JPH01264393A - 多重符号化装置及び多重復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多重符号化装置、更に詳しく言えばテレビ信号
のような画像の高能率符号化に係わり、特に１台のテレ
ビ信号高能率符号化装置で複数個のテレビ信号を時分割
で伝送することができる多重化符号装置に関する。

〔従来の技術〕

テレビ（以下ＴＶと略称）信号は広い周波数帯域を有す
るので、これをディジタル信号に変換してそのまま伝送
すると高い伝送速度が必要となるにの速度を低減するた
めにＴＶ信号の冗長性を圧縮するＴＶ信号高能率符号化
複号化装置（以降Ｔ　Ｖ　Ｃｏｄｅｃと略称）が開発さ
れてきた。

さらに、１台のＴ　Ｖ　Ｃｏｄｅｃにより複数個のＴＶ
信号を時分割で伝送することにより高価な伝送回線やＴ
　Ｖ　Ｃｏｄｅｃを有効に使用する方式も本発明者の１
人により実現され、特開昭４７−３０２５６により開示
されている。これの動作を第２図を用いて簡単に説明す
る。

先ず送信側の動作は、以下の通りである。

１）３組のテレビカメラ１１１がら読み込まれたＴＶ信
号はスイッチ１１２により切り替えられてその１つのＴ
Ｖ信号が周期的に選択され。

２）選択されたＴＶ信号は、アナログ／ディジタル変換
回路１１３によりディジタル化され、３）さらに、遅延
回路１１４により３画素分遅延された後に８倍されて生
成された予測信号値がら減算回路１１５により差し引か
れる。

４）差し引かれた結果の予測誤差は、量子化１１６・符
号化回路１１７により量子化・符号化された後に伝送路
に送出される。

５）同時に上記の量子化結果と予測信号は、加算回路１
１８により加算され、３画素後の予測値として使うため
に遅延回路１１４に入力される。

受信側ではこれと逆の動作を行う。即ち、１）［上記の
量子化・符号化した結果」と、「遅延回路１２１により
３画素遅延された信号に８倍することにより生成された
予測値」とが加算回路１２２により加算される。

２）上記の加算結果は、スイッチ１２３により分配され
、３台のディジタル／アナログ変換回路１２４を通して
３台のＴＶ受像器１２５上に表示される。

以上説明した従来の技術では、３画素前の信号との差分
を高能率符号化する。いわゆるＤ　−ＰＣＭ。

を用いた場合を説明しているが、容易な類推により、通
常のフレーム間予測、動き補償フレーム間予測、直交変
換符号化、ベクトル量子化、またはこれらの組合せ等、
あらゆる高能率符号化法に適用できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の構成は、次に例示するような柔軟な使用が出来な
い問題があった。即ち、例えば３台のテレビカメラのＴ
Ｖ信号を静止画像か動画像か、又は主要な画面か副次的
な画面かに従って、所望の空間解像度や毎秒に伝送する
画面の数を自由に設定することが出来ない問題があった
。

従って、本発明の目的は画像の性質（動き１重要度）に
従って、画像の解像度や毎秒当りの画面数を制御できる
多重符号化装置及びそれを使用した伝送システムを実現
することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ＴＶ信号の切り替えを行う周期を可変とす
る手段と、どのＴＶ信号を伝送しているかを受信側に通
知する手段、とを追加することにより達成される。

〔作用〕

上記の手段により、１台のＴＶ　Ｃｏｄｅｃで複数個の
ＴＶ信号を時分割で伝送することが可能になる。

このとき各ＴＶ信号に対しては発生情報量やユーザの必
要度に応じた仮想的な伝送路が適応的に割り当てられる
ため、全体としてユーザの要求に最も合致した画質が得
られる。

〔実施例〕

以下、第１図を用いて本発明の詳細な説明する。図に於
て、点線に囲まれた範囲のみが本発明による改良部であ
り、他の部分は従来から知られるＴＶ信号のフレーム間
予測符号化装置のブロック構成と同じである。先ず、フ
レーム間予測符号化装置の全体構成を簡単に述べる。

ＴＶカメラ１　（ＩＡ、ＩＢ、１．Ｃのいずれでもよい
。以下２，３，４．１２などについても同じ）で撮像さ
れたＴＶ信号は、走査線方向に走査され、アナログ／デ
ィジタル変換器２によりディジタル信号に変換されて画
素信号となり、−時記憶メモリ４に格納される。

発生符号量予測回路３は、上記の画素信号を用いて１画
面全体の符号量を予測し、その結果をコントロール部１
１に伝送する。

発生符号量予測回路３の一実施例を第３図に例示す。即
ち、直前に伝送した画面をメモリ５１に記憶しておき、
差分回路５２によって同じ位置にある２画面間の差分を
計算し、二乗回路５７によって二乗する。さらに、加算
回路５４とラッチ５５を用い゛Ｃ直前に伝送した画面と
の差分信号の二乗和、即ち、電力を得る。この電力を量
子化ＲＯＭ５６によって量子化し、発生符号量予測値と
する。

なお、二乗回路５７の代わりに絶対値回路を用いても発
生符号量の予測は可能である。

発生符号量の予測が終了すると、コントロール部１１は
、第４図に例示するように、各画面において実際に発生
する符号量を一定にすべく発生符号量予測値信号３０を
用いてＲＯＭ６２を索表し、量子化精度を決定する。

量子化精度が決定されると、−時記憶メモリ４に格納さ
れた信号は、何画素か単位にまとめて読みだされ、ブロ
ックとなる。同時にフレームメモリ１２から前画面の同
じ位置にある画素信号が読み出されて上記のブロック単
位の信号の予測信号となり、減算口ｗ！！６により予測
誤差が計算される。

この予測誤差は、上記で決定された量子化精度に従って
量子化回路７で量子化される。さらに量子化信号は、可
変長符号化回路８により発生頻度に対応した長さの符号
語が割り当てられる。この符号語は、伝送速度の平滑化
用のバッファ９を通して一定の速度で伝送路１０に送出
される。

同時に量子化回路７により量子化された信号は、上記の
予測信号に加算された後にフレームメモリ１２に格納さ
れる。この信号は後の画面の予測に用いられる。

以上、ＴＶ信号のフレーム間符号化装置の全体構成を簡
単に述べた。次に本発明の要部である部分２１．２２に
ついて詳しく述べる。入力部分２１ではＴＶカメラ１．
アナログ／ディジタル変換器２２発生情報量予測回路３
．−時記憶メモリ４と同じ組み合わせの回路が３組（Ａ
、Ｂ、Ｃ）あり、−時記憶メモリ４Ａ、４Ｂ、４Ｃから
の出力信号のうち１つをスイッチ５によって選択する。

また、予測部分２２では入力部分の各信号に対応したフ
レームメモリ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを備え、フレーム
メモリの入力、出力をそれぞれスイッチ１３．スイッチ
１４によって選択する。これらスイッチ５，１３．１４
はコントロール部１１によって制御される。

スイッチ５，１３．１４の切り替えは画面単位に行なう
。コントロール部１１は現在符号化中の画面の符号化終
了を信号線３２を通じて検出すると、カウンタ６３を１
つ歩進する。カウンタ６３の出力は信号源選択ＲＯＭ６
４に入力され、次に伝送すべき信号源を選択する信号が
選択信号線３３に出力される。選択信号線３３はスイッ
チ５゜１３．１４に接続され、信号源等を切り替える。

これと同時に選択信号線３３はスイッチ６５にも接続さ
れ、選択した信号に対する量子化精度を決定して量子化
精度信号線３１に出力する。

可変長符号化回路８は選択信号線３３から次に伝送する
信号源を識別すると、予め定められた方法に従ってその
識別子を符号化し伝送する。

ここで伝送する信号源を決定するには、予め定められた
順番に従って選択（例えば１→２→３→１→２→３→１
・・・、あるいは１→２→１→３→１→２→１・・・）
する方法の他に、次のような選択方法も可能である。

１）予め選択するＭ番をユーザが決定、あるいは選ぶ・ ２）発生符号量予測値の大きい順に選択する。

３）発生符号量予測値の組み合せに対応した順番表にし
たがって選択する。

例えば入力源の数３　（Ａ、Ｂ、Ｃ）　、発生符号量予
測値の数３（発生符号最少、中、大）としたとき、（Ａ
、Ｂ、Ｃ）＝　（少、少、少）、（少。

少、中）、（少、少、大）、（少、中、少）、（少、中
、中）・・・（大、大、大）の２７通りの組合せに対応
して伝送する順番を定める。

４）送信側あるいは受信側のユーザが指定した信号源を
選択する。選択した後は次の指定があるまでその信号を
選択し続ける。

５）各信号源に対応した音声入力を解析し、例えば音声
入力のある信号源を優先的に選択する。

選択された信号源を受信側に通達する手段としては上記
の他に対のような手段が考えられる。

１）別のデータ回線を用いて識別子を伝送する。

２）予め信号の選択の順番を定める、あるいは選択する
手法を定めておき、各画面の先頭や終了を示す符号等に
よって次の信号源に切り替える。但し伝送開始当初は選
択している信号源の識別子を伝送する必要がある。

３）予め選択の順番を記した表を何通りが定めておき、
いずれの表を用いるかを伝送開始時、あるいは伝送途中
に伝送し、通常は各画面の先頭や終了を示す符号によっ
て次の信号源に切り替える。

なお、次に伝送する信号源を決定すると同時にその画面
に対する量子化精度も決定することも望まれる場合があ
る。この場合の決定法としては以下の方法が考えられる
。

１）全て同じ精度にする。

２）各信号源毎に独立に量子化精度を決定する。

例えば１発生符号量予測の大きいものは量子化精度を粗
く、小さいものは細かくする。

３）全発生符号敏予測値の合計によって量子化精度を定
める。例えば、全ての信号源の発生符号量の合計を常に
一定量あるいは一定量以下にすることによって伝送コマ
数の均一を図る。

４）発生符号量予測値の組み合せ毎に、予め量子化精度
を定めておく。例えば、上記３）のように発生符号量を
均一化した上で、特定の信号源に対して多くの符号量を
割り当てて、その信号源の高画質化を図る（信号源毎に
プライオリティを付ける）。

５）ユーザが指定した信号ｇ（特に静止画）に対して量
子化精度を細かくする。

次に受信側を述べる。第５図は本発明による受信側の一
実施例のブロック図である。以下動作を説明する。

伝送路１０から送られてきた信号は、バッファ８０に蓄
積され、可変長符号解読回路８１によって解読される。

同時にフレームメモリ８６Ａ。

８６Ｂあるいは８６Ｃに格納されている前画面の信号は
、スイッチ８９によりその一つが選択されて予ｄ１１１
値となり、加算器８２により上記の解読された信号に加
算される。加算された信号は、上記のフレームメモリ８
６Ａ、８６Ｂ、８６Ｇのいずれかと、スイッチ９０によ
って選択される一時記憶メモリ８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｇ
のいずれかに格納される。−時記憶メモリ８３の内容は
、適宜読み出されてＤ／Ａ変換器８４によってアナログ
信号に変換され、モニタ８５に出力される。

可変長符号解読回路８１では信号源選択の識別子を解読
すると信号源の選択信号１００をラッチ８７に書き込む
。ラッチ８７に格納された信号１０１はスイッチ８８，
８９．９０に与えられ、指定された信号源に対応する経
路に切り替えられ。

復号化が行われる。

この方式によれば入力部等の切り替えスイッチやフレー
ムメモリの追加のみで、ＴＶ倍信号多重化を行うことが
できる。１つの信号源の画像が大きく動き、多くの符号
が発生したときにも、他の信号源の画像があまり動いて
いなければ動いている信号の伝送路の占有率が自動的に
多くなり、動いている信号の画質の劣化やコマ数の減少
が少なくてすむ。全ての信号源の画像が同じ程度の符号
量を発生しているときには伝送路の配分は自動的に等分
になる。

第１図に例示した場合の他に、動き補償フレーム間符号
化を行う場合、あるいは量子化において直交変換（離散
コサイン変換等）やベクトル量子化を行う場合、あるい
はこれらを併用する場合においても本発明は適用できる
。また、上記実施例においてスイッチ５，１３．１４あ
るいはスイッチ８８，８９．９０の切り替えは同時に行
なっているが、符号化、復号化の処理をパイプライン的
に行なう場合などにおいては必ずしも同時に切り替える
必要はない。上記実施例においては多重する信号の数と
して３の場合を説明したが、２つ以上の任意の数に設定
できる。また、設定した最大多重信号数より少ない信号
を多重することも可能である。さらに、本実施例では送
信側の信号源と受信側の出力光は１対１で固定されてい
るものとして説明したが、送Ａ−受Ｃ２送り一受Ａ、送
Ｃ−受Ｂの様に対応を入れ換えてもよい。また、たとえ
ば（Ｎ）ｋｂ／ｓのＴＶＣｏｄｅｃ３台の信号を時分割
で多重し、これを第５図の（３Ｎ）ｋｂ／Ｓの受信側で
受信し３つの画面に分離して出力することも可能である
。また、入力源を２台のカメラとして、受信側で２つの
一時記憶メモリにそれぞれの信号を格納し、それぞれの
信号に別の色をつけたり、偏向処理を施し、ＴＶフレー
ムあるいはＴＶフィールド単位に切り替え、１つの画面
に出力することによってステレオ画面を伝送することも
可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によると１台のＴ　Ｖ　Ｃ
ｏｄｅｃにフレームメモリや切り替えスイッチ等を追加
するのみで、複数の信号源を高能率に符号化し、伝送で
きる。近年のＬＳＩメモリの低価格化を考慮するとこれ
のための負担は小さい。

さらに、１本の回線を適応的に複数の信号源に割り当て
るため回線を効率よく使える。例えば（３ＸＮ）ｋｂ／
ｓの回線用のＴＶ　Ｃｏｄｅｃを用いて３つのＴＶ信号
を多重化した場合、各信号の動きが少ないときにはそれ
ぞれ（Ｎ）ｋｂ／ｓ割り当てられ（一般に静止の場合に
はＮ　ｋ　ｂ　／　ｓ以下で伝送可能である。）、１つ
の信号が大きく動いたときにはその信号に（Ｎ）ｋｂ／
ｓ以上の符号量が割り当てられる。この結果、（Ｎ）ｋ
ｂ／ｓの回線で１つのＴＶ信号を伝送した場合に比べ高
画質になり、伝送コマ数も増える等の効果も生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による符号化装置の一実施例のブロック
図、第２図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、従来の符号化
器、及び復号化合のブロック図、第３図は第１図発生符
号量予測回路３の一実施例のブロック図、第４図は第１
図のコントロール部１１の実施例のブロック図、第５図
は第１図に対応する復号化器の一実施例のブロック図で
ある。 １・・ＴＶカメラ、２・・・Ａ／Ｄ変換回路、３・・・
発生符号量予測回路、４・・・−時記憶メモリ、５・・
・人力選択スイッチ、７・・・量子化回路、８・・・可
変長符号化回路、１１・・・コントロール部、１２・・
・フレームメモリ、３３・・・選択信号線（送信側）、
５７・・・二乗化回路、５６・・・発生符号量予測値Ｒ
ＯＭ、６２・・・量子化パラメータＲＯＭ、６４・・・
信号選択ＲＯＭ、８１・・・可変長符号復号化回路、８
４・・・Ｄ／Ａ変換器、８５・・・ＴＶモニタ、１０１
・・・選択信号線（受Ｙ　１　図 第３図 鷺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数個のテレビジョン入力信号（以降ＴＶ信号と略
   す）を切り替える手段、上記の切り替えたＴＶ信号を高
   能率符号化する手段、とを有する多重符号化装置におい
   て、発生する符号量等に従つてどのＴＶ信号を伝送する
   かを選択する手段、どのＴＶ信号を伝送しているかを受
   信側に通知する手段、とを有することを特徴とする多重
   符号化装置。