JPH0382232A - 情報通信方式と情報送信装置および情報受信装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は動画、静止画、音声、各種データ等の情報信号
を可変長符号化して送受信する情報通信方式と、この方
式の実施に使用される情報送信装置及び情報受信装置に
関する。

（従来の技術） 動画像を符号化して送信する装置として、従来、第５図
に示す構成の画像送信装置が知られている。

第５図において、端子１に入力される画像信号は例えば
８×８の小ブロックに予め分割されており、ＤＣＴ回路
２により離散コサイン変換された後、量子化回路３にお
いて所定の量子化ステップ（量子化幅）で量子化される
。

量子化データは可変長符号化回路４によって符号化され
る。符号化データは出力バッファ５に入力され、−時蓄
えられる。出力バッファ５の内容は一定速度で読出され
、回線インタフェース７を介して伝送路に送出される。

量子、化ステップ制御回路６は出力バッファ５の内容量
（以下、バッファ量という）を監視しており、そのバッ
ファ量に応じて量子化回路３の量子化ステップを制御す
る信号を発生する。すなわち、量子化ステップ制御回路
６は出力バッファ５のバッファ量が増大すると、出力バ
ッファ５に入力される符号化データのデータ量を減らす
べく量子化ステップを増大させ、バッファ量が減少する
と、符号化データのデータ量を増加させるべく量子化ス
テップを減少させる。

一方、受信側では受信した符号化データを入力バッファ
を介して可変長復号化回路で復号化し、さらに逆量子化
回路及び逆ＤＣＴ回路を経た後、可変遅延回路で符号化
データの時間的変動を平滑化して、表示部に出力する。

このような画像通信システムでは、送信側における出力
バッファのバッファサイズ（最大バッファ量）と、受信
側での復号化から出力（表示）までの遅延時間とが統一
した基準で設計されている必要がある。例えば出力バッ
ファのバッファサイズが大きく、送信される符号化デー
タの時間的変動が大きいとき、受信側の遅延時間可変幅
が短いと、その時間的変動を平滑化できなくなったり、
受信側の入力バッファでデータがオーバーフローするお
それがある。従って、メーカー毎に異なる基準に従って
送信装置や受信装置を製作した場合、送信装置と受信装
置のメーカーが異なると、相互接続上不都合が生じる。

入力バッファのバッファサイズを十分に大きくして、受
信から出力まで遅延時間の変動を吸収できるようにすれ
ば、相互接続には問題がなくなるが、情報伝達の遅延が
大きくなって即時性が損なわれる。メーカー間の設計思
想の違いにより、バッファサイズの種々異なる送信装置
及び受信装置が混在する可能性は高いので、何等かの対
策をしない相互接続した場合の上述した問題は避けられ
ない。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、情報信号を可変長符号化して伝送する
従来の情報通信方式においては、バッファサイズの種々
異なる送信装置及び受信装置が混在した場合、相互接続
された送信装置と受信装置の組合せによっては、可変長
符号化・復号化に伴なう時間的変動を平滑化できなかっ
たり、受信側でデータがオーバーフローしたりするおそ
れがあった。

本発明はバッファサイズの異なる送信装置と受信装置を
相互接続した場合でも、可変長符号化・復号化に伴うデ
ータの時間的変動を平滑化でき、また受信側でデータが
オーバーフローすることのない情報通信方式と情報送信
装置及び情報受信装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明による情報通信方式は、情報信号を可変長符号化
して送信する送信部と、送信部からの符号化データを可
変長復号化するとともに、復号化データの時間的変動を
平滑化して出力する受信部とを有する情報通信システム
において、受信部から符号化データの許容し得る最大遅
延時間変動幅の情報を送信部に通知し、送信部で送信す
る符号化データの遅延時間変動幅を該情報に基づいて設
定することを特徴とする。

本発明による情報送信装置は、情報信号を可変長符号化
して符号化データを得る手段と、符号化データを一時蓄
える出力バッファと、出力バッファから出力される符号
化データを送信する手段と、出力バッファのバッファ量
を受信側からの情報に基づいて変更する手段とを有する
。

本発明による情報受信装置は、情報信号を可変長符号化
してなる符号化データを受信する手段と、符号化データ
を可変長復号化して復号化データを得る手段と、復号化
データの時間的変動を平滑化して出力するための可変遅
延手段と、可変遅延手段の遅延時間可変幅に対応して、
符号化データの許容し得る最大遅延時間変動幅の情報を
送信側に通知する手段とを有する。

また、本発明の他の態様による情報受信装置は、情報信
号を可変長符号化してなる符号化データを受信する手段
と、符号化データを一時蓄え、所定のタイミングで出力
する入力バッファと、入力バッファから出力される符号
化データを可変長復号化して復号化データを得る手段と
、入力バッファでの遅延時間変動幅に対応して、許容し
得る最大遅延時間変動幅の情報を送信側に通知する手段
とを有する。

（作用） このように受信側から符号化データの許容し得る最大遅
延時間変動幅の情報が送信側に通知され、それに従って
送信側における符号化データの最大遅延時間変動幅が設
定されることにより、受信側では可変長符号化・復号化
に伴なう時間的変動が常に正しく平滑化され、また受信
側で受信されたデータがオーバーフローすることもなく
なる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明の一実施例に係る画像通信システムの送信側及
び受信側の構成を示すブロック図である。

まず、画像送信装置１００は入力端子１０１に入力され
る画像信号を符号化して出力端子１０９より伝送路１１
０に送出する回路であり、ＤＣＴ（離散コサイン変換）
回路１０２、量子化回路１０３、可変長符号化回路１０
４、出力バッファ１０５、量子化ステップ制御回路１０
６、回線インタフェース１０７及び最大バッファ量制御
回路１０８により構成されている。

画像送信装置１００において、入力端子１０１に人力さ
れる画像信号は、例えば８×８の小ブロックに予めブロ
ック分割されており、ＤＣＴ回路１０２により離散コサ
イン変換された後、量子化回路１０３において所定の量
子化ステップ（量子化幅）で量子化される。量子化デー
タは可変長符号化回路１０４によって符号化される。符
号化データは出力バッファ１０５に書込まれて一時蓄え
られ、その後一定速度で読出され、回線インタフェース
１０７から出力端子１０９を介して伝送路１１０に送出
される。

量子化ステップ制御回路１０６は出力バッファ１０５の
内容量、つまりバッファ量を監視しており、そのバッフ
ァ量に応じて量子化回路１０３の量子化ステップを制御
する信号を発生する。すなわち、量子化ステップ制御回
路１０６は出力バッファ１０５のバッファ量が増大する
と、出力バッファ１０５に入力される符号化データのデ
ータ量（−人力画像信号／量子化ステップ）を減らすべ
く量子化ステップを増大させ、バッファ量が減少すると
、符号化データのデータ量を増加させるべく量子化ステ
ップを減少させる制御を行なう。

最大バッファ量制御回路１０８は、後述するように、受
信側から伝送路１１０を介して送られてくる最大遅延時
間幅情報を回線インタフェース″１０７を介して受取り
、それに従って出力バッファ１０５の最大バッファ量（
バッファサイズ）を可変制御する。

一方、画像受信装置２００は伝送路、１１ｏから°入力
端子之０１に入力される符号化データを復号化し、さら
に時間的変動を平滑化して出力する回路であり、回線イ
ンタフェース２０２、人カバッファ２０３、可変長復号
化回路２０４、逆量子化回路２０５、逆ＤＣＴ回路２０
６、可変遅延回路２０７、表示部２０８及び最大遅延時
間変動幅設定回路２０９により構成されている。

画像受信装置２００において、入力端子２０１に入力さ
れる符号化データは、回線インタフェース２０２を介し
て入力バッファ２０３に書込まれて一時蓄えられ、その
後人カバッファ２０３から読出されて可変長復号化回路
２０４に人力される。

可変長復号化回路２０４では送信側の可変長符号化回路
１０４と逆の処理を行なって復号化データを出力する。

復号化データは逆量子化回路２０５、逆ＤＣＴ回路２０
６で送信側の量子化回路１０３、ＤＣＴ回路１０２と逆
の処理が施された後、メモリを用いて構成された可変遅
延回路２０７に入力され、時間的変動が平滑化されるこ
とにより、本来のテレビジョンフォーマットの画像信号
となる。

この画像信号はＣＲＴデイスプレィなどの表示部２０８
によって表示される。

ここで、最大遅延時間変動幅設定回路２０９は画像受信
装置２００のユーザー等が可変遅延回路２０７の最大遅
延時間等に対応して、許容し得る最大遅延時間変動幅を
設定する回路である。この設定によって、例えば通信に
先立って最大遅延時間変動幅の情報が回線インタフェー
ス２０２を介して伝送路１１０に送出され、送信側に通
知される。

次に、第２図を参照して本実施例の具体的な動作例を説
明する。第２図は第１図の各部での画像信号におけるフ
レーム（駒）とフレームの区切りの位置をそれぞれ示し
たもので、（ａ）は可変長符号化回路１０４で符号化さ
れる前の画像信号、（ｂ）は符号化された後の画像信号
、（Ｃ）は受信時の画像信号、（ｄ）は可変長復号化回
路２０４で復号化された後の画像信号、（ｃ）は表示部
２０８で表示される画像信号である。

ここで、原画像信号（入力端子１０１に人力される画像
信号）としてＮＴＳＣ信号を仮定し、その１フイールド
を１駒と考えると、フレーム間隔は（ａ）に示すように
ｌ／３０秒となる。このような画像信号を可変長符号化
すると、情報内容に応じて（ｂ）のように時間的にフレ
ームの区切り位置ｂ１＋ｂ２．ｂ３．・・・が変動する
。これを伝送路１１０を介して一定の伝送速度（例えば
８４ｋｂｐｓ）で送信すると、（ｃ）のように−様に一
定時間経過して受信側に到達する。

受信側で受信した可変長符号化データを可変長復号化す
ると、（ｄ）のようになる。可変長復号化回路２０４が
瞬時に復号化した場合は、破線で示すようになるが、フ
レーム毎に一定速度で復号化した場合は実線で示すよう
になる。一般には、復号化はデータ量に応じて可変的な
処理になる場合を考えておく必要がある。この復号化デ
ータの時間的変動を平滑化して、表示するタイミングに
整列させると（ｅ）のようになり、フレーム間隔は一定
（１／３０秒）となる。ここで、（ｄ）におけるフレー
ム区切り位置’Ｉ　ｒ　　ｄ２　＋　　ｄ３　！　・・
・のうち、例えば原画像信号に対する符号化データの遅
延が最も大きい区切り位置ｄ４をｅ４のように遅れなく
出力して表示するようにする。この場合、原画像信号に
対する符号化データの遅延が最も小さい区切り位置ｄ、
は、可変遅延回路２０７でｄ、からｅ、までの時間（２
７３０秒間）遅延さ社た後、出力されて表示される。

このように受信した符号化データの時間的変動の変動量
に合わせて可変遅延回路２０７の遅延時間を変えること
により、時間的変動が平滑化され、正しい画像表示を行
なうことができる。この例では可変遅延回路２０７の遅
延時間可変幅は２１３０秒であるから、符号化データの
２１３０秒までの時間的変動に対応できる。

ところで、可変遅延回路２０７の遅延時間可変幅、すな
わち最大遅延時間変動幅の設定は本来、送信装置や受信
装置の設計思想によって異なるものであり、統一的に定
められるものではない。そこで、本実施例では可変遅延
回路２０７の遅延時間可変幅に対応して、受信側で許容
し得る符号化データの最大遅延時間変動幅が設定回路２
０９によって設定され、その最大遅延時間変動幅の情報
が送信側に通知される。

上記の例に従えば、受信側から最大２ノ３０秒の遅延時
間変動が可能である旨を示す最大遅延時間変動幅の情報
が送信側に送られる。これにより送信側では、可変長符
号化に伴なう遅延の許容し得る変動幅が最大で２１３０
秒であること、換言すれば符号化された画像信号の許容
し得る最大のフレーム間隔が第２図（ｂ）に示すように
１１３０秒＋２７３０秒−３１３０秒であればよいこと
が分かる。この結果、送信側では出力バッファ１０５の
バッファサイズ、すなわち最大バッファ量が受信側でデ
ータが絶対にオーバーフローしない値に設定される。具
体的には、例えば伝送路１１０での伝送速度が８４ｋｂ
ｐｓであるとすると、出力バッファ１０５の最大バッフ
ァ量は６４ｋｂｐｓＸ　３／３０秒−６４００ビットに
設定される。これにより、受信側でデータのオーバーフ
ローや、表示画像の時間的変動は生じない。

この場合、量子化回路１０３での量子化ステップは、量
子化ステップ制御回路１０６によって出力バッファ１０
５のバッファ量が０〜Ｂ０００ビツトの範囲で変動する
ように制御される。出力バッファ１０５のバッファ量が
６０００ビット近くに増大すると、量子化ステップが十
分大きくなって符号化データのデータ量が抑圧されるが
、それでもバッファ量が６０００ビツトを越えるような
時は符号化が停止される。この時、画像信号が動画の信
号であれば、結果として第２図（ｂ）のｂ４に示すよう
な駒落としの動作をすることになる。また、音声信号の
場合は音声の瞬断等の現象となる。

一方、出力バッファ１０５のバッファ量が０近くまで減
少した場合には、量子化回路１０３での量子化ステップ
が十分小さくなって符号化データのデータ量が増加され
るが、それでもデータが全く発生しない場合は必要に応
じてダミー信号が付加されるように制御される。

以上の実施例においては、基本的に送信側の出力バッフ
ァ１０５は十分に大きい容量を持ち、受信側からの許容
し得る最大遅延時間変動幅の情報に応じて最大バッファ
量が制御される。これにより受信側で可変遅延回路２０
７の遅延時間制御による復号化データの時間的変動の平
滑化が正しく行なわれるとともに、入力バッファ２０３
でデータがオーバーフローするような事態が防止される
。

なお、出力バッファ１０５の容量が入力バッファ２０３
の容量より小さい組合わせになったときは、もともと人
力バッファ２０３でオーバーフローが生じることはない
。

本発明は上記実施例に限られず、次のように種々変形し
て実施することができる。

（１）実施例では送信側において受信側からの許容すべ
き最大遅延時間変動幅の情報に応じて出力バッファの最
大バッファ量を制御することで最大遅延時間変動幅を制
御したが、他の手段によって最大遅延時間変動幅を制御
してもよい。

（２）受信側においては、符号化データの許容し得る最
大遅延時間変動幅の情報として、常に受信側の能力を基
準にした、受信側での最大遅延時間可変幅の情報を送信
側に通知する必要はなく、最大遅延時間可変幅以下の値
の情報を通知するようにしてもよい。これにより送信側
での送信モードを制御することができる。

例えば動画の画像伝送においては、送信側で画質よりも
動きを優先させ、駒落としはほとんどせずに、量子化ス
テップを大きくして画質劣化が大きい状態にして送信す
るモード（以下、動き優先モードという）と、動きより
も画質を優先させて、駒落しをすると共に量子化ステッ
プを小さくして送信するモード（以下、画質優先モード
という）とが考えられる。動き優先モードによれば、出
力バッファのバッファサイズを小さくして、原信号に対
する符号化データの最大遅延時間を小さくできるので、
受信側で復号化データの時間的変動を平滑化する際の最
大遅延時間可変幅も小さくてよい。画質優先モードによ
れば、出力バッファのバッファサイズが大きくなるため
、受信側での最大遅延時間可変幅を大きくする必要があ
る。これを利用して受信側から符号化データの許容し得
る最大遅延時間変動幅の情報として、最大遅延時間可変
幅に満たない小さな値の情報を送信側に通知した時は動
き優先モードとなり、最大遅延時間可変幅に近い大きな
値の情報を送信側に通知した時は画質優先モードとなる
ような制御を行なうことができる。

（３）また、受信側において処理上の都合等で遅延時間
の変動幅を一定値以下に制限したい場合にも、許容し得
る最大遅延時間変動幅の情報を通信に先立つ取決めの中
で送信側に通知することが有効となる。具体的には例え
ば受信側でＣＰＵによるソフトウェア処理により復号化
を行なっている場合、ＣＰＵの負荷が増大した時に、送
信側に負荷の軽い復号化処理ができるような遅延時間変
動幅の小さい符号化処理の実行を指示することが可能と
なる。

（４）受信側から送信側への符号化データの許容し得る
最大遅延時間幅の情報の通知は、ＴＶ会議、ＴＶｇ話等
の通信の開始時に一回のみ許されるものではなく、通信
途中で随時通知を行なって最大遅延時間幅の変更を行な
っても構わない。

（５）受信側から許容し得る最大遅延時間幅の情報を送
信側へ通知する場合、その最大遅延時間幅の値そのもの
を示す情報を送ってもよいが、予め決めである幾つかの
数値を示すインデックスを送って同様の情報を通知する
こともできる。また、通信に、先立って送受信間で行な
われる各種情報交換の中で得られる情報によって、送信
側の最大遅延時間変動幅の設定を行なってもよい。また
、機種番号や、いわゆるメーカ一番号等の情報により、
送信側の最大遅延時間変動幅の設定を行なうことも可能
である。

（６）第１図の実施例では受信側に受信した符号化デー
タを一時蓄える人力バッファ２０３と復号化データの時
間的変動を平滑化するための可変遅延回路２０７の両方
を備えているが、復号化データの時間的変動を平滑化す
るための手段が一つ有れば良く、例えば第３図に示すよ
うに入力バッファ２０３を省いた構成にしてもよいし、
第４図に示すように可変遅延回路２０７を省いた構成に
してもよい。

°第３図においては、受信された符号化データは回線イ
ンタフェース２０２を介して直ちに可変長復号化回路２
０４に入力され、復号化される。この構成の場合、可変
長復号化回路２０４、逆量子化回路２０５及び逆ＤＣＴ
回路２０６が入力されるデータを次々と高速処理できる
ことが条件となる。可変長符号化による復号化データの
時間的変動は、可変遅延回路２０７によって平滑化され
、時間的に整列されて表示部２０８に送られる。

第４図においては、可変遅延回路２０７が省略されてい
るため、人力バッファ２０３に、データの時間的変動平
滑化の負担が全て当てられる構成となっている。この場
合、受信された符号化データは人力バッファ２０３に最
大遅延時間に相当するフレーム数、例えば３フレ一ム分
蓄積され、表示のフレームタイミング毎に読出される。

そして、可変長復号化回路２０４で符号化データのデー
タ量の多少に関わらず一定時間で復号化され、表示部２
０８へ送られる。

［発明の効果］ 本発明によれば、バッファサイズの異なる送信装置と受
信装置を相互接続した場合でも、可変長符号化・復号化
に伴うデータの時間的変動を平滑化でき、また受信側で
データがオーバーフローすることがなく、正しい通信を
行なうことができる。

また８、受信側から送信側へ通知する情報によって、送
信モードを受信側の希望に従って制御することも可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の各部の画像信号のフレーム区切り位置を示すタ
イミング図、第３図及び第４図は本発明の他の実施例を
示す受信側のブロック図、第５図は従来の画像送信装置
を示すブロック図である。 １００・・・画像送信装置、１０２・・・ＤＣＴ回路、
１０３・・・量子化回路、１０４・・・可変長符号化回
路、１０５・・・出力ハッファ、１ｏ６・・・量子化ス
テップ制御回路、１’０７・・・回線インタフェース、
１ｏ８・・・最大バッファ量制御回路、１１０・・・伝
送路、２００・・・画像受信装置、２０２・・・回線イ
ンタフェース、２０３・・・入力バッファ、２０４・・
・可変長復号化回路、２０５・・・逆量子化回路、２０
６・・・逆ＤＣＴ回路、 ２ ７・・・可変遅延回路、 ０８・・・表 承部、 ９・・・最大遅延時間変動幅設定回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報信号を可変長符号化して送信する送信部と、
   送信部からの符号化データを可変長復号化するとともに
   、復号化データの時間的変動を平滑化して出力する受信
   部とを有する情報通信システムにおいて、 受信部から符号化データの許容し得る最大遅延時間変動
   幅の情報を送信部に通知し、送信部で送信する符号化デ
   ータの遅延時間変動幅を該情報に基づいて設定すること
   を特徴とする情報通信方式。
2. （２）情報信号を可変長符号化して符号化データを得る
   手段と、 前記符号化データを一時蓄える出力バッファと、前記出
   力バッファから出力される符号化データを送信する手段
   と、 前記出力バッファの最大バッファ量を受信側からの情報
   に基づいて変更する手段と を具備することを特徴とする情報送信装置。
3. （３）情報信号を可変長符号化した符号化データを受信
   する手段と、 前記符号化データを可変長復号化して復号化データを得
   る手段と、 前記復号化データの時間的変動を平滑化して出力するた
   めの可変遅延手段と、 前記可変遅延手段の遅延時間可変幅に対応して、符号化
   データの許容し得る最大遅延時間変動幅の情報を送信側
   に通知する手段と を具備することを特徴とする情報受信装置。
4. （４）情報信号を可変長符号化してなる符号化データを
   受信する手段と、 前記符号化データを一時蓄え、所定のタイミングで出力
   する入力バッファと、 前記入力バッファから出力される符号化データを可変長
   復号化して復号化データを得る手段と、前記入力バッフ
   ァにおける遅延時間変動幅に対応して、符号化データの
   許容し得る最大遅延時間変動幅の情報を送信側に通知す
   る手段と を具備することを特徴とする情報受信装置。