JPH0322736A

JPH0322736A - 優先パケット多重回路と映像パケット伝送システム

Info

Publication number: JPH0322736A
Application number: JP1157760A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Tanaka; 勉田中; Hiroshi Yokota; 博史横田; Masaru Fuse; 優布施
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-06-20
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1991-01-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は映像信号をパケット（以下、セルと称す）に分
解し、セル多重によって複数の映像を伝送するシステム
に関するものである。

従来の技術鉄道●高速道路等の監視では直線状の沿線に監視箇所が
点在している。この様な直線状に並んだカメラを多数配
置するバス型映像伝送システムの従来例（電子情報通信
学会創立７０周年記念総合全国大会　１８２３；田辺、
他）を第４図に示す。

上り映像伝送系では選択されたカメラ４２０の映像信号
は、高能率符号化装置４１９でＤＰＣＭ符号化され、多
重押入回路４１７で隣端末からの信号４１８をＣＨＩ〜
３の任意の空きタイムスロットに押入される。この様な
ディジタル映像信号は４１３で光信号に変換されて伝送
される。センタ−４０では受信信号を４１２で電気信号
に変換し、ＴＤＭＡ　　ＤＭＵＸ　　４０５で３つの信
号に分離し、ＤＰＣＭデコーダ４０６〜４０８でビデオ
信号に変換され、ＴＶＩ〜ＴＶ３　（４０９〜４１１）
に映し出される。

端末の選択信号の伝送について説明する。キーボード４
０２または、ジョイスティック４０４で端末番号を選択
すると、ＣＰＵ　　４０３で選択制御信号が出され、ド
ライバ４０１でツイストペア線を駆動する。４１４で受
信した信号は各端末のＳＣＣ　　（シンク゜ル・チフフ
゛・コンヒ゜ユータ）　４　１　６で自分の端末が選択
されているかどうかを判断する。自分の端末が選択され
ている場合、先に説明したようにＴＤＭＡ４　１　７で
カメラからの信号を多重する。

また、制御信号はドライバ４１５で隣の端末に中継され
る。

以上に説明した従来例では映像信号は３　２Ｍｂｐｓの
固定レートに符号化されている。伝送路の速度は１２８
ＭｂｐｓでＤＰＣＭ映像信号を３チャンネル多重してい
る。（映像信号３ビットとフレーム同期などの信号１ビ
ットとを時分割多重している。）この方式では沿線のＮ端末から３チャンネルを選択する
ことが出来るが、１２８Ｍｂｐｓと高速伝送路を使用し
ているにも関わらず、伝送できる映像信号のチャンネル
数が少ない欠点がある。チャンネル数が少ないのは映像
信号を固定レートで符号化しているので、低いレートで
符号化すると画像品質が悪くなるため、３２Ｍｂｐｓに
符号化しているからである。これを解決する可能性のあ
る技術として、ＡＴＭ伝送技術と、それに伴う可変レー
ト符号化がある。

ここで、Ａ　Ｔ　Ｍ　（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔ
ｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｅ）について説明する。第４図
にＡＴＭ伝送の概念を示す。　（日経エレクトロニクス
１９８８．１．１１　Ｎｏ．４３８ｐｐｌ２２）　　Ａ
　Ｔ　Ｍは一定周期で繰り返すタイムスロット上に、固
定長のセルを乗せて転送する。転送するセルの数を増減
させることにより、実効的な通信速度を変えられる。

第５図にＳ　Ｔ　Ｍ　（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒ
ａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｅ）とＡＴＭとの多重伝送方式の
違いを示す。ＡＴＭは従来のパケット交換方式で高速化
を阻んでいた部分を思い切って除去し、回線交換で培っ
てきた技術を取り入れることによって高速な通信を実現
しようとする。

Ｘ．２５に準拠したパケット通信は、もともとバースト
信号の伝送に向いており、フレキシビリティに富む。送
りたいときに必要なだけの情報を送ればよい。しかしプ
ロトコルが複雑で高速な信号を伝送するには限界がある
。

ＡＴＭでは、送る情報を短いブロック（セル）に分割し
、多重する。セルには宛先などを示すヘッダを付ける。

ヘッダが付いたブロックをセルと呼ぶ。網内ではヘッダ
の内容を参照してセル単位に交換し、相手先に届ける。

音声やビデオなどの連続信号もセルに分解し、受け側で
再び連続信号の形に戻す。従来のセル信号も短い長さの
セルに分割して送り出す。一方、ＳＴＭはＡＴＭに対す
る反語である。従来の時分割多重である。

ビデオ信号を高能率符号化する分野の研究開発もＡＴＭ
の登場でにわかに活気づいてきた。これまで高能率符号
化技術を縛り付けてきた問題を、ＡＴＭがいつきに解消
してくれる。従来の高能率符号化は伝送速度を一定にす
ることが大前提であった。しかしＡＴＭでは、必要なと
きに必要な情報を送ればよい。伝送速度をダイナミック
に変化させられる。これで画質一定の高能率符号化が可
能になる。

現行の標準テレビ信号でもディジタル変換してそのまま
送ると１００Ｍｂ／ｓ程度の伝送容量が必要である。こ
の中の冗長な部分を省いて、伝送情報量を減らすことが
高能率符号化の基本である例えば被写体が動かないよう
な静止画の場合、同じ信号を何度も繰り返して送るのは
無駄である。

ＡＴＭを前提にすれば、動画時には１００Ｍｂ／Ｓ程度
で送り、静止画時には伝送速度をゼロにしてもよい。し
かし、従来は動画時にも伝送速度を抑える必要があるの
で動画の画質を犠牲にせざるを得なかった。ＡＴＭ伝送
を用い、映像信号を可変レート符号化すれば、品質が一
定の映像信号を高能率に伝送することが出来る。　　し
かし、ここで問題が生じる。直線状に並んだ監視系のよ
うな伝送ではセンターから遠く離れた端末では画像の性
質に基づいた可変レート符号化が可能であるが、センタ
ーに近い端末ではそれ以前の端末から送信してきた映像
信号セルで伝送容量が一杯となった場合、伝送可能な容
量が少なくなったり、極端な場合、残り伝送容量がなく
なる。この様な場合、伝送容量がなくなったノード（結
合部）以降の端末で発生した映像セルが伝送できなくな
る。この様に、一般にはセンターから離れた端末ほど伝
送レートが高くでき、センターに近い端末は伝送容量を
大きく取れないという欠点が生じる。

発明が解決しようとする課題以上に説明したように、従来の映像信号バス型伝送シス
テムでは、映像信号の多重数が大きく取れない欠点があ
った。一方、映像信号をパケット（セル）化して伝送す
る方式ではセンターから離れた端末は十分な伝送レート
を確保できるが、センターに近い端末は場合によっては
伝送容量を確保出来ないという欠点が生じる。

本発明はかかる点に鑑み、平均伝送レートを低くするこ
とができ、また、各端末の符号化レートが増加して伝送
容量が足りなくなった場合、センターに近い端末でも他
の端末と同等に情報を送出することを目的とする。

課題を解決するための手段映像信号を画質に大きな劣化を与える情報から、画質に
対して大きな劣化を与えない情報とに順次分離し、画質
に大きな意味を持つ情報から順番に優先順位の高い優先
情報を付与し、センターに近づくにしたがって伝送路が
込み合ってふくそうが生じた場合、ふくそうノードの前
から伝送されてきたセルで優先順位の低いセルは廃棄す
る。

作用本発明は、伝送路等でセル廃棄が起こるような状態とな
ったときには優先順位の低いセルが先に廃棄される。従
って、センターに届く映像情報の画品質を各端末間で均
一にする。また、映像信号を可変レートで符号化するこ
とにより、伝送チャンネル数を多くする。

実施例第１図において、２本のＡＴＭセルの入力端子１０１，
１０２から入力したセルはタイミング回路１０３でセル
の位相（セルの区切り目のタイミング）を判定する。一
方の入力セルはバッファメモリ１０４に入力され、入力
セル１０１、１０２のセルヘッダ部分が重ならない様に
遅延される。

セルヘッダ抜取り部１０５，　　１０６でヘッダのみを
取り出し、ヘッダ識別回路１０７〜１０９で優先順位を
識別する。一方、セルの情報はアドレスカウンタ１１０
に従って、バッファメモリ１１１，１１２に記録される
。この時の記録アドレス１１０は優先順位に従ったキュ
ー１１３〜１１５に記録される。例えばアドレスカウン
タの値が（２１２）で優先順位が一番高かったセルのユ
ーザ情報は１１１（バッファ（１）番）またはｌ１２（
バッフ７２番）に記録され、アドレス（２１２）．！：
セルを記録したパッファメモリ番号（（１）または（２
））とをＰＩＦＯ　　１１３に記録する。優先順位が一
番低い場合にはＰＩＦＯ　　１１５に記録される。キュ
ー群１１３〜１１５の待行列数と伝送路の容量とから、
送出セル決定回路１１６で次に送出するセルを決定する
。決定結果から読み出し回路１１７の制御信号にしたが
って、ＦＩＦ０　１ｌ３〜１１５から出力（バッファメ
モリの番号とアドレス）が読み出される。この出力に従
いバッファメモリ１１１または１１２からセルのユーザ
情報を読み出す。読み出されたセルは１ｌ８で多重され
、出力される。

次に別の実施例について、第２図と共に説明する。伝送
されてきたセル２０９はヘッダを解析する時間だけバッ
ファ２０１に記録される。ヘッダ部分は２０２で解析さ
れ、セルヘッダの優先情報が検出される。一方、映像信
号２１０は高能率符号化器２０４でディジタル信号に変
換された後、高能率符号化される。高能率符号化された
信号のうち、優先度の高い情報は２０５に、優先度の低
い情報は２０６に蓄積される。このバッファに蓄積され
た情報量（待行列長）と優先度識別回路２０２からの優
先度別のセル数（伝送路の空き容量）とを送出セル決定
回路２０３で次に送出するセルを決定する。この決定に
従い、スイッチ２０８からセルが送出される。即ち、伝
送路の空き容量が少ない場合には、端子２０９から入力
したセルのうち、優先度の低いセルは廃棄される。

次に映像監視システムの実施例について第３図と共に説
明する。映像セル送出装置３０２は、入力映像信号３０
３は符号化部３０４でＰＣＭ信号に変換された後、１６
画素でブロックを構成し、動画部分と静止画部分に識別
される。静止画ブロックの映像信号は伝送しない。次に
、セル分解回路３０５で、優先順位の低い上位２ビット
のセルと、中間優先度の上位６ビットのセルと、優先順
位の最も高い静止画と動画の識別情報セルを構成する。

出力セルはノード３０７に送られ、センター装置３０８
に送出される。センター装置では送られできた映像セル
を組立て、元の映像信号に変換して、各端末の映像信号
で監視を行う。端末３０１とノード３０８とは、３０２
、３０７と、それぞれ同様の動作をする。ノード３０７
には、端末３０２からの映像セルとノード３０６以前か
らの映像セルとが入力される。このノードで第１図、第
２図で説明したセル多重アルゴリズムに従い、セル多重
が行われる。

この映像信号バス型伝送システムではセンターに近い端
末であっても、優先度の高いセルは優先度の低いセルを
つぶして使用することが出来るので、遠くにある端末と
同品質の映像信号を送出することか出来る。一方、端末
の選局信号３０９は各ノードに伝達され、選択されてい
ない端末のセルは送出されない。また、選択する端末数
は伝送容量×使用率＝端末数×平均送出情報量の式で決
定される。使用率は通常８０％ぐらいである。

なお、本実施例では優先度の最も高いセルとしてＰＣＭ
信号の上位４ビット、優先度が中間のセルとしてＰＣＭ
信号の中間の２ビット、優先度の最も低いセルとしてＰ
ＣＭ信号の下位２ピットを用いた。しかし、例えば映像
信号の優先度の付け方としてはＤＣＴ係数の低次成分と
高次成分とを分離する様にすることも出来ることは明ら
かである。映像信号の優先セル分解方式としは本発明者
らにより別出願を行なっている発明の効果以上のように、本発明によれば、映像信号をその情報量
に応じて可変レートで符号化し、セル化するので平均伝
送レートを低くすることが出来る。

また、映像セル送出装置を直線状に配列した伝送システ
ムでは、各端末の符号化レートが増加して伝送容量が足
りなくなった場合でも、各端末からの非優先セルから廃
棄されるので、センターに近い端末でも他の端末と同等
に情報を送出することか出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は本発明の
他の実施例の構成図、、第３図は本発明の別の実施例の
構成図、第４図は従来の実施例の構成図、第５図、第６
図はＡＴＭ伝送の説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも１本のパケットの入力端子と、前記入
力端子からのパケットのタイミング調整のためのバッフ
ァと、ヘッダ部分の優先度を識別する回路と、パケット
情報を優先度に応じて記録するメモリ回路と、前記メモ
リ回路の待行列長と伝送路の空き容量とを比較して送出
するパケットを決定する回路と、前記送出パケット決定
回路の結果によりパケットを出力する回路とで構成され
ることを特徴とする優先パケット多重回路。
（２）紛失しても画質劣化が比較的小さい映像信号パケ
ットと紛失すると大きな画質劣化となる映像信号パケッ
トとに分解する機能を持つ複数の映像パケット送出装置
と、前記複数のパケット送出装置からの信号を元の映像
信号に復元するセンター装置と、前記複数のパケット送
出装置と前記センター装置とを直線状に配列するための
複数のノード装置とで構成され、前記ノード装置が自ノ
ードに接続された端末からの映像パケットと自ノード以
前から送られてきた映像パケットとを多重する第１クレ
ーム記載の優先パケット多重回路を有することを特徴と
する映像パケット伝送システム。