JPH10178637A - 動画像伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、動画像伝送システムにおいて、伝
送特性劣化に対して復元画像の劣化を抑止すると同時
に、動画の途中でも帯域を変更できる帯域制御機能を提
供することである。 【解決手段】 送信側では、入力動画を画像配分部２１
が分割し、この分割した簡略動画を並列符号化部４１、
４２・・・で並列符号化した簡略動画符号を含む送信信
号を異なる伝送チャンネル１、２・・・を用いて受信側
に送信し、受信側では、受信した送信信号のうち簡略動
画符号を復号部７１、７２・・・・で復号化した簡略動
画を、画像復元部２２で元の動画を復元する。また、受
信側に備えられた帯域制御部９４が入力動画の分割数・
チャンネル割当てを制御し、これらの分割数・チャンネ
ル割当てを含む構成情報を画像配分部２１を通して動画
符号に多重して伝送し、画像復元部２２は受信した構成
情報を用いて復元する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像伝送システ
ムに関し、特に帯域制御機能つき動画像伝送システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】はじめに、以下の説明で述べる「帯域」
とは、伝送路における注目する情報のビットレートまた
は単位時間当たりの符号量のことを指す。

【０００３】次に、従来の帯域制御機能について説明す
る。複数の送・受信端末が共通の伝送路を利用する場
合、伝送路の伝送可能な最大帯域が有限であるために、
伝送される符号量が過剰にならないよう、送信データが
廃棄されたり、送信が待たされたりする。

【０００４】ところが動画像伝送において、伝送の開始
時期には当該伝送路で伝送されている符号量が少なく動
画像伝送に問題がない場合でも、伝送途中で、当該他の
送・受信端末の通信開始により、当該伝送路の利用が増
大し、動画像の送信が待たされたり、データが廃棄され
たりすると、動画像の受信側での復元画像は、時間的な
滑らかさのないきれぎれの映像として見えたり、部分的
な欠落箇所が目立ったりするなど、動画像の利用に関す
る品質が急激に低下することになる。

【０００５】そこで、送・受信端末が送・受信を開始す
るにあたり、伝送路の帯域を確保し、帯域確保から解除
までの間は、当該他の送・受信端末による送・受信は確
保されていない残りの帯域を利用することにすれば、前
述の問題は生じない。しかも、確保したい帯域に対して
残りの帯域が不足する場合は、予め前述のような問題の
発生が予想されるので、利用を見合わせるなどの処置を
とりうる。このような利用方法を、帯域確保とか、帯域
予約などといい、その制御方法を帯域制御という。

【０００６】動画像伝送のようにある程度の占有帯域が
予想でき、しかも所定の時間内に一定量の符号が伝送で
きないと利用上の品質が大きく劣化するアプリケーショ
ンにおいて、帯域制御技術は不可欠である。

【０００７】従来、動画像伝送システムにおける帯域制
御機能は、例えば、「１９９６年１１月、R.Braden,et
al.,"Resource ReSerVation Protocol (RSVP) -- Versi
on 1Functional Specification,"IETF Draft,ftp://iet
f.org/internet-drafts/draft-ietf-rsvp-spec-14.tx
t」に示される「ＲＳＶＰ」とよばれる帯域予約プロト
コルでは、受信端末がルータとよばれるネットワークの
装置と交信を行って、帯域を確保し動画送信を行う。従
来の帯域制御機能を利用した動画像伝送システムについ
て、図７を用いて簡単に説明する。

【０００８】図７は、従来の帯域制御機能つき動画像伝
送システム２１０の構成を示す図であり、動画送信装置
２２３とネットワーク装置２２０と動画受信装置２２４
とから構成される。ネットワーク装置２２０には、動画
送信装置２２３、動画受信装置２２４の他に、図示しな
いが、複数の送信装置、受信装置、ネットワーク装置が
接続されている。

【０００９】動画受信装置２２４の帯域指示部２９１に
指示された帯域情報は、ネットワーク装置２２０の受信
側に近いネットワーク帯域制御部２９２へ入力されると
ともに、伝送チャンネル９０を経由して、送信側に近い
ネットワーク帯域制御部２９３に入力される。ネットワ
ーク帯域制御部２９２、２９３は、その時点で確保され
ている帯域と最大帯域とから、帯域指示部２９１からの
帯域確保の可否を判定し、互いに帯域確保の可否に関す
る情報を伝送チャンネル１と伝送チャンネル９０を経由
して交信する。送信側に近いネットワーク帯域制御部２
９３は、受信側に近いネットワーク帯域制御部２９２か
らのこの帯域確保の可否に関する情報と自身の判定結果
から、動画送信装置２２３へ帯域確保の可否を通知す
る。受信側に近いネットワーク帯域制御部２９２は、送
信側に近いネットワーク帯域制御部２９３からのこの帯
域確保の可否に関するこの情報と自身の判定結果から、
帯域確保の可否を動画受信装置２２４へ通知する。

【００１０】以上の動作により帯域確保が可である場合
は、動画送信装置２２３からの動画送信が開始される。

【００１１】この動画送信に際して動画送信装置２２３
は、画像入力１１からの動画データを符号器２４１へ入
力し、確保された帯域情報は符号帯域制御部２９４が保
持しており、符号器２４１は、符号帯域制御部２９４か
ら提供される帯域情報の帯域の範囲内で動画を符号化し
て送信部５１へ出力し、送信部５１は動画符号をネット
ワーク装置２２０へ送信する。

【００１２】ネットワーク装置２２０は、動画送信装置
２２３から送信される動画符号をネットワーク帯域制御
部２９３へ入力し、確保された帯域以内の符号を伝送チ
ャンネル１経由で、ネットワーク帯域制御部２９２へ送
信し、ネットワーク帯域制御部２９２は動画符号を動画
受信装置２２４へ出力する。

【００１３】動画受信装置２２４は、ネットワーク装置
２２０からの動画符号を受信部６１により受信し、受信
部６１は動画符号を復号器７１へ出力し、復号器７１は
その動画を復号化して画像出力１２へ出力する。

【００１４】以上のように図７の動画像伝送システム２
１０は、ネットワーク装置との交信によって帯域制御機
能を有する。

【００１５】一方、本出願人により先に提案した「画像
符号伝送システム」（特願平８−２５９２９１参照）に
示されるように、伝送品質が劣化しても復元画像の視覚
上の品質劣化を抑制する目的で、画像符号を複数の伝送
チャンネルで分割伝送するシステムがある。

【００１６】この画像符号化伝送システムでは、それぞ
れの伝送チャンネルでは簡略画像が独立に伝送・復号さ
れ、複数の簡略画像を合成・補完により元の画像を復元
するので、伝送チャンネルごとの伝送品質劣化に対し
て、復元補完された動画の視覚上の画質劣化を抑制する
効果がある。ここで簡略動画とは、元の動画の符号量を
削減する目的で画像品質を劣化させた画像で、例えば、
画面の解像度を低くしたものや、単位時間当たりのコマ
数を少なくしたものなどがあり、簡略画像を単独で表示
することにより画像品質以外の点で元の動画の代わりに
なるものである。このような動画像を分割伝送する画像
符号化システムの構成を、図８を用いて説明する。

【００１７】図８は、帯域制御機能のない動画像伝送シ
ステム１１０の構成を示す図である。この図８の動画像
伝送システム１１０は、総数Ｎの伝送チャンネル１、２
・・・を介して動画符号を分割して送受信する送信側と
受信側に大別される。

【００１８】送信側では、画像入力１１からの動画デー
タを画像分割部１２１と共通符号化部４０へ入力する。
共通符号化部４０は装置規模を小さくする目的で重複す
る符号化処理を行う。画像分割部１２１へ入力された動
画データは、Ｎ通りの簡略動画３１、３２・・・に分割
し、それぞれ並列符号化部４１、４２・・・に出力す
る。並列符号化部４１、４２・・・は共通符号化器４０
から入力される符号を用いて、簡略動画３１、３２・・
・を符号化し、それぞれ簡略動画符号として送信部５
１、５２・・・に出力する。送信部５１、５２・・・
は、並列符号化部４１、４２・・・から入力される簡略
動画符号を、それぞれ伝送チャンネル１、２・・・を経
由して、受信部６１、６２・・・へそれぞれ送信する。

【００１９】受信部６１、６２・・・は、送信部５１、
５２・・・から受信した動画符号をそれぞれ復号器７
１、７２・・・へ出力し、復号器７１、７２・・・はそ
れぞれ簡略動画８１、８２・・・をそれぞれ単独に復元
する。この復元された簡略動画８１、８２・・・は画像
合成部１２２へ出力され、画像合成部１２２は、これら
の簡略動画８１、８２・・・を合成・補完して画像出力
部１２に出力する。伝送品質が良好な場合は簡略動画８
１、８２・・・は、簡略動画３１、３２・・・にそれぞ
れ一致する。伝送チャンネル１、２・・・のうちいくら
かのチャンネルで伝送品質が劣化した場合は、簡略動画
８１、８２・・・の中に欠陥画像が生じるが、その場
合、画像合成部１２２は他の簡略画像などを用いて補完
し視覚上の劣化を抑制する。

【００２０】以上のように図８の動画像伝送システム１
１０は、分割した簡略画像それぞれを分割伝送するの
で、伝送品質の劣化した伝送チャンネルが少ないほど元
の動画に近い品質の画像が復元できる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】図８の動画像伝送シス
テム２１０では、帯域制御機能はネットワークの装置と
の交信によって提供されるので、次の２つの問題があ
る。

【００２２】第一の問題は、ネットワークが、通信中の
端末間の接続を保持し、一定の帯域を確保する伝送路に
おいて、動画伝送のために予想される一定の最大帯域を
確保すると、他の通信のために残された帯域が極めて小
さくなってしまう。この現象を図９を用いて説明する。
動画符号レートは図９に示すように時間的に大きく変化
することが多い。予め確保するべき帯域は最大帯域に等
しい帯域５９１であり、この伝送路の残りの帯域５９２
は極めて小さい。ところが、斜線部で示すように帯域５
９１には使われないで空きとなっていることが多いの
で、利用効率は小さい。

【００２３】この第一の問題は、多地点を同時に監視す
る場合などのように、複数の画像を共通の伝送路で伝送
する場合は、より顕著になる。この現象を図１０に示
す。図１０において、画像ａの確保帯域５９１と画像ｂ
の確保帯域５９３とにより、この伝送路の残りの帯域５
９４は極めて小さい。ところが、斜線部で示すように空
きとなっていることが多いので、利用効率は小さい。

【００２４】第二の問題は、端末とネットワーク装置と
の双方向の交信によって帯域が確保されるので、帯域指
示から帯域確保までの時間が交信時間だけかかってしま
うことである。この交信時間の間にも動画符号レートが
増減してしまうので、動画伝送の直前に帯域確保のため
に交信を行い、帯域確保完了の上、動画伝送を開始する
ということが行われる。前述の図９の場合と同じく、動
画符号レートが最大帯域より小さくなる時間が多いの
で、伝送路の利用効率が小さい。

【００２５】一方、図８の動画像伝送システム１１０で
は、図７の動画像伝送システム２１０に比べて伝送品質
の劣化に対する復元画像の視覚上の劣化が抑制されると
いう利点があるが、動画伝送のために複数の伝送チャン
ネルを常時占有するので、動画符号レートが減少しても
他の通信ができない。

【００２６】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、動画像を分割伝送する動画像伝送システムにお
いて、伝送品質の劣化に対する復元画像の視覚上の劣化
が抑制されるという利点を持ち、しかも、通信中の端末
間の接続を保持し、一定の帯域が確保する伝送路であっ
ても、複数の画像の伝送に対して、動画符号レートの増
減と利用者の指示に応答して、迅速に帯域の変更を行う
制御機能を持つ動画像システムを提供することを目的と
する。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、本発明による動画像伝送システムは、以下の
特徴を有する。

【００２８】請求項１記載の発明の動画像伝送システム
は、送信側では、画像配分手段により入力される動画を
複数の簡略動画に分割して、それぞれの簡略動画を符号
化し、この各簡略動画符号を複数の伝送チャンネルを通
して受信機に送信し、受信側では、受信したそれぞれの
簡略動画符号を、それぞれ独立に復号化して得た複数の
簡略動画から、画像復元手段により動画を合成・欠落補
完することにより元の動画を復元し、受信側に備えられ
た帯域指示手段により復元した簡略動画の符号量と指示
された帯域とから帯域符号を算定し、算定した帯域符号
を送信側へ送信することにより、送信側に備えられた帯
域制御手段に通知し、帯域制御手段により入力される動
画の簡略画像への分割数を可変し、当該簡略動画を送信
信号として送信する伝送チャネルの割り当てを可変して
動画送信に用いる伝送チャンネル数が前記分割数に一致
するので、伝送品質の劣化に対する復元画像の視覚上の
劣化が抑制されるという利点を持ち、しかも動画符号レ
ートの増減と利用者の指示に応答して帯域の変更を行う
制御機能を持つシステムを提供するという目的を達成し
ている。

【００２９】さらに、請求項２に記載する動画像伝送シ
ステムのように、送信側に備えられた画像配分手段によ
り動画の構成情報を符号化して、動画符号を伝送する伝
送チャンネルを通して動画符号と共に受信側に伝送し、
受信側の画像復元手段は、受信した構成情報に基づいて
元の動画を復元するので、動画の途中でも動画について
帯域を変更でき、迅速な帯域制御機能を持つシステムを
提供するという目的を達成している。

【００３０】さらに、請求項３に記載する動画像伝送シ
ステムのように、送信側と受信側に複数の動画の入出力
を持ち、画像配分手段がそれぞれの動画に関する帯域制
御に合った分割数で簡略動画に分割し、それぞれの動画
に関する構成情報を符号化して伝送し、画像復元手段は
受信した構成情報を用いて、それぞれ元の動画を復元す
るので、複数の動画について帯域制御機能つき動画像伝
送システムを提供するという目的を達成している。

【００３１】さらに、請求項４に記載する動画像伝送シ
ステムのように、複数の伝送チャンネルの中には、通信
中の端末間の接続を保持し、一定の帯域が確保される伝
送路を含むので、帯域制御機能を持たない伝送路を利用
して、帯域制御機能つき動画像伝送システムを提供する
という目的を達成している。

【００３２】さらに、請求項５に記載する動画像伝送シ
ステムのように、複数の伝送チャンネルは、互いに異な
る搬送周波数を利用する無線伝送手段とすることによ
り、フェージングをはじめとする周波数選択性の伝送特
性の劣化が生じても、少なくともひとつの搬送周波数の
伝送特性が良好であれば簡略動画を復元でき、伝送特性
が良好な搬送周波数が増えるほど、元の動画品質に近い
動画が復元することができ、しかも帯域制御機能つき動
画像伝送システムを提供するという目的を達成してい
る。

【００３３】さらに請求項６に記載する動画像伝送シス
テムのように、画像入力のかわりに圧縮伸張しないデー
タが入力されると、画像配分手段と動画符号化手段と動
画復号化手段と画像復元手段では圧縮伸張をおこなわ
ず、そのままデータが出力されるので、ひとつの動画像
伝送システムにおいて、動画伝送の他にファイル転送な
どのデータ伝送を同時に利用することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。

【００３５】図１〜図６は、本発明を適用した動画像伝
送システムの一実施の形態を示す図である。

【００３６】まず、構成を説明する。

【００３７】図１は、本実施の形態の動画像伝送システ
ム１０の構成を示すブロック図である。この図１におい
て、動画像伝送システム１０の構成は、伝送チャンネル
１、２・・・を介して動画符号を送受信する送信側、受
信側、それに、帯域制御に関する部分とに大別される。
この順で動画像伝送システム１０の構成を以下に説明す
る。

【００３８】伝送チャンネル１、２・・・としては、有
線の場合は、異なるケーブルを用いる場合がある。この
場合は、事故や災害により断線や接触不良が特定のケー
ブルに発生しても、ひとつの動画について少なくとも１
本のケーブルが正常であれば、動画を概略復元できる。
こうした影響を回避する必要のない場合は、同一のケー
ブルを用いて、周波数多重や時分割多重を用いて伝送す
る方法がある。

【００３９】また、伝送チャンネル１、２・・・が無線
の場合は、異なる搬送周波数を用いる方法がある。この
場合、フェージングをはじめとする無線伝送環境の劣化
は周波数選択性があり、ある搬送周波数では誤り率が高
いのに、他の周波数では誤り率が充分小さいという場合
がある。このような場合は、分割伝送によって、動画が
途切れるなどの品質劣化が抑止される。

【００４０】また、伝送チャンネル１、２・・・が、従
来音声伝送帯域幅をひとつの伝送チャンネルに割り当て
るネットワークシステムの場合、それぞれの伝送チャン
ネルが一定の帯域幅を持ち、特に帯域制御機能を持たな
いシステムが多いが、本発明を適用することにより、音
声帯域幅を持つ伝送チャンネルを複数用いて、帯域制御
機能つき動画像伝送システム手１０が得られる。例え
ば、８ｋｂｉｔ／秒の伝送チャンネルを、本発明の動画
像伝送のために８チャンネル用いると、合計で６４ｋｂ
ｉｔ／秒の伝送容量が得られ、帯域制御機能により、別
々の動画を２本伝送するなど、複数の通信が可能であ
る。

【００４１】次に、図１の動画像伝送システム１０の送
信側の構成を説明する。

【００４２】画像配分部２１は、複数の画像入力１１
ａ、１１ｂ・・・から動画データが入力され、それぞれ
の動画データを、複数の簡略動画３１、３２・・・に分
割する。画像入力１１ａ、１１ｂ・・・により入力され
る動画データは、圧縮しないでそのまま伝送するデータ
を含んだり、あるいはすべてが圧縮しないで伝送するデ
ータである場合もあり、ここでは単に画像入力とか動画
データとよぶ。画像配分部２１におけるそれぞれの動画
の分割数は、帯域制御部９４により通知される。また、
画像配分部２１は、元の動画がそれぞれの簡略動画でど
のように構成されるかに関する構成情報を符号化して、
符号器４１、４２・・・へ簡略動画データと共に出力す
る。

【００４３】ここで、図２を用いて構成情報の実施の形
態を説明する。画像配分部２１から一つのチャンネルへ
出力される動画データストリームは、図２に示すよう
に、簡略画像データと構成情報が多重されたものであ
る。構成情報には、それぞれのチャンネル番号に対し
て、映像構成として定義された、元の映像番号と、それ
を分割した何番目の要素であるかを示す分割要素番号
と、あらかじめ取り決められた分割方式の符号とから成
る。受信側では異なるチャンネルは互いに独立に復号す
るので、構成情報は、どのチャンネルにもすべてのチャ
ンネルに関する情報を出力する。

【００４４】図２では、映像番号１の動画をＡ方式で３
つの簡略動画に分割し、伝送チャンネル１〜３に割り当
て、映像番号２の動画をＢ方式で２つの簡略動画に分割
し、伝送チャンネル４〜５に割り当てていることを示し
た例である。圧縮されないで伝送するデータであって
も、ここでは単に映像番号とよぶ。ここで、分割方式で
あるＡ方式としては、例えば、３コマごとに間引きした
簡略動画を３通り得るような分割方式がある。また、分
割方式であるＢ方式としては、例えば、画面の上から偶
数番目の画素と奇数番目の画素それぞれから成る簡略動
画を２通り得るように分割する方式がある。画像入力１
１ａ、１１ｂ・・・から圧縮しないで伝送するデータを
入力した場合の分割方法は、例えば、Ａ方式では、連続
する４ｋｂｉｔからなるブロックに分け、３ブロックご
とに振り分ける分割方式があり、例えば、Ｂ方式では、
連続する４８ｋｂｉｔからなるブロックに分け、２ブロ
ックごとに振り分ける分割方式がある。

【００４５】次いで、画像配分部２１の内部構成を図３
に示すブロック図により説明する。この図３に示す画像
配分部２１の構成では、画像入力が２本、伝送チャンネ
ル数が５本の場合の例を図示する。画像配分部２１で分
割される簡略画像データに付加される構成情報は、図２
の例を用いる。すなわち、帯域制御部９４から画像分配
部２１に対しては、図２に示したように、映像番号１の
動画をＡ方式で３つの簡略動画に分割し、伝送チャンネ
ル１〜３に割り当て、映像番号２の動画をＢ方式で２つ
の簡略動画に分割し、伝送チャンネル４〜５に割り当て
ることが通知されている。

【００４６】画像配分部２１は、画像入力１１ａ、１１
ｂ・・・の数に応じて、画像分割部１２１ａ、１２１ｂ
・・・と、切替器１３１ａ、１３１ｂ・・・を有し、分
割伝送するチャンネルの数に応じて、符号多重器３４
１、３４２・・・と、簡略動画出力部を有し、さらに帯
域制御部９４からの通知を符号化する構成情報符号化部
３９２を有する。

【００４７】画像入力１１ａ、１１ｂ・・・から入力さ
れる動画データは、それぞれ画像分割部１２１ａ、１２
１ｂ・・・に入力される。画像分割部１２１ａ、１２１
ｂ・・・は、帯域制御部９４から入力され通知に基づい
て動画データを簡略画像に分割するが、この例では、そ
の通知により画像入力１１ａの動画データを３分割の簡
略画像に分割し、画像入力１１ｂの動画データを２分割
の簡略画像に分割する。切替器１３１ａ、１３１ｂ・・
・は、画像分割部１２１ａ、１２１ｂ・・・から入力さ
れる簡略画像を適宜、ひとつずつ別々の伝送チャンネル
へ割り当てる。この例では、画像分割部１２１ａの３つ
の簡略画像出力をそれぞれ順にチャンネル１〜３に、画
像分割部１２１ｂの２つの簡略画像出力をそれぞれ順に
チャンネル４〜５に、出力するように切り替えている。

【００４８】切替器１３１ａ、１３１ｂの各出力は、そ
れぞれ別々の符号多重器３４１、３４２・・・の一方の
入力に接続される。符号多重器３４１、３４２・・・の
他方の入力には、構成情報符号化部３９２の符号出力が
接続される。すなわち、画像配分部２１からチャンネル
へ簡略画像を出力する際には、それぞれの簡略画像デー
タ３１、３２・・・と構成情報符号が多重されて出力さ
れる。

【００４９】さらに簡略画像データ３１、３２・・・と
構成情報符号が多重されたストリームは、それぞれ並列
符号化部４１、４２・・・に出力される。並列符号化部
４１、４２・・・は、画像配分部２１から入力されたス
トリームのうち簡略画像データの部分は動画符号化して
出力し、圧縮しないで伝送するデータの部分と構成情報
符号はそのまま出力する。この簡略動画符号と圧縮しな
いで伝送するデータの部分とを合わせて、ここでは単に
簡略動画符号とよぶ。並列符号化部４１、４２・・・か
ら出力される簡略動画符号と構成情報符号は、送信部５
１、５２・・・により伝送チャンネル１、２・・・へ分
割伝送される。

【００５０】次いで、図１の動画像伝送システム１０の
受信側の構成を説明する。

【００５１】上記送信側から伝送チャンネル１、２・・
・を介して分割伝送される構成情報符号を含む簡略動画
符号は、それぞれ受信部６１、６２・・・で受信され
て、それぞれ復号器７１、７２・・・に出力される。復
号器７１、７２・・・は、受信部６１、６２・・・から
入力された簡略動画符号の部分を互いに独立に復号化
し、簡略動画８１、８２・・・を出力する。また、復号
器７１、７２・・・は、送信側から圧縮されないで伝送
されたデータはそのまま出力する。この復号化した簡略
動画データと圧縮伸張されないでそのまま出力されたデ
ータを合わせて、ここでは単に簡略動画データとよぶ。
さらに、復号器７１、７２・・・は、入力された符号レ
ートの値と構成情報符号を簡略動画データとともにそれ
ぞれ出力する。

【００５２】画像復元部２２は、復号器７１、７２・・
・により復元された簡略動画８１、８２・・・と構成情
報がすべて入力され、その入力された簡略動画８１、８
２・・・と構成情報とを用いて、複数の元の動画をそれ
ぞれ合成・補完して復元し、複数の画像出力１２ａ、１
２ｂ・・・へ出力する。また、画像復元部２２は、復号
器７１、７２・・・から圧縮伸張されずにそのまま入力
されたデータも合成復元して複数の画像出力１２ａ、１
２ｂ・・・へ出力する。

【００５３】画像出力１２ａ、１２ｂ・・・には、圧縮
伸張されないで分割伝送されたデータも合成復元されて
出力されるが、ここでは単に画像出力とよぶ。さらに画
像復元部２２は、復号器７１、７１・・・から入力され
る簡略動画８１、８２・・・の復号前の符号レート値を
帯域指示部９１へ出力する。

【００５４】次いで、画像復元部２２の内部構成を図４
に示すブロック図により説明する。この図４に示す画像
復元部２２の構成では、伝送チャンネル数が５本、画像
出力が２本の場合の例を図示する。画像復元部２２に
は、分割伝送するチャンネルの数に応じて、構成情報復
号器４７１、４７２・・・と、切替器４８１、４８２・
・・を有し、画像出力１２ａ、１２ｂ・・・の数に応じ
て、画像合成部４１２ａ、４１２ｂ・・・を有する。

【００５５】画像復元部２２は、復号器７１、７２・・
・から復号化された簡略動画データと、その復号前の符
号レートの値と構成情報が入力されると、そのままそれ
ぞれのチャンネルの切替器４８１、４８２・・・に出力
する。構成情報復号器４７１、４７２・・・は、復号器
７１、７２・・・からそれぞれのチャンネルの構成情報
だけが入力されており、この各チャンネルの構成情報を
復号し、この復号した構成情報に基づいて、それぞれチ
ャンネルの切替器４８１、４８２・・・を制御すること
により、前記のそれぞれの伝送チャンネルから入力され
る情報の行き先を、画像合成部４１２ａ、４１２ｂ・・
・のいずれかになるように制御する。

【００５６】画像合成部４１２ａ、４１２ｂ・・・は、
切替器４８１、４８２・・・から入力された簡略動画デ
ータを、その簡略動画データとともに入力された構成情
報を用いて、元の動画を合成・補完し、画像出力１２
ａ、１２ｂ・・・へそれぞれ出力する。この動画復元に
際しては、簡略動画のいずれかに欠落があっても、他の
簡略動画を用いて補完される。また、画像合成部４１２
ａ、４１２ｂ・・・は、切替器４８１、４８２・・・か
ら入力された復号前の符号レートの値はすべて帯域指示
部９１へ出力する。

【００５７】ここで、構成情報復号器４７１、４７２・
・・により実行される図２の構成情報による行き先の制
御について、図４を参照して説明する。

【００５８】この図４では、構成情報復号器４７１、４
７２・・・により実行される図２の構成情報による行き
先の制御を示しており、チャンネル１〜３からの入力は
画像合成部４１２ａへ、チャンネル４〜５からの入力は
画像合成部４１２ｂへ入力するよう制御されている。こ
の行き先は図２の構成情報に対応して切替器４８１、４
８２・・・が切り替え制御するので、構成情報の次に続
く画像データの行き先を変えることは容易である。した
がって、動画の途中から分割数すなわち帯域占有幅を変
更することができる。

【００５９】次いで、動画像伝送システム１０の帯域制
御に関して付加された構成部分を説明する。

【００６０】帯域指示部９１は、復号器７１、７２・・
・から復号前の符号レートの値のすべてが画像復元部２
２を経由して入力され、また受信側の利用者による動画
入出力ごとに映像番号に対応して、それぞれ最大帯域占
有幅と分割方式の指示が入力される。

【００６１】この利用者からの指示の例を図５に示す。
この図５に示す帯域の単位、分割方式の記号は予め取り
決められる。

【００６２】帯域指示部９１は、最大帯域占有幅の指示
値から、それぞれの映像番号に最適な分割数を算出す
る。最も簡単な例では、最大帯域占有幅を伝送チャンネ
ルの最大帯域で除した商の整数部に１を加えた数を分割
数とする方法がある。あるいは、ひとつの映像番号に関
する復号前の符号レートの合計が、より少ないチャンネ
ルで伝送できる帯域と判定し、自動的に分割数を減少さ
せる方法がある。または、復号前の符号レートの合計を
利用者に示しながら、最大帯域占有幅指示の変更を利用
者に促す方法がある。

【００６３】帯域指示部９１により指示される映像番号
ごとの分割数と分割方式は、帯域符号送信部９２で符号
化され帯域符号として、伝送チャンネル９０を通して動
画送信側へ送信される。この受信側から送信された分割
数と分割方式の帯域符号は、帯域符号受信部９３で受信
され、帯域符号受信部９３から帯域制御部９４に出力さ
れると、帯域制御部９４において帯域符号に基づいてチ
ャンネル割り当てが定めれられて、このチャンネル割り
当ての通知が画像配分部２１へ出力される。この通知に
基づいて画像配分部２１は、前述したように、チャンネ
ル割り当てを実行し、映像番号１の動画をＡ方式で３つ
の簡略動画に分割し、伝送チャンネル１〜３に割り当
て、映像番号２の動画をＢ方式で２つの簡略動画に分割
し、伝送チャンネル４〜５に割り当てる。

【００６４】伝送チャンネル９０は、伝送チャンネル
１、２・・・の両端に用いられる端末が双方向の送受信
機能を持つ場合は、同じ端末を共用する方法がある。伝
送チャンネル１、２・・・のうちいずれかひとつのチャ
ンネルに対応する端末を共用する方法がある。また、伝
送環境劣化の大きいシステム、例えば無線端末を用いる
場合などでは、伝送チャンネル１、２・・・のすべての
チャンネルに対応する端末を共用し、同じ帯域符号を複
数の端末で伝送する方法がある。帯域符号受信部９３
は、複数の端末からの受信が入力され、そのいずれかの
端末が帯域符号を正常に受信することにより、帯域制御
部９４に出力する方法がある。

【００６５】次に、本実施の形態の動作を説明する。

【００６６】本実施の形態の動画像伝送システム１０に
おいて、送信側では、画像配分部２１において画像入力
１１ａ、１１ｂ・・・から入力される入力動画が画像配
分部２１で複数の簡略動画３１、３２・・・に分割され
るとともに構成情報が付加され、それぞれの構成情報が
付加された簡略動画３１、３２・・・が並列符号化部４
１、４２・・・で符号化されると、その簡略動画符号が
送信部５１、５２・・・により複数の伝送チャンネル
１、２・・・を通して受信側に伝送される。

【００６７】そして、受信側では受信部６１、６２・・
・で受信されたそれぞれの簡略動画符号が、復号器７
１、７２・・・でそれぞれ独立に復号化されて得られた
複数の簡略動画８１、８２・・・とそれぞれの構成情報
が、画像復元部２２において構成情報に基づいて合成・
欠落補完されることにより元の動画が復元され、画像出
力１２ａ、１２ｂ・・・に出力されるので、ひとつの動
画につき伝送チャンネル１、２・・・のいずれかひとつ
のチャンネルが正常なら簡略動画だけでも復元できる。
正常なチャンネルが多いほど復元される動画の品質は高
くなる。

【００６８】また、帯域指示部９１は、復号器７１、７
２・・・から入力される入力符号レートの値と、利用者
により入力される帯域指示とから、画像入力１１ａ、１
１ｂ・・・から入力される入力動画の分割数がそれぞれ
算定され、その算定結果から帯域指示を符号化した帯域
符号が帯域符号送信部９２に出力される。この帯域符号
は帯域符号送信部９２により伝送チャンネル９０に送信
され、伝送チャンネル９０を通して送信側の帯域符号受
信部９３で受信されて、帯域符号受信部９３から帯域制
御部９４に出力される。帯域制御部９４では、帯域符号
受信部９３から入力された帯域符号に基づいてチャンネ
ル割り当てが定められて、このチャンネル割り当てを含
む通知が画像配分部２１へ出力される。

【００６９】そして、画像配分部２１では、画像入力１
１ａ、１１ｂ・・・から入力される入力動画が、帯域制
御部９４から通知されたチャンネル割り当て対応するよ
うに簡略動画に分割されるので、動画の符号レートと利
用品質に見合った帯域を用いて動画を送信できる。ま
た、当該他の通信が同じ動画像伝送システム１０を共通
に利用できる帯域を提供できる。さらに、伝送チャンネ
ルが占有時間に対して課金される場合、最大チャンネル
数をずっと占有する場合に比べて、一部のチャンネルの
占有時間が減少することにより、動画伝送の通信コスト
を下げることができる。

【００７０】さらに、帯域指示部９１において符号化さ
れて帯域制御部９４に出力される帯域符号は、画像復元
部２２内の構成情報符号化部３９２により構成情報符号
として切替器４８１、４８２・・・を介して符号多重器
３４１、３４２・・・に出力されると、符号多重器３４
１、３４２・・・により簡略動画データ３１、３２・・
・と共に同じ構成情報符号がそれぞれ多重化されて、並
列符号化部４１、４２・・・にそれぞれ出力される。並
列符号化部４１、４２・・・では、画像配分部２１から
入力された簡略動画データ３１、３２・・・のストリー
ムのうち簡略画像データの部分は動画符号化されて出力
され、圧縮しないで伝送するデータの部分と構成情報符
号はそのまま出力される。この並列符号化部４１、４２
・・・から出力される簡略動画符号と構成情報符号は、
送信部５１、５２・・・により伝送チャンネル１、２・
・へ分割伝送される。

【００７１】そして、受信側では、送信側から伝送チャ
ンネル１、２・・・を介して分割伝送される構成情報符
号を含む簡略動画符号は、それぞれ受信部６１、６２・
・・で受信されて、それぞれ復号器７１、７２・・・に
出力される。復号器７１、７２・・・では、受信部６
１、６２・・・から入力された簡略動画符号の部分は互
いに独立に復号化されて簡略動画８１、８２・・・とし
て画像復元部２２に出力される。また、復号器７１、７
２・・・では、送信側から圧縮されないで伝送されたデ
ータはそのまま画像復元部２２に出力される。さらに、
復号器７１、７２・・・では、入力された符号レートの
値と構成情報符号が簡略動画データとともにそれぞれ画
像復元部２２に出力される。

【００７２】そして、受信側の画像復元部２２には、復
号器７１、７２・・・から簡略動画データ８１、８２・
・・に同じ構成情報符号が多重化されたストリームが入
力されるので、変更された分割数を持つ構成情報符号が
画像復元部２２に入力された直後の簡略動画８１、８２
・・・の合成・補完を行う時点から、分割数を変更した
元の動画を復元することは容易である。したがって、そ
れぞれの動画ごとに、動画の途中で分割数すなわち帯域
占有幅を変更することができる。この場合の帯域の変化
を図５に示す。この図５において、動画ａと動画ｂは、
分割数を動画の途中で変更することにより、最大占有帯
域の合計に比べて、残りの帯域を広くすることができ、
図５に示す他の通信にあたる帯域を利用すれば、伝送シ
ステムの帯域を効率よく利用できる。

【００７３】また、伝送チャンネル１、２・・・が、例
えば音声伝送を主目的として設計されたネットワークの
一部を構成する伝送チャンネルである場合など、それぞ
れに帯域制御機能のない伝送チャンネルを複数組み合わ
せて動画像伝送システム１０を構成するので、帯域制御
機能つき動画像伝送システムを構成することができる。

【００７４】さらに、画像入力１１ａ、１１ｂ・・・の
入力データに圧縮しないで伝送するデータがある場合
は、画像配分部２１で圧縮されることなく分割され、並
列符号化部４１、４２・・、復号器７１、７２・・・で
も圧縮伸張されず、画像復元部２２で圧縮されることな
く合成され、画像出力１２ａ、１２ｂ・・・にそのまま
データが復元されるので、動画伝送と並行して、ファイ
ル転送などデータ伝送を行うことができる。

【００７５】

【発明の効果】請求項１記載の発明の動画像伝送システ
ムによれば、送信側では、画像配分手段により入力画像
を複数の簡略動画に分割して、それぞれの簡略動画を符
号化し、複数の伝送チャンネルを通して受信機に伝送
し、受信側では受信したそげれの簡略動画符号を、それ
ぞれ独立に復号して得た複数の簡略動画から、画像復元
手段により動画を合成・欠落補完することにより元の動
画を復元し、帯域指示手段により復元した簡略動画の符
号量と利用者の指示から帯域を定め、定めた帯域情報を
動画送信側へ伝送する手段により、動画送信側の帯域制
御手段により通知し、帯域制御手段により入力動画の簡
略画像への分割数を可変し、伝送に用いる伝送チャンネ
ル数が前記分割数に一致するという特徴を有するので、
伝送品質の劣化に対する復元画像の視覚上の劣化が抑制
されるという利点を持ち、しかも動画符号レートの増減
と利用者の指示に応答して帯域の変更を行う帯域制御機
能を持つという効果がある。また、伝送チャンネルが占
有時間に対して課金される場合、最大チャンネル数をず
っと占有する場合に比べて、通信コストが下がるという
効果がある。

【００７６】さらに請求項２記載の発明の動画像伝送シ
ステムによれば、画像配分手段により、動画の分割構成
情報を符号化して、動画符号を伝送する伝送チャンネル
を通して動画符号と共に伝送し、画像復元手段は分割構
成情報を用いて、元の動画を復元するという特徴を有す
るので、動画の途中でも動画について帯域を変更でき、
迅速な帯域制御機能を持つという効果がある。

【００７７】さらに請求項３記載の発明の動画像伝送シ
ステムによれば、複数の動画の入出力を持ち、画像配分
手段がそれぞれの動画に関する帯域制御に合った分割数
で簡略動画に分割し、それぞれの動画に関する分割構成
情報を符号化して伝送し、画像復元手段は受信した分割
構成情報を用いて、それぞれ元の動画を復元するという
特徴を有するので、複数の動画について帯域制御機能付
き動画像伝送システムを提供できる。

【００７８】さらに請求項４記載の発明の動画像伝送シ
ステムによれば、複数の伝送チャンネルの中には、通信
中の端末間の接続を保持し、一定の帯域が確保される伝
送路を含むので、帯域制御機能を持たない伝送路を利用
して、帯域制御機能を利用して、帯域制御機能を持つ動
画像伝送システムを提供できる。音声を伝送することを
主目的で設計された電話をはじめとする伝送チャンネル
は、一定の帯域を確保する伝送路が多く、このような音
声伝送チャンネルを複数利用して、帯域制御機能付き動
画像伝送システムを構成することができる。特に伝送チ
ャンネルに無線を利用すれば、帯域制御機能を持たない
無線端末を複数用いて帯域制御機能を持つ動画像伝送シ
ステムを提供できる。さらに、もともと音声を無線伝送
することを主目的で設計された無線端末を複数利用し
て、帯域制御機能を持つ動画像伝送システムを提供でき
る。

【００７９】さらに請求項５に記載の発明の動画像伝送
システムによれば、複数の伝送チャンネルは、互いに異
なる搬送周波数を利用する無線伝送手段とすることによ
り、フェージングをはじめとする周波数選択性の伝送特
性の劣化が生じても、少なくともひとつの搬送周波数の
伝送特性が良好であれば簡略動画を復元でき、伝送特性
が良好な搬送周波数が増えるほど、元の動画品質に近い
動画が復元することができ、しかも帯域制御機能つき動
画像伝送システムを提供できる。

【００８０】さらに請求項６に記載の発明の動画像伝送
システムによれば、画像入力のかわりに圧縮伸張しない
データが入力されると、画像配分手段と動画符号化手段
と動画復号化手段と画像復元手段では圧縮伸張をおこな
わず、そのままデータが出力されるので、ひとつの動画
像伝送システムにおいて、動画伝送の他にファイル転送
などのデータ伝送を同時に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した動画像伝送システム１０の制
御系の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の画像配分部２１において符号化される構
成情報と多重化したストリームを示す図である。

【図３】図１の画像配分部２１の内部構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】図１の画像復元部２２の内部構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】図１の帯域指示部９１へ利用者が指示する情報
の一例を示す図である。

【図６】図１の動画像伝送システム１０における占有帯
域の変化の一例を示す図である。

【図７】従来の帯域制御機能つき動画像伝送システムの
構成を示すブロック図である。

【図８】従来の分割伝送を行う動画符号伝送システムの
構成を示すブロック図である。

【図９】従来の一定の帯域を確保する伝送システムにお
ける動画符号レートの時間変化をの一例を示す図であ
る。

【図１０】従来の一定の帯域を確保する伝送システムに
おける複数の動画符号レートの時間変化を示す図であ
る。

【符号の説明】

１・２ 伝送チャンネル １０ 動画像伝送システム １１ａ・１１ｂ 画像入力 １２ａ・１２ｂ 画像出力 ２１ 画像配分部 ２２ 画像復元部 ３１・３２ 簡略動画 ４１・４２ 並列符号化部 ５１・５２ 送信部 ６１・６２ 受信部 ７１・７２ 復号器 ８１・８２ 簡略動画 ９０ 伝送チャンネル ９１ 帯域指示部 ９２ 帯域符号送信部 ９３ 帯域符号受信部 ９４ 帯域制御部 １２１ａ・１２１ｂ 画像分割部 １３１ａ・１３１ｂ 切替器 ３４１・３４２ 符号多重器 ３９２ 構成情報符号化部 ４１２ａ・４１２ｂ 画像合成部 ４７１・４７２ 構成情報復号器 ４８１・４８２ 切替器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/45 Ｈ０４Ｎ 5/45 5/455 5/455

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画を符号化し、この動画符号を送信機
   により伝送チャンネルを通して受信機に伝送する送信側
   と、受信機により受信した動画符号を復号化して動画を
   出力する受信側と、から構成された動画像伝送システム
   において、 前記送信側は、 入力される動画をＮ個に分割して簡略動画とする画像配
   分手段と、 この分割された各簡略動画をそれぞれ符号化して簡略動
   画符号を出力する並列符号化手段と、 この並列符号化手段から出力される各簡略動画符号をそ
   れぞれ送信信号として前記伝送チャンネルに送信する送
   信機と、を備え、 前記受信側は、 前記送信機から送信される送信信号をそれぞれ受信し、
   この受信した送信信号から動画符号を出力する受信機
   と、 この受信機から出力される各動画符号をそれぞれ互いに
   独立に復号化して簡略動画符号を出力するとともに、当
   該各動画符号を復号化前の符号のレートの値を出力する
   復号化手段と、 この復号化手段から出力される簡略動画符号を合成また
   は補完して、元の動画を復元する画像復元手段と、を備
   え、 前記送信機と前記受信機は、互いに異なる複数の伝送チ
   ャンネルを用いて、前記送信信号をそれぞれ送・受信
   し、 前記受信側には、 前記送信信号を送・受信する際の帯域を指示する帯域指
   示手段と、 この帯域指示手段から入力される帯域の指示と、前記復
   号化手段から出力される符号レートの値とから前記入力
   される動画の分割数を算定して帯域符号として出力する
   帯域指示手段と、 この帯域指示手段から出力される帯域符号を前記伝送チ
   ャンネルに送信する帯域符号送信手段と、を備え、 前記送信側には、 前記帯域符号送信手段から送信される帯域符号を受信し
   て出力する帯域符号受信手段と、 この帯域符号受信手段から出力される帯域符号に基づい
   て、前記入力される動画の分割数を決定し、この分割数
   により分割される前記送信信号を送信する前記複数の伝
   送チャンネルの割り当てを決定する帯域制御手段とを備
   え、 前記画像配分手段は、前記帯域制御手段により決定され
   る分割数及び伝送チャネルの割り当てに基づいて、前記
   入力される動画の分割と前記送信信号を送信する伝送チ
   ャンネルの配分を行うことを特徴とする動画像伝送シス
   テム。
2. 【請求項２】 前記画像配分手段は、前記簡略動画と共
   に、割り当てる伝送チャンネルと分割要素番号と分割方
   式とを含む構成情報を符号化して、前記並列符号化手段
   へ出力し、 前記並列符号化手段は、この画像配分手段から入力され
   る構成情報はそのまま前記送信機に出力し、 前記送信機は、この並列符号化手段から入力される構成
   情報を、前記伝送チャンネルに送信し、 前記受信機は、前記送信機から前記伝送チャンネルを通
   して送信される前記構成情報を受信して前記復号化手段
   へ出力し、 前記復号化手段は、この受信機から入力される前記構成
   情報をそのまま前記画像復元手段に出力し、 前記画像復元手段は、この復号化手段から入力される前
   記構成情報に基づいて、前記簡略動画を合成または補完
   して、元の動画を復元することを特徴とする請求項１記
   載の動画像伝送システム。
3. 【請求項３】 前記画像配分手段は、複数の画像入力部
   を備え、 前記画像復元手段は、この画像入力部と同数の画像出力
   部を備え、 前記帯域符号には、複数の画像それぞれに対して、前記
   入力される動画の分割数と当該動画分割の分割方式を含
   むようにし、 前記構成情報には、複数の画像それぞれに対して、前記
   割り当て伝送チャンネルと前記分割要素番号と前記分割
   方式とを含むようにしたことを特徴とする請求項１及び
   請求項２記載の動画像伝送システム。
4. 【請求項４】 前記伝送チャンネルは、常に一定の帯域
   が確保される伝送路であることを特徴とする請求項１記
   載の動画像伝送システム。
5. 【請求項５】 前記伝送チャンネルは、互いに異なる搬
   送周波数を利用する無線伝送手段としたことを特徴とす
   る請求項１記載の動画像伝送システム。
6. 【請求項６】 前記画像配分手段は、前記画像入力から
   無加工データを入力して、前記並列符号化手段へ出力
   し、 前記並列符号化手段は、この画像配分手段から入力され
   る無加工データを圧縮伸張することなく前記送信機へ出
   力し、 前記送信機は、この並列符号化手段から入力される無加
   工データを前記伝送チャンネルに送信し、 前記受信機は、この送信機から送信される無加工データ
   を前記伝送チャンネルから受信して前記復号化手段に出
   力し、 前記復号化手段は、この受信機から入力される無加工デ
   ータを圧縮伸張することなく前記画像復元手段へ出力
   し、 前記画像復元手段は、この復号化手段から入力される無
   加工データを元のデータに復元して前記画像出力へ出力
   することを特徴とする請求項１記載の動画像伝送システ
   ム。