JPH02280490A - 画像データの伝送方法、送信装置、受信装置及び送受信装置 - 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〕 この発明は画像データの伝送方法及びその伝送装置に関
する。

（発明の概要〕 この発明は、動画の画像データを伝送する場合において
、その画像データをデータ圧縮して伝送するとともに、
伝送路の状態に対応して画像データに対する圧縮率及び
符号化率を変更することにより、伝送路の状態にかかわ
らず、固定の伝送速度で最良の画質のデータ伝送ができ
るようにしたものである。

〔従来の技術〕

通信衛星によりビデオ信号（テレビ信号）を伝送する場
合、１０　Ｇ　Ｈｚ以上の周波数帯が使用されているが
、このような周波数帯は降雨による電波の減衰が大きい
。そして、ビデオ信号の衛星中継には、変調方式として
一般にＦＭ変調が採用されているが、ＦＭ信号は、その
信号レベルがスレッショールドＣ／Ｎを下回ると、急激
に画質が劣化してしまう。

したがって、ビデオ信号を衛星中継する場合には、降雨
などの悪天候についての対策が必要となる。ちなみに悪
天候などに対しても、稼動率は９９．９％以上が要求さ
れている。

この場合、固定局と固定局との間の衛星中継であれば、
あらかじめ装置の規模を大きくしておき、降雨時には送
信出力を大きくして画質の劣化を防止することができる
。

しかし、例えばテレビ局が、取材現場から通信衛星を通
じて自局へ取材した画像を送るようなときには、送信出
力を大きくすると、送信機だけでな（、電源装置なども
大型化・重量化するので、送信出力を大きくすることは
、好ましくない。

一方、ビデオ信号をデジタル化して衛星通信を行う場合
には、変調方式として４相ＰＳＫを採用していることが
多い。そして、この４相ＰＳＫの場合には、２相ＰＳＫ
に切り換えることにより、降雨などによる信号の減衰に
対処できる。

しかし、この方法によると、２相ＰＳＫのときに信号帯
域が広がってしまい、通信衛星の高価な帯域を広く必要
としてしまう。

文献：国際電信電話■研究所 レポートＣ３８０−１２６ｒ軟判定ビタービ復号の理論
ビット誤り率特性」 〔発明が解決しようとする課題〕 上述のように、通信衛星を使用してビデオ信号を伝送す
ると、降雨などにより受信した画像の画質が劣化してし
まう。

そして、これを防ぐためには、装置が大型化・重量化あ
るいは複雑化したり、信号帯域が広くなったりしてしま
う。

この発明は、このような問題点に解決しようとするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

ここで、ビデオ信号の衛星中継について考えると、ビデ
オ信号をデジタル化して伝送する場合には、衛星の高価
な帯域を節約する目的で何等かのデータ圧縮を行ってい
る。

また、通信衛星を利用したデータ伝送では、たたみ込み
符号化及びビタビ復号化の技術が使用されている。そし
て、たたみ込み符号化及びビタビ符号化により得られる
符号化利得は、たたみ込み符号の符号化率によって異な
る。

第３図は、その符号化利得の一例を示す（数値は上記文
献から引用）。ここで、例えば（４，３）たたみ込み符
号は、４ビツトの符号のうち、３ビツトが情報ビットで
あり、残る１ビツトが誤り訂正ビットであることを示す
。すなわち、（ｎｏ。

ｋｏ）たたみ込み符号は、符号後のｎ０ビツトのうち、
情報ビットかに０ビツトであり、残る（ｎ。

−ｋｏ　）ビットが誤り訂正ビットである。また、値Ｑ
は、軟判定のＱ値である。

そして、符号化率Ｒを、 Ｒ＝ｋｏ／ｎ。

とすると、第３図によれば、たたみ込み符号においては
、Ｑ値にかかわらず、符号化率Ｒが大きくなるほど、符
号化利得が大きくなることを示している。

そして、このことは、符号化率Ｒを大きくすれば、伝送
路の利得が等測的に大きくなり、それだけ信号（電波）
の減衰が小さくなることと等価である。

この発明は、以上のようにたたみ込み符号化の符号化率
Ｒにより伝送路の利得′を等測的に変更できること、及
びデジタルビデオ信号の衛星通信にはデータ圧縮が行わ
れていることに着目し、画像データをデータ圧縮及びた
たみ込み符号化して伝送するとともに、その伝送路の状
態に対応してデータ圧縮率及びたたみ込み符号化率を、
伝送速度が変化しないように、変更するようにしたもの
である。

〔作用〕

悪天候下でも画像が伝送される。

〔実施例〕

第１図において、（１）は例えば取材現場に設置された
送信装置、（２）は例えばテレビ局に設置されている受
信装置、（３）は衛星中継用の通信衛星を示し、この例
においては、送信装置（１）から衛星（３）を経由して
受信装置（２）に送られる画像データの伝送速度は２４
Ｍｂｐｓとする。

そして、送信装置（１）において、デジタルビデオ信号
Ｓｌが、端子（１１）を通じてデータ圧縮回路（高能率
符号化回路）　（１２）に供給される。この場合、ビデ
オ信号Ｓ１は、例えばＣＣＩＲ勧告６０１にしたがった
信号フォーマットとされ、すなわち、輝度信号はサンプ
リング周波数及び量子化ビット数が１３．５ＭＨｚ及び
８ビツトでデジタル化され、赤及び青の色差信号は同じ
＜　６．７５ＭＨｚ及び８ビツトでデジタル化され、し
たがって、全体で２１６Ｍｂｐｓの信号である。

また、圧縮回路（１２）は、例えば適応予測符号化及び
可変長符号化により信号ＳｌをデータＳ２にデー′夕圧
縮するとともに、このとき、制御信号Ｓ、にしたがって
圧縮後のデータ量Ｎ及びデータ圧縮率Ｃが、第２図の第
２行及び第３行の組■〜■のいずれかとなるように制御
されるものである。

ただし、 Ｃ＝　（Ｐ−Ｎ）／Ｐ とする。そして、値Ｐは、この発明を適用しないで、基
準となるデータ圧縮を行ったときのデータ量で、これは
伝送速度２４Ｍｂｐｓに等しいものとする。

すなわち、原データＳ１は、基準となるデータ圧縮を含
んだときには、データ圧縮率が、のデータＳ２にデータ
圧縮される。

さらに、形成回路（１３）において、エラーチエツク用
として例えばＣＲＣコードＳ、が生成され、このＣＲＣ
コードＳ３がデータＳ２に付加される。

なお、この例においては、上述のデータ量Ｎ及び圧縮率
Ｃは、コードＳ３を含むものとする。

そして、コードＳ３の付加されたデータＳ２が、たたみ
込み符号回路（１４）に供給される。この符号回路（１
４）は、データＳ２をデータＳ４にたたみ込み符号化す
るとともに、制御信号Ｓ３にしたがってそのたたみ込み
符号化時のデータＳ４の符号（ｎｏ、に、）及び符号化
率Ｒを、第２図の第４行及び第５行に示す組■〜■のど
れにでも変更できるようにされている。

ただし、このとき、圧縮回路（１２）におけるデータ圧
縮が組■であったら、符号回路（１４）における符号化
も組■というように、圧縮回路（１２）におけるデータ
圧縮率Ｃと、符号回路（１４）における符号化率Ｒとは
、同じ組とされる。

したがって、データＳ４の伝送速度は、組■〜■のどの
組であっても２４Ｍｂｐｓで一定となる。つまり、伝送
速度が一定となるように、各組のデータ圧縮率Ｃ及び符
号率Ｒが定められているものである。そして、この例に
おいては、伝送測度は２４Ｍｂｐｓなので、その「２４
」の約数ｒ２，３，４，８Ｊがデータ圧縮率Ｃ及び符号
化率Ｒを示す分数の分母となり、データ圧縮率Ｃ及び符
号化率Ｒの組の数が多くされている。

そして、符号回路（１４）からのデータＳ４が、変調回
路１周波数変換回路、パワーアンプなどを有する送信回
路（１５）に供給されて例えば４相ＰＳＫ信号Ｓ、に変
換されて衛星（３）へと送信される。

すると、この信号Ｓ、は、衛星（３）により中継されて
から受信装置（２）においてパラボラアンテナ（２１）
により受信され、この受信された信号Ｓｓが例えばダブ
ルス−パーヘテロダイン形式の受信回路（２２）に供給
されてデータＳ４が復調される。

さらに、この復調されたデータＳ４がビタビ復号回路（
２３）に供給されて信号Ｓ０に対応してデータＳ２がデ
コードされ、このデータＳ２がデータ伸張回路（高能率
復号回路’）　（２４）に供給されて信号Ｓ、に対応し
てもとのビデオ信号Ｓ１に伸張され、この信号Ｓｌが端
子（２５）に取り出される。

そして、この場合、伸張回路（２４）からＣＲＣコード
Ｓ３が分離して取り出され、このコードＳ。

がエラー判定回路（２６）に供給されてコードＳ３のエ
ラーの状態ないし程度が判定され、この判定結果が制御
回路（２７）に供給されて判定回路（２６）の判定結果
にしたがって制御信号Ｓ、、Ｓ、が形成され、信号Ｓｃ
が回路（１２）、　（２４）に供給されるとともに、信
号Ｓ、が回路（１４）、　（２３）に供給される。

そして、回路（１２）、　（２４）、　（１４）、　（
２３）は、ＣＲＣコードＳ、のエラーが多くなるほど、
組■〜■のうちの若い組番号の組を選択するように、信
号ＳｃＳ、により制御される。すなわち、伝送条件が良
いときには、組■が選択され、悪くなるにつれて組■→
組■→組■が選択されるというように、必要最小限の符
号化利得の得られる符号化率Ｒの組が選択される。

なお、受信装置（２）から回路（１２）、　（１４）へ
の信号Ｓｃ、Ｓ、の供給方法は、特に規定しないが、テ
レビ局と取材現場との間の連絡用回線などを使用すれば
よ（、あるいは信号Ｓ、、Ｓ、により組■〜■が選択さ
れるので、信号Ｓ、、Ｓ、にしたがった組■〜■を連絡
用電話などを使用して口頭で送信側に伝えて圧縮率Ｃ及
び符号化率Ｒをセットすればよい。

このような構成によれば、例えば天候条件が良い場合に
は、組■によりビデオ信号Ｓ１が伝送され、このとき、
信号Ｓ、に対するデータ圧縮率Ｃは１７８と小さいのて
、第２図の第７行に示すように、高い画質でビデオ信号
Ｓ１を伝送できる。

また、天候条件が最も悪い場合には、組■によリビデオ
信号Ｓ、が伝送され、このとき、信号Ｓ。

に対する符号化率Ｒが小さいので、すなわち、第２図の
第６行に示すように符号化利得が大きいので、データ圧
縮率Ｃが大きいことによる画質の低下はあるが、ビデオ
信号ＳＩを伝送することができ、降雨などにより装置を
稼動できないという最悪の状況を避けることができる。

そして、天候条件が良くなれば、組■から組■。

組■あるいは組■が選択され、画質は良好となる。

こうして、この発明によれば、ビデオ信号Ｓ。

をデータ圧縮及びたたみ込み符号化して伝送するととも
に、そのときの伝送条件に対応してデータ圧縮率Ｃ及び
符号化率Ｒを変更しているので、すなわち、伝送条件に
よって必要最小限の符号化利得が得られる符号化率Ｒを
選択しているので、その伝送条件下で最高の画質を得る
ことができるとともに、降雨などにより装置が稼動しな
いという最悪の状況を避けることができる。

さらに、符号化率Ｒとデータ圧縮率Ｃとを組にすること
により、どの組をとっても伝送速度を例えば２４Ｍｂｐ
ｓで一定としているので、送信回路（１５）から受信回
路（２２）までの装置の特性を、伝送条件に対して変更
する必要がなく、全ての伝送条件下で共用できる。した
がって、装置の規模を小さくでき、特に送信装置（１）
においては、送信回路（１５）だけでなく電源装置（図
示せず）も小型化・軽量化でき、取材現場への搬送ある
いは設置などが容易になる。

なお、上述において、符号回路（１４）及び復号回路（
２３）としてパンクチャド方式を用いれば、ハードウェ
アの多くを共用できる。また、送信回路（１５）の出力
を可変とすることもできる。ただし、その出力の可変範
囲は、符号化利得に対応して小さ（することになる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、ビデオ信号Ｓ、をデータ圧縮及びた
たみ込み符号化して伝送するとともに、そのときの伝送
条件に対応してデータ圧縮率Ｃ及び符号化率Ｒを変更し
ているので、すなわち、伝送条件によって必要最小限の
符号化利得が得られる符号化率Ｒを選択しているので、
その伝送条件下で最高の画質を得ることができるととも
に、降雨などにより装置が稼動しないという最悪の状況
を避けることができる。

さらに、符号化率Ｒとデータ圧縮率Ｃとを組にすること
により、どの組をとっても伝送速度を例えば２４Ｍｂｐ
ｓで一定としているので、送信回路（１５）から受信回
路（２２）までの装置の特性を、伝送条件に対して変更
する必要がなく、全ての伝送条件下で共用できる。した
がって、装置の規模を小さくでき、特に送信装置（１）
においては、送信回路（１５）だけでなく電源装置（図
示せず）も小型化・軽量化でき、取材現場への搬送ある
いは設置などが容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一例の系統図、第２図、第３図はそ
の説明のための図である。 （１）は送信装置、（２）は受信装置、（１２）はデー
タ圧縮回路、（１４）はたたみ込み符号回路、（２３）
はビタビ復号回路、（２４）はデータ伸張回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、動画の画像データをデータ圧縮し、 このデータ圧縮した画像データをたたみ込み符号化し、 このたたみ込み符号化したデータを伝送路に送り出すと
   ともに、 上記データ圧縮時の圧縮率及び上記たたみ込み符号化時
   の符号化率を、上記伝送路に送り出されるデータの伝送
   速度が一定となる組み合わせで、かつ、 上記たたみ込み符号化による符号化利得が、上記伝送路
   の伝送条件によって必要とされる利得となるように選択
   して上記画像データの伝送を行う ようにした画像データの伝送方法。 ２、動画の画像データをデータ圧縮するデータ圧縮回路
   と、 このデータ圧縮した画像データをたたみ込み符号化する
   たたみ込み符号回路と、 このたたみ込み符号化したデータを伝送路に送り出す回
   路とを有し、 上記データ圧縮回路の圧縮率及び上記たたみ込み符号回
   路の符号化率を、上記伝送路に送り出されるデータの伝
   送速度が一定となる組み合わせで、かつ、 上記たたみ込み符号化回路の符号化利得が、上記伝送路
   の伝送条件によって必要とされる利得となるように選択
   して上記画像データの伝送を行う ようした画像データの伝送装置。