JPH0583694A - 画像情報セル化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 この方法では、１画面を構成する１フレーム
分の画像情報３２を、１画面をほぼ等分割して得られる
複数のグループ３６に区分する。各グループ３６はそれ
ぞれセル化されるが、ここにはグループ単位で再生に必
要な制御情報が含まれ、受信側では１フレーム分の画像
情報到着を待たず、グループ単位のセルの到着により直
ちに画像情報の再生を行う。 【効果】 セルの受信開始から再生までの時間的遅延が
短縮され、セルの送信タイミングがグループ単位で分散
され、バースト性が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、B-ISDN（広帯域サービ
ス統合ディジタル通信網）の利用の一形態として、 CCI
TT（国際電信電話諮問委員会）において標準化が検討さ
れている、非同期転送モード（ＡＴＭ）を用いた高能率
符号化処理した符号化画像信号の画像情報セル化方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】B-ISDNは、通信網のディジタル化によっ
て、電話，データ通信，ファクシミリ，画像通信等の電
気通信サービスを一元化するべく提供されるネットワー
クで、CCITTにおいて各種の標準化が行なわれている。
ＡＴＭでは、全ての情報をパケット化して非同期転送す
る。このＡＴＭにより、通常のファクシミリデータや静
止画像の他、可変レートの動画情報も効率良く伝送可能
となる。

【０００３】図３に、一般のB-ISDN動画伝送路の機能説
明のためのブロック図を示す。図において、先ず、動画
等の画像情報１は、符号化処理２が行なわれる。この符
号化処理２は、ファクシミリ装置で行なわれていると同
様の、ラングレス符号化等の圧縮処理を含む。このよう
に圧縮されたデータは、一定長の多数のセルに分割する
セル化３がされる。B-ISDNにおいては、従来のパケット
通信と区別する意味で、この固定長のパケット状データ
のことをセルと呼ぶ。

【０００４】セル化されたデータは、他のデータソース
から入力する同様のセルと共に多重化４が施され、B-IS
DN網５に送出される。受信側では、そのセルを分離６し
て、受信されたセルの配列７を行なう。その後、符号化
処理２と逆の手順で復号化８を行ない、画像情報９を再
生する。ところで、このような動画像情報の圧縮には、
高能率符号化処理が行なわれる。先ず、その場合、１画
面即ち１フレームをブロック単位で分割する。

【０００５】図４に、フレームとブロック群とブロック
の概念を説明する説明図を図示した。図において、１フ
レーム１０は、所定数のブロック群１１に等分割されて
いる。また、このブロック群１１は、更に細かいブロッ
ク１２に分割されている。ＡＴＭで検討されているこの
１フレーム１０は、例えば１６個のブロック群１１から
成り、各ブロック群１１は２４個のブロック１２から構
成されている。従って、１フレームは 567ブロックに分
割される。尚、この１ブロックは、８×８画素の画像情
報から成る。

【０００６】高能率符号化処理においては、この各ブロ
ック毎に、フレーム間動き補償又はフレーム内動き補償
を適用した後の差分信号を得て、これを離散コサイン変
換し、量子化して、その変換係数の内、有意な情報のみ
を使うようにしている。即ち、高能率符号化処理におい
ては、各ブロックの信号に対し、単に従来ファクシミリ
装置で用いていたような圧縮処理を行なうのみでなく、
ブロック内の画像の動きに着目し、直前に送出したブロ
ックとの比較によって動ベクトルを得たり、両ブロック
の差分を抽出して符号化するといった手法により、送信
データの効率的な圧縮を図っている。

【０００７】図５に、動ベクトル抽出法の説明図を示
す。図において、特定の１ブロック１２に着目した場
合、前フレームのブロック12-1と同一の画像が現フレー
ムのブロック12-2中に含まれ、その位置が空間的に矢印
〈ａ〉だけ移動している場合、この矢印〈ａ〉を動ベク
トルとして抽出する。即ち、前フレームのブロック12-1
が受信側に正常に受信されていれば、その後動ベクトル
〈ａ〉のみを送信することによって、現フレームのブロ
ック12-2が受信側で容易に再現できる。

【０００８】ところで、カラー画像の場合には、同一内
容の画像を、輝度信号及び色差信号に分離して扱う。こ
のような場合、図５に示したような動ベクトルの抽出
は、簡便のため輝度信号のブロックのみについて行なう
ことができる。従って、高能率符号化処理においては、
輝度信号と色差信号とを一まとまりにし、マクロブロッ
クという単位で符号化処理を行なう。

【０００９】図６に、そのようなマクロブロックの概念
説明図を示す。図のように、１フレーム１０の画像情報
は１６個のブロック群１１に分割され、各ブロック群１
１は、輝度信号Ｙは９６個のブロック１２に、色差信号
Ｕ，Ｖは２４個のブロック１２に分割されている。そし
て、輝度信号Ｙと色差信号Ｕ，Ｖの対応するブロック１
２をまとめてマクロブロックとし、このマクロブロック
を単位として符号化処理を行なう。本発明の明細書にお
いては、以下、単にブロックを単位として符号化処理を
行なうように説明をするが、カラー画像の場合には、こ
のようなマクロブロック単位で処理を行なえばよく、特
にその取扱いには差異が無いので、重複する説明を省略
する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な画像情報セル化方法には、次のような再生時の遅延発
生とパースト性に関する問題が生じていた。図２に従来
の再生時の遅延発生説明図を示す。図のように、高能率
符号化された１フレーム分の画像情報２２には、そのフ
レームの識別番号を示す情報等を含むフレームヘッダ２
１が付加される。これが先に説明したように複数のセル
２３に分割される。このセルの長さは一定長に規定され
ている。これらのセル２３は多重化装置２４を介して、
通信線路に送信される。

【００１１】受信側では、１フレーム分の画像情報再生
に必要なセル全てを受信した後、その画像情報の再生を
行う。非同期転送モードにおいては、セルの到着する順
番などもまちまちであり、通信線路の伝送容量などに限
界があることから、セルの欠落も生じうる。そこで、受
信側では、図に示すようにヘッダ部２６及びＣＲＣ部２
７を含む１フレーム分の画像情報を再生し、その際、セ
ル欠落部２８が存在する場合には、エラー訂正用の冗長
符号を含むＣＲＣ部２７を参照してその修復を行う。こ
のようなセル欠落の補償を容易にし、画像情報の劣化を
防止するために、従来、「映像信号のパケット廃棄に対
する補償法の一提案」(1987 年電気通信学会情報ネット
ワーク研究会IN87-12.PP19-24 参照）等が紹介されてい
る。しかしながら、上記のように、１フレーム分の画像
情報にその再生に必要なエラー訂正用の冗長符号などの
制御情報を付与する場合に、受信側では１フレーム分の
全ての画像情報を受信し終わる必要がある。即ち、１フ
レーム分の画像情報の受信を開始すると、１フレーム分
の画像情報が到着するべき時間Ｔの間、該当するセルを
受信し、その後セル欠落部に対する修復を行うこととな
り、再生の際大きな遅延を生じるという問題があった。

【００１２】一方、上記１フレーム分の画像情報は固定
長ではない。即ち、既に送信済みのフレームと比較して
ほとんどその内容に変化がない場合には１フレーム分の
情報量は少量となり、大きな変化がある場合には情報量
が増加する。図７に従来のバースト性の問題点説明図を
示す。図に示すように、動画像についての１フレーム分
の画像情報は、一般に３０分の１秒周期で送信される。
この場合に、各画像情報の情報量が図に示すようにまち
まちである為、これをセル化した場合に、そのセルが受
信されるタイミングは非常に不均一になる。即ち、３０
分の１秒毎にセルが集中的に送信され、必要なセルの送
信が終了すると次のフレームの送信まで送信動作が停止
する。このような信号のバースト性は、多重化の際、必
ずしも有利とはいえない。多重化装置に各種の画像情報
がセル化されて入力する場合、これらはできるだけ時間
的に均一に分散して入力することが好ましい。本発明
は、以上の点に着目してなされたもので、画像情報再生
時の遅延発生と送信時のバースト性を解決した画像情報
セル化方法を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の、画像情報セル
化方法は画像情報を高能率符号化し、一定長の複数のセ
ルに分割して非同期転送モードにより通信線路に送信す
るものにおいて、１画面を構成する１フレーム分の画像
情報を、前記１画面をほぼ等分割して得られる複数のグ
ループに区分し、前記各グループ単位で再生に必要な制
御情報を付加した後、前記セルに分割して送信すること
を特徴とするものである。

【００１４】

【作用】この方法では、１画面を構成する１フレーム分
の画像情報３２を１画面をほぼ等分割して得られる複数
のグループ３６に区分する。各グループはそれぞれセル
化されるが、ここにはグループ単位で再生に必要な制御
情報が含まれ、受信側では１フレーム分の画像情報到着
を待たずグループ単位のセルの到着により直ちに画像情
報の再生を行う。これにより、セルの受信開始から再生
までの時間的遅延が短縮され、セルの送信タイミングが
グループ単位で分散され、バースト性が小さくなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。図１は本発明の方法の実施例を示す説明図であ
る。まず図において、本発明の方法では、１画面の画像
を高能率符号化し、１フレーム分の画像情報３２を得た
後、次のようにして複数のグループに区分する。この１
フレーム分の画像情報３２の高能率符号化手順と、これ
にフレーム番号等を含むフレームヘッダ３１を付加する
手順は従来と同様である。ここで、この画像情報は上記
１画面をほぼ等分割して得られる複数のグループに区分
する。この実施例では、１画面を１６分割している。即
ち、先に図６において説明したブロック群１１を１グル
ープとし、このグループ３６を単位として再生に必要な
全ての制御情報、即ちエラー訂正用の冗長符号などを付
加する。そして、各グループ単位でそれぞれセル３３に
分割するセル化を行う。

【００１６】その後、これらのセルは多重化装置３４に
入力し、通信線路３５に向けて送信される。本発明にお
いても、１画面を構成する１フレーム分の画像情報は３
０分の１秒周期で送信される。この実施例では、上記１
画面を１６分の１に分割して、グループ毎のセルを送信
する。従って、受信側では 480分の１秒毎に１グループ
分のセルを受信する。先に説明したように、各グループ
を構成する画像情報の情報量はその内容によりまちまち
である。従って、セル化により得られたセル３３の数も
まちまちである。しかしながら、この場合、受信と再生
はグループ単位で行われる為、１フレーム分の画像情報
の受信を待たず、１グループ分の画像情報の受信のみに
よってその都度再生が完了する。この場合に、再生に必
要な制御情報がグループ毎に含まれている為、グループ
毎に欠落したセルの補完などを行うこともできる。

【００１７】図８にバースト性比較説明図を示す。図８
（ａ）は本発明の方法におけるセルの送信タイミングを
示し、図８（ｂ）は従来のセル送信タイミングを示す。
図によって明らかなように、本発明の方法においては、
480分の１秒毎に各グループのセル化を行いその送信を
行う。従って 480分の１秒毎にセルが集中するものの、
全体として、即ち、３０分の１秒という周期で見た場
合、セルは全ての時間に渡って比較的均一に分散する。
一方、従来の方法では、３０分の１秒周期で一挙に１フ
レーム分の画像情報をセル化する為、図のｔ時間の間セ
ルが集中して送信され、その後セルの送信が全くない状
態が継続する。図の（ａ）と（ｂ）を比較して明かなよ
うに、本発明によればセルの集中が避けられ、効率よく
多重化を行うことが可能となる。

【００１８】図９に上記のような本発明実施の為の装置
ブロック図を示す。図の装置は、画像情報３０を受け入
れる高能率符号化器４１、グループバッファ４２、グル
ープ用冗長符号生成器４３、セル分割部４４、セルバッ
ファ・セル組立送出器４５が順に設けられ、ここからセ
ル３３が出力される構成とされている。高能率符号化器
４１及びグループバッファ４２は、同期タイミング発生
器４６によりその動作を制御される。また、グループ用
冗長符号生成器４３の出力はセル分割組立情報生成器４
７を経てセルバッファ・セル組立送出器４５に入力する
構成とされている。

【００１９】図の高能率符号化器４１は、画像情報３０
を受け入れ、先に説明した要領で高能率符号化を行う回
路である。ここで符号化された画像情報は、グループバ
ッファ４２にグループ単位で格納される。同期タイミン
グ発生器４６は、グループバッファ４２に１グループ分
の画像情報が格納されると、これをグループ用冗長符号
生成器４３に転送するよう制御する。この画像情報の転
送が終了すると、高能率符号化器４１は新たに次のグル
ープに付いての画像情報を符号化し、グループバッファ
４２に格納する。

【００２０】同期タイミング発生器４６は、このような
タイミングを制御する。グループ用冗長符号生成器４３
は、グループバッファ４２から受け入れた１グループ分
の画像信号に、再生に必要な制御情報、即ち、エラー訂
正用の冗長符号などを含める。セル分割部４４は、こう
して得られたグループ単位の画像情報を一定長の複数の
セルに分割する。セルバッファ・セル組立送出器４５に
は、これらのセルが一時格納され、セル分割組立情報生
成器４７から入力するセル形成の為の情報を付加し、セ
ルを組み立てて送出する。このセルは先に図３を用いて
説明したように多重化され、通信線路に送信される。な
お、グループ単位の画像情報は可変長であり、セル分割
部４４において最後のセルを分割する場合に情報が不足
する場合もある。この場合には、不足部分をオール
“０”などの適当な情報で補うことになる。

【００２１】本発明は以上の実施例に限定されない。上
記実施例においては、１画面を１６分割して得られる１
６個のグループに画像情報を区分し、送出する例を示し
たが、この分割数は自由である。実用的には、例えば８
個から３２個程度の範囲が適当である。また１画面を等
分割してグループに区分すると、先に説明したように１
フレーム分を送信するための周期を等分割して、各グル
ープのセルを送信することになる。しかしながら、信号
の内容や処理方法その他各種の事情により、完全な等分
割は困難なこともある。従って、１画面をある程度均一
に分割すればよく、必ずしも正確に等分割する必要はな
い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した本発明の画像情報セル化方
法によれば、１画面を構成する１フレーム分の画像情報
を、１画面をほぼ等分割して得られる複数のグループに
区分し、各グループ単位で再生に必要な制御情報を付加
し、セルに分割して送信するので、１フレーム分の画像
情報の到着を待たず、グループ単位で画像情報の再生を
行うことができ、再生時の遅延発生を最小限にすること
ができる。また１フレーム分の画像情報がほぼ一定の周
期で分散してセル化される為、バースト性が改善され、
多重化その他の処理をより効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の実施例を示す説明図である。

【図２】従来の再生時の遅延発生説明図である。

【図３】一般のB-ISDN動画像伝送路ブロック図である。

【図４】フレーム、ブロック群、ブロックの概念説明図
である。

【図５】動ベクトル抽出法説明図である。

【図６】マクロブロックの概念説明図である。

【図７】従来のバースト性の問題点説明図である。

【図８】バースト性比較説明図である。

【図９】本発明実施のための装置ブロックである。

【符号の説明】

３２ １フレーム分の画像情報 ３６ グループ ３３ セル ３４ 多重化装置 ３５ 送信線路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 好也 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報を高能率符号化し、一定長の複
   数のセルに分割して非同期転送モードにより通信線路に
   送信するものにおいて、 １画面を構成する１フレーム分の画像情報を、前記１画
   面をほぼ等分割して得られる複数のグループに区分し、 前記各グループ単位で再生に必要な制御情報を付加した
   後、前記セルに分割して送信することを特徴とする画像
   情報セル化方法。