WO2005112422A1 - Verfahren und anordnung zur übertragung von bildern innerhalb eines netzwerks - Google Patents

Verfahren und anordnung zur übertragung von bildern innerhalb eines netzwerks Download PDF

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Diana Filimon
Stefan Heiss
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Fujitsu Siemens Computers Gmbh
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    • H04N2201/3242—Display, printing, storage or transmission of additional information, e.g. ID code, date and time or title of data relating to an image, a page or a document of processing required or performed, e.g. for reproduction or before recording

Definitions

  • the invention relates to a method for sending an image within a network and a method for receiving and displaying an image that has been sent within a network.
  • the invention further relates to the application of the method and an arrangement for sending an image and for receiving and displaying an image.
  • a possible basic concept for computer networks is the peer-to-peer architecture, in which all members of the network have equal rights.
  • the peer-to-peer architecture is also suitable for spontaneously established (ad-hoc) networks based on wireless transmission technology such as Bluetooth or WLAN (Wireless Local Area Network).
  • the peer-to-peer architecture is able to deal flexibly with new members or members who are no longer required, and does not require a predefined basic network structure.
  • a network protocol without feedback about data retention is recommended in order to keep the communication effort low. Due to the nature of the system, such a network protocol allows transmission errors. This can become problematic for wireless networks that are susceptible to interference due to interference with other punk waves or due to reflection of their own signal or absorption. If, for example If images are transmitted within the framework of a presentation within the network, incorrectly transmitted data can result in too much image information being lost in order to make the content understandable.
  • the way in which image information is encoded in data units usually requires that an error within the data unit affects the entire subsequent stored image information.
  • the invention minimizes the effect of an error on the entire image content by dividing the image into sectors that are sent separately, received and displayed. An error thus affects a smaller unit of information, which reduces the interference caused by the error in the entire image. With the positioning information, the remaining sectors are correctly positioned even in the absence of sectors.
  • Figure 1 shows an embodiment of the arrangement according to the invention for sending an image
  • Figure 2 shows an embodiment of the arrangement according to the invention for receiving and displaying an image.
  • FIG. 1 shows a first computer 1 as an exemplary embodiment of an arrangement for sending an image.
  • the first computer 1 has a first screen 2, means for extracting the image information 3, a data compressor 4, a device for breaking down into packets 5 and a transmitting device 6, via which the first computer 1 is connected to a network 7.
  • An image 11 having a sector 12 is reproduced from the first screen 2.
  • a data unit 13, a compressed data unit 14 and packets 15 are shown to illustrate the method carried out.
  • this image 11 is broken down into sectors 12.
  • the image 11 is in horizontal stripes disassembled, any other division that completely fills the image 11 is also conceivable.
  • the sectors 12, of which only one is shown here by way of example, are processed successively. They are first fed to the means for extracting the image information 3, which creates the data unit 13 from the image information of the sector 12 in accordance with a predetermined coding rule. The data unit 13 is then fed to the data compressor 4, which creates the compressed data unit 14.
  • the data compressor 4 advantageously uses methods for run length encoding (RLE) which offer a high degree of compression for compressing images.
  • the means for extracting the image information 3 and the data compressor 4 can be carried out by one unit.
  • the data unit 13 and / or the compressed data unit 14 can be stored both in the main memory of the computer 1 and for temporary storage in the form of data in a non-volatile memory.
  • Both the data unit 13 and the compressed data unit 14 contain, in addition to the image information, the relative position of the sector 12 within the image 11 as additional information.
  • the size (height, width) of the sector 12 can also be specified, if this is not implicit the coding regulation for the image information results.
  • the compressed data unit 14 prepared in this way is then fed to the device for disassembling the packets 5.
  • the content of the compressed data unit 14 is divided into a sequence of packets 15, the size of which of the packets 15 depends on the network protocol used.
  • each packet 15 is provided with the name of the compressed data unit 14 and a consecutive number.
  • the packets 15 are then successively sent from the transmitter device 6 into the network 7.
  • a network protocol that allows data packets to be sent without the prior establishment of a connection with a reception protocol (handshake) is, for example, UDP (User Datagram Protocol), which is based on the IP (Internet Protocol).
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of an arrangement for receiving and displaying an image.
  • a second computer 21 is also connected to the network 7.
  • the second computer 21 has a second screen 22, means for displaying the data unit 23, a data decompressor 24, a device for assembling packets 25 and a receiving device 26.
  • a data unit 33, a compressed data unit 34 and packets 35 are also shown.
  • Data recorded by the receiving device 26 are compiled into packets 35 from the network 7.
  • incorrect data packets 35 can occur, as is symbolically shown for a data packet in FIG. 2.
  • the data packets 35 are fed to the device for assembling packets 25, which assembles the packets 35 to form the compressed data unit 34.
  • the packets Based on the additional information about the name of the compressed data unit and the consecutive number, the packets can 35 clearly assigned to a compressed data unit 34.
  • the consecutive number can also be used to determine whether data packets 35 have been lost during the transmission.
  • Some transmission protocols also offer the possibility of transmitting a checksum by means of which the integrity of the data in a packet 35 can be checked.
  • Lost or faulty data packets 35 can now be taken into account by the device for assembling packets 25 in various ways. For example, it is possible to replace a faulty data packet with a predetermined data packet that does not carry any image information, but ensures that the error does not propagate into the image content of the following packets 35.
  • the compressed data unit 34 is now converted by the data decompressor 24 into the uncompressed data unit 33, which is fed to the means for displaying the image information 23. This takes the additional information about the position and possibly the size of the sector 32 within the image 31 from the data unit 33 and represents this sector 32 at the specified position.
  • a coding method was used in which the image information is contained in the data unit 33 line by line from the upper left point of a sector.
  • an error in a package 35 only leads to an incorrect representation of the image information contained in this package 35.
  • the image information of subsequent packets 35 is also affected.
  • the effect of the error remains limited to one sector 32 by the method according to the invention.
  • the data decompressor 24 and the means for displaying the image information 23 can alternatively be combined into one unit.

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  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versenden eines Bildes (11) und ein Verfahren zum Empfangen und Darstellen eines Bildes (31) innerhalb eines Netzwerks (7). Die Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass das Bild (11) vor dem Versenden in mindestens zwei Sektoren (12) zerlegt wird und zu jedem Sektor (12) eine Dateneinheit (13) erzeugt wird, die den Bildinhalt des entsprechenden Sektors (12) in kodierter Form sowie Informationen über die relative Position des entsprechenden Sektors (12) innerhalb des Bildes (11) enthält. Umgekehrt werden anhand empfangener Dateneinheiten (33) entsprechenden Sektoren (32) zum Bild (31) zusammengesetzt. Durch die Verfahren werden die Auswirkungen von Übertragungsfehlern, insbesondere in kabellosen Netzwerken, minimiert.

Description

Beschreibung
Verfahren und Anordnung zur Übertragung von Bildern innerhalb eines Netzwerks
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versenden eines Bildes innerhalb eines Netzwerks sowie ein Verfahren zum Empfangen und Darstellen eines Bildes, das innerhalb eines Netzwerks versendet wurde. Die Erfindung betrifft weiterhin die Anwendung des Verfahrens sowie eine Anordnung zum Versenden eines Bildes und zum Empfang und Darstellen eines Bildes.
Ein mögliches Grundkonzept für Computernetzwerke stellt die Peer-to-peer Architektur dar, bei der alle Mitglieder des Netzwerks gleichberechtigt sind. Die Peer-to-peer Architektur bietet sich auch für spontan aufgebaute (Ad-Hoc) Netzwerke an, die auf kabelloser Übertragungstechnik, wie Bluetooth o- der WLAN (Wireless Local Area Network) beruhen. Die Peer-to- peer Architektur ist bei entsprechendem Aufwand bei der Netzwerkverwaltung in der Lage, flexibel mit neu hinzukommenden oder wegfallenden Mitgliedern umzugehen und setzt keine vorgegebene grundlegende Netzwerkstruktur voraus .
Wenn innerhalb des Netzwerks Daten ausgetauscht werden sollen, die jeweils alle Mitglieder erreichen sollen, beispielsweise bei der sogenannten Multicast- oder Broadcast-Technik, bietet sich ein Netzwerkprotokoll ohne Rückmeldung über den Datenerhalt an, um den Kommunikationsaufwand gering zu halten. Systembedingt lässt ein solches Netzwerkprotokoll Übertragungsfehler zu. Bei kabellosen Netzwerken, die aufgrund von Interferenzen mit anderen Punkwellen oder durch Reflekti- on des eigenen Signals bzw. durch Absorption störanfällig sind, kann dieses problematisch werden. Wenn beispielsweise Bilder im Rahmen einer Präsentation innerhalb des Netzwerks übertragen werden, können fehlerhaft übertragene Daten dazu führen, dass zu viel Bildinformation verloren geht, um den Inhalt verständlich zu machen.
Eine Möglichkeit um die Wahrscheinlichkeit, dass zu viel Bildinformation verloren geht, zu minimieren, ist das redundante Versenden der Bilddaten. Eine weitere Möglichkeit ist, die Bilddaten mit Fehlerkorrekturinformationen auszustatten. Beides führt zu einem größeren Datenvolumen bei der Übertragung, was insbesondere bei kabellosen Netzwerken mit geringen Übertragungsbandbreiten zu langen ÜbertragungsZeiten führt. Weiterhin ist eine Fehlerkorrektur angesichts der relativ geringen Prozessorleistung von tragbaren Computern (Laptops, Pocket-PCs) , die häufig bei Ad-Hoc Netzwerken zum Einsatz kommen, zu rechenintensiv.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zum Versenden sowie Empfangen und Darstellen von Bildern zu beschreiben, bei dem ohne Redundanz der Daten und ohne Korrekturverfahren die Auswirkung von Übertragungsfehlern minimiert werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmale der Ansprüche 1 und 5, was das Verfahren betrifft, sowie mit den Merkmale der Ansprüche 9 und 10, was die Anordnung betrifft.
Die Art, wie in Dateneinheiten Bildinformationen kodiert werden, bedingt üblicherweise, dass sich ein Fehler innerhalb der Dateneinheit auf die gesamte nachfolgende gespeicherte Bildinformation auswirkt. Die Erfindung minimiert die Auswirkung eines Fehlers auf den gesamten Bildinhalt dadurch, dass das Bild in Sektoren zerlegt wird, die getrennt versendet, empfangen und dargestellt werden. Ein Fehler wirkt sich somit auf eine kleinere Informationseinheit aus, wodurch die durch den Fehler entstehende Störung im gesamten Bild verringert wird. Durch die Positionierungsinformation werden auch bei fehlenden Sektoren die übrigen Sektoren korrekt positioniert.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zum Versenden eines Bildes und
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zum Empfangen und Darstellen eines Bildes.
In Figur 1 ist ein erster Computer 1 als Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Versenden eines Bildes dargestellt. Der erste Computer 1 weist einen ersten Bildschirm 2, Mittel zum Extrahieren der Bildinformationen 3 , einen Datenkomprimierer 4, eine Einrichtung zum Zerlegen in Pakete 5 und eine Sendeeinrichtung 6 auf, über die der erste Computer 1 mit einem Netzwerk 7 verbunden ist. Von dem ersten Bildschirm 2 wird ein Bild 11 wiedergegeben, das einen Sektor 12 aufweist. Weiterhin sind eine Dateneinheit 13, eine komprimierte Dateneinheit 14 und Pakete 15 zur Illustration des durchgeführten Verfahrens dargestellt.
Zum Versenden eines auf dem ersten Bildschirm 2 dargestellten Bildes 11 wird dieses Bild 11 in Sektoren 12 zerlegt. Im dargestellten Beispiel ist das Bild 11 in horizontale Streifen zerlegt, wobei jede andere, das Bild 11 komplett ausfüllende Aufteilung ebenso denkbar ist. Die Sektoren 12, von denen hier nur einer beispielhaft dargestellt ist, werden sukzessive verarbeitet. Sie werden zunächst dem Mittel zum Extrahieren der Bildinformationen 3 zugeführt, welches gemäß einer vorgegebenen Kodierungsvorschrift aus der Bildinformation des Sektors 12 die Dateneinheit 13 erstellt. Die Dateneinheit 13 wird danach dem Datenkomprimierer 4 zugeführt, der die komprimierte Dateneinheit 14 erstellt. Vorteilhafterweise setzt der Datenkomprimierer 4 Verfahren zur Lauflängenkodierung (RLE, Run Length Encoding) ein, die einen hohen Komprimierungsgrad für das Komprimieren von Bildern bieten. Bekannte Komprimierungsverfahren wie JPEG (Joint Picture Expert Group) bzw. Datenformate wie TIFF (Tagged Interleaved File Format) oder PNG (Portable Network Graphics) können hier angewendet werden. Ebenso ist möglich, dass Mittel zum Extrahieren der Bildinformation 3 und den Datenkomprimierer 4 von einer Einheit ausführen zu lassen. Die Dateneinheit 13 und/oder die komprimierte Dateneinheit 14 können sowohl im Arbeitsspeicher des Computers 1, als auch zur Zwischenspeicherung in Form einer Daten in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt werden. Sowohl die Dateneinheit 13 als auch die komprimierte Dateneinheit 14 enthalten neben der Bildinformation als zusätzliche Information die relative Position des Sektors 12 innerhalb des Bildes 11. Zusätzlich kann die Größe (Höhe, Breite) des Sektors 12 mit angegeben werden, falls sich diese nicht implizit aus der Kodierungsvorschrift für die Bildinformation ergibt .
Die auf diese Weise vorbereitete komprimierte Dateneinheit 14 wird dann der Einrichtung zum Zerlegen der Pakete 5 zugeführt . Der Inhalt der komprimierten Dateneinheit 14 wird auf eine Folge von Paketen 15 aufgeteilt, wobei sich die Größe der Pakete 15 nach dem eingesetzten Netzwerkprotokoll richtet. Zusätzlich wird jedes Paket 15 mit der Bezeichnung der komprimierten Dateneinheit 14 sowie einer fortlaufenden Nummer versehen. Die Pakete 15 werden daraufhin von der Sendereinrichtung 6 nacheinander in das Netzwerk 7 verschickt. Ein Netzwerkprotokoll, das das Versenden von Datenpaketen ohne den vorherigen Aufbau einer Verbindung mit Empfangsprotokoll (Handshake) erlaubt, ist beispielsweise UDP (User Datagram Protocol) , das auf dem IP (Internet Protocol) basiert.
In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung zum Empfangen und Darstellen eines Bildes gezeigt . Ein zweiter Computer 21 ist ebenfalls mit dem Netzwerk 7 verbunden. Der zweite Computer 21 weist einen zweiten Bildschirm 22, Mittel zum Darstellen der Dateneinheit 23, einen Datendekomprimierer 24, eine Einrichtung zum Zusammensetzen von Paketen 25 sowie eine Empfangseinrichtung 26 auf . Auf dem zweiten Bildschirm 22 ist ein Bild 31 dargestellt, das aus mehreren Sektoren 32 besteht. Zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Empfangen und Darstellen eines Bildes sind weiterhin eine Dateneinheit 33, eine komprimierte Dateneinheit 34 sowie Pakete 35 gezeigt.
Aus dem Netzwerk 7 werden von der Empfangseinrichtung 26 aufgenommene Daten zu Paketen 35 zusammengestellt . Als Folge des nicht fehlerkorrigierenden und nicht empfangsbestätigenden Übertragungsprotokolls kann es zu fehlerhaften Datenpaketen 35 kommen, wie das für ein Datenpaket in Figur 2 symbolisch dargestellt ist. Die Datenpakete 35 werden der Einrichtung zum Zusammensetzen von Paketen 25 zugeführt, die die Pakete 35 zur komprimierten Dateneinheit 34 zusammensetzt. Anhand der Zusatzinformation über die Bezeichnung der komprimierten Dateneinheit sowie der fortlaufenden Nummer können die Pakete 35 eindeutig einer komprimierten Dateneinheit 34 zugeordnet werden. Anhand der fortlaufenden Nummer kann ebenfalls festgestellt werden, ob Datenpakete 35 bei der Übertragung verloren gegangen sind. Manche Übertragungsprotokolle bieten zudem die Möglichkeit, eine Kontrollsumme zu übertragen, anhand derer die Integrität der Daten eines Pakets 35 überprüft werden kann. Verloren gegangene bzw. fehlerhafte Datenpakete 35 können nun auf verschiedene Art und Weise von der Einrichtung zum Zusammensetzen von Paketen 25 berücksichtigt werden. Es ist beispielsweise möglich, ein fehlerhaftes Datenpaket durch ein vorgegebenes Datenpaket auszutauschen, das zwar keine Bildinformationen trägt, aber sicherstellt, dass sich der Fehler nicht in den Bildinhalt der folgenden Pakete 35 fortpflanzt.
Die komprimierte Dateneinheit 34 wird nun vom Datendekomprimierer 24 in die nicht komprimierte Dateneinheit 33 umgewandelt, welche dem Mittel zur Darstellung der Bildinformation 23 zugeführt wird. Diese entnimmt der Dateneinheit 33 die Zusatzinformation über die Position und gegebenenfalls die Größe des Sektors 32 innerhalb des Bildes 31 und stellt diesen Sektor 32 an der angegebenen Position dar.
Im dargestellten Beispiel wurde ein Kodierungsverfahren eingesetzt, bei welchem die Bildinformationen zeilenweise vom oberen linken Punkt eines Sektors aus in der Dateneinheit 33 enthalten sind. Im günstigsten Fall führt ein Fehler in einem Paket 35 nur zur fehlerhaften Darstellung der in diesem Paket 35 enthaltenen Bildinformation. Im ungünstigsten Fall ist auch die Bildinformation nachfolgender Pakete 35 betroffen. In jedem Fall bleibt durch das erfindungs emäße Verfahren die Auswirkung des Fehlers auf den einen Sektor 32 beschränkt. Der Datendekomprimierer 24 und das Mittel zum Darstellen der Bildinformation 23 können alternativ zu einer Einheit zusam- mengefasst werden. Ebenso wie im Ausführungsbeispiel von Figur 1 ist darüber hinaus möglich, die komprimierte Dateneinheit 34 und/oder die Dateneinheit 33 entweder im Arbeitsspeicher des zweiten Computers 21 abzulegen oder in Form einer Datei auf einem nichtfluchtigen Speichermedium entweder zwi- schenzuspeichern oder zur weiteren späteren Verarbeitung abzulegen.
Bezugs eichenliste
1 erster Computer
2 erster Bildschirm
3 Mittel zum Extrahieren von Bildinformationen
4 Datenkomprimierer
5 Einrichtung zum Zerlegen von Paketen
6 Sendeeinrichtung
7 Netzwerk
11, 31 Bild
12, 32 Sektor
13, 33 Dateneinheit
1 , 34 komprimierte Dateneinheit
15, 35 Pakete
21 zweiter Computer
22 zweiter Bildschirm
23 Mittel zum Darstellen von Bildinformationen
24 Datendekomprimierer
25 Einrichtung zum Zusammenfügen von Paketen
26 Empfangseinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Versenden eines Bildes (11) innerhalb eines Netzwerks (7) , dadurch gekennzeichnet, dass - das Bild (11) in mindestens zwei Sektoren (12) zerlegt wird, - zu jedem Sektor (12) eine Dateneinheit (13) erzeugt wird, die den Bildinhalt des entsprechenden Sektors (12) in kodierter Form enthält, - jeder Dateneinheit (13) Informationen über die relative Position des entsprechenden Sektors (12) innerhalb des Bildes (11) hinzugefügt wird und - die Dateneinheiten (13) versendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheiten (13) vor dem Versenden komprimiert werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheiten (13) Dateien sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheiten (13) vor dem Senden in mehrere Pakete (15) aufgeteilt werden und den Paketen (15) als zusätzliche Information die Bezeichnung der jeweiligen Dateneinheit (13) und eine fortlaufenden Nummer hinzugefügt wird.
. Verfahren zum Empfangen und Darstellen eines Bildes (31), das gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 innerhalb eines Netzwerks (7) versendet wurde, dadurch gekennzeichnet, dass - mindestens eine Dateneinheit (33) empfangen wird, - der in der mindestens einen Dateneinheit (33) kodiert enthaltene Bildinhalt eines Sektors (32) extrahiert wird und dieser Sektor (32) anhand der Informationen über die relative Position an seiner Position innerhalb des Bildes (31) dargestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass Pakete gemäß Anspruch 4 empfangen werden, und die mindestens eine Dateneinheit (33) aus den empfangenen Paketen (35) in der Reihenfolge ihrer fortlaufenden Nummer zusammengesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheiten (33) Dateien sind.
8. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 innerhalb eines auf WLAN basierenden Netzwerks (7) , das sich einer Multicast- und/oder Broadcast-Technik bedient.
9. Anordnung zum Versenden eines Bildes (11) innerhalb eines Netzwerks (7) , welche dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 durchzuführen.
0. Anordnung zum Empfangen und Darstellen eines Bildes (31) , das innerhalb eines Netzwerks (7) versendet wurde, welche dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 durchzuführen.
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