JPH06216779A - 通信装置 - Google Patents

通信装置

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JPH06216779A
JPH06216779A JP2208693A JP2208693A JPH06216779A JP H06216779 A JPH06216779 A JP H06216779A JP 2208693 A JP2208693 A JP 2208693A JP 2208693 A JP2208693 A JP 2208693A JP H06216779 A JPH06216779 A JP H06216779A
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JP
Japan
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signal
digital
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image
audio
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JP2208693A
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Hiroyasu Ide
博康 井手
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
JP2208693A 1993-01-13 1993-01-13 通信装置 Pending JPH06216779A (ja)

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Cited By (3)

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US6539001B1 (en) 1997-07-16 2003-03-25 Nec Corporation Visual telephone apparatus and data compression multiplexing method therefor as well as recording medium on which data compression multiplexing control program is recorded
US6741649B1 (en) 1999-02-10 2004-05-25 Nec Corporation Coding apparatus for audio and picture signals
JP2010136041A (ja) * 2008-12-04 2010-06-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 符号化ストリーム伝送方法,符号化ストリーム伝送装置,符号化ストリーム伝送制御プログラムおよびその記録媒体

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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