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発明の名称 可変レート画像伝送装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−66789
公開日 平成7年(1995)3月10日
出願番号 特願平5−207634
出願日 平成5年(1993)8月23日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 竹口 順康
要約 目的
輻輳が発生する可能性のある多重化伝送系において、受信画像に致命的な損傷を与えないようにして、転送レート低減が可能な装置を提供する。

構成
予め圧縮された画像データを蓄積するデータ蓄積手段11と、多重化通信路の輻輳によりデータレートを下げなければならない場合それに対応できるデータ供給手段12と、多重化伝送路と、復号化側のバッファ手段16と、バッファがアンダーフローしないように制御できる復号化手段17から構成される。
特許請求の範囲
【請求項1】ディジタル画像圧縮されたデータを蓄積しておき、通信回線により前記圧縮画像データを伝送する装置において、圧縮された画像データを蓄積するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段からデータを読み出す時輻輳通知情報に基づきデータの読み出し速度を制御して可変レートでデータを送出するデータ供給手段と、複数のデータを多重化しデータの輻輳時には前記輻輳通知情報を前記データ供給手段に通知することのできる多重化伝送手段と、データを伝送する通信手段と、前記通信手段から受信したデータを複数のデータに分離する分離手段と、前記分離手段により分離された可変レートデータを一時的に蓄えるバッファ手段と、前記バッファ手段のデータ蓄積量とデータ中にサイド情報として含まれる標準蓄積量を比較し、その差が所定のしきい値を越えた場合は前記バッファ手段のデータの読み出しを制御して前記標準蓄積量に近付けることができる復号化手段とからなることを特徴とする可変レート画像伝送装置。
【請求項2】ディジタル画像圧縮されたデータを蓄積しておき、通信回線により前記圧縮画像データを伝送する装置において、予め相異なる複数のレートで画像データを圧縮して蓄積するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段からデータを読み出すとき輻輳通知情報に基づき前記複数の画像データの中から適切なデータを選択して所定の単位で切り換え可変レートでデータを送出するデータ供給手段と、複数のデータを多重化しデータの輻輳時には前記レート指示情報を前記データ供給手段に通知することのできる多重化伝送手段と、データを伝送する通信手段と、前記通信手段から受信したデータを複数のデータに分離する分離手段と、前記分離手段により分離された可変レートデータを一時的に蓄えるバッファ手段と、前記バッファ手段のデータを読み出して圧縮されたデータを復号する復号化手段とからなることを特徴とする可変レート画像伝送装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像信号の伝送において、多重化通信路の輻輳を回避するための可変レート画像伝送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ATM(非同期転送モード)等により画像、音声データを可変レートで伝送するための技術開発が活発である。
【0003】従来の可変レート伝送装置について以下に説明する。図5は従来の可変レート伝送装置のブロック図である。図5において、51は画像符号器、52はバッファメモリ、53はFIFOメモリ、54は固定発振器、55は可変発振器である。画像符号器51で発生された符号化情報は、固定発振器54からの発振出力にもとづき、固定レートで逐次にバッファメモリ52に格納される。この際、バッファメモリ52の蓄積データ量がオーバーフロー状態に近づくと、画像符号器51に制御信号を発し、それにより画像符号器51で量子化ステップを大きくするなどして、発生符号量を抑さえてオーバーフローを防止する。バッファメモリ52に蓄積されたデータは、次に可変発振器55の周波数で決まる可変レートでFIFOメモリ53に転送される。この可変発振器55の周波数はネットワークの状況に応じて可変される。これにより、ネットワークの状況に応じて転送されるパケットの発生頻度が制御され、可変レートになる(例えば、特開平2−121548号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の様な構成では、画像符号器を実時間で制御する必要があるため、符号化しながら転送する放送型のシステムでは適用可能であるが、事前に画像を符号化してメモリに蓄えておいて、利用者からの要求により圧縮された画像データを可変レートで転送するような用途には適用できない。
【0005】本発明は上記問題点に鑑み、事前に固定レートで圧縮されて蓄積されているデータに対して、ネットワークの要求に応じて可変レートを可能にする画像伝送装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するために本発明は、ディジタル画像圧縮されたデータを蓄積しておき、通信回線により前記圧縮画像データを伝送する装置において、圧縮された画像データを蓄積するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段からデータを読み出す時輻輳通知情報に基づきデータの読み出し速度を制御して可変レートでデータを送出するデータ供給手段と、複数のデータを多重化しデータの輻輳時には前記輻輳通知情報を前記データ供給手段に通知することのできる多重化伝送手段と、データを伝送する通信手段と、前記通信手段から受信したデータを複数のデータに分離する分離手段と、前記分離手段により分離された可変レートデータを一時的に蓄えるバッファ手段と、前記バッファ手段のデータ蓄積量とデータ中に含まれる標準蓄積量を比較し、その差が所定のしきい値を越えた場合は前記バッファ手段のデータの読み出しを制御して前記標準蓄積量に近付けることができる復号化手段とからなる様にしたものである。
【0007】また、ディジタル画像圧縮されたデータを蓄積しておき、通信回線により前記圧縮画像データを伝送する装置において、予め相異なる複数のレートで画像データを圧縮して蓄積するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段からデータを読みだすとき輻輳通知情報に基づき前記複数の画像データの中から適切なデータを選択して所定の単位で切り換え可変レートでデータを送出するデータ供給手段と、複数のデータを多重化しデータの輻輳時には前記レート指示情報を前記データ供給手段に通知することのできる多重化伝送手段と、データを伝送する通信手段と、前記通信手段から受信したデータを複数のデータに分離する分離手段と、前記分離手段により分離された可変レートデータを一時的に蓄えるバッファ手段と、前記バッファ手段のデータを読み出して、圧縮されたデータを復号する復号化手段とからなるものである。
【0008】
【作用】本発明は上記した構成により、ネットワークの要求によりデータレートの送出速度を可変にした時、復号化側でバッファの蓄積量と標準の蓄積量を比較することで、バッファメモリが破綻しないように復号化の制御を行い、蓄積された圧縮画像データの可変レート化を実現するものである。また本発明は、予め複数個の相異なるレートのデータを蓄積しておき、ネットワークの要求によりそれらを切り換えることで、可変レート化を実現するものである。
【0009】
【実施例】以下、本発明の可変レート画像伝送装置について、図面を参照しながら説明する。
【0010】図1は本発明の可変レート画像伝送装置の一実施例を示すブロック図である。図1において、11はデータ蓄積手段、12はデータ供給手段、13は多重化伝送手段、14は通信手段、15は分離手段、16はバッファ手段、17は復号化手段である。
【0011】このように構成された可変レート画像伝送装置について、その動作を説明する。データ蓄積手段11には、あらかじめMPEG方式等で固定レートで画像符号化された結果のビットストリームが蓄えられているものとする。データ蓄積手段11は具体的には、コンピュータのハードディスクや光磁気ディスク等が用いられる。データ供給手段12はデータ蓄積手段11にアクセスして、画像データ110を読み込んで多重化伝送手段13に送出する。
【0012】図2はデータ供給手段12の構成例を示したもので、アクセス制御21はデータ蓄積手段11の読みだしアドレス111を指定して、データ110を読みだしFIFOメモリ22に書き込む。可変発振器23はクロック211を出力して、FIFOメモリ22からデータを読みだしてデータ112を出力する。FIFOメモリ22はフルフラグ210を出力してアクセス制御21を制御し、FIFOメモリ22がオーバーフローしないようにしている。通常はクロック211は圧縮データのレートに等しくなっており、画像符号化した時のレートのままで伝送される。多重化伝送手段13は複数のデータをパケット化して多重するため、混雑してくると輻輳の可能性がでてくる。そのとき多重化伝送装置13は輻輳通知フラグ113をデータ供給手段12に送る。データ供給手段12の可変発振器23は、輻輳通知フラグ113によりクロック211の周波数を所定の値だけ下げる。それにより、FIFOメモリ22はデータ量が増加するために、フルフラグ210によりアクセス制御21を制御して、データ蓄積手段11の読みだし速度を下げさせる。この操作により、データ112のレートは削減され、輻輳は回避される。
【0013】多重化されたデータは通信手段14を経由して分離手段15に送られ、多重化されたデータは分離され、バッファ手段16に書き込まれる。しかし、輻輳が発生して元のデータレートより低くなっている場合は、復号化手段17の読みだしによりバッファ手段16がアンダーフローする可能性があるため、アンダーフローしないように補償する必要がある。
【0014】図3はバッファ手段16と復号化手段17の構成例を示したもので、 バッファメモリ31に蓄えられたデータは蓄積量監視手段32で常に監視されているものとする。バッファメモリ31から読みだされたデータ161は、データ中のサイド情報として標準蓄積量読み取り33が符号化時点での蓄積量170を読みだす。標準蓄積量170と蓄積量監視回路32の出力である現在の蓄積量163は比較器34に送られる。比較器34はそれらの差Xを計算し、これを所定のしきい値Kと比較し、XがKを越える場合は復号化回路35にフラグ171を送って、バッファメモリ31からの読みだしを停止させる。これによりXの値は低下し、K以下になれば比較器34はフラグ171を戻す。復号化回路35は、フラグ171が立っている期間何らかの手段で出力画像を停止する必要がある。
【0015】以上述べたような構成により、多重化伝送の輻輳による圧縮画像データのビットレートの低減が実現できる。
【0016】図4は、本発明の可変レート画像伝送装置の他の実施例におけるデータ供給手段12の構成図である。データ蓄積手段11には、予め異なったビットレートで符号化された2種類のビットストリームファイルがあり、それをファイル41とファイル42とする。たとえばファイル41は1.5Mbpsで、ファイル42は1.2Mbpsで符号化されているとする。通常は、アクセス制御21によりデータ蓄積手段11のファイル41が読みだされており、データバス110からFIFOメモリ22に書き込まれる。可変発振器23は1.5Mbpsに相当するクロック211でFIFOメモリ22のデータを読みだし、データ112を出力している。輻輳通知フラグ113が立つと、可変発振器23はクロック211を1.2Mbpsに切り換える。これにより、FIFOメモリ22のデータ量が増加しフルフラグ210を出力する。アクセス手段21は、フルフラグ210を受け取ると読みだすファイルを41から42に切り換える。この結果、FIFOメモリ22は定常状態になり、逆に輻輳通知フラグ113が無くなると可変発振器23はクロック211を1.5Mbpsに切り換え、FIFOメモリ22がエンプティフラグ210を出力するので、アクセス手段21はデータ蓄積手段11から読みだすファイルを42から41に戻す。本実施例の構成では、受信側で前実施例にようなバッファ手段16のアンダーフローは発生しないため、図3で述べたような受信側での補償は必要ない。
【0017】以上述べたような構成により、多重化伝送の輻輳による圧縮画像データのビットレートの低減が実現できる。
【0018】尚、本実施例では予め作成しておくファイルを2つとして、それぞれのビットレートを1.5Mbps、1.2Mbpsとしたが、これらの値に限るものではなく、ファイル数、ビットレートはその他のものでもかまわない。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、多重化通信系に輻輳が生じてビットレートを削減しなければならない場合でも、それに対応したデータ供給側、受信側の処理を行うため、受信画像に致命的な損傷を与えるような障害を回避できる。また、データ供給側で転送レート削減処理を行うために、フラグがたってから実際の低減までの遅延時間を短くすることができる。




 

 


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