JP2000209164A - デ―タ伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な大容量の伝送路を使用せずに大容量伝
送が可能で、消費電力を低く抑制できるデータ伝送方式
を提供する。 【解決手段】 先のフレームと次のフレームにおける画
像データの差分を抽出し、該抽出した差分を一定長のパ
ケットに生成し、該生成したパケットを元の画像データ
とは非同期で伝送し、前記先のフレームの画像データを
保持しておき、該先のフレームの画像データと前記伝送
されたパケットが有する差分とを用いて次のフレームを
再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ伝送方式に
関し、特にパーソナルコンピュータのグラフコントロー
ラで生成した画像データを、伝送路を介して表示デバイ
スに伝送するデータ伝送方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在のＰＣシステム（パーソナルコンピ
ュータ・システム）では、Graphコントローラ（グラフ
コントローラ）が生成した画像データを、表示デバイス
（例えば、液晶デバイス）へ画像伝送する方式が一般的
である。この画像データの１秒当りの画像伝送枚数（フ
レームレート）を多く取ることにより滑らかな動画像を
得られるようになっているが、昨今のグラフコントロー
ラは、より自然な動画像を得るためにフレームレートが
上げられ、データ伝送量が莫大になってきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
莫大なデータ伝送量を処理する為には、グラフコントロ
ーラと表示デバイスの間の経路を、高価な信頼性の高い
大容量の伝送路で結合しなければならなかった。また、
乾電池や蓄電池を電源として使用することの多いNote P
C(ノート・パソコン)などでは、消費電力の低減が課題
となっている。この消費電力の多寡についてはバス（伝
送路）の速度に依存し、フレームレートを上げると消費
電力が多くなるので、より有効なパワーマネジメント
（消費電力の抑制）が望まれる。

【０００４】そこで本発明の課題は、高価な大容量の伝
送路を使用せずに大容量伝送が可能で、消費電力を低く
抑制できるデータ伝送方式を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１の発明は、伝送対象のデータを所定単位に纏
め、その纏めた単位データを順次伝送路を介して伝送す
るデータ伝送方式において、先の単位データと次の単位
データにおけるデータの差分を抽出する差分データ抽出
手段と、該差分データ抽出手段が抽出した差分を一定長
のパケットに生成するパケット生成手段と、該パケット
生成手段が生成したパケットを元のデータとは非同期で
伝送する伝送路手段と、前記先の単位データを保持して
おき、該先の単位データと前記伝送路手段を介して伝送
されたパケットが有する差分とを用いて次の単位データ
を再生する次単位データ再生手段とを備えたことを特徴
とする。

【０００６】また、請求項３の発明は、画像データを一
定数のフレームレートで構成し、そのフレームを順次伝
送路を介して伝送するデータ伝送方式において、先のフ
レームと次のフレームにおける画像データの差分を抽出
する差分データ抽出手段と、該差分データ抽出手段が抽
出した差分を一定長のパケットに生成するパケット生成
手段と、該パケット生成手段が生成したパケットを元の
画像データとは非同期で伝送する伝送路手段と、前記先
のフレームの画像データを保持しておき、該先のフレー
ムの画像データと前記伝送路手段を介して伝送されたパ
ケットが有する差分とを用いて次のフレームを再生する
次フレーム再生手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】このようにすれば、例えば画像データを送
信する場合には、図１に示すように、直前フレームと次
フレームの差分のみを、一定長のパケットにして低速の
非同期で伝送することができるので、大容量の伝送路を
使用せずに大容量伝送が可能で、消費電力を低く抑制で
きる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施例に基
づいて説明する。

【０００９】（１）本発明の原理 先ず、本発明の原理を図１に基づいて説明し、次に実施
例を図２〜図４に基づいて説明する。

【００１０】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の原理を説明
する図である。図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、パソ
コン等のグラフコントローラ側は画像データを生成し、
伝送路を介して表示デバイス側に画像データを送信す
る。この場合、パソコン等の画像は動画再生している場
合などの状況を除外すると、ほぼ静止していると考える
ことが可能である。即ち、表示デバイス側で「直前フレ
ーム」の画像データを所持していれば、表示デバイス側
では「直前フレーム」と「次フレーム」との変化分（差
分）のみを受信すれば、「次フレーム」の画像を再生す
ることができる。

【００１１】また、消費電力の低減に関しては、グラフ
コントローラの画像出力をサンプリングし、元々の画像
処理部分のクロックと「非同期」にして画像データを伝
送する。このようにすれば、伝送路を「低速」にするこ
とが可能なので、消費電力を低減することができる。

【００１２】（２）第１の実施例 図２は本実施例のデータ伝送方式（非同期式差分情報転
送方式）の全体像を説明する概念図、図３は図２を構成
する第１モジュール（送信データ受信部および差分デー
タ送信部）３を示すブロック図、図４は第２モジュール
（差分データ受信部および受信データ送信部）４を示す
ブロック図である。

【００１３】図２に示すように、送信側と受信側に画像
データを一時的に蓄える第１，第２バッファ１，２を用
意し、第１，第２バッファ１，２を夫々制御する「差分
データ抽出手段およびパケット生成手段」である第１モ
ジュール（送信データ受信部および差分データ送信部）
３と、「次フレーム再生手段」である第２モジュール
（差分データ受信部および受信データ送信部）４を用意
する。第１モジュール３と第２モジュール４との間を結
ぶ非同期の伝送路５は、有線でも無線でもシリアルでも
パラレルでも構わないが、第１，第２オリジナルバス
６，７より通信容量は少なくそのままでは情報を伝達で
きない場合を想定している。

【００１４】ここに、第１モジュール３は、第１オリジ
ナルバス６を介してグラフコントローラから伝送されて
きた画像データを受信すると共に、差分データ（差分情
報）を抽出し、更に一定長のパケットを生成する。ま
た、第２モジュール４は、「直前フレーム」を保持して
おり、伝送路５を介して送られてきた差分情報を受信す
るとともに、前記保持している直前フレームと受信した
差分情報を結合して次フレームを再生する。

【００１５】かかる構成において、先ず、送信側の第１
バッファ１と受信側の第２バッファ２は、常に矛盾なく
同じデータを格納している必要がある。そのためには第
１バッファ１に書き込まれた情報は、伝送路５を経由し
て第２バッファ２にも書き込まれなければならない。

【００１６】また、或る一定期間ごとに冗長にして第１
バッファ１の内容を第２バッファ２に伝送する。この冗
長にしたことにより、第１バッファ１と第２バッファ２
が何らかの理由で異なるデータを格納してしまった場合
に、それを修復することが可能となる。例えば、伝送路
を無線式に構成すると、ノイズ等が混入する場合があ
る。しかし、第２バッファ２が保持している直前フレー
ムを用いることにより、ノイズの影響を減少させること
ができる。

【００１７】第１オリジナルバス６と伝送路５は非同期
である（なお、第１オリジナルバス６と伝送路５は必ず
しも同期する必要がない）。このことは、例えば、Grap
hデバイス（グラフコントローラ）の表示モード（フレ
ームレート）に依存せずに、表示装置側（例えば、液晶
ディスプレイ）で表示速度を上げることが可能となる。

【００１８】表示デバイス向けに本方式（図２）を用い
ると、例えば伝送路の能力が不十分で差分伝送が完全に
行なえずデータをロストした場合があったと仮定して
も、先に述べた冗長伝送のおかげで一定期間内に補償さ
れる。即ち、ロストするデータ量が多くなければ（少な
ければ）、実用上の支障は無いと考えられる。

【００１９】また、伝送路５の前段や終端に汎用の圧縮
アルゴリズム（例えば、ＭＰＥＧ,ＪＰＥＧ）を付加す
ることで一層の画像圧縮を実現することも可能である。

【００２０】次に動作を説明する。図３に示すように、
パソコン（図示せず）のLCD I/F（液晶ディスプレイ・
インタフェース）から入力された画像データ（１６ビッ
トのＲＧＢ信号）（次フレームの画像データ）は、同期
信号(Cｌｋ)によりサンプリング部３１でサンプリング
されデータコンパレータ部３２に入力される。同時に同
じ同期信号からアドレスデータ生成部３３はアドレス情
報を生成し、フレームバッファ１Ａ（図１の送信側バッ
ファに相当）に保持している直前フレームの画像データ
をデータコンパレータ部３２に入力する。

【００２１】入力された２つのデータ（直前フレームの
画像データと次フレームの画像データ）はコンパレータ
部３２で比較され、内容が同一であった場合は特に出力
は行わない。また、内容が異なる場合は前記LCD I/Fか
ら入力されたデータ（次フレームの画像データ）をフレ
ームバッファ１Ａに格納し、さらに直前フレームからの
差分情報として伝送路５に送られる。但し、実際には所
定のパケットサイズにまとまった時点で伝送路上に送り
出されることになる。

【００２２】図３では、このパケット生成部分の例とし
て、無線モジュール（無線データパケット・ビデオバッ
ファ・１パケットサイズ）に出力する場合を考慮したブ
ロック図としている。また、３５は無線インタフェース
であり、３６はディジタイザ入力（ペン入力等），ＣＣ
Ｄ入力（デジタルカメラ入力等），各種の制御コマンド
等に対する外部データパケットインタフェースである。
Ｖpacketはビデオ信号のパケットであり、Ｅpacketは外
部信号のパケットである。

【００２３】前述の如く、図４は第２モジュール４の詳
細構成図であるが、図３に対応するように無線モジュー
ル３４からデータを受信することを前提にして描いてい
る。図４では入力された情報はアドレス情報と画像デー
タに分離され、フレームバッファ２Ａの指定のアドレス
にデータを格納すると同時にそのデータをLCDモジュー
ルに伝送し、画像が得られることになる。

【００２４】また、差分を抽出するブロックは伝送路５
のパフォーマンス（伝送容量や処理能力等）に依存す
る。即ち、入力される画像が早く、伝送路５のパフォー
マンスが間に合わない場合は、フレームバッファ２Ａに
格納されているデータは、数フレーム前のデータとなる
ことが考えられる。しかし比較する対照は常に最新のLC
D出力データであり、フレームバッファ２Ａのデータは
送受信モジュール間（第１，第２モジュール間）で同期
が取れているため，実質的にフレームレートが落ちるこ
とがあっても最新の画像が伝送されることになる。

【００２５】（３）第２の実施例 パソコン内部では画像だけでなく各種のデータが夫々の
バス仕様にあわせてデバイス間バスで通信されている。
これらのデータについても、本発明の基本的な概念（図
１参照）をそのままにして、パラメータを変更するだけ
で伝送するデータ量の削減を行うことが可能である。

【００２６】例えば、IDE（intelligent drive elect
ronics）インタフェースなどでは基本的にセクタやクラ
スタ単位のデータ読み書きが行われるが、このセクタ，
クラスタ単位をバッファリングするようにパラメータを
設定すればIDEインタフェースに適合した差分伝送方式
（差分データ伝送方式）を作成することができる。この
ようにしても、当然のことながら、伝送路上はパケット
通信となるため、無線を始めとするあらゆる方式で利用
することができる。

【００２７】また、画像伝送の他の分野では、本方式で
無線伝送やネットワーク伝送ができるので、遠距離の画
像伝送（例えば、自宅に設置したデスクトップ・パソコ
ンと、外出先に持ち出した携帯用パソコンとの画像伝
送）に応用できる。

【００２８】（４）類似の特許出願との相違点 類似の発明として特願平４−５２７３号（特開平５―１
９１４５４号公報）がある。この発明では被監視装置が
生成したパケット化された被監視情報を圧縮して差分パ
ケットとして送信する方式を提案している。この提案で
は元々の情報がサイズの決められたパケットであり、送
信される差分情報もそのパケットに同期して不定長の差
分パケットを生成している。

【００２９】一方、本発明の実施例は、グラフコントロ
ーラが生成する画像データを逐次サンプリングすること
で差分情報を生成している。即ち、伝送される元々の情
報（画像データ）にはパケットという概念は無く、また
差分情報を伝送する段では元々のデータと同期せずに一
定長のパケットを生成する。これらの理由により、本発
明と特開平５―１９１４５４号公報の発明とは別の発明
と考える。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像データを圧縮することで伝送路の回線容量を低く抑え
ることができ、これにより下記の効果が得られる。 効果１：伝送路の回線容量が小さくても十分な画像デー
タが伝送できる。 効果２：伝送路の線長を長くとることができる。 効果３：伝送路の伝送周波数を落とすことができ、消費
電力の低減ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図である。

【図２】本発明の第１実施例の全体構成を示すブロック
図である。

【図３】同第１実施例を構成する第１モジュールのブロ
ック図である。

【図４】同第１実施例を構成する第２モジュールのブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ 送信側バッファ ２ 受信側バッファ ３ 送信データ受信部および差分データ送信部 ４ 差分データ受信部および受信データ送信部 ５ 非同期伝送路 ６，７ オリジナルバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK49 MA01 MA05 RA01 SS26 UA02 UA05 UA31 UA33 5K030 HA08 HB29 JL01 LA07 LB15 LE11 5K041 AA08 CC04 EE51 FF32 HH12 HH13 JJ25 9A001 BB03 BB04 CC05 CC07 EE04 HH30 HH31 KK31 KK42

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送対象のデータを所定単位に纏め、そ
   の纏めた単位データを順次伝送路を介して伝送するデー
   タ伝送方式において、 先の単位データと次の単位データにおけるデータの差分
   を抽出する差分データ抽出手段と、 該差分データ抽出手段が抽出した差分を一定長のパケッ
   トに生成するパケット生成手段と、 該パケット生成手段が生成したパケットを元のデータと
   は非同期で伝送する伝送路手段と、 前記先の単位データを保持しておき、該先の単位データ
   と前記伝送路手段を介して伝送されたパケットが有する
   差分とを用いて次の単位データを再生する次単位データ
   再生手段とを備えたことを特徴とするデータ伝送方式。
2. 【請求項２】 前記単位データは、ＩＤＥインタフェー
   スで使用するセクタ単位またはクラスタ単位であること
   を特徴とする請求項１記載のデータ伝送方式。
3. 【請求項３】 画像データを一定数のフレームレートで
   構成し、そのフレームを順次伝送路を介して伝送するデ
   ータ伝送方式において、 先のフレームと次のフレームにおける画像データの差分
   を抽出する差分データ抽出手段と、 該差分データ抽出手段が抽出した差分を一定長のパケッ
   トに生成するパケット生成手段と、 該パケット生成手段が生成したパケットを元の画像デー
   タとは非同期で伝送する伝送路手段と、 前記先のフレームの画像データを保持しておき、該先の
   フレームの画像データと前記伝送路手段を介して伝送さ
   れたパケットが有する差分とを用いて次のフレームを再
   生する次フレーム再生手段とを備えたことを特徴とする
   データ伝送方式。
4. 【請求項４】 前記画像データは、パーソナルコンピュ
   ータのグラフコントローラで生成したデータであること
   を特徴とする請求項３記載のデータ伝送方式。
5. 【請求項５】 前記伝送路手段は、無線式であることを
   特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のデ
   ータ伝送方式。
6. 【請求項６】 前記伝送路手段に、データを圧縮するア
   ルゴリズムを適用したことを特徴とする請求項１乃至請
   求項５のいずれかに記載のデータ伝送方式。