JPH06216779A

JPH06216779A - 通信装置

Info

Publication number: JPH06216779A
Application number: JP2208693A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Ide; 博康井手
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1993-01-13
Publication date: 1994-08-05

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、通話中の無音状態のときの音声符
号転送の無駄を省き、その音声符号分を画像符号に割当
てて再生画像品質を向上させる通信装置を提供すること
を目的とする。【構成】送信側テレビ電話装置において、画像／音声
符号化装置１１により通話中の音声の有無が判断され、
無音声状態が発生した場合は、音声符号が割当てられる
多重化領域に映像符号が上乗せされて送信され、１フレ
ーム単位の映像符号が通常よりも多く送信されるととも
に、無声ヘッダーが付加されて無音声であることが受信
側テレビ電話装置に通知される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信装置に係り、詳細
には、デジタル画像圧縮とデジタル音声圧縮により映像
と音声を多重化して通信する通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、高度情報化社会の発達に伴い、よ
り大容量の情報を高速で送・受信する通信媒体に対する
需要が増し、この通信需要に対応する通信システムとし
てＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network ：
サービス総合デジタル網）等のデジタル通信網が実用化
され、このデジタル通信網に接続する通信端末としてフ
ァクシミリ装置及びテレビ電話装置等が開発されて実用
化されている。

【０００３】また、既存の電話回線等のアナログ通信網
に接続される電話装置等の通信端末においても高機能化
が図られ、アナログ通信網に接続可能なテレビ電話装置
等も開発されている。

【０００４】特に、テレビ電話装置は、相手の表情を見
ながら通話を行えるというメリットがあるとともに、音
声による説明だけでは相手に伝わりにくい情報を見せて
伝達することができるというメリットもあるため、テレ
ビ電話装置を応用することにより、例えば、企業では遠
隔地にある支店や営業所との間でテレビ会議を実現で
き、テレビ会議システムとしの発展性もあることから普
及が有望視されている。テレビ電話装置は、接続する通
信網の種類と画像及び音声の伝送機能の種類によって大
別され、例えば、アナログ電話回線に接続して白黒静止
画伝送機能を有するもの、アナログ電話回線に接続して
カラー静止画伝送機能を有するもの、デジタル電話回線
に接続してカラー動画伝送機能を有するもの等がある。

【０００５】このようなデジタル通信網及びアナログ通
信網に接続されるテレビ電話装置では、画像情報と音声
情報を多重化して送・受信する通信機能を有しており、
その接続される通信網に対応する通信手順と、その通信
手順に基づく通信信号に付加して送・受信される画像情
報と音声情報の符号化方式に関しては、ＣＣＩＴＴ（国
際電信電話諮問委員会）勧告等により、通信網の種類毎
に規定されている。

【０００６】このような従来のテレビ電話装置及びテレ
ビ会議システムにあっては、音声信号の遅れが会話の進
行に重大な影響を及ぼすことが知られている。このた
め、デジタル音声圧縮を伴う通常のテレビ電話装置及び
テレビ会議システムでは、平均生成ビット長を圧縮する
ことができるが、一般に最大ビット長が保証されないエ
ントロピー圧縮（例えば、ハフマン符号化等）を音声信
号に適用することができない。その理由は、エントロピ
ー圧縮により音声信号が、長いビット長に生成されてし
まった場合、音声信号に大きな伝送遅れが発生し、会話
に重大な影響を及ぼすためである。すなわち、音声信号
は、従来のテレビ電話装置及びテレビ会議システムで
は、固定ビット長で符号化されて伝送されている。

【０００７】一方、画像信号は、極めて多量のデータを
伝送するため、多少の伝送遅れが発生しても、会話の進
行に対する影響が重大ではないため、可変長符号化（例
えば、ＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．２６１に基づく可変長符号化
方式等）が一般に行われている。

【０００８】具体的には、従来の画像／音声符号化装置
は、図５に示すブロック構成図のように構成されてい
る。

【０００９】図５において、画像／音声符号化装置１
は、入力されるデジタル映像信号をＨ．２６１に基づく
可変長符号化方式等により符号化し、デジタル映像符号
を可変レートでバッファ４に出力するデジタル画像符号
化器２と、入力されるデジタル音声信号をＡＤ−ＰＣＭ
（Adaptive Differential ＰＣＭ）方式あるいはＣＥＬ
Ｐ（Code-Excited Linear Predivtion）方式等による固
定長符号化方式により符号化し、デジタル音声符号を固
定レートで多重化器５に出力するデジタル音声符号化器
３と、デジタル画像符号化器２から入力される映像符号
を一旦蓄積した後、固定レートで画像符号を多重化器５
に出力するバッファ４と、バッファ４から入力されるデ
ジタル画像符号とデジタル音声符号化器３から出力され
るデジタル音声符号を多重化し、合成ビットストリーム
として図外の伝送路に送出する多重化器５とにより構成
されている。

【００１０】また、バッファ４は、自己のデータ蓄積残
量を通知するバッファ量情報をデジタル画像符号化器２
に出力しており、このバッファ量情報は、デジタル画像
符号化器２において実行されるＨ．２６１に基づく可変
長符号化処理中の生成符号量の制御に利用される。

【００１１】また、従来の画像／音声復号化装置は、図
６に示すブロック構成図ように構成されている。

【００１２】図６において、画像／音声復号化装置６
は、上記図５の画像／音声符号化装置１により伝送され
る合成ビットストリームを分離し、デジタル映像符号と
デジタル音声符号をそれぞれ固定レートでバッファ８と
デジタル音声復号化器１０に出力する分離器７と、分離
器７から入力されるデジタル映像符号を一旦蓄積した
後、デジタル映像符号を可変レートでデジタル画像復号
化器９に出力するバッファ８と、バッファ８から入力さ
れるデジタル映像符号を復号化し、デジタル映像信号を
出力するデジタル画像復号化器９と、分離器７から入力
されるデジタル音声符号を復号化し、デジタル音声信号
を出力するデジタル音声復号化器１０とにより構成され
ている。

【００１３】また、上記図５及び図６に示した画像／音
声符号化装置１及び画像／音声復号化装置６により符号
化、復号化されて伝送路を送受信される合成ビットスト
リームのデータ伝送速度は、利用する伝送路のデータ伝
送速度により決定される。

【００１４】すなわち、一般の電話回線におけるデータ
転送速度は、送受信双方向とも１４．４ｋｂｐｓであ
り、ＩＳＤＮにおけるデータ転送速度は、理論的に最大
１９２ｋｂｐｓであり、これらの伝送路により決定され
るデータ転送速度に対して、テレビ電話装置及びテレビ
会議システムでは、画像情報にできるだけ多くのビット
数を割当てたいが、上記のように音声信号が固定長符号
化のため、画像信号に使える割当てビット数は、使用す
る回線のデータ転送速度と音声信号の符号化ビット数の
関係によっておのずと決められている。

【００１５】また、このような従来のテレビ電話装置及
びテレビ会議システムにあっては、双方の通話者２人が
同時に話すということはほとんどない。すなわち、画像
データとともに送受信される音声データのうち半分は、
無音状態であると考えられるが、このような通話中の無
音状態の場合は、音声データに割当てられたビット数
は、「無音」データのまま送信される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のテレビ電話装置及びテレビ会議システムにあ
っては、通話中の無音状態のときは、音声データに割当
てられたビット数は、「無音」データのまま送信される
ようになっていたため、その音声データに割当てられる
データ領域が無駄に消費されるという問題点があった。

【００１７】本発明の課題は、無音状態のときの音声符
号転送の無駄を省き、その音声符号分を画像符号に割当
てて再生画像品質を向上させる通信装置を提供すること
である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の手段は次の通り
である。

【００１９】請求項１記載の発明は、固定長符号化によ
り信号を符号化する固定長符号化手段と、前記固定長符
号化手段により符号化する信号の有無を検出する検出手
段と、可変長符号化により信号を符号化する可変長符号
化手段と、前記固定長符号化手段により符号化された固
定長符号化信号と前記可変長符号化手段により符号化さ
れた可変長符号化信号を多重化する多重化手段と、を有
し、前記検出手段により前記固定長符号化手段により符
号化する信号が無いと検出されると、前記多重化手段に
より固定長符号化信号に割当てられた領域を可変長符号
化信号に割当てることを特徴としている。

【００２０】また、この場合、請求項２に記載の発明の
ように、前記固定長符号化手段により符号化される信号
は、音声信号としても良いし、請求項３に記載の発明の
ように、前記可変長符号化手段により符号化される信号
は、映像信号としても良い。

【００２１】

【作用】本発明の手段の作用は次の通りである。

【００２２】本発明によれば、固定長符号化手段により
符号化される音声信号の有無が検出手段により検出さ
れ、固定長符号化手段により固定長符号化された音声信
号と可変長符号化手段により可変長符号化された映像信
号が、多重化手段により多重化され、前記検出手段によ
り前記固定長符号化手段により符号化する音声信号が無
いと検出されると、前記多重化手段により音声信号に割
当てられた領域が映像信号に割当てられる。

【００２３】したがって、無音の音声符号を伝送する無
駄を省くことができ、その分を映像信号に割当てて伝送
することにより、伝送する画像品質を向上することがで
きる。

【００２４】

【実施例】以下、図１〜図４を参照して実施例を説明す
る。

【００２５】図１〜図４は、本発明の通信装置を適用し
たテレビ電話装置の一実施例を示す図である。

【００２６】まず、構成を説明する。図１は、テレビ電
話装置内に設けられる画像／音声符号化装置１１のブロ
ック構成図である。この図１において、画像／音声符号
化装置１１は、デジタル画像符号化器１２、デジタル音
声符号化器１３、バッファ１４及び多重化器１５により
構成される。

【００２７】デジタル画像符号化器１２は、入力される
デジタル映像信号をＨ．２６１に基づく可変長符号化方
式等により符号化し、デジタル映像符号を可変レートで
バッファ１４に出力するとともに、バッファ１４から入
力される後述するバッファ量情報（バッファ１４内のデ
ータ蓄積残量）に応じて生成符号量を制御する。

【００２８】デジタル音声符号化器１３は、入力される
デジタル音声信号をＡＤ−ＰＣＭ（Adaptive Different
ial ＰＣＭ）方式あるいはＣＥＬＰ（Code-Excited Lin
earPredivtion）方式等による固定長符号化方式により
符号化し、デジタル音声符号を固定レートで多重化器１
５に出力するとともに、一定の間隔で通話中のデジタル
音声信号の有無を判断し、その判断結果を「音声存在情
報」としてバッファ１４及び多重化器１５に出力するこ
とにより、音声符号の有無を通知する。

【００２９】バッファ１４は、デジタル画像符号化器１
２から入力されるデジタル映像信号を蓄積し、デジタル
音声符号化器１３から入力される音声存在情報により音
声符号の有無が通知されると、音声符号が有る場合は、
通常の利用する伝送路のデータ転送速度に応じて割当て
られる画像伝送量に相当する固定レートで映像符号を多
重化器１５に出力し、音声符号が無い場合は、音声符号
伝送量に相当する映像符号を上乗せして多重化器１５に
出力する。

【００３０】また、バッファ１４は、自己のデータ蓄積
残量を通知するバッファ量情報をデジタル画像符号化器
１２に出力しており、このバッファ量情報は、デジタル
画像符号化器１２において実行されるＨ．２６１に基づ
く可変長符号化処理中の生成符号量の制御に利用され
る。

【００３１】多重化器１５は、デジタル画像符号化器１
２から入力される映像符号とデジタル音声符号化器１３
から入力される音声符号を多重化し、１連の合成ビット
ストリームとして図外の通信制御回路等を介して伝送路
に送出する。このとき、多重化した映像符号と音声符号
には、例えば、図２に示すように、映像ヘッダーと音声
ヘッダーを付加して送信する。この図においては、映像
符号と音声符号に映像ヘッダーと音声ヘッダーを付加し
た１処理単位を１フレームとして順次送信処理するもの
とする。

【００３２】また、多重化器１５は、デジタル音声符号
化器１３から入力される音声存在情報により音声符号が
無いと通知された場合は、図２に示した音声符号に割当
てられているビット数を映像符号の伝送に利用する。こ
のとき、送信される合成ビットストリームデータの構成
は、例えば、図３に示すように、音声ヘッダー部分を
「無声ヘッダー」を付加し、その後に音声符号量分の映
像符号を付加したものを１フレームとして図外の通信制
御回路等を介して順次送信処理するものとする。なお、
この１フレームのタイミングは、送信と受信とで交互に
切替えられる。

【００３３】図４は、本実施例のテレビ電話装置内に設
けられる画像／音声復号化装置１６のブロック構成図で
ある。この図４において、画像／音声復号化装置１６
は、分離器１７、バッファ１８、デジタル画像復号化器
１９、デジタル音声復号化器２０、ノイズジェネレータ
２１及び加算器２２により構成される。

【００３４】分離器１７は、上記図１の画像／音声符号
化装置１１により送信される合成ビットストリームを図
外の通信制御回路等を介して受信して分離処理し、デジ
タル映像符号とデジタル音声符号をそれぞれ固定レート
でバッファ１８とデジタル音声復号化器２０に出力する
とともに、上記図２及び図３に示した１フレーム単位に
付加される音声ヘッダー及び無声ヘッダーにより音声符
号の有無を判断し、その判断結果を「音声存在情報」と
してデジタル音声復号化器２０及びノイズジェネレータ
２１に出力することにより、音声符号の有無を通知す
る。

【００３５】バッファ１８は、分離器７から１フレーム
単位で入力されるデジタル映像符号を一旦蓄積した後、
デジタル映像符号を可変レートでデジタル画像復号化器
９に出力する。デジタル画像復号化器１９は、バッファ
１８から入力されるデジタル映像符号を復号化し、デジ
タル映像信号を図外の画像処理回路等に出力する。

【００３６】デジタル音声復号化器２０は、分離器１７
から１フレーム単位で入力されるデジタル音声符号を復
号化し、デジタル音声信号を加算器２２に出力するとと
もに、分離器１７から入力される音声存在情報により音
声符号が無いと通知された場合は、出力すべき音声信号
が存在しないため、１フレーム前に入力された音声符号
の音声レベルをノイズジェネレータ２１に出力する。

【００３７】ノイズジェネレータ２１は、分離器１７か
ら入力される音声存在情報により音声符号が無いと通知
された場合は、デジタル音声復号化器２０から入力され
る音声レベルと同等レベルのノイズ信号を加算器２２に
出力する。

【００３８】なお、このノイズジェネレータ２１は、音
声符号が無い場合に、通話中に無音状態となってユーザ
ーに違和感を感じさせることがないように、１処理単位
前の音声信号と同等のノイズ信号を出力させて通話中の
違和感を解消するために設けられている。

【００３９】加算器２２は、デジタル音声復号化器２０
から入力されるデジタル音声信号あるいはノイズジェネ
レータ２１から入力されるノイズ信号を図外の音声処理
回路等に出力する。

【００４０】次に、本実施例の動作を説明する。

【００４１】まず、テレビ電話装置において通話中の画
像／音声符号化装置１１における動作について説明す
る。

【００４２】図１において、画像／音声符号化装置１１
内のデジタル画像符号化器１２に図外の画像処理回路等
によりデジタル映像信号が入力されると、そのデジタル
映像信号は、デジタル画像符号化器１２によりＨ．２６
１に基づく可変長符号化方式等により符号化され、デジ
タル映像符号として可変レートでバッファ１４に出力さ
れる。デジタル映像符号は、バッファ内に一旦蓄積され
た後、固定レートで多重化器１５に出力される。

【００４３】一方、画像／音声符号化装置１１内のデジ
タル音声符号化器１３に図外の音声処理回路等によりデ
ジタル音声信号が入力されると、そのデジタル音声信号
は、デジタル音声符号化器１３によりＡＤ−ＰＣＭ方式
あるいはＣＥＬＰ方式に基づく固定長符号化方式等によ
り符号化され、デジタル音声符号として固定レートで多
重化器１５に出力される。

【００４４】このとき、デジタル音声符号化器１３で
は、入力されるデジタル音声信号の有無が判断されてお
り、その判断結果が音声存在情報によりバッファ１４と
多重化器１５に通知される。バッファ１４では、音声存
在情報により音声符号が有ると通知された場合は、通常
の利用する伝送路のデータ転送速度に応じて割当てられ
る画像伝送量に相当する固定レートで映像符号が多重化
器１５に出力され、音声符号が無いと通知された場合
は、音声符号伝送量に相当する映像符号が上乗せされて
多重化器１５に出力される。

【００４５】次いで、多重化器１５では、音声存在情報
により音声符号が有ると通知された場合は、バッファ１
４から入力されるデジタル映像符号とデジタル音声符号
化器１３から入力されるデジタル音声符号が、上記図２
に示したように、映像ヘッダーと音声ヘッダーが１フレ
ーム単位で付加されて多重化され、１連の合成ビットス
トリームとして図外の通信制御回路等を介して伝送路に
送出される。

【００４６】また、多重化器１５では、音声存在情報に
より音声符号が無いと通知された場合は、バッファ１４
から音声符号伝送量に相当する映像符号が上乗せされて
入力されるデジタル映像符号が、上記図３に示したよう
に、映像ヘッダーと無声ヘッダーが１フレーム単位で付
加されて多重化され、１連の合成ビットストリームとし
て図外の伝送路に送出される。

【００４７】次に、テレビ電話装置において通話中の画
像／音声復号化装置１６における動作について説明す
る。

【００４８】図４において、画像／音声復号化装置１６
内の分離器１７に図外の通信制御回路等を介して合成ビ
ットストリームが入力されると、その合成ビットストリ
ームは、分離器１７内でデジタル映像符号とデジタル音
声符号に分離処理され、それぞれ固定レートでバッファ
１８とデジタル音声復号化器２０に出力される。このと
き、上記図２及び図３に示した１フレーム単位に付加さ
れる音声ヘッダー及び無声ヘッダーにより音声符号の有
無が判断され、その判断結果が「音声存在情報」として
デジタル音声復号化器２０及びノイズジェネレータ２１
に出力されることにより、音声符号の有無が通知され
る。

【００４９】バッファ１８では、分離器７から１フレー
ム単位で入力されるデジタル映像符号が一旦蓄積された
後、可変レートでデジタル画像復号化器９に出力され
る。デジタル画像復号化器１９では、バッファ１８から
入力されるデジタル映像符号が復号化され、デジタル映
像信号が図外の画像処理回路等に出力される。

【００５０】一方、デジタル音声復号化器２０では、分
離器１７から１フレーム単位で入力されるデジタル音声
符号が復号化され、デジタル音声信号が加算器２２に出
力されるとともに、分離器１７から入力される音声存在
情報により音声符号が無いと通知された場合は、出力す
べき音声信号が存在しないため、１フレーム前に入力さ
れた音声符号の音声レベルがノイズジェネレータ２１に
出力される。

【００５１】このとき、ノイズジェネレータ２１では、
分離器１７から入力される音声存在情報により音声符号
が無いと通知されており、デジタル音声復号化器２０か
ら入力される音声レベルと同等レベルのノイズ信号が加
算器２２に出力される。加算器２２では、デジタル音声
復号化器２０から入力されるデジタル音声信号あるいは
ノイズジェネレータ２１から入力されるノイズ信号が図
外の音声処理回路等に出力される。

【００５２】以上のように、送信側テレビ電話装置にお
いて、画像／音声符号化装置１１により通話中の音声の
有無が判断され、無音声状態が発生した場合は、音声符
号が割当てられる多重化領域に映像符号が上乗せされて
送信され、１フレーム単位の映像符号が通常よりも多く
送信されるとともに、無声ヘッダーが付加されて無音声
であることが受信側テレビ電話装置に通知される。受信
側テレビ電話装置において、通話中に音声符号が無いと
通知された場合は、画像／音声復号化装置１６により無
音状態を避けるため前フレームで受信した音声符号と同
等のノイズ音がノイズジェネレータ２１により出力され
る。

【００５３】したがって、従来、通話中の無音符号によ
り無駄にされていた伝送ビット数分を映像符号に割当て
て有効利用することができるとともに、１フレーム当り
の映像符号の伝送量を多くして再生画像の画質を向上さ
せることができる。また、通話中に発生する無音状態
は、ノイズ音を発生させることでユーザーの違和感を解
消することができる。

【００５４】なお、上記実施例では、多重化を時分割多
重化としたが周波数多重化としてもよい。

【００５５】また、上記実施例では、本発明をテレビ電
話装置に適用した場合について説明したが、その他の映
像情報と音声情報を送受信する通信装置及び通信システ
ムにも適用可能であることは勿論である。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、検出手段により固定長
符号化手段により符号化される音声信号の有無を検出
し、固定長符号化手段により固定長符号化された音声信
号と可変長符号化手段により符号化された映像信号を、
多重化手段により多重化し、前記検出手段により前記固
定長符号化手段により符号化する音声信号が無いと検出
されると、前記多重化手段により固定長符号化信号に割
当てられた領域を可変長符号化信号に割当てる構成とし
ているので、無音の音声符号を伝送する無駄を省くこと
ができ、その分を映像符号に割当てて伝送することによ
り、伝送する画像品質を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の通信装置を適用したテレビ電話装置内
の画像／音声符号化装置のブロック構成図。

【図２】図１の多重化器により出力される合成ビットス
トリームのデータ構成図。

【図３】図１の多重化器により出力される合成ビットス
トリームのデータ構成図。

【図４】本発明の通信装置を適用したテレビ電話装置内
の画像／音声復号化装置のブロック構成図。

【図５】従来の画像／音声符号化装置のブロック構成
図。

【図６】従来の画像／音声復号化装置のブロック構成
図。

【符号の説明】

１１画像／音声符号化装置１２デジタル画像符号化器１３デジタル音声符号化器１４バッファ１５多重化器１６画像／音声復号化装置１７分離器１８バッファ１９デジタル画像復号化器２０デジタル音声復号化器２１ノイズジェネレータ２２加算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 7/13 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定長符号化により信号を符号化する固
定長符号化手段と、前記固定長符号化手段により符号化する信号の有無を検
出する検出手段と、可変長符号化により信号を符号化する可変長符号化手段
と、前記固定長符号化手段により符号化された固定長符号化
信号と前記可変長符号化手段により符号化された可変長
符号化信号を多重化する多重化手段と、を有し、前記検出手段により前記固定長符号化手段によ
り符号化する信号が無いと検出されると、前記多重化手
段により固定長符号化信号に割当てられた領域を可変長
符号化信号に割当てることを特徴とする通信装置。
【請求項２】前記固定長符号化手段により符号化され
る信号は、音声信号であることを特徴とする請求項１記
載の通信装置。
【請求項３】前記可変長符号化手段により符号化され
る信号は、映像信号であることを特徴とする請求項１記
載の通信装置。