JPH05216800A - ネットワーク通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モノクロ／カラーディスプレイ、解像度な
ど、異なる表示能力を持つワークステーション、符号化
方式の異なるワークステーション間でもビデオ画像を相
互に通信する。 【構成】 ビデオ画像通信を集中管理するサーバ局２０
において、解像度変換、色の縮退等の画像帯域を変換す
る帯域変換部１０５を持たせ、接続する各ワークステー
ションに合った形式の画像データを生成して通信を行
う。また、通信性能や画像の展開能力の低いワークステ
ーションに対応するため、画像間のフレーム周期を任意
に変更するフレーム周期変換手段１０６を設け、コマ送
り画像の通信をサポートする。 【効果】 符号器を持つ／持たない、カラー／モノク
ロ、通信能力の高／低など、種々のレベルのワークステ
ーション間で各々のワークステーションに合った方式で
ビデオ通信が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ネットワークで相互
に接続された複数のワークステーション（ビデオ端末）
間での通信方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオ画像通信は、ＮＴＳＣ信号を例に
とると、１秒に３０フレームの画像データを６４０×４
００でサンプリングし、１ピクセルあたり２４ビットで
表現すると１８４ＭＢＰＳもの通信速度が要求される。
従って様々な圧縮方式を用いて通信量を削減することで
ビデオ通信システムを構成する方式が考えられ、また、
通信量を減らす手段としてフレーム周期を落したコマ送
り画像を用いて通信する場合もある。３台以上のワーク
ステーション間で通信するテレビ会議システムなどで
は、全ワークステーションと１対１通信で接続すると多
くの通信ポートや複雑な制御が必要となるため、ネット
ワーク内で通信経路を集中管理するサーバ局をおいて、
そこで各ワークステーションから受信したビデオ画像を
合成し、各端末に再配送する方式が考えられている。

【０００３】図６は、従来のビデオ通信方式を示すサー
バ局の構成図であり、図において、６０１は接続されて
いるワークステーションから送られてくるビデオデータ
を画像データに変換するデコーダ、６０２は複数のワー
クステーションから受信した各々の画像データの同期を
合わせるフレーム同期制御部、６０３は受信ビデオデー
タと送信ビデオデータの入出力を切替えるためのマトリ
クススイッチ及びビデオ合成部、６０４は画像データか
ら通信用のビデオデータに変換するエンコーダである。

【０００４】従来のビデオ通信方式は、上記のように構
成され、まず各ワークステーションから受信したビデオ
データをデコーダ６０１で画像データに変換する。この
時点では、図における３つのデコーダ６０１からの出力
は同期がとれていないため、フレーム同期制御部６０２
において単位時間毎に全入力画像データを完成した状態
にする。フレーム同期制御部６０２の構成例を図７に示
す。図において７０１、７０２はデコーダの出力である
画像データをトグルで展開・保持するダブルバッファ、
７０３はデコーダから逐次送られてくる画像データを展
開するためにどちらか一方のダブルバッファ７０１、７
０２に切り替えるための入力スイッチ、７０４はどちら
か一方のダブルバッファ７０１、７０２の出力を取り出
すための出力スイッチである。受信中の画像データは入
力スイッチ７０３により例えばバッファ７０１に展開さ
れる。画像データが１フレーム分展開し終わると入力ス
イッチ７０３が切り替わりもう一方のバッファ７０２に
展開先が切り替わる。従ってどちらか一方のバッファに
は画像が完成していることになり、出力スイッチ７０４
は完成画像が保持されているバッファ側に切り替えられ
画像データを出力する。マトリクススイッチ及びビデオ
合成部６０３では例えばテレビ会議のように参加者全員
の合成画像を全ワークステーションに送信するために全
入力画像を合成する。その後、エンコーダ６０４にてビ
デオデータを圧縮符号化し、各ワークステーションにビ
デオ画像を送信する。

【０００５】また、異種符号化方式を持つワークステー
ション間の通信システムとして、例えば特開平２−２９
２９８２号公報に示された「テレビ会議システム」の方
式が考えられている。この方式では、サーバ局において
あらゆる符号化方式の符号器／復号器を備え、接続され
る各ワークステーションに対応するため、異なる符号化
方式を持つワークステーション間でもビデオ通信が可能
になる。従来ではこのような手順により、テレビ会議用
などのビデオ通信を行なっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のビ
デオ通信方式では、同じ色表現力を持ち、同じ通信能力
を持ったワークステーション間でしか通信することがで
きない。ところが、現在ワークステーションにおいて
は、モノクロ表示／２５６色表示／１６７０万色表示な
どの色表現能力や解像度の違いなど様々な表示能力を持
つ。その上、解像度や通信能力にもバラ付きがあるため
上記のようなビデオ通信方式では全てのワークステーシ
ョン間で相互に通信することが出来なかった。しかしな
がら、速度を犠牲にしてでも通常のワークステーション
からテレビ会議に参加したいとの要求がある。

【０００７】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたもので、種々の異なる符号器をもつワークステ
ーション、符号器を持たないワークステーション、モノ
クロ、カラー、フルカラーなど、色表現力の異なるワー
クステーション、解像度の異なるワークステーション、
さらに通信性能が高いものから低いものまであらゆるレ
ベルのワークステーション間でテレビ会議などのビデオ
通信を可能にすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるネット
ワーク通信方式は、サーバ局において、各クライアント
局に対して表示色数／解像度等のデータ取り扱い能力を
問い合わせるレベル管理手段と、得られたデータ取り扱
いレベルに応じてビデオ画像等の送信データの帯域を階
層的に変換したり、通信仕様に合わせたりする変換手段
を持つものである。

【０００９】また、この発明にかかるネットワーク通信
方式は、サーバ局における変換手段が、各クライアント
局からの仕様に合わせて画像圧縮率を調整する手段、色
表示を支援する手段、解像度を支援する手段、送信する
画像のフレーム周期を変換する手段、又は、通信性能を
支援する手段を持つものである。

【００１０】

【作用】この発明においては、サーバ局が各クライアン
ト局に対してデータ取り扱い能力を問い合わせ、その情
報をもとにビデオ画像の帯域を解像度、画像のフレーム
周期等を各クライアント局に適応するように変換して送
受信するので、各種レベルのクライアント間でデータの
通信が可能になる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の適応例を示すためのテレビ会
議システムの構成図であり、図において、２０１は本発
明を適応したテレビ会議サーバ局、２０２はテレビ会議
の参加者が使用する第１のワークステーション（以下、
ワークステーション１ともいう）、２０３は第１のワー
クステーションに接続されている第１のテレビカメラ、
２０４はテレビ会議の参加者が使用する第２のワークス
テーション（以下、ワークステーション２ともいう）、
２０５は第２のワークステーションに接続されている第
２のテレビカメラ、２０６はテレビ会議の参加者が使用
する第３のワークステーション、２０７はサーバ局、各
ワークステーション間を接続するＬＡＮである。図２は
この発明の一実施例を示すテレビ会議サーバ局２０１の
構成図であり、６０２は上記従来方式と同一のものであ
る。１０１は接続中の各ワークステーションに対して通
信するビデオデータのレベルを問い合わせるビデオレベ
ル管理部、１０２はビデオレベル管理部からのデータを
もとに各部を制御するビデオレベル制御部、１０３はワ
ークステーション１から受信する第１の符号化方式ビデ
オデータをデコードして画像情報に変換するデコーダ
１、１０４はワークステーション２から受信する第２の
符号化方式ビデオデータをデコードして画像情報に変換
するデコーダ２、１０５はビデオレベル制御部１０２か
らの制御により階層的に画像帯域を変換する帯域変換
部、１０６はビデオレベル制御部１０２からの制御によ
りフレームの繰り返し周期を変換するフレーム周期変換
部、１０７はワークステーション１に送信する画像をエ
ンコードして第１の符号化方式ビデオデータに変換する
エンコーダ１、１０８はワークステーション２に送信す
る画像をエンコードして第２の符号化方式ビデオデータ
に変換するエンコーダ２、１０９はマトリクススイッチ
／ビデオ画像合成部６０３に解像度変換を加えたマトリ
クススイッチ／ビデオ画像合成部／解像度変換部であ
る。なお、この発明において圧縮率とは、通常、画像帯
域及び画像品質と相関関係があるため、以後画像帯域と
いう言葉を用いる。

【００１２】以下、図１、図２を用いて動作を説明す
る。まず、テレビ会議の参加者であるワークステーショ
ン１からサーバ局２０１に対してＬＡＮ２０７を通して
接続要求が出される。サーバ局２０１ではビデオレベル
管理部１０１がワークステーション１に対して今後通信
するビデオデータ形式及び表示能力に関して問い合わせ
をし、その返答を保持する。ワークステーション２、ワ
ークステーションＮに対しても同様な手順で接続がなさ
れる。サーバ局２０１ではビデオレベル制御部１０２が
ビデオレベル管理部１０１のデータを元にワークステー
ション１からの要求に合ったデコーダ１０３を割当て、
デコーダ１０４にはワークステーション２に合ったデコ
ーダを割り当てる。同様にエンコーダについても接続す
るワークステーションに合ったエンコーダ１０７、１０
８を割り当てる。この例ではワークステーション１との
通信データとして標準フルカラー画像圧縮方式であるＩ
ＳＯ／ＣＣＩＴのＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇ
ｒａｐｈｉｃ ＥｘｐｅｃｔＧｒｏｕｐ）方式の最も画
像品質の良い（圧縮率の低い）データ（以下、ＪＰＥＧ
データという）、ワークステーション２との通信形式と
してグレースケールのランレングス符号化データ、さら
にワークステーションＮとの通信データ形式として符号
化処理を施さない低解像度及び縮小カラー画像データを
例にとる。また、ワークステーションＮは通信性能が低
いものとする。接続が完了しビデオデータの送受信が開
始されると、サーバ局ではワークステーション１から受
信したＪＰＥＧデータをデコーダ１０３で復号化し元の
フルカラー画像データに変換する。同様にワークステー
ション２から受信したランレングス符号データもデコー
ダ１０４にて復号化されモノクロ画像データに再現され
る。ワークステーションＮからのデータは画像データそ
のものなので特殊なデコードは行われない。

【００１３】次にテレビ会議用に各ワークステーション
から送られてくる画像を合成・編集するためにフレーム
同期制御部６０２でそれぞれの画像の同期をとり、出力
画像はマトリクススイッチ／ビデオ画像合成／解像度変
換部１０９でテレビ会議用の画像データが生成される。
テレビ会議では各ワークステーションに同じ画像を送信
するため１種類の画像を合成する必要があるため、各ワ
ークステーションから受信する画像の大きさを拡大縮小
変換などの解像度変換により揃えて合成する。

【００１４】次に帯域変換部１０５においてビデオレベ
ル制御部１０２からの指令に従い各ワークステーション
に合わせた画像に変換する。帯域変換部１０５の構成例
を図３を用いて説明する。図３は画像の階層的帯域変換
の一実施例を示す図で、ＩＳＯ／ＣＣＩＴのＪＰＥＧ
（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｃ
ｔ Ｇｒｏｕｐ）で国際標準化作業が行なわれている静
止画圧縮符号化方式ＡＤＣＴ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｉ
ｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｃ
ｏｄｉｎｇ）をベースにし、解像度変換や２値化処理な
どをいれた処理手順である。点線で囲まれた部分はＪＰ
ＥＧに準拠した処理シーケンスなので説明を省略する
が、この方法を使うと画像データの圧縮率の高いもの
（低品質画像）から圧縮率の低いもの（原画像に近い高
品質画像）まで階層的に扱うことが出来る。またこの図
では原画像をＹＣ分離部にて、輝度信号と色差信号に分
離している。これは、カラー画像の表現方式として通常
のＲＧＢ表現（赤、緑、青の３原色の輝度情報）よりも
分離形態の方がデータ量の効率が良くなるからであり、
特に通信を意識したシステムではしばしば使われるデー
タ形式である。ここで、輝度信号のみをランレングス符
合化しワークステーション２との通信で用いれば、グレ
ースケール画像で通信することになる。ワークステーシ
ョン１との通信は、先に述べた通りＪＰＥＧデータを用
いるので、ＪＰＥＧ処理シーケンスの最終段である第４
ステージ出力の高品質画像データをそのまま送信すれば
良い。さらに、ワークステーションＮとの通信は、低解
像度カラー画像であるが、ＪＰＥＧ処理シーケンス内の
データをそのまま使用できる。即ち、図中縦横１／２に
縮小した画像にローパスフィルターをかけた画像がそれ
である。従って、この３台のワークステーションが要求
する３種類の画像データを生成したことになる。

【００１５】次にフレーム周期変換部１０６においてビ
デオレベル制御部１０２からの指令に従い各ワークステ
ーションに合わせたフレーム周期に変換する。ここでは
帯域変換部１０５から出力される画像の生成速度と送信
速度との違いを吸収する。本例ではワークステーション
Ｎの通信性能が低いため、フレーム周期変換部１０６で
例えば２秒で１コマのコマ送り画像にフレーム周期を落
とす必要があるが、この動作を図４を用いて説明する。
図４において４０１、４０２は画像データを展開・保持
するダブルバッファ、４０３は入力スイッチ、４０４は
出力スイッチ、４０５は入力スイッチ４０３、出力スイ
ッチ４０４を切り替える制御信号である。このダブルバ
ッファでは入力速度よりも出力速度の方が遅いため、出
力速度に合わせて両スイッチを切り替える。本例では約
２秒毎に両スイッチを切り替えることになるが、厳密な
切り替えタイミングは入力画像がどちらか一方のバッフ
ァに転送し終わり１フレーム分の画像が完成した時点で
ある。

【００１６】その後各ワークステーションに合わせたエ
ンコーダ１０７、１０８によって画像データが符号化さ
れ、それぞれのワークステーションに符号データが送信
される。即ち、ワークステーション１には高解像度のＪ
ＰＥＧデータが、ワークステーション２には中解像度グ
レースケールランレングスデータが、ワークステーショ
ンＮには低解像度カラーイメージデータが送信される。
このようにして得られた三者間のテレビ会議の例を図５
に示す。

【００１７】以上、この実施例では、ネットワークを用
いて２台以上の通信装置で動画像を伝送するビデオ通信
方式において、ネットワーク系に少なくとも１台のサー
バ局を配置し、サーバ局において同一ネットワークに接
続される各クライアント局に対して通信する画像の圧縮
率を問い合わせるレベル管理手段と、前記問い合わせた
各クライアント局が扱う画像圧縮率に合わせたそれぞれ
の画像データに変換する変換手段を持つことを特徴とす
るビデオ通信方式を説明した。この実施例によれば、サ
ーバ局が各クライアント局に対して扱う圧縮率を問い合
わせ、その情報をもとにビデオ画像の圧縮率を段階的に
変換して送受信するため、種々のレベルのワークステー
ションでもサーバ局への接続により、クライアント局と
して他局とビデオ通信することが可能になる。

【００１８】また、このビデオ通信方式は、ネットワー
ク系に少なくとも１台のサーバ局を配置し、サーバ局に
おいて同一ネットワークに接続される各クライアント局
に対して表示色数／解像度／大きさ等の画像表現能力を
問い合わせるレベル管理手段と、前記問い合わせた各ク
ライアント局の表現能力に合わせたそれぞれの画像デー
タに変換する変換手段を持つことを特徴とする。この場
合は、サーバ局が各クライアント局に対して表示色数／
解像度／大きさ等の画像表現能力を問い合わせ、その情
報をもとにビデオ画像のデータ形式を変換して送受信す
るため、種々のレベルのワークステーションでもサーバ
局への接続により、クライアント局として他局とビデオ
通信することが可能になる。

【００１９】また、ネットワーク系に少なくとも１台の
サーバ局を配置し、サーバ局において同一ネットワーク
に接続される各クライアント局からの要求にあわせて送
信する画像フレーム周期を変換する変換手段を持つこと
を特徴とする。この場合は、サーバ局において、各クラ
イアント局からの要求に合わせて送信する画像のフレー
ム周期を変換するするため、通信能力の低いワークステ
ーションやイメージ展開能力の低いワークステーション
などでも相互にビデオ通信することが可能になる。

【００２０】以上説明したように、各ワークステーショ
ンにおいてはそれぞれ得意な符号化方式で、表示能力を
問わず、しかも通信性能の制限も受けずに、各ワークス
テーションで最も都合が良く効率のよい通信形態がサー
バ局によってサービスされる。即ち本発明によるサーバ
局と接続さえすれば、目的とする相手局の符号化方式、
表示能力、通信性能を意識することなくビデオ通信を行
うことができる。

【００２１】

【発明の効果】この発明は以上説明した通り、サーバ局
が各クライアント局に対してデータ取り扱い能力を問い
合わせ、その情報をもとにビデオ画像の帯域を変換して
送受信するため、種々のレベルのワークステーションで
もサーバ局への接続により、クライアント局として他局
とビデオ通信することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】テレビ会議システムの構成例を示す図。

【図２】この発明の一実施例を示す構成図。

【図３】画像の帯域を階層的に変換する帯域変換部の一
実施例を示す構成図。

【図４】フレーム周期変換部の一実施例を示す構成図。

【図５】三者間のテレビ会議の例及びサーバ局による画
像合成例を示す図。

【図６】従来の方式の構成例を示す図。

【図７】フレーム同期制御部の構成例を示す図。

【符号の説明】

１０１ ビデオレベル管理部 １０２ ビデオレベル制御部 １０３、１０４ デコーダ １０５ 帯域変換部 １０６ フレーム周期変換部 １０７、１０８ エンコーダ ２０１ サーバ局 ２０２、２０４、２０６ クライアント局（ワークステ
ーション） ６０２ フレーム同期制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 以下の要素を有するサーバ局を備えたネ
   ットワーク通信方式 （ａ）ネットワークに接続されるクライアント局からク
   ライアント局のデータ取り扱い仕様レベルを得るレベル
   管理手段、 （ｂ）レベル管理部の得た各クライアント局のデータ取
   り扱い仕様レベルに基づいて、クライアント局に送るデ
   ータを変換する変換手段。
2. 【請求項２】 上記変換手段には少なくとも以下の一つ
   以上の手段を含むことを特徴とする請求項１記載のネッ
   トワーク通信方式 （ａ）クライアント局の画像圧縮率仕様に基づいてデー
   タを変換する手段、 （ｂ）クライアント局の表示色仕様に基づいてデータを
   変換する手段、 （ｃ）クライアント局の解像度仕様に基づいてデータを
   変換する手段、 （ｄ）クライアント局のフレーム周期仕様に基づいてデ
   ータを変換する手段、 （ｅ）クライアント局の通信仕様に基づいてデータを変
   換する手段。