JPH0884329A - 画像通信端末装置 - Google Patents

画像通信端末装置

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JPH0884329A
JPH0884329A JP6218592A JP21859294A JPH0884329A JP H0884329 A JPH0884329 A JP H0884329A JP 6218592 A JP6218592 A JP 6218592A JP 21859294 A JP21859294 A JP 21859294A JP H0884329 A JPH0884329 A JP H0884329A
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JP6218592A
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Hiroki Horikoshi
宏樹 堀越
Shinjiro Hori
信二郎 堀
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄積画像の特殊再生を可能にする。 【構成】 画像符号化回路22aはITU−T勧告H.
261に従う通信用符号化回路と、MPEG1に従う蓄
積用符号化回路を具備する。画像受信側端末の蓄積通知
制御部44は、受信画像を画像蓄積装置23に蓄積する
とき、予め、画像送信側端末に受信画像の蓄積を通知す
る制御情報を送信する。画像送信側端末の受信制御情報
認識部42は、画像受信側端末から受信画像の蓄積を通
知する制御情報を検出すると、画像符号化回路22aに
蓄積用符号化回路を選択するように指示する。自端末で
符号化した画像情報を画像蓄積装置23に蓄積するモー
ドでは、符号化回路22aは、画像蓄積装置23からの
制御信号に応じて、蓄積用符号化回路で画像情報を符号
化する。蓄積用符号化回路の選択の代わりに、通信用符
号化回路で、一定周期毎にフレーム内符号化フレームを
挿入してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像通信端末装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、画像圧縮符号化技術の発達とディ
ジタル通信回線の普及はめざましく、テレビ電話又はテ
レビ会議のための音響映像サービス用のサービス規定や
プロトコル規定、並びにマルチメディア多重化フレーム
構成規定などの勧告などとして整備され、これに伴い、
テレビ電話やテレビ会議システムに使用できる音声及び
動画像の通信端末装置が提案されている。
【0003】周知の通り、動画像情報を直接ディジタル
伝送するためには、数百Mbpsの伝送速度が必要とな
るので、通常は、圧縮符号化して伝送する。このための
様々な圧縮符号化方式が提案されている。
【0004】動画像通信用の圧縮符号化方式としては、
時間方向の相関を利用した動き補償フレーム間予測符号
化により時間的な冗長度を取り除き、空間方向の相関を
利用した直交変換符号化で空間的な冗長度を取り除くハ
イブリッド符号化方式が主流となっている。即ち、テレ
ビ会議システムやテレビ電話を対象とした通信用符号化
方式には、ITU−T(旧CCITT)勧告H.261
があり、コンパクト・ディスク(CD)等のディジタル
蓄積媒体への蓄積を主目的とした蓄積用符号化方式には
MPEG1がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】H.261に代表され
る通信用コーデックとMPEG1(又はMPEG2)に
代表される蓄積用コーデックとを備えた従来の動画像通
信端末装置では、通常、リアルタイム通信には通信用コ
ーデックを使用し、画像蓄積には蓄積用コーデックを使
用するようになっている。
【0006】しかし、このような動画像通信端末装置で
も、留守番機能を備える従来例では、留守録が同じく記
憶媒体への蓄積であるにも関わらず、受信した動画像情
報を通信用コーデックで圧縮符号化して記録媒体又は記
憶媒体に記録又は記憶する。ITU−T勧告H.261
では、マクロブロック毎にフレーム間予測符号化とフレ
ーム内符号化を選択的に用いるので、例えば、受信画像
を蓄積する場合、フレーム間符号化処理された符号化デ
ータから蓄積を開始したマクロブロックについては、次
にフレーム内符号化データを受信するまでの期間は正し
い画像を再現できない。
【0007】本発明は、このような不都合を生じない画
像通信端末装置を提示することを目的とする。
【0008】本発明は、また、通信用コーデックと蓄積
用コーデックを目的に応じて合理的に使い分けする画像
通信端末装置を提示することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像通信端
末装置は、入力された画像情報を、通信用符号化方式及
び蓄積用符号化方式の選択された一方により圧縮符号化
する符号化手段と、当該符号化手段による符号化画像デ
ータを送信する送信手段と、当該送信手段による当該符
号化画像データを受信する側の端末からの制御情報を受
信する受信手段と、当該受信手段により受信した制御情
報に応答して、当該符号化手段に蓄積用符号化方式を選
択するよう指示する符号化制御手段とを具備することを
特徴とする。
【0010】本発明に係る画像通信端末装置はまた、入
力された画像情報を、通信用符号化方式及び蓄積用符号
化方式の選択された一方により圧縮符号化する符号化手
段と、当該符号化手段による符号化画像データを蓄積す
る蓄積手段と、当該蓄積手段による当該符号化画像デー
タの蓄積に際し、当該符号化手段に所定間隔のフレーム
内符号化方式を選択するよう指示する符号化制御手段と
を具備することを特徴とする。
【0011】本発明に係る画像通信端末装置はまた、符
号化された画像情報を受信する受信手段と、当該受信手
段で受信した符号化画像データを蓄積する蓄積手段と、
当該蓄積手段による当該符号化画像データの蓄積に先立
ち、当該受信符号化画像データの送信側端末に受信画像
の蓄積を通知する制御情報を送出する制御情報送信手段
とを具備することを特徴とする。
【0012】本発明に係る画像通信端末装置はまた、入
力された動画像情報を、所定符号化単位毎にフレーム内
符号化方式とフレーム間符号化方式とを選択的に用いて
圧縮符号化する符号化手段と、当該符号化手段による符
号化画像データを送信する送信手段と、当該送信手段に
よる当該符号化画像データの受信側端末からの第1の制
御情報を受信する第1受信手段と、当該第1受信手段に
より受信される当該第1の制御情報に応答して、当該符
号化手段に所定タイミング毎に強制的にフレーム内符号
化方式を選択するよう指示する符号化制御手段とを具備
することを特徴とする。
【0013】本発明に係る画像通信端末装置はまた、入
力された画像情報を、所定符号化単位毎にフレーム内符
号化方式とフレーム間符号化方式とを選択的に用いて圧
縮符号化する符号化手段と、当該符号化手段による符号
化画像データを蓄積する蓄積手段と、当該蓄積手段によ
る当該符号化画像データの蓄積に際し、当該符号化手段
に対して所定タイミング毎に強制的にフレーム内符号化
方式を選択するよう指示する符号化制御手段とを具備す
ることを特徴とする。
【0014】
【作用】上記手段により、送信側端末からの制御情報に
応答して、強制的に蓄積用符号化方式に切り替えて圧縮
符号化を行なうことが可能になる。これにより、蓄積し
た画像の特殊再生も容易になる。
【0015】また、送信側の制御情報に応答して、強制
的にフレーム内符号化フレーム(更新画面)を所定間隔
で挿入することが可能になり、この結果、蓄積された画
像を途中再生できるようになる。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0017】図1は、本発明の一実施例の動画像通信端
末の概略構成ブロック図を示す。
【0018】図1の構成を説明する。10は会議参加者
を撮影するカメラ、12は図面などの会議資料を撮影す
る書画カメラ、14はカメラ10,12の出力を選択
し、所定の内部形式に変換する画像入力インターフェー
ス、16は画像表示するモニタ、18はモニタ16に画
像信号を供給する画像出力インターフェースである。モ
ニタ16としては、単独の画像表示装置でも複数の画像
表示装置でもよく、更には、単独の画像表示装置でもウ
インドウ・システムにより複数の画像を別々のウインド
ウに表示できるものであってもよい。
【0019】20はカメラ10,12による入力画像及
び受信画像を選択及び合成して画像出力インターフェー
ス18に供給する選択合成回路である。例えば、選択合
成回路20は、例えば、ピクチャ・イン・ピクチャや画
面フリーズの機能を具備する。22は、送信すべき画像
信号を符号化する画像符号化回路22aと、受信した符
号化画像信号を復号化する画像復号化回路22bからな
る画像符号化復号化回路である。
【0020】23は、送信すべき画像情報及び/又は受
信画像情報を圧縮状態で蓄積記憶する画像蓄積装置であ
る。画像蓄積装置23の機能の詳細は、後述する。
【0021】24はマイク及びスピーカからなるハンド
セット、26はマイク、28はスピーカ、30はハンド
セット24、マイク26及びスピーカ28に対する音声
入出力インターフェースである。音声入出力インターフ
ェース30は、ハンドセット24、マイク26及びスピ
ーカ28の音声入出力を切り換えるだけでなく、エコー
・キャンセル処理、並びに、ダイヤルトーン、呼出音、
ビジー・トーン及び着信音などのトーンの生成処理を行
なう。32は、送信すべき音声信号を符号化する音声符
号化回路32aと、受信した符号化音声信号を復号化す
る音声復号化回路32bからなる音声符号化復号化回路
である。
【0022】34は通信回線(例えば、ISDN回線)
の回線インターフェース、36は、画像符号化回路22
a及び音声符号化回路32aからの送信すべき符号化情
報を多重化して回線インターフェース34に供給すると
共に、回線インターフェース34から供給される受信情
報から符号化画像情報と符号化音声情報を分離し、それ
ぞれ画像復号化回路22b及び音声復号化回路32bに
供給する分離多重化回路である。
【0023】38は全体、特に画像入力インターフェー
ス14、画像出力インターフェース18、選択合成回路
20、画像符号化復号化回路22、画像蓄積装置23、
音声入出力インターフェース30、音声符号化復号化回
路32及び分離多重化回路36を制御するシステム制御
回路、40はシステム制御回路38に使用者が所定の指
示を入力するための操作装置(例えば、テン・キーやキ
ーボード等)である。
【0024】システム制御回路38は内部に、受信デー
タに含まれる制御データを監視及び認識する受信制御情
報認識部42と、画像蓄積装置23からの指示信号に応
じて受信画像データの蓄積を画像送信端末に通知する蓄
積通知制御部44を具備する。これらの機能部分42,
44は、実際には、システム制御回路38のCPUに対
するプログラムとして実現される。
【0025】本実施例ではまた、画像符号化復号化回路
22の画像符号化回路22aは、通信用符号化と蓄積用
符号化の両方の機能を具備し、画像復号化回路22b
は、通信用符号化方式に対応する復号化と蓄積用符号化
方式に対応する復号化の両方の機能を具備する。即ち、
画像符号化復号化回路22は、通信用コーデック及び蓄
積用コーデックの両方の機能を具備し、システム制御回
路38からの指示に応じて方式で画像情報を符号化し、
また、受信画像の圧縮方式に応じた方式で圧縮画像を復
号化する。この詳細も、後述する。
【0026】図1に示す動画像通信端末装置の基本動作
を説明する。カメラ10及び書画カメラ12による入力
画像は画像入力インターフェース14により選択され、
その一方が選択合成回路20に入力する。選択合成回路
20は通常、カメラ10,12による入力画像をそのま
ま画像符号化復号化回路22の符号化回路22aに出力
する。画像符号化回路22aは、詳細は後述するが、シ
ステム制御回路38からの制御信号及び内部決定に従う
符号化モードで入力画像信号を符号化し、画像蓄積装置
23に供給する。通常の場合、画像蓄積装置23は、画
像符号化回路22aの出力をそのまま分離多重化回路3
6に出力する。また、画像通信の場合、画像符号化回路
22aは、通信用符号化方式で画像情報を圧縮する。
【0027】他方、ハンドセット24のマイク又はマイ
ク26による入力音声信号は音声入出力インターフェー
ス30を介して音声符号化復号化回路32の音声符号化
回路32aに入力し、符号化されて分離多重化回路36
に印加される。
【0028】分離多重化回路36は、画像符号化回路2
2aにより符号化された画像情報、音声符号化回路32
aにより符号化された音声情報、及びシステム制御回路
28からの制御情報を多重化し、回線インターフェース
34に出力する。回線インターフェース34は分離多重
化回路36からの信号を、接続する通信回線に出力す
る。
【0029】通信回線から受信した信号は回線インター
フェース34から分離多重化回路36に供給される。分
離多重化回路36は、受信信号から符号化画像信号、符
号化音声信号及び制御情報を分離し、符号化画像信号を
画像蓄積装置23を介して画像復号化回路22bに、符
号化音声信号を音声復号化回路32bに、制御情報をシ
ステム制御回路38に供給する。画像復号化回路22b
は、画像蓄積装置23を介して入力する分離多重化回路
36からの符号化画像信号を復号し、選択合成回路20
に印加する。画像通信の場合、画像情報は通信用符号化
方式に従って符号化されているので、画像復号化回路2
2bは、通信用符号化方式に対応する復号化方式で圧縮
画像情報を伸長する。
【0030】選択合成回路20はシステム制御回路38
からの制御信号に従い、画像入力インターフェース14
からの入力画像と、画像復号化回路22bからの受信画
像を選択合成し、画像出力インターフェース18に出力
する。選択合成回路20は、合成処理として例えば、ピ
クチャ・イン・ピクチャやウインドウ表示システムにお
ける対応ウインドウへのはめ込みなどを行なう。画像モ
ニタ16は画像出力インターフェース18からの画像信
号を画像表示する。これにより、入力画像及び/又は受
信画像がモニタ16の画面に表示される。
【0031】音声符号化回路32bにより復号された受
信音声信号は音声入出力インターフェース30を介して
ハンドセット24のスピーカ及び/又はスピーカ28に
印加される。これにより、通信相手からの音声を聞くこ
とができる。
【0032】システム制御回路38内の受信制御情報認
識部42は、受信データに多重化された(あるいは制御
用回線により通知された)各種制御情報、特に、画像受
信端末から受信画像の蓄積を通知する制御情報を認識す
ると、画像符号化回路22aに蓄積用符号化方式による
画像圧縮を選択するように指示する。これに対する画像
符号化回路22aの符号化動作の詳細は後述する。
【0033】図1に示す端末が画像受信端末になった場
合で、画像蓄積装置23が、受信画像データを蓄積する
とき、この蓄積に先立って、蓄積通知制御部44は、画
像の蓄積開始を通知する制御情報を画像送信側端末に通
知する。このときの、画像蓄積装置23の蓄積動作の詳
細は後述する。
【0034】図2は、画像符号化回路22aの回路構成
例を示す概略ブロック図である。50は、ITU−T勧
告H.261に従って動画像を圧縮符号化する通信用符
号化回路、52は、MPEG1に従って動画像を圧縮符
号化する蓄積用符号化回路である。54は、システム制
御回路38の受信制御情報認識部42及び画像蓄積装置
23の自符号化画像蓄積監視回路66(図4)からの制
御信号に応じて、画像符号化制御回路56に蓄積用符号
化方式の選択を指示する蓄積対応制御回路である。画像
符号化制御回路56は、蓄積対応制御回路54からの制
御信号及びシステム制御回路38からの制御信号及び発
生符号量等に従い、通信用符号化回路50と蓄積用符号
化回路52の何れを使用するか、及び、使用する符号化
回路50,52での動作パラメータ等を制御する。
【0035】通常の動作時には、システム制御回路38
が、ユーザの設定に応じて、通信用符号化回路50と蓄
積用符号化回路52の切替えを画像符号化制御回路56
に指示する。
【0036】通信用符号化回路50で実行されるH.2
61に従う動画像情報の圧縮符号化処理の概略を説明す
る。H.261では、参照フレームにおける予測値との
差分を符号化するフレーム間予測符号化モードと、差分
をとらずそのまま符号化するフレーム内符号化モードと
を、符号化単位であるマクロブロック毎に選択できる。
動きや変化の少ない画像は、現フレームと前フレームが
非常に似ているため、前フレームとの差分を符号化する
フレーム間予測符号化(INTER)方式を用いること
により、その時間的冗長度を削減する。これに動き補償
を加えることで、動きのある画像も効率的に符号化でき
る。
【0037】動きが著しく大きい画像やシーンチェンジ
の際などは、フレーム間の相関が小さいので、同一フレ
ーム内の符号化が効果的であり、前フレームとの差分を
とらずそのまま符号化するフレーム内符号化(INTR
A)方式を用いる。
【0038】これら3つの符号化モード、即ち動き補償
フレーム間予測符号化モード、動き補償無しのフレーム
間予測符号化モード(即ち、単純フレーム間予測符号化
モード)、及びフレーム内符号化モードが、マクロブロ
ック単位で適応的に切り換えられて、動画像が符号化さ
れる。
【0039】通信用画像符号化回路50は、このように
各符号化モードに応じて得られるブロック・データを、
直交変換の一種であるDCT(離散コサイン変換)処理
し、そのDCT係数データを量子化した後、符号化モー
ド情報等とともに可変長符号化する。
【0040】蓄積用符号化回路52で実行されるMPE
G1に従う動画像情報の圧縮符号化処理を説明する。M
PEG1では、入力画像データそのものを符号化するI
ピクチャ(Intra Coded Picture)
と、時間的に前方の画像との差分を符号化するPピクチ
ャ(Predective Coded Pictur
e)と、時間的に前方の画像、後方の画像又は前方の画
像と後方画像から作られた補間画像との差分を符号化す
るBピクチャ(BidirectionalPrede
ctive Coded Picture)とをフレー
ム毎に選択する。各ピクチャの配置例を図3に示す。
【0041】Pピクチャは、INTRA符号化モードと
前方予測符号化モードとで最も効率的な符号化モードを
マクロブロック単位で適応的に選択して符号化される。
Bピクチャは、INTRA符号化モード、前方予測符号
化モード、後方予測符号化モード及び両方向予測符号化
モードのうち最も効率的な符号化モードをマクロブロッ
ク単位で適応的に選択して符号化される。
【0042】蓄積用画像符号化回路52は、各モードに
応じて得られるブロック・データを、直交変換の一種で
あるDCT(離散コサイン変換)処理し、そのDCT係
数データを量子化処理した後、符号化モード情報等とと
もに可変長符号化する。
【0043】蓄積用符号化方式は、通信用符号化方式と
比較して、Iピクチャの挿入により一般的に圧縮効率が
悪くなるが、ランダム・アクセスや高速再生が可能にな
るという利点がある。また、Bピクチャの挿入により逆
再生も可能になる。通信用符号化方式では、一般に、順
方向で再生した画像データを何らかの記憶装置に蓄積し
なければ、逆再生を実現できない。
【0044】蓄積対応制御回路54の作用を説明する。
蓄積対応制御回路54には、画像蓄積装置23から画像
符号化回路22aの出力画像データの蓄積の実行を通知
する信号が供給され、受信制御情報認識部342から、
相手端末における受信画像の蓄積実行を通知する信号が
供給される。蓄積対応制御回路54は、これらの蓄積実
行の通知信号に応じて、画像符号化制御回路56に蓄積
用画像符号化回路52の選択を指示する。即ち、自端末
で画像を蓄積する場合、及び、相手端末がその受信する
画像を蓄積する場合には、画像符号化回路22aは、そ
の蓄積用画像符号化回路52により画像情報を蓄積用画
像符号化方式で圧縮符号化する。
【0045】画像蓄積装置23の内部構成と動作を説明
する。
【0046】図4は、画像蓄積装置23の回路構成例を
示す概略ブロック図である。図4において、60は、圧
縮符号化された画像データを蓄積する画像メモリ、62
は、画像メモリ60の入出力を切り換える入出力選択回
路である。64は、受信画像の蓄積を監視し、システム
制御回路38の蓄積通知制御部44に受信画像の蓄積開
始を通知する受信画像蓄積監視回路、66は、自端末で
符号化処理した画像情報の蓄積開始を画像符号化回路2
2a(の蓄積対応制御回路54)に通知する自符号化画
像蓄積監視回路である。68は、システム制御回路38
により制御され、画像蓄積装置23の各部を監視及び制
御する画像蓄積制御回路である。
【0047】画像蓄積装置23の動作を説明する。画像
蓄積制御回路68は、システム制御回路38からの蓄積
指示に基づき、入出力選択回路62に入力選択を指示
し、画像メモリ60をデータ書き込み状態に制御する。
入出力選択回路62は、画像蓄積制御回路68からの選
択指示に応じて、2入力(画像符号化回路22aの出力
と分離多重化回路36の出力)の一方を選択し、画像メ
モリ60は、入出力選択回路62からのデータを記憶す
る。
【0048】なお、受信画像蓄積監視回路及び自符号化
画像蓄積監視回路66は、システム制御回路38からの
指示に基づく画像蓄積制御回路68の蓄積制御動作を常
時、監視している。入出力選択回路62が、分離多重化
回路36の出力(即ち、受信符号化画像データ)が蓄積
すべき画像情報として選択した場合、受信画像蓄積監視
回路64は、これを検知して蓄積通知制御部44に通知
する。一方、入出力選択回路62が画像符号化回路22
aにより圧縮符号化された画像データを蓄積すべき画像
情報として選択する場合、自符号化画像蓄積監視回路6
6は、これを検知して画像符号化回路22aにその旨を
通知する。自符号化画像蓄積監視回路66が画像符号化
回路22aに通知する内容とその動作の詳細は後述す
る。
【0049】画像蓄積装置23での画像蓄積には、画像
送信側端末の画像蓄積装置23での画像蓄積と、画像受
信側端末の画像蓄積装置23での画像蓄積がある。
【0050】先ず、後者の画像蓄積を際の動作を説明す
る。画像受信側端末は、受信画像を蓄積するとき(例え
ば、留守録モードになっているとき)、画像通信に先立
ち画像送信側端末に受信画像の蓄積を示す制御情報を送
信する。即ち、画像受信側端末で、画像蓄積装置23の
受信画像蓄積監視回路64が、受信画像の蓄積モードに
なっていることを認識すると、蓄積通知制御部44に受
信画像データの蓄積開始を通知する。蓄積通知制御部4
4は、これに応答して、画像送信側端末に、受信画像の
蓄積実行を示す制御情報を送信する。
【0051】画像送信側端末では、受信制御情報認識部
42が、画像受信側端末からの蓄積実行を示す制御情報
を認識し、画像符号化回路22aの蓄積対応制御回路5
4に画像受信側端末での受信画像の蓄積実行を通知す
る。画像符号化回路22aの蓄積対応制御回路54は、
これに応答して、画像符号化制御回路56に蓄積用符号
化回路52の選択を指示する。この結果、送信すべき画
像は、蓄積用符号化回路52により蓄積用符号化方式で
圧縮符号化される。圧縮符号化された画像情報は、画像
蓄積装置23を素通りし、分離多重有か回路36及び回
線インターフェース34並びに通信回線を介して相手端
末に送信され、相手端末の画像蓄積装置23又はこれに
類似する記憶装置に蓄積される。これにより、受信側端
末は、蓄積に適した符号化方式で圧縮された画像情報を
受信し、蓄積できる。
【0052】次に、画像送信側端末が自身の画像符号化
回路22aで圧縮符号化処理された画像データを自身の
画像蓄積装置23に蓄積する場合を説明する。
【0053】画像蓄積装置23の自符号化画像蓄積監視
回路66は、システム制御回路38が画像蓄積制御回路
68に供給する制御信号から、画像符号化の開始に先立
ち自装置内符号化画像の蓄積の実行を検出し、画像符号
化回路22aに画像蓄積装置23が符号化画像を蓄積す
る旨を通知する。画像符号化回路22aの蓄積対応制御
回路54は、これに応答して、画像符号化制御回路56
に蓄積対応の符号化制御を実行するよう指示する。この
結果、画像符号化回路22aは、選択合成回路20から
の画像情報を、蓄積用符号化回路52により蓄積用符号
化方式で圧縮符号化する。画像蓄積装置23の画像メモ
リ60には、蓄積用符号化方式で符号化された画像情報
が蓄積される。
【0054】図5は、画像送信側での蓄積と画像受信側
での蓄積に対応して、蓄積用符号化を強制選択する以上
の動作のフローチャートを示す。
【0055】以上の動作により、圧縮符号化画像の蓄積
手段に蓄積する場合においては、蓄積開始に先立って画
像符号化回路に蓄積の実行を通知することにより、蓄積
用符号化方式による画像情報の圧縮符号化を選択でき
る。この結果、ユーザは符号化方式の切替えを意識する
ことなく、蓄積された画像情報を、ランダム・アクセ
ス、高速再生及び逆再生などの特殊再生で再生できる。
また、蓄積画像の一部を廃棄して必要な期間のフレーム
だけを蓄積したり、Iピクチャだけを蓄積するなどとい
った機能も容易に実現できる。
【0056】なお、上記実施例では、通信用符号化方式
としてH.261を、蓄積用符号化方式としてMPEG
1を、それぞれ例に挙げて説明したが、本発明は、これ
らに限定されない。即ち、その他のあらゆる通信用・蓄
積用符号化方式を採用する場合にも、適用できる。
【0057】また、上記実施例では、蓄積実行に際して
必ず蓄積用符号化方式を選択する場合について説明した
が、ユーザによる設定などにより、これを禁止する機能
を備えることにより強制制御に柔軟性をもたせてもよ
い。
【0058】また、上記実施例では、通信用符号化器と
蓄積用符号化器とを別々に備える場合について説明した
が、一部回路を共有化し、モード切替えなどにより通信
用符号化と蓄積用符号化の切替えを実現できることも明
らかである。
【0059】図1乃至図6を参照して説明した実施例で
は、その一部をソフトウエアにより実現できることは明
らかである。
【0060】上記実施例では、通信用符号化手段と蓄積
用符号化手段を設け、状況に応じて、即ち、画像蓄積の
必要なときには強制的に蓄積用符号化手段で画像情報を
符号化するようにしたが、通信用符号化手段における符
号化方式を適宜の間隔でフレーム内符号化方式(即ち、
蓄積用に適した符号化モード)に強制するようにして
も、同様の効果を得ることができる。図7は、そのよう
にした符号化回路22aの変更例の概略構成ブロック図
である。
【0061】図7に示す符号化回路では、前フレーム
(予測値)との差分を符号化するフレーム間符号化(I
NTER)モードと、差分をとらずにその画面内で符号
化するフレーム内符号化(INTRA)モードをフレー
ム内のマクロブロック単位で選択できる。例えば、通常
の画像通信状態では、動きや時間方向で動きの少ない画
像や静止画ではINTERモードを使用して時間的冗長
度を削減し、動きの大きな画像や、動きが少ない画像で
もシーン・チェンジの際にはINTRAモードを使用す
る。先に説明したように、INTERモードには動き補
償付きと動き補償無しがある。また、発生する符号化デ
ータ量に応じて、量子化ステップ・サイズを変更し、必
要により駒落とし(フレーム・スキップ)を行なう。画
像蓄積時には、詳細は後述するが、フレームの各マクロ
ブロックで適宜のフレーム間隔でフレーム内符号化モー
ドが選択されるように、符号化モードが制御される。
【0062】図7において、140は選択合成回路20
からの画素データが入力する入力端子、142は、入力
端子140からの画素値と当該画素値の予測誤差との間
のエネルギー比較結果及び外部制御信号に従い、INT
RAモード又はINTERモードを選択する符号化モー
ド選択回路である。符号化モード選択回路142は、I
NTRAモードでは入力端子140からの画素値をその
まま出力し、INTERモードでは、マクロブロック単
位で予測値(前フレーム)との差分(予測誤差)を出力
する。
【0063】144は、符号化モード選択回路142の
出力を離散コサイン変換し、DCT係数データを出力す
るDCT回路、146は、DCT回路144から出力さ
れるDCT係数データを、指定された量子化ステップ・
サイズで量子化する量子化回路、148は、量子化回路
146の出力を可変長符号化する可変長符号化回路、1
50は可変長符号化回路148の出力をバッファリング
する送信バッファ、152は送信バッファ150の出力
を分離多重化回路36に接続する出力端子である。
【0064】154は、量子化回路146の出力を逆量
子化する逆量子化回路、156は逆量子化回路154の
出力を逆離散コサイン変換する逆DCT回路である。1
58は、INTERモードで逆DCT回路156の出力
に予測値を加算して出力し、INTRAモードでは逆D
CT回路156の出力をそのまま出力する加算器であ
る。160は、動き補償フレーム間予測のためのフレー
ム・メモリであり、加算器158の出力(局部復号値)
を記憶する。
【0065】162は、入力端子140から入力する画
像信号とフレーム・メモリ160に記憶される前フレー
ムの画像信号とをマクロブロック単位で比較して動きベ
クトルを検出する動きベクトル検出回路、164は、動
きベクトル検出回路162により検出された動きベクト
ルに従い、フレーム・メモリ160からの前フレームの
データをマクロブロック単位で画面内で移動させて動き
を相殺する動き補償回路、166は動き補償回路164
の出力をマクロブロック単位で空間フィルタリングする
ローパス・フィルタである。フィルタ166の出力がフ
レーム間予測の予測値になり、加算器158及び減算器
168に印加される。減算器168は、入力端子140
からの画素データとフィルタ166の出力(予測値)と
の差、即ち予測誤差を算出して、符号化モード選択回路
142に供給する。
【0066】170は、通常時には、システム制御回路
38からの符号化に関する制御信号、及び送信バッファ
150からのバッファ蓄積量信号に従い、符号化モード
選択回路142、量子化回路146、及び可変長符号化
回路148を制御する画像符号化制御回路である。シス
テム制御回路38からの符号化に関する制御信号には、
画質(空間解像度)優先、動き追従性(時間解像度)優
先、又はこれらの中間かを指定する信号や、書画カメラ
12の選択信号などがある。
【0067】172は、蓄積対応制御回路54と同様
に、システム制御回路38の受信制御情報認識部42及
び蓄積通知制御部44からの制御信号に応じて、画像符
号化制御回路170に蓄積対応の符号化制御を指示する
蓄積対応制御回路である。
【0068】図7に示す回路の通常時の動作を先ず説明
する。
【0069】入力端子140には選択合成回路20か
ら、例えばCCITT勧告H.261に従う共通フォー
マットであるCIF(Common Interfac
e Format)フォーマット又はQCIF(Qua
rter CIF)フォーマットで画像データが入力す
る。入力端子140に入力する画像データは、符号化モ
ード選択回路142、減算器168及び動きベクトル検
出回路162に印加される。
【0070】減算器168は、入力端子140からの画
素データと、フィルタ166から出力される予測値との
差分(予測誤差)を算出し、符号化モード選択回路14
2に印加する。符号化モード選択回路142は、入力端
子140からの画素値と、減算器168からの予測誤差
とをエネルギー比較し、その比較結果、及び画像符号化
制御回路170からの制御信号に従い、符号化モードを
選択する。符号化モード選択回路142は、INTRA
モードの選択時には、入力端子140からの入力画素値
をそのままDCT回路144に出力し、INTERモー
ドの選択時には、減算器168からの予測誤差をDCT
回路144に出力する。
【0071】DCT回路144は、符号化モード選択回
路142からのデータをブロック単位で離散コサイン
(DCT)変換し、DCT係数データを量子化回路14
6に出力する。量子化回路146は、画像符号化制御回
路170からの量子化特性制御信号により指定される量
子化ステップ・サイズで、DCT回路144からのDC
T係数データを量子化する。可変長符号化回路148
は、画像符号化制御回路170からの符号化制御信号に
従い有意ブロックを判定し、量子化DCT係数をCCI
TT勧告H.261に従って可変長符号化する。
【0072】送信バッファ150は、可変長符号化回路
148による可変長符号化データをバッファリングして
出力端子152を介して分離多重化回路36に出力する
と共に、バッファ蓄積量を画像符号化制御回路170に
伝達する。
【0073】逆量子化回路154は、量子化回路146
で選択されたのと同じ量子化ステップ・サイズで、量子
化回路146の出力を逆量子化し、DCT係数の代表値
を出力する。逆DCT回路156は、逆量子化回路15
4の出力を逆離散コサイン変換する。加算器158は、
INTERモードでは、逆DCT回路156の出力に予
測値(フィルタ166の出力)を加算し、INTRAモ
ードでは逆DCT回路156の出力をそのまま出力す
る。加算器158の出力は、フレーム・メモリ160に
格納される。
【0074】フレーム・メモリ160は少なくとも2フ
レーム分の記憶容量を具備し、加算器158の出力画素
値(即ち、局部復号値)を記憶する。動きベクトル検出
回路162は、入力端子140からの現フレームの画素
データとフレーム・メモリ160に記憶される前フレー
ムの画素データとを比較し、画像の動きを検出する。具
体的には、現フレームの処理中のマクロブロック付近を
動きベクトル・サーチ・ウインドウとして前フレーム
(参照フレーム)の画素データをフレーム・メモリ60
から読み出し、ブロック・マッチング演算して動きベク
トルを検出する。
【0075】動き補償回路164は、動きベクトル検出
回路162で検出された動きベクトルに従い、その動き
を相殺するようにフレーム・メモリ160からの前フレ
ームの画素データを画面方向に移動する。フィルタ16
6は、動き補償回路164により動き補償された前フレ
ームの画素データに対し、ブロック境界における不連続
性を緩和するフィルタ処理を施し、処理データを減算器
168及び加算器158に予測値として供給する。
【0076】画像符号化制御回路170は、システム制
御回路34からの制御信号及び送信バッファ150のデ
ータ蓄積量に応じて、画像符号化の全般を制御する。具
体的には、送信バッファ150がオーバーフローしない
ように、送信バッファ150のデータ蓄積量を基に、入
力画像の変化、シーン・チェンジ及び通信者の画質設定
に応じて適応的に、量子化回路146の量子化ステップ
・サイズ、符号化モード選択回路142におけるモード
選択、有意ブロック判定及び駒落とし(フレーム・スキ
ップ)を制御する。
【0077】通常の画像通信の際、画像符号化制御回路
170は、図7に示す回路における符号化を次のように
制御する。即ち、動きや変化の少ない画像は、現フレー
ムと前フレームが非常に似ているので、前フレームとの
差分を符号化するフレーム間予測符号化(INTER)
方式又はモードを用いることにより、時間的冗長度を効
果的に削減する。更に動き補償(MC)を加えること
で、動きのある画像に対しても効率的な符号化を実現で
きる。動きが著しく大きい画像やシーンチェンジの際な
どは、フレーム間の相関が小さいので、同一フレーム内
の符号化が効果的である。即ち、前フレームとの差分を
とらずそのまま符号化するフレーム内符号化(INTR
A)方式又はモードを用いる。画像符号化制御回路17
0は、これら3つの符号化モード、即ち動き補償フレー
ム間予測符号化モード、動き補償無しのフレーム間予測
符号化モード(即ち、単純フレーム間予測符号化モー
ド)、及びフレーム内符号化モードをマクロブロック単
位で適応的に切り換える。
【0078】量子化回路146における量子化特性に関
しては、量子化ステップ・サイズを小さくする程、画質
は向上するが、有意データが増加するので、伝送ビット
数の増加につながる。他方、量子化ステップ・サイズを
多くすると、伝送データ量は減少するが、画質が劣化す
る。CCITT勧告H.261によれば、1フレーム当
たりに発生するビット数には上限があり、画質の高精細
化のための量子化特性の向上にも限界がある。画質の高
精細化は伝送ビット数の増加を意味し、そのままフレー
ム・レートの減少につながる。即ち、画質(空間解像
度)と動きに対する追従性(時間解像度)とは相反する
ものであり、高画質を追求すると、必然的に動きに対す
る追従性が劣化する。そこで、画像符号化制御回路17
0は、送信バッファ150のデータ蓄積量を常時監視
し、適宜に効率的に量子化ステップ・サイズを設定す
る。回路170はまた、発生する符号化ビット数に応じ
て駒落とし(フレーム・スキップ)処理を行ない、フレ
ーム・レートを調節する。
【0079】次に、蓄積対応制御回路172による蓄積
対応の符号化制御について説明する。蓄積対応制御回路
172には、画像蓄積装置23の自符号化画像蓄積監視
回路44から画像符号化回路22aの出力画像データの
蓄積実行の通知信号が入力すると共に、受信制御情報認
識回路42からは、相手端末(画像受信側端末)が受信
画像の蓄積実行モードになっていることの通知信号が入
力する。蓄積対応制御回路172は、これらの何れかの
通知信号に応じて、画像符号化制御回路170に強制的
に所定期間毎にフレーム内符号化フレーム(更新画面)
を挿入するように指示する。つまり、例えば、数符号化
フレームおきに、符号化モード選択回路142の比較結
果を無効としてフレーム内の全ブロックについてフレー
ム内符号化(INTRA)モードを選択させる。ここで
は、この強制処理フレーム間隔は、予めシステム制御回
路38に設定されているものとする。
【0080】図2に示す画像符号化回路22aを使用し
た実施例の場合と同様に、画像蓄積装置23での画像蓄
積には、画像送信側端末の画像蓄積装置23での画像蓄
積と、画像受信側端末の画像蓄積装置23での画像蓄積
がある。
【0081】先ず、後者の画像蓄積を際の動作を説明す
る。画像受信側端末は、受信画像を蓄積するとき(例え
ば、留守録モードになっているとき)、画像通信に先立
ち画像送信側端末に受信画像の蓄積を示す制御情報を送
信する。即ち、画像受信側端末で、画像蓄積装置23の
受信画像蓄積監視回路64が、受信画像の蓄積モードに
なっていることを認識すると、蓄積通知制御部44に受
信画像データの蓄積開始を通知する。蓄積通知制御部4
4は、これに応答して、画像送信側端末に、受信画像の
蓄積実行を示す制御情報を送信する。
【0082】画像送信側端末では、受信制御情報認識部
42が、画像受信側端末からの蓄積実行を示す制御情報
を認識し、図7に示す画像符号化回路22aの蓄積対応
制御回路172に画像受信側端末での受信画像の蓄積実
行を通知する。画像符号化回路22aの蓄積対応制御回
路172は、これに応答して、画像符号化制御回路17
0に蓄積対応の符号化制御を指示する。即ち、画像符号
化制御回路170は、所定フレーム期間おきに、フレー
ム内の全ブロックについて強制的にフレーム内符号化処
理するように図7に示す回路の各部を制御する。送信す
べき画像は、所定フレーム期間おきに全ブロックがフレ
ーム内符号化されたフレームになり、画像蓄積装置23
を素通りし、分離多重有か回路36及び回線インターフ
ェース34並びに通信回線を介して相手端末に送信さ
れ、相手端末の画像蓄積装置23又はこれに類似する記
憶装置に蓄積される。これにより、受信側端末が受信し
蓄積する符号化画像情報は、所定周期で全ブロックがフ
レーム内符号化されたものになっており、比較的短時間
の内に、正しく再現された受信画像を再生表示できる。
【0083】次に、画像送信側端末が自身の画像符号化
回路22aで圧縮符号化処理された画像データを自身の
画像蓄積装置23に蓄積する場合を説明する。
【0084】画像蓄積装置23の自符号化画像蓄積監視
回路66は、システム制御回路38が画像蓄積制御回路
68に供給する制御信号から、画像符号化の開始に先立
ち自装置内符号化画像の蓄積の実行を検出し、画像符号
化回路22a(の蓄積対応制御回路172)に画像蓄積
装置23が符号化画像を蓄積する旨を通知する。画像符
号化回路22aの蓄積対応制御回路172は、これに応
答して、画像符号化制御回路170に蓄積対応の符号化
制御を実行するよう指示する。これに応じて、画像符号
化制御回路170は、所定フレーム期間おきに、フレー
ム内の全ブロックについて強制的にフレーム内符号化処
理するように図7に示す回路の各部を制御する。このよ
うに符号化された画像情報は、画像蓄積装置23の画像
メモリ60に蓄積される。
【0085】図8は、画像符号化制御回路170による
符号化制御を示すフローチャートである。
【0086】以上の動作により、圧縮符号化画像の蓄積
手段に蓄積する場合においては、蓄積開始に先立って画
像符号化回路に蓄積の実行を通知することにより、所定
タイミングでフレーム内符号化画像が強制挿入されるこ
とになる。これにより、フレーム内符号化画像の挿入周
期等にもよるが、途中再生も容易になる。また、蓄積画
像の一部を廃棄して必要な期間のフレームだけを蓄積し
たり、フレーム内符号化フレームだけを蓄積することも
できる。
【0087】なお、上記実施例においては、ITU−T
勧告H.261に従う圧縮符号化方式について説明した
が、他の圧縮符号化方式についても適用できることは言
うまでもない。
【0088】また、上記実施例においては、フレーム内
符号化処理するタイミングを予め決められた固定間隔お
よび固定単位として説明したが、画像蓄積を通知する制
御情報に強制処理タイミング(制御間隔及び制御単位な
ど)を指示する制御情報を付加して伝送することによ
り、受信端末(実際に画像を蓄積する端末)が、強制フ
レーム内符号化処理タイミングを設定制御することがで
きる。
【0089】また、上記実施例においては、強制的にフ
レーム内符号化処理する単位が1フレームである場合に
ついて述べたが、これに限らず、複数フレームや1フレ
ームを領域分割したものなどを強制処理単位としてもよ
い。また、制御間隔についても上記実施例に限定されな
い。
【0090】以上の各実施例の各要素は、その一部又は
全部をソフトウエアで実現できることは明らかである。
【0091】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、画像受信側又は画像送信側で画像
情報を蓄積する場合に、蓄積用符号化方式による圧縮符
号化を選択するので、ユーザが特に符号化方式の変更を
意識することなく、送信側又は受信側で蓄積された画像
をランダム・アクセス、高速再生、逆再生などの特殊再
生で再生できるようになる。
【0092】また、1つの符号化方式の符号化手段のみ
であっても、画像蓄積に際して所定周期でフレーム内符
号化処理を強制的に挿入するようにしたので、蓄積に適
した符号化が可能になり、再生開始時だけでなく途中再
生開始時でも画像の乱れを低減した正しい画像を構成
し、再生表示できる。更には、蓄積画像の途中再生に限
らず、蓄積画像の一部を廃棄して必要な期間のフレーム
だけを蓄積したり、フレーム内符号化フレームだけを蓄
積するなどといった機能も容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である動画像通信端末の全
体概略構成ブロック図である
【図2】 画像符号化回路22aの概略構成ブロック図
である。
【図3】 MPEG1における符号化フレームの一例で
ある。
【図4】 画像蓄積装置23の概略構成ブロック図であ
る。
【図5】 蓄積用符号化方式選択のフローチャートであ
る。
【図6】 動きベクトルの説明図である。
【図7】 画像符号化回路22aの別の構成の概略構成
ブロック図である。
【図8】 図7に示す画像符号化回路22aにおける符
号化制御のフローチャートである。
【符号の説明】
10:カメラ 12:書画カメラ 14:画像入力インターフェース 16:モニタ 18:画像出力インターフェース 20:選択合成回路 22:画像符号化復号化回路 22a:画像符号化回路 22b:画像復号化回路 24:ハンドセット 26:マイク 28:スピーカ 30:音声入出力インターフェース 32:音声符号化復号化回路 32a:音声符号化回路 32b:音声音声復号化回路 34:回線インターフェース 36:分離多重化回路 38:システム制御回路 40:操作装置 42:受信制御情報認識部 44:蓄積通知制御部 50:通信用画像符号化回路 52:蓄積用画像符号化回路 54:蓄積対応制御回路 56:画像符号化制御回路 60:画像メモリ 62:入出力選択回路 64:受信画像蓄積監視回路 66:自符号化画像蓄積監視回路 68:画像蓄積制御回路 140:入力端子 142:符号化モード選択回路 144:DCT回路 146:量子化回路 148:可変長符号化回路 150:送信バッファ 152:出力端子 154:逆量子化回路 156:逆DCT回路 158:加算器 160:動き補償用フレーム・メモリ 162:動きベクトル検出回路 164:動き補償回路 166:ローパス・フィルタ 168:減算器 170:画像符号化制御回路 172:蓄積対応制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 5/92 7/30 H04N 7/133 Z

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力された画像情報を、通信用符号化方
    式及び蓄積用符号化方式の選択された一方により圧縮符
    号化する符号化手段と、当該符号化手段による符号化画
    像データを送信する送信手段と、当該送信手段による当
    該符号化画像データを受信する側の端末からの制御情報
    を受信する受信手段と、当該受信手段により受信した制
    御情報に応答して、当該符号化手段に蓄積用符号化方式
    を選択するよう指示する符号化制御手段とを具備するこ
    とを特徴とする画像通信端末装置。
  2. 【請求項2】 入力された画像情報を、通信用符号化方
    式及び蓄積用符号化方式の選択された一方により圧縮符
    号化する符号化手段と、当該符号化手段による符号化画
    像データを蓄積する蓄積手段と、当該蓄積手段による当
    該符号化画像データの蓄積に際し、当該符号化手段に所
    定間隔のフレーム内符号化方式を選択するよう指示する
    符号化制御手段とを具備することを特徴とする画像通信
    端末装置。
  3. 【請求項3】 符号化された画像情報を受信する受信手
    段と、当該受信手段で受信した符号化画像データを蓄積
    する蓄積手段と、当該蓄積手段による当該符号化画像デ
    ータの蓄積に先立ち、当該受信符号化画像データの送信
    側端末に受信画像の蓄積を通知する制御情報を送出する
    制御情報送信手段とを具備することを特徴とする画像通
    信端末装置。
  4. 【請求項4】 入力された画像情報を、所定符号化単位
    毎にフレーム内符号化方式とフレーム間符号化方式とを
    選択的に用いて圧縮符号化する符号化手段と、当該符号
    化手段による符号化画像データを送信する送信手段と、
    当該送信手段による当該符号化画像データの受信側端末
    からの第1の制御情報を受信する第1受信手段と、当該
    第1受信手段により受信される当該第1の制御情報に応
    答して、当該符号化手段に所定タイミング毎に強制的に
    フレーム内符号化方式を選択するよう指示する符号化制
    御手段とを具備することを特徴とする画像通信端末装
    置。
  5. 【請求項5】 更に、上記送信手段による上記符号化画
    像データの受信側端末からの第2の制御情報を受信する
    第2受信手段と、当該第2受信手段により受信される当
    該第2の制御情報に応答して、強制的フレーム内符号化
    タイミングを決定するタイミング制御手段とを具備し、
    上記符号化制御手段は、上記受信手段による上記第1制
    御情報に応答して上記符号化手段に当該タイミング制御
    手段で決定されたタイミングで強制的にフレーム内符号
    化方式を選択するよう指示する請求項4に記載の画像通
    信端末装置。
  6. 【請求項6】 入力された動画像情報を、所定符号化単
    位毎にフレーム内符号化方式とフレーム間符号化方式と
    を選択的に用いて圧縮符号化する符号化手段と、当該符
    号化手段による符号化画像データを蓄積する蓄積手段
    と、当該蓄積手段による当該符号化画像データの蓄積に
    際し、当該符号化手段に対して所定タイミング毎に強制
    的にフレーム内符号化方式を選択するよう指示する符号
    化制御手段とを具備することを特徴とする画像通信端末
    装置。
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