JPH02100533A - 遅延形情報転送方式 - 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、音楽や動画像等の時間的に連続して発生する
情報を伝送回線を介して遠隔地に転送するための情報転
送方式に関するものである。

〔従来の技術〕

第１図は、音楽や動画像等の時間的に連続して発生する
情報を遠隔地に転送するための情報転送方式の例を示す
図である。

同図においで、５１で示すよるに、音楽や動画像等の入
力情報源の符号化を行なった後、回線に対する５２で示
す送信制御を経て、回＃１５３上を転送され、受信側の
受信制御５４を経て、５５で示すように復号化されて出
力される。音楽や動画像等の時間連続情報を符号化した
場合、情報発生量は、第２図に例を示すように、平均値
は比較的小さいが、最大ピーク値が瞬間的に大きくなる
ことが多く、時間的に大きく変動する。

この理由は、ある時刻の入力信号の値が、その近傍の時
刻の信号の値と似ている場合は、予測精度が高まり、符
号化後の情報発生量が者しく少なくなるが、時間的な変
化が大きい場合は、近傍の時刻の信号値からの予測が当
たらないため、情報発生量が極端に増えてしまうことに
起因する。

従来、このような時間的に太き（変動する、音楽や動画
像等の、時間連続情報の転送方式としては、第３図（ａ
）　、（ｂ）に示すような２種の方式が実現されている
。

同図において、５６　６０は情報源の符号化、５７はレ
ートバッファ、５８は一定レート回線、５９　６３は復
号化、６１はバースト化、６２は可変レート回線を示し
ている。

これらの内（＆）は、回線の伝送レートが一定の固定値
の場合に適用される方式であり、入力された時間連続情
報を情報源符号化する際、情報発生量が一定レートにな
るように符号化制御を行なう。

この符号化制御の方法としては、第４図（、）、（ｂ）
に示すような２種の方法が実現されている。

同図（ａ）は、信号の時間的な分解能を重視した制御方
法であり、符号化後の情報発生量が、一定の伝送レート
よりも増えそうな場合、符号化後の信号のＳ／Ｎや空間
的な分解能を犠牲にして、個々の時刻の情報発生量を抑
制する。

すなわち、第４図（ａ）中の斜線部の情報量だけ、符号
量発生を抑制し、一定レートに抑える。この方法では、
音楽や動画像等の入力信号の時間的な変化が大きい場合
には、その時刻の音質や画像品質が着しく劣化する。

第４図（ｂ）は、信号の時間的な分解能を犠牲にして、
符号化後の信号のＳ／Ｎや空間的な分解能を重視した制
御方法であり、ある時刻の符号化後の情報発生量が一定
の伝送レートよりも増えた場合、あふれた情報量を、そ
の発生時刻以降の時間を使って伝送し、そのあふれた情
報量が転送されている間は、新しい符号化情報が発生し
ないように制御を行なう。

すなわち、第４図（ｂ）中に示したように、時刻５．６
．１１の点線部で示した、あふれ情報ａ、ｂ、ｃを、そ
れぞれ引き続く時刻６．７．８．１２に伝送する　（図
中の　　、　ｂｐ　、　Ｃ／　に相当）。

この際、あふれ情報を送信している時刻７．８．１２に
おける信号のサンプリングの省略等の制御を行ない、符
号化情報の発生を抑制し、本未発生するはずだった、斜
線部の情報の転送を省略する。

このため、この方法では、音楽や動画像等の入力信号の
時間的な変化が大きい場合には、その時刻以降の、あふ
れ情報を転送している閏の時間は、新しい情報が転送さ
れないため、動画像の動きが止まったように見える等の
時間的な分解能に関する品質劣化を生ずる。

一方、第３図（ｂ）の方法は、回線の伝送レートが大容
量で余裕がある場合または可変レートの場合に適用され
る方式であり、入力された時間連続情報を情報源符号化
し、第２図のような符号化情報発生量を、そのまま可変
レートで転送する。

この方式では、音楽や動画像等の入力信号の時間的な変
化が大きくても、その変化に対応するだけの情報発生量
を転送できるため、情報発生量の最大ピーク値が伝送レ
ートとして許容されている範囲内であれば、音質や画像
品質に関して、時間的に変動するような劣化を生じない
ように符号化制御することができる。

すなわち、一定品質を保証するように符号化制御するこ
とができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記、第３図（ａ）に示した固定レート符号化方式と、
ＭｒＪ３図（ｂ）に示した可変レート符号化方式を同一
平均レートで比較した場合、第５図に示すように、総合
品質は可変レート符号化の方が優れた評価を示す。

このように、可変レート符号化による情報転送方式は、
品質面では優れているが、符号化情報発生量の最大ピー
ク値に対応するためには、余裕のある大容量伝送回線が
必要であり、経済的な実現が難しいという問題烹があっ
た。

本発明は、このような従来の欠点に鑑み、固定レートの
小容量伝送回線を用いで、音楽や動画像等の時間的に連
続した情報を転送する際に、符号化情報発生１が時間的
に変化しても、時間的に変動するような品質劣化を生じ
ないで、定品質を保証するような情報転送方式を実現す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上述の目的は、前記特許請求の範囲に
記載した手段により達成される。

すなわち、本発明は、送信側に、音楽や動画像等の時間
的に連続して発生する情報の入力手段と、入力された情
報源の符号化手段と、時間的に変動する符号化情報を一
定時間（Ｔ）Ｍえる送信用一時蓄積メモリ部と、蓄積さ
れた符号化情報の内、回線の情報伝送レートを越えて発
生した情報を、当該情報発生の時系列に関係なく、先行
または遅渣させて該当する情報の発生時刻から一定時間
（Ｔ）内に一定レートで回線を介して送信する手段を設
けるとともに、受信側に回線を介して受信した符号化情
報を一定時間（Ｔ）蓄える受信用一時蓄積メモリ部と、
受信した符号化情報を本来の発生順序に並べ戻す順序制
御手段と、情報の復号化手段と、復号化された情報を順
次、連続的に情報発生時刻から一定時間（Ｔ）遅延させ
て出力させるぞ１段とを設け、時間的に発生量が変動す
る符号化情報を一定レートで回線を介して伝送し、受信
側で時間的順序を再構成した後、復号化し、情報発生時
刻から一定時間（Ｔ）だけ遅延させて、発生順序に従っ
て、時間的に連続して出力する遅延形情報転送方式であ
る。

〔作　用〕

本発明の情報転送方式は、音声や動画像等の時間的に連
続して発生する情報を符号化した場合の、時間的に大き
く変動する情報を、情報発生時刻から一定の遅延時間ま
での時間範囲内の伝送容量をバフ７アとして平滑化、平
均化して一定レートで送信し、受信側において順序を元
に戻すとともに、固定遅延時間（Ｔ）後に、復号化して
出力することにより、符号化情報発生量が時間的に変化
してら、その変化に起因する品質劣化を生じないで、一
定品質を保証するような固定レート情ａ転送を実現した
ものである。

このため、経済的な低速の固定レート伝送回線を月いて
、大容量伝送回線を用いた可変レート符号化と同様のピ
ーク値変動に対応し得る品質を、実現できる。

〔実施例〕

第６図は、本発明の一実施例を示すブロック図であって
、１は情報源符号化部、２は送信側の一時蓄積メモリ、
３は一定レート送信・事前事後転送順序制御部、４は一
定レート回線、５は受信側の一時蓄積メモリ、６は受信
情報順序制御部、７は復号化部、８は固定時間遅延制御
部を表わしている。

同図について、その動作を説明すると、まず音声や動画
像等の、時間的に連続して発生する入力信号が情報源符
号化部１に入力され、予測符号化等の符号化処理によっ
て、符号化情報に変換される。該符号化情報は、第２図
に示されるような、平均値は比較的小さいが、最大ピー
ク値が瞬間的に太き（なることが多（、時間的に変動す
るデータとなる。

このような情報を送信側の一時蓄積メモリ２に一定時間
分（Ｔ＝ＴＩ＋７２）、逐次、蓄える。

すなわち、ある情報が発生した時刻よりＴ１時間前から
、１２時間後までのＴ１＋Ｔ２（＝Ｔ）時間分の情報を
蓄積する。

次に、一定レート送信・事前事後転送順序制御部３は、
この情報源符号化部において発生した情報を、発生順序
に従って、一定レート回線４を介して一定レートで順次
転送する。ここで、一定レート回線４の伝送レートは、
符号化情報発生量の時間平均値（時間平均値＝伝送する
全符号化情報ｉＬ／伝送時間）よりも大きい値とする。

回線を介した情報の転送は、平均的には以下のベースで
行なう。

■　情報発生時刻から、Ｔ１時間遅れて情報転送を開始
する。この情報発生時刻よりＴ１時間遅れた時刻を、こ
こでは、転送開始基本時刻と呼ぶこととする６ ■　情報発生時刻から、Ｔ１＋Ｔ２　　（＝Ｔ）時間経
過するまでの間に転送し終える。この情報発生時刻から
、１時間経過した時刻を、ここでは転送終了限界時刻と
呼ぶこととする。

この転送のベースは、あくまでも平均的なものであり、
実際には、一定レート送信・事前事後転送順序制御部３
は、以下の手法により情報送信の順序制御を行ない、瞬
間的に大きなピーク値が生じる符号化情報を、時間的に
一定ンートに平坦化・平均化し、一定レートでも効率的
な情報転送ができるようにする。

（ａ）情報発生量の事前把握 符号化情報の転送開始基本時刻において、既に、一時蓄
積メモリには、符号化対象情報の発生時刻よりも一定時
間分（Ｔ１）先（現時刻）＊での符号化情報が逐次蓄え
られているため、転送開始基本時刻からＴ１時間経過後
（現時刻）＊でに発生する情報量の推移を、逐次、事前
に知ることができる。

これにより、情報転送中のあふれ情報量や、転送あふれ
情報の発生予想時刻を正確に、事前に把握する。

（ｂ）情報の事前転送（転送開始基本時刻より前の転送
） 情報発生量が伝送レートの値よりも低い状態にある場合
、この伝送レートの余裕を使って、（ａ）項で把握した
あふれ情報を、転送順序と関係なく、事前に、先行して
転送する。

あるいは、Ｆ　Ｉ　Ｆ　Ｏ（ｆａｓｔ　ｉｎ　ｆａｓｔ
　ｏｕｔ）形式で、情報発生の順に、伝送レートを目い
っばい使って、一時Ｍ積メモリ３中の符号化情報を詰め
て、先行して転送する。

一時蓄積メモリには、常時Ｔ１９間前の符号化情報が蓄
えられているので、転送あぶれの発生予想時刻（転送開
始基本時刻）のＴ１時間前から、先行して転送を開始す
ることができる。

（ｃ）情報の事後転送（転送開始基本時刻以後の転送） 転送中の符号化情報発生量が伝送レートの値を越えてあ
ふれた場合、（ｂ）項の事前転送に加えて、転送あふれ
情報の発生時刻（転送開始基本時刻）以降の時間を使っ
て、あふれ情報を転送する。この転送に際しては、各時
刻における情報発生量と伝送レートとの差の余裕を使う
か、あるいは、ＦＩＦＯ形式で、情報発生の順番に従っ
て、一時蓄積メモリ３中の符号化情報を詰めて転送する
。一時Ｍ積メモリには、常時、情報発生時刻からＴ１十
Ｔ２　　（＝Ｔ）時間（転送終了限界時刻）までの間、
すなわち、転送開始基本時刻からＴ２時間の間、符号化
情報が蓄えられているため、この間に符号化情報を転送
する。

（ｄ）情報の転送順序入れ換え 転送あふれ情報の事前転送や事後転送を行なう際、本方
式では発生情報を一定時間（Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２）分、常時
蓄積しており、個々の転送情報は、その情報発生時刻か
らＴ時開以内に、転送を終了しないといけない、このよ
うな条件を満足させるため、転送順序を逐次、必要に応
じて入れ換えしながら、この条件を満足させるように、
情報転送を行なう。

このようにして、送信された情報は、受信側の一時蓄積
メモリ５に蓄えられ、次に、受信情報順序制御部６にお
いて、転送の際に入れ換えられた順番が、本来の符号化
情報の発生順に並べ替えられる。

発生順に並べ替えられた符号化情報は、復号化部７にお
いて復号化され、次に、固定時間遅延制御部８において
、復号化された信号が、符号化部１における情報発生時
刻から、常に一定の遅延時間（Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２）で出力
されるように、制御して出力する。

１７図は、符号化情報の転送あふれ情報の、本発明によ
る転送方式の例を説明する図であって、あふれ情報の発
生時刻（転送開始基本時刻）、事前転送、Ｊ！後転送、
転送終了限界時刻、遅延時間の関係を示したものである
。伝送レートを越えて発生したあふれ情報部分（図中の
斜線を施した部分）が、事前転送および事後転送される
様子を示している。

第８図は、転送あふれ情報の、本発明による転送方式の
他の例を説明する図であって、あふれ情報部分の事前転
送、事後転送、および転送順序入れ替えの様子を示して
いる。

すなわち、同図において、ａ−＋ａ、ｂ、→ｂ、″、　
ｃ−＋　６″は情報の事前転送を示しており、ｂ２→ｂ
２＃は情報の事後転送を、また、ｄ→ｄ″は情報の転送
順序の入れ替えを示している。

第９図は、本発明においてＦＩＦＯ形式で情報転送を行
なう場合の例について説明する図であって、事前転送、
事後転送の際、情報の転送順序をＦ　Ｉ　Ｆ　Ｏ（ｆａ
ｓｔ　ｉｎ　ｆａｓｔ　ｏｕｔ）形式で、情報発生の順
に伝送レートを目いっばい使って、符号化情報を詰めて
伝送する場合の様子を示しており、（ａ）は時間と情報
発生量との関係を、（ｂ）は時間毎の情報転送順序を、
（ｃ）は時間毎の情報転送遅延時間を示している。

この場合、情報発生量が伝送レート（〉情報発生量の時
間平均値）よりも小さい間は、発生した情報は、逐次、
事前転送で、転送開始基本時刻よりも前に転送されるが
、発生情報量が増えて、事前転送できなくなると、転送
開始基本時刻よりも遅れて、事後転送により送信される
（同図（ｅ）における斜線を施した部分は事前転送を、
斜線を施してない部分は事後転送を示している）。

本発明の転送方式では、情報Ｗ！積時間Ｔ＝Ｔ１十Ｔ２
の選択により、転送あぶれの平滑化、平均化の有効性が
左右されるため、Ｔ１．Ｔ２を決める際には、符号化情
報の発生頻度、ピーク値の分布、等の情報発生特性を基
に、余裕を持った値を選定する必要がある。ピーク値の
発生頻度が非常にばらついた特性の場合には、最悪条件
を基にして、情報蓄積時間を選択するようにすれば良い
。

事前転送および事後転送により、情報発生時刻から、転
送終了許容限界時刻までの遅延時間（Ｔ＝Ｔ１＋７２）
の範囲内の伝送容量をバッファとして平滑化、平均化し
て送信し、受信側において順序を元に戻すとともに、固
定遅延時間（Ｔ）で、復号化して出力することができる
ため、符号化情報発生量が時間的に変化しても、その変
化に起因する品質劣化を生じないで、定品質を保証する
ような固定レート情報転送を実現できる。このため、大
容量伝送回線を用いた可変レート符号化と同様の品質を
、転送情報量の時間平均値は同じという条件下で、低速
の固定レート伝送回線を用いて実現できる利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、音楽や動画像等
の、時間的に連続して発生する情報を符号化した場合の
１時間的に大きく変動する情報を、転送開始基本時刻（
Ｔ１）にたいする

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な時間連続情報の転送方式の例を示す図
、第２図は時間的に連続する情報を符号化した場合の情
報発生量の時間変化の例を示す図、第３図は従来の時間
連続情報の情報献送力式の例を示す図、第４図は従来の
一定レート符号化情報転送制御方法の例を示す図、第５
図は従来の符号化情報の転送方式の品質比較図、第６図
は本発明の情報転送方式の実施例のブロック図、第７図
は本発明のあふれ情報の転送方式の例を説明する図、第
８図は本発明のあふれ情報の、他の転送方式の例を説明
する図、第９図は本発明においてＦｉＦＯ形式で転送す
る場合の情報転送の例を説明する図である。 １　・・・・・・情報源符号化部、　　　２　・・・・
・・送信側の一時蓄積メモリ、　　　　　３　・・・・
・・一定レート送信・事前事後転送順序制御部、　　　
４・・・・・・一定レート転送回線、　　　　５　・・
・・・・受信側の一時蓄積メモリ、　　　　　６　・・
・・・・受信情報順序制御部、　　　　　７　・・・・
・・復号化部、８　・・・・・・固定時間遅延制御部 代理人　弁理士　本　　ｒＩｌ　　　　　　崇詩閘 ７　８　　　　　　　　　　／２ 胱沫の一定し−ト膚号メヒｆ＠転送制例方法の秒１な示
甘巨卒４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 送信側に、音楽や動画像等の時間的に連続して発生する
   情報の入力手段と、入力された情報源の符号化手段と、
   時間的に変動する符号化情報を一定時間（Ｔ）蓄える送
   信用一時蓄積メモリ部と、蓄積された符号化情報の内、
   回線の情報伝送レートを越えて発生した情報を、当該情
   報発生の時系列に関係なく、先行または遅延させて該当
   する情報の発生時刻から一定時間（Ｔ）内に一定レート
   で回線を介して送信する手段を設けるとともに、 受信側に回線を介して受信した符号化情報を一定時間（
   Ｔ）蓄える受信用一時蓄積メモリ部と、受信した符号化
   情報を本来の発生順序に並べ戻す順序制御手段と、情報
   の復号化手段と、復号化された情報を順次、連続的に情
   報発生時刻から一定時間（Ｔ）遅延させて出力させる手
   段とを設け、時間的に発生量が変動する符号化情報を一
   定レートで回線を介して伝送し、受信側で時間的順序を
   再構成した後、復号化し、情報発生時刻から一定時間（
   Ｔ）だけ遅延させて、発生順序に従って、時間的に連続
   して出力することを特徴とする遅延形情報転送方式。