JPH1070727A - 動画像伝送方法および動画像伝送装置 - Google Patents

動画像伝送方法および動画像伝送装置

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JPH1070727A
JPH1070727A JP9128706A JP12870697A JPH1070727A JP H1070727 A JPH1070727 A JP H1070727A JP 9128706 A JP9128706 A JP 9128706A JP 12870697 A JP12870697 A JP 12870697A JP H1070727 A JPH1070727 A JP H1070727A
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screen area
compressed video
video
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Masami Kato
正美 加藤
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Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮ビデオ情報の伝送に遅延が生じた場合
に、圧縮ビデオ情報の一部を破棄して遅延を解消するよ
うにした動画像伝送方法および動画像伝送装置を提供す
る。 【解決手段】 圧縮ビデオ情報蓄積回路20に蓄積され
たビデオフレーム情報をビデオフレームバッファ22に
読出し、ビデオフレーム種別判定回路24によってPB
フレームが判別されたとき、Bブロック抽出回路26に
よって双方向予測符号化情報(Bブロック)を抽出し、
通信状態監視回路32によって伝送回路30に遅延が生
じていることが判別されたとき、伝送制御回路34の制
御により、抽出されたBブロックが減算器28cに与え
られ、ビデオフレームバッファ22から読出されたBブ
ロックをキャンセルし、伝送する情報量を削減して遅延
を解消する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は動画像伝送方法お
よび動画像伝送装置に関し、特に、画面間予測符号化を
用いた圧縮符号化法により圧縮符号化された圧縮ビデオ
情報をリアルタイムで伝送するような動画像伝送方法お
よび動画像伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電話回線(ISDN回線など
の高速通信回線)や、専用の通信回線を用いて動画像を
伝送することが知られている。一般的には、これらの回
線の伝送容量は、動画像の情報量に比べて小さいという
特徴がある。このために、伝送時には動画像の情報量を
圧縮する必要がある。動画像の圧縮のための手法は周知
のごとく、さまざまな手法が提案されている。たとえ
ば、画面のコマ落とし(画面の間引き),画面の画素の
間引き,予測符号化,周波数変換,量子化,可変長符号
化などがある。予測符号化には画面間予測符号化(フレ
ーム間予測符号化)と動き補償型画面間予測符号化があ
る。
【0003】従来はこのような技術を少なくとも1つ以
上採用して圧縮した圧縮ビデオ情報を伝送するようにし
ている。たとえば、MPEG符号化により、動画像を圧
縮符号化したMPEG情報(圧縮ビデオ情報)が回線を
介して伝送されている。この場合、回線の伝送レートに
合わせて動画像をMPEG符号化するときの出力ビット
レートを設定する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、伝送の送信
側において、伝送時点で動画像を圧縮符号化するとは限
らない。つまり、既に符号化された圧縮ビデオ情報を予
め蓄積しておき、これを受信側に伝送することがある。
また、回線としては、有線回線で伝送されるとは限らな
い。つまり、無線回線を介して伝送する場合もある。こ
の無線回線の場合においては、無線空間の品質が悪い
と、当然エラーが発生する。このエラーが発生すると、
通常は無線回線ではARQ(Automatic Repeat Reques
t)などの適用により、情報の再送が行なわれる。
【0005】この再送により、単位時間当りの伝送量は
実質的に変動し、低下する。そして、この伝送量の低下
により圧縮ビデオ情報の伝送に遅延が生じる場合があ
る。このような遅延が生じると、受信側で再生される動
画像の時間間隔にずれが生じてしまう。このような遅延
は圧縮ビデオ情報を共通回線(LAN)を用いてパケッ
ト通信する場合にも生じてしまう。
【0006】それゆえに、この発明の主たる目的は、圧
縮ビデオ情報の伝送に遅延が生じた場合に、適切にこの
圧縮ビデオ情報の一部を破棄して遅延を解消できるよう
な動画像伝送方法および動画像伝送装置を提供すること
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
少なくとも画面間予測符号化を用いた圧縮符号化法によ
り圧縮符号化された参照画面領域と非参照画面領域との
情報を含む圧縮ビデオ情報を伝送する動画像伝送方法に
おいて、圧縮ビデオ情報の伝送中における遅延状況を監
視し、遅延が発生したために画面領域の情報を破棄して
その遅延を抑圧する場合に、圧縮ビデオ情報の参照画面
領域の情報を優先的に残す。
【0008】請求項2に係る発明では、請求項1で参照
画面領域の情報を優先的に残したのに対して、非参照画
面領域の情報を優先的に破棄する。
【0009】請求項3に係る発明では、請求項1の画面
領域は1画面単位であり、請求項4に係る発明では1画
面を分割したブロック単位である。
【0010】請求項5に係る発明では、圧縮符号化法は
国際標準規則H.263であり、請求項6に係る発明で
はMPEG規格である。
【0011】請求項7に係る発明は、少なくとも画面間
予測符号化を用いた圧縮符号化法により圧縮符号化さ
れ、参照画面領域と非参照画面領域との情報を含む圧縮
ビデオ情報を伝送する動画像伝送装置であって、圧縮ビ
デオ情報の伝送中における遅延状況を監視する通信状態
監視手段と、伝送するための圧縮情報を記憶するバッフ
ァ手段と、記憶されている圧縮ビデオ情報に含まれてい
る参照・非参照画面領域の情報を検出する検出手段と、
遅延の発生したことが検出されたことに応じて、検出さ
れた参照画面領域の情報を残し、非参照領域の情報を破
棄するための制御を行なう非参照画面領域破棄手段とを
備えて構成される。
【0012】請求項8に係る発明では、請求項7の圧縮
符号化法は国際標準規則H.263であり、請求項9に
係る発明ではMPEG規格である。
【0013】
【発明の実施の形態】図1はこの発明をビデオ・オン・
デマンド・システムに適用した例を示す概念図である。
図1において、配信局1は動画像を配信するものであっ
て、ビデオサーバ2を含む。ビデオサーバ2はたとえば
国際標準規格H.263などにより圧縮された圧縮ビデ
オ情報を蓄積している。ビデオサーバ2からの圧縮ビデ
オ情報は有線網4を介して無線基地局6に接続される。
ここでの基地局はPHS(簡易携帯電話システム,パー
ソナル ハンディホン システム)を採用するものとす
るが、これに限定されるものではない。基地局6には図
示しないPHS用無線通信機を介して接続可能なビデオ
端末8が設けられている。たとえば、このビデオ・オン
・デマンド・システムの場合、ビデオサーバ装置2に蓄
積された圧縮ビデオ情報は、有線網4を介して基地局6
に伝送され、さらにPHS無線通信によりビデオ端末8
に伝送される。
【0014】図2は図1に示したビデオサーバ装置に蓄
積されているH.263のビデオフレーム構成を示す図
である。図2(a)は蓄積されたビデオ情報10のフレ
ーム構成を示し、理想的には時間的に等間隔に用意され
ている。一般的に画面間予測符号化技術(フレーム間予
測符号化技術)を用いて、圧縮された各ビデオフレーム
は、参照するビデオフレームの違いにより3種類に分類
される。その第1は自己のビデオフレームだけで復号が
可能なフレーム内符号化フレーム(Iフレーム,Iピク
チャー,イントラフレーム)であり、フレーム10−a
がこれに当たる。第2は以前のビデオフレームを参照
し、その差分を符号化するフレーム間予測符号化フレー
ム(Pフレーム,Pピクチャー,前方向のインターフレ
ーム)であり、フレーム10−b,10−c,10─
e,10−gがこれに当たる。たとえば、フレーム10
−bはフレーム10−aを参照しており、フレーム10
−cはフレーム10−bを参照しており、フレーム10
−eはフレーム10−cを参照し、フレーム10−gは
フレーム10−eを参照している。
【0015】第3は以前のビデオフレームと、以後のビ
デオフレームとの両方を参照し、これらとの差分を符号
化する双方向予測符号化フレーム(Bフレーム,Bピク
チャー,双方向インターフレーム)であり、フレーム1
0−d,10−fがこれに当たる。たとえば、フレーム
10−dはフレーム10−cとフレーム10−eを参照
しており、フレーム10−fはフレーム10−eとフレ
ーム10−gを参照している。
【0016】さらに、低ビットレート対応の圧縮符号化
方式であるH.263ではPフレームとBフレームが1
つのビデオフレーム(PBフレーム)として符号化され
ている。すなわち、Bフレームに関する情報がBブロッ
クとしてPフレームの中に埋込まれている。たとえば、
フレーム10−dとフレーム10−eおよびフレーム1
0−fとフレーム10−gは、それぞれPBフレーム1
0−de,PBフレーム10−fgとして符号化されて
いる。
【0017】図3は図1に示したビデオサーバ装置の構
成を示すブロック図である。図3において、圧縮ビデオ
情報蓄積回路20は圧縮されたビデオ情報を蓄積してお
り、この圧縮ビデオ情報蓄積回路20から読出された圧
縮ビデオ情報はビデオフレームバッファ22に与えられ
る。ビデオフレームバッファ22に読出されたビデオフ
レームがPBフレームであるか否かを判別するために、
ビデオフレーム種別判定回路24が設けられる。Bブロ
ック抽出回路26は、ビデオフレームバッファ22から
双方向予測符号化情報(Bブロック)を抽出するもので
あり、ビデオフレームバッファ22に読出されたビデオ
フレームがPBフレームであることがビデオフレーム種
別判定回路24によって判別されたときに、そのビデオ
フレーム情報の中からBブロックを抽出する。
【0018】Bブロック廃棄回路28はビデオフレーム
バッファ22に読出されたビデオフレーム情報から、B
ブロック抽出回路26で抽出されたBブロックを廃棄す
るものである。なお、Bブロック廃棄回路28には、B
ブロックを廃棄するか否かを選択するための切換スイッ
チ28a,28bが設けられている。また、Bブロック
廃棄回路28では減算回路28cにより、ビデオフレー
ム情報からBブロックの情報を減算することにより、B
ブロックの情報をキャンセルして廃棄する。Bブロック
廃棄回路28の出力は伝送回路30に接続されている。
伝送回路30はビデオフレームを伝送媒体36に伝送す
るためにARQによる再送制御などを行なう。通信状態
監視回路32は伝送回路30での通信状態を監視し、た
とえばビデオフレームが遅延しているか否かを判別し、
その状態を伝送制御回路34に伝える。
【0019】次に、この発明の一実施形態のビデオサー
バ装置2の動作について説明する。ビデオサーバ装置2
の圧縮ビデオ情報蓄積回路20からビデオフレームバッ
ファ22に読出されたビデオフレームは、ビデオフレー
ムの種別判定回路24によってPBフレームか否かが判
定される。もし、PBフレームでなければ、ビデオフレ
ーム種別判別回路24はその情報を伝送制御回路34に
伝える。伝送制御回路34は、切換スイッチ28a,2
8bを制御し、ビデオフレームバッファ22のビデオフ
レーム情報をそのまま伝送回路30に渡し、伝送媒体3
6に出力させる。
【0020】一方、PBフレームであれば、ビデオフレ
ーム種別判定回路24はその情報を伝送制御回路34に
伝えるとともに、Bブロック抽出回路26にも伝える。
Bブロック抽出回路26はビデオフレームバッファ22
に読出されたビデオフレーム情報の中から、双方向予測
符号化情報(Bブロック)を抽出し、Bブロック廃棄回
路28に知らせる。
【0021】伝送制御回路34は通信状態監視回路32
によって通信状態が良好と判断された場合、切換スイッ
チ28a,28bを制御し、ビデオフレームバッファ2
2のビデオフレーム情報をそのまま伝送回路30に渡
し、伝送媒体36に出力する。しかし、伝送制御回路3
4は通信状態が良好でないと判断された場合、切換スイ
ッチ28a,28bを制御し、減算回路28cによって
ビデオフレームバッファ22のビデオフレーム情報から
双方向予測符号化情報(Bブロック)を廃棄したビデオ
フレーム情報を生成し、これを伝送回路30に渡し、伝
送媒体36に出力する。
【0022】次に、図2(b),(c)を参照しなが
ら、ビデオサーバ装置2の動作について再度説明する。
まず、画面を廃棄した場合について説明する。図2
(b)は画面の廃棄をしない場合において、ビデオ端末
8が受信したビデオ情報に含まれる受信ビデオフレーム
の構成を示している。つまり、エラーにより、再送制御
が行なわれて遅延が生じると、受信ビデオフレーム群1
1Aは、各ビデオフレームの表示間隔(メディア内同
期)が大きくなり、間延びしたビデオ情報となる。
【0023】しかしながら、この実施形態では、上述の
ごとくBブロックを廃棄するようにしているので、図2
(c)に示すように、ビデオ端末8は受信ビデオフレー
ムを受信して表示する。つまり、図2(c)に示した例
では、PBフレーム(10−de)から双方向予測符号
化を適用したBブロックに関する情報をビデオサーバ装
置2で廃棄している。このように、Bブロックを廃棄す
ることにより、伝送する情報量が削減され、再送制御に
よるビデオフレーム表示間隔(メディア内同期)の増大
を補正することができる。しかも、廃棄した情報(Bブ
ロック)は他のビデオフレームから参照されないフレー
ム(非参照画面)の情報であり、受信側のビデオ端末8
で表示されるビデオフレーム数が少なくなるが、廃棄に
よる画像の乱れは発生しないという効果が得られる。
【0024】なお、上述の実施形態では、PBフレーム
のBブロックを廃棄するようにした。つまり、廃棄は1
画面単位で行なわれているが、これはもっと小さな単位
であってもよい。また、この実施形態では、Bブロック
のみを廃棄するようにしたが、遅延が大きくて大量に情
報を廃棄する必要がある場合には、Iフレームを残し
て、PフレームおよびPBフレームを廃棄するようにし
てもよい。要するに、参照される度合いの小さなフレー
ム(またはマクロブロック)を優先して廃棄するように
すればよい。
【0025】図4は圧縮符号化の他の例のMPEGを用
いた例を示す図である。MPEGは図4に示すように、
Iピクチャー(Intra-Picture )から3周期ごとにPピ
クチャー(Predictive-Picture)が挿入され、それぞれ
の間には2枚のBピクチャー(Bidirectionally Predic
tive-Picture)が挿入されている。ただし、このピクチ
ャー構成は一例であり、この構成に限定されない。この
ようなMPEGを用いて圧縮符号化したビデオフレーム
情報では、通信状態が良好でない場合に、Iピクチャー
の前のPピクチャーまたはBピクチャーを間引くように
してもよい。
【0026】また、MPEGのPピクチャーは画面内の
小ブロック単位でイントラ符号化を含んでおり、Bピク
チャーも画面内の小ブロック単位の部分ではイントラ符
号化を含んでいるので、このブロック内の情報を間引く
ようにしてもよい。
【0027】図5は図3に示したビデオサーバ装置にオ
ーディオサーバ装置を組合せてビデオフレーム情報と音
声情報とを伝送するようにしたシステムの構成を示す図
であり、図6はビデオフレームとオーディオ情報との同
期をとる方法を説明するための図である。
【0028】図5において、配信局1には、図3に示し
たビデオサーバ装置2とともにオーディオサーバ装置3
が設けられる。このオーディオサーバ装置3はビデオサ
ーバ装置2から出力されるビデオフレーム情報に対応し
たオーディオ情報を蓄積している。ビデオサーバ装置2
から出力されたビデオフレーム情報は伝送制御部15に
よって図1に示した有線網4,基地局6およびPHS用
無線通信機を介してビデオ端末8に伝送される。オーデ
ィオサーバ装置3からのオーディオ情報も伝送制御部1
6によってビデオ系と同様の伝送媒体を介してビデオ端
末8に伝送される。
【0029】一方、ビデオ端末8はビデオ情報を受ける
伝送制御部81とオーディオ情報を受ける伝送制御部8
2とを含む。伝送制御部81で受信されたビデオフレー
ム情報はビデオバッファ83に蓄積され、出力制御部8
5によって読出されてビデオモニタ88にビデオ情報が
表示される。
【0030】オーディオ情報は伝送制御部82で受信さ
れてオーディオバッファ84に蓄積される。このとき、
同期制御部87はビデオ情報とオーディオ情報の同期を
とるために図6に示すように制御を行なう。出力制御部
86は同期制御部87の出力によってビデオフレームに
同期して、オーディオバッファ84からオーディオ情報
を読出してスピーカ89から音声情報を再生させる。
【0031】上述のごとく、この実施形態によれば、蓄
積された圧縮ビデオ情報を簡易型携帯電話システムなど
で伝送する場合においても、画像の乱れを発生させるこ
となく、再送制御による受信側でのメディア内同期の乱
れを抑制することができる。
【0032】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、圧縮
ビデオ情報の伝送に遅延が発生したために画面領域の情
報を破棄してその遅延を抑圧する場合に、圧縮ビデオ情
報の参照画面領域の情報を優先的に残し、あるいは非参
照画面領域の情報を優先的に破棄するようにしたので、
遅延を解消することができる。しかも、破棄する場合、
参照画面領域の情報を優先的に残すようにしたので、破
棄により発生する他の画面への悪影響を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明をビデオ・オン・デマンド・システム
に適用した例を示す概念図である。
【図2】図1に示したビデオサーバ装置に蓄積されてい
るH.263のビデオフレーム構成を示す図である。
【図3】図1に示したビデオサーバ装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図4】圧縮符号化にMPEGを用いた例を示す図であ
る。
【図5】図3に示したビデオサーバ装置にオーディオサ
ーバ装置を組合せてビデオフレーム情報と音声情報とを
伝送するようにしたシステムの構成を示す図である。
【図6】ビデオ情報とオーディオ情報との同期関係を示
す図である。
【符号の説明】
1 配信局 2 ビデオサーバ装置 3 オーディオサーバ装置 4 有線網 6 基地局 8 ビデオ端末 15,16,81,82 伝送制御部 20 圧縮ビデオ情報蓄積回路 22 ビデオフレームバッファ 24 ビデオフレーム種別判定回路 26 Bブロック抽出回路 28 Bブロック廃棄回路 30 伝送回路 32 通信状態監視回路 34 伝送制御回路 36 伝送媒体 83 ビデオバッファ 84 オーディオバッファ 85,86 出力制御部 87 同期制御部 88 ビデオモニタ 89 スピーカ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも画面間予測符号化を用いた圧
    縮符号化法により圧縮符号化された参照画面領域と非参
    照画面領域との情報を含む圧縮ビデオ情報を伝送する動
    画像伝送方法において、 前記圧縮ビデオ情報の伝送中における遅延状況を監視
    し、 前記圧縮ビデオ情報の伝送に遅延が発生したために画面
    領域の情報を破棄して、その遅延を抑圧する場合に、前
    記圧縮ビデオ情報の前記参照画面領域の情報を優先的に
    残すことを特徴とする、動画像伝送方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも画面間予測符号化を用いた圧
    縮符号化法により圧縮符号化された参照画面領域と非参
    照画面領域との情報を含む圧縮ビデオ情報を伝送する動
    画像伝送方法において、 前記圧縮ビデオ情報の伝送中における遅延状況を監視
    し、 前記圧縮ビデオ情報の伝送に遅延が発生したために画面
    領域の情報を破棄して、その遅延を抑圧する場合に、前
    記圧縮ビデオ情報の前記非参照画面領域の情報を優先的
    に破棄することを特徴とする、動画像伝送方法。
  3. 【請求項3】 前記画面領域は1画面単位であることを
    特徴とする、請求項1または2の動画像伝送方法。
  4. 【請求項4】 前記画面領域は、1画面を分割したブロ
    ック単位であることを特徴とする、請求項1または2の
    動画像伝送方法。
  5. 【請求項5】 前記圧縮符号化法は、国際標準規則H.
    263であることを特徴とする、請求項1または2の動
    画像伝送方法。
  6. 【請求項6】 前記圧縮符号化法は、MPEG規格であ
    ることを特徴とする、請求項1または2の動画像伝送方
    法。
  7. 【請求項7】 少なくとも画面間予測符号化を用いた圧
    縮符号化法により圧縮符号化され、参照画面領域と非参
    照画面領域との情報を含む圧縮ビデオ情報を伝送する動
    画像伝送装置であって、 前記圧縮ビデオ情報の伝送中における遅延状況を監視す
    る通信状態監視手段、前記伝送するための圧縮情報を記
    憶するバッファ手段、 前記バッファ手段に記憶されている圧縮ビデオ情報に含
    まれている参照・非参照画面領域の情報を検出する検出
    手段、および前記通信状態監視手段によって遅延の発生
    したことが検出されたことに応じて、前記検出手段によ
    って検出された参照画面領域の情報を残し、非参照領域
    の情報を破棄するための制御を行なう非参照画面領域破
    棄手段を備えた、動画像伝送装置。
  8. 【請求項8】 前記圧縮符号化法は、国際標準規則H.
    263であることを特徴とする、請求項7の動画像伝送
    装置。
  9. 【請求項9】 前記圧縮符号化法は、MPEG規格であ
    ることを特徴とする、請求項7の動画像伝送装置。
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