を含まないデータであれば、誤り訂正符号化器7によって誤り訂正符号を付したフレームに生成される(ステップS3)。
【0035】
そして、通信制御部5が生成されたフレームを受信装置R側に送信する(ステップS4)。そして、通信制御部5が受信装置R側から再送要求を受信した場合(ステップS5)には、受信が完了したとの応答を受信するまでフレームの再送処理を繰り返す(ステップS4)。
受信完了応答を受信した場合には、送信するデータを全て送信したかを判断し(ステップS6)、全てのデータを送信するまで処理を繰り返す。
【0036】
また、上記したテーブルデータの受信処理では通信制御部11は、最初に送られてくるテーブルデータのフレームを誤り検出復号器12に導き、フレームに誤りが生じているか否かを検出し、誤りを生じている場合には、送信装置Sにフレームの再送を要求し、誤りを生じていない場合には、受信が完了したとの応答を送信装置Sに送信するとともに、フレームからテーブルデータを抽出してメモリに格納し、次に送られてくるブロックデータの受信処理が行われる。
【0037】
また、ブロックデータの受信処理は図4に示す手順で行われ、通信制御部11は送信されてくるフレームが、メモリに格納されているテーブルデータに基づいて、輪郭を含むブロックデータのフレームか否かを判断し(ステップS7)、輪郭を含むブロックデータのフレームである場合には、誤り検出復号器12が、誤りを生じているか否かを検出する(ステップS8)。そして、誤りを生じている場合には通信制御部11が再送の要求を送信側の通信制御部5に送信し(ステップS9)、誤りが生じていない場合には通信制御部11がフレームからブロックデータを抽出するとともに、受信完了応答を送信側の通信制御部5に送信する(ステップS10)。
【0038】
一方、輪郭を含まないフレームである場合には、誤り訂正復号器13がフレームに誤りが生じているかを否かを検出し(ステップS11)、誤りを生じていない場合にはブロックデータを抽出するとともに、通信制御部11が送信装置Sに受信完了応答を送信し(ステップS12)、また、誤りが生じている場合には誤り訂正符号に基づいて誤り訂正処理を行ってブロックデータを再生し、送信装置Sに受信完了応答を送信する(ステップS13)。
【0039】
フレームから得られたブロックデータは、後続の処理を行うハフマン復号化器14へと導かれる(ステップS14)。そして、次にフレームが受信されるか否かを判断し(ステップS15)、フレームが受信される間は処理を繰り返す(ステップS7)。
【0040】
上記したように、テーブルデータ及び輪郭を含むブロックデータのフレームに対して誤りが生じた場合にのみ再送処理を行っており、従来の画像通信方法に比べてフレーム再送処理を行う対象のデータ量を減少させることができる。このため、フレーム再送処理を行う時間が短くなり、通信時間の短縮が可能となる。
また、このような通信時間の短縮の効果は、図5の実線に示すように、波線で示す従来例に較べて、とりわけデータ伝送誤り率が高くなればなる程顕著である。
【0041】
更に、画像を認識する上で重要な輪郭を含むブロックデータのフレームに対して誤りが生じた場合に再送処理を行って確実なブロックデータを得ることができ、また、輪郭を含まないブロックデータのフレームに対して誤りが生じた場合にも、ある程度誤りを訂正してブロックデータを得ることができるために、これらブロックデータから再生された画像データは内容を確認するのに十分明瞭な画像を表示させることができる。
【0042】
なお、上記した実施例では、ブロックデータを送信する前にテーブルデータを送信し、そのテーブルデータに基づいて受信装置R側で、受信されるデータが輪郭を含むブロックデータか、輪郭を含まないブロックデータかを判断し、後続の処理を選択していたが、送信装置S側がテーブルデータを送信せずに、送信するブロックデータのフレームに輪郭を含むか含まないかを示すフラグを付し、受信装置Rがブロックデータを受信したときにブロックデータ毎にそのフラグに基づいて輪郭を含むか否かを識別して、後続の処理を選択するようにしても、識別してから処理を選択するといった処理効率のわずかな低下があるが、通信時間の短縮といった本発明の効果が十分に得られ、さらに、受信装置Rにテーブルデータを保持するためのメモリを備える必要がなくなる。
【0043】
また、本実施例では、輪郭を含むブロックデータと輪郭を含まないブロックデータにそれぞれ違う誤り検出符号及び誤り訂正符号を付していたが、誤り訂正を行うことのできる符号を前記両ブロックデータに付し、送信するフレームを形成することもできる。
また、上記した実施例では、図2(a)(b)に示したように形式の違うフレームを用いて輪郭を含むブロックデータと輪郭を含まないブロックデータとを伝送していたが、輪郭を含むブロックデータと輪郭を含まないブロックデータとで同じ形式のフレームを使用するといったように、他の形式のフレームを用いることもできる。
【0044】
【発明の効果】
上記説明したように、請求項1に係る画像通信方法によると、伝送する画像データ中のブロックが画像輪郭を含むか否かに基づいて誤り検出処理又は誤り訂正処理を使い分けるようにしたため、誤り検出処理に基づいて再送されるデータ量が縮小されて画像データの通信時間を短縮することができるとともに、再生された画像データからは十分に認識できる了解度の高い画像を得ることができる。
また、請求項2に係る画像通信方法によると、上記した効果に加え、送信装置がブロックデータが輪郭を含むか含まないかを特定するテーブルデータをブロックデータの送信に先立って送信して、受信装置がこのテーブルデータに基づいて送られてくるブロックデータが輪郭を含むか否かを識別し、データに誤りが生じた場合には、この識別に従って再送処理及び訂正処理を選択するようにしたために、再送処理及び訂正処理に際しての判断及び選択等を減らすことができ、処理効率が向上する。
このように、通信時間の短縮ができるとともに、画像データから了解度の高い画像が得られるために、無線回線などの誤り率の多い通信路を使った通信でも、画像通信が支障なく利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る画像通信方法を実施する装置の構成図である。
【図2】 データの送信に使用するフレームを示す図である。
【図3】 本発明の一実施例に係る画像通信方法で画像データを送信する際の手順を示すフローチャートである。
【図4】 本発明の一実施例に係る画像通信方法で画像データを受信する際の手順を示すフローチャートである。
【図5】 従来例と本発明の一実施例においての通信時間を示した図である。
【図6】 従来例に係る画像通信方法を実施する装置の構成図である。
【符号の説明】
S・・送信装置、 R・・受信装置、
5、11・・通信制御部、 6・・誤り検出符号化器、
7・・誤り検出符号化器、 8、10・・変復調器、
9・・通信路、 12・・誤り検出復号化器、
13・・誤り訂正復号化器、
Claims (4)
- 1つの画像の画像データを複数のブロックデータに分割して、送信装置から受信装置へ伝送する画像通信方法において、伝送される画像データ中の画像輪郭を含むブロックと画像輪郭を含まないブロックとを識別し、画像輪郭を含むブロックデータには誤り検出符号を付して伝送する一方、画像輪郭を含まないブロックデータには誤り訂正符号を付して伝送し、受信装置側で訂正符号及び検出符号に基づいて伝送されたブロックデータの誤り発生を検出した場合には、画像輪郭を含まないブロックについては誤り訂正符号に基づいて当該ブロックデータの誤り訂正処理を行う一方、画像輪郭を含むブロックデータについては送信装置へ当該ブロックデータの再送を要求し、受信装置は誤り訂正し又は再送されたブロックデータを用いて画像データを再生することを特徴とする画像通信方法。
- 請求項1に記載の画像通信方法において、送信装置は前記ブロックデータの伝送に先立って、画像輪郭を含むブロックと画像輪郭を含まないブロックを特定するテーブルデータを受信装置へ伝送し、受信装置は当該テーブルデータに基づいて伝送されたブロックデータに対する前記誤り訂正処理又は再送要求処理を選択することを特徴とする画像通信方法。
- 1つの画像の画像データを複数のブロックデータに分割して伝送する送信装置であって、
伝送される画像データ中のブロックが輪郭を含むか否かを検出した結果に基づいて、画像輪郭を含むブロックデータには誤り検出符号を付して伝送し、画像輪郭を含まないブロックデータには誤り訂正符号を付して伝送する、
ことを特徴とする送信装置。 - 1つの画像の画像データを複数のブロックデータに分割して画像輪郭を含むブロックデータには誤り検出符号を付して伝送するとともに画像輪郭を含まないブロックデータには誤り訂正符号を付して伝送する送信装置から送信されるデータを受信する受信装置であって、
受信した画像輪郭を含むブロックデータの誤り発生を誤り検出符号に基づいて検出した場合には送信装置へ当該ブロックデータの再送を要求し、受信した画像 輪郭を含まないブロックデータの誤り発生を誤り訂正符号に基づいて検出した場合には誤り訂正符号に基づいて当該ブロックデータの誤り訂正処理を行う、
ことを特徴とする受信装置。
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