KR19980081099A - 화상 전송 장치 및 화상 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

전송로의 전송 레이트에 대응한 비트 레이트의 부호화 데이타를 용이하게 얻을 수 있게 된다.
비디오 카메라(1)에서 얻어지는 화상 데이타는 화상 카메라 서버(2)에서 소정의 비트 레이트로 MPEG 부호화되고, 그 결과 얻어지는 부호화 데이타가 중계 서버(3)로 전송된다. 중계 서버(3)는 사용자가 갖는 컴퓨터(7 내지 9)에 대해 부호화 데이타를 이더넷(4), 아날로그 공중 회선(5), 또는 디지탈 회선(6)의 전송 레이트 이하의 비트 레이트의 데이타로 각각 변경하여 전송한다. MPEG에서는 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타(이하, 복사 화상이라고 함)가 규정되어 있고, 부호화 데이타의 비트 레이트의 변경은 본래 전송해야 될 부호화 데이타 대신에 복사 화상을 전송함으로써 행해진다.

Description

화상 전송 장치 및 화상 전송 방법
본 발명은 화상 전송 장치 및 화상 전송 방법에 관한 것으로, 특히 화상을 부호화한 부호화 데이타를 소정의 전송 레이트의 전송로를 통해 전송하는 경우에, 그 전송 레이트에 대응한 비트 레이트의 부호화 데이타를 얻기 위한 인코더를 이용하지 않아도 되는 화상 전송 장치 및 화상 전송 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 최근 급속히 보급되어 온 인터넷을 이용하여 동화상을 방송하는 것이 제안되고 있다. 동화상은, 그대로는 데이타량이 막대해지기 때문에, 통상 압축 부호화하여 전송된다. 동화상의 부호화 방식으로서는, 예를 들면 MPEG(Moving Picture Experts Group) 등이 공지되어 있다.
그런데, 사용자는 인터넷 상의 서버로부터 소정의 전송로를 통해, 화상을 부호화한 부호화 데이타를 수신하고, 그 부호화 데이타를 복호화함으로써 동화상을 시청하지만, 인터넷과 사용자(사용자가 사용하는 컴퓨터 등의 단말)를 접속하는 전송로로서는, 예를 들면 아날로그 회선 [예를 들면, PSTN(Public Switched Telephone Network) 등]이나, 디지탈 회선 [예를 들면, ISDN(Integrated Service Digital Network)이나 이더넷 등]이 있고, 전송로에 따라 그 전송 레이트(전송 대역)가 다르다.
한편, 인터넷을 이용하여, 예를 들면, 실시간 방송(소위 생방송 등)을 행하는 경우에는, 적어도 전송로의 전송 레이트 이하의 비트 레이트로 화상을 부호화할 필요가 있다.
따라서, 사용자와 접속되어 있는 전송로가 여러 종류 존재하는 경우에는, 각 전송로의 전송 레이트에 대응한 비트 레이트로 부호화를 행하는 인코더를 준비할 필요가 있다. 즉, 이 경우 내용이 동일한 화상에 대한 부호화 데이타를 전송하는 데도 불구하고, 다른 전송 레이트마다 그 전송 레이트에 대응한 비트 레이트의 부호화 데이타를 출력하는 인코더를 준비할 필요가 있고, 이 결과 시스템 (「시스템」이란 복수의 장치가 논리적으로 집합된 것을 말하며, 각 구성의 장치가 동일 개체 내에 있는지의 여부는 묻지 않는다) 전체가 고비용화된다. 이 점은, 방송 형태가 소위 단일 캐스트(uni cast)여도, 또한 멀티 캐스트(multi cast)여도 변하지 않는다.
그래서, 예를 들면 1997년 4월 1일에, URL(Uniform Resource Locator)로서, http://www.comp.lancs.ac.uk/computing/users/njy/demo.html을 지정하여 얻어진 홈 페이지에는, 화상을 MPEG 부호화하여 얻어진 부호화 데이타 중, B 화상이나 P 화상에 대한 데이타를 단순히 추출하여, 전송을 행하는 서비스[QOS(Quality Of Service)]가 개시되어 있다.
그러나, 단순히 B 화상이나 P 화상을 추출하는 것만으로는, 화면 수가 본래의 화면 수보다도 적어져서, 그 결과 그와 같은 부호화 데이타를 MPEG의 규격에 준거한 통상의 디코더로 복호한 것에서는, 이에 따라 얻어지는 화상은 소위 조속 재생을 한 것처럼 된다. 즉, 화면을 단순히 추출한 부호화 데이타로부터, 화상을 정상적으로 재생하려면, 그와 같은 부호화 데이타에 전용 디코더가 필요해진다. 여기서, 예를 들면, URL로서, http://www.nettoob.com을 지정하여 얻어지는 홈페이지에서는 1 화상을 단순히 추출한 부호화 데이타로부터, 정상적인 화상을 재생하기 위한 전용 디코더가 제공되어 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 화면 수를 바꾸지 않고 부호화 데이타의 비트 레이트를 변경하고, 이에 따라, 전송로의 전송 레이트에 대응한 비트 레이트의 부호화 데이타를 얻기 위한 인코더를 이용하지 않더라도, 그와 같은 비트 레이트의 부호화 데이타를 얻을 수 있도록 하는 것에 그 목적이 있다.
청구항1에 기재된 화상 전송 장치는, 부호화 데이타의 비트 레이트와 소정의 전송 레이트의 차에 기초하여, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를, 본래 전송해야 될 부호화 데이타 대신에, 전송 수단으로 전송시키는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항5에 기재된 화상 전송 방법은, 부호화 데이타의 비트 레이트와 소정의 전송 레이트와의 차에 기초하여, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를, 본래 전송해야 될 부호화 데이타 대신에 전송하는 것을 특징으로 한다.
청구항1에 기재된 화상 전송 장치에서는, 제어 수단이 부호화 데이타의 비트 레이트와 소정의 전송 레이트와의 차에 기초하여, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를, 본래 전송해야 될 부호화 데이타 대신에, 전송 수단으로 전송시키도록 이루어져 있다.
청구항5에 기재된 화상 전송 방법에서는, 부호화 데이타의 비트 레이트와 소정의 전송 레이트와의 차에 기초하여, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를, 본래 전송해야 될 부호화 데이타 대신에 전송하도록 이루어져 있다.
도 1은 GOP의 구성예를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명을 적용한 화상 전송 시스템의 제1 실시 형태의 구성예를 나타낸 블럭도.
도 3은 도 2의 동화상 카메라 서버(2)의 구성예를 나타낸 블럭도.
도 4는 도 2의 중계 서버(3)의 구성예를 나타낸 블럭도.
도 5는 도 2의 컴퓨터(7 내지 9)의 구성예를 나타낸 블럭도.
도 6은 중계 서버(3)에 의한 화상의 송신 처리를 설명하기 위한 플로우차트.
도 7은 본 발명을 적용한 화상 전송 시스템의 제2 실시 형태의 구성예를 나타낸 블럭도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 비디오 카메라
2 : 동화상 카메라 서버
3 : 중계 서버
4 : 이더넷
5 : 아날로그 공중 회선
6 : 디지탈 회선
7 내지 9 : 컴퓨터
11 : 고속 네트워크
12 : 저속 네트워크
21 : ROM
22 : CPU
23 : RAM
24 : 입력 장치
25 : 출력 장치
26 : 외부 기억 장치
27 : 통신 장치
31 : ROM
32 : CPU(제어 수단)
33 : RAM
34 : 입력 장치
35 : 출력 장치
36 : 외부 기억 장치
37 : 통신 장치(전송 수단)
41 : ROM
42 : CPU
43 : RAM
44 : 입력 장치
45 : 출력 장치
46 : 외부 기억 장치
47 : 통신 장치
101 : 중계 서버
102 : 기억 매체
이하에, 본 발명의 실시 형태를 설명하지만, 그 전에 그 전단계의 준비로서, 본 발명의 원리에 대해 설명한다. 또, 여기서는 화상을, 예를 들면 MPEG 부호화(MPEG의 규격에 준거한 부호화)를 행하여 얻어지는 부호화 데이타를 전송하는 것으로 한다.
MPEG에서는 랜덤 억세스 등을 위해, 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같이, 몇개의 연속하는 화상으로 구성되는 GOP(Croup Of Picture)가 정의되어 있다. 도 1의 실시 형태에서는 각 GOP가 15 화상으로 구성되어 있다.
또한, 도 1에서는 각 화상의 화상 유형, 즉, 그 화상이 I 화상, P 화상, 또는 B 화상 중 어느 하나인가를 그 알파벳의 이니셜(I, P, 또는 B)로 나타내고, 또한 각GOP를 구성하는 화상의 표시 순서를, 0부터의 시퀀셜인 숫자로 나타내고 있다. B 화상이나 P 화상의 프레임간 예측 부호화의 화상에서는 매크로 블럭마다 그 매크로 블럭 유형과 그 유형에 따른 예측 벡터 및 차분 정보로 비트 스트림이 구성된다.
GOP를 구성하는 화상을 단순히 추출하여, 부호화 데이타의 비트 레이트를 저하시킨 경우, 그 GOP를 구성하는 화상 수가 본래의 수보다도 적어지기 때문에, 상술한 바와 같이 그것을 복호화하면, 조속 재생한 것처럼 된다.
그런데, MPEG에서는, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타(이하, 복사 화상이라 함)가 규정되어 있다. MPEG에서는, P 화상과 B 화상에 대해 그와 같은 데이타를 이용할 수 있는 것이 규정되어 있지만, 여기서는, I 화상에 대해서도 이용할 수 있도록 하고, 이 복사 화상을 이용함으로써, 부호화 데이타의 비트 레이트를 저하시킨다. 즉, 복사 화상은 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 것이고, 화면의 모든 매크로 블럭을 예측 벡터(0, 0)로 차분 정보 없이 인코드하는 것이며, 그 데이타량은 조금밖에 없기 때문에 본래 전송해야 될 부호화 데이타 대신에 복사 화상을 전송함으로써 부호화 데이타의 비트 레이트를 저하시킬 수 있다.
구체적으로는, I 화상, P 화상, 또는 B 화상을 복사 화상으로 치환함으로써, 부호화 데이타의 데이타량을 다음과 같이 저하시킬 수 있다. 즉, GOP가 예를 들면 도1에 도시한 바와 같이 구성되는 경우에는, B 화상만을 복사 화상으로 치환함으로써 부호화 데이타의 데이타량은 약 10프레임(화상)/초로 된다. 또한, P 화상도 I 화상으로 치환함으로써 부호화 데이타의 데이타량은 약 2 프레임/초로 되며, 이들 외에 I 화상도 복사 화상으로 치환함으로써 부호화 데이타의 데이타량은 약 1 프레임/초로 된다.
또, 도 1의 실시 형태에서는, 각 GOP에 하나의 I 화상밖에 포함되어 있지 않고, 또한, 1의 GOP 중에는 1 이상의 I 화상이 필요하기 때문에, 예를 들면 도 1에서 GOP#2를 구성하는 I 화상을 복사 화면으로 치환한 경우에는, GOP#2를 구성하는 화면은, 예를 들면 그 전의 GOP#1을 구성하는 화면에 맞추어, GOP#1을 구성시키도록 한다. 따라서, 이 경우 GOP#2는 없어지고, GOP#1이 30의 화상으로 구성되게 된다. 단, 이 경우 원래의 GOP#1을 구성하는 I 화상이 복사 화상으로 되어 있지 않은 것으로 한다(원래의 GOP#1을 구성하는 I 화상도 복사 화상으로 되어 있는 경우에는, GOP#1 및 #2를 구성하는 화면에 맞추어, GOP#1 전의 GOP를 구성시키면 된다).
복사 화상의 치환을 행한 부호화 데이타의 비트 레이트는 기본적으로 I 화상에 대한 데이타량에 의존하지만, 이 비트 레이트를 거의 일정하게 하기 위해서 B 화상뿐만 아니라, 필요에 따라서 P 화상, 또한 I 화상을 복사 화상으로 치환할 수 있다.
단, MPEG에서는, I 화상에 대해서는 복사 화상을 이용할 수 있는 것이 규정되어 있지 않기 때문에, I 화상에 대해 복사 화상을 이용하는 경우에는, MPEG의 규격에 적합하도록 그 화상 유형을, P 화상이나, 또는 B 화상으로 변경할 필요가 있다.
여기서는, 이상과 같은 원리에 의해, 화상 수를 바꾸지 않고서 부호화 데이타의 비트 레이트를 변경하고(저하시키고), 이에 따라 전송로의 전송 레이트에 대응한 비트 레이트의 부호화 데이타를 얻도록 이루어져 있다.
다음에, 도 2는 본 발명을 적용한 화상 전송 시스템의 한 실시 형태의 구성예를 나타내고 있다.
비디오 카메라(1)에서는, 화상(동화상)의 촬영이 행해지고, 그 결과 얻어지는 화상 데이타가 동화상 카메라 서버(2)에 공급된다. 동화상 카메라 서버(2)에서는 비디오 카메라(1)로부터의 화상 데이타가 포착되고, 소정의 비트 레이트로, 예를 들면 MPEG 부호화된다. 또한, 동화상 카메라 서버(2)는 예를 들면, TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 등의 고속 네트워크(11)를 통해 중계 서버(3)와 접속되어 있고, 동화상 카메라 서버(2)는 MPEG 부호화의 결과로 얻어진 부호화 데이타를 고속 네트워크(11)를 통해 중계 서버(3)로 전송한다.
중계 서버(3)는 사용자(클라이언트)가 갖는 컴퓨터(7 내지 9)에 대해, 예를 들면 RTP(Real time Transport Protocol) 멀티 캐스트에 의한 방송을 저속 네트워크(12)를 통해 행한다. 즉, 여기서는 컴퓨터(7 내지 9)는 저속 네트워크(12)로서의 예를 들면, 이더넷(4), 아날로그 공중 회선(5: PSTN 등), 또는 디지탈 회선(6: ISDN 등) 각각을 통해 중계 서버(3)와 접속되어 있고, 중계 서버(3)는 상술한 원리에 기초하여, 동화상 카메라 서버(2)로부터의 부호화 데이타를, 이더넷(4), 아날로그 공중 회선(5), 또는 디지탈 회선(6)의 전송 레이트 [이더넷(4)이면, 예를 들면 10Mbps, 아날로그 공중 회선(5)이면, 예를 들면 28.8kbps, 디지탈 회선(6)이면, 예를 들면 64kbps나 128bps 등] 이하의 비트 레이트의 데이타로 변경하고, 각각을 통해 컴퓨터(7 내지 9)로 전송(송신)한다. 컴퓨터(7 내지 9) 각각에서는 중계 서버(3)로부터의 부호화 데이타가 수신되고, 복호화되어 표시된다.
다음에, 도 3은 도 1의 동화상 카메라 서버(2)의 구성예를 나타내고 있다.
ROM(Read Only Memory : 21)에는, 예를 들면 IPL(Initial Program Loading) 프로그램 등이 기억되어 있다. CPU(Central Processor Unit: 22)는, 예를 들면 ROM(21)에 기억되어 있는 IPL 프로그램에 따라서, 외부 기억 장치(26)에 기억(기록)된 OS(Operating System)의 프로그램을 실행하고, 또한 그 OS의 제어 하에 외부 기억 장치(26)에 기억된 각종 애플리케이션 프로그램을 실행함으로써, 비디오 카메라(1)로부터의 화상 데이타의 MPEG 부호화 처리나, 그 MPEG 부호화 처리 결과로 얻어진 부호화 데이타의 중계 서버(3)로의 전송(송신) 처리 등을 행한다. RAM(Random Access Memory: 23)은 CPU(22)의 동작 상 필요한 프로그램이나 데이타 등을 기억한다. 입력 장치(24)는 예를 들면, 키보드나 마우스, 마이크 등으로 구성되며, 필요한 데이타나 커맨드를 입력할 때에 조작된다. 출력 장치(25)는, 예를 들면 디스플레이나, 스피커, 프린터 등으로 구성되며, 필요한 정보를 표시, 출력한다. 외부 기억 장치(26)는, 예를 들면 하드디스크 등으로 되며, 상술한 OS나 애플리케이션 프로그램 등을 기억하고 있다. 또한, 외부 기억 장치(26)는 그 외에, CPU(22)의 동작 상 필요한 데이타 등도 기억한다. 통신 장치(27)는 비디오 카메라(1)나 중계 서버(3) 등과의 통신에 필요한 제어를 행한다.
다음에, 도 4는 도 1의 중계 서버(3)의 구성예를 나타내고 있다.
중계 서버(3)는 ROM(31) 내지 통신 장치(37)로 구성되며, 상술한 ROM(21) 내지 통신 장치(27)로 구성되는 동화상 카메라 서버(2)와 기본적으로는 마찬가지로 구성되어 있다.
단, 외부 기억 장치(26)에는 애플리케이션 프로그램으로서, 예를 들면 동화상 카메라로부터의 부호화 데이타를 소정의 비트 레이트의 데이타로 변경하기 위한 프로그램이나, RTP 멀티 캐스트를 행하기 위한 프로그램 등이 기억되어 있고, CPU(32: 제어 수단)에서는 이들 애플리케이션 프로그램이 실행됨으로써, 부호화 데이타의 비트 레이트의 변경이나, 그와 같이 비트 레이트가 변경된 부호화 데이타의 RTP 멀티 캐스트에 의한 전송 등이 행해지도록 이루어져 있다.
또한, 통신 장치(37: 전송 수단)는 동화상 카메라 서버(2)와의 통신이나, 저속 네트워크(12)를 통한 컴퓨터(7 내지 9)와의 통신을 제어하도록 이루어져 있다.
다음에, 도 5는 도 1의 컴퓨터(7 내지 9)의 구성예를 나타내고 있다.
컴퓨터(7 내지 9)는 ROM(41) 내지 통신 장치(47)로 구성되며, 상술한 ROM(21) 내지 통신 장치(27)로 구성되는 동화상 카메라 서버(2)와 기본적으로는 마찬가지로 구성되어 있다.
단, 예를 들면, CPU(42)로서는 CPU(22)에 비해 처리 속도가 느린 것이, 또한 RAM(43)이나 외부 기억 장치(46)로서는 RAM(23)이나 외부 기억 장치(26)와 비교하여 용량이 작은 것이 사용되고 있다.
또한, 외부 기억 장치(46)에는 애플리케이션 프로그램으로서, 예를 들면 중계 서버(3)로부터의 부호화 데이타를 수신하고, MPEG 복호화하여 표시하기 위한 프로그램 등이 기억되어 있고, CPU(42)에서는 이들 애플리케이션 프로그램이 실행됨으로써 부호화 데이타가 수신되고, MPEG 복호화되어 표시되도록 이루어져 있다. 또한, 통신 장치(47)는 중계 서버(3)와의 통신을 위한 제어를 행하도록 이루어져 있다. 또, 아날로그 공중 회선(5)을 통해 중계 서버(3)와 통신을 행하는 컴퓨터(8)의 통신 장치(47)는 예를 들면, 모뎀 등으로 구성된다.
다음에, 도 6의 플로우차트를 참조하여, 중계 서버(3)에 의한 컴퓨터(7 내지 9)로의 부호화 데이타의 송신 처리(전송 처리)에 대해 더 설명한다.
또, 여기서는 중계 서버(3)가 동화상 카메라 서버(2)로부터 수신하는 부호화 데이타의 GOP가 예를 들면, 도1에 도시한 바와 같이, 15의 화면으로 구성되고, 또한 그 중의 I 화상 수는 1로 한다.
중계 서버(3)는 예를 들면, 컴퓨터(7 내지 9) 중 어느 하나로부터 억세스가 있으면, 그 억세스가 있는 컴퓨터와의 커넥션(통신 링크)을 확립하고, 그 확립된 커넥션마다 도 6의 플로우차트에 따른 송신 처리를 행한다.
즉, 우선 최초에, 스텝 S1에서 CPU(32)는 송신하고자 하는 부호화 데이타에 대응하는 화상의 화상 유형을 인식한다. 이 인식은, 예를 들면 화면 헤더를 디코드함으로써 행해진다. 그리고, 스텝 S2로 진행하여, CPU(32)에서 스텝 S1에서 인식된 화상 유형이 I 화상인지의 여부가 판정된다. 스텝 S2에서, 송신하고자 하는 화상의 화상 유형이 I 화상이 아니라고 판정된 경우, 스텝 S3으로 진행하고, 변수 level이 0인지, 또는 level이 1이고, 또한 송신하고자 하는 화상의 화상 유형이 P 화상인지의 여부가 판정된다.
여기서, level은 복사 화상으로의 치환을 B 화상에 대해서만 행하거나, B 화상과 P 화상에 대해 행하거나, 또는 B 화상, P 화상, 및 I 화상의 전부에 대해 행하는지를 나타낸 변수로, 그 값에 의해 다음과 같은 치환이 행해진다. 즉, level이 0인 경우, 어느 한쪽의 화상에 대해서도 복사 화상으로의 치환은 행해지지 않는다. level가 1인 경우는, B 화상 전부가 복사 화면으로 치환되고, level이 2인 경우에는 B 화상 외에 P 화상도 전부 복사 화상으로 치환된다. 또한, level이 3 이상인 경우에는 B 화상 및 P 화상 외에, level-2 프레임의 I 화상이 복사 화상으로 치환된다. 이 level은 후술하는 스텝 S11이나 S15에서, 커넥션이 확립된 저속 네트워크(12)의 전송 레이트 target_rate와, 부호화 데이타의 비트 레이트 current_rate와의 차에 기초하여 설정된다. 따라서, level은 전송 레이트 target_rate와, 부호화 데이타의 비트 레이트 current-rate와의 차이를 나타낸다.
또, level이 3이상인 경우에는, I 화상도 복사 화상으로 치환되지만, 도 1에서 설명한 바와 같이, 어떤 GOP 중의 I 화상이 복사 화상으로 치환될 때에는, 그 GOP는 그 전의 GOP에 흡수된다. 따라서, level이 3이상인 경우에 1의 GOP를 구성하는 화면 수는 최대로 (level-1) × 15가 되는 것이 있다(15는 상술한 바와 같이, 복사 화상으로의 치환을 행하기 전의 GOP를 구성하는 화면 수). 또한, GOP 중에는, 적어도 1의 I 화상이 필요하기 때문에, 복사 화상으로의 치환이 행해진 후의 GOP 속에 포함되는 복사 화상은 최대로, (level-1) × 15-1이 된다.
여기서, 이하 적절히 이 식 [(level-1)×15- 1]으로 표현되는 복사 화상의 최대수를 MAXcopy로 나타낸다.
스텝 S3에서, level이 0이거나, 또는 level이 1이고, 또한 송신하고자 하는 화상의 화상 유형이 P 화상이라고 판정된 경우, 즉 어느 한쪽의 화상에 대해서도 복사 화상으로 치환하지 않도록 되어 있거나, 또는 B 화상에 대해서만 복사 화상으로의 치환을 행하도록 되어 있지만, 송신하고자 하는 화상이 P 화상인 경우, 스텝 S4로 진행하고, CPU(31)는 그 송신하고자 하는 화상(여기서는, P 화상이거나, 또는 B 화상)에 대한 부호화 데이타를 그대로 송신하도록 통신 장치(37)를 제어하고, 스텝 S1로 되돌아간다. 이에 따라, 통신 장치(37)에서는 본래 송신하고자 하는 화면에 대한 부호화 데이타가 그대로 저속 네트워크(12)를 통해 전송된다.
또한, 스텝 S3에서, level이 0이 아니고, 또한 level이 1이고, 또한 송신하고자 하는 화상의 화상 유형이 P 화상도 아니라고 판정된 경우, 즉 송신하고자 하는 화상이 B 화상이고, B 화상에 대해서만 복사 화상으로의 치환을 행하도록 되어 있거나, 또한 송신하고자 하는 화상이 P 화상이며, B 화상 및 P 화상의 양쪽에 대해 복사 화상으로의 치환을 행하는 것으로 되어 있는 경우, 스텝 S5로 진행하고, CPU(31)는 송신하고자 하는 화상 대신에, 복사 화상을 송신하도록 통신 장치(37)를 제어하고, 스텝 S6으로 진행한다. 이에 따라, 통신 장치(37)에서는 원래 송신하고자 하는 화상에 대한 부호화 데이타 대신에, 복사 화상이 저속 네트워크(12)를 통해 전송된다.
스텝 S6에서는 CPU(31)에서, GOP를 구성하는 화면 중, 복사 화상으로 한 것의 수를 카운트하는 변수 Ccopy가 1만큼 증가되고, 스텝 S1로 되돌아간다.
한편, 스텝 S2에서, 송신하고자 하는 화상의 화상 유형이 I 화상이라고 판정된 경우, 스텝 S7로 진행하고, CPU(32)에서 level이 2 이상이고, 또한 Ccopy가 MAXcopy보다 작은지의 여부가 판정된다. 스텝 S7에서, level이 2 이상이고, 또한 Ccopy가 MAXcopy보다 작다고 판정된 경우, 즉 B 화상, P 화상, I 화상 중 어느 하나에 대해서도 복사 화상으로의 치환을 행하도록 되어 있고, 또한 복사 화상으로 치환한 화상 수 Ccopy가, 복사 화상으로 할 수 있는 최대수 MAXcopy보다 작은 경우, 스텝 S5로 진행하고, CPU(32)는 송신하고자 하는 I 화상 대신에 복사 화상을 송신하도록 통신 장치(37)를 제어하고, 스텝 S6으로 진행한다. 이에 따라, 통신 장치(37)에서는 본래 송신하고자 하는 I 화상에 대한 부호화 데이타 대신에 복사 화상이 저속 네트워크(12)를 통해 전송된다.
스텝 S6에서는, 상술한 바와 같이, Ccopy가 1만큼 증가되고, 스텝 S1로 되돌아간다.
또한, 스텝 S2에서, level이 2 이상이 아니거나, 또는 Ccopy가 MAXcopy보다 작지 않다고 판정된 경우, 스텝 S8로 진행하고, CPU(32)는 통신 장치(37)로 전송시키고 있는 부호화 데이타의 비트 레이트 current_rate를 인식하고, 스텝 S9로 진행한다. 즉, CPU(32)는 예를 들면, 통신 장치(37)가 전송하고 있는 부호화 데이타의 비트수를 소정 시간 단위로 카운트하고 있어, 그 카운트치에 기초하여 전송하고 있는 부호화 데이타의 현재의 비트 레이트 current_rate를 인식한다.
스텝 S9에서는 CPU(32)에서 비트 레이트 current_rate가 커넥션이 확립된 저속 네트워크(12)의 전송 레이트 target_rate보다 큰지의 여부가 판정된다.
여기서, CPU(32)는 저속 네트워크(12)의 전송 레이트 target_rate를, 예를 들면 다음과 같이 하여 인식하도록 이루어져 있다. 즉, 예를 들면, 사용자의 컴퓨터[도 2의 실시 형태에서는 컴퓨터(7 내지 9)]와 접속되어 있는 전송로[도 2의 실시 형태에서는 저속 네트워크(12)로서의 이더넷(4), 아날로그 공중 회선(5), 디지탈 회선 (6)]의 전송 레이트를,각 사용자마다 미리 외부 기억 장치(36)에 기억시켜 놓고, CPU(32)는 그것을 참조함으로써, 커넥션이 확립된 저속 네트워크(12)의 전송 레이트 target_rate를 인식한다. 혹은, 또한 예를 들면, 커넥션이 확립된 컴퓨터와 통신을 행함으로써, 그 컴퓨터로부터 전송 레이트 target_rate를 송신하여 받도록 해도 된다.
스텝 S9에서, 비트 레이트 current_rate가 전송 레이트 target_rate보다 크다고 판정된 경우, 스텝 S11로 진행하고, CPU(32)에서 변수 level이 1만큼 증가되고, 또한 그 증가된 level을 이용하여 상술한 식에 따라서 변수MAXcopy가 다시 계산된다. 즉, 비트 레이트 current_rate가 전송 레이트 target_rate보다 큰 경우에는, 보다 많은 화상에 대해 복사 화상으로의 치환이 행해지고, 이에 따라 부호화 데이타의 비트 레이트 current_rate가 전송 레이트 target_rate 이하가 되도록 level이 증가된다. 또, 스텝 S11에서는 level을 2 이상 증가시키도록 할 수도 있다.
그 후, 스텝 S12로 진행하고, CPU(32)는 변수 Ccopy를, 예를 들면 0으로 리셋트하고, 스텝 S13으로 진행한다. 스텝 S13에서는, CPU(31)는 송신하고자 하는 I 화상에 대한 부호화 데이타를 그대로 송신하도록 통신 장치(37)를 제어하고, 스텝 S1로 되돌아간다. 이에 따라, 통신 장치(37)에서는 본래 송신하고자 하는 I 화상에 대한 부호화 데이타가 그대로 저속 네트워크(12)를 통해 전송된다.
한편, 스텝 S9에서 비트 레이트 current_rate가 전송 레이트 target_rate보다 크다고 판정된 경우, 스텝 S14로 진행하고, CPU(32)에서 1비트 레이트 current_rate가 전송 레이트 target_rate의, 예를 들면 95%보다 작고, 또한 level이 0보다 큰지의 여부가 판정된다. 스텝 S14에서, 비트 레이트 current _rate가 전송 레이트 target_rate의 95%보다 작고, 또한 level이 0보다 크다고 판정된 경우, 스텝 S15로 진행하고, CPU(32)에 있어서, 변수 level이 1만큼 감소되고, 또한 그 감소된 level을 이용하여, 상술한 식에 따라서 변수 MAXcopy가 다시 계산된다. 즉, 비트 레이트 current_rate가 전송 레이트 target_rate의 95%보다 작은 경우에는, 본래 전송해야 될 부호화 데이타를 복호화할 때의 화상에 의해 가까운 화상을 얻을 수 있도록 복사 화상으로의 치환을 행하는 화상 수를 적게 하기 때문에 level이 감소된다. 또, 스텝 S15에서는 level을 2 이상 감소시키도록 하는 것도 가능하다.
또한, 스텝 S14에서 비트 레이트 current_rate가 전송 레이트 target_ rate의 95%보다 작지 않거나, 또는 level이 0보다 크지 않다고 판정된 경우, 즉 비트 레이트 current_rate가 전송 레이트 target_rate에서 그 95% 사이의, 말하자면 적절한 범위의 값으로 되어 있거나, 또는 level을 그 이상 작게 할 수 없는 경우, 스텝 S15를 스킵하여 스텝 S12로 진행하고, 이하 상술한 경우와 마찬가지의 처리가 행해진다.
이상과 같이 하여, 중간 서버(3)에서는 비트 레이트가 저속 네트워크(12)의 전송 레이트 target_rate로부터 그 95% 사이의 범위의 값으로 변경된 부호화 데이타가 전송된다. 단, 전송하는 부호화 데이타의 비트 레이트의 하한치는 전송 레이트 target_ rate의 95% 이외의 값으로 할 수도 잇다.
또, 중계 서버(3)에서는 비트 레이트를 변경한 부호화 데이타를 송신할 때에, 그 시퀀스 헤더에 배치되어 있는 비트 레이트 BR과, VBV(Video Buffering Verifier) 딜레이 VD가 소정의 고정치로 변경되고, 이에 따라 가변 비트 레이트(VBR)의 모드로 된다.
다음에, 도 7은 본 발명을 적용한 화상 전송 시스템의 다른 실시 형태의 구성예를 나타내고 있다. 또, 도면 중 도 2에서의 경우와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 이하에서는 그에 대한 설명은 생략한다.
이 실시 형태에서는 동화상 카메라 서버(2)로부터의 부호화 데이타가 중계 서버(101)에서 수신되고, 인터넷(103)을 통해 중계 서버(3)로 전송된다. 그리고, 중계 서버(3)에서 상술한 경우와 마찬가지의 처리가 행해짐으로써, 비트 레이트가 저속 네트워크(12)의 전송 레이트에 대응한 변경된 부호화 데이타가 컴퓨터(7 내지 9)로 전송된다.
또, 중계 서버(101)로부터는 중계 서버(3) 이외의 인터넷(103) 상의 서버(예를 들면, 도 7에서 점선으로 나타낸 중계 서버)에도 부호화 데이타를 전송할 수 있다. 또한, 중계 서버(101)에서는 동화상 카메라 서버(2)로부터의 부호화 데이타를 기억 매체(102)에 일단 기억시키고, 소정의 타이밍으로 그 기억된 부호화 데이타를 전송하도록 할 수도 있다. 또한, 부호화 데이타의, 기억 매체(102)로의 기억은 그 부호화 데이타를 중계 서버(3)로 송신하면서 행할 수도 있다.
이상과 같이, 비트 레이트 current_rate와 전송 레이트 target_rate와의 차에 대응하는 변수 level에 기초하여, 본래 전송해야 될 화상 대신에 복사 화상을 전송하도록 하였으므로, 부호화 데이타의 비트 레이트를 적응적으로 변경할 수 있어, 그 결과 동화상 카메라 서버(2)에서 각종 비트 레이트로 부호화를 행하는 인코더를 준비하여 부호화를 행할 필요가 없어지고, 또한 그와 같은 각종 비트 레이트의 부호화 데이타를 동화상 카메라 서버(2)로부터 송신할 필요도 없어진다. 따라서, 동화상 카메라 서버(2)로부터 부호화 데이타를 송신하기 위한 전송로[도 2나 도 7의 실시 형태에서는, 고속 네트워크(11)]의 전송 대역도 각종 비트 레이트의 부호화 데이타를 송신하는 경우에 비해 좁게 된다(혹은, 전송 대역이 남으므로, 그 남은 만큼을 다른 데이타의 전송에 이용할 수도 있게 된다).
또한, 비트 레이트의 변경 후의 부호화 데이타는 가변 비트 레이트의 모드로 변경함으로써 MPEG의 규격에 준거한 것으로 되어 있고, 또한 그 변경 전후에서 화상 수는 변화하지 않기 때문에, 비트 레이트의 변경 후의 부호화 데이타는 표준적인 MPEG 디코더에서 정상적으로 재생할 수 있다 (조속 재생 등이 행해지는 일이 없다).
또한, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이, 인터넷(103)을 통해 부호화 데이타를 전송하는 경우에는, 통상적으로는, 예를 들면 이더넷(4), 아날로그 공중 회선(5), 및 디지탈 회선(6)의 3개의 전송로의 전송 레이트에 대응한 비트 레이트의 부호화 데이타를 인터넷(103)을 통해 중계 서버(3)로 송신할 필요가 있지만, 그 도중의 루트의 트래픽이 혼잡해지면 그 3종류의 비트 레이트의 부호화 데이타의 전부를 실시간으로 송신할 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 송신할 수 없는 부호화 데이타의 비트 레이트에 대응하는 전송 레이트의 전송로와 접속되어 있는 사용자에게 부호화 데이타를 전송할 수 없다. 즉, 이 경우 접속 가능한 사용자수가 제한되게 된다. 이에 반해, 중계 서버(3)에서 비트 레이트를 변경하는 경우에는, 어떤 비트 레이트의 부호화 데이타만을 송신하면 되므로, 상술한 바와 같은 일이 발생될 빈도를 저하시킬 수 있다.
또한, 비트 레이트를 저하시키는 방법으로서, 예를 들면 부호화 데이타 중에 포함되는 DCT(이산 코사인 변환) 계수의 고차 성분을 0으로 하는 방법 등이 있지만, 이 방법에서는 부호화 데이타를 DCT 계수가 얻어지는 레벨까지 복호할 필요가 있고, 또한 DCT 계수의 고차 성분을 컷트한 후에, 다시 부호화할 필요도 있다. 이에 대해 본래의 부호화 데이타를 복사 화상으로 치환하는 경우에는, 부호화 데이타를 디코드할 필요는 없고, 예를 들면 시퀀스 헤더나 화면 헤더를 검출하고, 비트 레이트 BR이나, VBV 딜레이 VD, 화면 유형 등을 변경한다고 하는, 말하자면 부담이 가벼운 처리를 행하기만 해도 된다.
또, 본 실시 형태에서는 멀티 캐스트(예를 들면, IP 멀티 캐스트)에 의한 방송을 행하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 단일 캐스트(예를 들면, IP 단일캐스트)에 의한 방송에도 적용 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는 실시간으로 방송을 행하도록 하였지만, 본 발명은 그 외에, 예를 들면 VOD(Video On Demand) 서비스 등과 같이, 데이타를 기억 매체에 미리 기억해 놓고, 그것을 신호 전송하는 경우 등에도 적용 가능하다. 즉, 예를 들면 VOD 서비스에서는 동일한 영화 등을 동시에 복수의 사용자에게 신호 전송하지만, 이 경우에 각 사용자와의 전송로가 다른 전송 레이트의 것이었다고 해도, 상술한 바와 같은 전송을 행함으로써 복수의 전송 레이트에 대응한 부호화 데이타를 기억해 놓을 필요가 없어진다. 그 결과, 그와 같은 복수의 부호화 데이타를 준비하는 시간을 생략하고, 또한 기억 매체를 효율적으로 이용하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는 화상을 MPEG 부호화하도록 하였지만, 화상의 부호화 방식은 MPEG에 한정되는 것은 아니다.
또, 실제 문제로서 저속 네트워크(12) 중의 전송로의 전송 레이트(전송 대역)의 최대치와 최소치와의 차가 큰 경우에는, 1의 비트 레이트의 부호화 데이타로부터 그와 같은 폭이 넓은 전송 레이트에 대응한 비트 레이트의 부호화 데이타의 전부를 생성하는 일이 곤란한 경우도 있다. 이러한 경우에는, 몇가지 종류의 비트 레이트의 부호화 데이타를 준비하여, 적당한 비트 레이트의 부호화 데이타를 변경할 수도 있다. 이 경우, 몇가지 종류의 비트 레이트의 부호화 데이타를 준비할 필요가 있지만, 그래도 저속 네트워크(12) 중의 모든 전송로의 전송 레이트에 대응한 부호화 데이타를 준비하는 경우와 비교하면 그 준비하는 부호화 데이타의 수를 적게 할 수 있다.
청구항1에 기재된 화상 전송 장치 및 청구항5에 기재된 화상 전송 방법에 따르면, 부호화 데이타의 비트 레이트와 소정의 전송 레이트와의 차에 기초하여, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타가 본래 전송해야 될 부호화 데이타 대신에 전송된다. 따라서, 부호화 데이타를 소정의 전송 레이트의 전송로를 통해 전송하는 경우에는, 그 전송 레이트에 대응한 비트 레이트의 부호화 데이타를 얻기 위한 인코더를 준비하지 않아도 된다.

Claims (5)

  1. 화상을 부호화한 부호화 데이타를, 소정의 전송 레이트의 전송로를 통해 전송하는 화상 전송 장치에 있어서,
    상기 부호화 데이타를 전송하는 전송 수단, 및
    상기 부호화 데이타의 비트 레이트와 상기 소정의 전송 레이트와의 차에 기초하여, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를, 원래 전송해야 될 상기 부호화 데이타 대신에 상기 전송 수단으로 전송시키는 제어 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부호화 데이타는 MPEG(Moving Picture Experts Group)의 규격에 준거하여 화상을 부호화한 것이고,
    상기 제어 수단은 B 화상(picture)에 대해서만 그 B 화상의 부호화 데이타 대신에, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를 전송시키는 것을 특징으로 하는 화상 전송 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 수단은, B 화상의 부호화 데이타 대신에, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를 전송시키는 것만으로는, 상기 부호화 데이타의 비트 레이트가 상기 소정의 전송 레이트 이하로 되지 않을 때, P 화상의 부호화 데이타 대신에 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를 더 전송시키는 것을 특징으로 하는 화상 전송 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어 수단은, B 화상 및 P 화상의 부호화 데이타 대신에, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를 전송시키는 것만으로는, 상기 부호화 데이타의 비트 레이트가 상기 소정의 전송 레이트 이하로 되지 않을 때, I 화상의 부호화 데이타 대신에 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를 더 전송시키는 것을 특징으로 하는 화상 전송 장치.
  5. 화상을 부호화한 부호화 데이타를 소정의 전송 레이트의 전송로를 통해 전송하는 화상 전송 방법에 있어서,
    상기 부호화 데이타의 비트 레이트와 상기 소정의 전송 레이트와의 차에 기초하여, 전에 전송한 부호화 데이타에 대응하는 화면을 복사한 복사 화면을 생성할 것을 지시하는 데이타를, 본래 전송해야 될 상기 부호화 데이타 대신에 전송하는 것을 특징으로 하는 화상 전송 방법.
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